EA022471B1

EA022471B1 - Битумные продукты и водные эмульсии на основе битумных продуктов и их применения

Info

Publication number: EA022471B1
Application number: EA200870611A
Authority: EA
Inventors: Жиль Баррето; Лионель Грампр
Original assignee: Сека С.А.
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2016-01-29
Also published as: PL2035504T3; HUE054841T2; CN101501141B; CN101501141A; US7951858B2; BRPI0712542A2; WO2007141458A3; NZ573790A; CA2654393A1; AU2007255222A1; EA200870611A1; WO2007141458A2; EP2035504B1; FR2901801A1; FR2901801B1; MX2008015406A; AU2007255222C1; EP2035504A2; AU2007255222B2; CA2654393C

Abstract

Изобретение относится к новым битумным продуктам и также к новым водным эмульсиям битумных продуктов, их смесям с наполнителями в форме битумных смесей, которые могут быть использованы в области уплотнения, строительства и ремонта дорожных покрытий, тротуаров, велотреков, парковок и взлетно-посадочных полос летательных аппаратов.

Description

(57) Изобретение относится к новым битумным продуктам и также к новым водным эмульсиям битумных продуктов, их смесям с наполнителями в форме битумных смесей, которые могут быть использованы в области уплотнения, строительства и ремонта дорожных покрытий, тротуаров, велотреков, парковок и взлетно-посадочных полос летательных аппаратов.

022471 Β1

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области уплотнения, строительства и ремонта дорожных покрытий, тротуаров и взлетно-посадочных полос летательных аппаратов, где используют смеси наполнителей и битумных продуктов.

В контексте настоящего изобретения подразумевают, что выражение битумные продукты или связующие означает природные битумы и битумы, происходящие из нефти, и получаемые из них смеси. Битумы, получаемые путем крекинга, и гудроны также рассматривают согласно данному контексту как битумные продукты в смысле настоящего изобретения и также смеси, которые можно получать из них. Окисленные битумы - остатки после дистилляции, вакуумной дистилляции или осаждения (например, получаемые путем осаждения пропана) - представляют собой примеры, рассматриваемые в контексте настоящего изобретения. Также рассматриваемыми в данном контексте являются разбавленные с помощью нефтяных растворителей битумы, разбавленные с помощью растительных масел битумы и полимерные битумы.

Вышеперечисленные битумные продукты являются безводными настолько, насколько возможно в масштабе промышленного производства, о котором идет речь.

Согласно настоящему изобретению подразумевают, что термин наполнители означает измельченные минеральные материалы из каменоломен, битуминозные смешанные наполнители, раздробленные фрагменты, клинкер или коксовую мелочь, шлак и окалины, а также рецикловые продукты разрушения бетона.

В нижеследующем смесь наполнителей и битумных продуктов также должна быть отнесена к битумной смеси.

В настоящее время используют многочисленные способы получения смесей наполнителей и битумных продуктов, которые могут быть классифицированы в виде трех различных групп: способы получения при комнатной температуре, способы получения при температуре выше 100°С и способы получения при промежуточных температурах в диапазоне от комнатной температуры до температуры 100°С, то есть в случае которых необходим подвод тепловой энергии для получения битумной смеси, делая возможным присутствие жидкой воды в битумной смеси.

Способы получения битумных смесей при комнатной температуре представляют собой такие, в случае которых получение смеси битумного вяжущего материала и наполнителей осуществляют без подвода тепловой энергии. Можно указать на нанесение покрытия на наполнители, используя битум, к которому добавлен летучий растворитель, с тем, чтобы сделать его достаточно текучим при комнатной температуре в целях последующего пригодного нанесения покрытия на наполнители. Битумную смесь потом используют при помощи подходящего оборудования для ее транспортировки, нанесения и уплотнения. Этот способ имеет тенденцию к исчезновению, так как при его осуществлении расходуются растворители в больших количествах, растворители, которые за счет испарения в атмосферу создают загрязнение, которого можно избегать при использовании других способов.

Можно также указать способы получения, используя в качестве битумного носителя битумные эмульсии или дисперсии в водном растворителе. Битумную эмульсию или дисперсию смешивают с наполнителями для обеспечения должным образом нанесения покрытия. Полученную смесь затем используют с помощью подходящего оборудования для ее транспортировки, нанесения и возможного уплотнения. Эти способы обладают преимуществом концентрирования фазы, где имеют место высокие температуры в установке, в которой получают эмульсию. Используемые при комнатной температуре наполнители могут содержать воду. Эти способы поэтому не требуют термообработки наполнителей, которая ограничивает расход энергии во время получения битумной смеси и получения порошка. Кроме того, так как смесь находится при комнатной температуре, то есть между примерно 5 и 30°С, эмиссии летучих органических соединений являются очень незначительными. Однако механическая характеристика, получаемая с помощью этих смесей, обычно хуже таковой, получаемой при использовании других способов, описываемых ниже, особенно в недавний период. Этот способ находит свое применение в случае дорожного ремонта проезжих частей, подвергающихся незначительному или умеренному транспортному движению, например, второстепенных дорог, парковочных площадок индивидуального или общественного расположения, или зданий, велотреков и т.д.

Этот способ применяют, в частности, для разливаемых в холодном состоянии смесей, для которых проблема нанесения решается в большинстве случаев, если следуют предписаниям уровня техники, так как смесь наносят в форме супа спустя несколько секунд после ее получения. С другой стороны, сталкиваются с необходимой стадией повышения когезии, причем эту стадию обычно осуществляют без внешнего воздействия за счет химического или физического изменения в системе, хотя в некоторых случаях выполняют операцию уплотнения. Это изменение вызывает коалесценцию битума в эмульсии, коалесценцию, которая в значительной степени зависит от качества битума и которая может приводить к недостаточной когезии в молодом возрасте, несмотря на оперирование производственным оборудованием по предписаниям уровня техники. По этой причине специалист в данной области, когда у него есть выбор, предпочитает выбирать битум, принадлежащий к классу нафтеновых битумов. Эти битумы отличаются от других битумов химическим составом, который включает нафтеновые молекулы в очень зна- 1 022471 чительном количестве. Однако нафтеновые битумы обладают тем недостатком, что их получают в меньшем количестве, чем другие битумы, или даже являются коммерчески недоступными в некоторых географических регионах. Когда нафтеновый битум является коммерчески недоступным, достижение хорошего качества разливаемых в холодном состоянии смесей требует улучшенного мониторинга погоды в отношении только избежания дождя после окончания работы и также требует закрытия транспортного движения на длительные периоды времени после окончания работы. Существует неудовлетворенная потребность в улучшении характеристики разливаемых в холодном состоянии смесей, используя битумы, другие, чем нафтеновые битумы.

В случае осуществляемых при температуре выше 100°С способов используют битумы в безводной форме, в достаточно текучем состоянии для обеспечения надлежащим образом нанесения покрытия на наполнители. Так, для обеспечения хорошего покрытия и хороших конечных механических свойств обычно нужно высушивать наполнители и осуществлять нанесение на них при температуре, близкой к таковой битума. Существует два основных типа способов: непрерывные способы и периодические способы.

В случае непрерывного способа наполнители непрерывно вводят в цилиндр, который имеет горелку для нагревания наполнителей за счет излучения пламени. В зоне цилиндра, не подвергаемой излучению, на наполнители, поступающие из зоны высушивания, наносится покрытие с помощью жидкого битума перед выходом и направлением в промежуточный бункер-накопитель.

В случае периодического способа используют смеситель, поддерживаемый при высокой температуре, в который выливают отдельными порциями различные фракции наполнителей. Их гомогенизируют путем перемешивания и затем добавляют битум путем выливания в смеситель. После смешения полученную смесь наполнителей и битумного продукта можно хранить в бункере-накопителе. Полученную смесь затем используют с помощью подходящего оборудования, позволяющего ее транспортировать, разливать и необязательно уплотнять. Полученную смесь транспортируют и наносят при достаточно высокой температуре для обеспечения надлежащего растекания, надлежащего выравнивания и необязательно надлежащего уплотнения. Выбор температуры способа зависит от класса битума и обычно контролируется. В случае асфальтобетонов и связываемого битумом гравия во Франции, например, температуры смесей наполнителей и битумных продуктов, покидающих установку, причем чистый битум имеет индекс пенетрации 35/50, обычно составляют от 150 до 170°С, или даже от 160 до 180°С, когда метеорологические условия являются более тяжелыми; для растекания, температура смесей наполнителей и битумных продуктов составляет выше 130°С. Стандарт Франции ΝΤ Р 98-150 от декабря 1992 г. представляет собой справочный стандарт для выполнения структур проезжей части улиц, асфальтобетонных покрытий и слоев износа дорожных покрытий, получаемых из битумных смесей на углеводородной основе; стандарт Франции ΝΡ Р 98-130 от ноября 1999 г. представляет собой справочный стандарт для полушероховатых асфальтобетонов и стандарт Франции ΝΡ Р 98-138 от ноября 1992 г. представляет собой справочный стандарт для связываемого битумом гравия. Эти стандарты предписывают температуру на выходе из установки в диапазоне от 150 до 170°С и минимальную температуру растекания 130°С для чистого битума с индексом пенетрации 35/50. Не существует ограничения на температуру уплотнения, однако его осуществляют немедленно после растекания смеси с тем, чтобы иметь исходную температуру уплотнения настолько близкую, насколько возможно, к температуре, при которой разливают смесь. Поддерживание битума в достаточно жидком и, следовательно, достаточно горячем состоянии позволяет битумной смеси сохранять достаточную текучесть для осуществления корректно этих операций.

Эти два способа получения смеси в горячем состоянии, в случае которых используют непрерывно или периодически работающие установки, представляют собой наиболее часто используемые установки, когда принимают во внимание тоннаж битума, расходуемого во всем мире для дорожного строительства, дорожного ремонта или в области уплотнения. Они представляют собой стандартные способы согласно современному уровню техники. Они фактически представляют собой два наиболее надежных способа в промышленном масштабе. Как и в случае всех представленных в данном контексте способов, необходимо точно контролировать гранулометрический состав наполнителей, качество битума, которое должно удовлетворять стандартам, устанавливаемым странами, и качество способа, которое, между прочим, представлено качеством смешения, определяемым геометрией зоны смешения, энергией смешения, скоростями движущихся частей и также различными продолжительностями способа. Немногие специфические параметры также должны быть контролируемыми для обеспечения корректного выполнения операций, и обнаружено, что характеристика битумной смеси остается вполне стабильной при наличии отклонений. Простое дополнительное контролирование температуры наполнителей и битума во время получения и битумной смеси во время растекания позволяют обеспечивать то, что операции осуществляют корректно. Если желательно провести сравнение, то осуществляемые при комнатной температуре способы, описанные выше, нуждаются в дополнительном контролировании параметров, таких как значение рН, содержание воды, содержание добавки и химическая природа добавок, место добавления этих добавок, химическая природа наполнителя и иногда его возраст.

- 2 022471

Однако два способа получения битумных смесей при температуре выше 100°С, описанных выше, не лишены недостатков:

все битумы не придают одни и те же свойства получаемым битумным смесям: два главных класса нафтенового битума и ненафтенового битума различаются, причем преимущество имеет нафтеновый битум. Последний при температурах наполнителей и битума, которые являются идентичными или близкими, придает лучшую текучесть смеси с наполнителями. На практике, это также выражается в лучшей уплотненности и лучшей когезии. Также обнаружено, что можно снижать температуру смеси наполнителей и нафтенового битума на 5-15°С по отношению к случаю, где используют ненафтеновый битум, все еще сохраняя идентичную текучесть по сравнению со смесью ненафтенового битума и наполнителей. Здесь также существует неудовлетворенная необходимость в улучшении характеристик смесей ненафтенового битума и наполнителей;

нагревание и высушивание наполнителей приводит к существенному расходу ископаемого и, следовательно, невосстанавливаемого топлива. Когда способ анализируют с термической точки зрения, понятно, что только битум является первоначально нагретым на входе в смесительную установку; наполнители, которые обычно составляют 90-96 мас.%, в расчете на массу битумной смеси, находятся при комнатной температуре. Стадию временного нагревания наполнителей осуществляют для обеспечения битумного покрытия высокого качества и также для обеспечения надлежащего осуществления. Однако полученный продукт приобретает полезные свойства как только он охлажден. Вся затраченная энергия в конце концов выделяется в атмосферу;

сопутствующе генерируются большие количества вызывающего парниковый эффект газа (ОНО) и пыли, причем вышеуказанную пыль частично собирают и снова инжектируют в цикл нанесения покрытия. Осуществление этого само по себе приводит к эмиссии летучих органических соединений в месте растекания, которые оказывают воздействие на парниковый эффект. Возможно присоединение улавливающих приспособлений к финишеру, однако это требует переоснащения современных цехов и не ограничивает эмиссии, происходящие от ленточного конвейера, расположенного ниже финишера, и повышает стоимость конечного продукта;

рабочие условия являются трудными по причине теплового излучения и эмиссий газа;

когда по неконтролируемым причинам, таким как ухудшение метеорологических условий, наступление ночи, более длительное время транспортировки из установки к месту, например, температура предварительно полученной битумной смеси снижается ниже некоторого предела, смесь не может быть более длительно использована, приводя к недостаткам в отношении пористости и механических характеристик. Робастность способа является ограниченной. Для компенсации этого эффекта существует обычная практика получения битумной смеси при температурах выше таковых, рекомендуемых в официальных документах. Это равносильно усилению указанных первых трех недостатков.

Для уменьшения пределов последних четырех недостатков, указанных выше, можно предусматривать снижение температуры получения битумной смеси, таким образом уменьшая расход топлива, необходимого для нагрева компонентов смеси, генерирование вызывающих парниковый эффект газов и затруднение, вызываемое во время использования битумной смеси, когда пытаются модифицировать минимально возможно способ получения битумной смеси по отношению к способам, осуществляемым при температуре выше 100°С, и причем это осуществляют в особенности с целью минимизации издержек.

Известный уровень техники

В заявке на Европейский патент 425151 описываются смеси битума и полимеров, в частности сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, в соотношениях предпочтительно от 1 до 20 ч. на 100 ч. битума. Цель, которой является несомненно ограничение текучести или хрупкости битумных смесей, не может быть достигнута, когда соотношение сополимера этиленоксида и пропиленоксида меньше, чем или равно 1 ч. на 100 ч. битума. В примерах добавление сополимера в количестве 10% приводит либо к повышению стойкости к оставлению колеи при температуре 45°С и оставлению без изменения хрупкости при низкой температуре, либо к оставлению без изменения стойкости к оставлению колеи при температуре 45°С и снижению хрупкости при низкой температуре смеси битума, содержащего, таким образом, добавки, с наполнителями по сравнению со случаем без добавления добавок к битуму. Уменьшение оставления колеи соответствует снижению ползучести, то есть уменьшению деформации под механическим напряжением. Это, следовательно, соответствует уменьшению текучести битумной смеси при температуре 45°С по сравнению со смесью, содержащей чистый битум, при той же самой температуре.

В патенте США 5820663 заявляется композиция, включающая битум и модифицирующую прочность адгезии добавку, которая представляет собой эфир фосфорной кислоты одноатомного жирного спирта, поверхностно-активное вещество, обладающее гидрофильно-липофильным балансом (НЬВ) между 8 и 18.

В патенте США 6261356 заявляется смесь битума, оксипропилированного и/или оксиэтилированного и фосфатированнного С₈-С₂₂-жирного спирта и по меньшей мере одного компонента, выбираемого среди минеральных масел, С₈-С1₈-жирных спиртов, С₈-С1₈-жирных кислот и триглицеридов Ο₈-Οι₈жирных кислот. Эта композиция обладает улучшенной адгезией к наполнителям. Изобретатели полагают, что последний компонент смеси облегчает ориентацию фосфатированного продукта на поверхности

- 3 022471 раздела битум-наполнитель.

В литературе предложены решения в отношении уменьшения последних четырех недостатков, указанных выше, для способов нанесения покрытия при температуре выше 100°С.

Некоторые из этих решений относятся к способам, в случае которых производственные температуры остаются выше 100°С, однако найдены технические решения, которые состоят в снижении температуры для получения битумной смеси при температуре ниже 100°С.

Согласно патенту США 6588974 к битуму добавляют парафиновые воски с тем, чтобы получить приемлемую вязкость битума для нанесения покрытия при более низкой температуре, причем снижение температуры составляет около 30°С. Используемые парафиновые воски действуют как пластификатор для битума. При постоянной температуре это способствует улучшению операции уплотнения. В то же самое время воски улучшают некоторые механические свойства смеси наполнителей и битумного продукта, такие как стойкость к оставлению колеи. Однако добавление парафиновых восков изменяет класс битума и может приводить к превышению стандартизированного порога содержания парафинового воска в битумах. Сопутствующе существует высокий риск ухудшения характеристик битумной смеси на холоде за счет повышения ее хрупкости, то есть за счет уменьшения работы разрушения во время задерживающейся в силу обстоятельств усадки и за счет повышения температуры разрушения. Кроме того, если температура уплотнения ниже температуры кристаллизации парафиновых восков в битуме, уплотнение является гораздо менее эффективным.

В патенте США 4371400 описывается использование цеолита с очень незначительным содержанием пор для улучшения текучести в горячем состоянии битумной смеси, тогда как улучшается сопротивление вдавливанию при температуре 22 и 40°С.

В заявках на патенты США 2004/0033308 и 2005/0076810 описывается использование цеолита, в особенности цеолита А, при получении горячей смеси, который позволяет снижать температуры по меньшей мере на 30°С, тогда как сохраняется нормальная характеристика после стадии смешения в установке. Однако этот способ не лишен недостатков: для такого способа требуется наличие бункера для хранения и система для добавки цеолита. Кроме того, использование цеолита в дозе по меньшей мере 0,2% по отношению к наполнителям, как рекомендуется в этих двух заявках на патенты, означает нежелательные дополнительные издержки.

В Международной заявке ^0-2005/100480 описывается комбинированное использование цеолита и восков при получении разливаемых при низкой температуре асфальтов. Описанный способ обладает не только неудобством в отношении требующегося хранилища, манипуляции и добавочной стоимости за счет цеолита, но и также тем, что дополнительно надлежит использовать воски.

В Международной заявке ^0-97/20890 описывается способ получения битумных смесей, в случае которого смешение осуществляют в две стадии. Во-первых, на наполнители наносят покрытие с помощью очень мягкого безводного битума, причем температура полученной смеси составляет от 80 до 115°С. Во-вторых, порошок твердого битума добавляют при температуре ниже 50°С. Кроме необходимых модификаций, которые должны быть осуществлены в случае существующих промышленных установок в целях возможности манипулирования и добавления битумного порошка, этот способ имеет недостаток в отношении требующегося времени для достижения хорошей когезии.

Согласно Европейскому патенту 1263885-В1 на наполнители при температуре 130°С сначала наносят покрытие с помощью мягкого безводного связующего при температуре 120°С и затем в смеситель добавляют в форме пены твердый битум и пар. Полученную битумную смесь после этого используют при температуре в области от 70 до 100°С. В случае этого способа также требуется время для достижения хорошей когезии. Кроме того, остаточная пенетрация, получаемая после смешения двух битумов, делает этот способ неподходящим для стран с умеренным или жарким климатом.

Согласно заявке на Европейский патент 1469038-А1 температуры разных фракций, инжектируемых в смеситель, могут быть различными: крупные наполнители, во-первых, все покрывают битумом при температуре выше 130°С, затем инжектируют не нагретый влажный песок в смесительную установку, что имеет преимущество в отношении ограничения расхода энергии. Во время испарения воды на мелкие компоненты наполнителя наносится покрытие и вода остается в битумной смеси. Битумная смесь покидает смесительную установку с температурой в диапазоне от 60 до 100°С. Предлагаемый вариант состоит в нагревании крупных наполнителей до температуры 200°С и затем в нанесении на них покрытия с помощью битума и инжектировании не подвергнутого нагреванию влажного песка. В этом случае, вода полностью удаляется и нанесение покрытия на песок происходит за счет испарения воды. Согласно первому варианту целью является контролирование нанесения покрытия на песок за счет испарения из него воды первоначально в жидком состоянии, что имеет недостаток в отношении существования явления, которое в высокой степени зависит от содержания воды. Кроме того, текучесть таким образом полученной битумной смеси не такая хорошая, как таковая стандартной горячей смеси. Согласно второму варианту песок является не нагретым, но его высушивают в смесительной установке путем переноса тепла от предварительно нагретых крупных наполнителей. При постоянной температуре битумной смеси во время выхода из установки количество тепла, необходимое для получения безводной битумной смеси, в соответствии с этой заявкой на патент, следовательно, является очень близким к таковому, необходимому

- 4 022471 для получения стандартной битумной смеси.

Согласно Европейскому патенту 13238 67 нанесение покрытия на холодные наполнители с помощью горячего битума облегчается за счет предварительной обработки наполнителей с помощью водной эмульсии разжижителя, и модифицирующей прочность адгезии добавки, и путем разжижения битума. Использование разжижителя ставит проблему в отношении скорости увеличения когезии, которая является более медленной, чем таковая, достигаемая путем охлаждения, в контексте получения согласно стандартным способам.

Таким образом, обнаружено, что решения, предлагаемые выше для ограничения производственной температуры в способах получения при нагревании, имеют по меньшей мере один из следующих недостатков в отношении возможности работать эффективно:

необходимость в значительной степени адаптации и модификации промышленной производственной установки и/или утрата некоторых конечных свойств битумной смеси, таких как робастность, текучесть, когезия и увеличение хрупкости при низкой температуре.

Также были предложены решения для уменьшения недостатков разливаемых в холодном состоянии битумных смесей, получаемых из эмульсий ненафтенового битума, такие как, например, подкисление битума при использовании жирных карбоновых кислот, содержащих основные углеродные цепи по меньшей мере с 8 атомами углерода. Однако в случае этих решений, несмотря на улучшение в отношении повышения когезии в свежеприготовленном виде разливаемой в холодном состоянии смеси, используя эмульсию ненафтенового битума с добавками, по сравнению с разливаемой в холодном состоянии смесью, используя эмульсию необработанного ненафтенового битума, повышение когезии является еще недостаточным по отношению к таковому, достигаемому с помощью такой же, разливаемой в холодном состоянии, смеси, получаемой при использовании эмульсии нафтенового битума.

Краткое изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение относится к (безводным) битумным продуктам и смесям этих битумных продуктов с наполнителями, которые могут быть использованы, главным образом, в области уплотнения, строительства и ремонта дорожных покрытий, тротуаров и взлетно-посадочных полос летательных аппаратов.

Битумные продукты согласно изобретению отличаются тем, что они содержат по меньшей мере одну добавку Л-И из следующего перечня:

добавка А: включающая по меньшей мере один статистический или блок-сополимер этиленоксида и пропиленоксида с молекулярной массой от 500 до 20000 г/моль, с массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) от 1 до 70%, эмпирической химической формулы для статистического сополимера НО-(СН₂СН₂О)_а-(СН₂СН(СН₃)О)_Ь-Н, причем массовое соотношение этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) 44а/ (44а+58_Ь) составляет от 0,01 до 0,7, сумма 44а+58Ь+18, которая означает молекулярную массу сополимера, составляет от 500 до 20000; химической формулы для блок-сополимера НО-(СН2СН2О)_с-(СН2СН(СН₃)О)_а-(СН2СН2О)е-Н или НОлСН-СНО).,.(СН₂СН(СН₃)О)₄-Н, причем массовое соотношение этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) 44(с+е)/(44(с+е)+584) составляет от 0,01 до 0,7, сумма 44 (с+е)+584+18, которая означает молекулярную массу сополимера, составляет от 500 до 20000; причем общая доза добавки(добавок) А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,1 до 9 кг, предпочтительно 8 и преимущественно 6 кг. Неожиданно обнаружено, что битумные смеси, содержащие одну или более добавок А, показывают улучшение текучести при постоянной температуре;

добавка В: смесь по меньшей мере одной добавки А, такой как указанная выше, и по меньшей мере одного продукта А1 химической формулы (К-О-(СН₂СН(СН₃)О)_а)-(СН₂СН₂О)_Ь)_сР(=О)-ОН₄, где Р означает атом фосфора, с означает от 1 до 2, с+4 равно вплоть до 3, а означает от 0 до 10, Ь означает от 0 до 6 и К означает углеводородную цепь с 6-30 атомами углерода, причем доза добавки(добавок) А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,05 до 9 кг, предпочтительно 8 и преимущественно 6 кг, общая доза добавки(добавок) А1 на метрическую тонну битумного продукта составляет предпочтительно от 0,05 до 10 кг и соответствующие соотношения продуктов А и А1 составляют предпочтительно от 90/10 до 10/90. Неожиданно обнаружено, что битумные смеси, содержащие одну или более добавок В, показывают улучшение текучести при постоянной температуре;

добавка С: смесь по меньшей мере либо одной добавки А, или по меньшей мере либо одной добавки А1, или по меньшей мере либо одной добавки В, таких как указанные выше, и по меньшей мере одного продукта А2, причем продукт А2 выбирают из одного или более продуктов А21-А29, указанных ниже:

продукт А21, продукт реакции (ди)алк(ен)илфенолов с альдегидами, причем альдегиды включают от 1 до 10 атомов углерода и более конкретно от 1 до 5 атомов углерода, с последующим (поли)оксиэтилированием и/или (поли)оксипропилированием, причем алк(ен)ильные группы включают от 1 до 50 атомов углерода и предпочтительно от 2 до 20 атомов углерода и являются возможно одинаковыми или разными в случае диалк(ен)илфенолов, часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеет молекулярную массу более чем или равную 45 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль, число фенольных звеньев продукта А изменяется в пределах от 3 до 50; продукт

- 5 022471

А21 может быть получен известным образом при использовании кислотного или основного катализатора и может быть использован непосредственно или после нейтрализации катализатора;

продукт А22, (поли)оксиэтилированный и/или (поли)оксипропилированный сополимер 2,2-бис-(4гидроксифенил)пропана и эпихлоргидрина, причем часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеет молекулярную массу более чем или равную 45 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

продукт А23, (поли)оксиэтилированный и/или (поли)оксипропилированный сополимер бис-(4гидроксифенил)этана и эпихлоргидрина, причем часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования имеет молекулярную массу более чем или равную 4 5 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

продукт А24, (поли)оксиэтилированный и/или (поли)оксипропилированный сополимер бис-(4гидроксифенил)метана и эпихлоргидрина, причем часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования имеет молекулярную массу более чем или равную 45 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

продукт А25, продукт (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования алкилдикарбоновой кислоты или смеси алкилдикарбоновых кислот, причем алкильные группы включают от 1 до 20 атомов углерода и предпочтительно от 1 до 10 атомов углерода, все из частей, образуемых за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеют молекулярную массу более чем 100 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

продукт А26, продукт (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования жирной кислоты, число атомов углерода которой составляет от 10 до 30, и более конкретно жирной кислоты таллового масла, причем часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеет молекулярную массу более чем 100 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

продукт А27, продукт реакции между продуктом А21 и смесью продуктов А25 и А26;

продукт А28, соль алк(ен)ил(арил)сульфокислоты и алк(ен)ил(арил)амина, причем алк(ен)ил(арил)ьные звенья включают число атомов углерода от 6 до 30, и более конкретно соль додецилбензолсульфокислоты и амина таллового масла, а также соль додецилбензолсульфокислоты и циклогексиламина;

продукт А29, соль алк(ен)ил(арил)сульфокислоты и морфолина, или пиразина, или пиразолина, или пиразолона, или пиридина, или пиридона, или пиримидина, или пиррола, или пирролидина, или пирролидона, или пирролина, или толуидина, или имидазола, или индола, или индолина, или оксиндола, причем алк(ен)ил(арил)ьные звенья включают число атомов углерода от 6 до 30 и более конкретно соль додецилбензолсульфокислоты и морфолина.

Доза продукта (продуктов) А1 или В на метрическую тонну битумного продукта составляет предпочтительно от 0,05 до 10 кг, доза продукта(продуктов) А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,05 до 9 кг, предпочтительно 8 и преимущественно 6 кг, доза продукта(продуктов) А2 на метрическую тонну битумного продукта предпочтительно составляет от 0,05 до 10 кг. Неожиданно обнаружено, что существует синергия между продуктом А или продуктом А1 или продуктом В и продуктом А2 при соотношениях, указанных выше, что касается улучшения в отношении текучести смесей битумных продуктов и наполнителей;

добавка Ό: смесь по меньшей мере либо одного продукта А или по меньшей мере либо одного продукта В или по меньшей мере либо одного продукта С, таких как указанные выше, и одной или более модифицирующих прочность адгезии добавок, причем доза продукта(продуктов) А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,05 до 9 кг, предпочтительно 8 и преимущественно 6 кг, доза продукта(продуктов) В или С на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,1 до 10 кг, доза модифицирующей прочность адгезии добавки(добавок) на метрическую тонну битумного продукта составляет предпочтительно от 0,05 до 10 кг, массовое соотношение продукта(продуктов) А, В или С к модифицирующей прочность адгезии добавке(добавкам) составляет предпочтительно от 90/10 до 10/90 и преимущественно от 90/10 до 40/60.

Подразумевают, что термин модифицирующие прочность адгезии добавки означает продукты, обладающие активностью на поверхности раздела и добавляемые к битумному продукту для улучшения качества покрытия наполнителя битумным продуктом, и/или для улучшения прочности адгезии битумного продукта к наполнителю, и/или для улучшения механической характеристики смеси битумного продукта и наполнителя. В качестве не ограничивающих объема охраны изобретения примеров модифицирующих прочность адгезии добавок можно указать алкиламидополиамины, алкилимидазолины и алкилимидазополиамины, продукты, получаемые в результате реакции между полиаминами и жирными карбоновыми кислотами, и также алкилполиамины с жирными цепями, и также продукты, получаемые в результате реакции между жирными карбоновыми кислотами или растительным маслом и диэтаноламином, затем путем реакции с полиаминами, а также жирные карбоновые кислоты. В качестве не ограничивающих объема охраны изобретения примеров полиаминов можно назвать диметиламинопропиламин, Ν-аминоэтилпиперазин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин и тетраэтиленпентамин.

Настоящее изобретение также относится к способу получения битумных продуктов, к которым до- 6 022471 бавляют по меньшей мере одну из вышеуказанных добавок. Настоящее изобретение относится к добавлению добавки Ά-Ό, описанной выше, к битумному продукту в любой момент во время относящейся к материально-техническому обеспечению цепи от нефтеочистительной установки до места смешения наполнителей и битумного продукта.

Для получения битумных продуктов согласно настоящему изобретению, к которым добавляют добавку Ά-Ό, состоящую из нескольких компонентов, не выходят за рамки настоящего изобретения, последовательно добавляя компоненты добавки к битумному продукту для получения конечной смеси или предварительно смешивая эти компоненты вместе перед их смешением с битумным продуктом.

В контексте настоящего изобретения вышеуказанные добавки могут быть использованы чистыми или разбавленными углеродсодержащими растворителями, такими как нефтяные растворители и/или растительные масла, когда их смешивают с битумными продуктами.

Во время стадии добавления температура битумного продукта обычно составляет от 100 до 250°С в зависимости от класса пенетрации битумного продукта и в зависимости от его температуры размягчения, определяемой на приборе кольцо и шар, и температура добавки обычно составляет от комнатной температуры до температуры 200°С, учитывая, по несомненным причинам безопасности, температуру воспламенения добавки. В случае, где добавка сохраняется в горячем состоянии, может быть преимущественным поддерживание ее при перемешивании в целях избежания мест перегрева и охлаждения. Добавка может быть введена в твердом состоянии либо путем механической операции, осуществляемой вручную, либо путем использования системы дозирования, подходящей для твердых продуктов. Добавка также может быть введена в жидком состоянии либо путем выливания в резервуар, содержащий битумный продукт, в случае которого содержимое обычно должно подвергаться рециркуляции в течение времени по меньшей мере 15 мин перед использованием, либо путем инжекции в линию, транспортирующую битумный продукт. Транспортирующая битумный продукт линия может быть снабжена ниже места инжекции статическим смесителем для улучшения диспергирования добавки. В случае, в котором добавку согласно изобретению вводят в резервуар, содержащий битумный продукт(ты), битумный продукт с добавками можно хранить таким же образом, как и битумный продукт(ты) без добавок, без создания какойлибо дополнительной помехи на этой стадии способа.

Настоящее изобретение также относится к способу получения битумных смесей, приготовляемых путем смешения битумных продуктов согласно изобретению с наполнителями, а также к дорожным покрытиям, получаемым на основе этих битумных смесей. Согласно изобретению смешение наполнителей и битумного продукта отличается тем, что его осуществляют при температурах гранулометрических фракций, которые могут быть различными, позволяющих получать битумную смесь при температуре в диапазоне от 60 до 200°С и предпочтительно от 100 до 200°С. Во время смешения температура битумного продукта составляет от 100 до 250°С. Эти температуры зависят, с одной стороны, от класса пенетрации битумного продукта - чем ниже пенетрация, тем выше должны быть нагреты битумный продукт и наполнители. Эти температуры зависят, с другой стороны, от температуры размягчения битумного продукта, определяемой на приборе кольцо и шар, - чем выше температура размягчения, тем горячее должны быть битумный продукт и наполнители. Добавка также может быть введена путем распыления на нагретый наполнитель до или после добавления битумного продукта.

В области уплотнения, строительства и ремонта дорожных покрытий, тротуаров и взлетнопосадочных полос летательных аппаратов, где используют смеси безводных ненафтеновых битумных продуктов и наполнителей, введение добавки в ненафтеновый битумный продукт или в его смесь с наполнителями при использовании по меньшей мере одной из добавок Ά-Ό, указанных выше, в дозах, зависящих от добавки, в пределах от 0,1 до 20 кг или от 0,1 до 10 кг на метрическую тонну ненафтенового битумного продукта, неожиданно позволяет улучшать текучесть битумной смеси при постоянной температуре по сравнению с битумными смесями, содержащими ненафтеновый битум без добавок, и приближаться к или даже достигать текучести битумной смеси, содержащей нафтеновый битум, при той же самой температуре. Так, найдено, что на свойства, достигаемые на последующем этапе, битумной смеси, содержащей ненафтеновый битум с добавками, такие как когезия, таким образом оказывается положительное влияние.

Однако в области уплотнения, строительства и ремонта дорожных покрытий, тротуаров, велотреков, парковок и взлетно-посадочных полос летательных аппаратов, где используют смеси безводных битумных продуктов и наполнителей, введение добавок в битумный продукт или в его смесь с наполнителями при использовании вышеуказанных химических добавок в дозах, зависящих от добавки, в пределах от 0,1 до 20 кг или от 0,1 до 10 кг на метрическую тонну битумного продукта, неожиданно позволяет снижать температуру получения смеси наполнителей и битумного продукта на 20-40°С, снижать температуру смеси наполнителей и битумного продукта во время разливания на 10-40°С и снижать температуру в центральной части смеси наполнителей и битумного продукта во время уплотнения, когда оно имеет место, по возможности вплоть до 50°С, без ухудшения стандартизированных свойств битумного продукта или смеси наполнителей и битумного продукта, сохраняя управление способом от транспортирования до возможного уплотнения в соответствии с известным уровнем техники, кроме вышеуказанных рассмотрений относительно температур. Подразумевают, что эти снижения температуры имеют значение по

- 7 022471 отношению к стандарту известного уровня техники. Во Франции стандарт Франции ΝΡ Р 98-150 от декабря 1992 г. представляет собой стандарт для выполнения структур проезжей части улиц, промежуточных слоев асфальтобетонных покрытий и слоев износа дорожных покрытий, получаемых из битумных смесей на углеводородной основе; стандарт Франции ΝΡ Р 98-130 от ноября 1999 г. представляет собой стандарт для полушероховатых асфальтобетонов и стандарт Франции ΝΡ Р 98-138 от ноября 1999 г. представляет собой стандарт для связываемого битумом гравия. Для достижения, например, индекса пенетрации битума 35/50 эти стандарты указывают, что приемлемые предельные температуры составляют от 150 до 170°С для операции нанесения покрытия и что минимальная температура смеси для разливания составляет 130°С.

Преимущества изобретения по отношению к известному уровню техники перечисляются ниже и, в частности, включают облегчение в отношении четырех вышеуказанных недостатков, когда способы получения битумной смеси осуществляют при температуре выше 100°С:

снижается расход ископаемого топлива; снижается эмиссия пыли и ОНО;

облегчаются тяжелые рабочие условия во время операций разливания и уплотнения;

на операции разливания и уплотнения битумной смеси меньше влияют метеорологические условия;

удлиняется период времени, в течение которого смесь может быть использована после ее получения;

когда две полосы смеси наносят последовательно рядом, разделяющий их шов является более прочным и более герметичным;

термическая усадка более ограничена, так как имеется опасность растрескивания; и происходит меньшее окисление битумного продукта, что увеличивает срок службы смеси битумного продукта и наполнителей и делает легче ее повторное использование.

Настоящее изобретение также относится к водным катионным эмульсиям битумных продуктов и также к смесям этих водных катионных эмульсий битумных продуктов с наполнителями, которые могут быть использованы, главным образом, в области ремонта дорожных покрытий, тротуаров, велотреков, парковок и взлетно-посадочных полос летательных аппаратов, отличающимся тем, что битумные продукты содержат по меньшей мере одну добавку из следующего перечня:

добавка А: как указанная выше, доза которой на метрическую тонну битумного продукта, находящегося в эмульсии, предпочтительно составляет от 0,1 до 10 кг. Неожиданно обнаружено улучшение в отношении повышения когезии разливаемой в холодном состоянии битумной смеси, получаемой с помощью эмульсии на основе битума, к которому добавлена по меньшей мере одна добавка А, по сравнению с разливаемой в холодном состоянии битумной смесью, получаемой при использовании эмульсии на основе битума, в который не введена добавка;

добавка Ό1: смесь по меньшей мере одного продукта А и одной или более модифицирующих прочность адгезии добавок, таких как указанные выше, причем доза продукта(тов) А на метрическую тонну битумного продукта, находящегося в эмульсии, предпочтительно составляет от 0,1 до 10 кг, доза модифицирующей прочность адгезии добавки(добавок) на метрическую тонну битумного продукта, находящегося в эмульсии, составляет от 0,05 до 10 кг, массовое соотношение продукта(тов) А к модифицирующей прочность адгезии добавке(добавкам) составляет, предпочтительно от 95/5 до 10/90 и преимущественно от 95/5 до 50/50.

Подразумевают, что выражение водные катионные эмульсии означает эмульсии, имеющие непрерывную водную фазу и в случае которых частицы диспергированной фазы являются положительно заряженными и, следовательно, катионными.

Катионные эмульсии согласно настоящему изобретению (то есть которые содержат по меньшей мере один катионный эмульгатор) могут быть получены путем введения добавки А или Ό в контакт с битумным продуктом при температуре в диапазоне температур, имеющем протяженность от 100 до 200°С и предпочтительно имеющем протяженность от 120 до 180°С, до эмульгирования. Эмульгирование осуществляют путем введения эмульгирующей водной фазы в контакт с содержащим добавки битумным продуктом, указанным выше, в устройстве для эмульгирования, работающем в непрерывном или периодическом режиме. Подразумевают, что выражение эмульгирующая водная фаза означает смесь воды, катионного эмульгатора(ров) и необязательно органических или неорганических кислот.

Не ограничивающими объема охраны изобретения примерами катионных эмульгаторов, которые пригодны для получения таких эмульсий, являются алкилполиамины, алкиламидополиамины, алкиламидоимидазолины, четвертичные алкилмоноамины, четвертичные алкилполиамины, аминопроизводные лигнина, получаемые путем прямого аминирования или по реакции Манниха или путем реакции между Ктай-лигнином и глицидиламином, и смеси, которые они образуют.

Вышеуказанные добавки могут быть использованы в чистом состоянии или разбавленными растворителями на углеродной основе, такими как нефтяные растворители и/или растительные масла, во время получения водной катионной эмульсии согласно изобретению.

В области конструирования покрытий проезжей части и пешеходных дорог с помощью разливаемых в холодном состоянии битумных смесей при использовании катионных эмульсий, введении добавок

- 8 022471 в ненафтеновый битумный продукт, использовании вышеуказанных химических добавок в дозах, в зависимости от случая, от 0,1 до 20 кг или от 0,1 до 10 кг на метрическую тонну битумного продукта до его введения в эмульсию, позволяет в значительной степени повышать когезию разливаемой в холодном состоянии битумной смеси. Введение добавок в ненафтеновый битум не изменяет реакционной способности катионной эмульсии и, следовательно, не вызывает необходимость модификации состава эмульсии с точки зрения природы и количества эмульгатора и также с точки зрения природы и количества используемой кислоты.

Примеры

В нижеследующих примерах добавки добавляют к битумам, имеющим индекс пенетрации 35/50, при температуре 160°С и к битумам, имеющим индекс пенетрации 70/100, при температуре 140°С, на нагревательной плите при перемешивании со скоростью 60 об в 1 мин в течение 15 мин.

Определения пенетрации (или проницаемости) и температуры размягчения на приборе кольцо и шар битумных смесей осуществляют в соответствии со стандартами ΝΕ ΕΝ 1426 и ΝΕ ΕΝ 1427 соответственно.

Пример 1.

К битуму с индексом пенетрации 35/50, известному как ТОТЛЬ Λζαΐΐ. происходящему из нефтеочистительной установки ΡογζΟι добавляют следующие добавки:

добавка 1 (тип А): полимер из класса блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М„ приблизительно 4500 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 40%, коммерчески доступный под названием Р1игои1с Р94;

добавка 2 (тип В): смесь, в массовых соотношениях 70/30, полимера из класса блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М„ приблизительно 3400 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 20%, коммерчески доступного под названием Р1иготс Ь92, и продукта А1 химической формулы (К-О(СН₂СН-(СН₃)О)_а-(СН₂СН₂О)_Ь)_с-Р(=О)-ОН_б, где Р означает атом фосфора, с означает от 1 до 2, с+б равно 3, а равно 0, Ь равно 4 и К означает углеводородную цепь с количеством атомов углерода от 12 до 14, причем массовые соотношения в случае продукта А1 моноэфира фосфорной кислоты и диэфира фосфорной кислоты составляют соответственно от 50 до 65% и от 30 до 40%;

добавка 3 (тип В): смесь в массовых соотношениях 50/50 полимера из класса блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М„ приблизительно 3400 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 20%, коммерчески доступного под названием Р1иготс Ь92, и продукта А1 химической формулы (К-О(СН₂СН-(СН₃)О)_а-(СН₂СН₂О)_Ь)_с-Р(=О)-ОН_б, где Р означает атом фосфора, с означает от 1 до 2, с+б равно 3, а равно 0, Ь равно 4 и К означает углеводородную цепь с количеством атомов углерода от 12 до 14, причем массовые соотношения в случае продукта А1 моноэфира фосфорной кислоты и диэфира фосфорной кислоты составляют соответственно от 50 до 65% и от 30 до 40%;

добавка 4 (тип Ό): смесь в массовых соотношениях 50/25/50 полимера из класса двухблочных сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М„ приблизительно 4100 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 3%, и соответственно продукта реакции конденсации аминоэтилпиперазина и растительного масла, обладающего компонентами с жирными цепями, которые содержат от 14 до 18 атомов углерода, с йодным числом выше 90, получаемого путем приливания растительного масла к аминоэтилпиперазину при температуре 150°С в течение 2 ч, затем путем нагревания всей смеси при температуре 190°С в течение 1 ч, и соответственно алкил-амидоимидазолина, получаемого путем реакции конденсации между карбоновой кислотой, обладающей жирной цепью, которая содержит от 14 до 22 атомов углерода, и с йодным числом выше 100, и смесью из 50% диэтилентриамина с 30% триэтилентриамина и 20% аминоэтилпиперазина.

Определения в отношении проницаемости и температуры размягчения при использовании прибора кольцо и шар представлены в нижеследующей таблице:

№	Природа образца	Пенетрация (хО,1 мм) при 25°С	Пределы пенетрации (хО, 1 мм)	Температура размягчения (°С)	Пределы температуры размягчения <°с)
1	Чистый битум	38	35-50	54	50-58
2	Битум + добавка 1 {5 кг/т)	36	53
3	Битум + добавка 2 ¢5 кг/т)	36	55
4	Битум + добавка 3 (5 кг/т)	40	55
5	Битум + добавка 4 (3 кг/т)	39	54

Пример 2.

К битуму ТОТАЬ Λζαΐΐ с индексом пенетрации 70/100, происходящему из нефтеочистительной ус- 9 022471 тановки Иопдек, добавляют следующие добавки:

* добавка 5 (тип А): полимер из класса блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М, приблизительно 3400 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 20%, коммерчески доступный под названием Р1игошс Ь92;

* добавка 6 (тип В): смесь в массовых соотношениях 80/20 полимера из класса блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М„ приблизительно 3400 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 20%, коммерчески доступного под названием Р1игошс Ь92, и продукта реакции конденсации аминоэтилпиперазина и растительного масла, обладающего компонентами с жирными цепями, которые содержат от 14 до 18 атомов углерода, с йодным числом выше 90, получаемого путем приливания растительного масла к аминоэтилпиперазину при температуре 150°С в течение 2 ч, затем путем путем нагревания всей смеси при температуре 190°С в течение 1 ч;

добавка 7 (тип А): полимер из класса блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М„ приблизительно 2200 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 20%, коммерчески доступный под названием Р1игошс Ь62.

Природа образца	Пенетрация (χΟ,1 мм) при 25^ФС	Пределы пенетрации (хО, 1 мм}	Температура размягчения (’С)	Пределы температуры размягчения (’С)
Чистый битум	76	70-100	51,5	43-51
Битум + добавка 5 (5 кг/т)	76	51,5
Битум + добавка б (5 кг/т)	74	51
Битум + добавка 7 (3 кг/т)	77	51, 5

Пример 3.

В фиксированной установке, обладающей сушильным/смесительным барабаном, получают ВВ8С 0/10 (частично гранулированный асфальтобетон) класса 3 в виде четырех различных фракций, причем все четыре имеют следующий гранулометрический состав:

- известняковый наполнитель	известняк	5%
- песок 0/2	риолит	3 4%
- наполнители 2/6	риолит	12%
- наполнители 6/10	риолит	49%

Используемый битум представляет собой А/аЙ 35/50 фирмы ТОТАЬ со следующими характеристиками: индекс пенетрации при температуре 25°С равен 40; плотность 1,032; температура размягчения согласно измерению на приборе кольцо и шар составляет 51°С. Содержание битумного продукта составляет 6,1 г на 100 г наполнителей. В случае первых двух фракций битум используют в чистом состоянии. В случае третьей фракции к битуму добавляют следующие добавки в дозе 5 кг на метрическую тонну битума:

добавка 8 (тип В): смесь в массовых соотношениях 70/20/10 соответственно полимера из класса блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М„ приблизительно 3400 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 20%, коммерчески доступного под названием Р1игошс Ь92, и соответственно продукта А1 химической формулы (К-О-(СН₂СН(СН₃)О)_а-(СН₂СН₂О)_Ь)_с-Р(=О)-ОН_а, где Р означает атом фосфора, с означает от 1 до 2, с+ά равно 3, а равно 0, Ь равно 4 и К означает углеводородную цепь с количеством атомов углерода от 12 до 14, причем массовые соотношения в случае продукта А1 моноэфира фосфорной кислоты и диэфира фосфорной кислоты составляют соответственно от 50 до 65% и от 30 до 40%; и соответственно сложного метилового эфира из масла семян рапса.

В случае четвертой фракции к битуму добавляют следующую добавку в дозе 5 кг на метрическую тонну битума:

добавка 9 (тип И): смесь в массовых соотношениях 50/25/25 соответственно полимера из класса двухблочных сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, со среднемассовой молекулярной массой М приблизительно 4100 г/моль и массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) приблизительно 3%, и соответственно продукта реакции конденсации аминоэтилпиперазина и растительного масла, обладающего компонентами с жирными цепями, которые содержат от 14 до 18 атомов углерода, и с йодным числом выше 90, получаемого путем приливания растительного масла к аминоэтилпиперазину при температуре 150°С в течение 2 ч, затем путем нагревания всей смеси

- 10 022471 при температуре 190°С в течение 1 ч, и соответственно алкиламидоимидазолина, получаемого путем реакции конденсации между карбоновой кислотой, обладающей жирной цепью, которая содержит от 14 до 22 атомов углерода, и с йодным числом выше 100, и смесью из 50% диэтилентриамина с 30% триэтилентриамина и 20% аминоэтилпиперазина.

Каждую добавку вводят через люк специализированного резервуара-хранилища для битума. Битум, в который таким образом вводят добавку 8, используют после 30 мин рециркуляции в резервуарехранилище. Битум, в который таким образом вводят добавку 9, используют после 2 ч 30 мин рециркуляции в резервуаре-хранилище.

Во время получения битумной смеси принимают во внимание следующие температуры: наполнитель нагревают до температуры 160°С в случае первой фракции и 120°С в случае следующих трех фракций;

битум во всех случаях используют при температуре 160°С.

Разливание осуществляют при использовании финишера Мапт МР905, скорость продвижения которого составляет 5 м/мин, и уплотнителя Эупарас СС422, скорость продвижения которого составляет 3 км/ч, с целенаправленной толщиной покрытия в конце уплотнения 5 см. Число реализуемых проходов составляет 10, со средней амплитудой колебаний 0,8 мм и частотой 51 Гц. Во время уплотнения принимают во внимание следующие температуры ΒΒδΟ:

в случае чистого битума, в среднем температура 135°С для первой фракции и 90°С для второй фракции;

в случае битума с добавками, температура 95°С для третьей и четвертой фракций.

После получения затем определяют кажущуюся плотность, используя зонд гамма-плотностного каротажа согласно стандарту ΝΡ Р 98-241-1; кажущуюся плотность путем гидростатического взвешивания согласно стандарту ΝΡ Р 98-250-6 и среднюю толщину текстуры согласно стандарту ΝΡ ΕΝ 13036-1. Величины пористости рассчитывают из гамма-плотностей с поправкой на измерения гидростатического взвешивания. Температуры ΒΒδΟ определяют в центральной части.

Природа битума	Тнаполнитель При получении (°С)	ТвВБС ПрИ нанесении го	Твв£О ПрИ уплотнении го	Средняя толщина текстуры (мм)	Средняя пористость (%)	Процент измерений пористости выше порога 8% (%)
Чистый битум	160	160	135	0,7	3,4	0
Чистый битум	120	120	90	0,8	7,9	40
Битум + добавка 8	120	120	95	0,75	4,2	0
Битум 4 добавка 9	120	120	95	0,8	5,1	0

Средние толщины текстуры, все, являются приемлемыми. По сравнению с пределами пористости для ΒΒδΟ 0/10, класс 3, которые составляют 4 и 8%, стандартный ΒΒδΟ находится ниже, свидетельство того, что уплотнение является очень исчерпывающим. При тех же условиях уплотнения ΒΒδΟ, получаемый в условиях приготовления при пониженной температуре без добавки, имеет среднюю пористость, приближающуюся к верхнему пределу. Отличие средней пористости от стандартного ΒΒδΟ является значительно уменьшенным, когда, несмотря на условия приготовления при пониженной температуре, в битум вводят добавку 8 или 9, при преимуществе в случае добавки 8. В последней колонке таблицы указывается, что фракция, получаемая в условиях пониженной температуры без добавки, находится вне стандарта, так как она находится выше порога 10%. Фракции, получаемые в условиях пониженной температуры с добавкой 8 или 9, находятся в соответствии со стандартом.

Пример 4.

Наполнители, используемые в разливаемой в холодном состоянии смеси, представляют собой микродиориты, гранулометрический состав которых является следующим: 0/2 мм 55%, 2/6 мм 45%, который подпадает под диапазон гранулометрического состава согласно ΙδδΑ, тип III, и имеет содержание наполнителя 10 мас.%.

Содержание добавленной воды составляет 10 г воды на 100 г наполнителей.

Содержание цемента СЕМИ 32.5К составляет 1 г на 100 г наполнителей.

Битумные эмульсии согласно настоящему изобретению содержат

61% битума То1а1 АдиаЙ с индексом пенетрации 70/100;

кг Ро1угат® δ (подкисленный соляной кислотой так, чтобы значение рН мыла составляло 2) на 1000 кг смеси вода+содержащий добавки битум+эмульгатор Ро1угат® δ+кислота. Содержание битума составляет 7 г на 100 г наполнителей. Вводимые в битум добавки в количестве 3 кг на метрическую тонну битума представляют собой добавку 1 из примера 1 и добавки 5 и 6 из примера 2.

В качестве сравнения приготовляют эмульсию, которая отличается от предыдущей эмульсии в том, что она не содержит никакой добавки в битуме То1а1 АдиаЙ 70/100.

Наполнители, увлажненные добавленной водой, смешивают с одной из вышеуказанных эмульсий, используя шпатель, в котле вплоть до разрушения эмульсии, чтобы определить время механической дес- 11 022471 табилизации смеси наполнителей, воды и битумной эмульсии, время, которое оценивают по увеличению вращающего момента, ощущаемому во время смешения. Увлажненные добавленной водой наполнители смешивают с одной из вышеуказанных эмульсий, используя шпатель, в котле за 40 с до выливания смеси, в течение последующих секунд, в форму высотой 10 мм, помещенную на герметизирующую опору. По истечении 3 мин форму удаляют без деформации битумной смеси и вылитую в холодном состоянии смесь оставляют отверждаться при температуре 20±2°С в течение некоторого времени (30, или 60, или 90 мин), затем определяют максимальный вращающий момент согласно тесту Бенедикта при давлении 2 бар.

Состав битума	Время дестабилизации	Когезия в кг,см за 30 мин	Когезия в кг-см за 60 мин	Когезия в кг.см за 90 мин
Чистый битум	90 с	13	15	15
Битум + добавка 1	95 с	13	17	18
Битум + добавка 5	85 с	19	21	23
Битум + добавка 6	90 с	20	22	23

Обнаружено, что введение добавок в битум только очень немного изменяет время дестабилизации выливаемой в холодном состоянии битумной смеси. Без добавки в битуме дестабилизации совершенно нет и вода, которая отделяется от битумной смеси, нагружается черными частицами. Когезия не достигает порога 20 кг-см, даже спустя время схватывания 90 мин. Для этого определяют вращающий момент в отношении смеси наполнители/битум, то же самое относится к случаю с добавкой 1. Присутствующая в битуме добавка 5 или 6 позволяет повышать когезию в свежеприготовленном виде и делает дестабилизацию битумной смеси качественно хорошей.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Безводный битумный продукт, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, содержащей добавку А: статистический(ие) или блок-сополимер(ы) этиленоксида и пропиленоксида с молекулярной массой от 500 до 20000 г/моль, с массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) от 1 до 70%, эмпирической химической формулы для статистического сополимера НО-(СН₂СН₂О)_а-(СН₂СН(СН₃)О)_Ь-Н, причем массовое соотношение этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) 44а/(44а+58Ь) составляет от 0,01 до 0,7, сумма 44а+58Ь+18 составляет от 500 до 20000; химической формулы для блок-сополимера НО-(СН₂СН₂О)_с-(СН₂СН(СН₃)О)_а-(СН₂СН₂О)_е-Н или НО-(СН₂СН₂О)_с+е-(СН₂СН(СН₃)О)_а-Н, причем массовое соотношение этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) 44(с+е)/(44(с+е)+58Н) составляет от 0,01 до 0,7, сумма 44(с+е)+58Н+18 составляет от 500 до 20000; индивидуально или в виде смеси с другими членами этого класса, причем общая доза добавки А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,1 до 9 кг;

добавку В: смесь по меньшей мере одной добавки А и по меньшей мере одной добавки А1 химической формулы (К-О-(СН₂СН(СН₃)О)_а)-(СН₂СН₂О)_Ь)_сР(=О)-ОН₄, где Р означает атом фосфора, с означает от 1 до 2, с+ά равно 3, а означает от 0 до 10, Ь означает от 0 до 6 и К означает углеводородную цепь с 630 атомами углерода, причем доза добавки А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,05 до 9 кг, общая доза добавки А1 на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,05 до 10 кг и соответствующие соотношения двух добавок составляют от 90/10 до 10/90.
2. Битумный продукт по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере одну добавку А2 при дозе добавки А на метрическую тонну битумного продукта от 0,05 до 9 кг, при дозе добавки А1 или В на метрическую тонну битумного продукта от 0,05 до 10 кг, при дозе добавки А2 на метрическую тонну битумного продукта от 0,05 до 10 кг, причем добавка А2 выбрана из группы, содержащей добавку А21, продукт реакции (ди)алк(ен)илфенолов с альдегидами, причем альдегиды включают от 1 до 10 атомов углерода, с последующим (поли)оксиэтилированием и/или (поли)оксипропилированием, причем алк(ен)ильные группы включают от 1 до 50 атомов углерода и являются одинаковыми или разными в случае диалк(ен)илфенолов, и часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеет молекулярную массу более чем или равную 45 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль, число фенольных звеньев добавки А21 изменяется от 3 до 50;

добавку А22, (поли)оксиэтилированный и/или (поли)оксипропилированный сополимер 2,2-бис-(4гидроксифенил)пропана и эпихлоргидрина, причем часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеет молекулярную массу более чем или равную 45 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

добавку А23, (поли)оксиэтилированный и/или (поли)оксипропилированный сополимер бис-(4гидроксифенил)этана и эпихлоргидрина, причем часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или

- 12 022471 (поли)оксипропилирования, имеет молекулярную массу более чем или равную 45 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

добавку А24, (поли)оксиэтилированный и/или (поли)оксипропилированный сополимер бис-(4гидроксифенил)метана и эпихлоргидрина, причем часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеет молекулярную массу более чем или равную 45 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

добавку А25, продукт (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования алкилдикарбоновой кислоты или смеси алкилдикарбоновых кислот, причем алкильные группы включают от 1 до 20 атомов углерода, все из частей, образуемых за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеют молекулярную массу более чем 100 г/моль и менее чем или равную 20000 г/моль;

добавку А26, продукт (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования жирной кислоты, число атомов углерода которой составляет от 10 до 30, причем часть, образуемая за счет (поли)оксиэтилирования и/или (поли)оксипропилирования, имеет молекулярную массу более чем 100 и менее чем 20000 г/моль;

добавку А27, продукт реакции между продуктом А21 и смесью продуктов А25 и А26;

добавку А28, соль алк(ен)ил(арил)сульфокислоты и алк(ен)ил(арил)амина, причем алк(ен)ил(арил)ьные звенья включают число атомов углерода от 6 до 30; и/или добавку А29, соль алк(ен)ил(арил)сульфокислоты и морфолина, или пиразина, или пиразолина, или пиразолона, или пиридина, или пиридона, или пиримидина, или пиррола, или пирролидина, или пирролидона, или пирролина, или толуидина, или имидазола, или индола, или индолина, или оксиндола, причем алк(ен)ил(арил)ьные звенья включают число атомов углерода от 6 до 30 и более предпочтительно соль додецилбензолсульфокислоты и морфолина.
3. Битумный продукт по п.1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит одну или несколько добавок, модифицирующих прочность адгезии, причем доза добавки В на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,1 до 10 кг, доза добавки А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,05 до 9 кг.
4. Битумный продукт по п.3, отличающийся тем, что доза модифицирующей прочность адгезии добавки на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,05 до 10 кг, массовое соотношение продукта А и В к модифицирующей прочность адгезии добавке(добавкам) составляет от 90/10 до 10/90.
5. Способ получения безводного битумного продукта по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он включает введение добавки, определенной в пп.1-4, в контакт с битумным продуктом при температуре в диапазоне от 100 до 250°С.
6. Битумная смесь, содержащая смесь битумного продукта по любому из пп.1-4 с наполнителями.
7. Способ получения битумной смеси по п.6, отличающийся тем, что осуществляют смешение битумного продукта по любому из пп.1-4 и наполнителей при температурах гранулированных фракций, которые могут быть различными, с получением битумной смеси при температуре от 60 до 200°С.
8. Способ получения битумной смеси по п.6, отличающийся тем, что смешение битумного продукта и наполнителей осуществляют при температуре битумного продукта в диапазоне от 100 до 250°С.
9. Способ получения битумной смеси по пп.7 и 8, отличающийся тем, что добавку, определенную в п.1, добавляют в смеситель до или во время добавления битумного продукта.
10. Применение битумной смеси по п.6 для уплотнения, строительства и ремонта дорожных покрытий, тротуаров, велотреков, парковок и взлетно-посадочных полос летательных аппаратов.
11. Водная эмульсия битумного продукта, содержащая по меньшей мере один катионный эмульгатор, отличающаяся тем, что битумный продукт содержит по меньшей мере одну добавку А, выбранную из группы, включающей статистический(ие) или блок-сополимер(ы) этиленоксида и пропиленоксида с молекулярной массой от 500 до 20000 г/моль, с массовым соотношением этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) от 1 до 70%, эмпирической химической формулы для статистического сополимера НО-(СН₂СН₂О)_а-(СН₂СН(СН₃)О)_Ь-Н, причем массовое соотношение этиленоксида к сумме (этиленоксид+пропиленоксид) 44а/(44а+58Ь) составляет от 0,01 до 0,7, сумма 44а+58Ь+18 составляет от 500 до 20000; химической формулы для блок-сополимера НО-(СН₂СН₂О)_с-(СН₂СН(СН₃)О)а-(СН₂СН₂О)_е-Н или НО-(СН₂СН₂О)_с+е-(СН₂СН(СН₃)О)_а-Н, причем соотношение 44(с+е)/(44(с+е)+58б) составляет от 0,01 до 0,7, сумма 44(с+е)+58б+18 составляет от 500 до 20000; индивидуально или в виде смеси с другими членами этого класса, причем общая доза добавки А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,1 до 9 кг.
12. Водная эмульсия по п.11, дополнительно содержащая одну или более добавку, модифицирующую прочность адгезии, причем доза добавки А на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,1 до 9 кг.
13. Водная эмульсия по п.12, где доза добавки, модифицирующей прочность адгезии, на метрическую тонну битумного продукта составляет от 0,05 до 10 кг, массовое соотношение продукта А к добавке, модифицирующей прочность адгезии, составляет от 95/5 до 10/90.
14. Способ получения водных катионных эмульсий битумных продуктов по любому из пп.11-13,

- 13 022471 отличающийся тем, что он включает введение добавки в контакт с битумным продуктом при температуре в диапазоне от 100 до 200°С, до эмульгирования.
15. Битумная смесь, разливаемая в холодном состоянии, содержащая водную катионную эмульсию, полученную по способу согласно п.14, и наполнители.
16. Применение разливаемой в холодном состоянии битумной смеси по п.15 в области уплотнения, строительства и ремонта дорожных покрытий, тротуаров, велотреков, парковок и взлетно-посадочных полос летательных аппаратов.