CN1258330A - 常温用弹性铺道混合物 - Google Patents
常温用弹性铺道混合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1258330A CN1258330A CN99800325A CN99800325A CN1258330A CN 1258330 A CN1258330 A CN 1258330A CN 99800325 A CN99800325 A CN 99800325A CN 99800325 A CN99800325 A CN 99800325A CN 1258330 A CN1258330 A CN 1258330A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- causeway
- elasticity
- asphalt mixture
- discarded
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C7/00—Coherent pavings made in situ
- E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C7/00—Coherent pavings made in situ
- E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
- E01C7/085—Aggregate or filler materials therefor; Coloured reflecting or luminescent additives therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
- C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C7/00—Coherent pavings made in situ
- E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
- E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
- E01C7/26—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre
- E01C7/265—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre with rubber or synthetic resin, e.g. with rubber aggregate, with synthetic resin binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Abstract
本发明提供一种利用废弃草本植物部分的方法,是通过将废弃草本植物部分与冷粘合剂如热固性聚合物或沥青乳化液混合并利用所得混合物作为供弹性铺道用的沥青混合的主要成分,以及提供一种弹性铺道结构,它含有利用弹性铺道用冷沥青混合物建构的层作为表层或其一部分,冷沥青混合物包括废弃草本植物部分作为主要构成材料和作为冷粘合剂的热固性聚合物或沥青乳化液,还提供一种弹性铺道用的冷沥青混合物。
Description
本发明涉及供弹性铺道用的冷沥青混合物及基于此的弹性铺道结构。更具体地,本发明涉及有效利用谷物种皮等废弃草本植物部份作为主材料的冷沥青混合物与使用此建构的弹性铺道结构。
弹性铺道现今以试验性质用于一般人行道、公园及河川保留地中的通道、儿童游园地中的散步场地、建筑物间的正面道路、车站前庭、及慢跑道路作为给予步行者宜人的行走感觉或者奔跑感觉的铺道。然而,因为使用橡胶屑作为赋予铺道结构的材料,弹性铺道会有成本高、耐久性差、铺道结构难以具有适宜渗透性等缺点,并且下雨后亦会在铺道表面留下泥坑。
另一方面,以谷壳为典型代表的谷物种皮在以往被用作柱或席垫的填充物,包装或运输中的缓冲材料,或者与泥土混合以腐叶土的形态使用,或者经过焚化制成焚化灰形态的有机肥料。然而消耗量有限:其远低于谷物种皮的总产出(据信仅日本国内每年即超过五百万吨)。剩余的极大量的谷物种皮以废弃物弃置,然而大量焚化亦不适宜,因为二氧化碳气体引起的全球温室效应已成为全球的议题。因此对于适当弃置方法或者某些有效利用的方法的发展需求日盛。此外,未被利用并被丢弃的谷物的叶、茎与根,及除谷物外被割除或拔出的废弃草本植物亦占极大的量。如果这些废弃物可以适当地处置或者有效地利用,则将有利于地球的环境。
鉴于前述状况,本发明的目的是提供一种方法,其可解决常用弹性铺道结构的高成本、耐久性差及难以赋予适当透水性等缺陷,并使得以废弃物形态大量弃置的谷物种皮等废弃草本植物部份得到有效的利用。
发明人以结合两种完全不同的议题的方式进行广泛的研究,即一方面消除常见弹性铺道结构相关的缺点,另一方面则提供有效利用大量弃置的谷物种皮等废弃草本植物部份的方法。结果发现将谷物种皮(以谷壳为典型代表)等废弃草本植物部份与热固性聚合物或沥青乳化液等冷黏合剂结合成弹性铺道冷混合物可以同时解决以上两种议题,并由此完成本发明。
更具体地,本发明提供利用废弃草本植物部份的方法,即将废弃草本植物部份与热固性聚合物或沥青乳化液等冷黏合剂施以混合并以生成的混合物作为供弹性铺道用的沥青混合物的主构份,及提供弹性铺道结构,其具有供弹性铺道用的冷沥青混合物(包含作为主要构成材料的废弃草本植物部份及作为冷黏合剂的热固性聚合物或者沥青乳化液)所建构的层作为其表层或者一部分,及供弹性铺道用的冷沥青混合物。
使用于此处的名词“主要构成材料”是相对于辅助材料而言,其占混合物的大部份,因此是指其性质在混合物中或者在混合物建构的层中显著表现的材料。只要主要构成材料的性质能在混合物中或者在混合物建构的层中显著地表现,掺合比即无特别的限制,且主要构成材料的含量不一定是混合物中最大者。
除了作为主要构成材料的废弃草本植物部份之外,本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物可以加入一或多种选自着色颜料、橡胶、弹性体、锯屑、废弃塑胶材料、玻璃碎片、小麦杆、玉米屑、稻草屑、干草、豆壳、树叶及树根、聚乙烯容器的碎屑、及造纸用碎屑的辅助材料,或者集料(aggregate)。这些辅助材料及集料视需要加入以补充作为主要构成材料的废弃草本植物部份的性质,并提供变化,或用以着色。其掺合比并无特别的限制,只要这些材料不损及作为主要构成材料的废弃草本植物部份的性质。但是,当使用下述的沥青乳化液作为黏合剂时,最好加入集料。
本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物使用适用于冷状态的黏合剂,例如热固性聚合物或者沥青乳化液。因此不须在铺设处将黏合剂施以加热,并且作为主要构成材料的废弃草本植物部份不会受到损坏。此外,使用于本发明中的冷黏合剂不会产出二氧化碳气体或类似物(其可能因加热而产出),因此生成的混合物亦有利于地球的环境。
包含废弃草本植物部份及冷黏合剂的本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物常作为用于在底基层上建立表层或者其一部分的混合物。由此建构而得的层兼具适宜的弹性与透水性,给予步行者宜人的行走感觉或者奔跑感觉,并使得降雨渗透而不会在铺道表面留下水坑。当本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物仅用于建立表层的一部分时,其下层最好以可渗性铺道用的混合物建构。如此一来,即使仅有表层的一部分为弹性铺道用的冷沥青混合物所建构,降雨或类似物仍可有效地渗透并沉降至铺道下的路基土中。因此,不论铺设处为何(不但包括一般人行道,亦包括公园或河川保留地中的通道、儿童游园地中的散步场地、建筑物间的正面道路、车站前庭、及慢跑道路),本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物对树的成长或地下水的分布仅造成有限的影响,并且是一种极佳的铺道沥青混合物。使用大量谷物种皮等废弃草本植物部份的本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物为最佳的选择因为其使用大量丢弃的谷物种皮等废弃草本植物部份,并且成本低廉因为废弃物形态的废弃草本植物部份得到有效的利用。
图1例举本发明的弹性铺道结构的实施方案。主要结构对照表1 本发明的弹性铺道结构2 使用本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物所建构的层3 透水层4 底基层5 路基土6 L-形槽7 底板混凝土
使用于本发明中的名词“废弃草本植物部份”意指废弃未利用的草本植物的部份,其不仅包括废弃未利用的谷物种皮及谷物的叶、茎与根,亦包括割除或拔除的所有废弃草本植物部份例如芦苇及日本种南美草。就相对均匀尺寸的观点而言,谷物种皮为最适合者。谷物种皮是稻、小麦、粟、谷仓旁野草、豆类、荞麦及玉米等谷物的种子外皮,并以稻谷为典型代表。虽然谷壳因具有适宜的硬度而最适合于本发明中使用,但是可于本发明中使用的谷物种皮并非仅局限于谷壳。在本发明中,可以仅使用单一种类的谷物种皮,或者亦可使用两或多种谷物种皮。当使用非均匀尺寸的除谷物种皮外的废弃草本植物部份时,外皮是先经过分类和/或在咬式碾磨机或轧碎机中碎至颗粒尺寸为约0.3至20毫米或优选5至1.2毫米。在本发明中,可以仅使用单一种类的废弃草本植物部份,当然亦可使用两或多种。前述的废弃草本植物部份最好干燥后使用。当使用枯树或者割除或拔除后放置使干燥者时,其可以原状态使用而不需再施以特殊的干燥步骤。大体而言,草本植物较木质植物为软,并且当其作为供弹性铺道用的冷沥青混合物的主要构成材料时,其提供较木质植物为佳的弹性效果。
在本发明中作为冷黏合剂的热固性聚合物包括诸如丙烯酸类树脂、芳基类树脂、环氧树脂、尿素树脂、酚类树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯树脂、蜜胺树脂、及聚氨酯树脂,其中,以聚氨酯树脂为较佳。
经常使用的异氰酸酯及多元醇可应用于聚氨酯。例如,适合的异氰酸酯包括亚甲苯基二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷-二异氰酸酯(MDI)、粗MDI、六亚甲基-二异氰酸酯(HMDI)、亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、氢化TDI、氢化MDI、及甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯(PAI)。除了与这些异氰酸酯及多元醇的反应之外,含末端异氰酸酯基(与增塑剂、填料、催化剂、架桥剂、发泡剂等反应而得)的预聚物亦可使用。
适合的多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、与聚合物多元醇。适合的聚酯多元醇包括由二羧酸(例如己二酸、苯二甲酸、二聚亚麻酸及马来酸)与二醇类(例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇),甘油,三羟甲基丙烷,四醇类(例如季戊四醇),及三醇类的反应制得的多元醇与蓖麻油。
适合的聚醚多元醇包括诸如利用氧化丙烯(PO)、氧化乙烯(EO)、氧化丁烯、甲基氧杂环丁烷、或二甲基氧杂环丁烷施以加成的丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷与其他的多元醇及多元胺。
适合的聚合物多元醇包括诸如在聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物及丁二烯-丙烯腈共聚物的分子端末处或者分子中有两或多个羟基的多元醇,乙二醇与对苯二甲酸的直链聚合酯的多元醇,及丙烯酸衍生物的丙烯酸类多元醇。
除前述的异氰酸酯及多元醇之外,当然亦可使用常见适合的增塑剂、填料、催化剂、发泡剂、黏合剂、分散剂及其他助剂。
本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物中的热固性聚合物相对于100体积份数干燥状态的废弃草本植物部份的消耗最好在10至50体积份数的范围内。当热固性聚合物的消耗低于10体积份数时,生成的混合物的附著性差并且废弃草本植物部份间的黏合性质亦变差。虽然此不致于使得混合物无法使用,但是令人满意的铺道结构可能即无法得到。当热固性聚合物的消耗高于50体积份数时,生成的混合物仅具有低的加工能力,因而使得成本增加。
在本发明中作为冷黏合剂的沥青乳化液包括借以下方式制得者,即在界面活性剂或黏土(例如膨润土)的存在下利用胶体磨碎机、均化器或均混机等适宜乳化器将天然沥青(例如湖沥青、直沥青、吹制沥青、半吹制沥青),石油沥青(例如溶剂脱沥青型沥青(如丙烷脱沥青型沥青)),沥青材料(例如重油、焦油及木沥青),人造沥青,及其两或多种的混合物在水中施以乳化,并视需要加入碱、及酸、盐、分散剂或保护性胶体。
使用于本发明中并在乳化之后作为沥青乳化液的人造沥青是石油掺合物和石油树脂经掺合而得的产物,石油掺合物对石油树脂的比率为(10至60重量%)∶(90至40重量%)。当石油掺合物的比率低于10重量%时,生成的人造沥青显现过低的渗透度因此加工能力差。当石油掺合物的比率高于60重量%时,虽然生成的人造沥青显现较高的渗透度,但是附著性及黏度又变得过低至无法接受。在优选掺合比率下制得的人造沥青实质上为无色,即使和作为主要构成材料的废弃草本植物部份、有色集料或着色颜料共同使用,人造沥青亦不损及这些材料原来的颜色。使用于此处的用语“实质上为无色”意指无色的程度不损及欲混合的材料的颜色。因此人造沥青不需完全透明:其可以不透明,或者稍微具有琥珀色。只要沥青在展现黏合剂的给定强度的阶段(在反应或分解之后)为实质上无色即可。即使其以具有白色或其他颜色的状态作为人造沥青乳化液,只要其在分解之后展现黏合材料的强度的阶段中变为实质上无色即可。
使用于本发明的人造沥青中的石油掺合物亦以加工油为人熟知。其可以是芳族碳数占总碳数35%以上的芳族油,环烷碳数占总碳数35至45%的环烷油,或者石蜡侧链碳数占总碳数50%以上的石蜡油。在本发明中,使用一或多种这些石油掺合物均可以。
用于本发明的人造沥青的石油树脂包括脂族(基于C5的)石油树脂(主要包含沸点在20至60℃的范围内的馏份(C5-馏份),并是经由石脑油分解产物的蒸馏分离而得),芳族(基于C9的)石油树脂(主要包含沸点在160至260℃的范围内的馏份(C9-馏份),亦经由石脑油分解产物的蒸馏分离而得),脂族/芳族共聚物(基于C5/C9的)石油树脂(由这些基于C5及基于C9的石油树脂进行共聚作用而得),与脂族(基于DCPD的)石油树脂(主要包含高纯度的二聚环戊二烯,其主要地是经由石脑油分解产物的蒸馏分离而得)。在本发明中,上述者可以单独使用或者多种并用。
用于乳化多种沥青状物质、人造沥青、及其两或多种混合物的乳化剂可以是阳离子、阴离子或者两性乳化剂。可于本发明中使用的阳离子乳化剂包括脂族及脂环族单胺,二胺,三胺,酰胺型胺,聚氨乙基咪唑啉,长链羟烷基二胺,及具有长链烷基的松香胺,以氧化乙烯加成的这些胺,氧化胺,由氢氯酸、胺基磺酸或乙酸作用至这些基于胺的表面活性剂而得的水溶性及非水溶性盐类,及这些基于胺的表面活性剂的季铵盐。非离子表面活性剂(例如聚氧化亚乙基烷基醚、聚氧化亚乙基烷基芳基醚、或氧化亚乙基-氧化亚丙基嵌段共聚物)可与这些表面活性剂一同使用。
可于本发明中使用的阴离子乳化剂包括高碳醇酯硫酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、α-链烯烃磺酸盐、高碳醇乙氧化物、高碳醇乙氧化物-硫酸盐、皂、萘磺酸盐及甲醛水变性产物、碱性木质素磺酸盐、酪蛋白的碱金属盐、与丙烯酸盐。
可于本发明中使用的两性乳化剂包括烯化氧的加成产物例如烷基酚、单及多元醇酸、脂族化合物、脂族胺、脂族酰胺及乙醇胺。
用于沥青乳化液的适合的分散剂与保护性胶体包括萘磺酸钠碱、酪蛋白、藻酸、明胶、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠碱、木质素磺酸盐与硝基腐殖酸。
除了上述的沥青状材料、人造沥青及其一或多种的混合物之外,一或多种选自天然橡胶及各种合成橡胶材料的成分亦可加至本发明的沥青乳化液。适合的合成橡胶材料包括氯丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯共聚物橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物橡胶、与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物橡胶。其中,以使用氯丁二烯橡胶或苯乙烯-异戊二烯共聚物橡胶为优选因为高温及低温性质可以得到改善。对固体或胶乳型而言,门尼黏度(Mooney viscosity)最好在10至100的范围内因为可以得到良好的结果。
各种沥青状材料与人造沥青以及其两种以上生成的混合物在加入以下聚合物(除了上述的橡胶材料外)施以改性然后再经乳化及分散之后可作为本发明中的沥青乳化液。由此加入的适宜聚合物包括合成聚合物树脂(例如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、及聚氯乙烯),合成树脂(例如香豆酮树脂、石炭酸树脂、二甲苯树脂、尿素甲醛树脂、及醇酸树脂),与天然树脂(例如松香及萜烯树脂)。
