TW515824B - Process for preparing an asphalt composition - Google Patents

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515824 A7 __B7_____ 五、發明說明（（） 本發明係有關一種製備瀝青組成物的方法。 瀝青與凝集物混合以製造即用於路面上的瀝青組成物 所用的溫度通常是在140至170°C之間，雖則有些文件， 例如美國專利第3,832,200號，提及應該用到甚至更高的 溫度。 由於在今日已充分了解到彼等熱瀝青可能造成潛在的 健康，安全性與環境諸種危害，因此有許多努力已致力於 此技術領域以期開發出可在較低溫度下處理的瀝青組成物 〇 於此方面可以參考瀝青乳液的應用，其係經由將熱瀝 青與乳化劑水溶液混合而製成者。這類瀝青乳液通常可與 凝集物在遠低於M(TC的溫度下混合，由此可將上述危害 予以遠較爲佳地控制。具有相當高空洞含量，所謂的開放 品級瀝青（open-graded asphalt)，之瀝青組合物具有高度水 穿透性之優點。此點可以在路面使用中使水更快速地從路 面流走。高空洞含量的一項缺點爲該種開放品級瀝青會使 所含粗大凝集物從路面頗容易地流失掉，所謂的路面擦蝕 現象（fretting of the road surface)。此外，其亦傾向於更容 易失去內部凝聚性，而致最後導致材料崩潰且缺乏內部穩 疋性，常看到者爲路面變形，亦即，多凹痕(rutted)。再者 ’這類瀝青的強度只會慢慢地形成。 DE-E-4308567係有關瀝青組成物的製備，通常係經由 用較小分量，有200 dmm穿透度之B200與石頭碎塊及視 Μ要0J砂和塡料成分混合後，再與較大分量，有6 5 dmm "用中國θ家標準（(:奶从4規格（210><2971公复） • I I I I--I---I I --- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· --線- 515824 A7 ------B7__ 五、發明說明（/ ) 穿透度的B65混合。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 令人訝異地，頃發現經由在相當低溫度下，於未經乳 化，黏度低於300 mPa.s(於10CTC下)的軟質黏合劑成分與 凝集物之混合物中添加穿透度低於5 0 dmm的硬質黏合劑 成分可製成具有良好抗擦蝕性及良好潛變性（凹痕化）和疲 乏性質之開放品級瀝青組成物。 US-A-5，1 14,483 ’ US-A-4,762,565 與 EP-A-589 740 皆 有關藉助於軟質黏合劑成分乳液與硬質黏合劑成分乳液製 備瀝青之方法。本發明方法的優點在於不需要製備軟質黏 合劑成分之乳液。 綜上所述，本發明係有關一種製備開放品級瀝青組成 物之方法，其包括在低於140°C的溫度下，於未經乳化， 黏度低於300 mPa.s(於100°C下)的軟質黏合劑成分與凝集 物之混合物中添加穿透度低於50 dmm的硬質黏合劑成分 。適當者，所用溫度係低於100°C。 該硬質黏合劑成分較佳者係以粉末形式加到混合物內 。於該種情況中，該硬質黏合劑成分可能非常有利地在低 於50°C的溫度，較佳者在周溫下添加到該混合物內。若該 硬質黏合劑成分係以乳液(或懸浮液)形式使用時，該乳液( 或懸浮液)適當地含有低於50質量％，較佳者低於40質量 %的水。於該情況中，該硬質黏合劑成分可以適當地添加 到溫度低於lOOt，較佳者在周溫至80°C範圍中的溫度下 之該混合物內。在使用乳液形式的情況時，該乳液可爲陽 離子性，陰離子性或非離子性乳液。 t、纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公釐） 515824 A7 ____B7__ 五、發明說明（》） ---------I------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 軟質黏合劑成分可以適當地於至少70°C的溫度下，較 佳者80至115°C範圍內的溫度，更加者在85至11(TC的範 圍內的溫度下加到凝集物上。 於本發明範疇內，硬質黏合劑成分係經定義爲具有低 於50 dmm穿透度(PEN)(根據ASTM D 5在25°C下測得者) 之黏合劑成分。該硬質黏合劑成分較佳者具有低於10 dmm 的穿透度，及低於100°C，較佳者低於80°C的軟化點(如依 ASTM D 6所測量者）。 於本發明中，軟質黏合劑成分係經定義爲具有低於 300 mPa.s，較佳者低於270 mPa.s，最佳者低於200 mPa.s 的黏度(如依ASTM 2171在100°C下測得者)之黏合劑成分 〇 .線· 較佳者，硬質與軟質兩種黏合劑成分皆爲瀝青成分。 不過，於本發明另一適當實施例中，該硬質黏合劑爲一種 樹脂，例如一種薰草酮-節樹脂（coumarone-indene resin)， 且該軟質黏合劑成分爲一低黏度成分(一種助熔劑（flux))。 該樹脂可爲EP-B-0330281中所述經改質樹脂中的任何一者 ，其倂於本文作爲參考。 該等黏合劑成分可適當地另含一種膜形成性改良劑(例 如，丁基二氧醇(butyldioxitol))，一非離子型乳化劑（如胺 例如烷基醯胺基胺），較佳者爲一種烷基醯胺基胺。