ES2954132T3

ES2954132T3 - Composiciones de asfalto espumado, composición de asfalto reciclado que incluye las mismas, pavimento de asfalto que incluye las mismas y métodos de formación de pavimento de asfalto usando las mismas

Info

Publication number: ES2954132T3
Application number: ES16882380T
Authority: ES
Inventors: Wei Wang; Ruixing Yuan; Yuansheng Shen; Xiang Wang; Jun Li
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2023-11-20
Anticipated expiration: 2036-12-20
Also published as: WO2017116861A1; JP2019500524A; JP6904961B2; EP3397694B1; EP3397694A1; EP3397694A4; PL3397694T3; US20220106229A1; KR20180090895A; CN108473774A; US20170190618A1

Abstract

En el presente documento se proporcionan composiciones de asfalto espumado, composiciones de asfalto reciclado, pavimento asfáltico y métodos para formar pavimento asfáltico usando las composiciones de asfalto espumado. Una composición de asfalto espumado ejemplar está en forma de matriz celular e incluye un componente de asfalto base y polietileno oxidado de alta densidad. Un pavimento asfáltico ejemplar incluye una capa de asfalto reciclado que incluye la composición de asfalto espumado y un componente de asfalto reciclado. Un método ejemplar para formar pavimento asfáltico incluye combinar un componente asfáltico base y un polietileno de alta densidad oxidado para formar una mezcla asfáltica. La mezcla asfáltica se espuma usando agua y aire comprimido para formar una composición asfáltica espumada. La composición de asfalto espumado y un componente de asfalto reciclado se combinan para formar una composición de asfalto reciclado. Se forma una capa de asfalto reciclado con la composición de asfalto reciclado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones de asfalto espumado, composición de asfalto reciclado que incluye las mismas, pavimento de asfalto que incluye las mismas y métodos de formación de pavimento de asfalto usando las mismas

Campo técnico

El campo técnico, generalmente, se refiere a las composiciones de asfalto espumado, la composición de asfalto reciclado que incluye las composiciones de asfalto espumado, el pavimento de asfalto que incluye las composiciones de asfalto espumado y los métodos de formación del pavimento de asfalto usando las composiciones de asfalto espumado. Más particularmente, el campo técnico se refiere a composiciones de asfalto espumado que proporcionan un pavimento de asfalto con un excelente rendimiento antideformación y métodos de formación de pavimento de asfalto usando las composiciones de asfalto espumado.

Antecedentes

Las composiciones de asfalto se emplean comúnmente como materiales de pavimentación para la construcción y el mantenimiento de carreteras. Típicamente, el asfalto, a menudo denominado "ligante asfáltico" o "cemento asfáltico", se mezcla con árido para formar el material usado en la pavimentación de asfalto. El procesamiento y uso de este material por parte del equipo de pavimentación produce pavimento de asfalto. El pavimento de asfalto convencionalmente incluye una capa de árido mantenida dentro de una fase continua del asfalto mediante la adherencia del asfalto al árido.

Se conocen composiciones convencionales, por ejemplo, de los documentos US 2012/196959 A1; GB 2472995; US 2015/191597 A1 y US 2015/147118 A1.

El pavimento de asfalto formado de acuerdo con el mantenimiento o el reemplazo de carreteras a menudo incluye una capa de asfalto reciclado como capa de base que se dispone debajo de una capa convencional de mezcla de asfalto en caliente (HMA, por sus siglas en inglés). Las técnicas de reciclado en frío, incluyendo las técnicas de frío in situ y frío en planta, se emplean comúnmente para formar la capa de asfalto reciclado, de modo que el pavimento de asfalto reciclado (RAP, por sus siglas en inglés) se pulveriza y se reconstituye con una composición de asfalto espumado, entre otros componentes opcionales, tales como la carga activa (p. ej., el cemento, la cal y similares) y el árido nuevo. La composición de asfalto espumado permite un mezclado y una unión generalmente homogéneos del RAP y otros componentes opcionales a temperaturas ambiente de procesamiento de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 50 °C. El procesamiento a tales temperaturas relativamente bajas, en lo sucesivo en la presente memoria, procesamiento a "baja temperatura" o "en frío", permite que se minimice el consumo de energía y las emisiones peligrosas y también permite que se use más RAP en lugar de árido nuevo, sin dejar de obtener el rendimiento físico diana.