前述橡胶材料或聚合物最好以5至20重量%(固体重量)的量加至沥青乳化液中。当加入的橡胶或聚合物的量低于5重量%时,橡胶或聚合物的添加效果不显著。但是当加入的橡胶或聚合物的量高于20重量%时,增加的黏度可能会使令人满意的铺设能力丧失。
为改善抗热性,防止紫外线引起的劣化,达成较高的加工能力及改善附著力,沥青乳化液中可加入紫外线吸收剂、各种添加剂及黏度调节剂。
使用于本发明中的沥青乳化液中的固体含量最好在50至80重量%的范围内。固体含量低于50重量%的沥青乳化液并非不能使用,但是不适宜因为其可能使得弹性铺道具有略低的附著性及黏弹性。固体含量高于80重量%的沥青乳化液亦非不能使用,但是其可能使得黏度变得过高而无法维持良好的铺设能力。
沥青乳化液的分解作用通常以自发性分解的方式进行。但是,亦可使用分解加速剂进行强制性分解。
在本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物中作为冷黏合剂的沥青乳化液,其相对于100重量份数干燥状态的废弃草本植物部份的含量(以沥青乳化液中的沥青固体含量计)最好在50至300重量份数的范围内,并以70至200重量份数为更佳。低于50重量份数的沥青固体含量并非不能使用,但是其可能使得附著性变得过低而无法得到令人满意的铺道结构。当沥青固体含量高于300重量份数时,过于大量的沥青在铺设后可能引发流体化现象,并且当夏季道路表面温度升高时,亦可能引发决泻(flush)现象。
除了包括谷物种皮的废弃草本植物部份之外,本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物中可再加入集料及一或多种选自着色颜料、橡胶、弹性体、锯屑、废弃塑胶材料、玻璃碎屑、小麦杆、玉米屑、稻草屑、干草、豆壳、树枝、树叶及树根、聚乙烯容器的碎屑、及造纸用碎屑的辅助材料。这些辅助材料被粉碎或切割成适宜的尺寸并作为着色剂或者增量剂,或用于赋予混合物废弃草本植物部份(包括谷物种皮)难以提供的性质。
使用于本发明中的集料是揭示于“Asphalt Pavement Handbook”(日本道路协会出版)中的供铺道用的集料并且包括碎石、细砂、砂砾、及钢渣。涂覆沥青或沥青乳化液的覆盖沥青集料与再制集料可用于这些集料。其他的适宜掺合材料包括与上述类似的粒状材料例如人造焙烧集料、焙烧及泡沫集料、人造轻质集料、陶瓷颗粒、luksobite、synopal、铝颗粒、塑料颗粒、陶瓷、金钢砂、污水沟焚烧灰及其粒状材料。
颗粒尺寸在2.5至5毫米范围内的碎石#7或者具有与上述材料相当的颗粒尺寸的集料可以粗集料的形态作为本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物中的集料。颗粒尺寸高至2.5毫米的材料可作为细集料,其通常包括河砂、路砂、坑砂、筛屑、碎石粉、人造集料、石屑、焚烧灰、黏土、滑石、飞灰、炭黑、橡胶粉末颗粒、软木粉末颗粒、木材粉末颗粒、树脂粉末颗粒、纸浆、及石英砂。这些粗或细集料可以其一种使用或以其两种以上生成的混合物使用。
集料可有效赋予本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物耐磨性、适宜强度及空隙比。当使用热固性聚合物作为冷黏合剂时,集料相对于100体积份数的废弃草本植物部份的消耗最好在0至12体积份数的范围内,并以2.5至10体积份数为更佳。超过12体积份数的集料的消耗虽使耐久性得以改善但是透水性会变低因而并不适宜。当使用沥青乳化液作为冷黏合剂时,集料相对于100体积份数的废弃草本植物部份的消耗最好在10至120体积份数的范围内,并以25至100体积份数为更佳。当集料的消耗低于10体积份数时,虽然生成的铺道结构的弹性得以增加,但是在生成的铺道结构中会产生耐久性的问题。当集料的消耗高于120体积份数时,虽然耐久性得到改善,但是透水性会变差。
本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物通常使用细集料。但是,细集料的一部份可以粗集料替代。整个集料中粗集料对细集料的比率最好在(粗集料/细集料)=(1/1至1/5)重量比的范围内。如果高品质的粗集料无法取得,可以仅使用细集料。当使用具有连续颗粒尺寸(在高至5毫米的范围内)的集料时,不须刻意地将粗集料及细集料施以混合,直接使用这些集料即可。
当使用沥青乳化液作为冷黏合剂时,最好事先以沥青乳化液或热沥青对集料施以涂覆。当实施涂覆时,沥青乳化液或热沥青相对于100重量份数集料的消耗最好在0.5至2.0重量份数(以固体含量计)的范围内。
当使用沥青乳化液作为冷黏合剂时,水凝无机材料可视需要加至本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物中。适宜的水凝无机材料包括水泥、硬石膏、半硬石膏及粉状炉渣。
适宜的水泥种类包括普通波特兰水泥、高初期强度波特兰水泥、超高初期强度水泥、中热波特兰水泥、白波特兰水泥、矿渣水泥、硅石水泥、高铝水泥、膨胀水泥、矿渣胶体水泥、胶体水泥、超快速硬化水泥、白水泥、飞灰水泥、抗硫酸盐水泥、与喷射水泥。可以使用这些水凝无机材料中的一种或者其两或多种生成的混合物。亦可同时使用水,或者供水泥用的已知混合料,例如收缩补偿材料、加速剂、硬化延缓剂、分散剂、加气剂、黏度改良剂、减水剂、及填料。
水凝无机材料相对于100重量份数沥青乳化液的用量通常在0至70重量份数的范围内。如果水凝无机材料的用量超过70重量份数,则生成的冷沥青混合物可能会太早硬化而无法维持适宜的加工能力,此外,生成的弹性铺道亦会变得过硬。
使用于本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物中的着色颜料包括以下的无机颜料:
白色:二氧化钛、氧化锌、铅白
黑色:铁黑、石墨、炭黑
红色:镉红
橙色:钼橙
黄色:氢氧化铁、黄色氧化铁、铬黄
绿色:三氧化二铬、铬绿
蓝色:群青、普鲁士蓝、钴蓝
紫色:锰紫
有机颜料包括:
红色:watching red、quinacridon red
橙色:永久橙
黄色:坚牢黄
绿色:酞花青绿
蓝色:酞花青蓝
紫色:Dioxadine violet
这些着色颜料可以单独使用或者两或多种并用。当使用热固性聚合物作为冷黏合剂时,颜料相对于100重量份数热固性聚合物的消耗通常在0至8重量份数的范围内。当使用沥青乳化液作为冷黏合剂时,着色颜料相对于100重量份数沥青乳化液中固体内容物的消耗通常在0至50重量份数的范围内。当着色颜料的用量高于8重量份数或者50重量份数时,所得的效果几乎没有差异,即均无法以经济的方式操作。
本发明所建构的弹性铺道结构可借有色集料或者轻度着色集料散布至铺道结构表面的方式施以着色,或者由着色涂料或类似物散布或涂覆至铺道结构的表面而施以着色。
在本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物中作为辅助材料的橡胶或弹性体材料包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶、异戊间二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、腈橡胶、丙烯酸类橡胶、丁基橡胶、丁基卤橡胶、氯磺酰化聚乙烯、氯化聚乙烯、乙烯丙烯橡胶、EPT橡胶、烯醇橡胶、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、及乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物。这些橡胶及弹性体材料可以是废弃或再利用者,并以使用汽车废轮胎为最佳。这些橡胶及弹性体可以颜料着色。
这些橡胶或弹性体材料最好以颗粒形态(即尺寸为约1至5毫米的球形或多边形),或切割成小片的形态使用。
除着色颜料之外的辅助材料(例如橡胶、弹性体、锯屑、塑胶废弃材料、玻璃碎屑、小麦杆、玉米屑、稻草屑、干草、豆壳、树枝、树叶及树根、聚乙烯容器的碎屑、及造纸用碎屑),其相对于作为主要构成材料的废弃草本植物部份的量在0至100体积%的范围内,并以0至20体积%为更佳。
本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物是以如下的方式制造,即将废弃草本植物部份(例如谷物种皮)与集料、水凝无机材料及视需要使用的辅助材料以指定用量共同置于混合机(例如搅拌机、碾盘式混合机、或倾斜式混合机)中,并在确认混合物呈现均匀混合状态后,加入指定用量的冷黏合剂并作进一步的混合及搅拌。在完成充分的混合及搅拌后即制得本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物。
现在将参考附图对本发明的弹性铺道结构的实施方案作说明。当然,本发明的弹性铺道结构不限于此实施方案。
图1是说明在人行道(其上禁止车辆通行,其为建筑物间的正面道路)中建构本发明弹性铺道结构的实施方案的截面图。在图1中,1代表本发明的弹性铺道结构,2代表使用本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物所建构的层,3代表透水层,4代表底基层,5代表路基土,6代表L形槽,且7代表底板混凝土。
本发明的弹性铺道结构1的建构可以利用如下的方式完成。首先,利用小型压路机整修路基土5的不平整,再以振动滚筒实施充分的滚动压实,然后将底漆施用至路基土5的外曝表面及底板混凝土7上。虽然以使用底漆为较佳,但是在某些情况下其可以省略。作为底漆例如可以使用CPE-3(Nichireki Co.,Ltd.制造),及沥青乳化液。底漆的喷布是利用引擎喷布机实施并以约1.8升/平方米的量均匀地喷布。底漆喷布完毕后,即放置未筛料,调平并以振动滚筒充分压实而建立底基层4。建立底基层4的材料不限于未筛料,常以底基建构材料使用的任一材料均适用。适宜的材料包括机械稳定碎石、机械稳定矿渣、沥青渗穿碎石、未筛料、未筛砂砾、及砂。底基层4的厚度通常在5至15厘米的范围内,或者最好为7至12厘米,视路基土5的硬度及压实度而定。如果路基土5牢固且坚硬,则不须建立底基层4。
然后,将底漆施用至底基层4、底板混凝土7、及L-形槽6的外曝表面上。如上所述的底漆可以相同量级的量使用。底漆有时可以省略。底漆喷布完毕之后,即放置透水层3作为表层的一部分。用于建立透水层3的材料可以是赋予欲建立的层以渗透性的任何材料。通常以使用冷或热混型开放级沥青混合物(其作为可渗性铺道用混合物)为较佳。或者,亦可使用开放级水泥混合物。除上述者之外,由废弃物制得的集料亦可在调平后作为透水层3。透水层3的厚度通常在1至4厘米的范围内。当本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物所建构的层2具有充分的耐久性时,通常不须提供透水层3。
然后,将黏性涂料施用至透水层3及L-形槽6的外曝表面上。CATIOSOL GM(Nichireki Co.,Ltd.制造),其为具有橡胶的沥青乳化液,可作为黏性涂料。最好有黏性涂料的存在,但是亦可省略。喷布的黏性涂料的量为约1.2升/平方米。黏性涂料喷布完毕后,即将本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物置于定位,以耙及铲调平,并利用修平刀或类似物作最后的表面修琢以消除存在的不平整。当本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物所建构的层2是以整个表层建构时,其厚度通常在3至5厘米的范围内,当以表层的一部分建构时,其厚度通常在1至2厘米的范围内。
现在将以试验及实例对本发明作详细的说明。〔试验1〕(决定经掺合的热固性聚合物的量)
供弹性铺道用的冷沥青混合物是由热固性聚合物与谷物种皮(作为废弃草本植物部份)以不同的体积比混合而得,并对其混合能力、加工能力、及混合物状态实施测试。以Kitakawabe-machi、Kita-Saitama-gun、Saitama-ken出产的谷壳(干燥态每克的体积:8.33立方厘米)作为谷物种皮,并以聚氨酯树脂(COLORPHART DA:NichirekiCo.,Ltd.制造)作为热固性聚合物。以谷壳与热固性聚合物混合时混合的难易程度评估混合能力并分为“良好”、“普通”、及“不佳”三个等级。利用放置时是否能将混合物均匀调平的方式评估加工能力并且亦分为“良好”、“普通”、及“不佳”三个等级。以手掌紧握混合物和/或以鞋底踩压混合物的方式评估混合物状态并分为“良好”(表示十分柔软)、“普通”(表示略差)、及“不佳”(表示柔软度差)。结果示于表1。
表1
试验项目 | 经掺合的热固性聚合物的量(对100体积份数谷物种皮的热固性合物的体积份数) | |||||
5 | 15 | 25 | 35 | 45 | 55 | |
混合能力 | 不佳 | 普通 | 良好 | 良好 | 普通 | 不佳 |
加工能力 | 不佳 | 普通 | 良好 | 良好 | 普通 | 不佳 |
混合物状态 | 不佳 | 普通 | 良好 | 良好 | 普通 | 不佳 |
由表1的结果可以明显地看出,当热固性聚合物相对于100体积份数的谷物种皮的量低于5体积份数时,及当其量为55体积份数或以上时,混合能力、加工能力及混合物状态均为“不佳”,由此得知热固性聚合物相对于谷物种皮的体积比最好在10至50体积份数的范围内。〔试验2〕(决定经掺合的细集料的量)
混合物是针对三种热固性聚合物的掺合比(相对于100体积份数的谷物种皮):15体积份数、25体积份数及35体积份数,以不同体积份数的经掺合的细集料(相对于100体积份数的谷物种皮)制得,并对其混合能力、加工能力、渗透时间(由简单试验测得)、侵入体积、GB抵抗因子、SB抵抗因子、磨蚀重量及混合物状态实施测试。混合能力、加工能力及混合物状态是以等同于试验1的方式实施评估。所使用的谷物种皮及热固性聚合物与试验1中者相同,并以Kinugawa River,Tochigiken出产的河砂(干燥态每克的体积:0.67立方厘米)作为细集料。试验方法如下。(简化的渗透时间试验)
将混合物置于Marshall试验用的样品制备模具(直径为104.8毫米且高度为88.9毫米的圆筒)中,利用撞锤对其一侧实施五次压实并制得高度为3厘米的样品。将含样品的模具没于水槽中然后迅速地提起,量测停留在模具中样品顶端处的水完全消失的时间并将其结果记录为藉简单试验得到的渗透时间。(侵入体积试验)
将与简化的渗透时间试验相同的方式制得的样品自模具中取出,并置于混凝土板上。以柱塞压紧样品的中心处并量测施加负载时的侵入体积。柱塞尖为直径25毫米的侵入头,并且负载为20千克力且量测量间为30秒。〔GB抵抗因子试验,SB抵抗因子试验〕
这些试验以符合“Pavement Test Method Handbook Supplement(Provisional Test Methods)”中提出的弹性试验方法(1996年10月由日本道路协会出版,34-38页)实施。(磨蚀试验)
以符合ASTM D3910的方式实施WTAT(湿轨磨蚀试验),但是磨蚀时间改为90秒。
结果示于表2至4。
表2
(注1)测试老化天数:14天
热固性聚合物:15体积份数 | 经掺合的细集料的量(对100体积份数谷物种皮的细集料的体积份数) | ||||
试验项目 | 1 | 4 | 7 | 10 | 13 |
混合能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 不佳 |
加工能力 | 普通 | 良好 | 良好 | 良好 | 不佳 |
藉简单试验得到的渗透时间(秒) | 6 | 23 | 51 | 69 | 98 |
侵入体积(毫米) | 5 | 3 | 1 | 0 | 0 |
GB抵抗因子 | 19 | 25 | 31 | 37 | 46 |
SB抵抗因子 | 10 | 13 | 19 | 28 | 32 |
磨蚀重量(克/平方米) | 121 | 88 | 70 | 39 | 8 |
混合物状态 | 普通 | 良好 | 普通 | 普通 | 不佳 |
表3
(注1)测试老化天数:14天
热固性聚合物:25体积份数 | 经掺合的细集料的量(对100体积份数谷物种皮的细集料的体积份数) | ||||
试验项目 | 1 | 4 | 7 | 10 | 13 |
混合能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 普通 | 不佳 |
加工能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 普通 | 不佳 |
藉简单试验得到的渗透时间(秒) | 19 | 47 | 70 | 91 | 127 |
侵入体积(毫米) | 3 | 2 | 1 | 0 | 0 |
GB抵抗因子 | 21 | 28 | 34 | 42 | 49 |
SB抵抗因子 | 11 | 15 | 23 | 27 | 36 |
磨蚀重量(克/平方米) | 84 | 68 | 42 | 20 | 0 |
混合物状态 | 普通 | 良好 | 良好 | 普通 | 不佳 |
表4
(注1)测试老化天数:14天
热固性聚合物:35体积份数 | 经掺合的细集料的量(对100体积份数谷物种皮的细集料的体积份数) | ||||
试验项目 | 1 | 4 | 7 | 10 | 13 |
混合能力 | 良好 | 良好 | 普通 | 普通 | 不佳 |
加工能力 | 良好 | 普通 | 普通 | 普通 | 不佳 |
藉简单试验得到的渗透时间(秒) | 32 | 58 | 86 | 125 | 151 |
侵入体积(毫米) | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
GB抵抗因子 | 25 | 31 | 29 | 40 | 53 |
SB抵抗固子 | 16 | 22 | 27 | 27 | 24 |