彼等另 外添加的化合物較佳者係加到該軟質黏合劑成分內，且其 含量適當者爲以總黏合劑含量爲基準之低於5重量％，較 佳者其量係在0.25至1.0重量％範圍內。此外也可以適當 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 515824 A7 ___B7 ___ 五、發明說明（今） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 地使用這些添加性成分之混合物。以此方式，可以確保甚 至更爲改良的抗擦蝕性。 該瀝青成分可爲天然發生型瀝青或從礦油衍生者。此 外也可以使用經由裂解程序所得石油瀝青和煤焦油以及瀝 青物質的摻合物。通用的瀝青例子包括蒸餾型或”直餾 "(straight nm)瀝青，沉澱型瀝青，例如，丙烷瀝青，吹製 瀝青(blown bitumens)，如經催化吹製的瀝青，及彼等的混 合物。其它通用的瀝青組成物包括一或多種這些瀝青與摻 和劑(extenderX助熔劑）例如石油萃取物，如芳族萃取物， 蒸餾物或殘渣，或與油類，之混合物。 該硬質與軟質黏合劑成分可適當地含有技藝中提及的 任何聚合物改質劑，例如熱塑性橡膠，其適當的含量係在 1至10重量％範圍內。該硬質和軟質黏合劑成分的使用量 可在寬廣限値之間變異，且強烈地決定於瀝青組成物所含 黏合劑所需的穿透度等級。該硬質黏合劑成分的適當含量 可爲例如爲總黏合劑含量之10至90重量％。 根據本發明製備成的瀝青組成物特別適合用在道路應 用中。根據本發明製備成的瀝青組成物可以適當地用來構 建基質粗材料或抗磨耗性粗材料。根據本發明製備成的瀝 青組成物所含黏合劑適當地具有在10至300 dmm之間， 較佳者50至150 dmm之間變異的穿透度(以ASTN D5在 25°C下測得者）。 該瀝青組成物也可以含有其它成分例如塡充料，例如 碳黑，氧化砂和碳酸銘；安定劑；抗氧化劑；顔料和已知 - --- . -_____s____ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " ' — 515824 A7 ___B7__ 五、發明說明（4 ) 可用於瀝青組成物中的溶劑。根據本發明製備成的瀝青組 成物包括技藝中提及的凝集物。 根據本發明的開放品級瀝青組成物具有大於10%，較 佳者大於15%，最佳者在20至30%範圍內的空洞含量(非 常開放型品級瀝青組成物）。 根據本發明的開放品級瀝青組成物具有大於10%，較 佳者大於15%，最佳者在20至30%範圍內的空洞含量(非 常開放型品級瀝青組成物）。 適當的成分包括通常應用於開放品級瀝青組成物中者 〇 本發明至此要經由下列諸實施例予以闡明。 實施例1 根據本發明，依下文所述製備在100質量％凝集物上 ，具有4.5質量％100穿透度級黏合劑的非常開放品級瀝青 組成物。將1公斤在100 °C下有260 mPa.s黏度的低黏稠 性黏合劑成分(statfjor低殘渣型)與10克Wetfix(—種烷醯 胺基胺；可得自BerolNobd)在100°C下預摻合。將19.6 克該經預摻合低黏度黏合劑成分加到Hobart混合機中所裝 924.8克凝集物內且於100°C溫度下以約35 rpm操作。該 凝集物包括5.7質量％的Filler Rhecal 60(<63微米），10.1 質量％經壓碎的砂（0.063-2毫米）和84.2質量％的Dutch Crushed Gravel(8-ll毫米）。隨後，於如此所得混合物中加 入含有36.3克內含22.1克10/20穿透度級瀝青的硬質黏合 劑成分懸浮液（懸浮液中的瀝青含量爲60.9質量％)。該懸 _2__ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ;f· . -丨線> 515824 A7 _____B7__^ 五、發明說明（卜） 浮液係在裝有熱交換器的ScanR〇ad(Akz0_N〇bel)膠體磨機 內，以2巴的壓力，165°C瀝青溫度’ 60°C乳化劑溶液溫度 及9000 rpm操作而製備成的。該10/20穿透度瀝青具有12 dmm的穿透度（以ASTM D 5在25°C下測量)及70°C之軟化 點(根據ASTN D 36測得者）。該乳化劑溶液含有3.0%的市 售乳化劑Redicote EM26且具有1.5之pH値。該乳液係經 使用鹽酸予以酸化。然後將如此所得非常開放品級瀝青組 成物倒在迴轉壓土機的模子內。之後在7〇與l〇〇°C之間的 溫度與3.5巴的壓縮壓力及1.5之壓縮角（compaction angle) 之下予以壓縮100循環。於壓縮後，使所得之瀝青樣品冷 卻到周溫及從模子中取出。 實施例2 爲了比較起見，依下文所述製備含有4.5質量％1〇〇穿 透度品級的黏合劑與100質量％凝集物之傳統熱混料非常 開放型瀝青組成物。該100穿透度黏合劑係經由將低黏度 瀝青成分(Statfjord低殘渣型)與硬質瀝青成分（10/20穿透度 品級)摻合而製備者。將41.6克如此所得摻合物於14(TC溫 度下加到實施例1中所述凝集物組成物。然後將該瀝青組 成物在130°C，3.5巴壓縮壓力，1·5壓縮角的條件下迴轉 壓縮1〇〇循環。於壓縮後，將瀝青樣品冷卻到周溫並從模 子中取出。 檢驗實驗 接著將實施例1和2所製非常開放品級瀝青組成物以 §苜於此技者所知悉的（經修改型)Californian磨蝕檢驗在4。〇 ____8 _ 幸、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

515824 A7 B7 五、發明說明（γ ) 下予以測定。於該檢驗中使用直徑101.6毫米，高50毫米 的圓柱形檢驗樣品。該等瀝青組成物所具性能數據皆列於 表1之中。 從這些數據可知，根據本發明可以在有利的低溫下製 備有吸引性的瀝青組成物。再者，經觀察，根據本發明製 成的瀝青組成物(實施例1)顯得與傳統非常開放品級瀝青組 成物(實施例2) —樣均勻，且在兩種情況中，凝集物的塗覆 程度亦爲相似者。 表1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Γ 空洞％ Californian 蘑蝕檢驗，4°C，[克] 實施例1 23 43.1 ±0.1 實施例2 S........................................... 24 37.8+1.5 吞紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）

Claims (1)

1. 515824

   88822 ABCD 六、申請專利範圍 1. 一種製備具有空洞含量爲大於10%之開放品級瀝青 組成物之方法，其包括在低於140°c的溫度下，於未經乳 化，黏度低於300 mPa.s(於100°c下)的軟質瀝青黏合劑成 分與凝集物之混合物中添加穿透度低於50 dmm的硬質瀝 青黏合劑成分，其中該硬質黏合劑成分爲含有低於50質量 %的水之乳液且其中軟質黏合劑成份在低於120°C的濫度 下加入凝集物中。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該硬質黏合劑 成分係在低於l〇〇°C的溫度下加到該混合物內。 3·如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該軟質黏 合劑成分係在80到115°C的溫度範圍下加到該凝集物中。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 線 本尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐了