CN1358217A - 铺路粘结剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了通过混合硫、铺路等级沥青(AC沥青)和硅质填料,例如飞灰和氧化硅物质并将所得的混合物产物固化成优选为片、颗粒或锭形式来制备固体的,低成本铺路粘结剂。该固体铺路粘结剂具有在室温的宽范围内非粘性、非流动性质,可作为贮存固体,随后用于铺路应用中。
Description
发明领域
本发明涉及铺路粘结剂组合物和制备该组合物的方法。更具体地说，本发明涉及高硫铺路粘结剂组合物，其含有硫增塑剂，例如沥青，以及在室温的宽范围内保持非流动性质的组合物，本发明还涉及用这些组合物制备粘结剂的方法。
现有技术状态
铺路物质通常包括粘结剂和骨料，虽然粘结剂通常是铺路材料中的少量组分，但与性质寿命有关的大多数铺路性质取决于粘结剂的性质。
粘结剂组分通常是沥青基组合物，其可包括某些添加剂。沥青通常被描述为是一种暗黑色到黑色的胶粘物质，它具有固体、半固体或液体一致性，其中主要组分是沥青，它们是天然产生的或作为精制石油的残余物得到。其中在多孔岩石中产生沥青的天然沉积物被称之为岩沥青。石油沥青是在石油蒸馏中得到的部分残余物。沥青胶粘剂是一种石油沥青，它经精制以满足用于铺路、工业和特殊用途的技术规范。
铺路材料的骨料组分通常是任何硬的、惰性的矿物质，用于以分级碎片形成的混合。骨料组分可包括沙、砂砾、碎石、珊瑚和矿渣。
沥青用作铺路材料的粘结剂的限制之一是在室温的宽范围内发生软化和流动，该限制使得这类常规沥青基材料的运输困难或甚至不可能，它还可产生严重的环保问题。然而，粘结剂材料的方便运输是需要的，因为铺路通常在远离获得沥青的位置的场所进行。以较小粒度、固化、非粘性和非流动材料形式运输粘结剂材料有助于铺路粘结剂的运输，甚至在运输到远离沥青源的地方。
沥青和硫用于生产粘结剂，它们通常以液体形式运输。这类运输需要特殊的容器和条件。人们需要生产加入所需数量的沥青和硫的粘结剂，它们在室温的宽范围内保持固体、非粘稠和非流动形式，由此使粘结剂可通过常规用于通常固体运输的方法方便地长距离运输。
沥青添加剂用于使粘结剂材料在室温下降低流动性。硫就是一种这样的添加剂，多年来它一直作为少量的粘结剂组分加入粘结剂中。然而，混合沥青与硫混合存在许多问题，部分问题是由沥青和硫的不同密度产生的。在某些混合物中，硫由于其较大密度的原因而与沥青相分离。因此，贫硫粘结剂保持着沥青的软化和流动性质，这使得对粘结剂的处理和运输都发生困难或不可能。人们也尝试使用细粉碎的钙基材料以使硫添加剂保持均匀分散在沥青中。例如碎石灰石就可用于该用途，然而，使用钙基材料被认为可导致硫化钙和多硫化钙的形成，这将有害于路面的寿命。
此外，人们已知富硫粘结剂会有害地影响铺路材料的质量和寿命。此外，如果硫在粘结剂中的数量超过一定的极限，硫用作组分将不可接受地增加粘结剂材料的成本并使之浪费。例如，在粘结剂中硫的重量浓度不明显超过50％，现有技术认为硫与沥青重量比大于1.5∶1则会增加成本，并且还会使粘结剂中富含硫而有害地影响沥青。除非另有说明，随后作为百分数给出的浓度都应理解为重量百分数，此外，含有超过52％硫的硫-沥青混合物通常对低于115.5℃(240°F)的压制温度太敏感。
对于硫作为铺路粘结剂中的添加剂的作用除了有关的经济问题考虑之外，沥青的使用也涉及经济因素。例如，使用沥青作为铺路粘结剂中的主要组分的用途通常会受石油生产类型经常波动的不利影响。此外，从长远来看，有限的石油供应会威胁以沥青作为主要组分的铺路粘结剂的生存能力。石油产品的有利利用是另一有害影响沥青作为铺路粘结剂中主要组分应用的因素。例如，在美国维修、更新和保护高速公路和街道路面每年需要约3千万吨沥青胶粘剂。沥青胶粘剂以合理成本以浆状物获得，因为沥青胶粘剂是石油精制中的残余物，某些石油精制残余物仅可经济地用于生产沥青胶粘剂。然而，目前更高百分比的石油被用于生产其它更有利润的石油产品，例如石油焦，随着这种趋势的持续，预计甚至在恒定的需求下沥青胶粘剂的价格将增加，这一点可以从过去23年中沥青胶粘剂平均价格的涨升过程得到印证，在此期间，价格由1968年的约$23/吨上涨到2000年(至2月)的约$152/吨，增加约561％。然而，人们普遍认为目前还没有经济的铺路粘结剂可替代沥青胶粘剂，且尚没有低级的沥青铺路粘结剂可有效地替代高级的沥青铺路粘结剂。
因此，目前需要一种具有如下特性的铺路粘结剂。首先这些粘结剂可以在进行贮存和运输的室温的宽范围内以非粘稠和非流动形式生产，具有这些非粘稠和非流动性质的粘结剂可方便地长距离运输而避免污染问题，所述污染问题是由在室温下软化和流动的其它形式的粘结剂的发散和溢出而引起；其次，在这些铺路粘结剂中的沥青应至多作为少量组分加入以降低对石油的依赖性和成本；第三，用于铺路粘结剂的添加剂应基本上不是那种已知能直接或与其它粘结剂组分混合时会有害地影响路面质量和寿命的添加组分；最后，铺路粘结剂不应包含那种以消耗有用的资源为代价而得到的添加剂，而是使用靠回收本应抛弃的废料而获得的添加剂。
发明简述
针对现有技术的目前状况，尤其针对至今未解决的问题和需要开发了本发明。
根据本文具体化和广泛描述的本发明，本发明的铺路粘结剂组合物含有浓度不低于60％的硫、碳基增塑剂，例如沥青和细矿物组分，例如细氧化硅材料、飞灰和它们的混合物。在本发明铺路粘结剂的部分实施方案中含有烃基增塑剂，其包括沥青和至少一种有机添加剂的混合物。根据本发明，铺路粘结剂通过混合至少硫、烃基增塑剂和细矿物组分和固化流体混合物以形成如锭或石片状等多种形式之一的铺路粘结剂。
由如下的描述、附图和权利要求书本发明的这些特征和优点将变得更加清楚，或可以由下文所述的本发明的实践中理解。
附图的简要说明
为实现本发明的上述和其它的优点，上述简单描述的本发明的更具体的描述将通过参考在附图中说明的具体实施方案来说明。应理解这些附图仅描述本发明的典型实施方案，而不应被认为限制其范围，本发明将通过使用附图用其它的特征和细节描述和解释，附图中：
附图1是用于生产本发明的铺路粘结剂的方法的一项实施方案的示意方框图。
优选实施方案的详细描述
本发明涉及含有硫和沥青的铺路粘结剂的生产，其中沥青相比于硫浓度而言是少量组分。本发明的铺路粘结剂还含有例如作为硬化剂的飞灰和玛脂(mastic)材料形成物的物质，。用于生产本发明铺路粘结剂的方法的实施方案包括混合液体沥青和例如飞灰的物质，再与液体硫混合，随后形成锭、条、丸、片、球或其它小形状的最终的铺路粘结剂产品，由于它们在室温的宽范围下的非流动性质，它们适合于在室温下贮存和运输。本发明的最终铺路粘结剂产品可贮存在产地或在遥远的地方，可堆放或贮存在容器中，例如袋、罐和桶中运输和贮存，因为在运输和贮存中最终产品的单个小形体可保持疏松、非流动、非粘稠，避免了产生液体沥青或液体硫。
本发明铺路粘结剂实施方案的应用包括它们在热混合装置中的使用，在该装置中生产出用于运输和提供给铺路地点的铺路材料如沥青混凝土。本发明铺路粘结剂的其它应用包括单独地或与其它铺路材料一起在道路位置铺路操作中的应用。另一种用途包括就地或远地贮存。本发明的铺路粘结剂的贮存允许它们大量囤积，以便将它们可大量运输到遥远的地方。本发明铺路粘结剂各种实施方案的性质使得铺路粘结剂可长距离地运输，例如通过选自下列各种常规方式中的一种来运输，例如铁路、汽车、卡车、船和飞机，横穿大洋和大陆运送。本发明的铺路粘结剂便于大量贮存和运送的特性包括其非粘稠和非流动性质。
附图1示意说明本发明生产铺路粘结剂方法的一种可能的实施方案。在一个实施方案中，铺路粘结剂含有飞灰，一种细矿物组分，将其作为原料贮存在容器101中；以及沥青，一种碳基增塑剂，作为液体原料贮存在罐102中；和硫，作为液体原料贮存在罐104中。应理解罐102和104是适当配置的以便分别适用于贮存和提供液体沥青和液体硫。因此，这些罐可配备在附图1中描述的实施方案中未示出的搅拌器和加热系统，因为沥青和硫的熔点是已知的，用于熔化和使这些物质保持液体状态的装置在现有技术中也是已知的。
飞灰是细粉碎的矿物残余物，它在燃烧粉烟煤的发电装置中作为废料得到。在美国燃煤发电装置是飞灰的主要产生者，这些装置每年必需废弃大量的飞灰，这不但增加了发电的成本，而且还产生了处置废弃物的问题。本发明的铺路粘结剂和生产方法有效地采用在发电装置中通过燃烧煤产生的飞灰，使用这些飞灰作为铺路粘结剂的组分。
飞灰是本发明的铺路粘结剂的优选细矿物组分，但根据本发明的方法，铺路粘结剂还可使用其它细矿物组分，例如氧化硅基物质，尤其是可以氧化硅物质和飞灰与氧化硅物质的混合物来制备。虽然具有宽范围粒度的细矿物组分可用于本发明的铺路粘结剂和生产方法，但优选使用粒度为200目或更细的细矿物组分，例如矽砂粉用于举例但不是限制。该细矿物组分的实例是A型氧化硅物质、F型氧化硅物质和F型飞灰和陶瓷粘土，例如高岭土。
沥青是本发明的优选烃基增塑剂，沥青胶粘剂是用于本发明铺路粘结剂实施方案的增效剂的最优选形式。沥青胶粘剂通常缩写为术语AC-xx沥青，它由石油公司提供。在AC沥青描述中的“符号xx”表示与沥青粘度有关的数字。沥青，例如AC-20和AC-10沥青是用作本发明烃基增塑剂的沥青的优选形式。可用作本发明铺路粘结剂配方组分的沥青的其它形式包括，例如但不限于，AC-1.75、AC-2.5、AC-5、AC-30、AC-40、AC-80和AC-120沥青。可用作本发明铺路粘结剂配方组分的烃基增塑剂的其它形式包括，例如但不限于，重质原油、燃料油，例如重质原油和燃料油与至少一种上述AC沥青的混合物。
本文使用AC-xx分级体系仅用来举例说明可用于本发明的沥青的实例，并不是限制沥青类型就为该具体等级。根据其它命名，例如PG等级表征的沥青也在本发明可使用的烃基增塑剂范围内。此外，象例如石油沥青(bitumen)和黑沥青(gilsonite)这样的物质也可用作本发明烃基增塑剂的实例。
本发明的铺路粘结剂还可用其它烃基增塑剂制备，其中沥青是以多数的组分加入增塑剂混合物中。这些增塑剂包括但不限于，例如沥青和妥尔油沥青的混合物、沥青和环状饱和烃的混合物、沥青和环状不饱和烃的混合物、沥青和多环饱和烃的混合物、沥青和不饱和多环烃的混合物以及沥青和焦油的混合物的混合物产品。
用作本发明铺路粘结剂配方的组分的其它烃基增塑剂包括，但不限于，至少一种如上所述的沥青和聚合或可聚合物质的混合物，其中沥青是加入增塑剂混合物的多数组分。该聚合或可聚合物质的实例包括但不限于，苯乙烯单体(乙烯基甲苯)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、乙烯乙酸乙烯酯(ethylvinylacetate)(EVA)、Exxon101和Exxon103，它们是合适的物质或其它乙烯基芳烃。
用作本发明铺路粘结剂配方的组分的其它烃基增塑剂包括，仅用于举例，至少一种上述AC沥青和至少一种杂环化合物，例如呋喃、二氢呋喃和该杂环化合物的衍生物的混合物生成的产物，其中沥青是加入增塑剂混合物的多数组分。除了呋喃和二氢呋喃之外，这些杂环化合物还包括糠醛和3-(2-呋喃基)丙烯醛。
用作本发明铺路粘结剂配方的组分的其它烃基增塑剂还包括至少一种上述AC沥青和至少一种脂族、烯烃或芳烃物质的混合物生成的产物。
在一实施方案中，硫最优选是元素硫，它可以是商业级的，结晶或无定形的。提供适用于本发明的组合物和方法的硫的来源包括原始的硫源和回收的硫源。
在附图1中描述的实施方案中，来自容器101的原料通过带有自动投料性质的称重漏斗110和通过螺旋器112输送到混合单元150中，容器101的一种实例是散装储仓，但其它构造成可控制地提供细物料的贮存装置也可用作容器101。螺旋器112在本发明的其它实施方案中可被合适的泵代替。此外，根据容器101中的原料的大小和流动性质，其它实施方案可考虑用泵和螺旋器的结合操作。在本发明的一项实施方案中，由容器101输送到混合单元150的原料被循环从而使物质流与测量装置115产生相互作用，在一实施方案中，测量装置115是计量装置。此外，测量装置115具体可以是带秤或类似的测量装置，本领域技术人员应理解测量装置115可作为螺旋器112的部分包含在其中。
来自罐102的原料输送到混合单元150，在一实施方案中，输送过程用合适的泵120完成，虽然液体沥青还可以通过重力驱动来输送液体流。随原料由罐102输送到混合单元150，液体流循环从而使物质流与测量装置125，例如质量测量计相互作用。在一实施方案中，液体沥青优选以约115℃(约229°F)～约180℃(约356°F)的温度范围保持在罐102中。更优选罐102具有约140℃(约284°F)～约160℃(约320°F)的温度范围，最优选具有约149℃(约300°F)的温度。本领域的技术人员应理解当来自罐102的温度超过约310°F的原料与液体硫混合时，该操作必须在控制的环境，例如密闭容器中进行，从而析出的H2S(g)不会存在安全问题。罐102中的液体沥青使用多级搅拌器搅拌，温度用加热器，例如罐102周围的热油夹套提供的热量保持。