Actualmente, las composiciones de asfalto espumado que se emplean para formar la capa de asfalto reciclado consisten en agua y asfalto. Generalmente, se ha aceptado que no se pueden incluir modificadores adicionales, p. ej., aditivos elastoméricos, en las composiciones de asfalto espumado porque tales aditivos inhiben la formación de espuma eficaz. Sin embargo, las capas de asfalto reciclado formadas usando composiciones convencionales de asfalto espumado, generalmente, presentan una resistencia a la deformación permanente deficiente, lo que da como resultado la formación de surcos con el tiempo en el pavimento de asfalto, especialmente en el pavimento de asfalto que se somete a cargas de tráfico pesado y tráfico canalizado. A fin de tener en cuenta las tendencias de formación de surcos atribuibles a las capas de asfalto reciclado, el espesor de la capa de HMA, generalmente, se ajusta para cumplir con las dianas de rendimiento contra la formación de surcos, con espesores de capa de HMA superiores a 8 cm típicos a efectos de lograr un rendimiento contra la formación de surcos de al menos 5.000 ciclos/mm, como se mide de acuerdo con la norma T0719-2011 de la Normativa Industrial JTG E20-2011 "Especificación y métodos de ensayo de betún y mezcla bituminosa para ingeniería de carreteras", de China.

Por consiguiente, resulta deseable proporcionar composiciones de asfalto espumado, composiciones de asfalto reciclado, pavimentos de asfalto y métodos de formación de pavimento de asfalto usando las composiciones de asfalto espumado con un rendimiento contra la formación de surcos aumentado al máximo. Además, otros rasgos y características deseables resultarán evidentes a partir de la descripción detallada posterior y las reivindicaciones adjuntas, que se consideran junto con los dibujos adjuntos y estos antecedentes.

Breve compendio

En la presente memoria, se proporcionan composiciones de asfalto espumado, composiciones de asfalto reciclado, pavimentos de asfalto y métodos de formación de pavimento de asfalto usando las composiciones de asfalto espumado. En una realización, una composición de asfalto espumado incluye un componente de asfalto de base, polietileno de alta densidad oxidado y un polietileno adicional diferente del polietileno de alta densidad oxidado y elegido de homopolímero de polietileno no oxidado o polietileno de baja densidad oxidado. La composición de asfalto espumado puede estar en una forma de matriz celular.

En otra realización, un pavimento de asfalto incluye una capa de asfalto reciclado. La capa de asfalto reciclado incluye una composición de asfalto espumado y un componente de asfalto reciclado. La composición de asfalto espumado incluye un componente de asfalto de base, polietileno de alta densidad oxidado y un polietileno adicional diferente del polietileno de alta densidad oxidado y elegido de homopolímero de polietileno no oxidado o polietileno de baja densidad oxidado.

En otra realización, un método de formación de pavimento de asfalto incluye combinar un componente de asfalto de base, un polietileno de alta densidad oxidado y un polietileno adicional diferente al polietileno de alta densidad oxidado y elegido de homopolímero de polietileno no oxidado o polietileno de baja densidad oxidado para formar una mezcla de asfalto. La mezcla de asfalto, el agua y el aire comprimido se espuman para formar una composición de asfalto espumado. La composición de asfalto espumado y un componente de asfalto reciclado se combinan para formar una composición de asfalto reciclado. Se forma una capa de asfalto reciclado con la composición de asfalto reciclado.

Breve descripción de los dibujos

Las diversas realizaciones se describirán en lo sucesivo en la presente memoria junto con las siguientes figuras de los dibujos, en donde los números similares indican elementos similares y en donde:

la FIG. 1 es un dibujo esquemático del equipo de formación de espuma de asfalto y un proceso de formación de una composición de asfalto espumado de acuerdo con una realización;

la FIG. 2 es una vista en sección transversal lateral esquemática del pavimento de asfalto de acuerdo con una realización; y

la FIG. 3 es un dibujo esquemático del equipo de repavimentación y el proceso de formación de pavimento de asfalto que emplea una técnica de frío in situ de acuerdo con una realización.

Descripción detallada

La siguiente descripción detallada es meramente de naturaleza ilustrativa y no pretende limitar las composiciones de asfalto espumado, el pavimento de asfalto que incluye las composiciones de asfalto espumado y los métodos de formación del pavimento de asfalto usando las composiciones de asfalto espumado. Además, no se pretende quedar vinculado a ninguna teoría presentada en los antecedentes precedentes o en la siguiente descripción detallada.

En la presente memoria, se proporcionan composiciones de asfalto espumado, composiciones de asfalto reciclado, pavimentos de asfalto y métodos de formación de pavimento de asfalto usando las composiciones de asfalto espumado que proporcionan un rendimiento contra la formación de surcos aumentado al máximo. En particular, las composiciones de asfalto espumado incluyen polietileno de alta densidad oxidado (OxHDPE, por sus siglas en inglés), además de un componente de asfalto de base, proporcionando el OxHDPE un rendimiento contra la formación de surcos aumentado al máximo a las capas de asfalto reciclado que se forman usando las composiciones de asfalto espumado y el pavimento de asfalto reciclado (RAP). Las composiciones de asfalto espumado, como se mencionan en la presente memoria, pueden estar en forma de matriz celular y se pueden formar mediante la formación de espuma de una mezcla de asfalto del componente de asfalto de base y OxHDPE usando aire comprimido, agua y una boquilla de espuma. El RAP, como se menciona en la presente memoria, es un pavimento de asfalto pulverizado obtenido a partir de una estructura existente (p. ej., una carretera existente, un aparcamiento, etc.) que se está reparando, reemplazado o retirando. Cuando se usa en un pavimento de asfalto que incluye una capa de mezcla de asfalto en caliente (HMA) sobre la capa de asfalto reciclado, el rendimiento contra la formación de surcos aumentado al máximo de las capas de asfalto reciclado descritas en la presente memoria permite que se logre el rendimiento contra la formación de surcos diana con capas de HMA más delgadas de lo que convencionalmente ha sido necesario para alcanzar el rendimiento contra la formación de surcos diana del pavimento de asfalto. Además, un polietileno adicional diferente del polietileno de alta densidad oxidado y elegido del polietileno de baja densidad oxidado (OxLDPE), el homopolímero de polietileno no oxidado o una combinación de los mismos también se incluye en las composiciones de asfalto espumado, además del OxHDPE. El polietileno adicional proporciona inesperadamente a las capas de asfalto reciclado una resistencia a la tracción indirecta aumentada al máximo y minimiza la viscosidad de la composición de asfalto espumado a 160 °C para potenciar el recubrimiento de la superficie del RAP, potenciando adicionalmente, de este modo, las capas de asfalto reciclado, en comparación con las capas de asfalto reciclado convencionales.

Como se ha mencionado anteriormente, las composiciones de asfalto espumado incluyen el componente de asfalto de base y OxHDPE. El componente de asfalto de base, como se menciona en la presente memoria, es asfalto puro que está libre de polímeros. El asfalto puro es, a menudo, un subproducto de la refinación de petróleo o de las operaciones posteriores a la refinación e incluye asfalto soplado por aire, asfalto mezclado, asfalto agrietado o residual, asfalto de petróleo, asfalto de propano, asfalto de destilación directa, asfalto térmico y similares. En las realizaciones, el componente de asfalto de base está presente en la composición de asfalto espumado en una cantidad de aproximadamente el 88 a aproximadamente el 98 % en peso, tal como de aproximadamente el 92 a aproximadamente el 98 % en peso, basándose en el peso total de la composición de asfalto espumado sobre una base en seco.

El OxHDPE se proporciona en la composición de asfalto espumado para proporcionar un rendimiento contra la formación de surcos aumentado al máximo a la capa de asfalto reciclado formada usando la composición de asfalto espumado. En las realizaciones, el OxHDPE, como se menciona en la presente memoria, es polietileno oxidado que tiene una densidad de aproximadamente 0,97 a aproximadamente 1,01 g/cm³. En las realizaciones, el OxHDPE tiene un peso molecular promedio en número (Mⁿ) de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 30.000 Dalton, tal como de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 10.000 Dalton. Además, en las realizaciones, el OxHDPE puede tener un grado de oxidación, p. ej., un contenido de grupos carboxilo indicado mediante el índice de acidez, de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 (p. ej., un índice de acidez de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 mg de KOH/g) y más preferiblemente de aproximadamente 15 a aproximadamente 40 (p. ej., un índice de acidez de aproximadamente 15 a aproximadamente 40 mg de KOH/g). El índice de acidez se puede determinar mediante la valoración de una solución de OxHDPE con una solución de hidróxido de potasio (KOH) alcohólica 0,1 N hasta un punto final visual "rosado" usando fenolftaleína como indicador de acuerdo con técnicas convencionales. En las realizaciones, el OxHDPE tiene una viscosidad de aproximadamente 100 a aproximadamente 20.000 cP a 150 °C, como se mide de acuerdo con la norma ASTM D4402. Los ejemplos de OxHDPE adecuado incluyen, pero sin limitación, los homopolímeros de polietileno de alta densidad oxidado Honeywell Titan® 7456, Honeywell Titan® 7686, Honeywell Titan® 7376, Honeywell Titan® 7608, Honeywell Titan® 7709 y Honeywell Titan® 7410, fabricados por Honeywell International Inc., que tiene su sede en Morristown, N.J.

