PL167953B1 - Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej składającej się z asfaltu lub pozostałości po destylacji ropy naftowej o penetracji w 25°C od 20 do 80()mm/10, stanowiących lepiszcze asfaltowe ewentualnie modyfikowane polimerem, z kruszywa mineralnego i z elastomeru termoplastycznego, znamienny tym, że jako elastomer termoplastyczny stosuje się kopolimer blokowy styren-butadien-styren i/lub styren-izopren-styren w postaci proszku lub granulatu, który dodaje się do kruszywa mineralnego, a następnie miesza się z lepiszczem asfaltowym w temperaturze od 170 do 220°C i następnie przechowuje się w temperaturze od 160 do 220°C w okresie co najmniej 15 min.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej do wykonywania warstw nawierzchni dróg, placów, chodników, lotnisk, itp.

Nawierzchnie drogowe poddawane są różnorodnym rodzajom obciążenia. Głównym rodzajem jest obciążenie użytkowe od kół pojazdów. Wywołuje ono w nawierzchni drogowej złożony stan naprężeń ściskających, rozciągających i ścinających. Na nawierzchnię oddziałują też warunki atmosferyczne. Zimą, niska temperatura wywołuje powstawanie naprężeń rozciągających. Obok tego nawierzchnia poddawana jest niszczącemu działaniu kół pojazdów, powodującemu ścieranie nawierzchni oraz czynników destrukcyjnych, jak woda, sól, promieniowanie ultrafioletowe. Wszystkie te czynniki powodują niszczenie nawierzchni w rozmaitej formie: deformacji trwałych, pękania termicznego, pękania zmęczeniowego, zniszczeń powierzchnio wych.

W celu poprawy właściwości nawierzchni drogowych wprowadza się dodatki modyfikujące do składu mieszanek mineralno-asfaltowych, z których wykonywane są warstwy nawierzchni. Jedną z grup takich dodatków są polimery.

Wśród polimerów wyróżnia się między innymi dwie grupy materiałów: termoplasty, takie jak np. polietylen, polipropylen, polistyren, polibutylen, i elastomery, takie jak polibutadien, poliizopren, kopolimery styrenowo-butadienowe, izobutylowo-izoprenowe, akrylonitryio-butadienowe. Modyfikacja mieszanek mineralno-asfaltowych elastomerami termoplastycznymi przynosi pożądany efekt poprawy właściwości nawierzchni zarówno w wysokiej temperaturze, powodując wzrost odporności na powstawanie odkształceń trwałych, jak i w niskiej, przynosząc wzrost wytrzymałości zmęczeniowej i odporności na pękanie.

Elastomery termoplastyczne są materiałami nietopliwymi. Wzrost temperatury powoduje ich nieznaczne zmiękczenie, lecz do temperatury rozkładu zachowują one właściwości elastyczne. Brak możliwości stopienia tych materiałów utrudnia ich wymieszanie z asfaltem i mieszanką asfaltu z kruszywem mineralnym.

167 953

Znane sposoby wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z dodatkiem elastomeru polegają na modyfikacji pośredniej, tj. dodawaniu elastomeru do asfaltu i stosowanie tak zmodyfikowanego lepiszcza bitumicznego do wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej.

Pośredni sposób modyfikacji mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej wymaga wytworzenia trwałego koloidalnego układu asfalt-elastomer, który pozwala na transport, magazynowanie i stosowanie lepiszcza w stanie płynnym bez obawy o jego rozpad w postaci rozwarstwienia na fazy asfaltową' i polimerową, bądź w postaci wytrącenia ciężkich składników asfaltu - asfaltenów. Następnie tak zmodyfikowane lepiszcze mieszane jest z mieszanką kruszywa mineralnego, prowadząc do otrzymania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej.

Elastomery termoplastyczne są trudno roztwarzalne w asfalcie, lecz przy właściwym doborze składników i odpowiednim sposobie ich mieszania po wytworzeniu roztworu polimeru w asfalcie układ ten jest trwały.

Dobór składników tj. asfaltu i elastomeru termoplastycznego jest pierwszym z warunków uzyskania trwałego układu koloidalnego asfalt-elastomer.

W zależności od składu grupowego asfaltu, a przede wszystkim od proporcji maltenów i asfaltenów, zależy, czy wprowadzenie dodatkowego składnika jakim jest elastomer termoplastyczny me spowoduje destabilizacji równowagi asocjacyjno-dysocjacyjnej układu koloidalnego. Dla uzyskania stabilnego układu koloidalnego asfalt-elastomer faza maltenowa asfaltu musi odznaczać się odpowiednią zdolnością rozpuszczającą, a zawartość asfaltenów nie może być zbyt duża. Z tego względu wynika, że poddawany modyfikacji asfalt powinien charakteryzować się dużą zawartością aromatycznych olejów węglowodorowych i małą zawartością asfaltenów. Podczas operacji roztwarzania elastomeru w asfalcie, przebiegającej w temperaturze od 180 do 220°C, zachodzą niekorzystne procesy wzrostu zawartości asfaltenów kosztem olejów asfaltowych i reakcja destrukcji elastomeru w wyniku utleniania.

Kolejną trudnością tego pośredniego sposobu postępowania jest konieczność zastosowania, oprócz wysokiej temperatury, długiego czasu mieszania lub dużych sił ścinających w celu dokładnego zdyspergowania cząstek elastomeru w asfalcie. Wszystkie te procesy są energochłonne i wymagają specjalistycznej aparatury. Asfalt modyfikowany musi być zbadany, np. metodą mikroskopii fluorescencyjnej, w celu stwierdzenia zgodności zastosowanego rodzaju asfaltu z elastomerem.

Znane są sposoby wytwarzania asfaltu modyfikowanego elastomerem termoplastycznym, opisane np. w „The preparation of blends of Cariflex TR and bitumen“, Technical Bulletin, June 1991, Shell Chemicals, polegające na długotrwałym, kilkugodzinnym roztwarzaniu elastomeru termoplastycznego w asfalcie w wysokiej temperaturze, stu kilkudziesięciu °C, z zastosowaniem mieszadeł wolno- lub szybkoobrotowych.

Znane są też, np. z niemieckiego opisu patentowego - Deutsche Offenlegungsschrift 3 727 456, sposoby wytwarzania asfaltu modyfikowanego elastomerem termoplastycznym polegające na ścinaniu elastomeru w środowisku asfaltu w wysokiej temperaturze, w specjalnych urządzeniach -mieszalnikach lub młynach koloidalnych o dużych siłach ścinających.

Z np. francuskiego opisu zgłoszeniowego 2620457 znany jest sposób wytwarzania trwałych układów asfalt-elastomer termoplastyczny w wyniku mieszania asfaltu i elastomeru z dodatkiem olejów o temperaturze wrzenia od 160 do 300°C. Tak wytworzone lepiszcze mieszane jest następnie w znany sposób z kruszywem mineralnym, a wytworzona mieszanka mineralno-asfaltowoelastomerowa używana jest do wykonywania nawierzchni drogowych.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 121 818 sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z dodatkiem elastomeru butadieno-styreno-akrylowego dodawanego w postaci lateksu, stanowiącego emulsję wodno-elastomerową, do asfaltu przed jego wymieszaniem z kruszywem mineralnym lub równocześnie z asfaltem do mieszanki mineralnej.

Bezpośrednią modyfikację mieszanki mineralno-asfaltowej dodatkiem lateksu butadienostyreno-akrylowego cechują liczne niekorzystne zjawiska. W chwili kontaktu lateksu, będącego wodną emulsją kopolimeru butadieno-styreno-akrylowego, z powierzchnią ziaren kruszywa następuje jej gwałtowne schłodzenie i odparowanie wody. Należy stosować wyższą temperaturę mieszanki przed dodaniem lateksu, co wpływa niekorzystnie na jej końcowe właściwości. Schłodzenie powierzchni ziaren kruszywa sprawia, że zwiększa się lepkość błonki wprowadzonego do

167 953 mieszanki asfaltu na ziarnach kruszywa, co utrudnia jego wnikanie w pory kruszywa. Powoduje to gorsze związanie lepiszcza asfaltowo-elastomerowego z kruszywem i mniejszą trwałość nawierzchni wykonanej z takiej mieszanki. Ponadto wprowadzanie wody do mieszanki o temperaturze /4 1 τ, rr r + ił τη τντττη *>η νζΜττητηι η t ητττ·η <tnn Λ τΛΤ·Γ\Κ1η»ν.ΛΤ χ*11 Ί ri «ί ιιτί-Ίζ-·»·» ♦λΙζ' pon/Łiau. aw ν_- wjtwaiŁa gwałtowna paiowamu a aaaoa.v dptawicu- pxuuivaiaj pAuuun.vjjaav woa.uiviv „kipienia“ asfaltu.

Efekt modyfikacji mieszanki elastomerem butadieno-styreno-akrylowym w postaci lateksu jest niepełny, a właściwości mieszanki nie osiągają parametrów uzyskiwanych, jak w przypadku modyfikacji asfaltu z zastosowaniem kopolimerów blokowych styren-butadien-styren lub styrenizopren-styren. Wyraźnie słabsze są właściwości elastyczne, a zwłaszcza zdolność przenoszenia odkształceń rozciągających w niskiej temperaturze.

Wytworzony jednym ze znanych sposobów układ asfalt-elastomer termoplastyczny jest roztworem usieciowanym, w którym cząstki elastomeru tworzą wewnętrzną, przestrzenną sieć. W strukturze asfaltu, pomiędzy micelami asfaltenów istnieje usieciowana struktura elastomeru. Tworzenie tej struktury przebiega etapowo. Początkowo następuje spęczenienie cząstek elastomeru składnikami olejowymi asfaltu, a następnie sieciowanie struktury w wyniku przyłączania sąsiednich cząstek elastomeru. Większy dodatek elastomeru sprawia, że usieciowanie może być pełne w całej strukturze asfaltu, mniejszy - częściowe, tworzące fragmenty sieci. W przypadku prawidłowego doboru składników i technologii wytwarzania układ asfalt-elastomer jest trwały i materiał taki może być transportowany, magazynowany i stosowany do produkcji mieszanki mineralnoasfaltowo-elastomerowej.

Nieoczekiwanie okazało się, że mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową można wytworzyć ze skuteczną modyfikacją właściwości Teologicznych lepiszcza asfaltowego, stosując jako elastomer termoplastyczny kopolimer blokowy styren-butadien-styren i/lub styren-izopren-styren w postaci proszku lub granulatu i dwuetapowy sposób wytwarzania mieszanki. W pierwszym etapie dozuje się elastomer termoplastyczny o temperaturze otoczenia do jednego ze składników kruszywa mineralnego lub ich mieszanki, lub do mieszanki kruszywa mineralnego z asfaltem i miesza się do uzyskania jednorodności. Temperatura mieszanki kruszywa, asfaltu i elastomeru termoplastycznego wynosi od 170 do 220°C. W czasie mieszania składników mineralnych, asfaltu i elastomeru termoplastycznego pomiędzy ziarnami kruszywa mineralnego występują duże siły ścinające, powodujące rozdrobnienie cząstek polimeru, a równocześnie następuje zdyspergowanie elastomeru w środowisku asfaltu i jego rozpuszczenie w olejach asfaltowych o wysokiej temperaturze. Drugi etap wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej sposobem według wynalazku polega na dojrzewaniu mieszanki. Po zakończeniu mieszania mieszanka mineralnoasfaltowo-elastomerowa modyfikowana elastomerem termoplastycznym jest przechowywana w temperaturze od 160 do 220°C, w czasie co najmniej 15 min, licząc od chwili wyprodukowania mieszanki do chwili jej wbudowania w warstwę nawierzchni. W tym czasie następuje dojrzewanie mieszanki, podczas którego elastomer termoplastyczny dodany do mieszanki sieciuje w strukturze asfaltu.

Korzystny sposób dodawania elastomeru termoplastycznego polega na jego dodawaniu do wypełniacza kamiennego, zwłaszcza mączki wapiennej o temperaturze otoczenia a następnie dodanie mieszaniny wypełniacza kamiennego i elastomeru termoplastycznego do innych składników mineralnych, dozowanych na gorąco. Do składników mineralnych wstępnie wymieszanych z elastomerem termoplastycznym dodaje się asfalt. Całość mieszanki miesza się do uzyskania jednorodności. Dodanie elastomeru termoplastycznego do wypełniacza kamiennego o temperaturze otoczenia, a następnie mieszanie z kruszywem mineralnym o podwyższonej temperaturze zapobiega sklejaniu się między sobą cząstek elastomeru po ich rozgrzaniu i przyczynia się do skutecznego ich rozprowadzenia w mieszance mineralnej przed dodaniem asfaltu.

Do produkcji mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej sposobem według wynalazku jako lepiszcze asfaltowe może być stosowany asfalt lub pozostałość po destylacji ropy naftowej, o penetracji w 25°C od 20 do 800mm/10, lub asfalt wcześniej modyfikowany polimerami.

Ilość dodanego elastomeru termoplastycznego do mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej sposobem według wynalazku może wynosić od 1 do 15% (m/m) w stosunku do masy asfaltu zawartego w mieszance.

167 953

Sposób bezpośredniej modyfikacji mieszanki mineralno-asfaltowej elastomerem termoplastycznym według wynalazku jest wolny od wad, które wykazują znane sposoby pośredniej modyfikacji mieszanki mineralno-asfaltowej elastomerem termoplastycznym, polegające na dodawaniu elastomeru do asfaltu. Sposób według wynalazku eliminuje niebezpieczeństwo iozpadu układu koloidalnego asfaltu modyfikowanego elastomerem termoplastycznym. Nie wymaga zatem doboru asfaltu o specjalnych właściwościach, ze względu na wymaganą zgodność z elastomerem termoplastycznym w celu zapewnienia trwałości układu koloidalnego.

Dzięki zastosowaniu elastomerów termoplastycznych, będących kopolimerami blokowymi styren-butadien-styren i/lub styren-izopren-styren, uzyskuje się korzystniejszą poprawę właściwości Teologicznych mieszanki niż stosując inne elastomery, a tym bardziej termoplasty. Kopolimery blokowe łączą bowiem właściwości sprężyste i lepkie w wysokie i niskiej temperaturze homopolimerów wchodzących w ich skład.

Zastosowanie elastomeru termoplastycznego w postaci proszku lub granulatu sposobem według wynalazku eliminuje wady, które niesie dodawanie elastomeru w postaci lateksu, tj. gwałtowne obniżenie temperatury na styku asfalt-elastomer-kruszywo, co zmniejsza efektywność modyfikacji.

Wprowadzenie elastomeru termoplastycznego do mieszanki mineralno-asfaltowej sposobem według wynalazku przynosi, w porównaniu do sposobu dodawania wcześniej zmodyfikowanego asfaltu, efekt synergistyczny, polegający na tym, że asfalt wprowadzony do mieszanki mineralnej a przed usieciowaniem elastomeru ma mniejszą lepkość. Zanim nastąpi modyfikacjaasfaltu i wzrost jego lepkości spowodowany sieciowaniem elastomeru, część asfaltu wnika w pory kruszywa mineralnego, a pozostała część łączy się z elastomerem. W ten sposób lepsze jest związanie lepiszcza z kruszywem niż w przypadku zastosowania wstępnie modyfikowanego asfaltu, gdy lepkość lepiszcza asfaltowo-elastomerowego wprowadzanego do mieszanki mineralnej jest jednorodnie większa w całej fazie lepiszcza. Większa lepkość utrudnia adsorpcję lepiszcza przez kruszywo.

Sposób według wynalazku nie wymaga także stosowania specjalnych urządzeń w postaci mieszadeł wolno-, bądź szybkoobrotowych lub młynów koloidalnych o dużej sile ścinania, dyspergujących elastomer termoplastyczny w asfalcie. Wystarczają typowe urządzenia stosowane do produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych.

Wynalazek jest bliżej przedstawiony w następujących przykładach wykonania, w których dla porównania podano właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych i mineralno-asfaltowo-elastomerowych wytworzonych znanym sposobem.

Przykład I. Przygotowano trzy warianty mieszanki asfaltu lanego o składzie:

grys bazaltowy 6,3/10 mm grys bazaltowy 4/6,3 mm grys bazaltowy 2/4 mm miał bazaltowy piasek mączka wapienna lepiszcze bitumiczne

13,6% (m/m) 13,6% (m/m) 13,7% (m/m) 13,7% (m/m) 9,1% (m/m) 27,3%, (m/m) 9,0% (m/m).

W wariancie A wytworzono mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową sposobem według wynalazku, dodając 6% (m/m), w stosunku do masy lepiszcza, elastomeru termoplastycznego będącego kopolimerem blokowym styren-butadien-styren w postaci proszku o temperaturze otoczenia do mieszanki gorącego kruszywa mineralnego z asfaltem D70 o penetracji w 25°C 73 mm/10 i mieszając całość w temperaturze 190°C do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Po wytworzeniu mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową przechowywano w czasie 2h w temperaturze 180°C.

W porównawczym wariancie B wytworzono mieszankę mineralno-asfaltową niemodyfikowaną, stosując jako lepiszcze bitumiczne asfalt drogowy o penetracji w 25°C 47 mm/10. Mieszankę mineralno-asfaltową wytworzono, mieszając składniki w znany sposób.

W porównawczym wariancie C wytworzono mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową, stosując jako lepiszcze bitumiczne asfalt drogowy D 70 o penetracji w 25°C 73 mm/10 modyfikowany w znany sposób dodatkiem 6% (m/m) elastomeru termoplastycznego będącego kopolime6

167 953 rem blokowym styren-butadien-styren. Mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową wytworzono, mieszając składniki w znany sposób. Asfalt w wariancie C modyfikowany był przed dodaniem do mieszanki mineralnej.

Z mieszanek według wariantów A- B i C sporządzono próbki sześcienne, na których oznaczono pene'trację stemplem w temperaturze 40°C oraz beleczki 4X4X 16cm, na których oznaczono wytrzymałość na rozciąganie w -20°C. Wyniki badań podano w tabeli 1.

T a b e 1 a 1

Wyniki badań wariantów mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej asfaltu lanego wytworzonej sposobem według wynalazku (wariant A), mieszanki mineralno-asfaltowej niemodyfikowanej (wariant B) i mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej modyfikowanej w znany sposób, tj. z wstępnie modyfikowanym asfaltem (wariant C).

	Wariant A	Wariant B	Wariant C
Penetracja w 40°C po 60 minutach, mm	6,22	9,58	6,68
Wytrzymałość na rozciąganie w -20°C,
MPa	15,02	9,87	14,66

Mieszanka mineralno-asfaltowo-elastomerowa wytworzona sposobem według wynalazku wykazała właściwości w wysokiej i w niskiej temperaturze wyraźnie lepsze niż mieszanka niemodyfikowana, a także lepsze niż mieszanka mineralno-asfaltowo-elastomerowa z asfaltem wstępnie modyfikowanym w znany sposób elastomerem termoplastycznym przed jego dodaniem do mieszanki. Mieszanka mineralno-asfaltowo-elastomerowa wytworzona sposobem według wynalazku ma mniejszą penetrację w 40°C i większą wytrzymałość na rozciąganie w -20°C.

Przykład I I. Przygotowano cztery warianty mieszanki betonu asfaltowego drobnoziarnistego o składzie:

grys bazaltowy 2/10 mm 53,6% (m/m) miał bazaltowy 21,6% (πι/π/ piasek 8,6% (m/m) mączka wapienna 10,0% (m/m) lepiszcze bitumiczne 6,0% Im/m).

W wariancie A wytworzono mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową sposobem według wynalazku, dodając 5% (m/m), w stosunku do masy lepiszcza, elastomeru termoplastycznego styren-butadien-styren w postaci proszku o temperaturze otoczenia do mieszanki gorącego kruszywa mineralnego, a po wymieszaniu dodając asfalt D70 o penetracji w 25°C 66 mm/10 i mieszając całość w temperaturze 175°C do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Po wytworzeniu mieszankę mineralno-asfaltową przechowywano w czasie 15 minut w temperaturze 175°C.

W wariancie B wytworzono mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową w taki sam sposób jak w wariancie A, lecz mieszankę przechowywano po wytworzeniu w czasie 1 h.

W porównawczym wariancie C wytworzono niemodyfikowaną mieszankę mineralnoasfaltową, stosując jako lepiszcze bitumiczne asfalt drogowy D70 o penetracji w 25°C 66 mm/10. Mieszankę mineralno-asfaltową wytworzono, mieszając składniki w znany sposób.

W porównawczy/ wariancie D wytworzono mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową w znany sposób, stosując jako lepiszcze bitumiczne asfalt drogowy D70 o penetracji w 25°C 66 m//10 modyfikowany wstępnie w znany sposób dodatkiem 5% (m/m) elastomeru termoplastycznego „będącego kopolimerem blokowym styren-butadien-styren. Mieszankę mineralnoasfaltową wytworzono, mieszając składniki w znany sposób. Asfalt w wariancie D modyfikowany był przed dodaniem do mieszanki mineralnej.

Z mieszanek według wariantów A, B, C i D sporządzono próbki cylindryczne, na których oznaczono stabilność i odkształcenie według Marshalla w temperaturze 60°C oraz wytrzymałość na rozciąganie metodą pośrednią w temperaturze -20°C. Wyniki badań podano w tabeli 2.

167 953

Tabela 2

Właściwości wariantów mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej betonu asfaltowego drobnoziarnistego wytworzonej sposobem według wynalazku (warianty A i B), mieszanki mineralnoasfaltowej niemodyfikowanej (wariant C) i mieszanki mineraino-asfaitowo-eiastomerowej betonu asfaltowego drobnoziarnistego wytworzonej znanym sposobem z asfaltem modyfikowanym w znany sposób (wariant D).

	Wariant A	Wariant B	Wariant C	Wariant D
Stabilność wg Marshalla w 60°C, daN	963	1184	834	1123
Odkształcenie wg Marshalla w 60°C mm	2,1	4,8	6,1	4,8
Wytrzymałość na rozciąganie w -20°C, MPa	6,01	6,43	5,86	6,32

Mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowe betonu asfaltowego wytworzone sposobem według wynalazku wykazały właściwości lepsze w wysokiej i w niskiej temperaturze od mieszanki niemodyfikowanej: większa stabilność i mniejsze odkształcenie wg Marshalla w 60°C oraz większą wytrzymałość na rozciąganie w -20°C.

W porównaniu do mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej wytworzonej w znany sposób z asfaltem wstępnie modyfikowanym, mieszanka mineralno-asfaltowo-elastomerowa wytworzona sposobem według wynalazku w wariancie D wykazała lepsze właściwości: większą stabilność w 60°C i wytrzymałość na rozciąganie w -20°C. Świadczy to o korzystnych zmianach właściwości Teologicznych lepiszcza asfaltowego wskutek sieciowania elastomeru, zachodzącego w drugim etapie wytwarzania mieszanki sposobem według wynalazku.

Przykład III. Wytworzono dwa warianty mieszanki mastyksu grysowego SMA o składzie:

grys bazaltowy 6/12 mm grys bazaltowy 2/10 mm miał bazaltowy piasek mączka wapienna lepiszcze bitumiczne

52,3% (m/m) 21,4% (π//ι/) 5,6% (m/m/ 3,77% (ππ/ι/) 10,39% (ππ/ι/) 6,5% (m/m).

W wariancie A wytworzono mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową sposobem według wynalazku, dodając 4,6% (m/m), w stosunku do masy lepiszcza, mieszaninę w proporcji 20/20 elastomerów termoplastycznych styren-butadien-styren i styren-izopren-styren w postaci proszku o temperaturze otoczenia do mączki wapiennej i tę mieszaninę dodano do mieszanki gorącego kruszywa mineralnego, a po wymieszaniu dodając pozostałość po destylacji ropy naftowej o penetracji w 22°C 178 mm/10 i mieszając całość w temperaturze 172°C do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Po wytworzeniu mieszankę mineralno-asfaltowo-elastomerową przechowywano w czasie 1h w temperaturze 172°C.

W porównawczym wariancie B wytworzono niemodyfikowaną mieszankę mastyksu grysowego, stosując jako lepiszcze bitumiczne pozostałość po destylacji ropy naftowej o penetracji w 22°C 178 mm/10. Składniki mieszano w znany sposób w temperaturze 120°C.

Przeprowadzono próbę spływności lepiszcza z ziaren mieszanki. Próba polega na określeniu ilości lepiszcza bitumicznego, które spłynie z ziaren mieszanki mineralnej w czasie 1 h przechowywania mieszanki mastyksu grysowego w temperaturze 180°C. Oznacza się część lepiszcza, która po spłynięciu z ziaren kruszywa pozostanie przyklejona do ścianek naczynia, w którym przechowywano mieszankę. Wyniki próby były następujące: mieszanka mineralno-asfaltowo-elastomerowa wytworzona sposobem według wynalazku (wariant A) - spłynęło 1,7% (m/m) lepiszcza; mieszanka mineralno-asfaltowa niemodyfikowana (wariant B) - spłynęło 80,4% (m/m) lepiszcza.

Uzyskane wyniki świadczą, że sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej według wynalazku zapewnia skuteczną modyfikację asfaltu w mieszance mineralnoasfaltowej. Nastąpiła modyfikacja asfaltu, sprawiająca, że zwiększyła się lepkość lepiszcza na tyle znacznie, aby uniemożliwić jego spływanie z ziaren kruszywa.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 1,50 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej składającej się z asfaltu lub pozostałości po destylacji ropy naftowej o penetracji w 25°C od 20 do 800mm/10, stanowiących lepiszcze asfaltowe ewentualnie modyfikowane polimerem, z kruszywa mineralnego i z elastomeru termoplastycznego, znamienny tym, że jako elastomer termoplastyczny stosuje się kopolimer blokowy styren-butadien-styren i/lub styren-izopren-styren w postaci proszku lub granulatu, który dodaje się do kruszywa mineralnego, a następnie miesza się z lepiszczem asfaltowym w temperaturze od 170 do 220°C i następnie przechowuje się w temperaturze od 160 do 220°C w okresie co najmniej 15 min.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że elastomer termoplastyczny dodaje się do części kruszywa stanowiącej wypełniacz kamienny, korzystnie w postaci mączki wapiennej, a następnie miesza się z pozostałą częścią kruszywa mineralnego podgrzanego do temperatury od 170 do 250°C.
3. 3. Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowo-elastomerowej składającej się z asfaltu lub pozostałości po destylacji ropy naftowej o penetracji w 25°C od 20 do 800mm/10, stanowiących lepiszcze asfaltowe ewentualnie modyfikowane polimerem, z kruszywa mineralnego i z elastomeru termoplastycznego, znamienny tym, że jako elastomer termoplastyczny stosuje się kopolimer blokowy styren-butadien-styren i/lub styren-izopren-styren w postaci proszku lub granulatu, który dodaje się do mieszanki kruszywa z lepiszczem asfaltowym o temperaturze od 170 do 220°C, a po wymieszaniu składników mieszankę przechowuje się w temperaturze od 160 do 220°C w okresie co najmniej 15 min.