EA040503B1 - ADDITIVE COMPOSITION FOR BITUMEN CONGLOMERATES WITH HIGH MECHANICAL PROPERTIES - Google Patents

ADDITIVE COMPOSITION FOR BITUMEN CONGLOMERATES WITH HIGH MECHANICAL PROPERTIES Download PDF

Info

Publication number
EA040503B1
EA040503B1 EA202090954 EA040503B1 EA 040503 B1 EA040503 B1 EA 040503B1 EA 202090954 EA202090954 EA 202090954 EA 040503 B1 EA040503 B1 EA 040503B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
additive composition
conglomerate
composition according
bituminous
graphene
Prior art date
Application number
EA202090954
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федерика Джаннаттазио
Серджио Чизани
Элиза Бертулетти
Original Assignee
Итеркимика С.Р.Л.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Итеркимика С.Р.Л. filed Critical Итеркимика С.Р.Л.
Publication of EA040503B1 publication Critical patent/EA040503B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к области техники получения битумных конгломератов для дорожного покрытия.The present invention relates to the field of technology for the production of bituminous conglomerates for pavement.

В частности, настоящее изобретение относится к композиции добавки для битумных конгломератов, которая позволяет улучшить механические свойства битумного конгломерата, содержащего указанную добавку, а также продлить срок службы дорожного покрытия, изготовленного с применением такого битумного конгломерата.In particular, the present invention relates to an additive composition for bituminous conglomerates, which improves the mechanical properties of a bituminous conglomerate containing the specified additive, as well as to extend the life of a road surface made using such a bitumen conglomerate.

Уровень техникиState of the art

Необходимость разработки технологий и продуктов, максимально безопасных для окружающей среды, все еще является актуальной во всех областях нефтехимической промышленности, особенно в области производства асфальтовых и битумных конгломератов.The need to develop technologies and products that are as safe as possible for the environment is still relevant in all areas of the petrochemical industry, especially in the production of asphalt and bitumen conglomerates.

Такая потребность стимулирует поиск материалов, как можно более совместимых с природной и антропогенной средой, а также попытку оптимизировать способы их получения путем снижения суммарной добычи сырьевых материалов и, следовательно, углеродного следа, связанного с такими способами.Such a need is driving the search for materials that are as compatible as possible with the natural and built environment, as well as an attempt to optimize the methods of obtaining them by reducing the total extraction of raw materials and, therefore, the carbon footprint associated with such methods.

Кроме того, в данной области техники хорошо известно применение добавок для улучшения свойств битумных конгломератов и асфальтов в целом, например такие добавки могут представлять собой композиции, включающие термопластичные полимеры для улучшения механических свойств битумного асфальта, содержащего такие добавки, в частности прочности при растяжении и устойчивости к образованию трещин битумного конгломерата, обычно применяемого в качестве покрывающего слоя для дорог.In addition, the use of additives to improve the properties of bituminous conglomerates and asphalts in general is well known in the art, for example, such additives can be compositions including thermoplastic polymers to improve the mechanical properties of bituminous asphalt containing such additives, in particular tensile strength and stability. to the formation of cracks in the bituminous conglomerate, commonly used as a cover layer for roads.

Композиция асфальта, содержащая заполнители, гранулированный или порошкообразный материал, полученный из отходов резиновой смеси, например шин, и смесь термопластичных полимеров и сополимеров, а также дополнительные добавки и наполнители, описана в международной заявке на патент WO 2015179553.An asphalt composition containing aggregates, granular or powdered material obtained from waste rubber compounds, such as tires, and a mixture of thermoplastic polymers and copolymers, as well as additional additives and fillers, is described in international patent application WO 2015179553.

Китайская заявка на патент CN 106280505 относится к добавке для асфальта в форме смеси, содержащей полиолефины в гранулах и другие материалы, в том числе пластификатор, предпочтительно диоктилфталат. Такая добавка также эффективна в отношении уменьшения образования трещин в асфальте, полученном с ее применением.Chinese patent application CN 106280505 relates to an asphalt additive in the form of a mixture containing polyolefins in granules and other materials, including a plasticizer, preferably dioctyl phthalate. Such an additive is also effective in reducing the formation of cracks in the asphalt obtained with its use.

Китайский патент CN 102585520 относится к добавке для асфальта, включающей полипропилен, полиэтилен, PVB (поливинилбутираль), а также содержащей диоктилфталат в качестве пластификатора, и, кроме того: диспергирующий агент, тиксотропный агент и порошок на основе металла. Такая добавка улучшает характеристики асфальтовых смесей.Chinese patent CN 102585520 relates to an asphalt additive including polypropylene, polyethylene, PVB (polyvinyl butyral), and also containing dioctyl phthalate as a plasticizer, and in addition: a dispersing agent, a thixotropic agent, and a metal-based powder. This additive improves the performance of asphalt mixtures.

Китайская заявка на патент CN 103509356 также относится к асфальтовой смеси, содержащей полиолефины (полиэтилен, стирол-бутадиенстирольный сополимер, полиэтилентерефталат), поливинилбутираль в качестве связующего вещества и наполнитель.Chinese patent application CN 103509356 also relates to an asphalt mixture containing polyolefins (polyethylene, styrene-butadiene styrene copolymer, polyethylene terephthalate), polyvinyl butyral as a binder, and filler.

В любом случае, несмотря на то, что такие добавки для улучшения химических и механических свойств коммерчески доступных асфальтов, а также асфальты, которые можно получить при применении указанных добавок, обычно изготавливают с учетом воздействия на окружающую среду, например, они могут содержать отходы от других промышленных процессов или переработанные материалы, как, например, в случае асфальтовой композиции, описанной в заявке WO 2015179553, такие продукты при их производстве все еще не способны сочетать улучшение механических свойств битумных конгломератов с конкретным снижением воздействия применяемого сырьевого материала на окружающую среду, как на качественном, так и на количественном уровне.In any case, although such additives to improve the chemical and mechanical properties of commercially available asphalts, as well as asphalts that can be obtained using these additives, are usually made with environmental considerations in mind, for example, they may contain waste from other industrial processes or recycled materials, such as, for example, in the case of the asphalt composition described in WO 2015179553, such products in their production are still not able to combine the improvement in the mechanical properties of bituminous conglomerates with a specific reduction in the environmental impact of the raw material used, as a quality as well as at the quantitative level.

С учетом описанного выше предшествующего уровня техники проблема, лежащая в основе настоящего изобретения, состояла в обеспечении композиции добавки, предназначенной для смешивания с битумными конгломератами для дорожного покрытия, при этом указанная композиция подходила для улучшения механических свойств битумного конгломерата, полученного путем смешивания указанной композиции с другими подходящими компонентами, и одновременно была лишена описанных выше недостатков, являясь, тем самым, более экологически устойчивой.In view of the prior art described above, the problem underlying the present invention was to provide an additive composition for mixing with bituminous conglomerates for road pavement, said composition being suitable for improving the mechanical properties of the bituminous conglomerate obtained by mixing said composition with other suitable components, and at the same time was free from the disadvantages described above, thus being more environmentally sustainable.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Указанная проблема была решена путем получения композиции добавки, предназначенной для смешивания с битумным конгломератом для дорожного покрытия и подходящая для улучшения механических свойств указанного битумного конгломерата, содержащая по меньшей мере один термопластичный полимер, полимерное соединение, которое представляет собой поливинилбутираль (PVB), и графен, где указанный по меньшей мере один термопластичный полимер представляет собой полиолефин или смеси полиолефинов.This problem has been solved by providing an additive composition intended to be mixed with a paving bituminous conglomerate and suitable for improving the mechanical properties of said bituminous conglomerate, containing at least one thermoplastic polymer, a polymer compound that is polyvinyl butyral (PVB), and graphene, where the specified at least one thermoplastic polymer is a polyolefin or a mixture of polyolefins.

Более предпочтительно указанный по меньшей мере один термопластичный полимер представляет собой полиолефин, предпочтительно полиэтилен или полипропилен или любую другую смесь полиэтилена и полипропилена.More preferably, said at least one thermoplastic polymer is a polyolefin, preferably polyethylene or polypropylene, or any other mixture of polyethylene and polypropylene.