在附图1中说明的一实施方案中，混合单元150具体可以是两个亚单元，在该实施方案中，来自容器101的物质和来自罐102的液体输送到增湿箱152中，在一实施方案中，它是重力进料增湿箱。混合物随后输送到混合器154，一种可能类型的混合器154是管线内的混合器，例如已知称为Komax的混合器。应理解，可以采用混合单元150、增湿箱152和混合器154的各种其它实施方案。
在混合单元150产生的混合物是“地沥青砂胶(asphaltmastic)的”类型，本文的术语“地沥青砂胶”用于描述沥青和细矿物物质以这样一种比例混合的混合物，即使得材料如果需要，可热倾倒和用泥铲压紧。术语“玛脂材料”是指烃基增塑剂与细矿物组分的混合物，它具有作为玛脂材料一种实施方案的地沥青砂胶所具有的性质。
来自罐104的原料物质还与在混合单元150中产生的混合物混合，虽然该原料也可以通过重力驱动来输送，但是该原料物质的输送在一实施方案中用合适的泵130完成。在原料由罐104输送时，优选使液体流循环，从而使物质流与测量装置127，例如质量流动计产生相互作用。
如现有技术中已知的那样，液体物质，例如液体硫和液体沥青可通过保持管道中的合适温度和压力条件用液体本身循环。在大多数环境中，这些条件通过合适绝缘或热跟踪流过这些液体循环的管线实现，其它适用于实现相同目的的方法在现有技术中是已知的。
在本发明的一实施方案中，在选择性步骤中，来自罐102的原料通过向在罐102的物质中加入增塑物质增塑，所说的增塑物质为例如至少一种物质苯乙烯单体(乙烯基甲苯)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、Exxon101和Exxon103来增塑。在本发明的另一实施方案中，来自罐104中的原料物质选择性地通过向罐104的物质中加入增塑物质(例如至少一种物质苯乙烯单体(乙烯基甲苯)、PET、EVA、Exxon101和Exxon103)增塑，它们是专有物质或其它乙烯基芳烃。在本发明的另一实施方案中，如上所述的有关每种该原料的增塑方法，来使自罐102的原料物质选择性地在罐102中增塑，来自罐104的原料物质在罐104中增塑，应理解加入增塑剂物质是选择性步骤，它们可以全部省去。
在混合单元150中产生的流体混合物与来自罐104的液体硫在混合器156中混合，在一实施方案中，混合器156是管线中的混合器，例如已知称为Komax的混合器。本发明的细矿物组分的实施方案是用于液体铺路粘结剂的填料，它能够以均匀形式固化。本发明液体铺路粘结剂组合物优选加工成凝胶形式，它在混合时表现为触变流体。优选使用低至中等剪切混合以保持所述的优选流体条件，高剪切混合条件通常导致触变特征恶化甚至消失。液体铺路粘结剂的凝胶形式的一项优点是在至多2小时的时间内未观察到由于密集物质的沉降而导致的分离或甚至产生不均匀性。鉴于丧失凝胶形式被认为并不是决定性的不稳定，因此凝胶形式是本发明新组合物的非常有利的特征，它大大有利于液体铺路粘结剂的操作，和随后形成不连续的固体铺路粘结剂单元，所述单元具有构成本发明铺路粘结剂结合物特征的强度、非粘稠和非流动性质。
混合器156产生用于形成最终铺路粘结剂的原料物质，所述铺路粘结剂具有各种形式，包括但不限于，锭、条、丸、片、球或其它适合于贮存和运输的最终铺路粘结剂产品的其它形式。在一实施方案中，这些最终铺路粘结剂产生的形式具有较小的易处理尺寸。仅用于举例，在一实施方案中，最终铺路粘结剂产品的大小使得每个单元暴露约0.25英寸2～约4英寸2的表面积，应考虑还可生产出其它不同尺寸和形式的最终铺路粘结剂产品。
在一实施方案中，来自混合器156的原料成形为固体单元，例如，仅用于举例，颗粒、锭、条和片。相反，目前尚未得知现有的常规铺路粘结剂是以任何这些有用的形式存在或提供。根据附图1中所示的实施方案，通过循环在混合器156中产生的原料再经过冷却体系160，从而使液体随着传送带158的传送硬化成易碎的物质，随后将其破碎成分散的单元，包括如上所述的较小尺寸的单元，形成条和片。锭可通过使混合器156获得的液体进行已知的锭生产方法，例如旋转成形，和用锭生产装置，例如已知名称为AccDrop和Sandvik旋转成形器加工形成。颗粒通过使混合器156得到的液体经常规的造粒器处理形成。片通过使混合器156得到的液体经常规装置，例如橡胶、复合物或金属带处理成形。
本发明的铺路粘结剂优选通过将约82％硫、约9％沥青和约9％细矿物组分进行混合来生产。本发明的铺路粘结剂通过将约60％～约98％的硫和约1％～约30％数量的沥青胶粘剂和平衡量的，但通常范围为约1％～约33％的细矿物组分如飞灰、氧化硅物质、飞灰和氧化硅物质的混合物的混合来生产。优选范围为约70％～约90％的硫，约2.5％～约20％的沥青和平衡量的但通常范围为约2.5％-～20％的细矿物组分。更优选范围为约75％～约90％的硫，约5％～约12％的沥青和平衡量的，但通常范围为5％～约12％的细矿物组分。增塑物质的总量在本发明的实施方案中可以为0％～约10％。
应理解附图1中所示的示意图中的物质流动管线在实践中具体是螺旋器体系或类似的装置，其在循环液体的流变学需要该类装置时产生或有利于产生循环。此外，在附图1描述的实施方案中，物质流动管线连接是由现有技术中已知的合适端口构成，例如在混合单元150中产生的液体混合物可通过涡旋注射器端口输送到液体硫原料管线中。
可以适当结合使用压制、压碎、破碎装置和进一步用于控制和使最终铺路粘结剂的大小标准化的其它装置，从而替代或附设于传送带158和冷却体系160之外。然而，本发明的组合物和方法的优点之一是最终生成的铺路粘结剂可容易地用少量设备组和相比于生产其它粘结剂所需的设备而言，更为少量的设备来生产。
在制备本发明的铺路粘结剂的方法的实施方案中，冷却体系160是水基冷却系统，包括水槽和水流系统，例如洒水系统，它降低了混合器156中产生的液体原料随传送带158传送时的温度。在一实施方案中，水基冷却系统以一种使使冷却水基本上不直接与液体铺路粘结剂组合物接触的方式来设计。该设计可通过例如将混合器156中得到的铺路粘结剂组合物沿传送带循环来实现，其中仅传送带的外部底部部分与冷却水相接触，热量随后由传送带中的粘结剂组合物通过传送带材料传递到冷却水。用于本发明的传送带的实例包括U形传送带、平型传送带、不锈钢带传送带和橡胶传送带。此外，还可使用一个或多个风扇作为冷却系统部分。根据冷却系统的具体实施方案和如何将来自混合器156的液体铺路粘结剂输送到该冷却系统，固化过程通常在约1分钟～10分钟内完成。
