JP6236014B2 - Recovery of recovered asphalt - Google Patents

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Description

本発明は、回収アスファルト組成物およびその再生に関する。   The present invention relates to a recovered asphalt composition and its regeneration.

回収アスファルトとして、数ある供給源の中でも、回収舗装アスファルト(RAP)、回収アスファルト礫(RAS)、工場廃棄物から回収されたアスファルト、および屋根フェルトから回収されたアスファルトが挙げられる。   Recovered asphalt includes, among other sources, recovered pavement asphalt (RAP), recovered asphalt gravel (RAS), asphalt recovered from factory waste, and asphalt recovered from roof felt.

舗装アスファルトは、世界で最もリサイクルされている材料の一つであり、未舗装道路上の砂利代替物としておよび舗装アスファルトにおける未使用骨材および結合剤の代替物として舗装面および橋台の肩部で使用されている。しかし、リサイクルされる舗装アスファルトは、通常、表面下の「黒い岩」としての使用、またはアスファルト基礎および表面層における限定された量の使用に限定されている。重要な表面層におけるリサイクル材料の有用性は限定的である。その理由は、アスファルトは、時間と共に劣化し、可とう性を失い、酸化および脆化し、特に応力下または低温で亀裂が生じやすいからである。この結果は、特に天候への暴露でアスファルトの有機成分、すなわち瀝青含有結合剤の老化のためである。酸化結合剤はまた、非常に高粘性でもある。したがって、回収舗装アスファルトは、未使用アスファルトと異なる特性を有し、加工が困難である。未処理のRAPは、わずかしか使用することができない;一般に、最大30重量%までのRAPを含むアスファルト混合物は、表面下の黒い岩として使用することができる。さらに、舗装面に対する要件はより高度であるために、そこでの未処理RAPの使用は、一般に、15〜25%に限定される。   Paved asphalt is one of the most recycled materials in the world, as a gravel substitute on unpaved roads and as a substitute for unused aggregates and binders on paved asphalt on paved surfaces and abutment shoulders. It is used. However, recycled pavement asphalt is usually limited to use as a “black rock” below the surface, or to a limited amount of use in asphalt foundations and surface layers. The usefulness of recycled materials in critical surface layers is limited. The reason is that asphalt degrades with time, loses flexibility, oxidizes and becomes brittle and is prone to cracking, especially under stress or at low temperatures. This result is due to the aging of the organic component of asphalt, i.e. the bitumen-containing binder, especially on exposure to the weather. Oxidative binders are also very viscous. Therefore, the recovered pavement asphalt has characteristics different from those of unused asphalt and is difficult to process. Untreated RAP can be used only slightly; in general, asphalt mixtures containing up to 30% by weight of RAP can be used as subsurface black rock. Furthermore, due to the higher requirements on the pavement surface, the use of untreated RAP there is generally limited to 15-25%.

回収アスファルトは、未使用アスファルト、未使用結合剤、またはその両方とブレンドすることができる(例えば、米国特許第4549834号を参照されたい)。基礎と表面層の両方に組み込める回収アスファルトの量を増加させるための再生剤が開発されてきた。再生剤は、粘弾性挙動など、舗装アスファルト特性および瀝青結合剤の物理特性の一部分を復活させるので、回収アスファルトの特性が、未使用アスファルトにより近くまで類似する。リサイクルアスファルトの特性、特にRAP中の瀝青結合剤の特性を改善することによって、最終舗装の特性および寿命を落とすことなくアスファルト混合物中で使用するRAP量を増加させることが可能になる。   The recovered asphalt can be blended with virgin asphalt, virgin binder, or both (see, eg, US Pat. No. 4,459,834). Regenerants have been developed to increase the amount of recovered asphalt that can be incorporated into both the foundation and the surface layer. The regenerant restores some of the physical properties of paving asphalt properties and bituminous binders, such as viscoelastic behavior, so that the properties of recovered asphalt are more similar to unused asphalt. By improving the properties of recycled asphalt, particularly the properties of bituminous binders in RAP, it is possible to increase the amount of RAP used in the asphalt mixture without degrading the properties and life of the final pavement.

RAP用の通常使用される再生剤として、原油の蒸留または他の炭化水素油系の材料によって得られる低粘度生成物が挙げられる(例えば、米国特許第5766333号または第6117227号を参照されたい)。   Commonly used regenerants for RAP include low viscosity products obtained by distillation of crude oil or other hydrocarbon oil-based materials (see, eg, US Pat. Nos. 5,766,333 or 6,117,227). .

植物起源の再生剤も記載されている。例えば、米国特許第7811372号(瀝青およびパーム油を含む再生剤);米国特許第7008670号(密封または再生用に使用される大豆油、大豆油由来のアルキルエステル、およびテルペン);米国特許出願公開第2010/0034586号(大豆、ひまわり、菜種または他の植物由来の油に基づく再生剤)および米国特許出願公開第2008/0041276号(植物油から作製された植物油またはアルキルエステルであってよいリサイクルアスファルト用の可塑剤)を参照されたい。米国特許出願公開第2011/0015312号には、植物起源の樹脂、植物油、および無水物、カルボン酸、またはエポキシド官能基を有するポリマーを含む結合剤組成物が記載されているが、この結合剤は、具体的に、再生用として教示されていない。   A regenerant of plant origin is also described. For example, U.S. Pat. No. 7,811,372 (regenerative agents including bitumen and palm oil); U.S. Pat. No. 7,0086,070 (soy oil used for sealing or regeneration, alkyl esters derived from soybean oil, and terpenes); 2010/0034586 (regenerant based on soybean, sunflower, rapeseed or other plant-derived oils) and US 2008/0041276 (recycled asphalt, which can be vegetable oils or alkyl esters made from vegetable oils) (See Plasticizers). U.S. Patent Application Publication No. 2011/0015312 describes a binder composition comprising a resin of plant origin, a vegetable oil, and a polymer having an anhydride, carboxylic acid, or epoxide functional group. Specifically, it is not taught for reproduction.

カシューナッツ殻の油由来の再生剤が最近紹介されており、これは、カルダノール、すなわち、C15不飽和鎖を有するフェノール性化合物を主として含む(例えば、PCT国際公開WO第2010/077141号およびWO第2010/110651号を参照されたい)。かかる生成物は、Ventraco Chemie、B.V.から例えばRheoFalt(登録商標)HP−EMとして入手することができる。 Cashew nut shell oil-derived regenerants have recently been introduced, which mainly contain cardanol, ie, a phenolic compound having a C 15 unsaturated chain (eg, PCT International Publication Nos. WO 2010/077141 and WO No. 1). 2010/110651). Such products are described in Ventraco Chemie, B.C. V. For example, it can be obtained as RheoFalt (registered trademark) HP-EM.

粗製トールオイル(CTO)の蒸留から単離される多様な画分が、アスファルト組成物で使用されている。但し、それらは、具体的に、再生用として教示されていない。例えば、米国特許出願公開第2010/0170417号(アスファルト組成物におけるカッティング溶媒用途としてのCTO蒸留画分);米国特許出願公開第2010/0147190号(アスファルト組成物で使用するための蒸留または酸化トールオイル成分)および米国特許第4479827号および第4373960号(アスファルト、トールオイルおよび恐らくはオルガノポリシロキサンを含むパッチ用組成物)を参照されたい。   Various fractions isolated from the distillation of crude tall oil (CTO) are used in asphalt compositions. However, they are not specifically taught for reproduction. For example, U.S. Patent Application Publication No. 2010/0170417 (CTO distillation fraction as a cutting solvent application in asphalt compositions); U.S. Patent Application Publication No. 2010/0147190 (distilled or oxidized tall oil for use in asphalt compositions). Component) and U.S. Pat. Nos. 4,479,827 and 4,373,960 (patching compositions comprising asphalt, tall oil and possibly organopolysiloxane).

トールオイル脂肪酸(TOFA)、トールオイルロジン、トールオイルピッチまたは、モノマー酸(例えば、米国特許第7256162号に記載の独特の生成物)、ダイマー酸などCTOの下流生成物から作製されたエステルは、回収アスファルト用の再生剤としての使用について示唆されていない。   Esters made from downstream products of CTO, such as tall oil fatty acids (TOFA), tall oil rosin, tall oil pitch or monomeric acids (eg, unique products described in US Pat. No. 7,256,162), dimer acids, There is no suggestion of use as a regenerant for recovered asphalt.

米国特許第4549834号U.S. Pat. No. 4,549,834 米国特許第5766333号US Pat. No. 5,766,333 米国特許第6117227号US Pat. No. 6,117,227 米国特許第7811372号U.S. Pat. No. 7,811,372 米国特許第7008670号US Patent No. 70008670 米国特許出願公開第2010/0034586号US Patent Application Publication No. 2010/0034586 米国特許出願公開第2008/0041276号US Patent Application Publication No. 2008/0041276 米国特許出願公開第2011/0015312号US Patent Application Publication No. 2011/0015312 国際公開第2010/077141号International Publication No. 2010/077141 国際公開第2010/110651号International Publication No. 2010/110651 米国特許出願公開第2010/0170417号US Patent Application Publication No. 2010/0170417 米国特許出願公開第2010/0147190号US Patent Application Publication No. 2010/0147190 米国特許第4479827号U.S. Pat. No. 4,479,827 米国特許第4373960号U.S. Pat. No. 4,373,960 米国特許第7256162号U.S. Pat. No. 7,256,162

回収アスファルト用の改善された再生剤が必要である。詳細には、産業界は、良好な耐わだち掘れ性を維持しつつ、耐低温クラック性および耐疲労クラック性を改善できる回収アスファルト用の非結晶性添加剤を必要としている。より良好な再生剤は、新規の舗装でRAPをより多量に使用し、未使用で再生不可能な結合剤および骨材材料に対する依存を低減することを可能にすることによって道路建設のコストを低減すると思われる。好ましい再生剤は、未使用結合剤に匹敵する水準まで結合剤の粘度を低減し、また結合剤のガラス転移温度を低下させてより軟らかく、より容易に加工できるアスファルト混合物を可能にすると思われる。理想的には、再生剤は、再生可能な資源に由来し、アスファルトを混合し敷設するのに通常使用される高められた温度で良好な熱安定性を有し、結合剤に当初の性能グレードを復活させることができると思われる。   There is a need for an improved regenerant for recovered asphalt. In particular, the industry needs an amorphous additive for recovered asphalt that can improve cold crack resistance and fatigue crack resistance while maintaining good rutting resistance. Better regenerative agents reduce road construction costs by allowing greater use of RAP in new pavements and reducing reliance on unused and non-renewable binders and aggregate materials It seems to be. Preferred regenerants would reduce the viscosity of the binder to a level comparable to virgin binder, and would reduce the glass transition temperature of the binder to allow a softer and more easily processable asphalt mixture. Ideally, the regenerant originates from renewable resources, has good thermal stability at the elevated temperatures normally used to mix and lay asphalt, and the original performance grade for the binder Can be revived.

一態様では、本発明は、回収アスファルトとエステル官能性再生剤とを含むアスファルト組成物に関する。回収アスファルトは、骨材と酸化結合剤とを含む。再生剤は、再生剤を含まない酸化結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効な量で存在する。我々の発明には、回収アスファルトと一緒に使用するのに適した結合剤組成物ならびに本発明のアスファルトおよび結合剤組成物を作製するための方法が含まれる。   In one aspect, the invention relates to an asphalt composition comprising recovered asphalt and an ester functional regenerant. The recovered asphalt includes aggregate and an oxidative binder. The regenerant is present in an amount effective to reduce the glass transition onset temperature of the oxidized binder by at least 5 ° C. relative to the glass transition onset temperature of the oxidized binder without the regenerant. Our invention includes a binder composition suitable for use with recovered asphalt and a method for making the asphalt and binder composition of the present invention.

別の態様では、我々の発明は、0.01〜10重量%のロジンエステルと、少なくとも15重量%の回収アスファルトとを含むアスファルト組成物に関する。ロジンエステルは、トールオイルロジンまたはトールオイルと、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、ペンタエリトリトールおよびそれらの混合物から選択されるポリオールとの反応生成物である。我々の発明には、回収アスファルトを0.01〜10重量%のトールオイルエステル、ロジンエステルまたはそれらの混合物と混合することによって再生するステップを含む方法が含まれる。   In another aspect, our invention relates to an asphalt composition comprising 0.01 to 10 wt% rosin ester and at least 15 wt% recovered asphalt. The rosin ester is the reaction product of tall oil rosin or tall oil and a polyol selected from diethylene glycol, triethylene glycol, glycerol, pentaerythritol and mixtures thereof. Our invention includes a method comprising regenerating the recovered asphalt by mixing with 0.01 to 10% by weight tall oil ester, rosin ester or mixtures thereof.

さらに別の態様では、本発明は、エステル官能性再生剤と、少なくとも15重量%の酸化結合剤を含む回収アスファルトとを含むアスファルト組成物に関する。再生剤は、酸化結合剤と再生剤を合わせた量に対して1〜10重量%の範囲内の量で存在する。酸化結合剤と再生剤の混合物は、60℃未満のEN1427による環球式軟化点と、20dmmを超えるEN1426による針入値とを有する再生結合剤を形成する。   In yet another aspect, the present invention relates to an asphalt composition comprising an ester functional regenerant and recovered asphalt comprising at least 15% by weight oxidative binder. The regenerant is present in an amount in the range of 1 to 10% by weight relative to the combined amount of the oxidizing binder and the regenerant. The mixture of oxidative binder and regenerant forms a regenerative binder having a ring and ball softening point with EN 1427 of less than 60 ° C. and a penetration value with EN 1426 of greater than 20 dmm.

我々の発明にはまた、本発明の結合剤とアスファルト組成物とを含む舗装面が含まれる。   Our invention also includes a paved surface comprising the binder of the present invention and an asphalt composition.

本発明者らは、驚くべきことに、エステル官能性再生剤を組み込むことによって、回収アスファルトの酸化瀝青結合剤を再生し、酸化する前の瀝青の元来の性能グレードの物理特性と類似の物理特性を有する、再生瀝青結合剤を生成することができることを見出した。再生結合剤は、低減したガラス転移開始温度、ならびに、動的せん断粘弾性測定(DSR)によって、改善されたクリープ剛性を示す。これらの結果は、再生アスファルトにおける耐低温クラック性の改善と言い換えられる。DSR解析によって、再生結合剤が、低下したGsinδの値を有することも判明し、このことは、改善された耐疲労クラック性と一致する。10重量%までの再生剤により再生結合剤が形成される場合、このような結合剤は、耐わだち掘れ性に関連する良好な高められた温度における性能も有する。わだち掘れは、アスファルト道路面、特に頻繁な交通量または高重量の交通のあるアスファルト道路面では普通の破損モードである。 The inventors surprisingly found that by incorporating an ester functional regenerant, the recovered bitumen oxidized bitumen binder was regenerated and physically similar to the physical properties of the original performance grade of the bitumen prior to oxidation. It has been found that regenerated bituminous binders having properties can be produced. The regenerated binder exhibits improved creep stiffness due to reduced glass transition onset temperature as well as dynamic shear viscoelasticity measurement (DSR). These results translate into improved low temperature crack resistance in recycled asphalt. DSR analysis also revealed that the regenerated binder has a reduced G * sin δ value, which is consistent with improved fatigue crack resistance. When regenerated binders are formed with up to 10% by weight of regenerant, such binders also have good elevated temperature performance associated with rubbing resistance. Rutting is a common failure mode on asphalt road surfaces, especially on asphalt road surfaces with heavy traffic or heavy traffic.

本発明者らはまた、ある種の再生剤が、許容できる針入値を維持しつつも、低添加量で望ましい軟化を復活させることを見出した。再生剤は、アスファルト組成物を圧密または混合するのに必要な温度を低減するのに有効であり、これは、エネルギーを節約し、コストを低減する。我々の再生剤のあるものは、再生結合剤の温度感受性を改善し、そのため加熱混合式アスファルト工程において使用することができる。温度感受性の低減は、150℃を超える加熱混合温度で分解する恐れがある、植物油などの従来の添加剤に優る利点である。本発明の結合剤は、良好な延性を有し、老化で極めてわずかしか特性を失わず、未使用の結合剤に類似している。   The inventors have also found that certain regenerants restore the desired softening at low additions while maintaining acceptable penetration values. The regenerant is effective in reducing the temperature required to compact or mix the asphalt composition, which saves energy and reduces costs. Some of our regenerants improve the temperature sensitivity of the regenerative binder and so can be used in a heated mixed asphalt process. Reduced temperature sensitivity is an advantage over conventional additives such as vegetable oils that can decompose at heated mixing temperatures above 150 ° C. The binders of the present invention have good ductility, lose very little properties upon aging and are similar to unused binders.

要約すれば、本発明の再生剤のために、結合剤のガラス転移温度(Tg)が低減し、それによって回収アスファルトの加工性が改善されることによってアスファルト混合物で回収アスファルトをより高水準で使用することが可能になる。道路でより多くの回収アスファルトを組み込むことによって結合剤と骨材の両方のコストが低減し、未使用で再生不可能な材料に対する道路建設業の依存度を低減するのに役立つ。   In summary, the regenerant of the present invention uses higher levels of recovered asphalt in asphalt mixtures by reducing the glass transition temperature (Tg) of the binder and thereby improving the processability of the recovered asphalt. It becomes possible to do. Incorporating more recovered asphalt on the road reduces the cost of both the binder and aggregate and helps reduce the road construction industry's dependence on unused and non-renewable materials.

本発明は、エステル官能性再生剤によるアスファルト組成物の再生に関する。詳細には、骨材および酸化アスファルト結合剤を含む回収アスファルト、特に回収舗装アスファルト(RAP)の再生に関する。   The present invention relates to the regeneration of asphalt compositions with ester functional regenerants. In particular, it relates to the regeneration of recovered asphalt containing aggregate and oxidized asphalt binder, in particular recovered paved asphalt (RAP).

文献では、「アスファルト」という用語は、結合剤を記述するのに使用される場合があり、結合剤プラス骨材を記述するのに使用される場合もある。本発明の説明では、「アスファルト」とは、一般に舗装用途のために使用される、瀝青結合剤と骨材とを含む複合材料を指す。かかるアスファルトはまた、「アスファルトコンクリート」としても知られる。アスファルトは通常、舗装用途向けに適格とされるグレードとする。舗装用途で使用されるアスファルトグレードの例として、密粒度アスファルト、ギャップ型アスファルト、多孔質アスファルト、およびマスチックアスファルトが挙げられる。通常、アスファルト中の瀝青結合剤の全量は、アスファルトの全重量に対して1〜10重量%、一部の場合では2.5〜8.5重量%、一部の場合では4〜7.5重量%である。   In the literature, the term “asphalt” may be used to describe a binder and may also be used to describe a binder plus aggregate. In the description of the present invention, “asphalt” refers to a composite material comprising a bituminous binder and aggregate, commonly used for paving applications. Such asphalt is also known as “asphalt concrete”. Asphalt is usually a grade that is qualified for paving applications. Examples of asphalt grades used in paving applications include dense grained asphalt, gap type asphalt, porous asphalt, and mastic asphalt. Typically, the total amount of bituminous binder in the asphalt is 1 to 10% by weight, in some cases 2.5 to 8.5% by weight, and in some cases 4 to 7.5% based on the total weight of the asphalt. % By weight.

「回収アスファルト」として、回収舗装アスファルト(RAP)、回収アスファルト礫(RAS)、工場廃棄物からの回収アスファルト、屋根フェルトからの回収アスファルト、および他の用途からのアスファルトが挙げられる。   “Recovered asphalt” includes recovered pavement asphalt (RAP), recovered asphalt gravel (RAS), recovered asphalt from factory waste, recovered asphalt from roof felt, and asphalt from other applications.

「回収舗装アスファルト」(RAP)は、過去に舗装として使用されていたアスファルトである。RAPは、道路または他の構造物から除去され、次いで粉砕、断裂、破壊、破砕、および/または粒状化を含めた周知の方法によって処理されたアスファルトから取得することができる。使用する前に、RAPは、例えば、最終の舗装用途に応じて検査、分級および選択することができる。   “Recovered pavement asphalt” (RAP) is an asphalt that has been used in the past as pavement. RAP can be obtained from asphalt that has been removed from roads or other structures and then processed by known methods including crushing, tearing, breaking, crushing, and / or granulation. Prior to use, the RAP can be inspected, classified and selected, for example, depending on the final paving application.

