ES2832477T3

ES2832477T3 - Mezclas de esterol como aditivo en ligante asfáltico

Info

Publication number: ES2832477T3
Application number: ES17758664T
Authority: ES
Inventors: Gerald H Reinke; Gaylon L Baumgardner; Andrew Hanz
Original assignee: ALM Holding Co; Ergon Asphalt and Emulsions Inc
Current assignee: ALM Holding Co; Ergon Asphalt and Emulsions Inc
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2037-08-08
Also published as: JP2019524952A; CN109804021A; US20230257303A1; US11667570B2; US20200354274A1; ZA201900831B; US20190210919A1; HUE051838T2; WO2018031540A1; CN114605843A; EP3497167B1; CA3033251A1; JP2022188122A; CN109804021B; EP3497167A1; BR112019002683A2; US11097981B2; US20210380477A1; AU2017311203B2; JP7169265B2

Abstract

Método para retardar el envejecimiento de o restaurar ligante asfáltico envejecido que comprende: agregar una mezcla de esterol puro:esterol crudo a una composición de ligante asfáltico, en el que la composición de ligante asfáltico comprende un ligante asfáltico virgen, ligante asfáltico envejecido o ambos, y en el que la mezcla de esteroles comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.

Description

DESCRIPCIÓN

Mezclas de esterol como aditivo en ligante asfáltico

Antecedentes

El pavimento de asfalto es uno de los materiales más reciclados del mundo, encontrando usos cuando se recicla en rebordes de superficies pavimentadas y estribos de puentes, como sustituto de grava en carreteras sin pavimentar, y como reemplazo para agregados y ligantes vírgenes en pavimento de asfalto nuevo. Típicamente, el uso de pavimento de asfalto reciclado se limita a las capas de pavimento subsuperficiales o a cantidades controladas en la base de asfalto y las capas superficiales. Tales usos están limitados en parte porque el asfalto se deteriora con el tiempo, pierde su flexibilidad, se oxida y se vuelve quebradizo, y tiende a agrietarse, particularmente bajo esfuerzo o a bajas temperaturas. Estos efectos se deben principalmente al envejecimiento de los componentes orgánicos del asfalto, por ejemplo, el ligante que contiene bitumen, en particular al exponerse a condiciones meteorológicas. El ligante envejecido también es altamente viscoso. Por consiguiente, el pavimento de asfalto recuperado tiene propiedades diferentes que el asfalto virgen y debe procesarse de tal manera que las propiedades del ligante envejecido no afecten el rendimiento a largo plazo.

Para reducir o retardar el impacto del envejecimiento del asfalto sobre el rendimiento a largo plazo de las mezclas, se han investigado numerosos materiales. Por ejemplo, se comercializan rejuvenecedores con el objetivo establecido de revertir el envejecimiento que se ha producido en materias primas recicladas, como pavimento de asfalto recuperado (RAP, por sus siglas en inglés) y/o tejas asfálticas recuperadas (RAS, por sus siglas en inglés). Es poco probable que el rejuvenecimiento del asfalto pueda ocurrir realmente y el escenario más probable es que estos aditivos puedan servir como agentes de reblandecimiento para los ligantes vírgenes empleados en mezclas que contienen RAP y/o RAS. En algunos casos, el 10 % o más en peso de estos agentes de reblandecimiento se agregan al ligante virgen cuando se producen tales mezclas.

El envejecimiento puede evaluarse mediante la medición de ATc, la diferencia entre la temperatura crítica de rigidez y la temperatura crítica de fluencia después del envejecimiento. El uso de agentes de reblandecimiento puede producir una mezcla con propiedades de ligante recuperadas que tienen valores aceptables de ATc después de un envejecimiento de la mezcla prolongado, pero estas propiedades de ligante aceptables después del envejecimiento tienen el coste de producir una mezcla que puede ser bastante baja en rigidez durante la vida inicial del pavimento.

Sumario

Se dan a conocer composiciones y métodos que pueden retardar, reducir o mejorar de otro modo los efectos del envejecimiento en asfalto reciclado o regenerado para preservar o mantener algunas o todas las propiedades del ligante asfáltico virgen originales.

En una realización, la presente divulgación proporciona un método para retardar el envejecimiento de o restaurar el ligante asfáltico envejecido que comprende:

agregar una mezcla de esterol puro:esterol crudo a una composición de ligante asfáltico, en el que la composición de ligante asfáltico comprende un ligante asfáltico virgen, ligante asfáltico envejecido o ambos, y en el que la mezcla de esterol comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.

En una realización, la presente divulgación proporciona un método para volver a usar asfalto envejecido para la producción de pavimento de ligante asfáltico, que comprende agregar una mezcla de esterol puro:esterol crudo a una composición de ligante asfáltico, en el que la composición de ligante asfáltico comprende un ligante asfáltico virgen, ligante asfáltico envejecido o ambos, y en el que la mezcla de esterol comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.

En otra realización, la presente divulgación proporciona una composición de pavimentación de ligante asfáltico que comprende ligante asfáltico virgen, ligante asfáltico envejecido, o ambos y una mezcla de esterol puro:esterol crudo, en el que la mezcla de esterol comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.

En aún otras realizaciones, la presente divulgación proporciona un método para restaurar el ligante asfáltico envejecido que comprende agregar una mezcla de esterol puro:esterol crudo a un ligante asfáltico recuperado, en el que la mezcla de esterol comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 representa una estructura de esterol vegetal representativa, por ejemplo, beta-sitosterol.

La figura 2 es una representación gráfica que muestra los resultados de temperatura de fluencia y rigidez para mezclas de residuos de aceite de motor refinados de nuevo (REOB, por sus siglas en inglés) con esteróles.

La figura 3 muestra esteroles vegetales a modo de ejemplo.

La figura 4 es una representación gráfica que muestra rigidez, temperaturas críticas de valor de m y ATc para PG 64 22 con 8 % de REOB y 10 % de mezclas de brea de aceite de resina y esterol en concentraciones variables.

La figura 5 es una representación gráfica que compara ATc para PG 64-22 8 % de REOB tres niveles de esterol puro con PG 64-22 8 % de REOB.

Descripción detallada

Las composiciones de asfalto dadas a conocer contienen mezclas de esteroles antienvejecimiento (es decir, que reducen el envejecimiento o retardan el envejecimiento) que ayudan en la conservación, el reciclado y la reutilización de composiciones de asfalto. Las composiciones de asfalto preferiblemente están libres de composiciones orgánicas cíclicas que contienen ésteres o mezclas de ésteres. Las composiciones descritas tienen un valor particular para la renovación del asfalto recuperado, especialmente agentes de reblandecimiento que contienen asfalto, tales como aceites de motor de desecho.

Las composiciones de asfalto dadas a conocer proporcionan ligantes asfálticos reciclados que pueden tener características físicas y reológicas mejoradas, tales como rigidez, intervalo de temperatura eficaz y propiedades de baja temperatura. Algunas realizaciones proporcionan el uso de ligante extraído a partir del pavimento de asfalto reciclado, tejas asfálticas reciclado o ambas en mezclas de asfalto. Algunas realizaciones proporcionan la agregación de una mezcla de esteroles para minimizar los posibles efectos perjudiciales de baja temperatura de asfalto reciclado, al tiempo que permite una mayor rigidez a altas temperaturas.

Los títulos se proporcionan en el presente documento únicamente para facilitar la lectura y no deben interpretarse como limitantes.

Abreviaturas, siglas y definiciones

“Ligante asfáltico envejecido” se refiere a asfalto o ligante que está presente o se recupera de asfalto recuperado. El ligante envejecido tiene una alta viscosidad en comparación con la de asfalto virgen o bitumen virgen como resultado del envejecimiento y la exposición a las condiciones meteorológicas exteriores. El término “ligante envejecido” también se refiere a asfalto virgen o ligante virgen que se ha envejecido usando los métodos de ensayo de envejecimiento de laboratorio descritos en el presente documento (por ejemplo, RTFO y PAV). “Ligante envejecido” también puede referirse a ligantes vírgenes duros, de baja calidad o fuera de especificación que podrían beneficiarse de la agregación de la mezcla dada a conocer, particularmente ligantes vírgenes que tienen un punto de reblandecimiento de anillo y bola superior a 65°C mediante la norma EN 1427 y un valor de penetración a 25°C mediante la norma EN 1426 menor o igual a 12 dmm.

“Agregado” y “agregado de construcción” se refieren a material mineral particulado tal como piedra caliza, granito, roca ígnea, grava, arena de grava triturada, piedra triturada, roca triturada y escoria útil en aplicaciones de pavimentación y pavimento.

“Ligante asfáltico” se refiere a un material ligante que incluye bitumen y, opcionalmente, otros componentes que es adecuado para mezclar con el agregado para hacer una mezcla de pavimentación. Dependiendo del uso local, el término “bitumen” puede usarse de manera intercambiable con o en lugar del término “asfalto” o “ligante”.

“Pavimento de asfalto” se refiere a una mezcla compactada de asfalto y agregado.

“Mezcla de pavimentación de asfalto”, “mezcla de asfalto” y '“mezcla” se refieren a una mezcla no compactada de asfalto y agregado. Dependiendo del uso local, los términos “mezcla de bitumen” o '“mezcla bituminosa” pueden usarse de manera intercambiable con o en lugar de los términos “mezcla de pavimentación de asfalto”, “mezcla de asfalto” o “mezcla”.

“Bitumen” se refiere a una clase de sustancias cementosas negras o de color oscuro (sólidas, semisólidas o viscosas), naturales manufacturadas, compuestas principalmente por hidrocarburos de alto peso molecular, de los cuales son típicos los asfaltos, alquitranes, breas y asfaltenos.

“Crudo” cuando se usa con respecto a un material que contiene un esterol o mezcla de esteroles significa esterol que no se ha refinado completamente y puede contener componentes además de esterol.

Los ligantes “puros” “vírgenes” son ligantes que aún no han usado en o no se reciclan a partir de pavimento de asfalto o tejas asfálticas, y pueden incluir ligantes de grado de rendimiento.

“PAV” se refiere a un ensayo de recipientes de envejecimiento presurizados. El ensayo de PAV simula el envejecimiento acelerado de asfalto usando un recipiente de envejecimiento presurizado como se describe en la norma ASTM D6521-13, practica estándar para el envejecimiento acelerado de ligante asfáltico usando un recipiente de envejecimiento presurizado (PAV).

“Puro” cuando se usa con respecto a un esterol o mezcla de esteroles significa tener al menos un grado de pureza técnico o al menos un grado de pureza reactivo.

“Asfalto recuperado” y “asfalto reciclado” se refieren a RAP, RAS y asfalto recuperado de pavimentos antiguos, desechos de fabricación de tejas, fieltro para techos y otros productos o aplicaciones.

“Pavimento de asfalto recuperado” y “RAP” se refieren al asfalto que se ha retirado o excavado de una carretera o pavimento usado previamente u otra estructura similar, y que se ha procesado para volver a utilizarse por cualquiera de una variedad de métodos conocidos, incluyendo molienda, rasgado, rotura, trituración o pulverización.

“Tejas asfálticas recuperadas” y “RAS” se refieren a tejas de fuentes que incluyen desprendimiento del techo, tejas asfálticas de desechos de fabricación y desechos después del consumo.

“RTFO” se refiere a un ensayo de horno de película delgada rodante. Este es un ensayo usado para simular el envejecimiento a corto plazo de ligantes asfálticos como se describe en la norma ASTM D2872-12e1, método de ensayo estándar para el efecto del calor y el aire en una película en movimiento de asfalto (ensayo de horno de película delgada rodante).

“Agente de reblandecimiento” se refiere a los aditivos que simplifican (o facilitan) la mezcla e incorporación de un asfalto reciclado en bitumen fresco o en una mezcla de asfalto, durante un proceso de producción de mezcla de asfalto.

“Mezcla de esteroles” se refiere a una composición, mezcla o mezcla de esteroles puros y esteroles crudos que pueden combinarse con un ligante envejecido (por ejemplo, asfalto reciclado o recuperado) para retardar la velocidad de envejecimiento del ligante asfáltico, o para restaurar o renovar el ligante envejecido para proporcionar algunas o todas las propiedades originales del asfalto virgen o ligante virgen.

“ATc” se refiere a la diferencia entre la temperatura crítica de rigidez y la temperatura crítica de fluencia. La temperatura crítica de rigidez es la temperatura a la que un ligante sometido a ensayo según la norma ASTM D6648 tiene un valor de rigidez de fluencia a la flexión de 300 MPa y la temperatura crítica de fluencia es la temperatura a la que tiene la pendiente de la rigidez de fluencia a flexión frente al tiempo de fluencia según la norma ASTM D6648 tiene un valor absoluto de 0,300. Alternativamente, las temperaturas críticas de fluencia y rigidez pueden determinarse a partir de un ensayo de reómetro de corte dinámico (DSR) de 4 mm y procedimientos de análisis descritos por Sui, C., Farrar, M., Tuminello, W., Turner, T., A New Technique for Measuring low-temperature Properties of Asphalt Binders with Small Amounts of Material, Transportation Research Record: n° 1681, TRB 2010. Véase también el documento de Sui, C., Farrar, M. J., Harnsberger, P. M., Tuminello, W.H., Turner, T. F., NewLow Temperature Performance Grading Method Using 4 mm Parallel Plates on a Dynamic Shear Rheometer. TRB Preprint c D, 2011, donde la temperatura crítica de rigidez es la temperatura cuando el módulo de relajación es igual a 143 MPa y la temperatura crítica de fluencia es cuando el valor absoluto de la pendiente de la curva maestra del módulo de relajación frente al tiempo de relajación es igual a 0,275.

Todos los pesos, partes y porcentajes se basan en el peso, a menos que se especifique de otra manera.

Ligantes

Las actuales prácticas de pavimentación bituminosa implican el uso de altos porcentajes de RAP y/o RAS como componentes en las mezclas bituminosas que se están pavimentando. Normalmente, las concentraciones de RAP pueden ser tan altas como el 50 % y las concentraciones de RAS pueden ser tan altas como el 6 % en peso de la mezcla de pavimentación. El contenido de bitumen típico de RAP está en el intervalo de 5-6 % en peso y el contenido de bitumen típico de RAS está en el intervalo de 20-25 % en peso. Por consiguiente, una mezcla bituminosa que contiene un 50 % en peso de RAP contendrá de 2,5 % a 3 % de bitumen de RAP contribuido a la mezcla bituminosa final y una mezcla bituminosa que contiene un 6 % de RAS en peso contendrá de 1,2 % a 1,5 % de bitumen de RAS contribuida a la mezcla bituminosa final. En muchos casos, RAP y/o RAS se combinan en mezclas bituminosas; por ejemplo, de 20 % a 30 % de RAP y de 5 % a 6 % de RAS pueden incorporarse en una mezcla bituminosa. Basándose en el contenido típico de ligante asfáltico de RAP y/o RAS, los ligantes asfálticos que contienen de 20 % a 30 % de RAP y de 5 % a 6 % de RAS pueden dar como resultado que el 2 % de ligante provenga de la combinación de RAP y RAS hasta un 3,3 % de ligante que se deriva de la combinación de RAP y de RAS. Puesto que una mezcla de pavimentación bituminosa típica contendrá aproximadamente un 5,5 % de bitumen total, puede haber de aproximadamente un 36 % a un 60 % del bitumen total en la mezcla bituminosa a partir de estas fuentes recicladas.

Las características del bitumen en estas fuentes recuperadas en relación con los ligantes vírgenes usados en mezclas bituminosas se muestran en la tabla 1. Para determinar el parámetro ATc, un procedimiento de ensayo de reómetro de corte dinámico (DSR) de 4 mm y se empleó una metodología de análisis de datos del Western Research Institute (véase el documento de Sui, C., Farrar, M., Tuminello, W., Turner, T., A New Technique for Measuringlow-temperature Properties of Asphalt Binders with Small Amounts of Material, Transportation Research Record: n° 1681, TRB 2010. Véase también el documento de Sui, C., Farrar, M. J., Harnsberger, P. M., Tuminello, W.H., Turner, T. F., New Low Temperature Performance Grading Method Using 4 mm Parallel Plates on a Dynamic Shear Rheometer. TRB Preprint CD, 2011.

Tabla 1

La tabla 2 muestra las propiedades de alta y baja temperatura de mezclas producidas con ligantes vírgenes y bitumen recuperado de tejas de desechos después del consumo después de diferentes periodos de envejecimiento. En la tabla 2 también se muestran las propiedades de alta y baja temperatura de mezclas que contienen RAP y/o RAS. Algunas de estas mezclas han experimentado envejecimiento en laboratorio y algunas son de núcleo de campo.

Tabla 2

Las tablas 1 y 2 muestran el impacto de incorporar altos niveles de reemplazo de ligante de materiales reciclados, especialmente los derivados de tejas de desechos después del consumo. Los datos demuestran la conveniencia de incorporar aditivos en el bitumen y mezclas bituminosas para mitigar el impacto del bitumen a partir de estos componentes reciclados y retardar el envejecimiento oxidativo adicional del bitumen total en la mezcla final. Las últimas tres filas de la tabla 2 muestran que cuanto más lejos de la interfaz de aire-mezcla, menor es el impacto sobre el parámetro ATc. Este parámetro puede usarse para evaluar el impacto del envejecimiento sobre propiedades de ligante y más específicamente el impacto del envejecimiento sobre las propiedades de relajación del ligante; la propiedad de relajación se caracteriza por la propiedad denominada “grado de fluencia a baja temperatura”.

La investigación publicada en 2011 mostró, con base en los datos del ligante recuperado a partir de los núcleos de campo, que ATc podría usarse para identificar cuando un pavimento alcanzó un punto en el que existía un peligro de agrietamiento de mezcla no relacionada con la carga y también cuando el límite de fallo potencial se había alcanzado. En esa investigación, los autores restaron la temperatura de rigidez crítica de la temperatura de fluencia o m crítica y, por lo tanto, los ligantes con propiedades de rendimiento deficiente habían calculado valores de ATc que fueron positivos. Desde 2011, los investigadores de la industria han acordado revertir el orden de resta y, por lo tanto, cuando la temperatura de m crítica se resta de los ligantes de temperatura crítica que muestran propiedades de bajo rendimiento, se calculan los valores de ATc que son negativos. La industria en general acordó que, al tener ligantes de bajo rendimiento, se volverían más negativos a medida que el rendimiento disminuya, lo cual parecía más intuitivo. Por lo tanto, actualmente en la industria y como se usa en la solicitud, un valor límite de advertencia ATc es -3°C y un valor de fallo potencial es -5°C. En otras palabras, -5°C es más negativo que -3°C y, por lo tanto, un valor de ATc de -5°C es peor que un valor de ATc de -3°C.

Los informes en dos reuniones del Grupo de Trabajo de Expertos de la Administración Federal de Carreteras han mostrado una correlación entre los valores de ATc de ligantes recuperados de los proyectos de ensayo de campo y la severidad de los problemas del pavimento relacionados con el agrietamiento por fatiga. Además, se ha demostrado que cuando los ligantes usados para construir estos proyectos de ensayo de campo se sometieron a 40 horas de envejecimiento de PAV, los valores de ATc mostraron una correlación con los problemas del pavimento relacionados con el agrietamiento por fatiga, especialmente el agrietamiento por fatiga de arriba hacia abajo, que generalmente se considera como resultado de la pérdida de la relajación de ligante en la superficie de la mezcla bituminosa.

Por lo tanto, es deseable obtener mezclas bituminosas con materiales de bitumen que tengan una susceptibilidad reducida al desarrollo de valores de ATc excesivamente negativos.

Los datos en la tabla 1 muestran que ligantes vírgenes típicos producidos en las refinerías pueden mantener un ATc de más de -3°C después de 40 horas de envejecimiento de PAV. Además, los datos en la tabla 1 muestran que el ligante recuperado a partir de RAP puede tener valores de ATc de menos de -4°C, y que se debe evaluar el impacto de altos niveles de RAP en nuevas mezclas bituminosas. Además, los valores extremadamente negativos de ATc para ligantes recuperados de RAS requieren un examen adicional en cuanto al impacto global de la incorporación de RAS en mezclas bituminosas.

La tabla 2 muestra que es posible envejecer mezclas bituminosas bajo envejecimiento en laboratorio seguido de recuperación del ligante a partir de las mezclas y la determinación del ATc de ligante recuperado. El protocolo de envejecimiento a largo plazo para mezclas bituminosas en AASHTO R30 especifica el envejecimiento de mezcla compactada durante cinco días a 85°C. Algunos estudios de investigación han extendido el tiempo de envejecimiento a diez días para investigar el impacto de un envejecimiento más severo. Recientemente, el envejecimiento pierde mezclas bituminosas a 135°C durante 12 y 24 horas y en algunos casos durante periodos de tiempo aún mayores se han presentado como alternativas al envejecimiento de mezcla compactada. El objetivo de estos protocolos de envejecimiento es producir un envejecimiento rápido de ligante similar al envejecimiento en el campo representativo de más de cinco años en servicio y más deseablemente de ocho a 10 años en servicio. Por ejemplo, se ha mostrado para mezclas en servicio durante aproximadamente ocho años que el ATc del asfalto recuperado o reciclado de la parte superior de media pulgada (1,27 cm) de pavimento fue más severo que el envejecimiento de 12 horas a 135°C, pero menos severo que el envejecimiento de 24 horas a 135°C.

Los datos en las dos primeras filas de la tabla 2 muestran por qué es importante el envejecimiento a largo plazo de mezclas que contienen productos reciclados. El ligante recuperado a partir de la mezcla no envejecida (fila 1) exhibió un ATc de -1,7°C, mientras que el ligante recuperado a partir de la mezcla envejecida de 5 días exhibió un ATc de -4,6°C.

Mezclas de esterol puro:esterol crudo

Las mezclas de esteroles dadas a conocer (esterol puro:esterol crudo) pueden alterar (por ejemplo, reducir o retardar) la velocidad de envejecimiento de ligante asfáltico, o pueden restaurar o renovar un ligante envejecido o reciclado para proporcionar algunas o todas las propiedades de un ligante asfáltico virgen. Por ejemplo, las mezclas de esteroles pueden alterar o mejorar características físicas y reológicas, como la rigidez, el intervalo de temperatura efectiva y propiedades de baja temperatura del ligante asfáltico.

En algunas realizaciones, la mezcla de esteroles pertenece a la clase de triterpenoides, y en particular a esteroles o estanoles. Las mezclas dadas a conocer (por ejemplo, triterpenoides) pueden funcionar eficazmente con asfaltenos. Los asfaltenos incluyen sistemas de anillos condensados extensos con cierto nivel de insaturación. El contenido de asfaltenos en ligantes típicos puede variar desde menos del 10 % hasta más del 20 %. Los asfaltenos se describen típicamente como materiales que son insolubles en n-heptano. Se desconoce una estructura exacta y, basándose en el comportamiento de rendimiento de diferentes ligantes, es poco probable que la estructura de asfaltenos en cualquiera de dos ligantes sea la misma, especialmente los de fuentes de crudo diferentes. Los asfaltenos le dan a un ligante su color y rigidez y aumentan en contenido a medida que el ligante envejece. Por consiguiente, la adición de RAP y/o RAS provoca que el contenido de asfaltenos aumente. El aumento del contenido de asfaltenos junto con otros productos de oxidación, como carbonilos y sulfóxidos, son responsables de la rigidez de mezclas bituminosas y de su fallo final. Por su propia naturaleza química, los asfaltenos no son fácilmente solubles en productos químicos alifáticos. Los hidrocarburos aromáticos disolverán fácilmente los asfaltenos y los aceites de procesos aromáticos se han usado en mezclas recicladas. Sin embargo, estos aceites pueden contener compuestos aromáticos polinucleares que incluyen carcinógenos potenciales catalogados y, por lo tanto, no son aditivos deseables. La mayoría de los aceites de origen vegetal son hidrocarburos de cadena lineal o ramificada con cierto nivel de insaturación y, por lo tanto, no son tan efectivos al retardar el envejecimiento como lo son para reblandecer los ligantes en general en una mezcla.

Los triterpenoides son un grupo importante de productos naturales vegetales que incluyen esteroles, saponinas triterpénicas y estructuras relacionadas. Los triterpenoides pueden ser de origen natural o sintético. Típicamente se obtienen por extracción a partir de material vegetal. Los procesos de extracción para el aislamiento de triterpenoides se describen, por ejemplo en las solicitudes internacionales WO 01/72315 A1 y WO 2004/016336 A1, cuyas divulgaciones se incorporan cada una en el presente documento por referencia en su totalidad.

Los triterpenoides incluyen esteroles vegetales y estanoles vegetales. Los triterpenoides dados a conocer se refieren a las formas no esterificadas de cualquiera de los esteróles vegetales mencionados en el presente documento.

Los esteroles vegetales puros a modo de ejemplo incluyen campesterol, estigasterol, estigmasterol, p-sitosterol, A5-avenosterol, A 7-estigasterol, A 7-avenosterol, brassicasterol o mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, la mezcla de esteroles contiene p -sitosterol como el esterol puro. En otras realizaciones, la mezcla de esteroles contiene una mezcla de esteroles puros. Los esteroles puros disponibles comercialmente y mezclas de esteroles puros incluyen aquellos disponibles de MP Biomedicals (número de catálogo 02102886) denominado beta-sitosterol (beta-sitosterol ~40-60 %; campesterol ~20-40 %; estigmasterol ~5 %). En algunas realizaciones, un esterol puro puede tener al menos 70 % en peso de esteroles, y en algunas realizaciones pueden tener al menos 80 % en peso, al menos 85 % en peso o al menos 95 % en peso de esteroles.

Esteroles crudos vegetales a modo de ejemplo incluyen productos naturales modificados o no modificados que contienen cantidades significativas de esteroles, que incluyen tales diversas fuentes vegetales como aceite de maíz, aceite de germen de trigo, raíz de zarzaparrilla, brea de soja y brea de aceite de maíz. Por ejemplo, la brea de aceite de resina se obtiene durante el proceso de preparación de papel a partir de madera, particularmente madera de pino. La brea de aceite de resina es un material extremadamente complejo que puede contener colofonias, ácidos grasos, productos de oxidación y materiales esterificados, una fracción apreciable de los cuales son ésteres de esterol. Las fuentes vegetales de esteroles crudos son baratas, ya que son las bases o restos que quedan de varios procesos de fabricación.

En algunas realizaciones, las fuentes de esterol crudo incluyen estigmasterol, p-sitosterol, campesterol, ergosterol, brassicasterol, colesterol y lanosterol o mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, las fuentes de esterol crudo incluyen aceite de soja, aceite de maíz, aceite de salvado de arroz, aceite de cacahuate, aceite de semilla de girasol, aceite de cartamo, aceite de semilla de algodón, aceite de colza, aceite de semilla de café, aceite de germen de trigo, aceite de resina y grasa de lana. En algunas realizaciones, el esterol crudo incluye una fuente bio-derivada o un residuo parcialmente destilado de la fuente bio-derivada. En algunas realizaciones, la fuente de esterol crudo incluye brea de aceite de resina, aceite de soja o aceite de maíz.

Cualquiera de los restos de aceite o brea de las fuentes vegetales dadas a conocer son fuentes adecuadas de esterol crudo. La patente estadounidense n.° 2.715.638, del 16 de agosto de 1955, por Albrecht, da a conocer un proceso para recuperar esteroles a partir de la brea de aceite de resina mediante el cual las impurezas de ácidos grasos se retiran mediante un proceso de neutralización. Después de esto, los ésteres de esterol se saponifican; los esteroles libres se recuperan entonces y se lavan con isopropanol y se secan. Si se purifican suficientemente, los esteroles libres recuperados pueden usarse como esteroles puros en lugar de como esteroles crudos en las mezclas de esterol puro:esterol crudo dadas a conocer.

Los esteroles crudos se obtienen preferiblemente a partir de fuentes vegetales. El esterol crudo puede incluir componentes además del esterol o esteroles deseados. Las fuentes vegetales a modo de ejemplo para esteroles crudos incluyen brea de aceite de resina, aceite de resina crudo, aceite de caña de azúcar, espumas de pozos calientes, brea de semilla de algodón, brea de soja, brea de aceite de maíz, aceite de germen de trigo o aceite de germen de centeno. En algunas realizaciones, la brea de aceite de resina es una fuente del esterol crudo. La brea de aceite de resina puede incluir aproximadamente de 30 a 40 % de moléculas no saponificables. Los no saponificables son moléculas que no reaccionan con hidróxidos alcalinos. Los ácidos grasos y de colofonia que permanecen en la brea de aceite de resina reaccionan fácilmente con los hidróxidos de potasio o sodio y, por lo tanto, los no saponificables pueden separarse fácilmente. Se ha mostrado que el 45 % de la fracción no saponificable puede incluir sitosteroles. Por lo tanto, una muestra de brea de aceite de resina puede contener aproximadamente de un 13,5 % a un 18 % de moléculas de esterol en peso. En algunas realizaciones, el esterol crudo puede tener menos de una grado de pureza alimentario (por ejemplo, menos del 85 % en peso de esteroles) o que contiene más del 85 % en peso de esteroles, pero también que contienen impurezas o contaminantes que hacen que el material no sea adecuado para su uso en alimentos.

En algunas realizaciones, el esterol crudo puede derivarse de animales tales como colesterol.

La mezcla de esterol puro:esterol crudo agregada a la composición de asfalto puede oscilar, por ejemplo, entre aproximadamente el 0,5 y aproximadamente el 15 % en peso, o aproximadamente del 1 y aproximadamente el 10 % en peso, aproximadamente el 1 y aproximadamente el 3 % en peso de ligante virgen en una composición de asfalto. Las mezclas de esteroles pueden incluir en algunas realizaciones una proporción de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo. Las mezclas de esteroles pueden incluir en algunas realizaciones por los menos una proporción de 20:80, 30:70 o 40:60 de esterol puro con respecto a esterol crudo, y en algunas realizaciones pueden incluir menos de una proporción de 80:20, 70:30 o 60:40 de esterol puro con respecto a esterol crudo.

En algunas realizaciones, la mezcla de esterol puro:esterol crudo puede alterar, reducir o retardar la degradación de las propiedades reológicas en ligantes que contienen materiales bituminosos reciclados que incluyen agentes de reblandecimiento como RAS, RAP, REOB, parafina virgen o aceites a base de nafténicos, aceites de drenaje de residuos sin tratar o no refinados de nuevo o materiales de aceite de motor de desecho, extensores de asfalto de torre de vacío, aceites de procesamiento parafínicos o nafténicos o aceites de base de lubricación. En algunas realizaciones, la mezcla de esteróles cuando se usa en un asfalto o pavimento de asfalto mantiene un valor de ATc mayor o igual a -5°C a medida que el asfalto o pavimento de asfalto envejece.

En algunas realizaciones, las mezclas de esterol puro:esterol crudo pueden proporcionar una composición de ligante asfáltico con un ATc de más de o igual a -5,0°C. En algunas realizaciones, las mezclas de esteroles pueden proporcionar un ligante asfáltico con un ATc de más de o igual a -5,0°C después de 40 horas de envejecimiento PAV. En aún otras realizaciones, la mezcla de esteroles dada a conocer puede proporcionar un ligante asfáltico con un valor de ATc menos negativo y un valor de R reducido después del envejecimiento, cuando se compara con un ligante asfáltico de antigüedad similar sin la mezcla de esteroles.

Agentes de reblandecimiento y otros aditivos

Agentes de reblandecimiento que pueden usarse en ligantes incluyen aceite de motor de desecho y el aceite de motor de desecho que pueden procesarse adicionalmente para proporcionar REOB. REOB es un aditivo de reblandecimiento de bajo coste y un extensor de asfalto obtenido a partir del material residual que queda después de la destilación del aceite de motor de desecho o bien en vacío o bien en condiciones de presión atmosférica. La fracción destilada del proceso de rerrefinación se procesa de nuevo en aceite lubricante nuevo para vehículos, pero los residuos no tienen un mercado disponible debido a la presencia de metales y otros particulados de los motores de combustión interna. Estos residuos también contienen hidrocarburos parafínicos y aditivos incorporados en el aceite lubricante original. Durante muchos años, algunas empresas usaron REOB como extensor de asfalto, pero el uso fue localizado.

Se están produciendo y vendiéndose mayores cantidades de aceites de motor de desecho como REOB en el mercado de ligantes asfálticos. El uso de REOB puede proporcionar mezclas que, cuando envejecen, tienen valores de ATc de -4°C o menos, con el consiguiente bajo rendimiento en pavimentos. Cuando se agregan REOB a algunos asfaltos en niveles tan bajos como 5 % en peso, el ATc resultante después de envejecimiento de PAV de 40 h puede ser de -5°C o inferior (es decir, más negativo). Los ligantes recuperados a partir de las mezclas de campo mostraron contener REOB por medio de ensayos de metales han mostrado un mayor problema que las mezclas de campo de la misma antigüedad y el mismo agregado y pavimentados al mismo tiempo pero que no contienen REOB.

Las mezclas de esterol puro:esterol crudo dadas a conocer pueden mitigar el impacto de los aceites de motor de desecho (por ejemplo, REOB) en ATc (según se evalúa, por ejemplo, usando PAV de 40 h) y renovar o retardar la velocidad de envejecimiento del asfalto reciclado.

La mezcla de esteroles dada a conocer también puede usarse para mitigar el impacto de otros agentes de reblandecimiento. Estos otros agentes de reblandecimiento incluyen aceites lubricantes sintéticos o vírgenes (como el aceite sintético MOBIL™ 1 de ExxonMobil Corp. y el aceite HAVOLINE™ 10W40 de Chevron USA Inc.), aceites a base de parafina virgen o nafténicos, aceites de drenaje de desecho no tratados o no rerrefinados o materiales de aceite de motor de desecho, extensores de asfalto de torre de vacío (la fracción no destilable a partir del rerrefinado de aceite de motor usado) y aceites de proceso parafínico o nafténico.

La composición de asfalto puede contener otros componentes además de la mezcla de esteroles dada a conocer. Tales otros componentes pueden incluir elastómeros, ligantes no bituminosos, promotores de adhesión, agentes de reblandecimiento, agentes de rejuvenecimiento y otros componentes adecuados.

Elastómeros útiles incluyen, por ejemplo, copolímeros de etilvinilacetato, polibutadienos, copolímeros de etilenopropileno, terpolímeros de etileno-propileno-dieno, terpolímeros de etileno reactivos (por ejemplo, ELVALOY™), copolímeros en bloque de butadieno-estireno, terpolímeros en bloque de estireno-butadieno-estireno (SBS), copolímeros en bloque de isopreno-estireno y terpolímeros en bloque de estireno-isopreno-estireno (SIS), polímeros de cloropreno (por ejemplo, neoprenos) y similares. Aditivos de elastómeros curados pueden incluir materiales de caucho de neumáticos molidos.

Agentes de rejuvenecimiento convencionales se clasifican en tipos tales como RA-1, RA-5, RA-25 y RA-75 como se define en ASTm D4552. Los agentes de rejuvenecimiento para su uso en las composiciones de asfalto dadas a conocer pueden, por ejemplo, parecerse a la fracción de malteno del asfalto, tal como un agente rejuvenecedor de RA-1, un agente rejuvenecedor de RA-5, o mezclas de los mismos. Los agentes de rejuvenecimiento a modo de ejemplo están disponibles de Holly Frontier bajo sus aceites de asfalto de marca HYDROLENE™, de American Refining Group, Inc. bajo su marca KENDEX™ o de Tricor Refining, LLC bajo su marca RECLAMITE™ de Golden Bear Preservation Products. Los aceites de asfalto que cumplen con la norma ASTM D4552 y están clasificados como RA-1 son adecuados para los asfaltos más duros, como el PG 64. Los aceites RA-5, RA-25 y RA-75 también pueden usarse con los asfaltos de menor viscosidad, como el PG 52. Los agentes de rejuvenecimiento también pueden incluir agentes de reciclaje que son ricos en aromáticos y resinas, con pequeñas cantidades de saturados.

Las composiciones de asfalto dadas a conocer pueden caracterizarse de acuerdo con muchos ensayos estándar, tales como los enumerados en las especificaciones de la norma ASTM y métodos de ensayo aplicables. Por ejemplo, las composiciones descritas pueden caracterizarse usando ensayos reológicos (es decir, reómetro de corte dinámico, viscosidad rotacional y haz de flexión).

A bajas temperaturas (por ejemplo, -10°C), las superficies de las carreteras necesitan resistencia al agrietamiento. Bajo condiciones ambientales, las propiedades de rigidez y fatiga son importantes. A temperaturas elevadas, las carreteras deben resistir la formación de surcos cuando el asfalto se vuelve demasiado blando. La industria del asfalto ha establecido criterios para identificar las propiedades reológicas de un ligante que se correlacionan con el rendimiento probable de la superficie de la carretera pavimentada en los tres conjuntos comunes de condiciones de temperatura.

En una realización, el ligante incluye una mezcla de ligantes. En determinadas realizaciones, la mezcla de ligantes incluye ligante virgen y ligante extraído de asfalto recuperado. Por ejemplo, el ligante extraído del material de RAS puede extraerse de los desechos de tejas asfálticas del fabricante, de los desechos de tejas asfálticas del consumidor o de una mezcla de ligantes extraídos de los desechos de tejas asfálticas del fabricante y del consumidor. En algunas realizaciones, una mezcla de ligantes puede incluir ligante virgen y ligante reciclado. El ligante virgen puede ser de aproximadamente 60 % en peso a aproximadamente 95 % en peso de la mezcla de ligantes y de aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 100 % en peso de asfalto recuperado tal como RAS. En determinadas realizaciones, la mezcla de ligantes puede incluir la adición de una mezcla de esteroles de aproximadamente 0,5 % en peso a aproximadamente 15,0 % en peso del asfalto virgen. En algunas realizaciones, la mezcla de ligantes puede incluir la adición de aproximadamente 0,2 % en peso a aproximadamente 1,0 % en peso de mezcla de esterol puro:esterol crudo. Se ha mostrado que la mezcla de esteroles mejora las propiedades de alta y baja temperatura y la clasificación de PG para ambos extremos de baja y alta temperatura de las mezclas de ligantes asfálticos que contienen RAS.

La composición de ligante asfáltico puede prepararse mezclando o combinando la mezcla de esterol puro:esterol crudo con el ligante virgen para formar una mezcla o combinación bituminosa. La mezcla o combinación bituminosa puede agregarse al asfalto reciclado (por ejemplo, RAS y/o RAP) y al agregado. Un experto en la técnica reconocerá que es posible cualquier secuencia de adición y mezcla de componentes.

Pueden prepararse composiciones de asfalto aplicando convección mecánica o térmica. En un aspecto, un método de preparación de una composición de asfalto implica mezclar o combinar una mezcla de esterol puro:esterol crudo con asfalto virgen a una temperatura de aproximadamente 100°C a aproximadamente 250°C. En algunas realizaciones, la mezcla de esterol se mezcla con el asfalto virgen a una temperatura de aproximadamente 125°C a aproximadamente 175°C, o de 180°C a 205°C. En algunas realizaciones, la composición de asfalto se mezcla con asfalto, mezcla de esteroles y agente de reblandecimiento. En aún otras realizaciones, la composición de asfalto se mezcla con asfalto, RAS, mezcla de esteroles y agregado.

Para determinar el parámetro ATc, se empleó un procedimiento de ensayo de DSR de 4 mm y una metodología de análisis de datos del Western Research Institute como se indicó anteriormente. El procedimiento y la metodología de ensayo de DSR también se dan a conocer en la solicitud internacional n.° PCT US16/37077 presentada el 10 de junio de 2016 y en el documento PCT/US2016/064950 presentada el 5 de diciembre de 2016 y el documento PCT/US2016/064961 presentada el 5 de diciembre de 2016, cada una de las cuales se incorpora aquí como referencia en su totalidad.

El parámetro de ATc también puede determinarse usando un procedimiento de ensayo de reómetro de haz de flexión (BBR) basado en la norma AASHTO T313 o ASTM D6648. Es importante que cuando se usa el procedimiento de ensayo de BBR, el ensayo se realice a un número suficiente de temperaturas, de modo que los resultados para los criterios de fallo de rigidez de 300 MPa y los criterios de fallo de fluencia o valor de m de 0,300 se obtienen con un resultado que está por debajo de los criterios de fallo y un resultado que está por encima de los criterios de fallo. En algunos casos, para ligantes con valores de ATc inferiores a -5°C, esto puede requerir realizar el ensayo de BBR a tres o más temperaturas de ensayo. Los valores de ATc calculados a partir de los datos cuando no se cumplen los requisitos de los criterios de BBR mencionados anteriormente pueden no ser precisos.

Características de superficie de pavimento y los cambios en ellas pueden mostrarse en una composición de asfalto. Estas características de superficie pueden determinarse usando microscopía de fuerza atómica (AFM). AFM se describe, por ejemplo, en el documento de R. M. Overney, E. Meyer, J. Frommer, D. Brodbeck, R. Lüthi, L. Howald, H.-J. Güntherodt, M. Fujihira, H. Takano, y Y. Gotoh, “ Friction Measurements on Phase-Separated Thin Films with a Modified Atomic Force Microscope", Nature, 1992, 359, 133-135; E. zer Muhlen y H. Niehus, “Introduction to Atomic Force Microscopy and its Application to the Study of Lipid Nanopartides”, Capítulo 7 en Particle and Surface Characterization Methods, R. H. Muller y W. Mehnert Eds, Medpharm Scientific Pub, Stuttgart, 1997; y en el documento de H. Takano, J.R. Kenseth, S.-S. Wong, J.C. O'Brien, M.D. Porter, “ Chemical and Biochemical Analysis Using Scanning Force Microscopy’, Chemical Reviews 1999, 99, 2845-2890.

La AFM es un tipo de microscopía de barrido que proporciona imágenes tridimensionales de alta resolución a nivel atómico y molecular. La AFM puede usarse tanto para imágenes topográficas como para mediciones de fuerza. La obtención de imágenes topográfica implica hacer barridos con el elemento en voladizo/punta a través de la superficie de muestra. Un haz láser se refleja desde la parte posterior del elemento en voladizo, y se detectan pequeños cambios en la desviación del elemento en voladizo con un detector de fotodiodo sensible a la posición. Esta desviación es procesada por la electrónica del sistema para determinar los cambios de altura topológicos sobre la superficie de muestra.

Los defectos de superficie pueden medirse como la rugosidad de superficie, expresada como rugosidad promedio sobre una superficie de imagen, en base a la altura promedio de la rugosidad que se extiende fuera de la superficie de la muestra expresada en |im, y con el área de defecto (es decir, el plano no uniforme de la muestra) expresado en |im2 y como porcentaje del área de imagen (por ejemplo, como porcentaje de un área de imagen de 400 |im2). La AFM puede usarse para determinar los efectos de las mezclas de esteroles en una composición de asfalto, y se usó para determinar los efectos de esteroles puros en composiciones de asfalto en la solicitud internacional n.° PCT/US16/37077 y PCT/US2016/064950 presentada el 5 de diciembre de 2016 y el documento PCT/US2016/064961 presentada el 5 de diciembre de 2016.

Pueden prepararse ligantes para AFM mediante la aplicación de un cordón pequeño a una lengüeta de acero. Con un cuchillo, el cordón puede rasparse contra la superficie de la lengüeta y la película resultante puede calentarse a 115°C durante aproximadamente 2 minutos para permitir que la superficie de película se nivele. Las imágenes de AFM pueden capturarse a temperatura ambiente en un microscopio de sonda de barrido Icon-PT™ de Bruker Dimension. Pueden obtenerse tanto imágenes topográficas como de ficción después de que las películas de asfalto se hayan recocido de 72 a 96 horas a temperatura ambiente. Para las mediciones pueden usarse sondas de AFM con puntas en voladizo de silicio dopadas con antimonio (Bruker Corporation). Las imágenes topográficas pueden revelar elevaciones verticales y declinaciones asociadas a las características de superficie, mientras que la imagen de ficción permite la diferenciación de material de superficie basándose en cambios en las propiedades elásticas o adhesivas.

En algunas realizaciones, un método para identificar el envejecimiento en una composición de asfalto y retardar el envejecimiento o restaurar el asfalto envejecido incluye analizar una composición de asfalto para detectar la presencia o ausencia de defectos de superficie, en donde el asfalto se determina como con envejecimiento si se detectan defectos mínimos en la superficie; y agregar una mezcla de esterol puro:esterol crudo y ligante virgen a la composición de ligante asfáltico envejecido para reducir o retardar el envejecimiento. En algunas realizaciones, las composiciones de asfalto envejecido incluyen asfaltos reciclados, agentes de reblandecimiento y agentes de rejuvenecimiento. Por ejemplo, algunas composiciones de asfalto incluyen RAS, RAP, REOB, aceites base parafínicos o nafténicos vírgenes, aceites de drenaje de desechos sin tratar o sin refinar o materiales de aceites de motor de desecho, extensores de asfaltos de torre de vacío, aceites de procesamiento parafínicos o nafténicos y aceites de base de lubricación. En algunas realizaciones, la rugosidad promedio de una composición de asfalto con mezcla de esteroles es de 1,5 a 350 |im de 3,6 a 232 |im, o de 10 a 230 |im.

La presente solicitud se ilustra adicionalmente en los siguientes ejemplos no limitativos, en los que todas las partes y porcentajes son en peso, a menos que se indique lo contrario.

Ejemplo 1

Para investigar la eficacia de mezclas de esterol crudo y esterol puro en comparación con solo esterol puro en las propiedades de envejecimiento de ligantes que contienen REOB, se usó un asfalto de base PG 64-22. Las distintas muestras se envejecieron durante 20 y 40 horas en el PAV siguiendo la norma ASTM D65217 y mediante RFTO siguiendo la norma ASTM D2872.

Las mezclas se produjeron mezclando los componentes con un mezclador LIGHTNIN™ de bajo corte de SPX Flow Corp. en una lata de 1 galón (3,78 litros) a una temperatura de 187,8°C -204°C (370-400°F) durante aproximadamente 30 minutos.

Los componentes de mezcla incluyeron 92 % de ligante 64-22, 8 % de REOB y diversas concentraciones de esteroles proporcionados como mezclas de esterol crudo en forma de brea de aceite de resina (obtenida de Union Camp) y esterol puro (obtenido de MP Biomedical).

Se asumió que el esterol en fuentes de esterol crudo, como la brea de aceite de resina, incluye aproximadamente un 15 % de esterol. Por lo tanto, las siguientes muestras incluirían las cantidades de esterol esperadas de la siguiente manera:

1. 85 % brea de aceite de resina 15 % de esterol puro; la cantidad de esterol es (0,85 * 15) de la brea de aceite de resina 15 del esterol puro = 27,7 % de esterol esperado.

2. 60 % de brea de aceite de resina 40 % de esterol puro; la cantidad de esterol es (0,6 * 15) de la brea de aceite de resina 40 del esterol puro = 49 % de esterol esperado.

3. 30 % de brea de aceite de resina 70 % de esterol puro; la cantidad de esterol es (0,3 * 15) de la brea de aceite de resina 70 del esterol puro = 74,5 % de esterol esperado.

Si el 10 % de cada una de las mezclas anteriores se agregara a PG 64-22 que contiene un 8 % de REOB, se esperaría que (en base a la suposición de un 15 % de esterol en la brea de aceite de resina) las mezclas contendrían un 2,8 % de esterol, 4,9 % de esterol y 7,4 % de esterol.

Los resultados se muestran a continuación en la tabla 3.

Tabla 3

La figura 4 es una gráfica de los datos mostrados en la tabla 3 para las temperaturas críticas de rigidez, las temperaturas críticas de valor de m y los valores de ATc. Los datos representados gráficamente en la figura 4 muestran que las mezclas de brea de aceite de resina y esterol puro mejoran los valores de ATc de la PG 64-22 con un 8 % de REOB en relación con la mezcla sin brea de aceite de resina y esterol. Parece que hay una respuesta a la dosis de esterol total en las mezclas y la degradación general de ATc a medida que avanza el envejecimiento del ligante, sin embargo, niveles más altos de esterol total en la mezcla mantienen las propiedades de ATc aceptables incluso después de 60 horas de envejecimiento de PAV.

La tabla 4 muestra el efecto independiente de cada brea de aceite de resina mezclada en asfalto; esterol puro mezclado en asfalto; y mezclas de brea de aceite de resina con esterol puro en el envejecimiento de PAV de 20 y 40 horas en esas mezclas en PG 64-22 8 % de REOB.

Tabla 4

1:10 % de 85/15 se refiere a la adición de un 10 % de una mezcla de 85 % de brea de aceite de resina y un 15 % de esteral puro en peso, 10 % de 60/40 se refiere a la adición de un 10 % de una mezcla de 60 % de brea de aceite de resina y 40 % de esterol puro en peso, y 10 % de 30/70 se refiere a la adición de un 10 % de una mezcla de 30 % de brea de aceite de resina y 70 % de esterol puro en peso.

2: Las concentraciones de esterol enumeradas para las mezclas de brea de aceite de resina y esterol puro son estimaciones de esteroles totales basándose en la suposición de que la brea de aceite de resina contiene un 15 % de esterol en peso.

El examen de los datos en la tabla 4 muestra para el residuo de PAV de 20 horas que para las mezclas de aceite de resina al 5 % y al 10 % y la composición de esterol puro al 2,5 %, los valores de ATc son similares y son aproximadamente 1°C más calientes que para la mezcla de 8 % de REOB en PG 64-22 sin otro aditivo. Esto implica un impacto menor de esas mezclas en el impacto de degradación del 8 % de REOB en el ligante. Los datos de ATc para los residuos de PAV de 20 horas producidos con la dosis al 10 % de aceite de resina más esterol puro mostraron resultados que son aproximadamente 1°C más calientes que la brea de aceite de resina solamente o las mezclas de esterol puro solamente. Para los residuos de PAV de 40 horas, las mezclas de aceite de resina al 5 % y 10 % y la composición de esterol puro al 2,5 % muestran resultados similares y todos muestran valores de ATc que son 1-2°C más calientes que la mezcla de 64-22 8 % de REOB. Las mezclas de esteróles puros al 5 % y al 7,5 % tienen valores de ATc que son 3,5-4,5°C más calientes que la mezcla de 64-22 REOB. En el PAV de 40 horas, las mezclas de brea de aceite de resina y esterol puro exhiben propiedades de ATc similares a las mezclas de esteroles puros, indicando que es posible obtener resultados similares a los obtenidos usando el esterol puro mezclando esterol puro con un aceite bioderivado o residuo de brea de aceite de resina bioderivado que contiene menos de esterol puro.

La figura 5 muestra gráficamente esta relación entre los resultados de ATc para el esterol puro y las mezclas con brea de aceite de resina y esterol puro usando el ligante de base PG 64-22 más 8 % de REOB. La figura 5 muestra la similitud en el comportamiento de ATc a las 20, 40 y 60 horas de envejecimiento de PAV para estos dos conjuntos de materiales. No se proporcionan datos de PAV de 60 horas para 64-22 8 % de REOB pero está claro que los niveles de dosificación más bajos de esterol tienen valores de ATc a las 60 horas que son comparables a los resultados de ATc para la mezcla de no esteroles en el nivel de PAV de 40 horas.

Ejemplo 2

Para investigar los efectos de mezclas de esterol puro:esterol crudo sobre las propiedades de envejecimiento de ligantes, se usaron RAP envejecidos con APV de 20 horas. Los RAP envejecidos de 20 horas se envejecieron cada uno en el PAV (recipiente de envejecimiento a presión) siguiendo la norma ASTM D65217. Los RAP se mezclaron o bien con un 5 % de un bioaceite de Cargill, MN (Cargill 1103) o con un 5 % de una mezcla de esterol puro. Cada RAP se sometió a ensayo antes de mezclar con las diversas mezclas de esteroles.

Las mezclas se produjeron mezclando los componentes en una lata de estaño de 3 onzas (85,0486 gramos). Las latas de estaño se cubrieron y se colocaron en un horno a 60°C (140°F) durante la noche para permitir el calentamiento y la mezcla de los componentes. Después del calentamiento durante la noche, las muestras se mezclaron a mano y se sometieron a ensayo las propiedades de rigidez de alta temperatura con un procedimiento de ensayo de DSR de 25 mm y las propiedades a temperatura baja se determinaron usando el procedimiento de ensayo de DSR de 4 mm. Los resultados se presentan en la tabla 5.

Tabla 5

Los resultados en la tabla 5 muestran que el bioaceite redujo el grado de alta temperatura del RAP en 9,6°C y disminuyó el grado de PG de baja temperatura en 9,8°C. El valor de ATc se mejoró en 1,1°C o 17,5 % mientras que el valor de R se disminuyó en solo 1,53 %, lo que indica que la adición del aceite de reblandecimiento hizo poco para mejorar las propiedades de relajación de baja temperatura del ligante de RAP. La adición del esterol redujo el grado de alta temperatura en 5,9°C y disminuyó el grado de baja temperatura en 1,6°C, pero el valor de ATc se incrementó en 3,2°C o 72,3 % mientras que el valor de R disminuyó en 15,35 %. Estos datos comparativos indican que la adición de esterol está haciendo más que solo reblandecer el RAP.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Método para retardar el envejecimiento de o restaurar ligante asfáltico envejecido que comprende:

agregar una mezcla de esterol puro:esterol crudo a una composición de ligante asfáltico, en el que la composición de ligante asfáltico comprende un ligante asfáltico virgen, ligante asfáltico envejecido o ambos, y en el que la mezcla de esteroles comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.
2. Método para volver a usar asfalto envejecido para la producción de pavimento de ligante asfáltico, que comprende:

agregar una mezcla de esterol puro:esterol crudo a una composición de ligante asfáltico, en el que la composición de ligante asfáltico comprende un ligante asfáltico virgen, ligante asfáltico envejecido o ambos, y en el que la mezcla de esteroles comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.
3. Composición de ligante asfáltico que comprende ligante asfáltico virgen, ligante asfáltico envejecido, o ambos, y una mezcla de esterol puro:esterol crudo, en la que la mezcla de esterol comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.
4. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que el esterol crudo comprende una fuente bioderivada o un residuo destilado de la fuente bioderivada.
5. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que el esterol crudo comprende una brea de aceite de resina.
6. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que el esterol crudo comprende aceite de soja.
7. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que el esterol crudo comprende aceite de maíz.
8. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que la mezcla de esteroles comprende de 0,5 a 15 % en peso del ligante asfáltico.
9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1,2 o 4 a 8, que comprende además agregar agregado a la composición de ligante asfáltico.
10. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que el ligante asfáltico envejecido comprende ligante asfáltico recuperado.
11. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que el ligante asfáltico recuperado comprende tejas asfálticas recuperadas o pavimento de asfalto recuperado.
12. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que la composición de ligante asfáltico proporciona un ATc mayor que o igual a -5,0°C.
13. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que la composición de ligante asfáltico proporciona un ATc mayor que o igual a -5,0°C después de 40 horas de envejecimiento de PAV.
14. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que la mezcla de esteroles comprende una cantidad eficaz para proporcionar un valor de ATc menos negativo y un valor de R reducido de una composición de ligante asfáltico envejecido en comparación con un ligante asfáltico envejecido de manera similar sin la mezcla de esteroles.
15. Método o composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que la mezcla de esteroles comprende una cantidad eficaz para proporcionar un valor de ATc menos negativo de una composición de ligante asfáltico envejecido en comparación con un ligante asfáltico envejecido de manera similar con esterol puro.
16. Método para aplicar un pavimento de carretera usando la composición de ligante asfáltico según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8 o de 10 a 15, en el que la composición de ligante asfáltico se prepara, se mezcla con agregado, se aplica a una superficie de base y se compacta.
17. Método para restaurar ligante asfáltico envejecido que comprende:

agregar una mezcla de esterol puro:esterol crudo a un ligante asfáltico recuperado, en el que la mezcla de esteroles comprende una proporción en peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro con respecto a esterol crudo.