在本发明的一实施方案中，混合器156产生的液体原料转送到造粒单元，例如造粒转筒单元，以产生颗粒形式的固体铺路粘结剂。
本发明生产的铺路粘结剂具有在低于约77℃(约170°F)的温度极佳的非流动性质，和本发明的铺路粘结剂的单个单元，例如锭、条、颗粒或其它形式在高达约79℃(约175°F)的温度下未观察到有附聚作用。虽然本发明的铺路粘结剂的熔点取决于每个实施方案的组合物，但熔点通常高于约82℃(约180°F)。
本发明的生产铺路粘结剂的方法，例如如附图1中所示的实施方案，优选的是一种能自动控制各组分的量和工艺条件的方法，例如附图1显示工艺控制单元129，它接受来自螺旋器112、泵120和130、测量装置115、125和127和螺旋器和/泵112的输入和向这些设备提供反馈。进出用于实现信息获得和提供反馈的工艺控制单元129的信号交换在附图1中用虚线表示。在一实施方案中，工艺控制单元129可以是计算机化的组分比率控制单元。自动工艺控制在其它实施方案中还可通过一种同时控制了混合单元150、混合器156和用于由混合器156得到的液体原料的硬化和粒化以形成最终铺路粘结剂产物的系统的工艺控制单元来实现。
根据本发明的组合物和方法生产的铺路粘结剂是高强度的、耐久的、低成本的铺路粘结剂产品，它们可贮存以备将来的铺路应用。本发明的铺路粘结剂在冷却到室温下在骨料混合物中获得高强度，在陈化后强度进一步增加。在陈化时强度增加的可能解释被认为基于在材料中固体状态的成核作用和硫结晶的生长。此外，沥青的增塑剂作用被认为会阻止结晶的发展，结晶的存在被认为有害于其中加入带有该结晶的粘结剂的路面。
本发明的铺路粘结剂的实施方案的强度在固化时已非常高，在固化后约24小时后，通常达到约80％的极限强度。该强度可以使得本发明各种实施方案的铺路粘结剂堆成约12米(40英寸)高的库存来贮存。
本发明铺路粘结剂的实施方案的强度还提供杰出的耐热裂化性质，如以下更广泛讨论的那样，热裂化是在接近或低于0℃的温度下主要的不足方式，路面耐热裂化性主要取决于用于铺路材料生产中的粘结剂的耐热裂化性。由于本发明的铺路粘结剂的高内部强度，使加入了本发明铺路粘结剂的铺路材料的耐热裂化性也很高。
代替常规的热液体状态，本发明的铺路粘结剂以本文如上讨论的固体形式的任何一种生产和提供给热混合装置。本发明铺路粘结剂的实施方案还可将它们通过在转筒热混合装置中循环的沥青铺路材料(RAP)环或在间歇方法热混合装置中的搅和机送入热混合装置中来使用，而不需要热沥青贮存和加热，结果也消除了热沥青的发散。
本发明的组合物和生产方法能有效地使用飞灰和硫源这些原本存在废弃问题的原料。例如，硫是石油精制和天然气加工工艺的副产物，所说的石油精制和天然气加工工艺是用来生产符合环保条例和其它生产工艺要求的燃料。回收硫的产量在过去的25年中持续增长，使得目前硫供应和需求之间出现了不平衡，产生了硫的过剩。由于不平衡和未来的回收操作，以及对沥青价格相反的预期，硫的价格预计存在下降的趋势。自1970年以来，回收硫的成本保持在低于沥青价格的56％，被认为是用硫代替沥青的损益两平点的成本比率。当前存在明显的价格差异，回收的硫的平均价格约为沥青价格的35％。这些平均价格由市场调查得到，它广泛报告了不同城市和地区的各种价格。
以上讨论的沥青和硫的价格和它们各自预期的趋势显示本发明解决了铺路粘结剂的新形式的组分和生产问题。该解决方法有利地利用了关于否定使用沥青和硫的各种经济因素。
最终的铺路粘结剂产品可随后就地贮存或在接近生产地点或在遥远的地点贮存，它可单独地使用或与在铺路地点的其它铺路材料结合，它可运输到热混合装置中，在那里本发明的铺路粘结剂与其它铺路材料混合以生产沥青铺路材料和表面处理材料。在沥青铺路材料中，沥青混凝土是高质量的，它是沥青胶粘剂和充分分级的高质量骨料，全面控制的热混合物，它被完全压制成均匀密度的物质。
由于固体性质和缺乏温度控制系统，本发明的铺路粘结剂的实施方案在贮存地点具有很长的存放期，此外，这些实施方案是在遥远的地点使用粘结剂的方便选择，因为运输液体沥青到遥远的地点通常是昂贵和困难的。本发明铺路粘结剂的实施方案可方便地用铁路、卡车、船或飞机长距离地运输，例如横穿海洋和大陆运输。由于铺路粘结剂的固体性质，本发明铺路粘结剂实施方案提供了较安全的粘结剂的运输，避免了沥青运输溢出的危险。
本发明铺路粘结剂的实施方案在热混合装置中的使用避免了在热混合设计工艺中所需进行的稳定性试验，因为铺路粘结剂产生了具有高于至今所有常规测试设备能够测量到的稳定性。此外，由于铺路粘结剂引入的各组分和热混合中的其它成分实际的相容性，从而使稳定性不断地持续增加，而不会损失热和冷温度性质。然而，热混合稳定性是不能用常规方法测量的设计特征，因此，将热混合通常设计成空段和可操作性，使用常规设计，例如Marshall，Hveem和Superpave作为起始点。
如附图1所示，在本发明方法的一种可能的实施方案中展示了一种装置的配置设计，首先混合沥青和细矿物组分，随后在该混合物中加入硫。在第一阶段的混合进行到在每种混合物中足以充分分散组分的程度。在本发明的一实施方案中，硫、沥青和细矿物组分在合适容器或装置中在约93℃(约200°F)～约204℃(约400°F)的温度下混合足够的时间以确保铺路粘结剂组分的充分混合和相互反应。更优选其中硫、沥青和细矿物组分在合适容器或装置中混合的温度范围为约121℃(约250°F)～约160℃(约320°F)的温度范围，最优选的温度范围为约132℃(约270°F)～约149℃(约300°F)。这些混合温度范围也适用于组分在混合单元150中混合的温度。根据组分的组成和特征，该间歇方式的混合可进行约15分钟～约2小时，在任何情况下，混合进行到组分充分分散在混合物中，形成凝胶的程度。
实施例
至今，已制备了许多铺路粘结剂组合物，并测试开发和提供了本发明举例的实施方案。如下是铺路粘结剂组合物以及铺路粘结剂组合物与骨料材料形成的沥青胶粘剂和其它铺路材料的混合物测试的具体实施例。此外，还包括了多个基于设计的实际铺路粘结剂组合物或基于根据经验预测具有下文所述特性的铺路粘结剂组合物而做出的假设或“预言”性的实施例。实际的实施例用过去时描述，而假设的实施例以现在时描述以区分两者。
实施例160％硫、15％F型飞灰和25％AC-10沥青胶粘剂在约140℃(约284°F)下总共混合1分钟的时间，随后浇铸成约0.63cm(约0.25英寸)厚度的砖。在冷却后，将该砖破碎成砖小片，它是尺寸为不大于一种长度和宽度大致等于厚度的小片的尺寸。铺路粘结剂以约5％铺路粘结剂和95％骨料的相对数量与分级的矿物骨料混合，混合物成形为Marshall型颗粒，它具有3000磅的稳定性和在50吹(blows)下8的流动性。
实施例2 80％硫、10％F型飞灰和10％AC-10沥青胶粘剂在约140℃(约284°F)下总共混合1分钟的时间，随后浇铸成约0.63cm(约0.25英寸)厚度的砖。在冷却后，将该砖破碎成小片，它是尺寸为不大于一种长度和宽度大致等于其厚度的小片的尺寸。铺路粘结剂以约5％铺路粘结剂和95％骨料的相对数量与分级的矿物骨料混合，混合物成形为Marshall型颗粒，它具有5000磅的稳定性和在2吹下8的流动性。
实施例3用A型氧化硅粉代替F型氧化硅粉制备如实施例2所述的组合物。
实施例4用AC-20沥青代替AC-10沥青制备如实施例1-3中所述的组合物。
实施例5用65％硫、12％F型飞灰和23％AC-10沥青制备如实施例1中所述的组合物。
实施例6用85％硫、8％F型氧化硅材料和7％AC-10沥青制备如实施例3中所述的组合物。
实施例7用75％硫、13％F型氧化硅材料和12％AC-10沥青制备如实施例3中所述的组合物。
实施例8用A型氧化硅材料代替F型氧化硅材料制备如实施例6-7中所述的组合物。
实施例9用AC-20沥青代替AC-10沥青制备如实施例5-8中所述的组合物。
实施例10用F型氧化硅材料和F型飞灰的50-50混合物代替相当数量的细矿物组分制备如实施例1-2、4-7、9中所述的组合物。
实施例11用A型氧化硅材料和F型飞灰的50-50混合物代替相当数量的细矿物组分制备如实施例1-2、4-7、9中所述的组合物。
实施例12该实施例描述一组配方，它涉及各种沥青胶粘剂类型，用至少一种AC-1.75、AC-2.5、AC-5、AC-30、AC-40、AC-80和AC-120沥青以上述实施例中描述的浓度代替AC-10和AC-20沥青来制备其中沥青组分是AC-10或AC-20沥青的上述实施例中描述的组合物。
实施例13该实施例描述一组配方，它涉及各种沥青胶粘剂类型，用增塑剂制备其中沥青组分是AC-10或AC-20沥青的上述实施例中描述的组合物，增塑剂是原油与至少一种上述AC沥青的混合物，这些沥青包括AC-1.75、AC-2.5、AC-5、AC-10、AC-20、AC-30、AC-40、AC-80和AC-120沥青。原油在增塑剂中相对于沥青的数量是多数组分，增塑剂组分以上述实施例中描述的浓度加入铺路粘结剂配方中。
实施例14该实施例描述一组配方，它涉及各种沥青胶粘剂类型，用增塑剂制备其中沥青组分是AC-10或AC-20沥青的上述实施例中描述的组合物，增塑剂是如下描述的添加剂与至少一种上述AC沥青的混合物，这些沥青包括AC-1.75、AC-2.5、AC-5、AC-10、AC-20、AC-30、AC-40、AC-80和AC-120沥青。添加剂在增塑剂中相对于沥青的数量是多数组分，增塑剂组分以上述实施例中描述的浓度加入铺路粘结剂配方中。在本实施例的配方中添加剂包括至少一种如下物质：妥尔油沥青、环状饱和烃、环状不饱和烃、多环饱和烃、多环不饱和烃、焦油和它们的混合物。
实施例15该实施例描述一组配方，它涉及各种沥青胶粘剂类型，用增塑剂制备其中沥青组分是AC-10或AC-20沥青的上述实施例中描述的组合物，增塑剂是如下描述类型的聚合物质或可聚合物质与至少一种上述AC沥青的混合物，这些沥青包括AC-1.75、AC-2.5、AC-5、AC-10、AC-20、AC-30、AC-40、AC-80和AC-120沥青。聚合物质或可聚合物质在增塑剂中相对于沥青的数量是多数组分，增塑剂组分以上述实施例中描述的浓度加入铺路粘结剂配方中。在本实施例的配方中聚合或可聚合物质包括至少一种如下物质：PET、EVA、苯乙烯单体(乙烯基甲苯)、Exxon101和Exxon103。
实施例16该实施例描述一组配方，它涉及各种沥青胶粘剂类型，用增塑剂制备其中沥青组分是AC-10或AC-20沥青的上述实施例中描述的组合物，增塑剂是如下描述类型的杂环物质与至少一种上述AC沥青的混合物，这些沥青包括AC-1.75、AC-2.5、AC-5、AC-10、AC-20、AC-30、AC-40、AC-80和AC-120沥青。杂环物质在增塑剂中相对于沥青的数量是少数组分，增塑剂组分以上述实施例中描述的浓度加入铺路粘结剂配方中。在本实施例的配方中杂环物质包括至少一种如下物质：呋喃、二氢呋喃、糠醛、3-(2-呋喃基)丙烯醛、它们的衍生物和它们的混合物。
实施例17该实施例描述一组配方，它涉及各种沥青胶粘剂类型，用增塑剂制备其中沥青组分是AC-10或AC-20沥青的上述实施例中描述的组合物，增塑剂是至少一种脂族烃、烯烃或芳烃物质与至少一种上述AC沥青的混合物，这些沥青包括AC-1.75、AC-2.5、AC-5、AC-10、AC-20、AC-30、AC-40、AC-80和AC-120沥青。脂族烃、烯烃、芳烃或它们的混合物在增塑剂中相对于沥青的数量是少数组分，增塑剂组分以上述实施例中描述的浓度加入铺路粘结剂配方中。
本发明铺路粘结剂的实施方案用硫代替沥青作为主要组分，由于沥青粘结剂和本发明铺路粘结剂之间明显的组分差异，这些铺路粘结剂的某些特征会不同于沥青粘结剂的特征。尤其是，沥青的粘弹特性范围不相应于本发明的铺路粘结剂的实施方案的特性。
铺路缺陷包括凹槽、疲劳裂缝和热裂缝。这些缺陷与铺路粘结剂的物理性质有关。此外，还应认识到在路面服务期中沥青性质的改变，进而影响性能，硬化是主要因素。此外，还应理解沥青粘结剂的性能与粘弹材料类似，然而，粘结剂性质是复杂的，需要声音流变方法学研究粘结剂的性能。该试验和陈化方法包括动态剪切电流计(DRS)、弯曲梁电流计(BBR)和压力陈化容器(PAV)，参数包括复杂剪切模量(G*)、相角(δ)、蠕变刚度(S)和对数蠕变速度(m)或m-值。这些方法、参数和功能准确地描述粘弹材料，例如沥青粘结剂的性能。
然而，本发明的铺路粘结剂含有硫作为主要组分而不是沥青，因此它们的粘弹性能在相同的温度范围内无法与沥青粘结剂进行对比。尤其在低温下，这种性能差异尤为突出，虽然如此，上述参数仍可用于本发明的实施方案以提供参考数据。
下面将分别以三种讨论的贡献列出粘结剂能耐每一种主要铺路缺陷的性质：
(a)粘结剂对耐凹槽能力的贡献；(b)粘结剂对耐疲劳裂缝能力的贡献；和(c)粘结剂对耐热裂缝能力的贡献。
(a)粘结剂对耐凹槽的贡献
凹槽是在约45℃～约85℃的高温范围内发生的主要缺陷，该温度范围包括在夏天时大多数路面的较高温度。较高的G*-数值意味着高的总耐变形能力，因而意味着高的耐凹槽能力，较低的δ值表示完全变形的较高弹性(可恢复)组分，因而与较高的耐凹槽能力相关联。所以，铺路粘结剂对耐凹槽能力的贡献可通过增加其总耐变形能力(增加G*)和/或降低其非弹性(sinδ)而增加。在通常实践中，不单独使用G*和δ，而是使用G*/sinδ之比以反映粘结剂对耐凹槽能力的贡献，因此，当比率G*/sinδ增加时，耐凹槽能力也增加。该比率通常以Pa单位和其标准倍数给出，测量方法通常用不进行陈化材料(“原始”)或进行模似陈化(通常在旋转薄膜烘箱(“RTFO”)中)的DSR方法进行。
(b)粘结剂对耐疲劳裂缝能力的贡献
疲劳裂缝是在约0℃～约45℃的中等温度范围中的主要缺陷，较软和较高弹性的铺路粘结剂更具耐疲劳裂缝能力，因为它对于形成一定变形产生的应力较低，材料更能恢复到其承载负荷前的条件。在G*和δ方面，低的G*数值与较软的粘结剂相关联，它的变形不产生大的应力，因此，更加耐疲劳裂缝能力；低δ数值与更高弹性的粘结剂相关联，它能够以任何方式无需驱散能量而恢复到其最初状态，因而有利于耐疲劳裂缝能力。在通常实践中，不单独使用G*和δ，而是使用乘积G*sinδ以反映粘结剂对耐疲劳裂缝能力的贡献，因此，当乘积G*sinδ降低时，耐疲劳裂缝能力也增加。上述的乘积通常以Pa为单位和其标准倍数给出，测量方法通常用进行陈化(通常在压力陈化容器(“PAV”)中)的材料的DSR方法进行。
(c)粘结剂对耐热裂缝能力的贡献
疲劳裂缝是在约-50℃～约0℃的低温范围下的主要缺陷，由于刚度与G*成比例，较低的G*数值与提供较好耐热裂缝能力的沥青粘结剂相关联。与之相反，耐热裂缝能力随δ增加而增加，因为松驰速率直接与δ有关，较高的松驰速率有利于耐热裂缝能力。有关沥青粘结剂对耐热裂缝能力性能的测量方法通常用BBR试验进行，但通常给出S和m而不是G*和δ。
路面的热裂缝由应力产生，所述应力是由于温度下降而导致的热收缩而形成。在热冷却时，一方面由于耐热收缩性而使粘结剂刚度增加，并形成应力，但另一方面，粘结剂流动导致应力松驰。所以，刚度(S)和应力松驰都同样重要。对数蠕变速率m通常用于表示流动的能力，因此，用于表示应力驱散能力。更具体地说，较高的m-数值表示较低弹性的粘结剂，它可流动和驱散应力，m-数值给出了通过粘结剂流动引起应力松驰速率的测量结果，高的m数值与具有良好耐热裂缝能力的粘结剂相关联。刚度给出了由热收缩引起的路面上产生的热应力的测量结果，随着刚度增加，由紧张，例如收缩产生更大的应力。低数值的刚度与具有良好耐热裂缝的粘结剂相关联。选择刚度和m作为粘结剂对在低温下路面性能的贡献的指示参数。然而，刚度和m均是负荷时间的函数，现存的与热裂缝的相互关系仅能通过不切实际的长时间来得到，它将需要不能允许的长时间试验。为避免该问题和能够进行短时间试验，可以利用时间-温度重叠原理作为标准的实践方法，因此，试验在较高温度但较短的负荷时间下进行。具体地说，已知温度增加10℃相当于负荷时间由7200秒改变为约60秒，因此，选用0.30的最小m数值和300MPa的最大极限刚度的这种规定作为SHRP粘弹性粘结剂的说明，其中两个数值均在60秒的负荷时间下测定。
缺陷方式和粘弹性材料特征参数的相互关系可概述如下。增加的G*数值和较低的δ数值有利于有关凹槽性能的改变，但它们不利于热裂缝性能。对于粘弹性材料的疲劳裂缝，增加S(或G*)是不利的，而降低m(或δ)通常是有利的。
如下讨论涉及在旋转薄膜烘箱和压力陈化容器中的陈化。粘结剂陈化简单地讨论如下，铺路粘结剂中的沥青材料通常在铺路粘结剂和骨料在热混合装置中混合时硬化。试验被设计用于模拟该硬化，这些试验包括Thin Film Oven(TFO)试验、ASTMD 1754和Rolling Thin Film Oven(RTFO)试验，ASTMD2872。RTFO试验是目前最常用的，因为它设计产生约75分钟类似于TFO试验中约5小时得到的结果。事实上，这些试验用烘箱陈化模拟在热混合装置中发现的硬化。SHRP建议Pressure Aging Vessel(PAV)作为陈化程序以模拟沥青粘结剂的长期野外氧化陈化。
关于组合物，表1-3显示根据本发明用60％硫、20％来自California Valley的AC-20沥青和20％飞灰生产的铺路粘结剂的一实施方案的试验结果。
表1
| T/℃ | m | 刚度/Mpa |
| -16 | 0.396 | 144 |
| -22 | 0.321 | 355 |
| -28 | 0.223 | 710 |
表2
在三个高温下的(G*/sinδ)/kPa
| 条件 | 64℃ | 70℃ | 76℃ |
| 原始 | 4.49 | 2.10 | 1.04 |
| RTFO | 10.20 | 4.60 | 2.12 |
表3
在四个中等温度下的(G*/sinδ)/MPa
| 条件 | 31℃ | 28℃ | 25℃ | 22℃ |
| PAV | 2.24 | 3.31 | 4.66 | 6.61 |
表4-5显示根据本发明用70％硫、15％来自Cold Lake，Canada的AC-20沥青和15％飞灰生产的铺路粘结剂的实施方案的试验结果。
表4
| T/℃ | m | 刚度/Mpa |
| -16 | 0.281 | 365 |
| -22 | 0.161 | 577 |
| -28 | 0.173 | 972 |
表5
在三个高温下的(G*/sinδ)/kPa
| 条件 | 70℃ | 76℃ | 82℃ |
| 原始 | 6.59 | 3.30 | 1.69 |
| RTFO | 9.77 | 5.26 | 2.69 |
表6-8显示根据本发明用80％硫、10％来自Cold Lake，Canada的AC-20沥青和15％飞灰生产的铺路粘结剂的实施方案的试验结果。
表6
| T/℃ | m | 刚度/Mpa |
| -16 | 0.338 | 150 |
| -22 | 0.193 | 220 |
| -28 | 0.018 | 48 |
表7
在三个高温下的(G*/sinδ)/kPa
| 条件 | 52℃ | 58℃ | 64℃ |
| 原始 | 3.54 | 1.51 | 0.63 |
| RTFO | 18.3 | 7.88 | 3.31 |
表8
在三个中等温度下的(G*/sinδ)/MPa
| 条件 | 31℃ | 28℃ | 25℃ |
| PAV | 3.12 | 4.43 | 5.76 |
表9-11显示根据本发明用60％硫、20％来自Gulf Coast，Texas的AC-20沥青和20％飞灰生产的铺路粘结剂的实施方案的试验结果。
表9
| T/℃ | m | 刚度/Mpa |
| -16 | 0.340 | 178 |
| -22 | 0.198 | 217 |
| -28 | 0.180 | 567 |
表10
在三个高温下的(G*/sinδ)/kPa
| 条件 | 52℃ | 58℃ | 64℃ |
| 原始 | 3.65 | 1.52 | 0.644 |
| RTFO | 10.1 | 4.14 | 1.67 |
表11
在三个中等温度下的(G*/sinδ)/MPa
| 条件 | 31℃ | 28℃ | 25℃ |
| PAV | 3.46 | 4.91 | 7.01 |
表1，4，6和9显示了若干低温下的BBR试验结果，在该低温下主要会产生热裂缝这种缺陷。表2，5，7和10显示了在若干高温下和在原始的和RTFO条件下DSR的试验结果。在该所述的高温下，会主要产生凹槽这种缺陷。表3，8和11显示了在若干中等温度下和在PAV条件下材料的DSR的试验结果。在该所述的中等温度下会主要产生疲劳裂缝这种缺陷方式。
表2，5，7和10中所示的比率G*/sinδ的数值显示，根据适用于粘弹性材料的性能说明标准，本发明的铺路粘结剂通常存在良好的耐凹槽能力。
表3，8和11中所示的乘积G*sinδ的数值显示，根据适用于粘弹性材料的性能说明标准，本发明的铺路粘结剂通常存在良好的耐疲劳裂缝能力。
表1，4，6和9中所示的刚度和m-数值可解释为显示根据适用于中等低温下的粘弹性材料的性能说明标准，本发明的铺路粘结剂通常存在良好的耐热裂缝能力。
本发明铺路粘结剂的实施方案因为这些铺路粘结剂具有较高的强度在低温地区显示了良好的路面耐热裂缝能力，该强度防止由于在冷却条件下应力累积的结果而产生裂缝。
本发明可以不违背其精神或基本特征的其它具体形式实施，所述的实施方案在任何情况下被认为仅用于举例说明，而不是限制。因此，本发明的范围由所附的权利要求说明而是由上述描述说明。所述在权利要求的等价物含义和范围内产生的变化包含在其范围内。
Claims (35)
1、一种通过混合如下物质得到的铺路粘结剂，所述物质含有：
(a)细矿物组分；
(b)烃基增塑剂；
(c)硫，其中所述硫以至少60％的重量百分数加入混合物中。
2、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述细矿物组分包含飞灰。
3、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述细矿物组分包含氧化硅材料。
4、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂选自AC-10沥青、AC-20沥青和它们的混合物。
5、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是AC沥青，其选自AC-1.75沥青、AC-2.5沥青、AC-5沥青、AC-30沥青、AC-40沥青、AC-80沥青、AC-120沥青和它们的混合物。
6、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如选自AC-10沥青、AC-20沥青和它们的混合物的AC沥青物质组分与至少一种选自妥尔油沥青、环状饱和烃、环状不饱和烃、多环饱和烃、多环不饱和烃、焦油和它们的混合物的物质进行混合而得到，其中所述混合AC沥青物质是在所述组分中的多数组分。
7、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如选自AC-1.75沥青、AC-2.5沥青、AC-5沥青、AC-30沥青、AC-40沥青、AC-80沥青、AC-120沥青和它们的混合物的AC沥青物质与至少一种选自妥尔油沥青、环状饱和烃、环状不饱和烃、多环饱和烃、多环不饱和烃、焦油和它们的混合物的物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
8、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如选自AC-10沥青、AC-20沥青和它们的混合物的AC沥青物质与至少一种选自PET、EVA、苯乙烯单体(乙烯基甲苯)、Exxon101和Exxon103和它们的混合物的聚合或可聚合物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
9、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如选自AC-1.75沥青、AC-2.5沥青、AC-5沥青、AC-30沥青、AC-40沥青、AC-80沥青、AC-120沥青和它们的混合物的AC沥青物质与至少一种选自PET、EVA、苯乙烯单体(乙烯基甲苯)、Exxon101和Exxon103和它们的混合物的聚合或可聚合物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
10、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如选自AC-10沥青、AC-20沥青和它们的混合物的AC沥青物质与至少一种选自呋喃、二氢呋喃、糠醛、3-(2-呋喃基)丙烯醛和它们的混合物的杂环物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
11、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如选自AC-1.75沥青、AC-2.5沥青、AC-5沥青、AC-30沥青、AC-40沥青、AC-80沥青、AC-120沥青和它们的混合物的AC沥青物质与至少一种选自呋喃、二氢呋喃、糠醛、3-(2-呋喃基)丙烯醛和它们的混合物杂环物质得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
12、根据权利要求1所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如选自AC-10沥青、AC-20沥青和它们的混合物的AC沥青物质与至少一种选自脂族烃、烯烃和芳烃的物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
13、根据权利要求1的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如选自AC-1.75沥青、AC-2.5沥青、AC-5沥青、AC-30沥青、AC-40沥青、AC-80沥青、AC-120沥青和它们的混合物的AC沥青物质与至少一种选自脂族烃、烯烃和芳烃的物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
14、一种通过混合如下物质得到的铺路粘结剂，所述物质含有：
(a)细矿物组分，其含有至少一种选自飞灰、氧化硅物质和它们的混合物的物质；
(b)含有AC-沥青的烃基增塑剂；
(c)硫，其中所述硫以至少60％的重量百分数加入混合物中。
15、根据权利要求14所述的铺路粘结剂，其中所述细矿物组分的大小为通过200目筛筛分的尺寸。
16、根据权利要求14所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如AC沥青物质与至少一种选自妥尔油沥青、环状饱和烃、环状不饱和烃、多环饱和烃、多环不饱和烃、焦油和它们的混合物的物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
17、根据权利要求14所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如AC沥青物质与至少一种选自PET、EVA、苯乙烯单体(乙烯基甲苯)、Exxon101和Exxon103和它们的混合物的聚合或可聚合物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
18、根据权利要求14所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂是通过例如AC沥青物质与至少一种选自呋喃、二氢呋喃、糠醛、3-(2-呋喃基)丙烯醛和它们的混合物的杂环物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述组分中的多数组分。
19、根据权利要求14所述的铺路粘结剂，其中所述烃基增塑剂通过混合组分，例如AC沥青物质与至少一种选自脂族烃、烯烃和芳烃的物质进行混合而得到，其中所述AC沥青物质是在所述混合组分中的多数组分。
20、一种通过混合如下物质得到的铺路粘结剂，所述物质含有：
(a)细矿物组分，其含有至少一种选自飞灰、氧化硅物质和它们的混合物的物质，其中所述细矿物组分的大小为通过200目筛子筛分的尺寸；
(b)含有AC-沥青的烃基增塑剂，其中所述烃基增塑剂以约1％～约30％范围的重量百分数混合；
(c)硫，其中所述硫以约60％～约98％范围的重量百分数混合。
21、根据权利要求20所述的铺路粘结剂，其中所述细矿物组分以约1％～约33％范围的重量百分数混合。
22、一种通过混合如下物质得到的铺路粘结剂，所述物质含有：
(a)细矿物组分，其含有至少一种选自飞灰、氧化硅物质和它们的混合物的物质，其中所述细矿物组分的大小为通过200目筛子筛分的尺寸；
(b)含有AC-沥青的烃基增塑剂，其中所述烃基增塑剂以约2.5％～约20％范围的重量百分数混合；
(c)硫，其中所述硫以约70％～约90％范围的重量百分数混合。
23、根据权利要求22所述的铺路粘结剂，其中所述细矿物组分以约2.5％～约20％范围的重量百分数混合。
24、一种通过混合如下物质得到的铺路粘结剂，所述物质含有：
(a)细矿物组分，其含有至少一种选自飞灰、氧化硅物质和它们的混合物的物质，其中所述细矿物组分的大小为通过200目筛子筛分的尺寸；
(b)含有AC-沥青的烃基增塑剂，其中所述烃基增塑剂以约5％～约12％范围的重量百分数混合；
(c)硫，其中所述硫以约75％～约90％范围的重量百分数混合。
25、根据权利要求24所述的铺路粘结剂，其中所述细矿物组分以约5％～约12％范围的重量百分数混合。
26、一种生产铺路粘结剂的方法，其包括：
(a)提供包括液体硫、液体烃基增塑剂和细矿物组分的混合组分；
(b)以控制数量的方式混合所述组分，其中相对于混合物中的所有组分，硫混合的重量百分数是至少60％，从而通过混合提供了所述组分的通常均匀的液体混合物；和
(c)冷却所述液体混合物使其变为固体。
27、根据权利要求26所述的方法，其还包括粉碎所述固体成条。
28、根据权利要求26所述的方法，其还包括粉碎所述固体为碎片。
29、根据权利要求26所述的方法，其还包括将所述液体混合物制成锭剂。
30、根据权利要求26所述的方法，其还包括造粒所述液体混合物成固体颗粒。
31、根据权利要求26所述的方法，其中所述混合包括在相同混合容器中混合所述组分。
32、根据权利要求26所述的方法，其中所述混合包括混合所述液体烃基增塑剂与所述细矿物组分以形成胶状物质，和混合所述胶状物质与所述液体硫以形成所述液体混合物。
33、根据权利要求26所述的方法，其中所述混合包括增湿所述细矿物组分，随后与所述液体烃基增塑剂混合以形成胶状物质，和混合所述胶状物质与所述液体硫以形成所述液体混合物。
34、根据权利要求26所述的方法，其还包括预塑化所述液体硫。
35、根据权利要求26所述的方法，其还包括预塑化所述液体烃基增塑剂。
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