「骨材」(または「建設用骨材」)は、アスファルトで使用するのに適した粒状鉱物材料である。これは、一般に、砂、砂利、砕石、およびスラグを含む。アスファルトで使用するのに適した任意の従来型の骨材を使用することができる。適切な骨材の例として、花こう岩、石灰石、砂利およびその混合物が挙げられる。   “Aggregate” (or “construction aggregate”) is a particulate mineral material suitable for use in asphalt. This generally includes sand, gravel, crushed stone, and slag. Any conventional aggregate suitable for use with asphalt can be used. Examples of suitable aggregates include granite, limestone, gravel and mixtures thereof.

「瀝青」とは、黒色であり、粘着性であり、二硫化炭素に溶解性であり、主として縮合多環式芳香族炭化水素からなる原油からの粘性の有機液体または準固体の混合物を指す。あるいは、瀝青とは、マルテンとアスファルテンの混合物を指すこともある。瀝青は、当業者に公知の任意の従来型の瀝青であってよい。瀝青は、天然起源であってよい。これは、粗製の瀝青であってもよく、原油の真空蒸留、熱分解または水添分解からの底部残渣として得られる精製瀝青であってもよい。回収舗装アスファルト中に含まれる瀝青または回収舗装アスファルトから得られる瀝青は、さらに、RAP起源の瀝青と呼ばれる。   “Bitumen” refers to a viscous organic liquid or quasi-solid mixture from crude oil that is black, sticky, soluble in carbon disulfide, and consists primarily of condensed polycyclic aromatic hydrocarbons. Alternatively, bitumen may refer to a mixture of marten and asphaltenes. The bitumen may be any conventional bitumen known to those skilled in the art. Bitumen can be of natural origin. This may be a crude bitumen or a purified bitumen obtained as a bottom residue from vacuum distillation, pyrolysis or hydrocracking of crude oil. Bitumen contained in recovered pavement asphalt or bitumen obtained from recovered pavement asphalt is further referred to as RAP-derived bitumen.

「未使用瀝青」(「新鮮な瀝青」としても知られる)とは、使用されたことがない瀝青、例えば、道路舗装から回収されたことがない瀝青を指す。   “Unused bitumen” (also known as “fresh bitumen”) refers to bitumen that has never been used, eg, bitumen that has not been recovered from road pavement.

「結合剤」とは、瀝青と任意選択で他の成分との組合せを指す。他の成分として、エラストマー、非瀝青結合剤、接着促進剤、軟化剤、追加の再生剤(本発明以外の)、または他の適切な添加剤が挙げられる。有用なエラストマーとして、例えば、エチレン−ビニルアセタートコポリマー、ポリブタジエン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)ブロックターポリマー、イソプレン−スチレンブロックコポリマーおよびスチレン−イソプレン−スチレン(SIS)ブロックターポリマーなどが挙げられる。老化エラストマー添加剤は、粉砕タイヤゴム材料を含むことができる。「未使用結合剤」は、道路舗装向けにこれまで使用されていない結合剤である。   “Binder” refers to a combination of bitumen and optionally other ingredients. Other ingredients include elastomers, non-bituminous binders, adhesion promoters, softeners, additional regenerants (other than the present invention), or other suitable additives. Useful elastomers include, for example, ethylene-vinyl acetate copolymer, polybutadiene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-diene terpolymer, butadiene-styrene block copolymer, styrene-butadiene-styrene (SBS) block terpolymer, isoprene-styrene. And block copolymers and styrene-isoprene-styrene (SIS) block terpolymers. The aged elastomer additive can comprise a ground tire rubber material. An “unused binder” is a binder that has not been used so far for road pavement.

「酸化結合剤」とは、回収アスファルト中に存在する、または回収アスファルトから回収される結合剤を指す。通常、酸化結合剤は、回収アスファルトから単離されない。酸化結合剤は、老化および戸外の天候への暴露の結果として、未使用瀝青の粘度と比較して高い粘度を有する。   “Oxidized binder” refers to a binder present in or recovered from recovered asphalt. Usually, the oxidized binder is not isolated from the recovered asphalt. Oxidized binders have a higher viscosity compared to that of unused bitumen as a result of aging and exposure to outdoor weather.

「老化結合剤」とは、本明細書に記載のRTFOおよびPAV実験室老化試験方法を使用し、酸化結合剤に類似させるため老化した未使用結合剤を指す。   “Aged binder” refers to an unused binder that has been aged to resemble an oxidized binder using the RTFO and PAV laboratory aging test methods described herein.

「再生剤」とは、酸化結合剤または回収アスファルト(または未使用結合剤および/または未使用アスファルトとこれとの混合物)と組み合わせて酸化結合剤または回収アスファルトを再生し、未使用結合剤または未使用アスファルトの元来の特性の一部または全部を復活させる組成物または混合物を指す。「エステル官能性」再生剤は、少なくとも一つのエステル基を有し、以下でさらに説明される。   “Regenerant” refers to regenerated oxidized binder or recovered asphalt in combination with oxidized binder or recovered asphalt (or unused binder and / or a mixture of unused asphalt and this). It refers to a composition or mixture that restores some or all of the original characteristics of the asphalt used. “Ester functional” regenerants have at least one ester group and are further described below.

結合剤中の瀝青は、舗装グレード瀝青、すなわち、舗装用途に適した瀝青などの市販未使用瀝青であってよい。市販の舗装グレード瀝青の例として、例えば、針入グレード(PEN)分類系でPEN35/50、40/60および70/100と呼ばれる瀝青、または性能グレード(PG)分類系でPG64−22、58−22、70−22および64−28と呼ばれる瀝青が挙げられる。かかる瀝青は、例えば、Shell、TotalおよびBritish Petroleum(BP)から入手可能である。PEN分類では、商品番号は、ASTM D1586法で測定した場合の瀝青の針入範囲を指し、例えば、40/60PEN瀝青は、40〜60デシメートル(dmm)の範囲にある針入を有する瀝青に対応する。PG分類(AASHTO MP 1規格)では、商品番号の最初の値は、SuperpaveSM系として当技術分野で公知である方法によって測定した場合の高温性能を指し、第2の値は、低温性能を指す。 The bitumen in the binder may be a pavement grade bitumen, i.e. a commercially available unused bitumen such as a bitumen suitable for paving applications. Examples of commercially available pavement grade bitumen include, for example, bitumen called PEN 35/50, 40/60 and 70/100 in the penetration grade (PEN) classification system, or PG64-22, 58- in the performance grade (PG) classification system. And bitumen called 22, 70-22 and 64-28. Such bitumen is available, for example, from Shell, Total, and British Petroleum (BP). In PEN classification, the product number refers to the bitumen penetration range as measured by ASTM D1586 method, for example, 40/60 PEN bitumen is a bitumen with a penetration in the range of 40-60 decimeters (dmm). Correspond. In the PG classification (AASHTO MP 1 standard), the first value of the product number refers to high temperature performance as measured by a method known in the art as the Superpave SM system, and the second value refers to low temperature performance. .

一態様では、本発明はアスファルト組成物に関する。アスファルト組成物は、回収アスファルトと、エステル官能性再生剤とを含む。回収アスファルトは、骨材と酸化結合剤とを含む。   In one aspect, the invention relates to an asphalt composition. The asphalt composition includes recovered asphalt and an ester functional regenerant. The recovered asphalt includes aggregate and an oxidative binder.

別の態様では、本発明は、回収アスファルトと一緒に使用するのに適した結合剤組成物に関する。結合剤組成物は、酸化結合剤とエステル官能性再生剤の組合せを含む。本発明の組成物で使用するのに適した酸化結合剤は、RAPであってよい回収アスファルト中に存在し、または回収アスファルトから回収される。結合剤は、溶媒抽出など従来の手段によってRAPから回収することができる。好ましくは、酸化結合剤は、回収アスファルトから単離されない。代わりに、回収アスファルトは、単純に、再生剤の望ましい量と合わせられる。好ましい手法では、再生剤は、未使用結合剤、回収アスファルト、および任意選択で未使用アスファルトと合わせ、混合して再生アスファルト生成物を得る。   In another aspect, the invention relates to a binder composition suitable for use with recovered asphalt. The binder composition includes a combination of oxidative binder and ester functional regenerant. Suitable oxidative binders for use in the compositions of the present invention are present in or recovered from the recovered asphalt, which can be RAP. The binder can be recovered from the RAP by conventional means such as solvent extraction. Preferably, the oxidative binder is not isolated from the recovered asphalt. Instead, the recovered asphalt is simply combined with the desired amount of regenerant. In a preferred approach, the regenerant is combined with virgin binder, recovered asphalt, and optionally virgin asphalt and mixed to obtain a regenerated asphalt product.

本発明のアスファルトおよび結合剤組成物は、エステル官能性再生剤を含む。結合剤組成物は、酸化結合剤と再生剤とを合わせた量に対して0.1〜15重量%、好ましくは0.5〜10重量%の再生剤を含む。本発明のアスファルト組成物および本発明の結合剤組成物の両方において、再生剤は、再生剤を含まない酸化結合剤のガラス転移開始温度と比較して酸化結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効な量で存在する。   The asphalt and binder composition of the present invention includes an ester functional regenerant. The binder composition contains 0.1 to 15% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight of the regenerant based on the combined amount of the oxidized binder and the regenerant. In both the asphalt composition of the present invention and the binder composition of the present invention, the regenerant has a glass transition onset temperature of the oxidized binder of at least 5 compared to the glass transition onset temperature of the oxidized binder that does not include the regenerant. It is present in an amount effective to reduce ° C.

エステル官能性再生剤は、主として、カルボン酸(樹脂酸を含む)またはC〜C20脂肪酸と、C〜C18アルコールとから由来することが好ましい。この酸部分は、直鎖、分枝、環状、芳香族またはそれらの組合せとすることができる;この酸部分は飽和、不飽和またはそれらの組合せとすることができる。樹脂酸には、3つの縮合6炭素環の核を有するC1929COOHの形態におけるモノカルボン酸が含まれ、数および位置が変化する二重結合を含む。脂肪酸は、ダイマー化脂肪酸混合物におけるような、重合形態のものとすることができる。エステル官能性再生剤のアルコール部分は、第一級、第二級または第三級であってよい;これはモノオール、ジオールまたはポリオールであってよい。アルコールはまた、トリエチレングリコールやポリエチレングリコールなどのポリエーテルに由来してもよい。フェノラートエステルもまた、適切である。 Ester functional regenerant is mainly (containing a resin acid) carboxylic acid, or a C 8 -C 20 fatty acids, it is preferably derived from from a C 1 -C 18 alcohol. The acid moiety can be linear, branched, cyclic, aromatic, or combinations thereof; the acid moiety can be saturated, unsaturated, or combinations thereof. Resin acids include monocarboxylic acids in the form of C 19 H 29 COOH with three fused 6-carbon ring nuclei and contain double bonds that vary in number and position. The fatty acid can be in polymerized form, such as in a dimerized fatty acid mixture. The alcohol portion of the ester functional regenerant may be primary, secondary or tertiary; it may be a monol, diol or polyol. The alcohol may also be derived from a polyether such as triethylene glycol or polyethylene glycol. Phenolate esters are also suitable.

こうして、適切なカルボン酸樹脂酸には、アビエチン、ネオアビエチン、デヒドロアビエチン、ピマル、レボピマル、サンダラコピマル、イソピマルおよびパルストリン酸が含まれる。適切なC〜C20脂肪酸には、例えば、安息香酸、カプリル酸、アゼライン酸、リシノレイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、トールオイル脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、パルミチン酸、モノマー酸(以下に定義される)、ダイマー酸、トールオイルヘッドなど、およびそれらの混合物が含まれる。適切なC〜C18アルコールとして、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソブチルアルコール、2−エチルヘキサノール、オクタノール、イソデシルアルコール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ソルビトール、スクロースなどおよびその混合物が挙げられる。 Thus, suitable carboxylic resin acids include abietin, neoabietin, dehydroabieticin, pimar, levopimal, sandaracopimal, isopimar, and pastric acid. Suitable C 8 -C 20 fatty acids, for example, benzoic acid, caprylic acid, azelaic acid, ricinoleic acid, 12-hydroxystearic acid, stearic acid, isostearic acid, tall oil fatty acids, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, Palmitic acid, monomeric acid (defined below), dimer acid, tall oil head, and the like, and mixtures thereof are included. Suitable C 1 -C 18 alcohols, such as methanol, ethanol, 1-propanol, isobutyl alcohol, 2-ethylhexanol, octanol, isodecyl alcohol, benzyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol, propylene glycol , Diethylene glycol, triethylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sucrose and the like and mixtures thereof.

エステル官能性再生剤は、200℃を超える、より好ましくは220℃を超える、最も好ましくは250℃を超える引火点を有することが好ましい。再生剤は、好ましくは非結晶性であり、好ましくは30℃以下、より好ましくは20℃未満、また最も好ましくは0℃未満の融点またはタイターを有することが好ましい。多くの樹脂酸は固体であるので、樹脂酸を脂肪酸とブレンドして、あるいは比較的低い軟化点を有するように選択して、好ましい再生剤をもたらすことができる。   It is preferred that the ester functional regenerant has a flash point above 200 ° C, more preferably above 220 ° C, and most preferably above 250 ° C. The regenerant is preferably amorphous and preferably has a melting point or titer of preferably 30 ° C. or lower, more preferably less than 20 ° C., and most preferably less than 0 ° C. Since many resin acids are solids, resin acids can be blended with fatty acids or selected to have a relatively low softening point to provide a preferred regenerant.

好ましい一態様では、エステル官能性再生剤は、トールオイル脂肪酸(TOFA)またはTOFA誘導体(例えば、TOFAダイマー酸)に由来する。トールオイル脂肪酸は、蒸留によって粗製トールオイル(CTO)から単離される。CTOは、クラフト木材パルプ工程の副生物である。CTOの蒸留は、トールオイル脂肪酸に加えて、「トールオイルヘッド」と呼ばれる長鎖脂肪酸(大部分はパルミチン酸)のより揮発性で高飽和度の画分をもたらす。トールオイル脂肪酸は、次の留分であり、これは、多様な程度の不飽和度を有する大部分がC18およびC20の脂肪酸(例えば、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、およびこれらの多様な異性体)を含む。蒸留トールオイルまたは「DTO」と呼ばれる別の留分は、大部分を占めるトールオイル脂肪酸と少量のトールオイルロジンの混合物である。次に単離されるトールオイルロジン(「TOR」)は、主として、C19〜C20三環式モノカルボン酸からなる。蒸留の底部留分は、「トールオイルピッチ」または単に「ピッチ」と呼ばれる。一般に、少なくともいくらかのトールオイル脂肪酸を含む任意の留分は、エステル官能性再生剤の作製で使用するのに好ましい。 In a preferred embodiment, the ester functional regenerant is derived from tall oil fatty acid (TOFA) or a TOFA derivative (eg, TOFA dimer acid). Tall oil fatty acids are isolated from crude tall oil (CTO) by distillation. CTO is a byproduct of the craft wood pulp process. CTO distillation results in a more volatile and highly saturated fraction of long chain fatty acids (mostly palmitic acid) called “tall oil head” in addition to tall oil fatty acids. Tall oil fatty acids are the following fractions, which are mostly C 18 and C 20 fatty acids with varying degrees of unsaturation (eg, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and a variety of these Isomers). Another fraction called distilled tall oil or “DTO” is a mixture of tall oil fatty acids and a small amount of tall oil rosin that make up the majority. Then tall oil rosin isolated ( "TOR") is mainly composed of C 19 -C 20 tricyclic monocarboxylic acids. The bottom fraction of the distillation is called “tall oil pitch” or simply “pitch”. In general, any fraction containing at least some tall oil fatty acid is preferred for use in making the ester functional regenerant.

既に述べたように、重合脂肪酸は、エステル官能性再生剤を作製するのに使用することができる。その高い不飽和脂肪酸含量のため、TOFAは通常、酸性白土触媒を使用して重合される。この高温過程において、不飽和脂肪酸は、例えば「エン反応」による分子間付加反応を行うことによって重合脂肪酸を形成する。機構は複雑であり、十分理解されていない。しかし、生成物は、大部分がダイマー化した脂肪酸と、モノマー性脂肪酸の独特の混合物とを含む。蒸留によって、通常「ダイマー酸」と呼ばれる非常にダイマー化脂肪酸に富む画分がもたらされる。かかるダイマー酸は、エステル官能性再生剤の作製で使用するのに適している。   As already mentioned, polymerized fatty acids can be used to make ester functional regenerants. Because of its high unsaturated fatty acid content, TOFA is usually polymerized using an acid clay catalyst. In this high temperature process, the unsaturated fatty acid forms a polymerized fatty acid by performing an intermolecular addition reaction by, for example, an “ene reaction”. The mechanism is complex and not well understood. However, the product contains mostly dimerized fatty acids and a unique mixture of monomeric fatty acids. Distillation results in a fraction enriched in highly dimerized fatty acids, usually called “dimer acid”. Such dimer acids are suitable for use in making ester functional regenerants.

重合TOFAの蒸留によっても、非常にモノマー性脂肪酸に富み、「モノマー」(大文字の「M」を有する)または「モノマー酸」と呼ばれる画分がもたらされる。独特な組成物であるモノマーは、エステル官能性再生剤を作製するための好ましい出発材料である。天然資源由来のTOFAは、大部分、直鎖C18不飽和カルボン酸、主としてオレインおよびリノール酸からなるが、モノマーは、比較的少量のオレインおよびリノール酸を含み、代わりに飽和および不飽和の相当量の分枝および環状C18酸、およびエライジン酸を含む。モノマーのより多様で相当に分枝した組成物は、重合中にTOFAに対して実施される接触工程からもたらされる。当技術分野では、モノマーがアルコールと反応して「モノメラート」エステルを作製することによって、対応するTOFA系エステルと異なる独特の誘導体がもたらされることが認められている。モノマーは、CAS Registry Number 68955−98−6として指定された。モノマー生成物の例は、Arizona Chemical Companyの製品であるCentury(登録商標)MO5およびMO6脂肪酸である。モノマーの組成物およびその多様なエステルへの変換に関するさらなる情報については、その教示が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第7256162号を参照されたい。 Distillation of polymerized TOFA is also very rich in monomeric fatty acids, resulting in a fraction called “monomer” (with uppercase “M”) or “monomer acid”. Monomers that are unique compositions are preferred starting materials for making ester functional regenerants. Naturally derived TOFA consists mostly of linear C 18 unsaturated carboxylic acids, mainly olein and linoleic acid, but the monomers contain relatively small amounts of olein and linoleic acid, instead of saturated and unsaturated equivalents. Quantities of branched and cyclic C18 acids, and elaidic acid. More diverse and highly branched compositions of monomers result from the contacting step performed on TOFA during polymerization. It is recognized in the art that monomers react with alcohols to make “monomelate” esters, resulting in unique derivatives that differ from the corresponding TOFA-based esters. The monomer was designated as CAS Registry Number 68955-98-6. Examples of monomer products are Century® MO5 and MO6 fatty acids, products of Arizona Chemical Company. See US Pat. No. 7,256,162, the teachings of which are incorporated herein by reference for further information regarding the composition of the monomers and their conversion to various esters.

適切な再生剤として、例えば、エチレングリコールタラート(すなわち、トールオイル脂肪酸のエチレングリコールエステル)、プロピレングリコールタラート、トリメチロールプロパンタラート、ネオペンチルグリコールタラート、メチルタラート、エチルタラート、グリセリンタラート、オレイルタラート、オクチルタラート、ベンジルタラート、2−エチルヘキシルタラート、ポリエチレングリコールタラート、トールオイルピッチエステル、エチレングリコールモノメラート、グリセリンモノメラート、トリメチロールプロパンモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、2−エチルヘキシルモノメラート、エチレングリコールジメラート、2−エチルヘキシルジメラート、2−エチルヘキシルトリメラート、トリメチロールプロパンイソステアラート、ベンジル12−ヒドロキシステアラート、ベンジルリシノレアート、オクチルカプリラート、オクチルアゼラート、オクチルベンゾアートなどが挙げられる。特に好ましい再生剤は、タラートおよびモノメラート、特にトリメチロールプロパンタラート、エチレングリコールモノメラート、およびグリセリンモノメラートである。   Suitable regenerants include, for example, ethylene glycol tartrate (ie ethylene glycol ester of tall oil fatty acid), propylene glycol tartrate, trimethylolpropane tartrate, neopentyl glycol tartrate, methyl tartrate, ethyl tartrate, glycerin tartrate, oleyl tartrate, octyl Talate, Benzyl Talate, 2-Ethylhexyl Talate, Polyethylene Glycol Talate, Tall Oil Pitch Ester, Ethylene Glycol Monomerate, Glycerol Monomerate, Trimethylol Propane Monomerate, Neopentyl Glycol Monomerate, 2-Ethyl Hexyl Monomerate , Ethylene glycol dimethylate, 2-ethylhexyl dimethylate, 2-ethylhexyl trimellate, trimethylo Le propane isostearate, benzyl 12-hydroxy stearate, benzyl ricinoleate, octyl dicaprylate, octyl azelate, and the like octyl benzoate is. Particularly preferred regenerants are tartrates and monomaleates, especially trimethylolpropane taleate, ethylene glycol monomaleate, and glycerin monomaleate.

エステル官能性再生剤は、他の再生剤または補助剤と組み合わせて使用することができる。例えば、エステル官能性再生剤は、トールオイルロジンエステル、テルペンフェノール、ポリテルペン、アルキル化フェノールなどと組み合わせて使用することができる。下記の実施例は、トールオイル脂肪酸エステルおよびロジンエステルの組合せ(実施例38、ロジン酸およびTOFAの混合物からのトリメチロールプロパンエステル)またはテルペンフェノールの組合せ(実施例47、Sylvares(登録商標)TP96と組み合わせたエチレングリコールモノメラート)を例示する。   The ester functional regenerant can be used in combination with other regenerants or adjuvants. For example, ester functional regenerants can be used in combination with tall oil rosin esters, terpene phenols, polyterpenes, alkylated phenols, and the like. The examples below show a combination of tall oil fatty acid ester and rosin ester (Example 38, trimethylolpropane ester from a mixture of rosin acid and TOFA) or terpene phenol combination (Example 47, Sylvares® TP96). A combination ethylene glycol monomerate) is exemplified.

本発明のアスファルトおよび結合剤組成物では、再生剤は、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃、好ましくは、少なくとも10℃低減するのに有効な量で存在する。ガラス転移開始温度は、任意の所望の方法によって測定することができるが、好都合には、示差走査熱量測定(DSC)によって測定される。試料が温度の上昇および/または下降プログラムによって循環される場合のDSC曲線の推移が記録される。熱流(W/g)対温度のプロットにおいて、変曲点が、ガラス転移の開始および終点を示す。開始温度と終点の間の温度範囲は、「広がり」である。望ましい再生剤は、ガラス転移の開始温度を下げ、また広がりを狭くする。DSCは、これまで、アスファルト組成物を評価するための診断道具として使用されてきた;例えば、Asphalt Science and Technology、A.M.Usnami編、Marcel Dekker、Inc.、NY(1997)頁59〜101中のR.F.TurnerおよびJ.F.Branthaven、「DSC Studies of Asphalts and Asphalt Components」を参照されたい。   In the asphalt and binder composition of the present invention, the regenerative agent has a glass transition start temperature of the oxidized asphalt binder of at least 5 ° C., preferably compared to the glass transition start temperature of the oxidized asphalt binder not containing the regenerant, Present in an amount effective to reduce by at least 10 ° C. The glass transition onset temperature can be measured by any desired method, but is conveniently measured by differential scanning calorimetry (DSC). The course of the DSC curve is recorded as the sample is circulated by the temperature rise and / or fall program. In the heat flow (W / g) versus temperature plot, the inflection points indicate the beginning and end of the glass transition. The temperature range between the start temperature and the end point is “spread”. Desirable regenerants lower the onset temperature of the glass transition and narrow the spread. DSC has heretofore been used as a diagnostic tool for evaluating asphalt compositions; see, for example, Asphalt Science and Technology, A.D. M.M. Edited by Usnami, Marcel Dekker, Inc. NY (1997) pages 59-101. F. Turner and J.M. F. See Branthaven, “DSC Studios of Asphalts and Asphalt Components”.

驚くべきことに、本発明者らは、低から中レベルで導入された場合、エステル官能性再生剤は、酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効であり得ることを見出した。低減は、舗装アスファルトにおける耐低温クラック性の予期された改善と相関性があるので重要である。表1および2(以下)の結果が示唆するように、多様なエステル誘導体が、酸化アスファルト結合剤に対して2.5〜10重量%で使用されると、ガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効である。エステル官能性再生剤の多くは、ガラス転移の開始温度を少なくとも10℃低減し、一部のものは、その温度を20℃も低減することができる。他方では、他の試験された組成物は、10重量%の水準でTg開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効ではない。例えば、表1に示されるように、数ある中でも高ヒドロキシルロジンエステル(C16)、テルペンフェノール(C18)、ポリテルペン(C23)、およびフェノール性ロジンエステル(C24)は、Tg開始温度を低減するのに有効ではない(「Δ開始」欄を参照されたい)。回収舗装アスファルトを再生するのに現在使用される炭化水素フラックスオイルであるTudalen(登録商標)65は、10%添加剤水準でTg開始を所望の5℃低減しないことに留意されたい。別の市販の再生剤(Ventraco Chemie、B.V.の製品であるRheoFalt(登録商標)HP−EM)の有効成分であるカルダノールは、Tg開始温度を有効に低減するが、カルダノールは、フェノールの長鎖不飽和アルキラートであり、エステル官能基を持たない。   Surprisingly, we have found that when introduced at low to medium levels, ester functional regenerants can be effective in reducing the glass transition onset temperature of oxidized asphalt binders by at least 5 ° C. I found. Reduction is important because it correlates with the expected improvement in cold crack resistance in paving asphalt. As suggested by the results in Tables 1 and 2 (below), the glass transition onset temperature is reduced by at least 5 ° C. when various ester derivatives are used at 2.5-10 wt% relative to the oxidized asphalt binder. It is effective to do. Many of the ester functional regenerants reduce the onset temperature of glass transition by at least 10 ° C, and some can reduce that temperature by as much as 20 ° C. On the other hand, other tested compositions are not effective in reducing the Tg onset temperature by at least 5 ° C. at the 10 wt% level. For example, as shown in Table 1, high hydroxyl rosin ester (C16), terpene phenol (C18), polyterpene (C23), and phenolic rosin ester (C24), among others, can reduce the Tg onset temperature. Not valid (see “ΔStart” column). Note that Tudalen® 65, a hydrocarbon flux oil currently used to reclaim recovered paving asphalt, does not reduce the desired 5 ° C. Tg initiation at the 10% additive level. Cardanol, the active ingredient of another commercially available regenerant (RheoFalt® HP-EM, a product of Ventraco Chemie, BV), effectively reduces the Tg onset temperature, but cardanol It is a long chain unsaturated alkylate and has no ester functionality.

本発明の好ましいアスファルトおよび結合剤組成物では、エステル官能性再生剤は、ガラス転移温度の広がり(または溶融範囲)を少なくとも5℃、好ましくは、少なくとも10℃低減するのに有効な量で存在する。表1および2(「Δ広がり」欄を参照されたい)に示されるように、例えば、トリメチロールプロパンタラート、エチレングリコールモノメラート、グリセリンモノメラート、オレイルタラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、およびその他を含めてこの能力を有するエステル官能性再生剤の膨大な例が存在する。Tg開始温度の低減よりいくらか診断性が劣るが、結合剤のTg広がりがより狭いことは、一般に、均一性がより大きいことを示し、これによって、周囲温度においてアスファルト組成物の耐疲労クラック性がより良好になり得る。   In preferred asphalt and binder compositions of the present invention, the ester functional regenerant is present in an amount effective to reduce the glass transition temperature broadening (or melting range) by at least 5 ° C, preferably at least 10 ° C. . As shown in Tables 1 and 2 (see “Δ Spread” column), for example, trimethylolpropane tartrate, ethylene glycol monomaleate, glycerin monomaleate, oleyl tartrate, neopentyl glycol monomaleate, and There are numerous examples of ester functional regenerants that have this ability, including others. Although somewhat less diagnostic than lowering the Tg onset temperature, the narrower Tg broadening of the binder generally indicates greater uniformity, which reduces the fatigue crack resistance of the asphalt composition at ambient temperatures. Can be better.

アスファルトおよび結合剤組成物は、任意の所望の順序で成分を合わせることによって作製することができる。好都合な一手法では、アスファルト組成物は、再生剤を未使用結合剤と合わせ、次いで生成混合物をRAPとブレンドすることによって作製される。別の手法では、アスファルト組成物は、再生剤をRAPと、任意選択で未使用アスファルトと合わせることによって作製される。   Asphalt and binder compositions can be made by combining the components in any desired order. In one convenient approach, the asphalt composition is made by combining the regenerant with virgin binder and then blending the product mixture with RAP. In another approach, the asphalt composition is made by combining a regenerant with RAP and optionally virgin asphalt.

本発明のアスファルト組成物は、好ましくは、再生剤と、5〜95重量%のRAPと、少なくともいくらかの未使用結合剤とを含む。より好ましいアスファルト組成物は、10〜90重量%のRAP、最も好ましくは、30〜70重量%のRAPを含む。他の好ましい組成物は、1〜99重量%、好ましくは、10〜90重量%、より好ましくは、30〜70重量%の未使用結合剤を含む。   The asphalt composition of the present invention preferably comprises a regenerant, 5-95% by weight RAP, and at least some unused binder. More preferred asphalt compositions comprise 10-90% by weight RAP, most preferably 30-70% by weight RAP. Other preferred compositions comprise 1 to 99% by weight, preferably 10 to 90% by weight, more preferably 30 to 70% by weight of unused binder.

供給源、材令、履歴、任意の前処理、および他の因子に応じて、RAPは、通常、2〜8重量%、より通常には、3〜6重量%の酸化アスファルト結合剤を含む。したがって、再生剤の有効量は、アスファルト源によって変動してよい。一般に、再生剤は、好ましくは、酸化アスファルト結合剤の量に対して0.1〜15重量%、より好ましくは、0.5〜10重量%、さらにより好ましくは、2〜8重量%、最も好ましくは、3〜6重量%で使用される。   Depending on the source, age, history, optional pretreatment, and other factors, the RAP typically contains 2-8 wt%, more usually 3-6 wt% of an oxidized asphalt binder. Thus, the effective amount of regenerant may vary depending on the asphalt source. In general, the regenerant is preferably 0.1 to 15 wt%, more preferably 0.5 to 10 wt%, even more preferably 2 to 8 wt%, most preferably based on the amount of oxidized asphalt binder. Preferably, it is used at 3 to 6% by weight.

エステル官能性再生剤の価値のさらなる証拠は、動的せん断粘弾性測定(DSR)データから得られる。表3は、低温性能、特に−15℃におけるm−値およびクリープ剛性の改善を示す。例えば、EGモノメラート、トリメチロールプロパンタラート、およびグリセリンモノメラートは全て、テルペンフェノールおよび他の中性添加剤と比較して良好に働く。周囲温度で、エステル官能性再生剤は、究極のアスファルト組成物における改善された疲労クラック特性の指標であるRAP結合剤のG*sinδの明白な低減を提供する。低および周囲温度の性能における利点は、顕著であるが、かかる利点は、耐わだち掘れ性などの高められた温度の特性を犠牲にすることによってのみ得られることがあまりにも頻発する。しかし、表3に示されるように、70℃で測定されたG*/sinδの低い値(対照に対して)は、エステル官能性再生剤を含む結合剤もまた高められた温度で良好に働くことが期待されることを示す。試験の結果は、特定の結合剤の使用によって期待されるわだち掘れの形成量を推測するのに使用される。表3の結果は、再生剤による結合剤の軟化が、究極のアスファルト組成物におけるわだち掘れ問題を、暑い夏の日でも創出しないことを示唆する。   Further evidence of the value of the ester functional regenerant comes from dynamic shear viscoelasticity measurement (DSR) data. Table 3 shows the improvement in low temperature performance, especially m-value and creep stiffness at -15 ° C. For example, EG monomethylate, trimethylolpropane tartrate, and glycerin monomale all work well compared to terpene phenol and other neutral additives. At ambient temperatures, ester functional regenerants provide a clear reduction in the RAP binder G * sinδ, which is an indicator of improved fatigue crack properties in the ultimate asphalt composition. While the benefits in low and ambient temperature performance are significant, it is too often that such benefits can only be obtained at the expense of enhanced temperature characteristics such as rutting resistance. However, as shown in Table 3, the low value of G * / sin δ measured at 70 ° C. (relative to the control) also works well at elevated temperatures for binders containing ester functional regenerants. It shows what is expected. The results of the test are used to infer the amount of rutting formation expected by the use of a specific binder. The results in Table 3 suggest that softening of the binder with the regenerant does not create rutting problems in the ultimate asphalt composition even on hot summer days.

一態様では、本発明は、再生方法に関する。この方法は、回収アスファルトを0.01〜10重量%、好ましくは0.025〜5重量%、より好ましくは0.05〜2重量%のロジンエステルと混合することによって、回収アスファルトを再生するステップを含む。適切なロジンエステルは、少なくとも1種のロジン酸を、少なくとも1種のアルコールでエステル化することによって作製される。   In one aspect, the present invention relates to a playback method. This method comprises the step of regenerating recovered asphalt by mixing the recovered asphalt with 0.01 to 10 wt%, preferably 0.025 to 5 wt%, more preferably 0.05 to 2 wt% rosin ester. including. Suitable rosin esters are made by esterifying at least one rosin acid with at least one alcohol.

エステル化に適したアルコールには、メタノール、エタノール、ブタノール、C〜C18イソアルコール(イソデシルアルコールおよび2−エチルヘキサノールなど)などのモノアルコール、ならびにジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、ペンタエリトリトール、ソルビトール、ネオペンチルグリコールおよびトリメチロールプロパンなどのポリオールが含まれる。容易に得られる有用なアルコールには、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびペンタエリトリトールが含まれる。 The alcohols suitable for esterification, methanol, ethanol, butanol, C 1 -C 18 monoalcohols, such as iso-alcohols (such as isodecyl alcohol and 2-ethylhexanol), and diethylene glycol, triethylene glycol, glycerol, pentaerythritol, Polyols such as sorbitol, neopentyl glycol and trimethylolpropane are included. Useful alcohols that are readily available include diethylene glycol, triethylene glycol and pentaerythritol.

ロジン酸には、3つの縮合6炭素環の核を有し、数および位置が変化する二重結合を含む、一般式C1929COOHを有するモノカルボン酸が含まれる。ロジン酸の例には、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ピマル酸、レボピマル酸、サンダラコピマル酸、イソピマル酸およびパルストリン酸が含まれる。 Rosinic acids include monocarboxylic acids having the general formula C 19 H 29 COOH with three fused 6-carbocyclic nuclei and containing double bonds that vary in number and position. Examples of rosin acids include abietic acid, neoabietic acid, dehydroabietic acid, pimaric acid, levopimaric acid, sandaracopimaric acid, isopimaric acid and pulpstriic acid.

ロジン酸は、単離形態で、または複数のロジン酸を含むことができる組成物の一部として使用できる。詳細には、ロジンは、ロジン酸の供給源として使用できる。ロジンは、多くの植物、特にダイオウマツ(Pinus palustris)およびカリブマツ(Pinus caribaera)などの針葉樹の炭化水素分泌物である。天然ロジンは、典型的には、7もしくは8種のロジン酸の混合物、および他の少量成分からなる。ロジンは、市販され、またマツの木から、オレオレシンの蒸留によって(蒸留の残渣であるガムロジン)、マツ切株の抽出によって(ウッドロジン)、またはトールオイルの分別によって(トールオイルロジン)得ることができる。トールオイルロジン、ガムロジンおよびウッドロジンを含む、任意の型のロジンが使用できる。トールオイルロジンが、その入手性のため、通例使用される。適切な市販ロジンの例には、トールオイルロジン(例えば、Arizona ChemicalからのSylvaros(登録商標)85、Sylvaros(登録商標)90またはSylvaros(登録商標)95)が含まれる。   The rosin acid can be used in isolated form or as part of a composition that can include multiple rosin acids. In particular, rosin can be used as a source of rosin acid. Rosin is a hydrocarbon secretion of many plants, especially conifers such as Pinus palustris and Pinus caribaera. Natural rosin typically consists of a mixture of 7 or 8 rosin acids and other minor components. Rosin is commercially available and can be obtained from pine trees by distillation of oleoresin (distillation residue gum rosin), by extraction of pine stumps (wood rosin), or by tall oil fractionation (tall oil rosin) . Any type of rosin can be used, including tall oil rosin, gum rosin and wood rosin. Tall oil rosin is commonly used because of its availability. Examples of suitable commercially available rosins include tall oil rosin (eg, Sylvaros® 85, Sylvaros® 90 or Sylvaros® 95 from Arizona Chemical).

ロジン酸は、エステル化の前に、例えば、水素化、不均化、オリゴマー化、ディールス−アルダー反応、異性化またはこれらの組合せによって、改質することができる。ロジンエステルは、改質されて、不均化ロジンエステルを形成することができる。例えば、デヒドロアビエチン酸が有用であろう。   The rosin acid can be modified prior to esterification, for example, by hydrogenation, disproportionation, oligomerization, Diels-Alder reaction, isomerization, or combinations thereof. The rosin ester can be modified to form a disproportionated rosin ester. For example, dehydroabietic acid may be useful.

ロジンエステルは、当技術分野で公知である方法(例えば、その教示が参照により本明細書に組み込まれるUS5,504,152を参照されたい)によって、ロジン酸とアルコールとから得ることができる。一般に、ロジンは、ロジン酸の、アルコールとの熱反応によってエステル化することができる。エステル化反応を完結するまで進めるために、蒸留、真空の適用などの方法および当業者に公知の他の方法によって、反応器から水を除去することができる。   Rosin esters can be obtained from rosin acids and alcohols by methods known in the art (see, eg, US Pat. No. 5,504,152, the teachings of which are incorporated herein by reference). In general, rosin can be esterified by thermal reaction of rosin acid with alcohol. To proceed to completion of the esterification reaction, water can be removed from the reactor by methods such as distillation, application of vacuum, and other methods known to those skilled in the art.

市販のロジンエステル、例えば、全てArizona ChemicalからのSylvatac(登録商標)RE103、Sylvatac(登録商標)RE55、Sylvatac(登録商標)RE85、Sylvatac(登録商標)RE12およびSylvatac(登録商標)RE5;全てEastmanからのEastman(登録商標)エステルGum 15D−M、Permalyn(登録商標)3100、Permalyn(登録商標)5110−CおよびStaybelite(商標)エステル3−E;全てDRT(les Derives Resiniques&Terpeniques)からのDertoline(登録商標)G2L、Dertoline(登録商標)SG2、Dertoline(登録商標)P105、Dertoline(登録商標)P110、Dertoline(登録商標)P2L、Dertoline(登録商標)PL5、Dertopoline P125、Granolite SG、Granolite P、Granolite P118およびGranolite TEG;ならびにGeorgia PacificからのNovaRes(登録商標)1100なども使用することができる。   Commercially available rosin esters such as Sylvatac® RE103, Sylvatac® RE55, Sylvatac® RE85, Sylvatac® RE12 and Sylvatac® RE5, all from Arizona Chemical; all from Eastman Eastman (R) ester Gum 15D-M, Permalyn (R) 3100, Permalyn (R) 5110-C and Staybelite (R) ester 3-E; all from DRT (Dertores Resiniques & Terpeniques) ) G2L, Dertoline (registered trademark) SG2, Dertoline (registered trademark) P 05, Dertoline (registered trademark) P110, Dertoline (registered trademark) P2L, Dertoline (registered trademark) PL5, Dertoline P125, Granolite SG, Granolite P, Granolite P118 and Granolite TEG; Can also be used.

ロジンエステルは、いくらかの残留未反応の酸およびアルコールを含む可能性がある。典型的には、ロジンエステルは、酸価20mgKOH/g未満、詳細には15mgKOH/g未満を有する。酸価は、呈色指示薬滴定を用いるASTM D974標準方法などの、当業者に公知の方法によって測定できる。   The rosin ester may contain some residual unreacted acid and alcohol. Typically, rosin esters have an acid number of less than 20 mg KOH / g, in particular less than 15 mg KOH / g. The acid value can be measured by methods known to those skilled in the art, such as the ASTM D974 standard method using color indicator titration.

適切なロジンエステルは液体ロジンエステルであり、または30〜120℃の間、30〜80℃の間、または40〜60℃の間の軟化点を有する固体ロジンエステルとしてもよい。軟化点は、当業者に公知の方法、例えば、「環球」法として知られる方法を用いるASTM28−99標準方法により測定できる。適切なロジンエステルには、トールオイルロジンのエステル、ガムロジンのエステルおよびウッドロジンのエステルが含まれる。1種または複数のロジンと反応するには、いくつかのアルコールおよびグリコールが適しており、C〜C11アルキルおよびイソアルキルアルコールならびにグリコール、ペンタエリトリトール、グリセロール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールを含む。その結果得られる適切なロジンエステルには、例えば、ペンタエリトリトールロジンエステル、グリセロールロジンエステル、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールロジンエステル、C〜C11イソアルキルロジンエステルおよびこれらの混合物の少なくとも1つが含まれる。詳細には、ロジンエステルは、ジエチレングリコールロジンエステル、トリエチレングリコールロジンエステルおよびペンタエリトリトールロジンエステルの混合物とすることができる。 Suitable rosin esters are liquid rosin esters or may be solid rosin esters having a softening point between 30-120 ° C, 30-80 ° C, or 40-60 ° C. The softening point can be measured by methods known to those skilled in the art, for example, the ASTM 28-99 standard method using a method known as the “ring and ball” method. Suitable rosin esters include tall oil rosin esters, gum rosin esters and wood rosin esters. To react with one or more of rosin, including some alcohols and glycols are suitable, C 8 -C 11 alkyl and isoalkyl alcohols and glycols, pentaerythritol, glycerol, triethylene glycol, diethylene glycol. The result Suitable rosin esters obtained, for example, pentaerythritol rosin esters, glycerol rosin esters, triethylene glycol, diethylene glycol rosin esters, at least one C 8 -C 11 isoalkyl rosin esters, and mixtures thereof. Specifically, the rosin ester can be a mixture of diethylene glycol rosin ester, triethylene glycol rosin ester and pentaerythritol rosin ester.

アスファルト組成物中のロジンエステルの量は、回収アスファルト中に存在する結合剤の量に対して調節できる。ロジンエステルの量は、例えば、回収アスファルト中に存在する結合剤の全量の1〜10重量%、もしくは2.5〜7.5重量%、または3〜6重量%とすることができる。RAP中に存在する結合剤の量に対してより高いもしくはより低いロジンエステルの量も、使用できる。一般に、1重量%未満の相対的量は、より低い程度までであっても、依然として再生効果をもたらすことができる。他方、10重量%を超える相対的量の使用は、このようなより高い量の使用が、再生を著しく増進させることはないにしても、最終のRAP含有アスファルト組成物の性能にマイナス効果を及ぼすことはない。   The amount of rosin ester in the asphalt composition can be adjusted relative to the amount of binder present in the recovered asphalt. The amount of rosin ester can be, for example, 1 to 10%, or 2.5 to 7.5%, or 3 to 6% by weight of the total amount of binder present in the recovered asphalt. Higher or lower amounts of rosin ester relative to the amount of binder present in the RAP can also be used. In general, a relative amount of less than 1% by weight, even to a lower extent, can still provide a regenerative effect. On the other hand, the use of relative amounts above 10% by weight has a negative effect on the performance of the final RAP-containing asphalt composition, even though such higher amounts do not significantly enhance regeneration. There is nothing.

回収アスファルト組成物中の結合剤の量は、一般に、供給者から知らされているが、当業者に公知の方法によっても決定することができる。例えば、RAPの既知量は、適切な溶媒、例えば、ジクロロメタンで処理して結合剤を抽出することができる。抽出画分中の結合剤の重量は、測定することができ、それによってRAP中の結合剤含量を決定する。RAP中の結合剤量は、通常、RAPの全重量に対して1〜10重量%、詳細には、2.5〜8.5重量%、より詳細には、4〜7.5重量%の範囲であってよい。   The amount of binder in the recovered asphalt composition is generally known from the supplier, but can also be determined by methods known to those skilled in the art. For example, a known amount of RAP can be treated with a suitable solvent, such as dichloromethane, to extract the binder. The weight of the binder in the extract fraction can be measured, thereby determining the binder content in the RAP. The amount of binder in the RAP is usually 1 to 10% by weight, specifically 2.5 to 8.5% by weight, more specifically 4 to 7.5% by weight relative to the total weight of the RAP. It may be a range.

一態様では、本発明は、0.01〜10重量%、好ましくは0.025〜5重量%のロジンエステルと、少なくとも15重量%の回収アスファルトとを含むアスファルト組成物に関する。ロジンエステルは、トールオイルロジンと、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、ペンタエリトリトールおよびこれらの混合物からなる群から選択されるポリオールとの反応生成物である。アスファルト組成物は、さらなる結合剤および/または骨材をさらに含むことが好ましい。回収アスファルトは、RAPであることが好ましい。本発明者らは、トールオイルロジンと、ポリオールの組合せとから作製したロジンエステルが、有利な全体的特性バランスを有することを見出した。特に、以下の表7における実施例64であるロジンエステルLを参照されたい。再生剤として使用される場合、この生成物は、結合剤の環球式軟化点およびガラス転移温度、ならびに、貯蔵弾性率および損失弾性率を含むレオロジー特性に有利な影響を及ぼす。   In one aspect, the invention relates to an asphalt composition comprising 0.01 to 10 wt%, preferably 0.025 to 5 wt% rosin ester, and at least 15 wt% recovered asphalt. The rosin ester is the reaction product of tall oil rosin and a polyol selected from the group consisting of diethylene glycol, triethylene glycol, glycerol, pentaerythritol, and mixtures thereof. The asphalt composition preferably further comprises additional binders and / or aggregates. The recovered asphalt is preferably RAP. The inventors have found that rosin esters made from tall oil rosin and a combination of polyols have an advantageous overall property balance. In particular, see rosin ester L, which is Example 64 in Table 7 below. When used as a regenerant, this product has a beneficial effect on the rheological properties including the ring and ball softening point and glass transition temperature of the binder, as well as storage and loss moduli.

別の態様では、本発明は、エステル官能性再生剤と、少なくとも15重量%の、酸化結合剤を含む回収アスファルトとを含むアスファルト組成物に関する。再生剤は、酸化結合剤と再生剤とを合わせた量に対して1〜10重量%、好ましくは3〜8重量%、より好ましくは4〜6重量%の範囲内の量で存在する。さらに、酸化結合剤と再生剤の混合物は、60℃未満のEN1427による環球式軟化点および20dmmを超えるEN1426による針入値を有する再生結合剤を形成する。   In another aspect, the invention relates to an asphalt composition comprising an ester functional regenerant and at least 15% by weight of recovered asphalt comprising an oxidized binder. The regenerant is present in an amount in the range of 1 to 10% by weight, preferably 3 to 8% by weight, more preferably 4 to 6% by weight, based on the combined amount of oxidative binder and regenerant. Furthermore, the mixture of oxidative binder and regenerant forms a regenerative binder having a ring and ball softening point with EN 1427 of less than 60 ° C. and a penetration value with EN 1426 of more than 20 dmm.

適切なエステル官能性再生剤は、既に記述されている。特に好ましい再生剤は、トリメチロールプロパンタラート、エチレングリコールモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、2−エチルヘキシルモノメラートおよびグリセロールモノメラートである。エチレングリコールモノメラートおよびトリメチロールプロパン(TMP)タラートが特に好ましい(以下の表8〜18を参照されたい)。   Suitable ester functional regenerants have already been described. Particularly preferred regenerants are trimethylolpropane taleate, ethylene glycol monomaleate, neopentyl glycol monomaleate, 2-ethylhexyl monomaleate and glycerol monomaleate. Ethylene glycol monomethylate and trimethylolpropane (TMP) tartrate are particularly preferred (see Tables 8-18 below).

あるロジンエステル、ロジン酸、またはこれらの混合物も、適している。一態様では、再生剤は、50℃未満のEN1427による環球式軟化点を有するロジンエステルを含む。別の態様では、再生剤は、ロジンエステル、ロジン酸もしくはこれらの混合物のほかに、脂肪酸エステル、植物油、または石油フラックスオイルを含む(以下の表13〜14を参照されたい)。本発明者らは、驚くべきことに、ロジンエステル、ロジン酸、もしくはそれらの混合物を含む再生結合剤が、ロジン酸、ロジンエステルもしくはそれらの混合物を含まずに作製された類似の再生結合剤の温度感受性と比較して、低減した温度感受性を有し得ることを見出した(表14を参照されたい)。   Certain rosin esters, rosin acids, or mixtures thereof are also suitable. In one aspect, the regenerant comprises a rosin ester having a ring and ball softening point according to EN 1427 of less than 50 ° C. In another embodiment, the regenerant comprises a fatty acid ester, vegetable oil, or petroleum flux oil in addition to rosin ester, rosin acid or mixtures thereof (see Tables 13-14 below). The inventors have surprisingly found that regenerated binders comprising rosin esters, rosin acids, or mixtures thereof are similar regenerated binders made without rosin acids, rosin esters or mixtures thereof. It has been found that it can have a reduced temperature sensitivity compared to temperature sensitivity (see Table 14).

回収アスファルト中に再生剤を含ませることによって一つまたは複数の工場の運転でアスファルト組成物の取り扱いを容易にすることができる。したがって、一態様では、再生剤は、200mPa/s以下の粘度で混合するのに必要な温度を少なくとも5℃、好ましくは、少なくとも10℃低減する。200mPa/sの粘度に到達するのに高温が必要である場合、その工程は、あまりにも多くのエネルギーを消費するのでコスト効率が悪くなる恐れがある。したがって、混合するための妥当な粘度に到達するために必要な温度を少しでも低減することは貴重である。別の態様では、再生剤は、3000mPa/s以下の粘度で圧密するのに必要な温度を少なくとも5℃、好ましくは、少なくとも10℃低減する。3000mPa/sの粘度に到達するのに高温が必要である場合、その工程は、あまりにも多くのエネルギーを消費するのでコスト効率が悪くなる恐れがある。したがって、圧密するための妥当な粘度に到達するために必要な温度を少しでも低減することは貴重である。表10に示されるように、エステル官能性再生剤は、混合と圧密の両方に必要な最低温度を低減するのに有効である。   Inclusion of the regenerant in the recovered asphalt can facilitate handling of the asphalt composition in one or more factory operations. Thus, in one aspect, the regenerant reduces the temperature required to mix at a viscosity of 200 mPa / s or less by at least 5 ° C, preferably at least 10 ° C. If high temperatures are required to reach a viscosity of 200 mPa / s, the process consumes too much energy and can be cost-effective. Therefore, it is valuable to reduce any temperature required to reach a reasonable viscosity for mixing. In another aspect, the regenerant reduces the temperature required to consolidate with a viscosity of 3000 mPa / s or less by at least 5 ° C, preferably at least 10 ° C. If high temperatures are required to reach a viscosity of 3000 mPa / s, the process consumes too much energy and may be cost-effective. It is therefore valuable to reduce any temperature required to reach a reasonable viscosity for consolidation. As shown in Table 10, ester functional regenerants are effective in reducing the minimum temperature required for both mixing and compaction.

別の態様では、本発明は、再生結合剤に関する。再生結合剤は、酸化結合剤とエステル官能性再生剤とを含む。再生剤は、酸化結合剤と再生剤を合わせた量に対して1〜10重量%の範囲内の量で存在する。再生結合剤は、60℃未満のEN1427による環球式軟化点および20dmmを超えるEN1426による針入値を有する。適切な再生剤はすでに説明された。特に好ましい再生剤は、トリメチロールプロパンタラート、エチレングリコールモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、2−エチルヘキシルモノメラートおよびグリセリンモノメラート、特にエチレングリコールモノメラートおよびトリメチロールプロパン(TMP)タラートである。   In another aspect, the invention relates to a regenerative binder. The regenerative binder includes an oxidative binder and an ester functional regenerant. The regenerant is present in an amount in the range of 1 to 10% by weight relative to the combined amount of the oxidizing binder and the regenerant. The regenerative binder has a ring and ball softening point with EN 1427 of less than 60 ° C. and a penetration value with EN 1426 of more than 20 dmm. A suitable regenerant has already been described. Particularly preferred regenerants are trimethylolpropane taleate, ethylene glycol monomaleate, neopentyl glycol monomaleate, 2-ethylhexyl monomaleate and glycerin monomaleate, especially ethylene glycol monomaleate and trimethylolpropane (TMP) tartrate. It is.

好ましい再生結合剤は、AASHTO T−300によって測定された場合、15℃〜25℃の範囲内のいずれかの温度で1.0J/cmの強制延性に到達する。また60℃未満の環球式軟化点を有する再生結合剤が特に好ましい(表15および以下のさらなる議論を参照されたい)。 Preferred regenerative binders reach a forced ductility of 1.0 J / cm 2 at any temperature within the range of 15 ° C. to 25 ° C. as measured by AASHTO T-300. Also particularly preferred are regenerative binders having a ring and ball softening point of less than 60 ° C. (see Table 15 and further discussion below).

好ましい結合剤は、結合剤が、EN12607−1による回転薄膜オーブン(RTFO)試験による短期の老化、およびEN14769による加圧老化ベッセル(PAV)試験による長期の老化を受けた場合に安定性を実際に示す。表18に示されるように、本発明の再生結合剤は、アスファルト組成物の短期または長期の老化をシミュレートするように設計された実験室条件に暴露された場合に安定である。   Preferred binders actually demonstrate stability when subjected to short-term aging by the rotating thin film oven (RTFO) test according to EN 12607-1 and long-term aging by the pressurized aging vessel (PAV) test according to EN 14769. Show. As shown in Table 18, the regenerated binder of the present invention is stable when exposed to laboratory conditions designed to simulate the short-term or long-term aging of asphalt compositions.

本発明は、本発明のアスファルト組成物または結合剤のための使用を含む。アスファルト組成物および結合剤は、例えば、舗装面、道路面および表面の下部、肩部、橋梁、橋台、未舗装道路用の砂利代替物などのために使用することができる。一態様では、本発明は、本発明のアスファルトまたは結合剤組成物を含む舗装面に関する。   The present invention includes the use for the asphalt composition or binder of the present invention. Asphalt compositions and binders can be used, for example, for pavement surfaces, road surfaces and lower surfaces, shoulders, bridges, abutments, gravel substitutes for unpaved roads, and the like. In one aspect, the invention relates to a paved surface comprising the asphalt or binder composition of the invention.

以下の実施例は、本発明を単に例示するのみである;当業者は、本発明の趣旨および特許請求の範囲内にある多数の変形形態を認識している。
パート1:回収舗装アスファルト中のエステル官能性再生剤の評価:酸化結合剤におけるTg開始温度の低減
再生剤を用いてRAP結合剤を調製するための方法
RAPを18.1kg(40ポンド)袋で受け取る。材料を袋から取り出し、眼に見える水分が残らずなくなるまで空気乾燥させる。複数の針金ゲージを備えた篩台を利用して材料を異なる大きさ:大、中、微細に分ける。
The following examples merely illustrate the invention; those skilled in the art will recognize many variations that are within the spirit of the invention and the scope of the claims.
Part 1: Evaluation of ester functional regenerant in recovered pavement asphalt: Reducing Tg onset temperature in oxidized binders Method for preparing RAP binder using regenerant RAP in 18.1 kg (40 lb) bag receive. Remove material from bag and air dry until no visible moisture remains. Divide the materials into different sizes: large, medium and fine using a sieve bed with multiple wire gauges.

「大」として分級された材料を一次ろ過として使用されるグラスウールを備えた大型フリットカラム内に入れる。トルエン/エタノール(85:15)をRAP上に注ぎ、重力ろ過が完結するまで静置する。溶媒ブレンドがほとんど無着色になり、清澄になるまでこの工程を複数回反復する。「中」および「微細」材料を大型エーレンマイヤーフラスコ内に入れた後に、同じ溶媒ブレンドを一定水準まで添加する。材料を撹拌し、生成した溶媒/アスファルトミックスをデカンテーションする。この工程をやはり同じ目標まで反復する。   The material classified as “large” is placed in a large frit column with glass wool used as primary filtration. Toluene / ethanol (85:15) is poured onto the RAP and allowed to stand until gravity filtration is complete. This process is repeated several times until the solvent blend is almost uncolored and clear. After the “medium” and “fine” materials are placed in a large Erlenmeyer flask, the same solvent blend is added to a certain level. The material is agitated and the resulting solvent / asphalt mix is decanted. This process is again repeated to the same goal.

合わせた抽出液を18.9l(5ガロン)容器に装入し、24時間静置して泥/岩の微細物を沈降させる。材料を中グレードフィルター(Whatman #4)で注意深くデカンテーションする。ろ液をバッチごとに5Lフラスコに装入し、溶媒を40〜50℃に暖めつつ、真空下で揮散させる。材料が固形分の目標である〜20〜25%に到達するまで濃縮を継続する。濃縮した材料をすべて合わせて単一容器内に入れ、溶媒を回収し、リサイクルする。   The combined extract is placed in a 18.9 l (5 gallon) container and allowed to settle for 24 hours to settle mud / rock fines. Carefully decant material with medium grade filter (Whatman # 4). The filtrate is charged batchwise into a 5 L flask and the solvent is stripped under vacuum while warming to 40-50 ° C. Concentration is continued until the material reaches the solids target of ˜20-25%. Put all the concentrated materials together in a single container, recover the solvent and recycle.

ガイドラインとして固体含量を使用して、濃縮材料を目標2gで50mL丸底フラスコに装入する。評価すべき添加剤をトルエンで最小50%まで稀釈し、全添加量0.2gを目標に同じ丸底に装入する。次いで150℃の油浴を使用して溶液を0.5時間真空下で揮散させる。冷却するまで濃縮生成物を窒素パージ下に保持する。   Using the solid content as a guideline, charge the concentrated material to a 50 mL round bottom flask with a target of 2 g. The additive to be evaluated is diluted with toluene to a minimum of 50% and charged to the same round bottom for a total addition of 0.2 g. The solution is then stripped under vacuum for 0.5 hours using a 150 ° C. oil bath. The concentrated product is kept under a nitrogen purge until cooled.

試料の示差走査熱量測定(DSC)分析
示差走査熱量測定分析を、以下の条件:試料重量:4〜6mgのRAP;試料容器:TA Inc.製標準アルミニウム皿および蓋(TA Inc.の部品番号900786.901および900779.901);装置のパージ:窒素、50mL/分を使用してThermal Analysis Inc.モデルQ2000装置で実施する。
Differential Scanning Calorimetry (DSC) Analysis of Samples Differential scanning calorimetry analysis was performed under the following conditions: sample weight: 4-6 mg RAP; sample container: TA Inc. Standard aluminum pans and lids (TA Inc. part numbers 900786.901 and 900779.901); Purge instrument: Thermal Analysis Inc. using nitrogen, 50 mL / min. Performed on model Q2000 equipment.

温度プログラム:Tgに対する測定基準を以下の方法ログのセグメント(23)からのデータに適用する:(1)試料採取間隔0.60sec/pt;(2)0.0℃におけるゼロ熱流;(3)165.00℃において平衡化させる;(4)データの保存オフ;(5)5.00分間等温;(6)サイクル1のエンドマーク;(7)データの保存オン;(8)−45.00℃まで5.00℃/分の傾斜;(9)データの保存オフ;(10)5.00分間等温;(11)サイクル2のエンドマーク;(12)データの保存オン;(13)165.00℃まで10.00℃/分の傾斜;(14)データの保存オフ;(15)5.00分間等温;(16)サイクル3のエンドマーク;(17)データの保存オン;(18)−85.00℃まで5.00℃/分の傾斜;(19)データの保存オフ;(20)5.00分間等温;(21)サイクル4のエンドマーク;(22)データの保存オン;(23)165.00℃まで10.00℃/分の傾斜;(24)サイクル5のエンドマーク;(25)方法の終了。   Temperature program: Metrics for Tg are applied to data from the following method log segment (23): (1) Sampling interval 0.60 sec / pt; (2) Zero heat flow at 0.0 ° C .; (3) Equilibrate at 165.00 ° C; (4) data storage off; (5) 5.00 min isothermal; (6) cycle 1 end mark; (7) data storage on; (8)-45.00 (9) Data storage off; (10) Isothermal for 5.00 minutes; (11) Cycle 2 end mark; (12) Data storage on; (13) 165. (14) Data storage off; (15) Isothermal for 5.00 minutes; (16) Cycle 3 end mark; (17) Data storage on; (18) − 5.00 up to 85.00 ° C (19) Data storage off; (20) 5.00 minutes isothermal; (21) Cycle 4 end mark; (22) Data storage on; (23) 10.00 to 165.00 ° C. C / min ramp; (24) End mark of cycle 5; (25) End of method.

−80℃〜80℃の範囲にわたり温度(℃)の関数として熱流(W/g)をプロットすることによって曲線を作成する。ガラス転移の開始およびガラス転移の終点を表す変曲点を記入し、中間点を決定する。「広がり」は、ガラス転移の終点の温度とガラス転移開始温度の差である。したがって−36℃に開始Tgおよび10℃に終点を有する試料では、広がりを46℃として報告する。各試料に対する開始のΔおよび広がりのΔ(それぞれ℃で)の値を、酸化アスファルト結合剤の対照試料の複数試行に対して得た平均値と比較して報告する。試験試料は、表1および2において別段の指示のない限り90重量%の酸化アスファルト結合剤と10重量%の潜在的再生剤添加剤とを含む。   Curves are generated by plotting heat flow (W / g) as a function of temperature (° C) over the range -80 ° C to 80 ° C. An inflection point representing the beginning of the glass transition and the end point of the glass transition is entered, and the intermediate point is determined. “Spread” is the difference between the glass transition end point temperature and the glass transition start temperature. Thus, for samples with an onset Tg at -36 ° C and an endpoint at 10 ° C, the spread is reported as 46 ° C. The onset Δ and spread Δ (each in ° C) values for each sample are reported relative to the average values obtained for multiple runs of the oxidized asphalt binder control sample. Test samples contain 90% by weight oxidized asphalt binder and 10% by weight potential regenerant additive unless otherwise indicated in Tables 1 and 2.

ガラス転移の開始を少なくとも5℃低減できれば、RAPの低温特性に対するかなり重要な効果が期待され、実施例1〜12(表1)および実施例27〜63(表2)はそれぞれ、この要件を満たす。市販の再生剤の主成分であるRheofalt(登録商標)蒸留物(カルダノール)、すなわち長鎖アルキル化フェノールが比較のために提供される。   If the onset of glass transition can be reduced by at least 5 ° C., a fairly significant effect on the low temperature properties of RAP is expected, and Examples 1-12 (Table 1) and Examples 27-63 (Table 2) each meet this requirement. . Rheofalt® distillate (cardanol), a long chain alkylated phenol, which is the main component of a commercial regenerant is provided for comparison.

疲労クラックの低減は、通常、ガラス転移温度のより狭い広がりと相関する均一性の改善から推論される。したがって、疲労クラックの改善は、対照試料に比べてTg広がりを少なくとも5℃狭くすることに由来する場合がある。表1および2に報告した多数の試料は、やはりこの試験を満足し、より好ましいと考えられる。   The reduction of fatigue cracks is usually inferred from an improvement in uniformity that correlates with a narrower spread of the glass transition temperature. Therefore, the improvement of fatigue cracks may result from narrowing the Tg spread by at least 5 ° C. compared to the control sample. The large number of samples reported in Tables 1 and 2 still satisfy this test and are considered more preferred.

動的せん断粘弾性測定(DSR)によるRAP結合剤の再生剤の低、中、および高温性能の評価
上記のように調製した10重量%の再生剤A〜Gを含むRAP結合剤の試料を、動的せん断粘弾性測定(DSR)を使用して低、中、および高温性能を評価するために独立の実験室に提出した。試料Eを除いて試料はそれぞれ、再生剤によって顕著に軟化することが判明する。レオロジー特性を使用してRAPに富む熱いおよび暖かいミックスアスファルトで使用するための再生生成物を評価する。
Evaluation of low, medium and high temperature performance of RAP binder regenerant by dynamic shear viscoelasticity measurement (DSR) A sample of RAP binder containing 10 wt% of regenerants A-G prepared as described above, Submitted to an independent laboratory to evaluate low, medium, and high temperature performance using dynamic shear viscoelasticity measurement (DSR). Each sample except Sample E is found to be significantly softened by the regenerant. Rheological properties are used to evaluate the regenerated product for use on RAP rich hot and warm mixed asphalts.

動的せん断弾性率を、Malvern Kinexus(登録商標)回転式動的せん断粘弾性測定器により直径4mmの平行板構造を使用して測定する。−30℃〜60℃の温度範囲および0.1〜100ラジアン/sec(一部の場合、0.1〜50ラジアン/secを使用する)の角周波数範囲にわたり15℃間隔で周波数掃引を実施する。   The dynamic shear modulus is measured using a 4 mm diameter parallel plate structure with a Malvern Kinexus® rotary dynamic shear viscoelasticity meter. Perform frequency sweeps at 15 ° C intervals over a temperature range of -30 ° C to 60 ° C and an angular frequency range of 0.1 to 100 radians / sec (in some cases using 0.1 to 50 radians / sec) .

対照試料は、添加の再生剤を含まない抽出した結合剤である。低歪み水準を保証し、かつ試験結果が線形粘弾性範囲内にあることを保証するために、各周波数掃引の前に応力掃引を実施する。   The control sample is extracted binder without added regenerant. A stress sweep is performed before each frequency sweep to ensure a low strain level and to ensure that the test results are within the linear viscoelastic range.

G*/sinδなどの高温(70℃)および一部の場合の低温(−15℃)性能パラメーター用のマスター曲線を、Christensen Anderson(CA)モデル(D.W.Christensenら、J.Assoc.Asphalt Paving Technologists、61(1992) 67)を使用することによって外挿する。CAモデルは、複素弾性率の周波数依存度をガラス弾性率(G)、クロスオーバー周波数(ω)およびレオロジーインデックス(R)に関連づける。数学的関数の形は、 Master curves for high temperature (70 ° C.) and in some cases low temperature (−15 ° C.) performance parameters, such as G * / sin δ, are described in Christensen Anderson (CA) model (D.W. Christensen et al., J. Assoc. Asphalt. Extrapolating by using Paving Technologies, 61 (1992) 67). The CA model relates the frequency dependence of the complex modulus to glass modulus (G g ), crossover frequency (ω c ), and rheology index (R). The form of the mathematical function is

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である。 It is.

Christensenの近似法(Christensen,R.M.、Theory of Viscoelasticity(1971)Academic Press、New Yorkを参照されたい)を使用して貯蔵弾性率(G’(ω))を相互変換することによってG(t)マスター曲線を作成する。   G (by converting the storage modulus (G ′ (ω)) using the Christensen approximation (see Christensen, RM, Theory of Viscoelasticity (1971) Academic Press, New York). t) Create a master curve.

1.低温特性
低温特性を4mm板粘弾性測定法を用いて測定する。曲げビーム粘弾性測定計(BBR)によるm−値およびクリープ剛性(S(t))をSuiらが開発した相関関係(「A New Low−temperature Performance Grading Method using 4−mm Parallel Plates on a DSR」、Transportation Research Record 2207 (2011)43〜48.)によって評価する。
1. Low temperature characteristics Low temperature characteristics are measured using a 4 mm plate viscoelasticity measurement method. Correlation developed by Sui et al. ("A New Low-Performance Methodology using 4-mm Parallel Plates on a DSR") by m-value and creep stiffness (S (t)) measured by a bending beam viscoelasticity meter (BBR) , Transportation Research Record 2207 (2011) 43-48.).

m−値は、60秒における性能グレード温度プラス10℃のクリープ剛性曲線の傾斜である。これは、応力を緩和するアスファルトの能力の指標である。最小のm−値0.3を、通常、実験室RTFO/PAV(回転薄膜オーブン/加圧老化ベッセル)老化アスファルトに対して指定する。クリープ剛性を使用して高熱応力発生に対する潜在力を評価する。より高いクリープ剛性値は、舗装内のより高い潜在熱応力発生を示し、最大値300MPaを通常指定する。クリープ剛性をm−値として同じ時間および温度で測定する。試験用試料A〜Gの結果は、表3にある。   The m-value is the slope of the creep stiffness curve at performance grade temperature plus 10 ° C. at 60 seconds. This is an indicator of the ability of asphalt to relieve stress. A minimum m-value of 0.3 is usually specified for laboratory RTFO / PAV (Rotating Thin Film Oven / Pressure Aged Bessel) aged asphalt. Creep stiffness is used to evaluate the potential for high thermal stress generation. A higher creep stiffness value indicates a higher latent thermal stress generation in the pavement and usually specifies a maximum value of 300 MPa. Creep stiffness is measured as m-value at the same time and temperature. The results of test samples A to G are in Table 3.

2.中温特性
RTFO/PAV老化アスファルト結合剤の耐疲労クラック性は、通常、G*sinδ(疲労因子)を使用して評価する。G*は、結合剤の複素せん断弾性率を表し、δは、位相角を表す。G*は、剛性を近似し、δは、結合剤の粘弾性応答を近似する。結合剤購入規格では、通常、その因子が5MPa未満であることが必要である。因子は、疲労損傷に関係するエネルギー消散の評価基準であるとみなされる。疲労損傷に対する臨界温度範囲は、最高使用温度と最低使用温度の間の中間温度に近い。試験温度25℃が使用される。試験用試料A〜Gの結果は、表3にある。
2. Medium temperature characteristics The fatigue crack resistance of RTFO / PAV aged asphalt binders is usually evaluated using G * sinδ (fatigue factor). G * represents the complex shear modulus of the binder, and δ represents the phase angle. G * approximates the stiffness and δ approximates the viscoelastic response of the binder. The binder purchase standard usually requires that the factor be less than 5 MPa. The factor is considered to be a measure of energy dissipation related to fatigue damage. The critical temperature range for fatigue damage is close to an intermediate temperature between the highest and lowest service temperatures. A test temperature of 25 ° C. is used. The results of test samples A to G are in Table 3.

3.高温特性
高温機械特性はパラメーターG*/sinδによって評価される。この因子は、結合剤の耐わだち掘れ性の指標である。結合剤購入規格では、通常、この因子がRTFOの老化アスファルトについて2.2kPa超であることが必要である。試験試料の全てにおいて、G*/sinδは、再生剤の添加で顕著に減少する。
3. High temperature properties High temperature mechanical properties are evaluated by the parameter G * / sinδ. This factor is an indicator of the rutting resistance of the binder. Binder purchase specifications usually require this factor to be greater than 2.2 kPa for RTFO aged asphalt. In all of the test samples, G * / sin δ is significantly reduced with the addition of the regenerant.

表3に示すように、試料A、B、C、およびFは、m−値の最大の改善を示し、この改善は、熱クラックをもたらす恐れのある熱応力発生を緩和および防止する材料能の改善に直接関連する。G*sinδは、疲労性能の指標を提供する。試料F(グリセリンモノメラート)およびA(EGモノメラート)は、(m−値)と(G*sinδ)両方の改善の点で最高ランクとして卓越している。試料B、C、およびDは、いくらか有効である。比較例G(ステロールからのリターン中立)およびE(テルペンフェノール)は、最下位にランクされ、Eは、特に無効である。   As shown in Table 3, Samples A, B, C, and F show the greatest improvement in m-value, which is an improvement in material ability to mitigate and prevent the generation of thermal stress that can lead to thermal cracks. Directly related to improvement. G * sin δ provides an indicator of fatigue performance. Samples F (glycerin monomaleate) and A (EG monomaleate) stand out as the highest ranks in terms of both (m-value) and (G * sinδ) improvements. Samples B, C, and D are somewhat effective. Comparative examples G (return neutral from sterols) and E (terpene phenol) are ranked at the bottom, with E being particularly ineffective.

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パート2:再生剤としてのロジンエステルの評価
ロジンエステルHの調製
温度計、オーバーヘッド撹拌機、窒素パージライン、ディーン−スタークトラップ、冷却器、収集容器および試料採取口を取付けた1Lフラスコに、ロジンのペンタエリトリトールモノエステルとロジンのグリセロールモノエステルとの組合せ(酸価:107mgKOH/g、合計83.5g)を装入する。この2種のモノエステルを200℃に加熱する。4,4’−チオビス(2−t−ブチル−5−メチルフェノール)(0.1g)および酢酸マグネシウム(0.2g)を、約3℃を超えて温度が低下しないことを確保するのに十分な遅い速度で添加する。次いで、約3℃を超えて温度が低下しないことを確保するのに十分な遅い速度でトリエチレングリコール(16.2g)を添加する。270〜280℃の間の温度まで1時間当り10〜15℃の速度で、温度を上昇させる。制御測定として酸価をチェックする。酸価仕様20mgKOH/gが満たされるまで反応を継続する。真空を適用して、軽質油、すなわちモノエステル化副生物を除去する。軽質油除去後ロジンエステルHが得られ、ロジンエステルHは40℃における最大粘度6000mPa.sを有する。
ロジンエステルJの調製
上述の装置に、トールオイルロジン(Arizona ChemicalからのSylvaros(登録商標)90、軟化点66℃、酸価171mgKOH/g、11.3g)を装入する。このロジンを160℃に加熱し、撹拌機が回転するのに十分なだけロジンが溶融すると、撹拌する。約3℃を超えて温度が低下しないことを確保するのに十分な遅い速度でフマル酸(5g)を添加する。次いで反応器温度を200℃まで上げ、この温度で反応器を3時間保持する。反応器を160℃まで冷却する。3℃を超えて温度が低下しないことを確保する速度でヨウ素(0.38g)を添加する。160℃で1時間温度を保持する。ペンタエリトリトール(5g)を添加し、250℃まで1時間当り10〜15℃の速度で、温度を上昇させる。反応器温度を250℃で4時間保持する。2時間後、温度は220℃まで低下し、トリエタノールアミン(1.22g)を添加する。220℃で1時間温度を保持する。生成物ロジンエステルJが、酸価120mgKOH/gおよび軟化点53℃を有するまで、反応を継続する。
ロジンエステルKの調製
通常の装置に、トールオイルロジン(Sylvaros(登録商標)90,95g)を装入する。反応器を180℃に加熱し、ロジンが十分に溶融して撹拌が可能になるまで加熱する。4,4’−チオビス(2−t−ブチル−5−メチルフェノール)(0.1g)および酢酸マグネシウム(0.13g)を、3℃を超えて温度が低下しないことを確保するのに十分な遅い速度で添加する。トリエチレングリコール(12.8g)およびジエチレングリコール(13.7g)を、3℃を超えて温度が低下しないことを確保するのに十分な遅い速度で添加する。反応器温度を約160℃で1時間保持し、次いで270〜280℃の間の温度まで1時間当り10〜15℃の速度で、温度を上昇させる。生成物であるロジンエステルKが、酸価<25mgKOH/gおよび60℃における最大粘度2000mPa.sを有するまで、反応を継続する。
ロジンエステルLの調製
通常の装置に、ロジンエステルJ(10.5g)、ロジンエステルK(8.4g)、およびトリエチレングリコールジベンゾアート(2.1g)を装入する。混合物を撹拌し、160℃まで加熱する。温度に達すると、混合物は2時間保持し、その後冷却する。最終ロジンエステルブレンドであるロジンエステルLは、酸価70mgKOH/gおよび60℃における粘度2500mPa.sを有する。
Part 2: Evaluation of rosin ester as regenerant Preparation of rosin ester H To a 1 L flask equipped with a thermometer, overhead stirrer, nitrogen purge line, Dean-Stark trap, condenser, collection vessel and sampling port, A combination of pentaerythritol monoester and glycerol monoester of rosin (acid number: 107 mg KOH / g, total 83.5 g) is charged. The two monoesters are heated to 200 ° C. 4,4′-thiobis (2-tert-butyl-5-methylphenol) (0.1 g) and magnesium acetate (0.2 g) sufficient to ensure that the temperature does not drop above about 3 ° C. Add at a slow rate. Triethylene glycol (16.2 g) is then added at a rate slow enough to ensure that the temperature does not drop above about 3 ° C. The temperature is increased at a rate of 10-15 ° C. per hour to a temperature between 270-280 ° C. The acid value is checked as a control measurement. The reaction is continued until an acid number specification of 20 mg KOH / g is met. A vacuum is applied to remove the light oil, that is, the monoesterified byproduct. After removal of the light oil, rosin ester H is obtained, which has a maximum viscosity of 6000 mPa.s at 40 ° C. s.
Preparation of Rosin Ester J The above-mentioned apparatus is charged with tall oil rosin (Sylvaros® 90 from Arizona Chemical, softening point 66 ° C., acid number 171 mg KOH / g, 11.3 g). The rosin is heated to 160 ° C. and stirred once the rosin has melted enough for the stirrer to rotate. Fumaric acid (5 g) is added at a rate slow enough to ensure that the temperature does not drop above about 3 ° C. The reactor temperature is then raised to 200 ° C. and the reactor is held at this temperature for 3 hours. Cool the reactor to 160 ° C. Add iodine (0.38 g) at a rate to ensure that the temperature does not drop above 3 ° C. Hold the temperature at 160 ° C. for 1 hour. Pentaerythritol (5 g) is added and the temperature is increased to 250 ° C. at a rate of 10-15 ° C. per hour. The reactor temperature is held at 250 ° C. for 4 hours. After 2 hours the temperature has dropped to 220 ° C. and triethanolamine (1.22 g) is added. Hold the temperature at 220 ° C. for 1 hour. The reaction is continued until the product rosin ester J has an acid value of 120 mg KOH / g and a softening point of 53 ° C.
Preparation of Rosin Ester K A conventional apparatus is charged with tall oil rosin (Sylvaros® 90, 95 g). The reactor is heated to 180 ° C. until the rosin is sufficiently melted and allowed to stir. 4,4′-thiobis (2-tert-butyl-5-methylphenol) (0.1 g) and magnesium acetate (0.13 g) sufficient to ensure that the temperature does not drop above 3 ° C. Add at a slow rate. Triethylene glycol (12.8 g) and diethylene glycol (13.7 g) are added at a rate slow enough to ensure that the temperature does not drop above 3 ° C. The reactor temperature is held at about 160 ° C. for 1 hour and then the temperature is increased at a rate of 10-15 ° C. per hour to a temperature between 270-280 ° C. The product, rosin ester K, has an acid number <25 mg KOH / g and a maximum viscosity of 2000 mPa.s at 60 ° C. The reaction is continued until it has s.
Preparation of Rosin Ester L A conventional apparatus is charged with rosin ester J (10.5 g), rosin ester K (8.4 g), and triethylene glycol dibenzoate (2.1 g). The mixture is stirred and heated to 160 ° C. When the temperature is reached, the mixture is held for 2 hours and then cooled. The final rosin ester blend, rosin ester L, has an acid value of 70 mg KOH / g and a viscosity at 60 ° C. of 2500 mPa.s. s.

酸価は、ASTM D465により測定される。公知の重量の試料をイソプロピルアルコール中に溶解する。次いで、この溶液を、水酸化カリウムのアルコール溶液で滴定する。酸価は、測定量の試料を中和するのに使用される水酸化カリウムの量に対応する(一般に、試料の1グラム当り水酸化カリウムのミリグラムで表される:mgKOH/g)。   The acid value is measured according to ASTM D465. A known weight sample is dissolved in isopropyl alcohol. The solution is then titrated with a potassium hydroxide alcohol solution. The acid number corresponds to the amount of potassium hydroxide used to neutralize the measured amount of sample (generally expressed in milligrams of potassium hydroxide per gram of sample: mg KOH / g).

粘度は、ASTM D2196により測定され、ブルックフィールド装置を使用し、回転粘度測定値を提供する。   Viscosity is measured according to ASTM D2196 and uses Brookfield equipment to provide rotational viscosity measurements.

軟化点は、環球法(ASTM E28−99)により測定される。生成物の試料を、まだ温かいうちに、金属環に注入し、次いで冷却する。材料を環に嵌めるような形にして環を清浄にし、鋼球を置き、環の上面に載せておく。この環および球を、水を入れたビーカー中に沈め、撹拌しながら水を1分当り5℃で加熱する。環を貫通して球が完全に落下するとき、水の温度を記録する。温度値は、環球式軟化点として報告される。
試験試料の調製
RAP由来の瀝青は、RAP(BAM Wegen、オランダから)をジクロロメタンで洗浄することによって調製される。抽出した瀝青は、ジクロロメタンの蒸発によって乾燥される。
The softening point is measured by the ring and ball method (ASTM E28-99). A sample of the product is poured into the metal ring while still warm and then cooled. Make the material fit into the ring, clean the ring, place a steel ball and place it on the top of the ring. The rings and spheres are submerged in a beaker containing water and the water is heated at 5 ° C. per minute with stirring. When the sphere falls completely through the ring, the temperature of the water is recorded. Temperature values are reported as ring and ball softening points.
Preparation of test sample Bitumen from RAP is prepared by washing RAP (BAM Wegen, from the Netherlands) with dichloromethane. The extracted bitumen is dried by evaporation of dichloromethane.

表4の実施例64〜67および比較例70および71の組成物は次のように調製される:RAP由来の瀝青(19.95g)と未使用瀝青(PEN40/60、Total、オランダから、9g)とを合わせて、50mLビーカー内で100℃まで加熱する。添加剤(1.05g)を、次いで完全に混ぜ合わせる。100℃で30分間温度を保持し、次いで混合物を冷却する。   The compositions of Examples 64-67 in Table 4 and Comparative Examples 70 and 71 are prepared as follows: RAP-derived bitumen (19.95 g) and unused bitumen (PEN 40/60, from Total, Netherlands, 9 g ) And heat to 100 ° C. in a 50 mL beaker. Additive (1.05 g) is then mixed thoroughly. The temperature is held at 100 ° C. for 30 minutes and then the mixture is cooled.

添加剤を含まない対照組成物は、比較例68についてはPEN40/60(30g)から、また比較例69についてはRAP由来の瀝青(21g)とPEN40/60(9g)との混合物から同様に調製される。
測定および結果
環球式軟化点、ガラス転移温度およびレオロジープロファイルを測定するため、それぞれの瀝青組成物の試料を取る(表4、5および6)。
Control compositions without additives were similarly prepared from PEN 40/60 (30 g) for Comparative Example 68 and from a mixture of RAP-derived bitumen (21 g) and PEN 40/60 (9 g) for Comparative Example 69. Is done.
Measurements and Results Samples of each bituminous composition are taken to determine the ring and ball softening point, glass transition temperature and rheological profile (Tables 4, 5 and 6).

環球式軟化点は、ロジンエステルについて上述した環球法(ASTM E28−99)により水中で測定される。温度値は、環球式軟化点として表4中に報告される。瀝青の環球式軟化点は、瀝青が使用されるアスファルトの剛性の指標である。   The ring and ball softening point is measured in water by the ring and ball method (ASTM E28-99) described above for rosin esters. Temperature values are reported in Table 4 as ring and ball softening points. The bitumen ring and ball softening point is an indicator of the stiffness of asphalt in which bitumen is used.

ガラス転移温度(Tg)は、下記のパラメーターにより、Mettlerからの示差走査熱量測定(DSC)装置で測定される:
−ガス:窒素65mL/分、
−皿:蓋上に小孔を有する標準アルミニウム40μL皿、
−温度:1分当り10℃の速度で25.0℃〜−60.0℃、および1分当り10℃の速度で−60.0℃〜25.0℃。
The glass transition temperature (Tg) is measured with a differential scanning calorimetry (DSC) instrument from Mettler with the following parameters:
-Gas: nitrogen 65 mL / min,
-Pan: standard aluminum 40 μL pan with small holes on the lid,
-Temperature: 25.0 ° C to -60.0 ° C at a rate of 10 ° C per minute and -60.0 ° C to 25.0 ° C at a rate of 10 ° C per minute.

瀝青のガラス転移温度は、瀝青が使用されるアスファルトの脆性の指標である。   The glass transition temperature of bitumen is an indicator of the brittleness of asphalt in which bitumen is used.

瀝青試料の貯蔵弾性率および損失弾性率は、Anton Paar物理的レオメーターMCR101により測定される。1分当り5℃の速度における−20℃〜80℃の温度プロファイルが使用される。周波数1.592s−1により歪みが0.1%に設定される。使用されるスピンドルは、1mmギャップおよびペルティエプレートを有するPP25mmである。垂直抗力は0Nに設定される。 The storage modulus and loss modulus of the bitumen sample are measured by Anton Paar physical rheometer MCR101. A temperature profile of −20 ° C. to 80 ° C. at a rate of 5 ° C. per minute is used. The distortion is set to 0.1% by the frequency 1.592 s −1 . The spindle used is PP25mm with 1mm gap and Peltier plate. The normal force is set to 0N.

温度15℃未満における瀝青の粘弾性挙動は、瀝青を含むアスファルトの低温における亀裂傾向の指標である。粘弾性挙動は、貯蔵弾性率および損失弾性率に関して表すことができる。貯蔵弾性率および損失弾性率が低いほど、亀裂傾向が低くなる。   The viscoelastic behavior of bitumen at temperatures below 15 ° C. is an indicator of cracking tendency at low temperatures for bitumen containing bitumen. Viscoelastic behavior can be expressed in terms of storage modulus and loss modulus. The lower the storage modulus and the loss modulus, the lower the tendency to crack.

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表7は、未使用瀝青(比較例68)すなわち目標性能を有する試料、および未使用瀝青とRAP由来瀝青の混合物(比較例69)すなわち改善前の性能を有する試料に対する、使用したそれぞれの添加剤の性能の総括である。負記号(−)は、比較例69に対して全く改善がないこと、もしくは有意な改善がないことを示し、また正記号(+)は、改善を示す。正記号の数がより多いほど、改善はより大きい。N.a.は対応するデータが入手できないことを示す。   Table 7 shows the respective additives used for the unused bitumen (Comparative Example 68), i.e. the sample with the target performance, and the mixture of unused bitumen and RAP-derived bitumen (Comparative Example 69), i.e. the sample with the performance before improvement. Is a summary of the performance of A negative sign (-) indicates no improvement or no significant improvement with respect to Comparative Example 69, and a positive sign (+) indicates an improvement. The greater the number of positive symbols, the greater the improvement. N. a. Indicates that the corresponding data is not available.

表4〜7中に提供される結果から見ることができるように、ロジンエステル(実施例64〜67)は、老化過程で失われた特性の少なくとも一部を復活させる再生剤として作用する。詳細には、それらの全てについて軟化点およびガラス転移温度が改変される。ロジンエステルL(実施例64)はまた、測定した温度の大部分で貯蔵弾性率および損失弾性率も改変する(表5および6を参照されたい)。   As can be seen from the results provided in Tables 4-7, the rosin ester (Examples 64-67) acts as a regenerant that restores at least some of the properties lost during the aging process. Specifically, the softening point and glass transition temperature are modified for all of them. Rosin ester L (Example 64) also modifies storage modulus and loss modulus over most of the measured temperature (see Tables 5 and 6).

パーム油は、US2010/0041798において再生剤として作用することが記述されている。しかし、添加剤としてパーム油を含む組成物(比較例70)について有意な改変は観察されなかった。   Palm oil is described in US 2010/0041798 as acting as a regenerant. However, no significant modification was observed for the composition containing palm oil as an additive (Comparative Example 70).

アルキル置換フェノールは、WO2010/077141において再生剤として作用することが記述されている。比較例71のC15−アルキルm−置換フェノール、すなわち、ヒドロキシル基に対してメタ位に炭素原子15個を有するアルキル基を有するフェノールは、例えば、Rheofalt(商標)HCP−22(Ventraco、オランダから)の名称のもとに市販され、改善された軟化点およびガラス転移温度を提供する。この添加剤はまた、いくつかの試験温度について損失弾性率および貯蔵弾性率を改善することも見られる。 Alkyl-substituted phenols are described in WO 2010/077141 as acting as regenerants. The C 15 -alkyl m-substituted phenol of Comparative Example 71, ie, a phenol having an alkyl group with 15 carbon atoms in the meta position relative to the hydroxyl group is, for example, Rheofalt ™ HCP-22 (from Ventraco, The Netherlands). ), Which provides improved softening point and glass transition temperature. This additive is also seen to improve loss modulus and storage modulus for several test temperatures.

パート3:エステル官能性再生剤の追加の評価
数種のエステル官能性再生剤、特にエチレングリコール(EG)モノメレート、トリメチロールプロパン(TMP)タラート、およびそれぞれ約5、25、40および55℃の環球式軟化点を有するArizona Chemicalの製品であるSylvatac(登録商標)ロジンエステルRE5、RE25、RE40およびRE55をさらに評価する。
Part 3: Additional evaluation of ester functional regenerants Several ester functional regenerants, in particular ethylene glycol (EG) monomethylate, trimethylolpropane (TMP) tartrate, and ring balls at about 5, 25, 40 and 55 ° C., respectively. The Sylvatac® rosin esters RE5, RE25, RE40 and RE55, products of Arizona Chemical having a formula softening point, are further evaluated.

試験した結合剤は、回収アスファルトから回収される酸化結合剤(「RA」)、または実験室で老化した結合剤(「AB」)である。   The binders tested are oxidized binders (“RA”) recovered from recovered asphalt, or binders aged in the laboratory (“AB”).

老化した結合剤を2段階で調製する。第1の段階は、回転薄膜オーブン(RTFO)試験であり、これは、EN12607−1に従って実施される。これは、アスファルトの製造、輸送、および敷設中に通常行われる短期老化を反映する。RTFO試験には、空気吹き込みオーブン内の回転式コンベヤ上のガラス円筒中で結合剤を163℃で50分間加熱することが必要である。試験後に、質量損失を記録し、結合剤特性を測定する。   An aged binder is prepared in two steps. The first stage is a rotating thin film oven (RTFO) test, which is performed according to EN12607-1. This reflects the short-term aging normally performed during asphalt manufacturing, transportation, and laying. The RTFO test requires heating the binder at 163 ° C. for 50 minutes in a glass cylinder on a rotating conveyor in an air blown oven. After the test, the mass loss is recorded and the binder properties are measured.

第2の段階は、EN14769に従う加圧老化ベッセル(PAV)試験である。PAV試験では、結合剤試料を、圧力2.07MPa下で20時間90〜110℃のオーブン中で加熱する。   The second stage is a pressurized aging vessel (PAV) test according to EN 14769. In the PAV test, the binder sample is heated in an oven at 90-110 ° C. for 20 hours under a pressure of 2.07 MPa.

一調査では、再生結合剤の基礎特性が調査される。EN1427によって測定される結合剤の環球式軟化点は、高温の結合剤のコンシステンシーを反映する。軟化点が高いほど、それを軟化しまたは流動を誘発するのに必要な熱が多くなる。EN1426によって測定される結合剤の25℃における針入値は、周囲温度における結合剤のコンシステンシーを反映する。より高い値がより軟らかな結合剤に対応する。90、135、150、および180℃での粘度をEN13302に従って測定する。結果は、毎日の運転でアスファルトを貯蔵し、ポンプ輸送し、混合し、圧密し、敷設し、または取り扱うことの容易さを示す。針入指数(PI)は、アスファルトのコンシステンシーが温度とともに変化する様子を定量化する。これは、   In one survey, the basic properties of the regenerative binder are investigated. The binder's ring and ball softening point as measured by EN 1427 reflects the consistency of the hot binder. The higher the softening point, the more heat is needed to soften it or induce flow. The penetration value of the binder at 25 ° C. measured according to EN 1426 reflects the consistency of the binder at ambient temperature. Higher values correspond to softer binders. The viscosities at 90, 135, 150 and 180 ° C. are measured according to EN 13302. The results show the ease of storing, pumping, mixing, compacting, laying, or handling asphalt on a daily basis. The penetration index (PI) quantifies how the consistency of asphalt varies with temperature. this is,

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によって計算され、式中、Penは、25℃における針入値であり、Tは、環球式軟化温度(℃で)である。未使用結合剤は、通常、負のPIを有するが、酸化は、PIを正の値に押し込む傾向がある。したがって、PIの負の値はより望ましい。 Where Pen is the penetration value at 25 ° C. and T is the ring and ball softening temperature (in ° C.). Unused binders usually have negative PI, but oxidation tends to push PI to positive values. Therefore, a negative value of PI is more desirable.

表8は、本研究からの結果を要約する。理想的には、再生剤は、酸化結合剤の特性を復活させて、酸化結合剤を未使用結合剤により近い性能を示すようにする。したがって、再生剤の軟化点は、60℃未満とすべきであり、また25℃における再生剤の針入値は少なくとも20dmmとすべきである。表中に示したように、TMPタラートは、老化結合剤およびTMPタラートを合わせた量に対して僅か5重量%で、それらの結果を効果的に達成する。液体もしくはより融点の低いロジンエステル、Sylvatac(登録商標)RE5およびSylvatac(登録商標)RE25も、最適の結果を得るには幾分より高いレベル(約10重量%)を必要とするが、再生効果を有する。興味深いことに、より高い軟化点を有するロジンエステルであるSylvatac(登録商標)RE55は、老化結合剤の基礎特性を、未使用結合剤において見出される基礎特性まで復活させるのに有効でない。   Table 8 summarizes the results from this study. Ideally, the regenerant restores the properties of the oxidized binder so that the oxidized binder performs better than the unused binder. Therefore, the softening point of the regenerant should be less than 60 ° C. and the penetration value of the regenerant at 25 ° C. should be at least 20 dmm. As shown in the table, TMP tarates effectively achieve their results with only 5% by weight based on the combined amount of aging binder and TMP tartrate. Liquid or lower melting rosin esters, Sylvatac® RE5 and Sylvatac® RE25 also require somewhat higher levels (about 10% by weight) for optimal results, but the regeneration effect Have Interestingly, Sylvatac® RE55, a rosin ester with a higher softening point, is not effective in restoring the basic properties of aged binders to those found in virgin binders.

表9は、許容される低い針入値を維持しつつ、望ましい軟化を実現するのに必要な再生剤の量を決定するために実施された実験の結果を要約する。EGモノメラートおよびTMPタラートでは、約4〜5重量%の再生剤で軟化点が所望値<60℃に達する一方で、未使用結合剤35/50の針入値に匹敵する25℃における針入値を維持している。対照的に、Sylvatac(登録商標)RE55は、10重量%の添加剤でも酸化結合剤のこうした特性を復活させない。   Table 9 summarizes the results of experiments conducted to determine the amount of regenerant needed to achieve the desired softening while maintaining acceptable low penetration values. For EG monomelate and TMP tartrate, the penetration value at 25 ° C. is comparable to the penetration value of the unused binder 35/50 while the softening point reaches the desired value <60 ° C. with about 4-5 wt% regenerant. Is maintained. In contrast, Sylvatac® RE55 does not restore these properties of oxidized binders even with 10 wt% additive.

再生結合剤に対する粘度曲線は、アスファルトの圧密、混合、および他のハンドリング特性を容易にするための再生剤の能力を特定する助けになる。表10は、粘度が圧密(<3000mPa・s)に適している最低温度が、酸化結合剤をエステル官能性再生剤と合わせることによって20℃も低減することができることを示す。さらに、粘度が混合(<200mPa・s)に適している最低温度もまた、20℃も低減することができる。   The viscosity curve for the regenerative binder helps to identify the ability of the regenerant to facilitate asphalt compaction, mixing, and other handling characteristics. Table 10 shows that the lowest temperature at which the viscosity is suitable for consolidation (<3000 mPa · s) can be reduced by as much as 20 ° C. by combining the oxidative binder with an ester functional regenerant. Furthermore, the minimum temperature at which the viscosity is suitable for mixing (<200 mPa · s) can also be reduced by 20 ° C.

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特に米国では、動的せん断粘弾性測定(DSR)を使用してアスファルト生成物を評価することによって低、周囲、および高められた温度における期待の性能を検定する。低温では(例えば、−10℃)、道路面には耐クラック性が必要である。周囲温度下では、剛性および疲労特性が重要である。高められた温度では、道路には、アスファルトが過剰に軟化する場合、耐わだち掘れ性が必要である。3種の通常の組の温度条件にわたり期待される舗装道路面特性と相関する結合剤のレオロジー特性を特定するためにアスファルト工業によって基準が確立された。   In particular, in the United States, dynamic shear viscoelasticity measurement (DSR) is used to test the expected performance at low, ambient, and elevated temperatures by evaluating the asphalt product. At low temperatures (for example, −10 ° C.), the road surface needs to have crack resistance. At ambient temperatures, stiffness and fatigue properties are important. At elevated temperatures, roads need rutting resistance if the asphalt becomes excessively soft. Criteria have been established by the asphalt industry to identify binder rheological properties that correlate with the expected paved road surface properties over three normal sets of temperature conditions.

したがって、低温では、−10℃で測定する再生結合剤の複素弾性率(G*)は、未使用結合剤に対する値以下であるべきである。30/50グレード未使用結合剤では、−10℃におけるG*は、理想的には、2.8×10Pa以下である(表11を参照されたい)。酸化結合剤は、この特性では、未使用結合剤と劇的に異なっておらず、低温基準は、EGモノメラートまたはTMPタラートの1重量%で満足される(しかし、Sylvatac(登録商標)RE55による結果を参照されたい、これは、10重量%でもこのパラメーターを改善しない)。 Therefore, at low temperatures, the complex modulus (G *) of the regenerated binder measured at −10 ° C. should be less than or equal to the value for the unused binder. For a 30/50 grade virgin binder, the G * at −10 ° C. is ideally 2.8 × 10 8 Pa or less (see Table 11). Oxidized binders are not dramatically different in this property from virgin binders, and the low temperature criterion is met with 1% by weight of EG monomerate or TMP tartrate (but results with Sylvatac® RE55) Which does not improve this parameter even at 10% by weight).

周囲温度では、再生結合剤の複素弾性率は、未使用結合剤に対する値以下であるべきである。30/50グレード未使用結合剤では、20℃におけるG*は、理想的には、6.0×10Pa以下である。この剛性基準は、EGモノメラートまたはTMPタラートの約4重量%で満足することができる(表11)。やはり、Sylvatac(登録商標)RE55は、10重量%でもこのパラメーターを改善しない。 At ambient temperature, the complex modulus of the regenerated binder should be less than or equal to the value for the unused binder. For a 30/50 grade unused binder, G * at 20 ° C. is ideally 6.0 × 10 6 Pa or less. This stiffness criterion can be met at about 4% by weight of EG monomaleate or TMP tartrate (Table 11). Again, Sylvatac® RE55 does not improve this parameter even at 10% by weight.

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疲労基準はまた、周囲温度性能と関連する。複素弾性率(G*)と10rad/sで測定した位相角(δ)の正弦との積を決定する。10rad/sにおけるG*sinδの値が、5000MPaに等しい温度は、再生結合剤では35/50グレード未使用結合剤に匹敵する20℃以下であるべきである。表12に示すように、疲労基準は、少なくとも約4重量%のEGモノメラートまたはTMPタラートを使用する場合に、満足することができるが、Sylvatac(登録商標)RE55は、酸化結合剤に対して全く改善をもたらさない。   Fatigue criteria are also related to ambient temperature performance. Determine the product of the complex modulus (G *) and the sine of the phase angle (δ) measured at 10 rad / s. The temperature at which the value of G * sin δ at 10 rad / s is equal to 5000 MPa should be below 20 ° C. for regenerated binders, comparable to 35/50 grade unused binders. As shown in Table 12, the fatigue criteria can be satisfied when using at least about 4% by weight of EG monomerate or TMP tartrate, but Sylvatac® RE55 is totally Does not bring about improvement.

高温では、商G*/sinδが、重要である。10rad/sにおけるG*/sinδが1000Paに等しい温度は、老化結合剤と比較して再生結合剤で低減すべきである。30/50グレード未使用結合剤では、10rad/sにおけるG*/sinδが1000Paに等しい温度は、約70℃(表12を参照されたい)である。高温基準は、一般に、最大約10重量%のエステル官能性再生剤で満足される。   At high temperatures, the quotient G * / sin δ is important. The temperature at which G * / sin δ at 10 rad / s is equal to 1000 Pa should be reduced with regenerative binder compared to aging binder. For 30/50 grade virgin binder, the temperature at which G * / sin δ at 10 rad / s is equal to 1000 Pa is about 70 ° C. (see Table 12). The high temperature standard is generally satisfied with up to about 10% by weight of ester functional regenerant.

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別のレオロジー試験で、本発明者らは、等温周波数掃引から20℃で生じたGのマスター曲線を作成した(表13)。本発明者らが、石油フラックスオイル、植物油、脂肪酸エステル、カルダノールおよびロジンエステルで再生した試験用結合剤からの結果を比較した場合、とりわけ高温および疲労基準を比較するデータを解析した場合、本発明者らは、いくつかの興味深い挙動に気付いた。 In another rheological test, we generated a master curve for G * that occurred at 20 ° C. from an isothermal frequency sweep (Table 13). When we compare results from test binders regenerated with petroleum flux oil, vegetable oil, fatty acid ester, cardanol and rosin ester, especially when analyzing data comparing high temperature and fatigue criteria, the present invention They noticed some interesting behaviors.

これらの再生剤の全てが、老化結合剤をある程度まで軟化させ、あるものは同一の用量において他のものよりもそうである。したがって、植物油および脂肪酸エステルは、高度の軟化をもたらし、一方石油フラックスオイルおよびカルダノールはより少ない程度までそのようにする。これに反して、ロジンエステルなどの環状エステルは、あまり効果的に軟化させない。   All of these regenerants soften the aging binder to some extent, some more than others at the same dose. Thus, vegetable oils and fatty acid esters provide a high degree of softening, while petroleum flux oils and cardanols do so to a lesser extent. On the other hand, cyclic esters such as rosin esters do not soften very effectively.

その上、酸化結合剤および未使用結合剤は、温度に対して比較的敏感ではない疲労特性を有するが、大部分の再生剤は、再生結合剤をより温度感受性とする傾向がある。理想的には、再生結合剤は、より未使用結合剤同様に挙動するであろう、すなわち再生結合剤は温度に対してあまり敏感でないことが好ましいであろう。   Moreover, oxidative and virgin binders have fatigue properties that are relatively insensitive to temperature, but most regenerants tend to make the regenerative binder more temperature sensitive. Ideally, the regenerative binder will behave more like a fresh binder, i.e. it will be preferred that the regenerative binder is less sensitive to temperature.

驚くべきことに、本発明者らは、ロジンエステル、ロジン酸またはそれらの混合物などの環状化合物を含有する再生結合剤が、酸化結合剤または未使用結合剤に類似して、温度変化に比較的耐える疲労特性を有することを見出した。しかし、環状化合物は通常十分な軟化を付与する能力に欠けるので、それらの環状化合物を、脂肪酸エステルまたは植物油などの他の再生剤と組み合わせることが好ましい。したがって、他の再生剤との組合せにおけるロジンエステル、ロジン酸またはそれらの混合物の使用は、結合剤を軟化させる一方、低温感受性を望ましく維持する。表14を参照されたい。   Surprisingly, we have found that regenerative binders containing cyclic compounds such as rosin esters, rosin acids or mixtures thereof are relatively resistant to temperature changes, similar to oxidized or unused binders. It has been found that it has fatigue properties to withstand. However, since cyclic compounds usually lack the ability to impart sufficient softening, it is preferable to combine those cyclic compounds with other regenerants such as fatty acid esters or vegetable oils. Thus, the use of rosin esters, rosin acids or mixtures thereof in combination with other regenerants softens the binder while desirably maintaining low temperature sensitivity. See Table 14.

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表15は、延性調査の結果を要約する。一般に、強制延性は、所与の温度で結合剤試料を200または400mm延伸するのに必要なエネルギーに関連し、強度および可とう性の指標である。より低いエネルギーは、より大きい可とう性の試料に対応する。延性は、所与の温度、通常5℃(より軟らかい結合剤に対して)または15℃の際の破壊時の延伸に関連する。より大きい延伸は、通常より良好である。こうした実験では、TMPタラート、Sylvatac(登録商標)RE5(液体)およびSylvatac(登録商標)RE40(軟化点約40℃)を比較する。強制延性を各試料について3つの温度で測定する。使用する試験法は、AASHTO T−300である。   Table 15 summarizes the results of the ductility study. In general, forced ductility is related to the energy required to stretch a binder sample by 200 or 400 mm at a given temperature and is a measure of strength and flexibility. Lower energy corresponds to a larger flexible sample. Ductility relates to stretching at break at a given temperature, usually 5 ° C (for softer binders) or 15 ° C. Larger stretches are better than usual. In these experiments, TMP tarate, Sylvatac® RE5 (liquid) and Sylvatac® RE40 (softening point about 40 ° C.) are compared. Forced ductility is measured at three temperatures for each sample. The test method used is AASHTO T-300.

一般に、再生剤は、未使用結合剤が老化中に失う延性の少なくとも一部を復活させる。表15における結果を比較すると、TMPタラート(5重量%)およびSylvatac(登録商標)RE5(10重量%)は、Sylvatac(登録商標)RE40(5重量%)よりも良好であるSylvatac(登録商標)RE5(5重量%)よりも、良好に機能する。1J/cmなどのベースラインのエネルギー水準における結果を比較し、この強制延性値が実現する温度を求めることが有用である。表に示すように、この値は、老化結合剤で28℃であり、未使用結合剤で17℃である。再生剤は、結合剤が17℃という標的値に匹敵するのを助ける。 In general, regenerants restore at least some of the ductility that unused binders lose during aging. Comparing the results in Table 15, TMP tarate (5 wt%) and Sylvatac® RE5 (10 wt%) are better than Sylvatac® RE40 (5 wt%) Sylvatac® Works better than RE5 (5 wt%). It is useful to compare results at a baseline energy level such as 1 J / cm 2 to determine the temperature at which this forced ductility value is realized. As shown in the table, this value is 28 ° C. for the aging binder and 17 ° C. for the unused binder. The regenerant helps the binder to match the target value of 17 ° C.

表16は、旋回圧密調査(EN12697−31による)の結果を提供する。その調査では、75重量%の回収舗装アスファルト(RAP)を、再生剤ありまたはなしで未使用結合剤および骨材と合わせる。RAP中に存在する酸化結合剤の量に対して6重量%でTMPタラートを使用する。10回の旋回後の結果は、混合がどの程度まで良好に行われたかを示す。60または100回の旋回後の空隙含量もまた、重要である。圧密調査は、200回の旋回後に終了する。一般に、本発明者らは、RAPを含まない対照混合物と比較してRAPを使用することによって低い空隙含量実現することが容易になることを見出した。加えて、TMPタラートを再生剤として含ませる場合に、空隙含量は、望ましくは、低くとどまる。ASTM D6925を使用することもできる。   Table 16 provides the results of a swirling consolidation study (according to EN12697-31). In that study, 75% by weight recovered pavement asphalt (RAP) is combined with virgin binder and aggregate with or without regenerant. TMP tartrate is used at 6% by weight relative to the amount of oxidized binder present in the RAP. The result after 10 turns shows how well the mixing was performed. The void content after 60 or 100 turns is also important. The consolidation survey ends after 200 turns. In general, the inventors have found that using RAP makes it easier to achieve a low void content compared to a control mixture without RAP. In addition, the void content desirably remains low when TMP tarate is included as a regenerant. ASTM D6925 can also be used.

また、75重量%のRAPを含むアスファルト混合物についてEN12697−12による感水性を評価する。この結果は、表17に存在する。対照混合物と比較して、間接引張強度の湿潤時と乾燥時の比(湿潤ITS/乾燥ITS)は、RAPとともに減少するが、これは、感水性が顕著であることを示す。しかし、6重量%のTMPタラートを含ませることによって、RAP含有混合物は、対照により類似した挙動をするようになる、すなわち、このTMPタラートは、アスファルト混合物の感水性を低減する。   Also, the water sensitivity according to EN12697-12 is evaluated for an asphalt mixture containing 75% by weight of RAP. The results are in Table 17. Compared to the control mixture, the wet to dry ratio of indirect tensile strength (wet ITS / dry ITS) decreases with RAP, which indicates that the water sensitivity is significant. However, by including 6 wt% TMP tartrate, the RAP-containing mixture behaves more like the control, i.e., this TMP tartrate reduces the water sensitivity of the asphalt mixture.

Figure 0006236014
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回収アスファルト中に見出された酸化結合剤により似た挙動をするために結合剤を老化させるのに使用する実験室の方法は、既に議論された。記載されたように、RTFO試験、または回転薄膜オーブン試験を使用して、短期老化効果を評価し、PAV(加圧老化ベッセル)試験は、長期老化を評価する。   The laboratory method used to age the binder to behave more like the oxidized binder found in recovered asphalt has already been discussed. As described, the RTFO test, or rotating thin film oven test, is used to assess short-term aging effects, and the PAV (Pressure Aging Bessel) test assesses long-term aging.

表18は、最初にRTFO試験、次いでPAV試験を使用して老化の前後の再生結合剤の基本特性を比較する。再生結合剤の全ての場合において、累積質量損失は、約1重量%以下であり、これは、未使用結合剤を使用して得られた結果と一致する。したがって、再生剤を使用する場合、質量損失に対する有害な影響は存在しない。   Table 18 compares the basic properties of regenerated binders before and after aging using first the RTFO test and then the PAV test. In all cases of regenerated binder, the cumulative mass loss is less than about 1% by weight, which is consistent with the results obtained using virgin binder. Thus, there is no detrimental effect on mass loss when using regenerants.

老化ステップに続いて、試験結合剤の全ての環球式軟化点はいくらか増加する。しかし、全体の増加(かなり右の欄、ΔR&Bを参照されたい)は、未使用結合剤で見られた増加と一致する。換言すれば、エステル官能性再生剤は、結合剤の短または長期老化を加速するように思われない。同様に、針入値は、老化によって悪い影響を受けない。むしろ、未使用結合剤と比較すると、再生剤が存在する場合、結合剤の元来の針入値のより大きい割合が維持される(表18のかなり右にあるRet.Pen.%値を比較されたい)。   Following the aging step, all ring and ball softening points of the test binder increase somewhat. However, the overall increase (see fairly right column, ΔR & B) is consistent with the increase seen with virgin binder. In other words, the ester functional regenerant does not appear to accelerate the short or long term aging of the binder. Similarly, the penetration value is not adversely affected by aging. Rather, a greater percentage of the binder's original penetration value is maintained when regenerant is present when compared to the unused binder (compare Ret.Pen.% Values on the far right of Table 18). I want to be)

これまでの実施例は、例示としての意味のみを有する;以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義する。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[1]
回収アスファルトと、エステル官能性再生剤とを含み、回収アスファルトが、骨材と酸化アスファルト結合剤とを含み、再生剤が、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効な量で存在するアスファルト組成物。
[2]
未使用結合剤と酸化アスファルト結合剤とを合わせた量に対して1〜99重量%の未使用結合剤をさらに含む、[1]に記載の組成物。
[3]
酸化アスファルト結合剤および再生剤を合わせた量に対して0.1〜15重量%の再生剤を含む、[1]に記載の組成物。
[4]
再生剤が、C 〜C 18 モノオール、ジオールもしくはトリオール、およびC 〜C 20 脂肪酸またはそのダイマー酸に由来する、[1]に記載の組成物。
[5]
再生剤が、酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも10℃低減するのに有効な量で存在する、[1]に記載の組成物。
[6]
再生剤が、再生剤を含まない場合のガラス転移温度の広がりに比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移温度の広がりを少なくとも5℃狭くするのに有効な量で存在する、[1]に記載の組成物。
[7]
再生剤が、トリメチロールプロパンタラート、エチレングリコールモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、2−エチルヘキシルモノメラートおよびグリセリンモノメラートからなる群から選択される、[1]に記載の組成物。
[8]
再生剤が、トールオイル脂肪酸、モノマー酸、ダイマー酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、リシノレイン酸、アゼライン酸、カプリル酸または安息香酸に由来するエステルである、[1]に記載の組成物。
[9]
(a)酸化アスファルト結合剤と、
(b)酸化アスファルト結合剤と再生剤を合わせた量に対して0.1〜15重量%のエステル官能性再生剤とを含み、
再生剤が、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効な量で存在する、回収アスファルトと一緒に使用するのに適した再生結合剤。
[10]
未使用結合剤と酸化アスファルト結合剤を合わせた量に対して1〜99重量%の未使用結合剤をさらに含む、[9]に記載の結合剤。
[11]
0.5〜10重量%の再生剤を含む、[9]に記載の結合剤。
[12]
再生剤が、C 〜C 18 モノオール、ジオールもしくはトリオールおよびC 〜C 20 脂肪酸またはそのダイマー酸に由来する、[9]に記載の結合剤。
[13]
回収アスファルトをエステル官能性再生剤と合わせるステップを含み、回収アスファルトが、骨材と酸化アスファルト結合剤とを含み、再生剤が、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効な量で使用される方法。
[14]
回収アスファルト、再生剤またはそれらの混合物が、未使用結合剤と酸化アスファルト結合剤とを合わせた量に対して1〜99重量%の未使用結合剤と組み合わされる、[13]に記載の方法。
[15]
回収アスファルト、再生剤またはそれらの混合物が、未使用結合剤と酸化アスファルト結合剤とを合わせた量に対して30〜70重量%の未使用結合剤と組み合わされる、[13]に記載の方法。
[16]
酸化アスファルト結合剤と再生剤を合わせた量に対して0.1〜15重量%の再生剤が使用される、[13]に記載の方法。
[17]
再生剤が、酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも10℃低減するのに有効な量で使用される、[13]に記載の方法。
[18]
再生剤が、酸化アスファルト結合剤のガラス転移温度の広がりを少なくとも5℃狭くするのに有効な量で使用される、[13]に記載の方法。
[19]
再生剤が、トリメチロールプロパンタラート、エチレングリコールモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、2−エチルヘキシルモノメラートおよびグリセリンモノメラートからなる群から選択される、[13]に記載の方法。
[20]
酸化アスファルト結合剤を含む結合剤組成物をエステル官能性再生剤と合わせるステップを含み、再生剤が、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減するのに有効な量で使用される方法。
[21]
0.01〜10重量%のロジンエステルおよび少なくとも15重量%の回収アスファルトを含むアスファルト組成物であって、ロジンエステルが、トールオイルロジンまたはトールオイルと、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、ペンタエリトリトールおよびそれらの混合物からなる群から選択されるポリオールとの反応生成物であるアスファルト組成物。
[22]
結合剤および/または骨材をさらに含む、[21]に記載の組成物。
[23]
回収アスファルトが、回収舗装アスファルトである、[21]に記載の組成物。
[24]
回収アスファルトを、0.01〜10重量%のトールオイルエステル、ロジンエステルまたはそれらの混合物と混合することによって再生するステップを含む方法。
[25]
ロジンエステルが、トールオイルロジンと、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセロール、ペンタエリトリトールおよびそれらの混合物からなる群から選択されるポリオールとの反応生成物である、[24]に記載の方法。
[26]
(a)酸化結合剤を含む少なくとも15重量%の回収アスファルトと、
(b)エステル官能性再生剤とを含み、
再生剤が、酸化結合剤と再生剤を合わせた量に対して1〜10重量%の範囲内の量で存在し、
再生剤および酸化結合剤が、60℃未満のEN1427による環球式軟化点と、20dmmを超えるEN1426による針入値とを有する再生結合剤を形成するアスファルト組成物。
[27]
追加の骨材および/または結合剤をさらに含む、[26]に記載の組成物。
[28]
再生剤が、トリメチロールプロパンタラート、エチレングリコールモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、2−エチルヘキシルモノメラートおよびグリセリンモノメラートからなる群から選択される、[26]に記載の組成物。
[29]
再生剤が、50℃未満のEN1427による環球式軟化点を有するロジンエステルを含む、[26]に記載の組成物。
[30]
再生剤が、ロジンエステル、ロジン酸またはそれらの混合物を含む、[26]に記載の組成物。
[31]
再生剤が、脂肪酸エステル、植物油、または石油フラックスオイルをさらに含む、[30]に記載の組成物。
[32]
再生結合剤が、ロジン酸、ロジンエステルまたはそれらの混合物を含まずに作製された類似の再生結合剤の温度感受性と比較して、低減された温度感受性を有する、[30]に記載の組成物。
[33]
再生剤が、200mPa・s以下の粘度で混合するのに必要な温度を少なくとも5℃低減する、[26]に記載の組成物。
[34]
再生剤が、3000mPa・s以下の粘度で圧密するのに必要な温度を少なくとも5℃低減する、[26]に記載の組成物。
[35]
(a)酸化結合剤と、
(b)エステル官能性再生剤とを含み、
再生剤が、酸化結合剤と再生剤を合わせた量に対して1〜10重量%の範囲内の量で存在し、
60℃未満のEN1427による環球式軟化点と、20dmmを超えるEN1426による針入値とを有する再生結合剤。
[36]
AASHTO T−300によって測定された場合、強制延性が、15℃〜25℃の範囲内の温度で1.0J/cm である、[35]に記載の結合剤。
[37]
再生剤が、トリメチロールプロパンタラート、エチレングリコールモノメラート、ネオペンチルグリコールモノメラート、2−エチルヘキシルモノメラートおよびグリセリンモノメラートからなる群から選択される、[35]に記載の結合剤。
[38]
EN12607−1による回転薄膜オーブン試験による短期の老化、およびEN14769による圧力老化ベッセル試験による長期の老化を受けた場合に安定性を実際に示す、[35]に記載の結合剤。
[39]
[1]に記載のアスファルト組成物を含む舗装面。
[40]
[9]に記載の結合剤を含む舗装面。
[41]
[21]に記載のアスファルト組成物を含む舗装面。
[42]
[26]に記載のアスファルト組成物を含む舗装面。
[43]
[35]に記載の結合剤を含む舗装面。
The previous examples are for illustrative purposes only; the following claims define the scope of the present invention.
Specific embodiments of the present invention are as follows.
[1]
Recovered asphalt and ester functional regenerant, the recovered asphalt includes aggregate and oxidized asphalt binder, and the regenerant is compared to the glass transition start temperature of the oxidized asphalt binder without regenerator. An asphalt composition present in an amount effective to reduce the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C.
[2]
The composition according to [1], further comprising 1 to 99% by weight of an unused binder based on the combined amount of the unused binder and the oxidized asphalt binder.
[3]
The composition according to [1], comprising 0.1 to 15% by weight of the regenerant based on the combined amount of the oxidized asphalt binder and the regenerant.
[4]
The composition according to [1], wherein the regenerative agent is derived from C 1 to C 18 monool, diol or triol, and C 8 to C 20 fatty acid or dimer acid thereof.
[5]
The composition of [1], wherein the regenerant is present in an amount effective to reduce the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder by at least 10 ° C.
[6]
[1] The regenerant is present in an amount effective to narrow the glass transition temperature broadening of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C. compared to the glass transition temperature broadening without the regenerant. Composition.
[7]
The composition according to [1], wherein the regenerant is selected from the group consisting of trimethylolpropane tartrate, ethylene glycol monomaleate, neopentyl glycol monomaleate, 2-ethylhexyl monomaleate and glycerin monomaleate.
[8]
The regenerating agent is an ester derived from tall oil fatty acid, monomeric acid, dimer acid, stearic acid, isostearic acid, 12-hydroxystearic acid, ricinoleic acid, azelaic acid, caprylic acid or benzoic acid, according to [1]. Composition.
[9]
(A) an oxidized asphalt binder;
(B) 0.1 to 15% by weight of an ester functional regenerant based on the combined amount of the oxidized asphalt binder and the regenerant,
Along with the recovered asphalt, the regenerant is present in an amount effective to reduce the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C compared to the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder without regenerant. Regenerative binder suitable for use in.
[10]
The binder according to [9], further comprising 1 to 99% by weight of an unused binder based on the combined amount of the unused binder and the oxidized asphalt binder.
[11]
The binder according to [9], comprising 0.5 to 10% by weight of a regenerant.
[12]
The binder according to [9], wherein the regenerative agent is derived from C 1 to C 18 monool, diol or triol, and C 8 to C 20 fatty acid or dimer acid thereof.
[13]
Combining the recovered asphalt with an ester functional regenerant, the recovered asphalt comprising aggregate and oxidized asphalt binder, wherein the regenerant is compared to the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder without regenerator. A process used in an amount effective to reduce the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C.
[14]
The method according to [13], wherein the recovered asphalt, the regenerant or a mixture thereof is combined with 1 to 99% by weight of the unused binder with respect to the combined amount of the unused binder and the oxidized asphalt binder.
[15]
The method of [13], wherein the recovered asphalt, regenerant or mixture thereof is combined with 30 to 70% by weight of unused binder, based on the combined amount of unused binder and oxidized asphalt binder.
[16]
The method according to [13], wherein 0.1 to 15% by weight of the regenerant is used with respect to the combined amount of the oxidized asphalt binder and the regenerant.
[17]
The method of [13], wherein the regenerant is used in an amount effective to reduce the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder by at least 10 ° C.
[18]
The method of [13], wherein the regenerant is used in an amount effective to narrow the glass transition temperature broadening of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C.
[19]
[13] The method according to [13], wherein the regenerant is selected from the group consisting of trimethylolpropane tartrate, ethylene glycol monomaleate, neopentyl glycol monomaleate, 2-ethylhexyl monomaleate and glycerin monomaleate.
[20]
Combining a binder composition comprising an oxidized asphalt binder with an ester functional regenerant, wherein the regenerant is compared to the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder without the regenerant. A method used in an amount effective to reduce the transition onset temperature by at least 5 ° C.
[21]
An asphalt composition comprising 0.01 to 10 wt% rosin ester and at least 15 wt% recovered asphalt, wherein the rosin ester is tall oil rosin or tall oil and diethylene glycol, triethylene glycol, glycerol, pentaerythritol and An asphalt composition that is a reaction product with a polyol selected from the group consisting of mixtures thereof.
[22]
The composition according to [21], further comprising a binder and / or aggregate.
[23]
The composition according to [21], wherein the recovered asphalt is recovered pavement asphalt.
[24]
A method comprising regenerating the recovered asphalt by mixing with 0.01 to 10 wt% tall oil ester, rosin ester or mixtures thereof.
[25]
The method according to [24], wherein the rosin ester is a reaction product of tall oil rosin and a polyol selected from the group consisting of diethylene glycol, triethylene glycol, glycerol, pentaerythritol, and mixtures thereof.
[26]
(A) at least 15% by weight of recovered asphalt containing an oxidizing binder;
(B) an ester functional regenerant,
The regenerant is present in an amount in the range of 1 to 10% by weight relative to the combined amount of the oxidizing binder and the regenerant;
An asphalt composition wherein the regenerant and oxidative binder form a regenerative binder having a ring and ball softening point according to EN 1427 of less than 60 ° C. and a penetration value according to EN 1426 of greater than 20 dmm.
[27]
The composition of [26], further comprising additional aggregate and / or binder.
[28]
[26] The composition according to [26], wherein the regenerant is selected from the group consisting of trimethylolpropane tartrate, ethylene glycol monomaleate, neopentyl glycol monomaleate, 2-ethylhexyl monomaleate and glycerin monomaleate.
[29]
The composition of [26], wherein the regenerant comprises a rosin ester having a ring and ball softening point according to EN 1427 of less than 50 ° C.
[30]
The composition according to [26], wherein the regenerant comprises a rosin ester, rosin acid or a mixture thereof.
[31]
The composition according to [30], wherein the regenerant further comprises a fatty acid ester, a vegetable oil, or a petroleum flux oil.
[32]
The composition according to [30], wherein the regenerated binder has a reduced temperature sensitivity compared to the temperature sensitivity of similar regenerated binders made without rosin acid, rosin ester or mixtures thereof. .
[33]
The composition according to [26], wherein the regenerant reduces the temperature required for mixing at a viscosity of 200 mPa · s or less by at least 5 ° C.
[34]
[26] The composition according to [26], wherein the regenerant reduces the temperature necessary for consolidation at a viscosity of 3000 mPa · s or less by at least 5 ° C.
[35]
(A) an oxidizing binder;
(B) an ester functional regenerant,
The regenerant is present in an amount in the range of 1 to 10% by weight relative to the combined amount of the oxidizing binder and the regenerant;
A regenerative binder having a ring and ball softening point with EN 1427 of less than 60 ° C. and a penetration value with EN 1426 of more than 20 dmm.
[36]
The binder according to [35] , wherein the forced ductility is 1.0 J / cm 2 at a temperature in the range of 15 ° C. to 25 ° C. as measured by AASHTO T-300 .
[37]
The binder according to [35], wherein the regenerant is selected from the group consisting of trimethylolpropane tartrate, ethylene glycol monomaleate, neopentyl glycol monomaleate, 2-ethylhexyl monomaleate and glycerin monomaleate.
[38]
The binder according to [35], which actually exhibits stability when subjected to short-term aging by a rotating thin film oven test according to EN 12607-1 and long-term aging by a pressure aging vessel test according to EN 14769.
[39]
A paved surface comprising the asphalt composition according to [1].
[40]
A pavement surface containing the binder according to [9].
[41]
A pavement surface comprising the asphalt composition according to [21].
[42]
A pavement surface comprising the asphalt composition according to [26].
[43]
[35] A pavement surface containing the binder according to [35].

Claims (41)

回収アスファルトと、エステル官能性再生剤とを含むアスファルト組成物であって、前記回収アスファルトが、骨材と酸化アスファルト結合剤とを含み、前記再生剤が、酸化アスファルト結合剤および再生剤を合わせた量に対して0.1〜15重量%の量で存在して、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルである、前記アスファルト組成物。   An asphalt composition comprising recovered asphalt and an ester functional regenerant, wherein the recovered asphalt includes aggregate and oxidized asphalt binder, and the regenerant combines the oxidized asphalt binder and the regenerant. The glass transition initiation temperature of the oxidized asphalt binder is reduced by at least 5 ° C. compared to the glass transition initiation temperature of the oxidized asphalt binder that is present in an amount of 0.1 to 15% by weight relative to the amount. The asphalt composition, wherein the regenerant is an ester derived from trimethylolpropane, pentaerythritol, or neopentyl glycol. 未使用結合剤と酸化アスファルト結合剤とを合わせた量に対して1〜99重量%の未使用結合剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, further comprising 1-99% by weight of unused binder based on the combined amount of unused binder and oxidized asphalt binder. 前記再生剤が、C 〜C20脂肪酸またはそのダイマー酸に由来する、請求項1に記載の組成物。 The regenerant is derived from a C 8 -C 20 fatty acid or dimer acid composition of claim 1. 前記再生剤が、酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも10℃低減する、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the regenerant reduces the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder by at least 10 ° C. 前記再生剤が、再生剤を含まない場合のガラス転移温度の広がりに比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移温度の広がりを少なくとも5℃狭くする、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the regenerant reduces the glass transition temperature spread of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C. compared to the glass transition temperature spread when no regenerant is included. 前記再生剤が、トリメチロールプロパンタラート、およびネオペンチルグリコールモノメラートからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the regenerant is selected from the group consisting of trimethylol propane tartrate and neopentyl glycol monomethylate. 前記再生剤が、トールオイル脂肪酸、モノマー酸、ダイマー酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、リシノレイン酸、アゼライン酸、カプリル酸または安息香酸に由来するエステルである、請求項1に記載の組成物。   The regenerant is an ester derived from tall oil fatty acid, monomeric acid, dimer acid, stearic acid, isostearic acid, 12-hydroxystearic acid, ricinoleic acid, azelaic acid, caprylic acid or benzoic acid. Composition. 回収アスファルトと一緒に使用するのに適した再生結合剤であって、
(a)酸化アスファルト結合剤と、
(b)酸化アスファルト結合剤と再生剤を合わせた量に対して0.1〜15重量%のエステル官能性再生剤とを含み、
前記再生剤が、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルである、前記再生結合剤。
A regenerative binder suitable for use with recovered asphalt,
(A) an oxidized asphalt binder;
(B) 0.1 to 15% by weight of an ester functional regenerant based on the combined amount of the oxidized asphalt binder and the regenerant,
The regenerant reduces the glass transition start temperature of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C. compared to the glass transition start temperature of the oxidized asphalt binder that does not contain the regenerant, and the regenerant comprises trimethylolpropane, pentaerythritol. Or the regenerated binder which is an ester derived from neopentyl glycol.
未使用結合剤と酸化アスファルト結合剤を合わせた量に対して1〜99重量%の未使用結合剤をさらに含む、請求項8に記載の結合剤。   9. The binder of claim 8, further comprising 1 to 99% by weight of unused binder based on the combined amount of unused binder and oxidized asphalt binder. 0.5〜10重量%の前記再生剤を含む、請求項8に記載の結合剤。   9. The binder according to claim 8, comprising 0.5 to 10% by weight of the regenerant. 前記再生剤が、C 〜C20脂肪酸またはそのダイマー酸に由来する、請求項8に記載の結合剤。 The regenerant is derived from a C 8 -C 20 fatty acid or dimer acid, binding agent according to claim 8. 回収アスファルトをエステル官能性再生剤と合わせるステップを含む方法であって、前記回収アスファルトが、骨材と酸化アスファルト結合剤とを含み、前記再生剤が、酸化アスファルト結合剤および再生剤を合わせた量に対して0.1〜15重量%の量で使用されて、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルである、前記方法。   A method comprising the step of combining recovered asphalt with an ester functional regenerant, wherein the recovered asphalt comprises aggregate and oxidized asphalt binder, wherein the regenerant is a combined amount of oxidized asphalt binder and regenerant. Is used in an amount of 0.1 to 15% by weight and reduces the glass transition start temperature of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C. compared to the glass transition start temperature of the oxidized asphalt binder that does not contain a regenerant. The method, wherein the regenerant is an ester derived from trimethylolpropane, pentaerythritol, or neopentyl glycol. 前記回収アスファルト、前記再生剤またはそれらの混合物が、未使用結合剤と酸化アスファルト結合剤とを合わせた量に対して1〜99重量%の未使用結合剤と組み合わされる、請求項12に記載の方法。   13. The recovered asphalt, the regenerant or mixtures thereof are combined with 1 to 99% by weight of unused binder based on the combined amount of unused binder and oxidized asphalt binder. Method. 前記回収アスファルト、前記再生剤またはそれらの混合物が、未使用結合剤と酸化アスファルト結合剤とを合わせた量に対して30〜70重量%の未使用結合剤と組み合わされる、請求項12に記載の方法。   13. The recovered asphalt, the regenerant or a mixture thereof is combined with 30-70% by weight of unused binder based on the combined amount of unused binder and oxidized asphalt binder. Method. 前記再生剤が、酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも10℃低減する、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the regenerant reduces the glass transition onset temperature of the oxidized asphalt binder by at least 10 ° C. 前記再生剤が、酸化アスファルト結合剤のガラス転移温度の広がりを少なくとも5℃狭くする、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the regenerant narrows the glass transition temperature broadening of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C. 前記再生剤が、トリメチロールプロパンタラート、およびネオペンチルグリコールモノメラートからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the regenerant is selected from the group consisting of trimethylol propane tartrate and neopentyl glycol monomethylate. 酸化アスファルト結合剤を含む結合剤組成物をエステル官能性再生剤と合わせるステップを含む方法であって、前記再生剤が、酸化アスファルト結合剤および再生剤を合わせた量に対して0.1〜15重量%の量で使用されて、再生剤を含まない酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度に比較して酸化アスファルト結合剤のガラス転移開始温度を少なくとも5℃低減し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルである、前記方法。   A method comprising combining a binder composition comprising an oxidized asphalt binder with an ester functional regenerant, wherein the regenerant is 0.1 to 15 relative to the combined amount of the oxidized asphalt binder and the regenerant. Used in an amount of% by weight to reduce the glass transition initiation temperature of the oxidized asphalt binder by at least 5 ° C compared to the glass transition initiation temperature of the oxidized asphalt binder without regenerant, wherein the regenerant comprises trimethylol Such a process, which is an ester derived from propane, pentaerythritol, or neopentyl glycol. 0.01〜10重量%のロジンエステルおよび少なくとも15重量%の回収アスファルトを含むアスファルト組成物であって、前記ロジンエステルが、トールオイルロジンまたはトールオイルと、ペンタエリトリトールとの反応生成物である、前記アスファルト組成物。   An asphalt composition comprising 0.01 to 10% by weight rosin ester and at least 15% by weight recovered asphalt, wherein the rosin ester is a reaction product of tall oil rosin or tall oil and pentaerythritol. The asphalt composition. 結合剤および/または骨材をさらに含む、請求項19に記載の組成物。   20. A composition according to claim 19, further comprising a binder and / or aggregate. 前記回収アスファルトが、回収舗装アスファルトである、請求項19に記載の組成物。   The composition of claim 19, wherein the recovered asphalt is recovered paved asphalt. 回収アスファルトを0.01〜10重量%のトールオイルエステル、ロジンエステルまたはそれらの混合物と混合することによって、前記回収アスファルトを再生するステップを含む方法であって、前記トールオイルエステル又は前記ロジンエステルが、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルである、前記方法。 A method comprising regenerating the recovered asphalt by mixing the recovered asphalt with 0.01 to 10 wt% tall oil ester, rosin ester or a mixture thereof, wherein the tall oil ester or rosin ester is Or an ester derived from trimethylolpropane, pentaerythritol, or neopentyl glycol. 前記ロジンエステルが、トールオイルロジンと、ペンタエリトリトールとの反応生成物である、請求項22に記載の方法。   23. The method of claim 22, wherein the rosin ester is a reaction product of tall oil rosin and pentaerythritol. アスファルト組成物であって、
(a)酸化結合剤を含む少なくとも15重量%の回収アスファルトと、
(b)エステル官能性再生剤とを含み、
前記再生剤が、酸化結合剤と再生剤を合わせた量に対して1〜10重量%の範囲内の量で存在し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルであり、
前記再生剤および前記酸化結合剤が、60℃未満のEN1427による環球式軟化点と、20dmmを超えるEN1426による針入値とを有する再生結合剤を形成する、前記アスファルト組成物。
An asphalt composition comprising:
(A) at least 15% by weight of recovered asphalt containing an oxidizing binder;
(B) an ester functional regenerant,
The regenerant is present in an amount in the range of 1 to 10% by weight with respect to the combined amount of the oxidizing binder and the regenerant, and the regenerant is derived from trimethylolpropane, pentaerythritol, or neopentyl glycol. An ester
The asphalt composition wherein the regenerant and the oxidative binder form a regenerative binder having a ring and ball softening point according to EN 1427 of less than 60 ° C and a penetration value according to EN 1426 of greater than 20 dmm.
追加の骨材および/または結合剤をさらに含む、請求項24に記載の組成物。   25. The composition of claim 24, further comprising additional aggregate and / or binder. 前記再生剤が、トリメチロールプロパンタラート、およびネオペンチルグリコールモノメラートからなる群から選択される、請求項24に記載の組成物。   25. The composition of claim 24, wherein the regenerant is selected from the group consisting of trimethylol propane taleate and neopentyl glycol monomethylate. 前記再生剤が、50℃未満のEN1427による環球式軟化点を有するロジンエステルを含む、請求項24に記載の組成物。   25. The composition of claim 24, wherein the regenerant comprises a rosin ester having a ring and ball softening point according to EN 1427 of less than 50 <0> C. 前記再生剤が、ロジンエステル、ロジン酸またはそれらの混合物を含む、請求項24に記載の組成物。   25. The composition of claim 24, wherein the regenerant comprises a rosin ester, rosin acid or a mixture thereof. 前記再生剤が、脂肪酸エステル、植物油、または石油フラックスオイルをさらに含む、請求項28に記載の組成物。   29. The composition of claim 28, wherein the regenerant further comprises a fatty acid ester, vegetable oil, or petroleum flux oil. 前記再生結合剤が、ロジン酸、ロジンエステルまたはそれらの混合物を含まずに作製された類似の再生結合剤の温度感受性と比較して、低減された温度感受性を有する、請求項28に記載の組成物。   29. The composition of claim 28, wherein the regenerative binder has a reduced temperature sensitivity compared to the temperature sensitivity of a similar regenerative binder made without rosin acid, rosin ester or mixtures thereof. object. 前記再生剤が、200mPa・s以下の粘度で混合するのに必要な温度を少なくとも5℃低減する、請求項24に記載の組成物。   25. The composition of claim 24, wherein the regenerant reduces the temperature required to mix at a viscosity of 200 mPa · s or less by at least 5 ° C. 前記再生剤が、3000mPa・s以下の粘度で圧密するのに必要な温度を少なくとも5℃低減する、請求項24に記載の組成物。   25. The composition of claim 24, wherein the regenerant reduces the temperature required to consolidate with a viscosity of 3000 mPa · s or less by at least 5 ° C. 再生結合剤であって、
(a)酸化結合剤と、
(b)エステル官能性再生剤とを含み、
前記再生剤が、酸化結合剤と再生剤を合わせた量に対して1〜10重量%の範囲内の量で存在し、前記再生剤が、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはネオペンチルグリコールに由来するエステルであり、
前記再生結合剤が、60℃未満のEN1427による環球式軟化点と、20dmmを超えるEN1426による針入値とを有する、前記再生結合剤。
A regenerative binder,
(A) an oxidizing binder;
(B) an ester functional regenerant,
The regenerant is present in an amount in the range of 1 to 10% by weight with respect to the combined amount of the oxidizing binder and the regenerant, and the regenerant is derived from trimethylolpropane, pentaerythritol, or neopentyl glycol. An ester
The regenerative binder, wherein the regenerative binder has a ring-and-ball softening point according to EN 1427 of less than 60 ° C. and a penetration value according to EN 1426 of greater than 20 dmm.
AASHTO T−300によって測定された場合、強制延性が、15℃〜25℃の範囲内の温度で1.0J/cmである、請求項33に記載の結合剤。 34. The binder of claim 33, wherein the forced ductility is 1.0 J / cm < 2 > at a temperature in the range of 15 [deg.] C to 25 [deg.] C as measured by AASHTO T-300. 前記再生剤が、トリメチロールプロパンタラート、およびネオペンチルグリコールモノメラートからなる群から選択される、請求項33に記載の結合剤。   34. The binder of claim 33, wherein the regenerant is selected from the group consisting of trimethylol propane tartrate and neopentyl glycol monomethylate. EN12607−1による回転薄膜オーブン試験による短期の老化、およびEN14769による圧力老化ベッセル試験による長期の老化を受けた場合に安定性を実際に示す、請求項33に記載の結合剤。   34. The binder of claim 33, which actually exhibits stability when subjected to short-term aging by a rotating thin film oven test according to EN 12607-1 and long-term aging by a pressure aging vessel test according to EN 14769. 請求項1に記載のアスファルト組成物を含む舗装面。   A paved surface comprising the asphalt composition according to claim 1. 請求項8に記載の結合剤を含む舗装面。   A pavement surface comprising the binder according to claim 8. 請求項19に記載のアスファルト組成物を含む舗装面。   A pavement surface comprising the asphalt composition according to claim 19. 請求項24に記載のアスファルト組成物を含む舗装面。   A paved surface comprising the asphalt composition according to claim 24. 請求項33に記載の結合剤を含む舗装面。   A pavement surface comprising the binder according to claim 33.
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