磨蚀重量(克/平方米) | 66 | 41 | 28 | 4 | 0 |
混合物状态 | 良好 | 良好 | 普通 | 普通 | 不佳 |
由表2至4所示的结果可以明显地看出,当经掺合的细集料的量增加时,透水性(以简单试验的渗透时间表示)及弹性(以侵入体积表示)逐渐降低,但是磨蚀重量会减少并且抗磨蚀性得到改善。然而,当细集料的量达到13体积份数时,不论经掺合的热固性聚合物的量为何,混合能力、加工能力及混合物状态均变得较差,显示细集料相对于100体积份数的谷物种皮的量应该至多为12体积份数。〔试验3〕(当热固性聚合物不同时的效果)
使用三种热固性聚合物,其包括试验1中使用的聚氨酯树脂,环氧树脂(COLORPHART TO:Nichireki Co.,Ltd.制造),及丙烯酸类树脂(COALCUT R-2:Nichireki Co.,Ltd.制造),并且供弹性铺道用的冷沥青混合物是由25体积份数的热固性聚合物与4体积份数的细集料(相对于100体积份数的谷物种皮)经掺合而得。谷物种皮与细集料和试验2中者相同。橡胶颗粒(废轮胎橡胶颗粒:EPDM橡胶屑,尺寸为5至2.5毫米,干燥态每克的体积:1.72立方厘米)以15体积份数的比率(相对于100体积份数的谷物种皮)加至供弹性铺道用的冷沥青混合物一部分中。测试生成的供弹性铺道用的冷沥青混合物的混合能力、加工能力、藉简单试验得到的渗透时间、侵入体积、GB抵抗因子、SB抵抗因子、CANTABRO试验的失重及混合物状态。混合能力、加工能力及混合物状态以等同于试验1的方式评估。CANTABRO试验以符合“Permeable Pavement Technical Guidelines(Draft)”中提出的试验方法(1996年11月15日由Maruzen Co.,Ltd.出版部出版,85-91页)实施。结果示于表5。针对普通密实级热沥青混合物所实施的类似试验的结果亦示于表5中以为参考。作为参考物的密实级热沥青混合物其掺合示于表6中。
表5
(注1)测试老化天数:14天(注2)量测时间内水未消失,因此无法得到量测结果。表6
热固性聚合物的种类 | 聚氨酯树脂 | 环氧树脂 | 丙烯酸类树脂 | 参考物 | ||||
橡胶颗粒的存在与否 | 不存在 | 存在 | 不存在 | 存在 | 不存在 | 存在 | 不存在 | |
试验项目 | 混合能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 |
加工能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | |
简单试验的渗透时间(秒) | 47 | 48 | 64 | 61 | 58 | 58 | (注2) | |
侵入体积(毫米) | 2 | 3 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | |
GB抵抗因子 | 28 | 27 | 46 | 37 | 54 | 49 | 68 | |
SB抵抗因子 | 15 | 11 | 24 | 20 | 33 | 35 | 10 | |
CANTABRO试验的失重(%) | 5 | 4 | 10 | 14 | 14 | 17 | 4 | |
混合物状态 | 良好 | 良好 | 普通 | 良好 | 普通 | 良好 | 良好 |
集料 | 颗粒尺寸(毫米) | 过筛物的重量百分率(%) |
20 | 100 | |
13 | 95-100 | |
5 | 55-70 | |
2.5 | 35-50 | |
0.6 | 18-30 | |
0.3 | 10-21 | |
0.15 | 6-16 | |
0.074 | 4-8 | |
最大颗粒尺寸(毫米) | 13 | |
沥青量(%) | 5-7 |
由表5所示的结果可以明显地看出,在三种热固性树脂聚合物中,聚氨酯树脂在各方面均较其他树脂为优,包括透水性(以简单试验的渗透时间表示),弹性(以侵入体积表示),及抗磨蚀性(以CANTABRO试验的失重表示)。橡胶屑的加入使GB抵抗因子有降低的趋势,显示此会使铺道结构的弹性增加。〔试验4〕(以粗集料替代细集料)
将25体积份数的热固性聚合物及4体积份数的细集料(分别相对于100体积份数的谷物种皮)施以掺合,并以不同量的粗集料替代细集料的4体积份数的一部分制得供弹性铺道用的冷沥青混合物。谷物种皮、热固性聚合物及细集料均与试验2中使用者相同。而粗集料则使用Kuzuu,Tochigi-ken出产的#7碎石(干燥态每克的体积:0.64立方厘米)。测试生成的供弹性铺道用的冷沥青混合物的混合能力、加工能力、藉简单试验得到的渗透时间、侵入体积、GB抵抗因子、SB抵抗因子、CANTABRO试验的失重,及混合物状态。结果示于表7。混合能力及加工能力以等同于试验1的方式评估。在评估混合物状态时,另在“良好”上加入等级“极佳”。
表7
(注1)测试老化天数:14天
试验项目 | 粗集料对细集料的重量比(粗集料/细集料) | |||||
0/40 | 5/35 | 10/30 | 15/25 | 20/20 | 25/15 | |
混合能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 不佳 |
加工能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 不佳 |
藉简单试验得到的渗透时间(秒) | 47 | 41 | 40 | 30 | 23 | 21 |
侵入体积(毫米) | 2 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
GB抵抗因子 | 28 | 29 | 26 | 26 | 21 | 19 |
SB抵抗因子 | 15 | 13 | 14 | 14 | 11 | 12 |
CANTABRO试验的失重(%) | 5 | 6 | 6 | 7 | 6 | 8 |
混合物状态 | 良好 | 良好 | 极佳 | 极佳 | 良好 | 不佳 |
由表7所示的结果可以明显地看出,以粗集料替代细集料的一部可分使透水性逐渐增加。但是,当粗集料的量超过细集料的量时,混合能力及加工能力均变得较差,显示粗集料/细集料的比值应该最大为1/1或以下。粗集料/细集料的比值为1/7时有“良好的”混合物状态,并且比率为1/3时有“极佳的”混合物状态。因此得知混合物状态由“良好”转移至“极佳”的界线存在于比率1/7与1/3的间。因此,由表7所示的结果可以推论粗集料对细集料的比率最好在(粗集料/细集料)=(1/1至1/5)的范围内。〔试验5〕(决定经掺合的沥青乳化液的量)
供弹性铺道用的冷沥青混合物是利用如下的方式制得,即在固定集料对谷物种皮的体积比的条件下(细集料/谷物种皮)=40/100,加入水凝无机材料并使其对沥青乳化液的重量比达到35重量%,将沥青乳化液中固体内容物对谷物种皮的重量比改变至不同的水准。测试这些混合物的混合能力、加工能力、藉简单试验得到的渗透时间、侵入体积、GB抵抗因子、SB抵抗因子及磨蚀重量。使用的材料如下:谷物种皮: 谷壳(Kitakawabe-machi,Kita-
Saitamagun,Saitama-ken出产)
干燥态每克的体积:8.33立方厘米沥青乳化液: 高浓度经改性的沥青乳化液(Nichireki Co.,Ltd制造)
固体含量:70%集料: 细集料(Kinugawa River,Tochigi-ken出产的河砂),
干燥态每克的体积:
0.67立方厘米水凝无机材料:普通波特兰水泥(Chichibu Onoda Cement Co.,Ltd
制造)
利用谷壳、集料、水凝无机材料与沥青乳化液混合时混合的难易程度评估混合能力并分为“良好”、“普通”、及“不佳”三个等级。利用放置时是否能将混合物均匀调平的方式评估加工能力并且亦分为“良好”、“普通”、及“不佳”三个等级。藉简单试验得到的渗透时间、侵入体积、GB抵抗因子、SB抵抗因子与磨蚀重量以等同于试验2的方式测试。
试验结果示于表8。
表8
(注1)细集料对谷物种皮的体积比:(细集料/谷物种皮)=40/100(注2)水凝无机材料对沥青乳化液的重量比:(水凝无机材料/沥青乳化液)=35/100(注3)测试老化天数:14天
试验项目 | 经掺合的沥青乳化液的量(对100重量份数谷物种皮的沥青固体部份的重量份数) | ||||||
25 | 50 | 75 | 150 | 200 | 250 | 300 | |
混合能力 | 不佳 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 普通 | 普通 |
加工能力 | 不佳 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 普通 | 普通 |
藉简单试验得到的渗透时间(秒) | 10 | 11 | 12 | 13 | 13 | 14 | 15 |
侵入体积(毫米) | 9 | 8 | 8 | 8 | 7 | 6 | 6 |
GB抵抗因子 | 12 | 15 | 17 | 23 | 23 | 24 | 25 |
SB抵抗因子 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 7 | 8 |
磨蚀重量(克/平方米) | 1190 | 930 | 860 | 650 | 520 | 470 | 450 |
由表8所示的结果可以明显地看出,当沥青乳化液中的沥青固体含量在50至300重量份数(相对于100重量份数的谷物种皮)的范围内时可使混合物具有良好的混合能力与良好的加工能力,以及令人满意的弹性(以侵入体积表示)及GB抵抗因子,与良好的抗磨蚀性。〔试验6〕(决定经掺合的集料的量)
供弹性铺道用的冷沥青混合物是利用如下的方式制得,即将沥青乳化液中沥青固体内容物对谷物种皮的重量比固定在(沥青乳化液中固体内容物/谷物种皮)=200/100,加入水凝无机材料并使其对沥青乳化液的重量比达到35重量%,并将集料对谷物种皮的体积比改变至不同的水准。测试这些混合物的混合能力、加工能力、藉简单试验得到的渗透时间、侵入体积、GB抵抗因子、SB抵抗因子及磨蚀重量。使用的材料及试验方法均与试验5中者相同。结果示于表9。表9
(注1)沥青乳化液中固体部份的重量比:(沥青固体部份/谷物种
试验项目 | 经掺合的细集料的量(对100体积份数谷物种皮的细集料的体积份数) | |||||||
0 | 5 | 10 | 15 | 40 | 80 | 120 | 140 | |
混合能力 | 不佳 | 不佳 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 不佳 |
加工能力 | 不佳 | 不佳 | 普通 | 良好 | 良好 | 良好 | 普通 | 不佳 |
藉简单试验得到的渗透时间(秒) | 4 | 4 | 6 | 6 | 11 | 37 | 89 | 119 |
侵入体积(毫米) | 19 | 19 | 19 | 18 | 8 | 4 | 2 | 2 |
GB抵抗因子 | 8 | 8 | 9 | 9 | 15 | 26 | 38 | 51 |
SB抵抗因子 | 8 | 7 | 8 | 9 | 6 | 9 | 10 | 12 |
磨蚀重量(克/平方米) | 3010 | 2840 | 2710 | 2584 | 520 | 310 | 170 | 24 |
皮)=200/100(注2)水凝无机材料对沥青乳化液的重量比:(水凝无机材料/沥青乳
化液)=35/100(注3)测试老化天数:14天
由表9所示的结果可以明显地看出,当细集料相对于100体积份数的谷物种皮的量在10至120体积份数的范围内时可使混合物具有良好的混合能力与良好的加工能力,以及令人满意的弹性(以侵入体积表示)及GB抵抗因子,与良好的抗磨蚀性。〔试验7〕(经掺合的水凝无机材料的量)
供弹性铺道用的冷沥青混合物是利用如下的方式制得,即将沥青乳化液中沥青固体内容物对谷物种皮的重量比固定在(沥青乳化液中固体内容物/谷物种皮)=200/100,再将集料对谷物种皮的体积比固定在(细集料/谷物种皮)=25/100,并将水凝无机材料对沥青乳化液的重量比改变至不同的水准。测试这些混合物的混合能力、加工能力、藉简单试验得到的渗透时间、侵入体积、GB抵抗因子、SB抵抗因子及磨蚀重量。材料及试验方法均与试验5中者相同。结果示于表10。表10
(注1)细集料对谷物种皮的体积比:(细集料/谷物种皮)=25/100(注2)沥青乳化液中固体部份对谷物种皮的重量比:(沥青固体部份/
试验项目 | 经掺合的水无机材料的量(对100重量份数的沥青乳化液的重量份数) | |||||
0 | 10 | 35 | 40 | 70 | 80 | |
混合能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 普通 |
加工能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 不佳 |
藉简单试验得到的渗透时间(秒) | 3 | 5 | 9 | 10 | 29 | 46 |
侵入体积(毫米) | 18 | 18 | 15 | 12 | 12 | 8 |
GB抵抗因子 | 2 | 8 | 10 | 13 | 29 | 36 |
SB抵抗因子 | 7 | 6 | 7 | 7 | 8 | 8 |
磨蚀重量(克/平方米) | 2910 | 2010 | 1093 | 820 | 510 | 390 |
谷物种皮)=200/100(注3)测试老化天数:14天
由表10所示的结果可以明显地看出,当经掺合的水凝无机材料的量增加时,虽然抗磨蚀性得到改善,但是透水性及弹性有降低的倾向,并且经掺合的水凝无机材料相对于沥青乳化液的量最好为70重量份数或以下。〔试验8〕(以粗集料替代细集料)
供弹性铺道用的冷沥青混合物是利用如下的方式制得,即将沥青乳化液中沥青固体内容物对谷物种皮的重量比固定在(沥青乳化液中固体内容物/谷物种皮)=200/100,将集料对谷物种皮的体积比固定在(集料/谷物种皮)=40/100,再将水凝无机材料对沥青乳化液的重量比固定在(水凝无机材料/沥青乳化液)=35/100,并将集料中细集料对粗集料的重量比改变至不同的水准。测试这些混合物的混合能力、加工能力、藉简单试验得到的渗透时间、侵入体积、GB抵抗因子、SB抵抗因子,及磨蚀重量。使用的材料及试验方法均与试验5中者相同。但是,此处使用Kuzuu,Tochigiken出产的#7碎石(干燥态每克的体积:0.64立方厘米)作为粗集料。结果示于表11。
表11
(注1)集料对谷物种皮的体积比:(集料/谷物种皮)=40/100(注2)沥青乳化液中固体部份对谷物种皮的重量比:(沥青固体部份/
试验项目 | 粗集料对细集料的重量比(粗集料/细集料) | |||||
0/40 | 5/35 | 10/30 | 15/25 | 20/20 | 25/15 | |
混合能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 不佳 |
加工能力 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 不佳 |
藉简单试验得到的渗透时间(秒) | 11 | 9 | 8 | 7 | 6 | 6 |
侵入体积(毫米) | 8 | 7 | 4 | 5 | 4 | 4 |
GB抵抗因子 | 15 | 14 | 14 | 4 | 13 | 11 |
SB抵抗因子 | 6 | 6 | 7 | 6 | 4 | 5 |
磨蚀重量(克/平方米) | 520 | 310 | 190 | 90 | 50 | 40 |
谷物种皮)=200/100(注3)水凝无机材料对沥青乳化液的重量比:(水凝无机材料/沥青乳
化液)=35/100(注4)测试老化天数:14天
由表11所示的结果可以明显地看出,以粗集料替代一部份的细集料会使透水性及抗磨蚀性逐渐地增加。当粗集料的量超过细集料的量时,混合能力及加工能力均变得较差。由此可知粗集料相对于细集料的量至多与细集料的量相同。由这些发现可以推论粗集料对细集料的比率最好在(粗集料/细集料)=(1/1至1/5)的范围内。〔实例〕
本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物是以等同于试验5中的材料制得但是此处是以人造沥青乳化液(Nichireki Co.,Ltd制造的“MAIKARAH EMULSION”)替代沥青乳化液,并以钴蓝(Bayer Company制造)作为着色颜料。使用30体积份数的集料(相对于100体积份数的谷物种皮),16重量份数的人造沥青乳化液中的固体内容物(相对于100重量份数的谷物种皮),及50重量份数的水凝无机材料与4重量份数的着色颜料(两者均相对于100重量份数的人造沥青乳化液)。生成的供弹性铺道用的冷沥青混合物在混合能力及加工能力上均有令人满意的结果,其藉简单试验测得的渗透时间为8秒,侵入体积为5毫米,GB抵抗因子为11,SB抵抗因子为6,且磨蚀重量为120克/平方米。利用供弹性铺道用的冷沥青混合物在试验场所内建构厚度为5厘米的铺道结构。生成的铺道结构为蓝色其清楚地显现着色颜料的色调,并给予弹性的步行感觉。洒在上表面上的水迅速地下渗,并且不会在铺道结构的表面上生成水坑。