La composición de asfalto espumado incluye, además, un polietileno adicional que es diferente del polietileno de alta densidad oxidado. El polietileno adicional se puede proporcionar en la composición de asfalto espumado para ajustar las propiedades físicas distintas de la prevención de la formación de surcos de las capas de asfalto reciclado que incluyen la composición de asfalto espumado. De manera más específica, se halló que, mediante la inclusión de OxHDPE en la composición de asfalto espumado, se reduce la resistencia a la tracción indirecta (ITS, por sus siglas en inglés) de las capas de asfalto reciclado formadas usando la composición de asfalto espumado en comparación con las capas de asfalto reciclado convencionales formadas usando composiciones de asfalto espumado convencionales. Sin embargo, también se halló inesperadamente que, mediante la inclusión del polietileno adicional, se puede lograr un rendimiento de ITS al menos igual al de las capas de asfalto reciclado convencionales formadas usando composiciones de asfalto espumado convencionales, a menudo, con un rendimiento de ITS observado aumentado. Se cree que la ITS se correlaciona con el potencial de agrietamiento y los daños por humedad del pavimento sobre el terreno.

El polietileno adicional se puede elegir de homopolímero de polietileno no oxidado, polietileno de baja densidad oxidado (OxLDPE, por sus siglas en inglés) o una combinación de los mismos. En las realizaciones, el polietileno adicional es OxLDPE y puede tener una densidad de aproximadamente 0,84 a aproximadamente 0,95 g/cm³. En las realizaciones, el OxLDPE tiene un peso molecular promedio en número (Mⁿ) de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 10.000 Dalton, tal como de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 5.000 Dalton. Además, en las realizaciones, el OxLDPE puede tener un grado de oxidación, p. ej., un contenido de grupos carboxilo indicado mediante el índice de acidez, de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 (p. ej., un índice de acidez de aproximadamente 5 a aproximadamente 30 mg de KOH/g) y más preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 (p. ej., un índice de acidez de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 mg de KOH/g). El índice de acidez se puede determinar mediante la valoración de una solución de OxLDPE con una solución de hidróxido de potasio (KOH) alcohólica 0,1 N hasta un punto final visual "rosado" usando fenolftaleína como indicador de acuerdo con técnicas convencionales. En otras realizaciones, el polietileno adicional es el homopolímero de polietileno no oxidado y puede tener una densidad de aproximadamente 0,87 a aproximadamente 0,98 g/cm³y una viscosidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 7.000 cP a 140 °C, como se mide de acuerdo con la norma ASTM D4402. Los ejemplos específicos de polietilenos adicionales adecuados incluyen los polietilenos de baja densidad oxidados Honeywell Titan® 7183, Honeywell Titan® 7595 y Honeywell Titan® 7984 y los homopolímeros de polietileno no oxidado Honeywell Titan® 7287, Honeywell Titan® 7205 y Honeywell Titan® 7467.

En las realizaciones, la cantidad combinada de todas las especies poliméricas presentes en la composición de asfalto espumado (es decir, la cantidad total de la totalidad de OxHDPE y polietileno adicional) es de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 10,5 % en peso, tal como de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 8 % en peso, basándose en el peso total de la composición de asfalto espumado sobre una base en seco. En las realizaciones, la relación en peso de OxHDPE respecto a polietileno adicional en la composición de asfalto espumado es de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 2:1, tal como de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 2:1 o de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 1:1.

En una realización y con referencia a la FIG. 1, usando un equipo de formación de espuma de asfalto convencional 10 que incluye una boquilla de espuma 12, la composición de asfalto espumado 14 se produce mediante la introducción de una composición de asfalto 16 que incluye el componente de asfalto de base, el OxHDPE y, opcionalmente, el polietileno adicional a la boquilla de espuma 12. En la realización mostrada, el OxHDPE y el polietileno adicional opcional se incorporan con el componente de asfalto de base 16 para formar la mezcla de asfalto 16. La mezcla de asfalto 16 se espuma usando agua 18 y aire comprimido 20 para formar la composición de asfalto espumado 14 en forma de matriz celular. En las realizaciones, la composición de asfalto 16 se calienta hasta una temperatura de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 170 °C y se bombea a presión, p. ej., a una presión de aproximadamente 0,3 MPa, a una zona de mezclado donde la composición de asfalto 16 se mezcla con agua 18 y aire comprimido 20. En las realizaciones, el agua 18 se mezcla con la mezcla de asfalto 16 en una cantidad de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 5 % en peso, tal como de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 4 % en peso, basándose en un peso total combinado del agua y todos los componentes presentes en la mezcla de asfalto 16. En las realizaciones, la temperatura de la mezcla de asfalto 16 durante la formación de espuma (es decir, en la salida de la boquilla de formación de espuma) es de aproximadamente 140 a aproximadamente 180 °C, tal como de aproximadamente 155 a aproximadamente 165 °C.

En las realizaciones, la mezcla de asfalto 16 incluye el polietileno adicional y la mezcla de asfalto 16 tiene una viscosidad de al menos aproximadamente 30.000 Pas a una temperatura de 60 °C y una viscosidad de menos de aproximadamente 150 cP a una temperatura de 160 °C, en donde la viscosidad se determina de acuerdo con la norma ASTM D4402. Se ha hallado que la presencia del polietileno adicional puede disminuir la viscosidad de la mezcla de asfalto 16 a 160 °C en comparación con las realizaciones en las que solo está presente el OxHDPE con exclusión del polietileno adicional. La temperatura de 160 °C es una temperatura típica del componente de asfalto de base 16 durante la formación de espuma y, sin quedar vinculado a ninguna teoría en particular, se cree que la disminución de la viscosidad de la mezcla de asfalto 16 a esa temperatura da como resultado una formación de espuma más eficaz y un mejor recubrimiento de RAP durante la formación de la capa de asfalto reciclado 24, lo que conduce, de este modo, a un rendimiento de ITS aumentado al máximo. Adicionalmente, el OxHDPE aumenta al máximo la viscosidad de la mezcla de asfalto 16 a una temperatura de aproximadamente 60 °C y, sin quedar vinculado a ninguna teoría en particular, se cree que la viscosidad aumentada al máximo de la mezcla de asfalto 16 a 60 °C conduce a un rendimiento contra la formación de surcos aumentado al máximo. Como tal, se cree que la presencia tanto del OxHDPE como del polietileno adicional aumenta al máximo el rendimiento contra la formación de surcos y de ITS de las capas de asfalto reciclado y, a su vez, del pavimento de asfalto 22 que incluye las capas de asfalto reciclado.

En las realizaciones y con referencia a la FIG. 2 con referencia continua a la FIG. 1, la composición de asfalto espumado 14 se emplea en composiciones de asfalto reciclado, que a su vez se emplea en el pavimento de asfalto 22 que incluye una capa de asfalto reciclado 24 y una capa de mezcla de asfalto en caliente (HMA) 26 dispuesta sobre la capa de asfalto reciclado 24. En las realizaciones, la composición de asfalto reciclado y la capa de asfalto reciclado 24 incluyen la composición de asfalto espumado 14 y un componente de asfalto reciclado, tal como RAP. También se pueden incluir componentes adicionales en la composición de asfalto reciclado, tales como, pero sin limitación, carga activa y árido nuevo. Las cargas activas adecuadas incluyen, pero sin limitación, cemento, cal y similares. El "árido" es un término colectivo de los materiales minerales, tales como, por ejemplo, la arena, la grava o la piedra triturada, que se combinan con el ligante asfáltico para formar el material de pavimentación de asfalto. El árido puede comprender árido natural, árido fabricado o una combinación de los mismos. El árido natural es, típicamente, roca extraída de una excavación abierta (p. ej., una cantera) que se reduce a tamaños que se pueden usar mediante trituración mecánica. El árido fabricado es, típicamente, un subproducto de otros procesos de fabricación, tales como la escoria del procesamiento metalúrgico (p. ej., la producción de acero, estaño y cobre). El árido fabricado también incluye materiales de especialidad que se producen para tener una característica física particular que no se encuentra en la roca natural, tal como, por ejemplo, la baja densidad.

En las realizaciones, la capa de asfalto reciclado 24 se forma a partir de la composición de asfalto reciclado que incluye la composición de asfalto espumado en una cantidad de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 5 % en peso, tal como de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 4 % en peso, basándose en el peso total de la composición de asfalto reciclado. El componente de asfalto reciclado puede estar presente en la composición de asfalto reciclado en una cantidad de aproximadamente el 50 a aproximadamente el 98 % en peso, tal como de aproximadamente el 70 a aproximadamente el 98 % en peso, basándose en el peso total de la composición de asfalto reciclado. Los componentes adicionales opcionales pueden estar presentes en la composición de asfalto reciclado en una cantidad de aproximadamente el 0 a aproximadamente el 50 % en peso, tal como de aproximadamente el 0 a aproximadamente el 30 % en peso, basándose en el peso total de la composición de asfalto reciclado.

La capa de HMA 26 incluye una mezcla de asfalto convencional y se forma de acuerdo con técnicas convencionales. Por ejemplo, el HMA convencional puede tener el 93-96 % de áridos y 4 %-7 % de asfalto o la mezcla de asfalto 16 descrita anteriormente. La temperatura de mezclado puede ser de aproximadamente 140 a aproximadamente 190 °C.

Como se ha mencionado anteriormente, la composición de asfalto espumado, como se describe en la presente memoria, proporciona a la capa de asfalto reciclado 24 un rendimiento contra la formación de surcos aumentado al máximo y, en las realizaciones, también proporciona un rendimiento de ITS aumentado al máximo. Por ejemplo, en las realizaciones, la capa de asfalto reciclado 24 tiene un rendimiento contra la formación de surcos de al menos 5.000 ciclos/mm a una temperatura de 60 °C. El rendimiento contra la formación de surcos se puede medir de acuerdo con la norma T0719-2011 de la Normativa Industrial JTG E20-2011 "Especificación y métodos de ensayo de betún y mezcla bituminosa para ingeniería de carreteras", de China, usando una máquina rastreadora de ruedas que tiene una rueda con un ancho de 5 centímetros. Se aplica una presión de 0,7 MPa a la muestra de ensayo de capa de asfalto reciclado 24 que tiene una longitud de 30 cm y un espesor de 5 cm. La rueda de la máquina rastreadora de ruedas se mueve a una velocidad de 42 pasadas por minuto. El ensayo se lleva a cabo durante 1 hora y se observa la formación de surcos en un intervalo predeterminado de ciclos. El rendimiento contra la formación de surcos se mide en el número promedio de ciclos necesarios para crear 1 mm de profundidad de formación de surcos en los últimos 15 minutos. En las realizaciones, la capa de asfalto reciclado 24 tiene una ITS de al menos 0,45 MPa, como se mide de acuerdo con la norma ASTM D6931 -12.

Como se ha mencionado anteriormente, dado el rendimiento contra la formación de surcos aumentado al máximo y, opcionalmente, el de ITS aumentado al máximo de la capa de asfalto reciclado 24, se cree que se puede emplear una capa de HMA más delgada, sin dejar de obtener el rendimiento contra la formación de surcos deseado y, opcionalmente, el rendimiento de ITS deseado del pavimento de asfalto. De manera más específica, en las realizaciones, la capa de HMA 26 tiene un espesor 28 de 4 a menos de 8 cm, la capa de asfalto reciclado 24 tiene un espesor 30 de aproximadamente 10 a aproximadamente 18 cm y la capa de asfalto reciclado 24 tiene un rendimiento contra la formación de surcos de al menos 5.000 ciclos/mm, como se mide de acuerdo con el procedimiento de ensayos descrito anteriormente. En realizaciones adicionales, el polietileno adicional también está presente y la capa de asfalto reciclado 24 tiene una ITS de al menos 0,45 MPa, como se mide de acuerdo con la norma ASTM D6931-12.

En las realizaciones y con referencia a la FIG. 3 con referencia continua a las FIG. 1 y 2, el pavimento de asfalto 22 se forma usando un equipo de repavimentación convencional 36 mediante la combinación del componente de asfalto de base y el polietileno de alta densidad oxidado para formar la mezcla de asfalto 16 y la formación de espuma de la mezcla de asfalto 16 usando agua 18 y aire comprimido 20 para formar la composición de asfalto espumado 14, como se muestra en la FIG. 1 y como se ha descrito anteriormente con respecto al método ilustrativo de producción de la composición de asfalto espumado 14. Con referencia a la FIG. 3, la composición de asfalto espumado 14 y el componente de asfalto reciclado 32 se combinan para formar la composición de asfalto reciclado 34. La capa de asfalto reciclado 24 se forma con la composición de asfalto reciclado 34. En las realizaciones, las etapas de combinación para formar la mezcla de asfalto 16, formación de espuma, combinación para formar la composición de asfalto reciclado 34 y formación de la capa de asfalto reciclado 24 se llevan a cabo a temperaturas ambiente de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 50 °C, aunque se ha de apreciar que las temperaturas internas de los componentes y las composiciones individuales pueden ser significativamente superiores a 50 °C. En las realizaciones y aunque no se muestra en la FIG. 3, la capa de HMA 26 se forma sobre la capa de asfalto reciclado 24 a través de técnicas convencionales.

EJEMPLO A

Las composiciones de asfalto espumado (FAC, por sus siglas en inglés) se preparan mediante el calentamiento de un componente de asfalto de base hasta una temperatura de aproximadamente 160 °C (a efectos de la FAC A comp. en la TABLA AI), seguido de la adición de OxHDPE para formar una mezcla de asfalto (a efectos de la FAC A en la TABLA AI). El respectivo componente de asfalto de base y la mezcla de asfalto se proporcionaron a una máquina de asfalto espumado, seguido de la formación de espuma usando agua y aire comprimido para formar las FAC. La TABLA AI proporciona una lista de los componentes incluidos en las FAC con todas las cantidades en % en peso basadas en el peso total de las FAC.

TABLA AI

El componente de asfalto de base es ZH70#, asfalto de base chino local, con una penetración a 25 °C de 60 a 80 (0,1 mm).

El OxHDPE 1 es Honeywell Titan® 7686 que tiene una densidad de 0,99 g/cm3.

Las viscosidades de las mezclas de asfalto (AM, por sus siglas en inglés) que incluyen los componentes de las respectivas FAC enumeradas en la TABLA AI, incluyendo el agua, se exponen en la TABLA AII y se midieron a 60 °C y 160 °C de acuerdo con la norma ASTM D4402.

TABLA AII

Se prepararon composiciones de asfalto reciclado usando las composiciones de asfalto espumado que se muestran en la TABLA AI y se formaron capas de asfalto reciclado a partir de las composiciones de asfalto reciclado. A fin de preparar las composiciones de asfalto reciclado, se bombearon las mezclas de asfalto (AM) a la máquina de asfalto espumado. Se formaron composiciones de asfalto espumado y se mezclaron con componentes adicionales, como se expone en la TABLA AIII, a continuación, con todas las cantidades en % en peso basadas en el peso total de las composiciones de asfalto reciclado resultantes.

TABLA AIII

La carga nueva activa es cemento.

El árido nuevo grueso es un árido con un tamaño normal de 10 mm a 30 mm.

El árido nuevo fino es un árido con un tamaño normal de 0 mm a 5 mm.

Las propiedades físicas de las capas de asfalto reciclado formadas a partir de las composiciones de asfalto reciclado se analizaron como se muestra en la TABLA AIV. El rendimiento contra la formación de surcos se puede medir de acuerdo con ensayos convencionales usando una máquina rastreadora de ruedas que tiene una rueda con un ancho de 5 centímetros. Se aplica una presión de 0,7 MPa a la muestra de ensayo de capa de asfalto reciclado 24 que tiene una longitud de 30 cm y un espesor de 5 cm. La rueda de la máquina rastreadora de ruedas se mueve a una velocidad de 42 pasadas por minuto. El ensayo se lleva a cabo durante 1 hora y se observa la formación de surcos en un intervalo predeterminado de ciclos. El rendimiento contra la formación de surcos se mide en el número de ciclos necesarios para crear 1 mm de profundidad de formación de surcos. La ITS se midió de acuerdo con la norma ASTM D6931 -12. La relación de ITS (ITSR, por sus siglas en inglés) se midió en una relación de ITS en húmedo respecto a ITS en seco, midiéndose la ITS de acuerdo con la norma ASTM D6931-12. La ITS en húmedo se midió mediante la inmersión de la muestra de ensayo en un baño de agua a 25 °C durante 24 horas.

TABLA AIV

EJEMPLO B

En este ejemplo, las FAC se prepararon de la misma manera que se ha descrito anteriormente en el EJEMPLO A, pero con alternativas al OxHDPE, así como combinaciones de OxHDPE y algunos polímeros adicionales usados. La TABLA BI proporciona una lista de los componentes incluidos en las FAC con todas las cantidades en % en peso basadas en el peso total de las FAC.

TABLA BI

El OxFT es cera Frisch-Tropsch oxidada.

El OxHDPE 2 es Honeywell Titan® 7456 que tiene una densidad de 0,98 g/cm3.

El OxLDPE es LDPE oxidado Honeywell Titan® 7183 que tiene una densidad de 0,93 g/cm3.

Homo. PE es homopolímero de polietileno no oxidado Honeywell Titan® 7287 que tiene una densidad de 0,91 g/cm3. Las viscosidades de las mezclas de asfalto (AM) que incluyen los componentes de las respectivas FAC enumeradas en la TABLA AI, incluyendo el agua, se exponen en la TABLA BII y se midieron a 60 °C y 160 °C de acuerdo con la norma ASTM D4402.

TABLA BII

Se prepararon composiciones de asfalto reciclado usando las composiciones de asfalto espumado que se muestran en la TABLA BI y se formaron capas de asfalto reciclado a partir de las composiciones de asfalto reciclado de la misma manera que se ha descrito anteriormente en el EJEMPLO A. A fin de formar las composiciones de asfalto reciclado, se formaron composiciones de asfalto espumado y se mezclaron con componentes adicionales, como se expone en la TABLA BIll, a continuación, con todas las cantidades en % en peso basadas en el peso total de las composiciones de asfalto reciclado resultantes.

TABLA BIII

Las propiedades físicas de las capas de asfalto reciclado formadas a partir de las composiciones de asfalto reciclado se analizaron como se muestra en la TABLA BIV. El rendimiento contra la formación de surcos, la ITS y la TTSR se midieron como se ha expuesto anteriormente en el contexto del Ejemplo A.

TABLA BIV

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de asfalto espumado, que comprende:

un componente de asfalto de base;

polietileno de alta densidad oxidado; y

un polietileno adicional diferente del polietileno de alta densidad oxidado y elegido de homopolímero de polietileno no oxidado o polietileno de baja densidad oxidado.

2. La composición de asfalto espumado de la reivindicación 1, en donde el polietileno de alta densidad oxidado tiene una densidad de 0,97 a 1,01 g/cm3.

3. La composición de asfalto espumado de la reivindicación 1, en donde el homopolímero de polietileno no oxidado tiene una densidad de 0,87 a 0,98 g/cm3; y en donde el polietileno de baja densidad oxidado tiene una densidad de 0,84 a 0,95 g/cm3; o una combinación de los mismos.

4. La composición de asfalto espumado de la reivindicación 3, donde la cantidad combinada de todas las especies poliméricas presentes en la composición de asfalto espumado es del 2 al 10,5 % en peso, basándose en el peso total de la composición de asfalto espumado sobre una base en seco, y en donde el polietileno de alta densidad oxidado y el polietileno adicional están presentes en la composición de asfalto espumado en una relación en peso de 1:2 a 2:1.

5. La composición de asfalto espumado de la reivindicación 1, producida mediante:

la introducción del componente de asfalto de base, el polietileno de alta densidad oxidado, el polietileno adicional diferente al polietileno de alta densidad oxidado y agua a una boquilla de espuma; y

la formación de espuma de una mezcla del componente de asfalto de base, el polietileno de alta densidad oxidado, mediante el uso de agua y aire comprimido para formar la composición de asfalto espumado.

6. La composición de asfalto espumado de la reivindicación 5, en donde la mezcla tiene una viscosidad de al menos aproximadamente 30.000 Pas a una temperatura de 60 °C y una viscosidad de menos de aproximadamente 150 cP a una temperatura de 160 °C, en donde la viscosidad se determina de acuerdo con la norma ASTM D4402 y en donde el agua está presente en la mezcla en una cantidad del 2 al 5 % en peso, basándose en el peso total de todos los componentes presentes en la mezcla.

7. Una composición de asfalto reciclado, que comprende:

la composición de asfalto espumado de la reivindicación 1; y

un componente de asfalto reciclado.

8. Un pavimento de asfalto, que comprende:

una capa de asfalto reciclado, que comprende:

la composición de asfalto espumado de la reivindicación 1:

un componente de asfalto reciclado; y

una capa de mezcla de asfalto en caliente dispuesta sobre la capa de asfalto reciclado.

9. El pavimento de asfalto de la reivindicación 8, en donde la capa de mezcla de asfalto en caliente tiene un espesor de 4 a menos de 8 cm, la capa de asfalto reciclado tiene un espesor de 10 a 18 cm y la capa de asfalto reciclado tiene un rendimiento contra la formación de surcos de al menos 5.000 ciclos/mm a 60 °C de acuerdo con la norma T0719-2011 de la Normativa Industrial JTG E20-2011 "Especificación y métodos de ensayo de betún y mezcla bituminosa para ingeniería de carreteras", de China.

10. Un método de formación de pavimento de asfalto, comprendiendo dicho método las etapas de:

combinar un componente de asfalto de base, un polietileno de alta densidad oxidado y un polietileno adicional diferente del polietileno de alta densidad oxidado y elegido de homopolímero de polietileno no oxidado o polietileno de baja densidad oxidado, para formar una mezcla de asfalto;

formar espuma de la mezcla de asfalto usando agua y aire comprimido para formar una composición de asfalto espumado;

combinar la composición de asfalto espumado y un componente de asfalto reciclado para formar una composición de asfalto reciclado; y

formar una capa de asfalto reciclado con la composición de asfalto reciclado.