Более предпочтительно, указанный термопластичный полимер представляет собой смесь полиэтилена и полипропилена, содержащую полиэтилен в количестве от 25 до 75% по массе в расчете на общуюMore preferably, said thermoplastic polymer is a mixture of polyethylene and polypropylene containing polyethylene in an amount of from 25 to 75% by weight, based on the total

- 1 040503 массу смеси.- 1 040503 mass of the mixture.

Еще более предпочтительно указанный термопластичный полимер представляет собой смесь полиэтилена и полипропилена, как указано в приведенной ниже табл. 1, в которой значения по массе рассчитаны на общую массу смеси полиэтилена и полипропилена.Even more preferably, said thermoplastic polymer is a mixture of polyethylene and polypropylene, as indicated in the following table. 1, in which the values by weight are calculated on the total weight of the mixture of polyethylene and polypropylene.

Таблица 1Table 1

Полиэтилен (%) Polyethylene (%) Полипропилен(%) Polypropylene(%) 30 thirty 70 70 40 40 60 60 50 50 50 50 60 60 40 40 70 70 30 thirty

Указанный по меньшей мере один термопластичный полимер предпочтительно представляет собой переработанный материал.Said at least one thermoplastic polymer is preferably a recycled material.

Альтернативно, термопластичный полимер, применяемый в композиции добавки согласно настоящему изобретению, представляет собой материал первичного изготовления или смесь описанного выше переработанного материала и материала первичного изготовления.Alternatively, the thermoplastic polymer used in the additive composition of the present invention is virgin material or a blend of the recycled material described above and virgin material.

Преимущество заключается в том, что композиция добавки согласно настоящему изобретению, предназначенная для смешивания с битумными конгломератами, может по существу состоять из перечисленных выше компонентов без применения других компонентов, таких как пластификаторы, соединения серы, соли и/или другие материалы.The advantage is that the additive composition according to the present invention, intended for mixing with bituminous conglomerates, can essentially consist of the above components without the use of other components such as plasticizers, sulfur compounds, salts and/or other materials.

В равной мере предпочтительным является то, что полимерное соединение, содержащееся в композиции добавки согласно настоящему изобретению, представляет собой поливинилбутираль (PVB).It is equally preferred that the polymeric compound contained in the additive composition of the present invention is polyvinyl butyral (PVB).

Согласно предпочтительному варианту реализации указанное выше полимерное соединение представляет собой переработанное соединение, предпочтительно переработанный PVB, более предпочтительно, полученный посредством его извлечения в процессе обработки использованного ветрового стекла транспортного средства и/или применяемого в зданиях двойного стеклопакета.According to a preferred embodiment, the above polymeric compound is a recycled compound, preferably recycled PVB, more preferably obtained by recovering it from a used vehicle windshield and/or double glazing used in buildings.

Альтернативно, указанное выше полимерное соединение, в частности, поливинилбутираль, применяемый в композиции добавки согласно настоящему изобретению, представляет собой материал первичного изготовления или смесь упоминаемого выше переработанного материала и материала первичного изготовления.Alternatively, the above polymeric compound, in particular polyvinyl butyral, used in the additive composition of the present invention is a virgin material or a mixture of the above recycled material and virgin material.

Согласно настоящему изобретению под термином графен подразумевают углеродный материал с двумерной структурой углеродных одноатомных слоев с гексагональной матрицей, в которой каждый атом углерода связан с другими тремя атомами углерода посредством ковалентной связи и связан с атомами соседних слоев посредством сил Ван-дер-Ваальса, а также подразумевают любое функционализированное производное такого углеродного материала, например, оксид графена, т.е. графен, частично функционализированный кислородсодержащими группами.According to the present invention, the term graphene means a carbon material with a two-dimensional structure of carbon monoatomic layers with a hexagonal matrix, in which each carbon atom is bonded to the other three carbon atoms through a covalent bond and is bonded to the atoms of neighboring layers through van der Waals forces, and also means any functionalized derivative of such a carbon material, such as graphene oxide, i.e. graphene partially functionalized with oxygen-containing groups.

Графен, применяемый в композиции добавки согласно настоящему изобретению, предпочтительно имеет кажущуюся плотность от 2 до 100 г/дм3, более предпочтительно от 10 до 70 г/дм3; при этом графен, применяемый в композиции добавки согласно настоящему изобретению, одновременно имеет площадь поверхности от 10 до 300 м2/г.The graphene used in the additive composition of the present invention preferably has an apparent density of 2 to 100 g/dm 3 , more preferably 10 to 70 g/dm 3 ; wherein the graphene used in the additive composition of the present invention simultaneously has a surface area of 10 to 300 m 2 /g.

Указанную поверхностную площадь измеряют с применением метода Брюнера-Эммета-Теллера (BET) по поглощению инертного газа (азота), в частности, согласно процедуре, описанной в ISO 9277:2010.Said surface area is measured using the Bruner-Emmett-Teller (BET) method for inert gas (nitrogen) absorption, in particular according to the procedure described in ISO 9277:2010.

Кроме того, горизонтальные размеры графеновых слоев составляют менее 200 мкм, предпочтительно менее 100 мкм, более предпочтительно менее 50 мкм.In addition, the horizontal dimensions of the graphene layers are less than 200 μm, preferably less than 100 μm, more preferably less than 50 μm.

Согласно предпочтительному варианту реализации графен, применяемый в композиции добавки согласно настоящему изобретению, представляет собой переработанный графен.In a preferred embodiment, the graphene used in the additive composition of the present invention is recycled graphene.

Альтернативно, графен, применяемый в композиции добавки согласно настоящему изобретению, представляет собой графен первичного изготовления или смесь переработанного графена и графена первичного изготовления.Alternatively, the graphene used in the additive composition of the present invention is virgin graphene or a mixture of recycled graphene and virgin graphene.

Соответственно, абсолютное преимущество заключается в том, что композиция добавки, предназначенная для смешивания с битумными конгломератами для дорожного покрытия согласно настоящему изобретению, может существовать в виде смеси частично или полностью переработанных материалов; следовательно, композиция добавки согласно настоящему изобретению является особенно экологически устойчивой, что обусловлено не только явной чистой экономией сырьевых материалов, но также связанным с этим уменьшением выбросов диоксида углерода (которые в противном случае выбрасывались бы в окружающую среду во время процессов синтеза рассматриваемых материалов).Accordingly, it is an absolute advantage that the additive composition to be mixed with the paving bituminous conglomerates according to the present invention can exist as a mixture of partially or completely recycled materials; therefore, the additive composition of the present invention is particularly environmentally sustainable, not only due to the apparent net savings in raw materials, but also the associated reduction in carbon dioxide emissions (which would otherwise be released into the environment during the synthesis processes of the materials in question).

Графен, включенный в композицию добавки согласно настоящему изобретению, предпочтительно содержится в количестве от 0,005 до 1%, более предпочтительно от 0,005 до 0,15%, еще более предпочтительно от 0,01 до 0,1% по массе в расчете на общую массу композиции.The graphene included in the additive composition of the present invention is preferably present in an amount of 0.005 to 1%, more preferably 0.005 to 0.15%, even more preferably 0.01 to 0.1% by weight based on the total weight of the composition. .

- 2 040503- 2 040503

В равной мере предпочтительным является то, что указанный выше термопластичный полимер, входящий в состав композиции добавки согласно настоящему изобретению, содержится в количестве от до 95%, более предпочтительно от 50 до 90% по массе в расчете на общую массу композиции.It is equally preferred that the above thermoplastic polymer in the additive composition of the present invention is contained in an amount of from to 95%, more preferably from 50 to 90% by weight based on the total weight of the composition.

В равной мере предпочтительным является то, что указанное выше полимерное соединение, входящее в состав композиции добавки согласно настоящему изобретению, предпочтительно поливинилбутираль, содержится в количестве от 5 до 55%, более предпочтительно от 10 до 50% по массе в расчете на общую массу композиции.It is equally preferred that the above polymeric compound in the additive composition of the present invention, preferably polyvinyl butyral, is present in an amount of 5 to 55%, more preferably 10 to 50% by weight based on the total weight of the composition.

Особенно предпочтительная композиция добавки, предназначенная для смешивания с битумными конгломератами, состоит из следующих компонентов, выраженных в процентах по массе в расчете на общую массу композиции:A particularly preferred additive composition for mixing with bituminous conglomerates consists of the following components, expressed as a percentage by weight based on the total weight of the composition:

термопластичный материал 50-95 поливинилбутираль 5-50 графен 0,005-1thermoplastic material 50-95 polyvinyl butyral 5-50 graphene 0.005-1

Все проценты, приведенные в тексте настоящей заявки, следует понимать как проценты по массе, если не указано иное.All percentages given in the text of this application should be understood as percentages by weight, unless otherwise indicated.

Композицию добавки согласно настоящему изобретению получают в форме частиц, например в форме гранул или в форме крошки, предпочтительно с частицами, средний диаметр которых составляет от 0,5 до 10 мм, более предпочтительно от 4 до 6 мм, или в форме порошка предпочтительно с частицами, средний диаметр которых составляет от 0,08 до 3 мм, более предпочтительно от 0,5 до 3 мм.The additive composition according to the present invention is obtained in the form of particles, for example in the form of granules or in the form of crumbs, preferably with particles whose average diameter is from 0.5 to 10 mm, more preferably from 4 to 6 mm, or in the form of a powder, preferably with particles , the average diameter of which is from 0.08 to 3 mm, more preferably from 0.5 to 3 mm.

Соответственно композицию добавки согласно настоящему изобретению можно получить способом, включающим раздельное измельчение описанных выше термопластичного полимера, полимерного соединения, предпочтительно поливинилбутираля, и графена, и их последующее смешивание.Accordingly, the additive composition according to the present invention can be obtained by a method comprising separately grinding the above-described thermoplastic polymer, a polymer compound, preferably polyvinyl butyral, and graphene, and then mixing them.

Абсолютно предпочтительным является то, что описанный выше способ получения композиции добавки согласно настоящему изобретению приводит к получению композиции добавки согласно настоящему изобретению в форме порошка или в форме гранул с частицами, средний диаметр которых составляет от 0,08 до 3 мм, предпочтительно от 0,5 до 3 мм.It is absolutely preferred that the above-described method for preparing an additive composition according to the present invention leads to the production of an additive composition according to the present invention in the form of a powder or in the form of granules with particles whose average diameter is from 0.08 to 3 mm, preferably from 0.5 up to 3 mm.

Указанную выше стадию измельчения предпочтительно можно осуществлять с применением мельницы с охлаждаемым ротором или ротора гранулятора или путем криогенного измельчения.The above grinding step can preferably be carried out using a cooled mill or granulator rotor or by cryogenic grinding.

Кроме того, преимуществом является то, что применение композиции добавки согласно настоящему изобретению в любом из его вариантов реализации предпочтительно позволяет получить битумные конгломераты с улучшенными механическими свойствами, а также продлить срок службы дорожного покрытия, изготовленного с использованием таких битумных конгломератов.In addition, it is an advantage that the use of the additive composition of the present invention in any of its implementations preferably allows to obtain bituminous conglomerates with improved mechanical properties, as well as to extend the life of the pavement made using such bitumen conglomerates.

Описанную выше композицию добавки согласно настоящему изобретению можно, в свою очередь, использовать для получения битумного конгломерата, подходящего для изготовления дорожного покрытия с высокими показателями механических свойств. Такой битумный конгломерат содержит заполнители, в том числе, например, инертные неорганические материалы, такие как щебень, гранулированный и дробленый шлак, искусственные заполнители, полученные, например, путем высокотемпературного плавления некоторых минералов или горных пород (например, бокситов или определенных глин), наполнители, битум, а также описанную выше композицию добавки, которая обычно содержится в количестве от 0,09 до 15%, предпочтительно от 2 до 6%, более предпочтительно 5% по массе в расчете на общую массу указанного битума.The above-described additive composition according to the present invention can in turn be used to produce a bituminous conglomerate suitable for the manufacture of a road surface with high mechanical properties. Such a bituminous conglomerate contains aggregates, including, for example, inert inorganic materials such as crushed stone, granulated and crushed slag, artificial aggregates obtained, for example, by high-temperature melting of certain minerals or rocks (for example, bauxites or certain clays), fillers , bitumen, as well as the additive composition described above, which is usually contained in an amount of from 0.09 to 15%, preferably from 2 to 6%, more preferably 5% by weight, based on the total weight of said bitumen.

Указанный битумный конгломерат предпочтительно содержит битум в количестве от 3 до 7% по массе в расчете на общую массу битумного конгломерата, более предпочтительно в количестве от 4 до 6,5% по массе в расчете на общую массу битумного конгломерата.Said bituminous conglomerate preferably contains bitumen in an amount of 3 to 7% by weight based on the total weight of the bituminous conglomerate, more preferably in an amount of 4 to 6.5% by weight based on the total weight of the bituminous conglomerate.

Согласно настоящему изобретению под термином битум обычно подразумевают материал, содержащий твердую дисперсионную фазу при комнатной температуре, обладающую термопластичными свойствами, при этом указанная дисперсионная фаза содержит высокомолекулярные органические соединения, главным образом углеводороды, количество атомов углерода в которых составляет более 25. В общем случае, в указанной дисперсионной фазе могут быть диспергированы следовые количества серы, азота, кислорода и металла, такого как никель, железо и ванадий.According to the present invention, the term bitumen usually means a material containing a solid dispersion phase at room temperature with thermoplastic properties, while said dispersion phase contains high molecular weight organic compounds, mainly hydrocarbons, the number of carbon atoms in which is more than 25. In general, in trace amounts of sulfur, nitrogen, oxygen and metal such as nickel, iron and vanadium can be dispersed in said continuous phase.

Таким образом, согласно одному из дополнительных аспектов настоящее изобретение относится к способу получения битумного конгломерата, подходящего для изготовления дорожного покрытия с высокими показателями механических свойств, включающему стадию добавления к указанным заполнителям, при перемешивании и при варьирующей температуре от 130 до 200°С, предпочтительно от 165 до 185°С, более предпочтительно от 170 до 180°С, описанной выше композиции добавки согласно настоящему изобретению, при этом указанный битумный конгломерат также содержит битум и наполнитель.Thus, according to one of the additional aspects, the present invention relates to a method for producing a bituminous conglomerate suitable for the manufacture of a road surface with high mechanical properties, including the step of adding to these aggregates, with stirring and at a varying temperature from 130 to 200 ° C, preferably from 165 to 185° C., more preferably 170 to 180° C., of the above additive composition according to the present invention, said bituminous conglomerate also containing bitumen and filler.

Абсолютное преимущество заключается в том, что композиция добавки согласно настоящему изобретению при добавлении в битумные конгломераты для дорожного покрытия позволяет получить дорожное покрытие с высокими показателями механических свойств, такими как высокая прочность при растяжении, высокая жесткость и высокая усталостная прочность, как более подробно объяснено соThe absolute advantage is that the additive composition of the present invention, when added to bituminous conglomerates for pavement, makes it possible to obtain a pavement with high mechanical properties such as high tensile strength, high stiffness and high fatigue strength, as explained in more detail with

- 3 040503 ссылкой на подробное описание.- 3 040503 with reference to the detailed description.

Соответственно дорожное покрытие, изготовленное с применением битумного конгломерата, содержащего композицию добавки согласно настоящему изобретению, также проявляет слабую склонность к такому явлению, как колееобразование, по сравнению с дорожным покрытием, изготовленным с применением битумного конгломерата, не содержащего композицию добавки согласно настоящему изобретению, как будет более подробно объяснено со ссылкой на подробное описание.Accordingly, the pavement made using the bituminous conglomerate containing the additive composition of the present invention also exhibits a weak tendency to rutting as compared to the pavement made using the bitumen conglomerate not containing the additive composition of the present invention, as will explained in more detail with reference to the detailed description.

Высокие показатели механических свойств, придаваемые дорожному покрытию композицией добавки, смешанной с битумным конгломератом, а также значительное уменьшение такого явления, как колееобразование, обуславливают значительное увеличение срока службы дорожного покрытия, а также его безопасность, по сравнению с традиционным дорожным покрытием.The high mechanical properties imparted to the road surface by the additive composition mixed with the bituminous conglomerate, as well as the significant reduction in the phenomenon of rutting, lead to a significant increase in the life of the road surface, as well as its safety, compared to the traditional road surface.

Абсолютным преимуществом является то, что, когда битумный конгломерат, содержащий композицию добавки согласно настоящему изобретению, используют при изготовлении дорожного покрытия, слои последнего (подстилающий слой покрытия, связующий слой и поверхностный слой) могут иметь меньшую толщину, с учетом одинакового срока службы, по сравнению с дорожным покрытием, изготовленным с применением битумного конгломерата, не содержащего композицию добавки согласно настоящему изобретению.It is an absolute advantage that when a bituminous conglomerate containing an additive composition according to the present invention is used in the manufacture of a road surface, the layers of the latter (base course, tie layer and surface layer) can have a thinner thickness, considering the same service life, compared to with a road surface made using a bituminous conglomerate that does not contain an additive composition according to the present invention.

Следовательно, применение конгломерата, содержащего такую композицию добавки, приводит не только к необходимости применения меньшего количества заполнителей и битума, что обуславливает снижение выбросов диоксида углерода, которые в противном случае имели бы место при производстве/добыче и при транспортировке перечисленных выше сырьевых материалов, но также приводит к значительной экономии энергии (и соответствующему меньшему воздействию на окружающую среду) благодаря меньшему производству битумного конгломерата, который, как показано ранее, требует обработки при довольно высоких температурах.Therefore, the use of a conglomerate containing such an additive composition not only results in the need to use less aggregates and bitumen, resulting in a reduction in carbon dioxide emissions that would otherwise occur during the production/mining and transportation of the above raw materials, but also results in significant energy savings (and corresponding lower environmental impact) due to less production of bituminous conglomerate, which, as shown earlier, requires processing at rather high temperatures.

Кроме того, композиция согласно настоящему изобретению удобна и безопасна в обращении, поскольку она не содержит мелкоизмельченных порошков, которые могут вдыхать используемые ее операторы.In addition, the composition according to the present invention is convenient and safe to handle because it does not contain fine powders that can be inhaled by its operators.

Кроме того, композиция согласно настоящему изобретению может храниться в течение длительных периодов времени, даже в течение многих месяцев, без риска слеживания и сохраняет свои свойства текучести неизменными с течением времени, что является важным при добавлении такой композиции в битумный конгломерат с точки зрения обеспечения точного и воспроизводимого дозирования указанной композиции.In addition, the composition according to the present invention can be stored for long periods of time, even for many months, without the risk of caking and retains its flow properties unchanged over time, which is important when adding such a composition to a bituminous conglomerate from the point of view of ensuring accurate and reproducible dosing of said composition.

Особенности и преимущества настоящего изобретения будут дополнительно продемонстрированы с помощью некоторых вариантов его реализации, которые изложены далее в качестве иллюстрации, а не ограничения.Features and advantages of the present invention will be further demonstrated using some of its implementation options, which are set forth below by way of illustration and not limitation.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Далее приведены некоторые примеры композиций добавки согласно настоящему изобретению, которые были приготовлены и исследованы с получением положительных результатов в отношении их влияния на улучшение показателей механических свойств при получении битумного конгломерата. В заключение, приведен сравнительный пример, в котором показана возможная композиция добавки, не содержащая графен и не соответствующая настоящему изобретению.The following are some examples of additive compositions according to the present invention, which have been prepared and studied with positive results in relation to their effect on improving mechanical properties in the production of bituminous conglomerate. In conclusion, a comparative example is given, which shows a possible additive composition that does not contain graphene and does not correspond to the present invention.

Пример 1Example 1

Смесь полиэтилена и полипропилена (70:30) 49 995%Mixture of polyethylene and polypropylene (70:30) 49 995%

Поливинилбутираль 49 995%Polyvinyl butyral 49 995%

Графен первичного изготовления 0 01%Graphene primary production 0 01%

Пример 2Example 2

Смесь полиэтилена и полипропилена (50:50) 49,95%Blend of polyethylene and polypropylene (50:50) 49.95%

Поливинилбутираль 49,95%Polyvinyl butyral 49.95%

Графен первичного изготовления 0,1%Graphene virgin 0.1%

- 4 040503- 4 040503

Пример 3Example 3

Смесь полиэтилена и полипропилена (60:40)Blend of polyethylene and polypropylene (60:40)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Переработанный графенrecycled graphene

Пример 4Example 4

Смесь полиэтилена и полипропилена (30:70)Blend of polyethylene and polypropylene (30:70)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Графен первичного изготовленияPrimary Graphene

Пример 5Example 5

Смесь полиэтилена и полипропилена (50:50)A mixture of polyethylene and polypropylene (50:50)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Графен первичного изготовленияPrimary Graphene

Пример 6Example 6

Смесь полиэтилена и полипропилена (70:30)Blend of polyethylene and polypropylene (70:30)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Графен первичного изготовленияPrimary Graphene

Пример 7Example 7

Смесь полиэтилена и полипропилена (40:60)Blend of polyethylene and polypropylene (40:60)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Графен первичного изготовленияPrimary Graphene

Пример 8Example 8

Смесь полиэтилена и полипропилена (70:30)Blend of polyethylene and polypropylene (70:30)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Графен первичного изготовленияPrimary Graphene

Пример 9Example 9

49,95%49.95%

49,95%49.95%

0,1%0.1%

74,995%74.995%

24,995%24.995%

0,01%0.01%

74,95%74.95%

24,95%24.95%

0,1%0.1%

79,995%79.995%

19,995%19.995%

0,01%0.01%

79,95%79.95%

19,95%19.95%

0,1%0.1%

89,995%89.995%

9,995%9.995%

0,01%0.01%

- 5 040503- 5 040503

Смесь полиэтилена и полипропилена (70:30)Blend of polyethylene and polypropylene (70:30)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Графен первичного изготовленияPrimary Graphene

Пример 10Example 10

Смесь полиэтилена и полипропилена (60:40)Blend of polyethylene and polypropylene (60:40)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Графен первичного изготовленияPrimary Graphene

Пример 11Example 11

Смесь полиэтилена и полипропилена (70:30)Blend of polyethylene and polypropylene (70:30)

ПоливинилбутиральPolyvinyl butyral

Графен первичного изготовленияPrimary Graphene

89,95%89.95%

9,95%9.95%

0,1%0.1%

89,5%89.5%

9,5%9.5%

1%1%

89,990%89.990%

9,995%9.995%

0,005%0.005%

Пример 12 (сравнительный пример, не соответствующий настоящему изобретению)Example 12 (comparative example not according to the present invention)

Смесь полиэтилена и полипропилена (70:30) gg gg%Mixture of polyethylene and polypropylene (70:30) gg gg%

Поливинилбутираль jg θθ%Polyvinyl butyral jg θθ%

Композиции согласно примерам 1-11 приготавливали путем раздельного измельчения смеси полиэтилена и полипропилена, поливинилбутираля и графена и последующего смешивания измельченных компонентов внутри смесителя с получением гомогенной смеси с частицами, средний диаметр которых составлял 2 мм.Compositions according to examples 1-11 were prepared by separately grinding a mixture of polyethylene and polypropylene, polyvinyl butyral and graphene and then mixing the crushed components inside the mixer to obtain a homogeneous mixture with particles whose average diameter was 2 mm.

Композицию согласно примеру 12 приготавливали тем же способом на основе только смеси полиэтилена и полипропилена и поливинилбутираля.The composition according to example 12 was prepared in the same way on the basis of only a mixture of polyethylene and polypropylene and polyvinyl butyral.

Пример 13.Example 13

Используя композицию согласно примеру 8, в лаборатории приготавливали восемнадцать брикетов битумного конгломерата диаметром 100 мм и толщиной примерно 25 мм, содержащего указанную композицию в соответствии с пропорциями ингредиентов, указанными в приведенной ниже табл. 2 (конгломерат А). Кроме того, приготавливали восемнадцать брикетов битумного конгломерата с тем же составом, но содержащего композицию добавки согласно примеру 12 (конгломерат В), и восемнадцать брикетов битумного конгломерата, не содержащего ни композиции добавки согласно примеру 8, ни композиции добавки согласно примеру 12 (конгломерат С), а также девять панелей из битумного конгломерата, по три панели для каждого типа конгломерата А, В и С.Using the composition according to example 8, eighteen briquettes of bituminous conglomerate with a diameter of 100 mm and a thickness of about 25 mm were prepared in the laboratory, containing the specified composition in accordance with the proportions of the ingredients indicated in the following table. 2 (conglomerate A). In addition, eighteen bituminous conglomerate briquettes were prepared with the same composition, but containing the additive composition according to example 12 (conglomerate B), and eighteen bitumen conglomerate briquettes containing neither the additive composition according to example 8, nor the additive composition according to example 12 (conglomerate C) , as well as nine panels of bituminous conglomerate, three panels for each type of conglomerate A, B and C.

Таблица 2table 2

Битумный конгломерат А, содержащий композицию согласно примеру 8 Bituminous conglomerate A containing the composition according to example 8 Битумный конгломерат В, содержащий композицию согласно примеру 12 Bituminous conglomerate B containing the composition according to example 12 Битумный конгломерат С, без какой-либо добавки Bituminous conglomerate C, without any additive Материалы materials Доля по массе Share by weight Доля по массе Share by weight Доля по массе Share by weight Гравий в качестве инертных материалов 12/20 Gravel as inert materials 12/20 25 25 25 25 25 25 Гравий в качестве инертных материалов 6/12 Gravel as inert materials 6/12 35 35 35 35 35 35 Гравий в качестве инертных материалов 3/6 Gravel as inert materials 3/6 10 10 10 10 10 10 Песок 0/4 Sand 0/4 25 25 25 25 25 25 Наполнитель (СаСОз) Filler (CaCO3) 5 5 5 5 5 5 Битум 70/100 Bitumen 70/100 4,5 4.5 4,5 4.5 4,5 4.5 Композиция добавки Additive composition 0,27 0.27 0,27 0.27 0 0 Всего Total 104,77 104.77 104,77 104.77 104,5 104.5

Битумный конгломерат приготавливали в лаборатории с помощью описанной ниже процедуры с применением устройств, которые функционально имитируют более крупномасштабное оборудование, обычно применяемое на предприятиях для производства битумного конгломерата: выбор кривой грануBituminous conglomerate was prepared in the laboratory using the procedure described below using devices that functionally mimic the larger scale equipment commonly used in asphalt conglomerate plants:

- 6 040503 лометрического состава в зависимости от дорожного покрытия, которое предполагают изготовить с применением битумного конгломерата, находящегося в настоящее время в процессе подготовки; выбор заполнителей в соответствии с указанной кривой гранулометрического состава, в данном случае заполнителей в соответствии с табл. 2, и доведение заполнителей до температуры от 170 до 180°С внутри смесителя; добавление подходящего количества композиции добавки, в данном случае композиции добавки согласно примеру 8, в количестве, указанном в табл. 2, с последующим перемешиванием в течение от 40 до 60 с с получением смеси; добавление к смеси подходящего количества битума, в данном случае количества, указанного в табл. 2, с последующим перемешиванием в течение по меньшей мере от 20 до 30 с; добавление к смеси подходящего количества наполнителя, в данном случае количества, указанного в табл. 2, с последующим перемешиванием в течение по меньшей мере 5 мин (в соответствии с нормативным законом EN 12697-35) с получением гомогенной смеси битумного конгломерата.- 6 040503 metric composition depending on the road surface, which is supposed to be made using a bituminous conglomerate, which is currently in the process of preparation; the choice of aggregates in accordance with the indicated particle size distribution curve, in this case aggregates in accordance with Table. 2, and bringing the aggregates to a temperature of 170 to 180°C inside the mixer; adding a suitable amount of the additive composition, in this case the additive composition according to example 8, in the amount indicated in table. 2 followed by stirring for 40 to 60 seconds to obtain a mixture; adding to the mixture a suitable amount of bitumen, in this case the amount indicated in table. 2, followed by stirring for at least 20 to 30 seconds; adding to the mixture a suitable amount of filler, in this case the amount indicated in table. 2, followed by mixing for at least 5 minutes (in accordance with the normative law EN 12697-35) to obtain a homogeneous mixture of bituminous conglomerate.

В частности, полученную смесь поддерживали при температуре от 170 до 180°С в течение всех стадий ее обработки.In particular, the resulting mixture was maintained at a temperature of from 170 to 180°C during all stages of its processing.

В случае битумного конгломерата В вместо полученной в примере 8 композиции согласно настоящему изобретению добавляли композицию, полученную в примере 12, не соответствующую настоящему изобретению (не содержащую графен). В случае битумного конгломерата С, после стадии нагревания заполнителей непосредственно следовала стадия добавления к ним битума.In the case of bituminous conglomerate B, instead of the composition obtained in example 8 according to the present invention, the composition obtained in example 12, which does not correspond to the present invention (containing no graphene), was added. In the case of bituminous conglomerate C, the step of heating the aggregates was followed directly by the step of adding bitumen to them.

Затем полученную таким образом смесь битумного конгломерата выгружали из смесителя, дозировали в контейнеры в количестве, равном примерно 1210 г, и далее кондиционировали в печи при температуре 150°С в течение примерно 3 ч (для имитирования условий транспортировки).The bituminous conglomerate mixture thus obtained was then discharged from the mixer, dosed into containers in an amount of about 1210 g, and further conditioned in an oven at 150° C. for about 3 hours (to simulate transport conditions).

Затем после стадии кондиционирования в печи полученный таким образом битумный конгломерат помещали внутрь матрицы. Далее для обеспечения относительного объема пустот примерно 2,5%, выполняли уплотнение с помощью вращательного уплотнителя (в качестве альтернативы вращательному уплотнителю можно использовать любой другой тип уплотнителя, подходящий для этой цели, например, уплотнитель Маршалла):Then, after a conditioning step in an oven, the bituminous conglomerate thus obtained was placed inside the matrix. Next, to achieve a relative void volume of approximately 2.5%, sealing was performed using a rotary compactor (as an alternative to a rotary compactor, any other type of compactor suitable for this purpose, such as a Marshall compactor, can be used):

Давление, создаваемое нагрузкой: 600 кПа;Load pressure: 600 kPa;

Гирационный угол: 1,25°;Gyration angle: 1.25°;

Предельная плотность: 2400 кг/м3.Limiting density: 2400 kg/m 3 .

Было изготовлено 18 брикетов для каждого типа битумного конгломерата для проведения механических испытаний, одновременно было получено три панели размером 50 смх70 см, по одной для каждого типа битумного конгломерата.18 briquettes were made for each type of bituminous conglomerate for mechanical testing, at the same time three panels were obtained with a size of 50 cmx70 cm, one for each type of bitumen conglomerate.

Восемнадцать брикетов конгломерата А, восемнадцать брикетов конгломерата В и восемнадцать брикетов конгломерата С, а также панели, изготовленные из конгломерата А, панели, изготовленные из конгломерата В, и панели, изготовленные из конгломерата С, были в конце помещены в климатические камеры для соответствующего кондиционирования для проведения механических испытаний.Eighteen briquettes of conglomerate A, eighteen briquettes of conglomerate B and eighteen briquettes of conglomerate C, as well as panels made of conglomerate A, panels made of conglomerate B, and panels made of conglomerate C, were finally placed in climatic chambers for appropriate conditioning for carrying out mechanical tests.

Пример 14. Определение прочности при растяженииExample 14 Determination of Tensile Strength

Для проведения испытания на прочность при растяжении использовали шесть брикетов конгломерата А, шесть брикетов конгломерата В и шесть брикетов конгломерата С.For the tensile strength test, six conglomerate A briquettes, six conglomerate B briquettes, and six conglomerate C briquettes were used.

Каждый брикет соответственно помещали в механический пресс специальной корзины для испытания, затем проводили испытание на прочность при растяжении в соответствии с методикой UNI EN 12697-23.Each briquette was respectively placed in a mechanical press of a special test basket, then a tensile strength test was carried out in accordance with the method of UNI EN 12697-23.

Исследование механических свойств происходило с определением прочности на непрямое растяжение (ITS). ITS имитирует максимальное напряжение, создаваемое при прохождении транспорта, которое может выдерживать дорожная одежда.The study of mechanical properties was carried out with the determination of the indirect tensile strength (ITS). ITS simulates the maximum stress generated by traffic that pavement can withstand.

Результаты отдельных испытаний приведены ниже в табл. 3.The results of individual tests are shown below in table. 3.

Таблица 3Table 3

Смесь Mixture ITS (МПа) ITS (MPa) Конгломерат А Conglomerate A 1,71 1.71 Конгломерат В Conglomerate B 1,57 1.57 Конгломерат С Conglomerate C 1,07 1.07 Смесь (сравнение) Blend (comparison) Изменение в процентах (%) Percent change (%) А по сравнению с В A compared to B + 8,9 + 8.9 А по сравнению с С And compared to C + 59,8 + 59.8 В по сравнению с С B versus C + 46,7 + 46.7

На основании данных, представленных в табл. 3, можно отметить, что композиция добавки согласно настоящему изобретению позволяет увеличить прочность на непрямое растяжение на примерно 60% в битумном конгломерате, изготовленном с применением указанной композиции (конгломерат А), по сравнению с традиционным битумным конгломератом, содержащим битум как таковой (конгломерат С), и на 9% по сравнению с битумным конгломератом, содержащим композицию добавки, по существу идентичную в отношении содержания полиэтилена/пропилена и PVB, но не содержащую графен (конгBased on the data presented in table. 3, it can be noted that the composition of the additive according to the present invention allows to increase the indirect tensile strength by about 60% in a bitumen conglomerate made using the specified composition (agglomerate A), compared with a traditional bituminous conglomerate containing bitumen as such (agglomerate C) , and by 9% compared to a bituminous conglomerate containing an additive composition that is essentially identical in terms of the content of polyethylene / propylene and PVB, but does not contain graphene (cong

- 7 040503 ломерат В). Таким образом, увеличение прочности на непрямое растяжение подразумевает более высокую прочность битумного конгломерата, подвергаемого нагрузке, и, следовательно, композиция добавки согласно настоящему изобретению позволяет получить битумный конгломерат, который позволяет изготовить дорожное покрытие, характеризующееся более длительным сроком службы. Значительное увеличение прочности на непрямое растяжение, достигнутое при применении композиции согласно настоящему изобретению, по сравнению с композицией, которая является идентичной, за исключением отсутствия графена в количестве всего лишь 0,01% по массе, следует считать совершенно неожиданным.- 7 040503 lomerate B). Thus, an increase in indirect tensile strength implies a higher strength of the bituminous conglomerate when subjected to stress, and hence the additive composition of the present invention results in a bituminous conglomerate that produces a pavement having a longer service life. The significant increase in indirect tensile strength achieved with the composition of the present invention, compared to a composition that is identical except for the absence of graphene in an amount of only 0.01% by weight, should be considered completely unexpected.

Пример 15. Определение модуля деформацииExample 15. Determination of the modulus of deformation

Шесть брикетов конгломерата А, шесть брикетов конгломерата В и шесть брикетов конгломерата С использовали для проведения испытания по определению модуля деформации, под которым подразумевают способность битумных конгломератов распространять в поверхностной части дорожного полотна нагрузку, создаваемую в дорожном покрытии колееобразующими поверхностями шин транспортного средства.Six briquettes of conglomerate A, six briquettes of conglomerate B, and six briquettes of conglomerate C were used for testing to determine the modulus of deformation, which refers to the ability of bituminous conglomerates to distribute in the surface part of the roadway the load created in the road surface by the rutting surfaces of vehicle tires.

Каждый брикет соответственно помещали на специальный стенд серво-пневматической системы для динамических испытаний, которая в свою очередь находилась в климатической камере для контроля температуры; затем проводили испытание для определения модуля деформации в соответствии с методикой UNI EN 12697-26.Each briquette was respectively placed on a special stand of a servo-pneumatic system for dynamic testing, which in turn was located in a climatic chamber for temperature control; then a test was carried out to determine the modulus of deformation in accordance with the method of UNI EN 12697-26.

Условия испытаний, применяемые для определения модуля деформации, были следующими: Температура: переменная;The test conditions used to determine the modulus of deformation were as follows: Temperature: variable;

Приложенная горизонтальная деформация: 5 мкм;Applied horizontal strain: 5 µm;

Пиковое время: 124 мс (частота 2 Гц);Peak time: 124ms (frequency 2Hz);

Коэффициент Пуассона: 0,35.Poisson's ratio: 0.35.

Результаты отдельных испытаний приведены ниже в табл. 4.The results of individual tests are shown below in table. 4.

Таблица 4Table 4

Смесь Mixture Жесткость образцов при разных температурах (МПа) Stiffness of samples at different temperatures (MPa) Т=5°С Т=5°С Т=20°С Т=20°С Т=40°С Т=40°С Конгломерат А Conglomerate A 21124 21124 7809 7809 3003 3003 Конгломерат В Conglomerate B 20866 20866 6685 6685 2691 2691 Конгломерат С Conglomerate C 10169 10169 5711 5711 1096 1096 Смесь (сравнение) Blend (comparison) Изменение в процентах (%) Percent change (%) А по сравнению с В A compared to B + 1,2% + 1.2% + 16,8% + 16.8% + 11,6% + 11.6% А по сравнению с С And compared to C + 107,7% +107.7% + 36,7% + 36.7% + 174,0% +174.0% В по сравнению с С B versus C + 105,2% +105.2% + 17,1% + 17.1% + 145,5% + 145.5%

Очевидно, что композиция добавки согласно настоящему изобретению (пример 8) при применении для получения битумного конгломерата приводит в последнем к значительному увеличению модуля деформации по сравнению как с традиционным конгломератом (конгломератом С), так и с конгломератом, содержащим композицию добавки согласно примеру 12, которая не содержит графен (конгломерат В). В этом смысле конгломерат А является особенно эффективным при умеренно высоких температурах (Т = 20°С; Т = 40°С). Увеличение модуля деформации, обнаруженное для конгломерата А, по сравнению с конгломератом В, даже выше, чем уже значительное увеличение прочности при растяжении, обнаруженное в предыдущем примере, и поэтому еще более удивительное.It is obvious that the additive composition according to the present invention (example 8) when used to obtain a bitumen conglomerate leads in the latter to a significant increase in the modulus of deformation compared to both the traditional conglomerate (conglomerate C) and the conglomerate containing the additive composition according to example 12, which does not contain graphene (conglomerate B). In this sense, conglomerate A is particularly effective at moderately high temperatures (T=20°C; T=40°C). The increase in modulus of deformation found for conglomerate A, compared to conglomerate B, is even higher than the already significant increase in tensile strength found in the previous example, and therefore even more surprising.

Пример 16. Определение усталостной прочностиExample 16 Determination of Fatigue Strength

Шесть брикетов конгломерата А, шесть брикетов конгломерата В и шесть брикетов конгломерата С использовали для проведения испытания на усталостную прочность. Разрушение вследствие усталости дорожного покрытия происходит из-за повторения в течение продолжительного времени деформирующих состояний, индуцированных растягивающими напряжениями, которые вызваны как движением транспортных средств, так и сезонными циклами и изменением температуры.Six briquettes of Conglomerate A, six briquettes of Conglomerate B, and six briquettes of Conglomerate C were used for the fatigue test. Fatigue failure of the pavement occurs due to the repetition over time of deformation states induced by tensile stresses, which are caused by both vehicle traffic and seasonal cycles and temperature changes.

Каждый брикет соответственно помещали на специальный стенд серво-пневматической системы для динамических испытаний, которая в свою очередь находилась в климатической камере для контроля температуры; затем проводили испытание для определения усталостной прочности в соответствии с методикой UNI EN 12697-24.Each briquette was respectively placed on a special stand of a servo-pneumatic system for dynamic testing, which in turn was located in a climatic chamber for temperature control; then a fatigue test was carried out in accordance with the UNI EN 12697-24 method.

Условия испытаний для определения усталостной прочности были:The test conditions for determining fatigue strength were:

Температура: 20°С;Temperature: 20°C;

Приложенная горизонтальная деформация: 300 кПа;Applied horizontal strain: 300 kPa;

Пиковое время: 248 мс;Peak time: 248ms;

Время покоя: 252 мс;Rest time: 252ms;

Частота: 2 Гц;Frequency: 2Hz;

Коэффициент Пуассона: 0,35;Poisson's ratio: 0.35;

Состояние отказа: 10% исходного комплексного модуля.Failure condition: 10% of the original complex module.

Результаты отдельных испытаний приведены ниже в табл. 5.The results of individual tests are shown below in table. 5.

- 8 040503- 8 040503

Таблица 5Table 5

Смесь Mixture Количество циклов усталостного нагружения Number of fatigue cycles Конгломерат А Conglomerate A 1056933 1056933 Конгломерат В Conglomerate B 473167 473167 Конгломерат С Conglomerate C 157639 157639 Смесь (сравнение) Blend (comparison) Изменение в процентах(%) Percent Change(%) А по сравнению с В A compared to B + 123,4% + 123.4% А по сравнению с С And compared to C + 570,5% + 570.5% В по сравнению с С B versus C + 200,2% +200.2%

На основании данных, представленных в табл. 5, можно увидеть, что количество циклов усталостного нагружения конгломерата А, содержащего композицию добавки согласно настоящему изобретению (пример 8), увеличилось на 123% по сравнению с битумным конгломератом В, содержащим сравнительную композицию добавки согласно примеру 12, которая не содержала графен, и увеличилось до 570% по сравнению с традиционным битумным конгломератом (конгломератом С). Это является дополнительным впечатляющим свидетельством неожиданного улучшения механических свойств конгломерата, при этом указанное улучшение достигается за счет присутствия графена, несмотря не то, что его добавляют в чрезвычайно низком количестве (0,01% от общей массы композиции добавки, добавленной к битумному конгломерату).Based on the data presented in table. 5, it can be seen that the number of fatigue cycles of the conglomerate A containing the additive composition according to the present invention (Example 8) increased by 123% compared to the bitumen conglomerate B containing the comparative additive composition according to Example 12, which did not contain graphene, and increased up to 570% compared to traditional bituminous conglomerate (conglomerate C). This is additional impressive evidence of an unexpected improvement in the mechanical properties of the conglomerate, this improvement being achieved by the presence of graphene, despite being added in an extremely low amount (0.01% of the total weight of the additive composition added to the bituminous conglomerate).

Пример 17. Мониторинг явления колееобразованияExample 17. Monitoring of the phenomenon of rutting

Три панели из конгломерата А, три панели из конгломерата В и три панели из конгломерата С использовали для проведения испытания на мониторинг колееобразования, под которым подразумевают явление продольной деформации, вызванной утолщением, в условиях нагруженной оси с последующим боковым перемещением битумной смеси во время прохождения колеса. Каждую панель соответственно помещали на специальный стенд в установку на колееобразование (установку для испытания колесной нагрузкой), которая в свою очередь находилась в климатической камере для контроля температуры; затем проводили испытание для определения усталостной прочности в соответствии с методикой UNI EN 12697-22.Three Aggregate A panels, three Aggregate B panels, and three Aggregate C panels were used to conduct a rutting monitoring test, which refers to the phenomenon of longitudinal deformation caused by thickening under a loaded axle, followed by lateral movement of the bitumen mixture during the passage of the wheel. Each panel was respectively placed on a special bench in a rutting machine (wheel load tester), which in turn was placed in a climate chamber for temperature control; then a fatigue test was carried out in accordance with the UNI EN 12697-22 method.

Лабораторное испытание, позволяющее имитировать такое явление, обеспечило следующие результаты:A laboratory test to simulate this phenomenon provided the following results:

Глубину: этот параметр физически показывает, насколько глубокой является колея (большая глубина означает меньшее сопротивление);Depth: This parameter physically indicates how deep the track is (greater depth means less resistance);

PRD (пропорциональная глубина колеи): этот параметр указывает на процент колеи, образованной во время испытания при заданном количестве циклов; при уменьшении указанного параметра деформация уменьшается и, следовательно, увеличивается срок службы дорожного покрытия;PRD (proportional rut depth): this parameter indicates the percentage of the rut formed during the test for a given number of cycles; with a decrease in the specified parameter, the deformation decreases and, consequently, the service life of the pavement increases;

WTS (угол наклона кривой колееобразования): этот параметр указывает на скорость, с которой битумный конгломерат деформируется; при уменьшении указанного параметра сопротивление деформации увеличивается и деформация со временем уменьшается, что увеличивает срок службы дорожного покрытия.WTS (rutting curve slope): this parameter indicates the rate at which the bituminous conglomerate deforms; as this parameter decreases, the deformation resistance increases and the deformation decreases over time, which increases the service life of the pavement.

Поставленное условие испытания для определения сопротивления колееобразованию, представляло собой температуру 60°С.The specified test condition for determining the rutting resistance was a temperature of 60°C.

Результаты отдельных испытаний приведены ниже в табл. 6.The results of individual tests are shown below in table. 6.

Таблица 6Table 6

Глубина колеи после 5000 циклов (мм) Track depth after 5000 cycles (mm) Глубина колеи после 10000 циклов (мм) Track depth after 10000 cycles (mm) PRD после 10000 циклов(%) PRD after 10000 cycles(%) WTS (мм/1000 циклов) WTS (mm/1000 cycles) Конгломерат А Conglomerate A 0,43 0.43 0,48 0.48 0,8 0.8 0,009 0.009 Конгломерат В Conglomerate B 0,88 0.88 0,98 0.98 1,6 1.6 0,022 0.022 Конгломерат С Conglomerate C 1,39 1.39 1,55 1.55 2,5 2.5 0,025 0.025 Смесь (сравнение) Blend (comparison) Изменение в процентах (%) Percent change (%) А по сравнению с В A compared to B -51,1% -51.1% -51,0% -51.0% - 50,0% - 50.0% -59,1% -59.1% А по сравнению с С And compared to C -69,1% -69.1% - 69,0% - 69.0% - 68,0% - 68.0% - 64,0% - 64.0% В по сравнению с С. B compared to S. - 36,7% - 36.7% - 36,8% - 36.8% - 36,0% - 36.0% - 12,0% - 12.0%

Проведенные испытания позволяют выделить высокие эксплуатационные свойства конгломерата А, содержащего композицию добавки согласно настоящему изобретению, характеризующегося значительным уменьшением колееобразования (-51%) по сравнению с битумным конгломератом В при дополнительном увеличении в результате срока службы дорожного покрытия и безопасности дорожного движения по сравнению с традиционным дорожным покрытием (конгломератом С).The tests carried out make it possible to highlight the high performance properties of conglomerate A containing the additive composition according to the present invention, characterized by a significant reduction in rutting (-51%) compared to bituminous conglomerate B with an additional increase as a result of the service life of the road surface and road safety compared to traditional road coating (conglomerate C).

В этом случае также можно отметить, что графен, содержащийся в композиции добавки согласноIn this case, it can also be noted that the graphene contained in the additive composition according to

--

Claims (15)

настоящему изобретению, несмотря на то, что указанный графен присутствует в действительно небольшом количестве (0,01% по массе в композиции согласно примеру 8), приводит к значительному и неожиданному повышению сопротивления колееобразованию.of the present invention, despite the fact that the specified graphene is present in a really small amount (0.01% by weight in the composition according to example 8), leads to a significant and unexpected increase in rutting resistance. В конечном счете, все экспериментальные данные показывают, что композиция добавки согласно настоящему изобретению позволяет получать битумные конгломераты с улучшенными эксплуатационными показателями в отношении механических свойств, что, следовательно, приводит к продлению общего срока службы дорожного покрытия, изготовленного с применением указанных конгломератов. Это приводит не только к экономии (меньше затрат на содержание и техническое обслуживание дорожной одежды), но также к значительному уменьшению воздействия на окружающую среду (возможность сделать более тонкий слой конгломерата по сравнению с конгломератом без композиции добавки согласно настоящему изобретению, с учетом одинакового срока службы, с сокращением в результате выбросов углекислого газа благодаря производству самого конгломерата), а также повышению общей безопасности при применении рассматриваемого дорожного покрытия.Ultimately, all experimental data show that the additive composition according to the present invention allows to obtain bituminous conglomerates with improved performance in terms of mechanical properties, which consequently leads to an extension of the overall life of the pavement made using these conglomerates. This results not only in savings (less pavement maintenance and maintenance costs), but also in a significant reduction in environmental impact (the ability to make a thinner layer of conglomerate compared to conglomerate without the additive composition according to the present invention, given the same service life , with a resulting reduction in carbon dioxide emissions due to the production of the conglomerate itself), as well as an increase in overall safety in the application of the road surface in question. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Композиция добавки, предназначенная для смешивания с битумным конгломератом для дорожного покрытия и подходящая для улучшения механических свойств указанного битумного конгломерата, содержащая по меньшей мере один термопластичный полимер, полимерное соединение, которое представляет собой поливинилбутираль (PVB), и графен, где указанный по меньшей мере один термопластичный полимер представляет собой полиолефин или смеси полиолефинов.1. An additive composition intended to be mixed with a paving bituminous conglomerate and suitable for improving the mechanical properties of said bituminous conglomerate, comprising at least one thermoplastic polymer, a polymer compound that is polyvinyl butyral (PVB), and graphene, wherein said at least at least one thermoplastic polymer is a polyolefin or blends of polyolefins. 2. Композиция добавки по п.1, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один термопластичный полимер выбран из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена и их смесей.2. Additive composition according to claim 1, characterized in that said at least one thermoplastic polymer is selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and mixtures thereof. 3. Композиция добавки по п.2, где указанный по меньшей мере один термопластичный полимер представляет собой смесь полиэтилена и полипропилена, содержащую полиэтилен в количестве от 25 до 75% по массе в расчете на общую массу смеси.3. An additive composition according to claim 2, wherein said at least one thermoplastic polymer is a mixture of polyethylene and polypropylene containing polyethylene in an amount of 25 to 75% by weight, based on the total weight of the mixture. 4. Композиция добавки по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный термопластичный полимер представляет собой переработанный материал.4. An additive composition according to any one of the preceding claims, characterized in that said thermoplastic polymer is a recycled material. 5. Композиция добавки по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанное полимерное соединение представляет собой переработанное полимерное соединение.5. An additive composition according to any one of the preceding claims, characterized in that said polymeric compound is a recycled polymeric compound. 6. Композиция добавки по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный графен представляет собой переработанный графен.6. An additive composition according to any one of the preceding claims, characterized in that said graphene is recycled graphene. 7. Композиция добавки по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный графен содержится в указанной композиции добавки в количестве от 0,005 до 1% по массе в расчете на общую массу композиции.7. An additive composition according to any one of the preceding claims, characterized in that said graphene is contained in said additive composition in an amount of 0.005 to 1% by weight based on the total weight of the composition. 8. Композиция добавки по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный термопластичный полимер содержится в указанной композиции добавки в количестве от 45 до 95% по массе в расчете на общую массу композиции.8. An additive composition according to any one of the preceding claims, characterized in that said thermoplastic polymer is contained in said additive composition in an amount of 45 to 95% by weight based on the total weight of the composition. 9. Композиция добавки по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанное полимерное соединение содержится в указанной композиции добавки в количестве от 5 до 55% по массе в расчете на общую массу композиции.9. An additive composition according to any one of the preceding claims, characterized in that said polymeric compound is contained in said additive composition in an amount of 5 to 55% by weight based on the total weight of the composition. 10. Композиция добавки по п.9, где указанное полимерное соединение содержится в указанной композиции добавки в количестве от 10 до 50% по массе в расчете на общую массу композиции.10. An additive composition according to claim 9, wherein said polymeric compound is present in said additive composition in an amount of 10 to 50% by weight, based on the total weight of the composition. 11. Композиция добавки по любому из предшествующих пунктов, характеризующаяся тем, что она находится в гранулированной форме или в форме крошки с частицами, средний диаметр которых составляет от 0,5 до 10 мм, или в порошкообразной форме с частицами, средний диаметр которых составляет от 0,08 до 3 мм.11. An additive composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it is in granular or crumb form with particles having an average diameter of 0.5 to 10 mm or in powder form with particles having an average diameter of between 0.08 to 3 mm. 12. Применение композиции добавки по любому из предшествующих пунктов для получения битумных конгломератов.12. The use of an additive composition according to any one of the preceding claims for the production of bituminous conglomerates. 13. Битумный конгломерат, подходящий для получения дорожного покрытия с улучшенными механическими свойствами, содержащий заполнители, наполнитель, битум и композицию добавки по любому из пп.1-11, при этом указанная композиция добавки содержится в указанном битумном конгломерате в количестве от 0,09 до 15% по массе в расчете на общую массу указанного битума.13. A bituminous conglomerate suitable for obtaining a road surface with improved mechanical properties, containing aggregates, filler, bitumen and an additive composition according to any one of claims 1 to 11, while said additive composition is contained in said bitumen conglomerate in an amount of from 0.09 to 15% by weight based on the total weight of said bitumen. 14. Битумный конгломерат по п.13, в котором указанная композиция добавки содержится в указанном битумном конгломерате в количестве от 2 до 6% по массе в расчете на общую массу указанного битума.14. The bituminous conglomerate according to claim 13, wherein said additive composition is contained in said bituminous conglomerate in an amount of 2 to 6% by weight, based on the total weight of said bitumen. 15. Способ получения битумного конгломерата, подходящего для получения дорожного покрытия с высокими механическими характеристиками, включающий стадию добавления к указанным заполнителям, при перемешивании и температуре от 130 до 200°С, указанной композиции добавки по любому из пп.1-11, битума и наполнителя.15. A method for producing a bituminous conglomerate suitable for obtaining a road surface with high mechanical characteristics, including the step of adding to said aggregates, with stirring and at a temperature of from 130 to 200°C, said additive composition according to any one of claims 1 to 11, bitumen and filler . Евразийская патентная организация, ЕАПВEurasian Patent Organization, EAPO Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2
EA202090954 2017-11-07 2018-11-05 ADDITIVE COMPOSITION FOR BITUMEN CONGLOMERATES WITH HIGH MECHANICAL PROPERTIES EA040503B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102017000126622 2017-11-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040503B1 true EA040503B1 (en) 2022-06-10

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10759699B2 (en) Additive composition for bituminous conglomerates with high mechanical performances
WO2012074433A1 (en) Modifying composition, process for producing same, and use of said composition in asphalt concrete road surfaces
KR100669079B1 (en) Powder type asphalt modifier and asphalt concrete using asphalt pavement and porous pavement
KR102188825B1 (en) Waterproof Asphalt Concrete Composition for Overlay Pavement Having Petroleum Resin Added Hydrogen, Stylene Isoprene Stylene and Aggregate-powder of Improved Grain Size and Constructing Methods Using Thereof
KR101392513B1 (en) Modified emulsion asphalt for cold-mix asphalt concrete mixture, and process of making the same
US5558703A (en) Bituminous compositions
WO2012160554A1 (en) Modified hot-mix asphalt with anti-rutting properties and method of manufacturing the same
EP3612599B1 (en) Rubber composite and process for obtaining same
Shaffie et al. Investigation on rutting performance of nanopolyacrylate and natural rubber latex polymer modified asphalt binder mixes
CN107916601A (en) A kind of high resistance to deformation asphalt pavement structure
EA040503B1 (en) ADDITIVE COMPOSITION FOR BITUMEN CONGLOMERATES WITH HIGH MECHANICAL PROPERTIES
US9624351B2 (en) Method of making sulfur extended asphalt modified with crumb rubber
EP2711395A1 (en) Bituminous material and use thereof for the construction of sub-ballast
Toth et al. Performance assessment of hot mix asphalt with chemically stabilized rubber bitumen
US9029439B2 (en) Additive for a bitumen and bituminous product
KR101868906B1 (en) Impregnated Asphalt Modifier and Multifunctional Asphalt Mixture containing the same
Sukkari et al. Investigating the Physical and Rheological Properties of Date Seed Ash-Modified Asphalt Binders in the UAE
BR112020008980B1 (en) ADDITIVE COMPOSITION FOR BITUMINOUS CONGLOMERATES WITH HIGH MECHANICAL PERFORMANCE