如上所述,本发明提供利用废弃草本植物部份(例如谷物种皮,其目的极难以废弃物的形态弃置)的崭新方法。本发明的方法不仅能使谷物种皮等废弃草本植物部份得到大量的消耗(藉废弃草本植物部份与热固性聚合物及沥青乳化液等冷黏合剂的混合制成供弹性铺道用的冷沥青混合物),并且亦能以低成本及极佳的透水性提供供弹性铺道用的沥青混合物。因为本发明的冷沥青混合物可以在不加热的条件下使用,所以其不会经由燃烧或碳化作用而损及废弃草本植物部份,除此之外,因为本发明的冷沥青混合物不会产出二氧化碳气体(因加热而生成),所以就地球环境的观点而言,此混合物亦极为适宜。本发明供弹性铺道用的冷沥青混合物易于施工并具有极佳的透水性,其不仅是一般人行道的最佳铺设材料,同时亦是公园及河川保留地中走道与散步场地,及慢跑道路的最佳铺设材料。其不会损及雨水回流至地下,并且在任何地方施工均不会对树木或地下水造成不利的影响。此外,因混合物易于着色,故得以提供外观极佳的铺道用的混合物。本发明提供显而易见的优点(如废弃物的有效利用),及较传统技艺为佳的弹性铺道结构,因而有极重大的意义。
Claims (14)
1.供弹性铺道用的冷沥青混合物,其特征为该混合物包含废弃草本植物部份作为主要构成材料,及冷黏合剂。
2.如权利要求1的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,废弃草本植物部份包含草本植物的树叶、树干、树根或种皮。
3.如权利要求2的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,草本植物的种皮是谷物种皮。
4.如权利要求1至3中任一项的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,该混合物尚含有集料。
5.如权利要求1至3中任一项的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,冷黏合剂是热固性聚合物或者沥青乳化液。
6.如权利要求5的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,热固性聚合物对废弃草本植物部份以体积比计的混合比为10至50体积份数的热固性聚合物对100体积份数的废弃草本植物部份。
7.如权利要求5的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,热固性聚合物是聚氨酯树脂。
8.如权利要求5的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,沥青乳化液对废弃草本植物部份的混合比为50至300重量份数的沥青乳化液中的沥青固体部份对100重量份数的废弃草本植物部份。
9.如权利要求8的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,集料对废弃草本植物部份的混合比为10至120体积份数的集料对100体积份数的废弃草本植物部份。
10.如权利要求8或9的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,该混合物含有水凝无机材料。
11.如权利要求1至10中任一项的供弹性铺道用的冷沥青混合物,其中,该混合物含有一或多种选自着色颜料、橡胶、弹性体、锯屑、废弃塑胶材料、玻璃碎片、小麦杆、玉米屑、稻草屑、干草、豆壳、树枝、树叶及树根、聚乙烯容器的碎屑、及造纸用碎屑的辅助材料。
12.弹性铺道结构,其特征为该铺道结构具有如权利要求1至11中任一项的供弹性铺道用的冷沥青混合物所建构的层作为其表层或者表层的一部分。
13.如权利要求12的弹性铺道结构,其中,该铺道结构在利用如权利要求1至11中任一项的供弹性铺道用的冷沥青混合物建构的层下另具有以透水性铺设混合物建构的层。
14.在供弹性铺道用的沥青混合物中作为主要材料的废弃草本植物部份的利用方法,其特征为该方法是将废弃草本植物部份至少和冷黏合剂施以混合。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP88215/1998 | 1998-03-18 | ||
JP88217/1998 | 1998-03-18 | ||
JP8821598 | 1998-03-18 | ||
JP8821798 | 1998-03-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1258330A true CN1258330A (zh) | 2000-06-28 |
Family
ID=26429637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN99800325A Pending CN1258330A (zh) | 1998-03-18 | 1999-03-17 | 常温用弹性铺道混合物 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1004704A1 (zh) |
KR (1) | KR100673677B1 (zh) |
CN (1) | CN1258330A (zh) |
AU (1) | AU2852599A (zh) |
CA (1) | CA2289495A1 (zh) |
TW (1) | TW472098B (zh) |
WO (1) | WO1999047753A1 (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100395408C (zh) * | 2004-06-16 | 2008-06-18 | 苏崇洲 | 公路常温快速铺黑混凝土 |
CN106149509A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-23 | 固镇县牧兴生态养猪场 | 猪场跑道坡面路基的铺设方法 |
CN107746208A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-02 | 中南林业科技大学 | 一种路用草本植物纤维沥青混合料及其制备方法 |
CN109797620A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-24 | 山东省交通科学研究院 | 一种基于复合材料的重载交通整体性抗车辙路面铺装结构 |
CN111926647A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-13 | 张炜炯 | 一种公路混凝土错台的快速修补方法 |
CN112080985A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-15 | 刘利嘉 | 一种植物废弃物作为骨料搭配混凝土的园林跑道结构 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100708612B1 (ko) * | 2005-10-12 | 2007-04-23 | 이랜드건설산업 (주) | 왕겨 투수탄성 포장체와 그 제조 방법 및 시공 방법 |
KR100784458B1 (ko) * | 2006-09-13 | 2007-12-11 | 정혜원 | 실외용 바닥부재에 사용되는 발포형 탄성체 |
KR100920025B1 (ko) * | 2008-02-13 | 2009-10-05 | 최이현 | 교면 포장용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교면 포장공법 |
AT508847B1 (de) | 2009-09-30 | 2012-07-15 | Reisner & Wolff Engineering Gmbh | Vorrichtung zur überbrückung einer dehnfuge |
CN101982610A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-03-02 | 北京市公路桥梁建设集团有限公司 | 热洒布式橡胶沥青路面及其施工方法 |
GB201103291D0 (en) * | 2011-02-25 | 2011-04-13 | Tuffbau Ltd | Improved binder blends |
CN103215872B (zh) * | 2012-12-11 | 2015-09-16 | 傅远辉 | 一种新型露石路面施工方法 |
CN104343073A (zh) * | 2013-08-09 | 2015-02-11 | 北京嘉格伟业筑路科技有限公司 | 地毯式快速铺装带及其制备、施工方法 |
KR101531707B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2015-06-26 | (주) 한국그린인프라연구소 | 선별토사를 이용한 투수성 경화흙포장 방법 |
CN106106241A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-16 | 固镇县牧兴生态养猪场 | 用于猪场跑道的坡面路基 |
AT519993B1 (de) * | 2017-05-19 | 2021-10-15 | Oesterreichische Vialit Ges M B H | Bituminöser Baustoff |
CN111607235A (zh) * | 2019-02-25 | 2020-09-01 | 西北民族大学 | 彩色沥青的配料及制备方法 |
CN110330270B (zh) * | 2019-07-05 | 2021-11-09 | 武汉理工大学 | 一种钢渣冷补料及其制备方法 |
CN112195711B (zh) * | 2020-08-14 | 2021-11-23 | 江苏固迈新材料技术有限公司 | 一种防滑性透水路面 |
CN115403304B (zh) * | 2021-05-29 | 2023-11-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种fcc废催化剂再利用方法 |
CN113563692A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-10-29 | 长安大学 | 一种提高钢渣集料稳定性的改性剂及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58110703A (ja) * | 1981-12-23 | 1983-07-01 | 日本「あ」道株式会社 | 舗装体 |
JP2537685B2 (ja) * | 1989-09-08 | 1996-09-25 | 日本体育施設株式会社 | 木質舗装 |
JPH04227095A (ja) * | 1990-06-01 | 1992-08-17 | Nakage:Kk | 産業廃棄物の処理方法および樹脂コンクリート成形品 |
JP2537685Y2 (ja) * | 1991-01-31 | 1997-06-04 | 富士機工株式会社 | ロールバーのヒンジ装置 |
JPH10280308A (ja) * | 1997-04-08 | 1998-10-20 | Atomix Co Ltd | すべり止め舗装体 |
-
1999
- 1999-03-17 CN CN99800325A patent/CN1258330A/zh active Pending
- 1999-03-17 AU AU28525/99A patent/AU2852599A/en not_active Abandoned
- 1999-03-17 WO PCT/JP1999/001329 patent/WO1999047753A1/ja active IP Right Grant
- 1999-03-17 CA CA 2289495 patent/CA2289495A1/en not_active Abandoned
- 1999-03-17 EP EP19990909208 patent/EP1004704A1/en not_active Withdrawn
- 1999-03-17 KR KR1019997009986A patent/KR100673677B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-03-18 TW TW88104252A patent/TW472098B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100395408C (zh) * | 2004-06-16 | 2008-06-18 | 苏崇洲 | 公路常温快速铺黑混凝土 |
CN106149509A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-23 | 固镇县牧兴生态养猪场 | 猪场跑道坡面路基的铺设方法 |
CN107746208A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-02 | 中南林业科技大学 | 一种路用草本植物纤维沥青混合料及其制备方法 |
CN109797620A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-24 | 山东省交通科学研究院 | 一种基于复合材料的重载交通整体性抗车辙路面铺装结构 |
CN109797620B (zh) * | 2019-01-09 | 2021-01-01 | 山东省交通科学研究院 | 一种基于复合材料的重载交通整体性抗车辙路面铺装结构 |
CN111926647A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-13 | 张炜炯 | 一种公路混凝土错台的快速修补方法 |
CN112080985A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-15 | 刘利嘉 | 一种植物废弃物作为骨料搭配混凝土的园林跑道结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW472098B (en) | 2002-01-11 |
KR20010020364A (ko) | 2001-03-15 |
EP1004704A1 (en) | 2000-05-31 |
CA2289495A1 (en) | 1999-09-23 |
WO1999047753A1 (fr) | 1999-09-23 |
AU2852599A (en) | 1999-10-11 |
KR100673677B1 (ko) | 2007-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1258330A (zh) | 常温用弹性铺道混合物 | |
US5244304A (en) | Cement based patching composition for asphalt pavement | |
CN1208393C (zh) | 一种聚合物乳化重交沥青混合胶体及其制备方法 | |
CN1686913A (zh) | 能发光的彩色沥青混凝土 | |
CN1760280A (zh) | 彩色改性乳化沥青 | |
Mudjanarko et al. | The utilization of bamboo innovation as aggregate substitute for paving block | |
CN107129195A (zh) | 一种多功能透水沥青混合料及其制备方法 | |
CN1821491A (zh) | 一种抗推移混凝土桥面铺装方法 | |
KR20100012226A (ko) | 상온의 아스콘 순환골재를 사용한 가열 혼합식 재생아스팔트 콘크리트 및 그의 제조방법 | |
JP4272293B2 (ja) | 弾性舗装用常温混合物とそれを用いた弾性舗装体 | |
KR100986182B1 (ko) | 우드칩과 황토를 이용한 바닥 및 벽면 포장재용 조성물과 그의 제조방법 | |
CN1651654A (zh) | 含废聚氨酯屑的现有道路用弹性排水路面及其铺筑方法 | |
CN110372295A (zh) | 高强度高韧性轻质聚氨酯橡胶桥面铺装材料及其制备 | |
CN1100019C (zh) | 具有改进弹性和渗透性的混凝土组合物 | |
US20060009551A1 (en) | Asphalt-rubber material for pedestrian and bicycle trails | |
CN104343067B (zh) | 一种重载交通长寿命沥青路面 | |
CN1044693C (zh) | 废橡胶轮胎的回收利用方法 | |
KR101057080B1 (ko) | 탄성 고무 폐기물을 재활용한 친환경 탄성 반점칩 제조방법 | |
CN110437633A (zh) | 一种可降解汽车尾气的路面还原封层 | |
JP2958343B1 (ja) | 舗装層及びその形成方法 | |
JPH11180748A (ja) | 抜根材の利用方法と抜根材を利用した弾性舗装体用常温混合物 | |
CN218090347U (zh) | 一种适用于修复处治路面病害的非扰动型综合封层 | |
JPH11310445A (ja) | 透水性弾性舗装用材料、透水性弾性舗装体、及び透水性弾性舗装用敷設板 | |
US9249543B2 (en) | Surfacing compositions and methods | |
GB2389583A (en) | Resilient paving blocks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |