Прорезиненные асфальтовые гранулы - RU2531816C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка заявляет приоритет на предварительную заявку на патент США, имеющую серийный номер 61/093193, поданную 29 августа 2008 года, озаглавленную «Прорезиненные асфальтовые гранулы», с William R. Bailey в качестве автора изобретения, которая вводится здесь во всей полноте в качестве специальной ссылки.

Предпосылки создания изобретения

Асфальтовые дорожные покрытия являются хорошо известными и используются в течение многих лет. Обычно асфальтовое дорожное покрытие содержит заполнитель и асфальтовое вяжущее, смешанные вместе, что обычно называется как горячая асфальтовая смесь для дорожного покрытия ((ГАС) (НМА)). Асфальтовое вяжущее представляет собой углеводородобогащенное вещество, такое как (или полученное из) битум, и используется для связывания заполнителя в дорожном покрытии. Тип и количество заполнителя может варьироваться, и он обеспечивает структурное упрочнение и надежность ГАС. В то время, как асфальтовое вяжущее действует как непрерывная фаза, которая связывает материалы заполнителя вместе, хорошо известно, что различные добавки, такие как углеродная сажа, волокна или известь, могут использоваться для улучшения надежности и долговечности асфальтовых дорожных покрытий.

В настоящее время получение асфальтового дорожного покрытия является громоздким, дорогостоящим и требует значительного количества энергии для нагревания и поддержания температуры жидкого асфальта. ГАС получают при нагревании асфальтового связующего для снижения его вязкости и сушке заполнителя для удаления влаги перед смешением. Когда асфальт находится в контейнере, который не поддерживается при повышенной температуре, асфальт затвердевает, и требуется дополнительная энергия для его нагревания до поддающейся смешению консистенции. Смешение обычно осуществляют с заполнителем при температуре около 300°F (примерно 150°C) для виргинского асфальта и 330°F (166°C) для модифицированного полимером асфальта, и при 200°F (95°C) для асфальтового вяжущего. Нанесение дорожного покрытия и уплотнение должны быть осуществлены, пока асфальт является достаточно горячим.

Асфальтовое дорожное покрытие обычно содержит тонкодисперсные вещества, такие как заполнители или наполнитель. Заполнители или наполнитель могут использоваться в любом типе асфальтовой композиции и выбираются в зависимости от сорта, прочности, жесткости и стабильности для асфальтового дорожного покрытия. Заполнители включают в себя ряд материалов в ряду форм и размеров. Примеры заполнителей включают в себя известь, негашеную известь, песок, гравий, щебень, шлак, вторичный бетон и т.п. Одним примером является минеральный наполнитель, которым являются обычно дисперсные инертные материалы, которые вводятся в асфальт для улучшения плотности и прочности смеси. Примеры минеральных наполнителей включают в себя каменную муку, шлаковую муку, гашеную известь, гидравлический цемент, летучую золу, волокна и т.п.

Краткое описание изобретения

В одном варианте настоящее изобретение может включать в себя стабильные при хранении прорезиненные гранулы асфальтового дорожного покрытия. Прорезиненные гранулы асфальтового дорожного покрытия могут иметь сердцевину и оболочку. Сердцевина может содержать измельченную резиновую шину в количестве от примерно 15 до примерно 30 масс.% сердцевины и асфальт сорта для дорожного покрытия в количестве от примерно 85 до примерно 70 масс.% сердцевины. Оболочка может покрывать сердцевину так, что гранула имеет максимальный размер от примерно 1/16 дюйма до примерно 2 дюймов. Композицией оболочки может быть водостойкий полимер или воск, или она может быть покрытием из очень мелких частиц.

В одном варианте асфальтовая гранула для дорожного покрытия может характеризоваться одним или более из следующего: содержанием измельченной резиновой шины в количестве от примерно 15 до примерно 25 масс.% всей гранулы; содержанием асфальта сорта для дорожного покрытия в количестве от примерно 50 до примерно 60 масс.% всей гранулы; сердцевиной, имеющей менее примерно 10 масс.% серы; очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы извести в количестве менее примерно 25 масс.% всей гранулы; или покрытием является сера (например, элементарная сера), полимер, очень мелкие частицы или воск.

В одном варианте стабильная при хранении асфальтовая гранула для дорожного покрытия может содержать очень мелкие частицы в сердцевине. Такая гранула может содержать сердцевину со связующим на основе асфальта в количестве от примерно 70 до примерно 95 масс.% сердцевины, причем связующее на основе асфальта содержит измельченную резиновую шину в количестве от примерно 15 до примерно 30 масс.% связующего на основе асфальта; и асфальт сорта для дорожного покрытия составляет от примерно 85 до примерно 70 масс.% связующего на основе асфальта. Сердцевина может содержать очень мелкие частицы в количестве от примерно 45 до примерно 1 масс.% сердцевины. Оболочка, покрывающая сердцевину, может обеспечить гранулу с максимальным размером от примерно 1/16 дюйма до примерно 2 дюймов. Оболочка может содержать водостойкий полимер или воск, или покрытие из очень мелких частиц. В одном аспекте очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы извести или очень мелкие частицы измельченного асфальтового дорожного покрытия. Необязательно, очень мелкими частицами могут быть минеральные или каменные очень мелкие частицы, как описано здесь.

В одном варианте прорезиненная гранула характеризуется одним или более из следующего: измельченная резиновая шина составляет от примерно 15 до примерно 25 масс.% всей гранулы; асфальт сорта для дорожного покрытия составляет от примерно 50 до примерно 60 масс.% всей гранулы; сердцевина содержит менее примерно 10 масс.% серы; очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы извести в количестве менее примерно 25 масс.% всей гранулы; или покрытием является воск.

В одном варианте гранула может характеризоваться одним или более из следующего: измельченная резиновая шина составляет от примерно 20 до примерно 26 масс.% связующего на основе асфальта, асфальт сорта для дорожного покрытия составляет от примерно 74 до примерно 80 масс.% связующего на основе асфальта; или очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы извести в количестве менее примерно 45 масс.% всей гранулы.

Кроме того, гранула может дополнительно содержать одно или более из следующего: очень мелкие каменные и/или минеральные частицы; дополнительное битумное связующее; небитумное связующее; структурную добавку; краситель; соль; или модификатор текучести. Небитумное связующее может быть выбрано из группы, состоящей из гидрофобных связующих, целлюлозных связующих, гидрофильных связующих, органических связующих, природных полимерных связующих, лигнина и/или лигносульфоната или его кислоты, полисахаридного или модифицированного полисахаридного связующего или их комбинаций. Также могут быть включены другие компоненты, описанные здесь.

В одном варианте настоящее изобретение может содержать способ получения прорезиненной асфальтовой гранулы, как описано здесь. Способ может содержать: получение измельченной резиновой шины; получение асфальта сорта для дорожного покрытия; взаимодействие измельченной резиновой шины и асфальта сорта для дорожного покрытия в течение, по меньшей мере, 45 или 60 минут с образованием реакционной смеси; смешение реакционной смеси с очень мелкими частицами с образованием сердцевины; и покрытие сердцевины оболочкой с образованием гранулы. Обычно взаимодействие проводится при температуре примерно 350-380°F (177-193°C), однако, температурный интервал может быть ±10°С или даже ±20°С.

Способ получения может содержать одно или более из следующего: взаимодействие измельченной резиновой шины в количестве от примерно 15 до примерно 25 масс.% всей гранулы с асфальтом сорта для дорожного покрытия в количестве от примерно 50 до примерно 60 масс.% всей гранулы; взаимодействие измельченной резиновой шины в количестве от примерно 20 до примерно 26 масс.% связующего на основе асфальта с асфальтом сорта для дорожного покрытия в количестве от примерно 74 до примерно 80 масс.% связующего на основе асфальта; ингибирование сердцевины от содержания серы более примерно 10 масс.%; ингибирование от содержания очень мелких частиц более примерно 45 масс.% всей гранулы; напыление на гранулу водостойкого покрытия; или нанесение очень мелких частиц в качестве покрытия на гранулу.

Способ получения может содержать одно или более из следующего: смешение каменных и/или минеральных очень мелких частиц с реакционной смесью с очень мелкими частицами для образования сердцевины; смешение дополнительного битумного связующего с реакционной смесью с очень мелкими частицами для образования сердцевины; смешение небитумного связующего с реакционной смесью с очень мелкими частицами для образования сердцевины; смешение структурной добавки с реакционной смесью с очень мелкими частицами для образования сердцевины; смешение красителя с гранулой; смешение соли с реакционной смесью с очень мелкими частицами для образования сердцевины; или смешение модификатора текучести с реакционной смесью с очень мелкими частицами для образования сердцевины. Способ может содержать смешение асфальта с небитумным связующим, выбранным из группы, состоящей из гидрофобных связующих, целлюлозных связующих, гидрофильных связующих, органических связующих, природных полимерных связующих, лигнина и/или лигносульфоната или его кислоты, полисахаридного или модифицированного полисахаридного связующего или их комбинаций. Необязательно, очень мелкие частицы состоят, по существу, из гидроксида кальция и/или оксида кальция.

В одном варианте настоящее изобретение может содержать способ получения композиции асфальтового дорожного покрытия. Такой способ может содержать обеспечение прорезиненной асфальтовой гранулы, как описано здесь; нагревание асфальтовых гранул до ожиженной асфальтовой композиции; и смешение ожиженной асфальтовой композиции с заполнителем. Композиция асфальтового дорожного покрытия может содержать заполнитель в количестве, менее примерно 90 масс.% композиции асфальтового дорожного покрытия. В одном аспекте нагревание осуществляют при температуре ниже 325°F (163°C). Например, нагревание может осуществляться в температурном интервале от примерно 270°F (132°C) до примерно 290°F (143°C) или примерно 280°F (138°C).

Кроме того, способ может содержать введение дополнительного асфальта сорта для дорожного покрытия в ожиженную асфальтовую композицию, где дополнительный асфальт сорта для дорожного покрытия составляет от примерно 1 до примерно 5 масс.% количества асфальтовой гранулы.

В одном варианте настоящее изобретение может содержать продукт асфальтовых гранул, который содержит термоплавкий мешок, способный плавится при 200°F (93°C), заполненный прорезиненными асфальтовыми гранулами. Мешок может содержать от примерно 25 до примерно 100 фунтов, однако мешки тяжелой нагрузки способны нести большие количества, такие как, например, до 200 фунтов. Обычно мешки несут примерно 50-75 фунтов или около 60 фунтов. Термоплавким мешком может быть любой тканевый, бумажный и/или пластиковый мешок, как обычно используется для транспортировки гранул. Одним примером может быть бумажный мешок с полиолефиновой вставкой.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания указанных выше и других преимуществ и характеристик настоящего изобретения более конкретное описание изобретения будет сделано со ссылкой на его отдельные варианты, которые показаны на прилагаемых чертежах. Необходимо отметить, что указанные чертежи показывают только типичные варианты изобретения и поэтому не считаются ограничивающими его объем. Настоящее изобретение будет описано и пояснено с дополнительной специфичностью и подробно при использовании прилагаемых чертежей, на которых:

На фиг.1А схематически представлена прорезиненная гранула 1, имеющая сердцевину 3 и оболочку 2 согласно настоящему изобретению.

На фиг.1В схематически представлен мешок 4, содержащий множество гранул 1.

На фиг.1С представлена схема, которая показывает вариант гранулирующей системы и способа получения гранул дорожного покрытия.

На фиг.2 представлена схема, которая показывает вариант гранулирующей системы и способа получения гранул дорожного покрытия.

На фиг.3 представлена схема, которая показывает вариант гранулирующей системы и способа получения гранул дорожного покрытия.

На фиг.4 представлена схема, которая показывает вариант системы и способа кондиционирования асфальта в процессе получения асфальтовой смеси для дорожного покрытия.

На фиг.5 представлена схема, которая показывает варианты асфальтового дорожного покрытия с гранулами.

На фиг.6 представлена схема, которая показывает варианты асфальтового дорожного покрытия с гранулами.

Подробное описание изобретения

В общем плане варианты настоящего изобретения относятся к асфальтовым гранулам, получению гранул и использованию асфальтовых гранул в асфальтовых применениях, таких как получение композиций горячей асфальтовой смеси для дорожного покрытия и в асфальтовом дорожном покрытии. Используемая здесь терминология используется только с целью описания частных вариантов и не предназначена быть ограничивающей.

I. Определения

Как использовано здесь, термин «известь» относится к гидроксиду кальция (Са(ОН)₂) и/или оксиду кальция (СаО), однако, он не относится к известняку. Как таковая любая ссылка на известь означает включение композиций, содержащих гидроксид кальция и оксид кальция, а также композиций, преимущественно содержащих гидроксид кальция и оксид кальция, когда она является доломитовой или высококальциевой, и означает специальное исключение необработанного известняка.

Соответственно, известью может быть высококальциевая гашеная известь. Высококальциевая быстрогасящаяся известь дает гашеную известь, содержащую обычно 72-74% оксида кальция и 23-24% химически связанной воды. Также известью может быть доломитовая гашеная известь (нормальная), поэтому в атмосферных условиях гидратирования только кальцийоксидная фракция доломитовых быстрогасящихся гидратов, дающая гашеную известь следующего химического состава: 46-48% оксида кальция, 33-34% оксида магния и 15-17% химически связанной воды. Кроме того, известью может быть доломитовая гашеная известь (давление), поэтому данную известь получают из быстрогасящейся извести под давлением, что дает в результате гидратирование всего оксида магния, а также всего оксида кальция с получением следующего химического состава: 40-42% оксида кальция, 29-30% оксида магния и 25-27% химически связанной воды. Кроме того, известью может быть высококальциевая быстрогасящаяся известь, которую получают из известняка, содержащего 0-5% карбоната магния. Кроме того, известью может быть доломитовая быстрогасящаяся известь, которую получают из известняка, содержащего 35-46% карбоната магния.

Как использовано здесь, термин «гашеная известь» относится к гидроксиду кальция (Са(ОН)₂). Также термин «гашеная известь» может использоваться для описания композиций, которые являются преимущественно гашеной известью, но также включают частично известняк, быстрогасящуюся известь или другие материалы.

Как использовано здесь, термин «быстрогасящаяся известь» относится к оксиду кальция (СаО). Также термин «быстрогасящаяся известь» может использоваться для описания композиций, которые являются преимущественно быстрогасящейся известью, но также включает частично известняк, гашеную известь или другие материалы.

Как использовано здесь, термин «известняк» относится к минералу кальцит, который также называется карбонатом кальция (СаСО₃). Известняк не относится к известям, таким как быстрогасящаяся известь или гашеная известь. Известняк содержит карбонат кальция и другие материалы, находящиеся в природе и, как хорошо известно, содержащиеся в известняке.

Как использовано здесь, термин «очень мелкие частицы» относится к мелкодисперсным порошкам менее 8 меш, используемым в получении горячей асфальтовой смеси для дорожного покрытия. Как таковые очень мелкие частицы извести, минеральные очень мелкие частицы или другие очень мелкие частицы являются мелкими тонкодисперсными и легковесными порошками, которые легко поднимаются в воздух при обработке или воздействии минимальными воздушными потоками. Например, порошки могут содержать большую часть из очень мелких частиц извести менее 5 мкм.

Как использовано здесь, термин «стабильный при хранении» относится к физической характеристике, которая замедляет или предотвращает разрушение гранулы или соединение со смежными гранулами в окружающих условиях. Т.е. в нормальных окружающих условиях при нормальной влажности гранулы являются формоустойчивыми. Как таковые, когда множество стабильных при хранении гранул укладываются на хранение, отдельные гранулы сохраняют их различную структурную целостность без образования агломерации гранул.

Как использовано здесь, термины «заполнитель» или «асфальтовый заполнитель» относятся к широкой категории мелких, средних и/или крупных порошковых материалов, используемых в получении асфальта. Примеры заполнителей включают в себя песок, гравий, щебень, шлак, вторичный бетон, минеральный наполнитель и т.п. Заполнители являются компонентом асфальтового дорожного покрытия; заполнители служат как упрочнение для увеличения прочности общего асфальтового дорожного покрытия или другого асфальтового материала.

Как использовано здесь, термин «минеральный наполнитель», или «минерал», относится к мелкому или очень мелкому материалу, который может быть инертным или полезным для асфальтовых продуктов и асфальтового дорожного покрытия. Минеральные наполнители представляют собой тип заполнителя, который может использоваться для улучшения плотности и/или прочности асфальтовой композиции, такой как асфальтовое дорожное покрытие. Примеры минеральных наполнителей включают в себя каменную муку, шлаковую муку, гашеную известь, гидравлический цемент, летучую золу, лесс и т.п.

Концентрации, количества, температуры, скорости растворения и другие числовые данные могут быть представлены в форме интервала. Должно быть понятно, что такая форма интервала используется только для удобства и краткости и должна интерпретироваться гибко с включением не только числовых значений, определенно указанных как пределы интервалов, но также с включением всех отдельных числовых значений или субинтервалов, охватываемых указанным интервалом, как если бы каждое числовое значение и субинтервал были определенно указаны. Например, битум может присутствовать в гранулах как асфальтсовместимое связующее при различных составах в интервале от примерно 5 до примерно 99 масс.%. Указанный интервал должен интерпретироваться с включением не только определенно указанных пределов от примерно 5 до примерно 99 масс.%, но также с включением отдельных процентных содержаний, таких как 25%, 32%, 40%, 53%, 70%, 80%, 90% и 98%, а также субинтервалов между указанными отдельными процентными содержаниями. Указанное интерпретирование должно применяться независимо от широты интервала или описанных характеристик и должно применяться к интервалам, имеющим как верхнее, так и нижнее числовые значения, а также к интервалам с открытым концом, указывающим только одно числовое значение.

II. Асфальтовые гранулы

В соответствии с вариантом настоящего изобретения асфальтовые гранулы получают таким образом, что связывают очень мелкие частицы с асфальтом и/или асфальтсовместимым связующим. Варианты способов получения асфальтовых гранул согласно настоящему изобретению содержат смешение асфальтового материала с измельченным резиновым материалом и необязательно другими дисперсными материалами, так что измельченная резина смешивается с асфальтом с образованием гранулы. Асфальтом может быть любой сорт асфальта, который используется для асфальтового дорожного покрытия и может содержать битум, пек талового масла, асфальт, асфальтовое вяжущее. Резиной может быть новая резина или регенерированная резиновая шина, которая измельчается до размера, подходящего для гранулирования.

Примеры прорезиненных асфальтовых гранул, имеющих сердцевину и оболочку, могут содержать очень мелкие частицы (например, очень мелкие частицы извести) в количестве примерно 30-40 масс.% всей гранулы или сердцевины, асфальт в количестве примерно 50-55 масс.% всей гранулы или сердцевины и резину (например, измельченную резиновую шину или из другого источника) в количестве примерно 15-20 масс.% всей гранулы или сердцевины. Указанные значения могут все независимо варьироваться на ±5%, ±10% или ±15% в зависимости от конфигурации. Кроме того, очень мелкие частицы могут быть снижены до менее 20%, менее 10% и могут не содержаться в некоторых случаях.

В одном варианте асфальтовая гранула может быть получена смешением очень мелких частиц с асфальтовым связующим и измельченным резиновым материалом. Очень мелкими частицами могут быть любые очень мелкие частицы, описанные здесь, однако, очень мелкие частицы извести могут быть особенно предпочтительными. Асфальтовым связующим может быть битум, пек таллового масла, асфальт, асфальтовое вяжущее или подобное. Кроме того, асфальтовым связующим может быть предварительно прорезиненный асфальт. Измельченным резиновым материалом может быть измельченная асфальтовая резина, синтетический или натуральный каучук (например, эмульгированный каучук шины, крошка шины, измельченная резиновая шина и т.д.). Кроме того, другие связующие, такие как лигносульфонат или другие, описанные здесь, могут использоваться для связывания асфальта в грануле с измельченным резиновым материалом. Смешанные материалы затем могут быть сформованы в гранулы в форме лепешек, пластин, стружек, брикетов или других небольших форм. Гранулы асфальтового дорожного покрытия могут быть покрыты в устройстве нанесения покрытия полимерной или восковой оболочкой, которая совместима с асфальтовым маслом или битумом. Кроме того, очень мелкие частицы, такие как очень мелкие частицы извести, могут быть покрыты снаружи асфальтовой гранулы, так что характеристики обработки могут быть улучшены и менее неприятными.

Готовые гранулы асфальтового дорожного покрытия (например, асфальтовые гранулы) являются подходящими для хранения и транспортирования в широком интервале окружающих температур благодаря их жесткости и нетекучести. Асфальтовые гранулы могут храниться на участке получения или на удаленном участке и могут транспортироваться и храниться в котлах или в контейнерах, таких как мешки, емкости, бункеры и барабаны. В отличие от других продуктов с асфальтовым связующим гранулы асфальтового дорожного покрытия настоящего изобретения могут храниться в котлах, мешках или в контейнерах без агломерирования вместе в клейкую насыпь, поскольку отдельные асфальтовые гранулы формируются, оставаясь по существу стабильными и единичными. Однако некоторая степень слипания вместе является допустимой до тех пор, пока гранулы сохраняют некоторую сыпучесть, чтобы быть способными высыпаться из мешка, сгребаться и обрабатываться как гранулы, и как описано здесь.

Ранее некоторые асфальтовые продукты в форме крупных блоков, кусков или гранул были испытаны без успеха из-за липкой природы и податливости асфальтового материала. Указанные продукты формовались гранулированием и давали клейкие и податливые продукты, которые агломерировались и слипались вместе в процессе хранения. Такие продукты являются неподходящими для целей и применений, описанных здесь. Настоящее изобретение решает проблемы, связанные с клейкостью, податливостью и агломерированием асфальтовых продуктов путем включения измельченных резиновых материалов и, необязательно, очень мелких частиц, что облегчает связывание асфальта в асфальтовую гранулу, которая является подходящей для целей и применений, описанных здесь. Кроме того, использование необязательного воскового или воскоподобного покрытия может увеличить способность существовать отдельно каждой гранулы с замедлением или предотвращением агломерации или другого объединения с соседними гранулами в процессе хранения. Очень мелкие частицы также могут быть использованы для нанесения на асфальтовые гранулы, которые имеют некоторую клейкость, и очень мелкие частицы тогда обеспечивают слой сухого покрытия.

Возможность хранения асфальтовых гранул без разрушения или агломерации позволяет накапливать большие количества гранул и перевозить насыпью в больших количествах в удаленные места и накапливать их. Это также обеспечивает то, что такое хранение и перевозка имеют место в отдельных мешках асфальтовых гранул, таких как мешки от 25 до 100 фунтов. Часто мешки асфальтовых гранул составляют от примерно 50 до примерно 60 фунтов для легкости обращения.

Свойства различных вариантов гранул согласно настоящему изобретению являются такими, что гранулы могут эффективно перевозиться на длительные расстояния, такие как при трансокеанских и/или трансконтинентальных перевозках, любым из ряда традиционных средств, таких как железнодорожные вагоны, грузовые автомобили, корабли и самолеты. Свойства, которые облегчают хранение и перевозку гранул изобретения в больших количествах, включают в себя жесткость, нелипкость, неагрегирование и нетекучие свойства, которые позволяют обработку без вопросов, связанных с очень мелкими частицами, такими как очень мелкие частицы извести или дисперсные твердые частицы, становящиеся переносимыми по воздуху.

В одном варианте отдельные асфальтовые гранулы являются стабильными при хранении, так что они не агломерируются с соседними гранулами в липкую массу асфальта. Например, отдельные асфальтовые гранулы, по существу, не разрушаются и не агломерируются с соседними гранулами в течение более примерно 30 суток, более предпочтительно, более 60 суток и, наиболее предпочтительно, более 90 суток. Кроме того, некоторые конфигурации асфальтовых гранул могут быть формоустойчивыми более примерно 6 месяцев или более примерно 12 месяцев. Как таковые, когда асфальтовые гранулы хранятся в обычных или естественных окружающих условиях и влажности, отдельные гранулы сохраняют свою форму. Хотя некоторая агломерация или слипание вместе являются допустимыми для асфальтовых гранул, такие агломерация или слипание вместе могут быть минимальными, так что общая масса гранул сохраняет свою способность существовать отдельно и применимость в качестве гранул. Это может включать способность гранул быть сыпучими, когда сосуд для хранения вибрирует (например, в случае пневматического молота), что позволяет им подаваться шнеком или высыпаться из контейнера и иметь общую сыпучесть для массовой подачи гранул. Когда мешок асфальтовых гранул выдерживается в неблагоприятных условиях, которые вызывают частичную агломерацию, мешок может быть подвергнут ударам, таким как при бросании, для разбивания на отдельные асфальтовые гранулы.

Варианты применений, подходящих для использования асфальтовых гранул согласно настоящему изобретению, включают в себя их использование на установках горячей асфальтовой смеси, где готовый продукт асфальтового дорожного покрытия получают для транспортирования и поставки на участок нанесения дорожного покрытия. Другие применения гранул согласно настоящему изобретению включают в себя использование в операциях укладки дорожного покрытия придорожной полосы, либо в отдельности, либо в сочетании с другими материалами дорожного покрытия. Например, асфальт может быть использован для нового или повторного нанесения асфальтового дорожного покрытия в отдельности или в комбинации с другими заполнителями, минералами, добавками, асфальтом или другими материалами асфальтового дорожного покрытия. Композиции гранул могут быть достаточными для прямого использования в качестве асфальтового дорожного покрытия или могут быть смешаны с дополнительным горячим асфальтом.

Некоторые варианты асфальтовых гранул согласно настоящему изобретению, такие как асфальтовые гранулы, получаемые с известью, формируются так, чтобы защищать асфальтовое дорожное покрытие от вредных воздействий, вводимых водой, таким образом, предотвращая или снижая нежелательные явления, которые иногда имеют место благодаря длительному воздействию на объект сосуда для хранения осадков, таких как дождь, снег и/или лед. Кроме того, гранулы, содержащие известь, могут предотвратить или замедлить затвердевание при окислительном старении асфальтового дорожного покрытия. Некоторые варианты гранул согласно настоящему изобретению обеспечиваются компонентами, модификаторами и/или красителями, которые обеспечивают темное или черное асфальтовое дорожное покрытие, которое является известным и предпочтительным.

Для того чтобы достигнуть вышеуказанных свойств, может быть предпочтительно, чтобы асфальтовые гранулы имели размер, который предотвращает их легкий перенос по воздуху благодаря ветровым потокам или обращению с ними. Было установлено, что, когда гранулы являются, по меньшей мере, более 14 меш, чтобы не проходить насквозь, легкость использования и обращение с ними значительно улучшается. Например, гранулы могут иметь размер более примерно 1,5 мм (около 0,05 дюйма) с затруднением или предотвращением прохождения через примерно 14 меш, более предпочтительно, с предотвращением прохождения через примерно 40 меш и, наиболее предпочтительно, с предотвращением прохождения через примерно 80 меш. Гранулы с известью могут быть формированы так, чтобы быть любого размера, который является подходящим для применения, и размер отдельных гранул в партии может варьироваться в широком интервале. Кроме того, гранулы могут быть формированы так, чтобы быть от примерно 1/16 дюйма до примерно 2 дюймов, более предпочтительно, от примерно 1/8 дюйма до примерно 1,5 дюйма, даже более предпочтительно, от примерно 1/4 дюйма до примерно 1 дюйма и, наиболее предпочтительно, от примерно 1/4 дюйма до примерно 3/4 дюйма. Примеры включают в себя гранулы, которые являются размера bb (0,171-0,173 дюйма или от 4,34 до 4,39 мм в диаметре), в bb напылителе, размера горошины или размера шара с никельразмерным диаметром.

Кроме того, форма гранул может варьироваться и еще сохранять вышеуказанные свойства. Примеры подходящих форм гранул включают в себя формы, которые являются по существу сфероидами, гранулами, лепешками, стружками, кубиками, брикетами, таблетками, пластинами, комками, гранулами неправильной формы и т.п.

В одном варианте гранулы могут состоять из оболочки и сердцевины. Как таковая, оболочка связующего формуется вокруг асфальтовой сердцевины. Сердцевиной может быть по существу асфальтовая гранула, как описано здесь, а оболочкой может быть покрытие (например, поливиниловый спирт, поливинилацетат, битум, воски, sasol воски, sasobit, нефтяные воски, высокотемпературные воски и т.п.), которое увеличивает долговечность и стабильность при хранении гранул. Альтернативно, оболочкой может быть оболочка из очень мелких частиц, которую получают пропусканием асфальтовой гранулы через очень мелкие частицы, так что очень мелкие частицы покрывают и прилипают к асфальтовой грануле с образованием сухого покрытия. Кроме того, гранулы с оболочкой и сердцевиной могут быть формированы так, чтобы иметь одну или более сердцевин из асфальтовых композиций и/или одну или более оболочек. Она может иметь единственную сердцевину с множественными оболочками или множественные сердцевины с единственной оболочкой.

III. Композиции гранулы

А. Асфальт

Обычно вариант асфальтовой гранулы согласно настоящему изобретению содержит асфальтовую композицию, которая действует как связующее и связывается с дисперсными частицами резины с образованием гранулы. Асфальт представляет собой асфальт сорта для дорожного покрытия, так что асфальтовые гранулы, которые являются прорезиненными, могут прямо использоваться в качестве источника для получения композиций асфальтового дорожного покрытия, которые также содержат заполнитель. Соответственно, композиции связующего, которые образуют сердцевину гранул, содержат асфальт сорта для дорожного покрытия и, необязательно, другие компоненты связующего, описанные здесь.

Асфальтовым связующим может быть любая асфальтовая композиция, такая как асфальтовое вяжущее. Асфальт представляет собой клейкую черную и высоковязкую жидкость или полутвердый материал, которые присутствуют в большей части сырых нефтей и в некоторых природных месторождениях, иногда называемых асфальтом. Кроме того, асфальтом или асфальтовым вяжущим может быть очищенный остаток дистилляции выбранных сырых нефтей. Как таковые, примеры таких асфальтовых вяжущих обычно обозначаются сокращениями АС-хх. Обозначение «хх» в описании АС-асфальта представляет число, относящееся к вязкости асфальта. Асфальты, такие как АС-20 и АС-10, являются предпочтительными видами, используемыми в качестве связующих. Другие формы асфальта, которые рассматриваются как составляющие в рецептурах связующих, включают в себя асфальты АС-1,75, АС-2,5, АС-5, АС-30, АС-40, АС-80 и АС-120. Кроме того, суперсистема для дорожного покрытия “PG-xx-xx” (например, PG-76-72) может быть использована для идентификации асфальтовых нефтей, где «хх»-обозначение означает температуры в градусах Цельсия для характеристики сорта.

Кроме того, асфальтовая гранула может также содержать асфальтсовместимое связующее. Термин «асфальтсовместимое» означает любое связующее, которое может связывать дисперсные частицы и/или очень мелкие частицы в асфальтсодержащей грануле для использования в асфальтовом дорожном покрытии, кондиционировании асфальта или ремонте асфальтового дорожного покрытия, или повторном покрытии без неблагоприятного воздействия связующего на характеристики асфальта. Как таковое асфальтсовместимое связующее не придает никаких или значительно ухудшающих характеристик асфальтовому дорожному покрытию так, чтобы подорвать использование такой гранулы. Может использоваться широкий ряд асфальтсовместимых связующих, которые включают в себя гидрофобные связующие (например, битумсодержащие, маслосодержащие, резиносодержащие и полимерсодержащие связующие), гидрофобные/гидрофильные связующие (например, связующие, имеющие гидрофобную часть и гидрофильную часть, такие как асфальтовые эмульсии) и гидрофильные связующие (например, лигнинсодержащие связующие).

Например, гранула или сердцевина гранулы может содержать связующее на основе асфальта, такое как прорезиненное асфальтовое связующее, в количестве более или примерно 70 масс.% всей гранулы, предпочтительно, более или примерно 80 масс.% всей гранулы, более или примерно 90 масс.% всей гранулы, более или примерно 99 масс.% всей гранулы, более или примерно 99,25 масс.% всей гранулы или более или примерно 99,5 масс.% всей гранулы. В еще другом примере гранула может содержать связующее на основе асфальта, такое как прорезиненное асфальтовое связующее, в количестве от примерно 50 до примерно 70 масс.% всей гранулы, предпочтительно, от примерно 70 до примерно 80 масс.% всей гранулы, более предпочтительно, от примерно 80 до примерно 90 масс.% всей гранулы, даже более предпочтительно, от примерно 90 до примерно 99 масс.% всей гранулы, еще более предпочтительно, от примерно 99 до примерно 99,25 масс.% всей гранулы и, наиболее предпочтительно, от примерно 99,25 до примерно 99,5 масс.% всей гранулы. Остальную часть до 100% гранулы или сердцевины гранулы могут составлять очень мелкие частицы, и покрытием или оболочкой могут быть очень мелкие частицы или водостойкое покрытие, такое как полимер или воск.

В одном варианте асфальт или асфальтсовместимое связующее состоит из битума. Битум представляет собой родовой термин, относящийся к огнеопасной смеси различных углеводородных материалов, получаемых естественно или дистилляцией из нефти, сланцевого масла или битуминозных песков. Обычно битум имеет темно-коричневый или черный цвет и может находиться в форме в интервале от клейких и/или вязких масел до хрупких твердых материалов, таких как асфальт, смолы и природные минеральные воски. Примеры веществ, содержащих битум, включают в себя битуминозный уголь, смолу, пек или Engen-битум 110-2^ТМ (Engen Petroleum Limited; Южная Африка). При использовании гранулы могут содержать битум в обычных концентрациях связующего или в интервале концентраций от примерно 30 до примерно 95% всего связующего, более предпочтительно, от примерно 35 до примерно 89% или 90% всего связующего и, наиболее предпочтительно, от примерно 45 до примерно 85% общей массы всего связующего. Отдельный пример содержит битум в количестве 75% общей массы всего связующего. Термины «асфальт» и «битум» иногда используют взаимозаменяемо. Когда битум является асфальтового сорта, он считается асфальтом. В ином случае он может использоваться как асфальтсовместимое связующее.

Хотя битум может содержать элементарную серу, может быть предпочтительно, что связующее не содержит никакой дополнительной серы, такой как элементарная или непереработанная сера. Например, может быть предпочтительно, что связующее содержит серу в количестве менее примерно 30 масс.% общего связующего, более предпочтительно, менее примерно 20 масс.% общего связующего, менее примерно 10% и, наиболее предпочтительно, без серы, введенной в связующее.

Кроме того, другие углеводородсодержащие материалы могут использоваться в качестве асфальтсовместимого связующего для связывания очень мелких частиц. Примеры некоторых углеводородсодержащих материалов включают в себя тяжелую сырую нефть, нефтяное топливо, пек таллового масла и т.п. Кроме того, указанные материалы могут быть введены как составляющие в рецептуры асфальтового вяжущего или битумные композиции. Например, когда используется пек таллового масла или асфальтовый пек, он может связывать очень мелкие частицы при содержании от примерно 0,5 до примерно 20 масс.% гранулы или в любом количестве или процентном содержании связующего, как описано здесь.

В. Резина

Обычно прорезиненные асфальтовые гранулы, которые также в общем называются здесь как асфальтовые гранулы, содержат резиновые компоненты. Резина может нагреваться и взаимодействовать с асфальтом с поглощением резины до или в процессе формования гранулы. Прорезиненные асфальтовые гранулы могут также содержать резиновые частицы. Примеры резин могут включать натуральный и синтетический каучуки. Также резина может быть получена из резины шин в форме резиновой крошки или измельченной резиновой шины. Такая резиновая шина может быть измельчена на частицы и эмульгирована асфальтом. Кроме того, резиновая шина может быть предварительно переработана в клейкую композицию, такую как асфальтсодержащая композиция, подходящая для агломерации очень мелких частиц в гранулу. Аналогично латексный каучук может также использоваться как в натуральной, так и в синтетической формах.

Способ получения прорезиненных асфальтовых гранул может содержать измельчение использованной резины, такой как использованная резиновая шина, в частицы для использования в получении асфальтовых гранул. Прорезиненные гранулы настоящего изобретения содержат эмульгированную резину и/или резиновые частицы, которые образуют агломерат с асфальтом с формованием гранулы. Резину измельчают до размера частиц, который варьируется от размера очень мелких частиц до размеров меньше гранул. Предпочтительно формовать гранулы из множества резиновых частиц. Это включает в себя, по меньшей мере, 2 или более резиновых частиц, более предпочтительно, примерно 2-10 частиц, более предпочтительно, от примерно 5 до примерно 50 частиц и, наиболее предпочтительно, примерно 10-100 или более частиц резины.

Резиновая шина, которая используется для получения смеси асфальт/резина, может быть предусмотрена в различных размерах. Однако может быть предпочтительно, чтобы резина была измельчена до менее или примерно 8 меш, более предпочтительно, менее или примерно 14 меш, и, наиболее предпочтительно, менее или примерно 20 меш.

С. Известняк

Известняк хорошо известен как используемый в качестве источника или исходного продукта для получения быстрогасящейся извести и гашеной извести. Как таковой, известняк может быть предусмотрен как очень мелкие частицы известняка, которые могут нагреваться до, по меньшей мере, 825°C для получения порошкообразных очень мелких частиц быстрогасящейся извести. Альтернативно, известняк может быть предусмотрен как известняковый камень, который дробят на известняковые очень мелкие частицы, подходящие для получения порошкообразных очень мелких частиц быстрогасящейся извести. Известняковый камень может быть предусмотрен любого размера, который является подходящим для дробления или измельчения в очень мелкие частицы известняка. Размер известняка, подходящий для варки до быстрогасящейся извести, может характеризоваться тем, что он должен быть менее примерно 1/8 дюйма, более предпочтительно, менее 1/16 дюйма, даже более предпочтительно, менее примерно 1/32 дюйма и, наиболее предпочтительно, 1/64 дюйма. Также известняк, подходящий для варки до быстрогасящейся извести, может характеризоваться как проходящий через примерно 25 меш, более предпочтительно, примерно 50 меш, даже более предпочтительно, примерно 75 меш и, наиболее предпочтительно, примерно 100 меш. Варка известняка может вызвать разделение известняка на очень мелкие частицы.

Очень мелкие частицы известняка могут быть также использованы для получения асфальтовых гранул, как описано здесь. Как таковой, известняк может быть измельчен в подходящие очень мелкие частицы, которые могут быть переработаны в асфальтовые гранулы, как описано здесь.

Известняк в порошкообразной форме или в форме камня может содержать другие вещества. Поскольку известняк является природным продуктом, состав известняка может значительно варьироваться в зависимости от географического расположения и геологических условий. Кроме того, известняк добывается в рудниках и может содержать ряд дополнительных веществ, таких как другие горные породы, пески, почва и природные вещества. Хотя любые дополнительные вещества могут быть удалены из известняка перед варкой или гранулирования с асфальтом, указанные дополнительные вещества могут быть введены с известняком, если установлено, что их присутствие не препятствует получению асфальтовой гранулы для использования в применениях по кондиционированию асфальта.

Известняк характеризуется как содержащий карбонат кальция (СаСО₃). Как таковое, настоящее изобретение может осуществляться с карбонатом кальция, и должно быть понятно, что ссылки на известняк предназначены включать в себя чистый карбонат кальция, а также композиции карбоната кальция и дополнительных веществ, которые не препятствуют получению быстрогасящейся извести, гашеной извести или известьсодержащих гранул, описанных здесь. Соответственно, карбонат кальция может быть предусмотрен в глыбах или камнях, которые могут быть раздроблены в очень мелкие частицы карбоната кальция.

D. Известь

В одном варианте гранулы, полученные в соответствии с настоящим изобретением, могут содержать гидроксид кальция (Са(ОН)₂). Более конкретно, гидроксид кальция присутствует как тонкодисперсные частицы, которые удерживаются вместе в грануле подходящим связующим и/или асфальтом. Гидроксид кальция также известен как дигидроксид кальция, гидрат кальция, гидрат извести или гашеная известь. Например, известью могут быть гидратированные формы быстрогасящихся известей высококальциевого доломита, гидратированные формы извести, имеющие главные составляющие СаО, CaO·MgO или главные составляющие Ca(OH)₂, Ca(OH)₂·MgO, Ca(OH)₂·Mg(OH)₂ и т.п. Очень мелкие частицы гидроксида кальция могут быть получены при взаимодействии воды с оксидом кальция (СаО) в атмосферной установке для гашения извести. Обычно гидроксид кальция представляет собой белый тонкодисперсный порошок, имеющий средний диаметр менее примерно 0,15 мм с тем, чтобы проходить через примерно 100 меш. Очень мелкие частицы гидроксида кальция могут содержать дополнительно следы оксида кальция, оксида магния, сульфата кальция, оксида железа и диоксида кремния. Кроме того, в некоторых случаях может быть предпочтительно, чтобы единственным компонентом извести в грануле был гидроксид кальция, чтобы, по существу, не содержался оксид кальция и/или известняк.

В одном варианте гранулы, полученные в соответствии с настоящим изобретением, могут содержать оксид кальция (СаО). Более конкретно, оксид кальция присутствует как тонкодисперсные частицы, которые удерживаются вместе в грануле подходящим связующим и/или асфальтом. Оксид кальция также известен как монооксид, быстрогасящаяся известь или негашеная известь и может иметь главные составляющие СаО или CaO·MgO. Обычно оксид кальция представляет собой белый или слегка желтоватый тонкодисперсный порошок. Очень мелкие частицы оксида кальция могут содержать дополнительно следы или небольшие количества оксида магния, оксида железа и оксида кремния. Оксид кальция является основным ангидридом и взаимодействует с водой с образованием гидроксида кальция. Кроме того, в некоторых случаях может быть предпочтительно, чтобы единственным компонентом извести в грануле был оксид кальция, чтобы, по существу, не содержался гидроксид кальция и/или известняк. Гранулы могут содержать оксид кальция в ряду концентраций, включая концентрации, подобные гидроксиду кальция иди других очень мелких частиц.

Кроме того, в некоторых вариантах и/или применениях может быть предпочтительно иметь гранулы, которые состоят как из гидроксида кальция, так и из оксида кальция. Это дает гранулы с обеспечением преимуществ обоих химических веществ для асфальтового покрытия и/или грунта. Более конкретно, когда оксид кальция и гидроксид кальция вводятся в гранулы, гидроксид кальция может придать стойкость к сдиранию и улучшенное связывание заполнитель-асфальтовое вяжущее, а оксид кальция может взаимодействовать с любой поглощенной водой для того, чтобы получить дополнительный гидроксид кальция. Также может быть экономически предпочтительно, чтобы реакция гидратации, которая превращает быстрогасящуюся известь в гашеную известь, была неполной с тем, чтобы осталось некоторое количество быстрогасящейся извести. Позволение некоторому количеству быстрогасящейся извести остаться и быть введенным в гранулы может обеспечить, чтобы гранулы были получены новыми способами, как описано здесь. Соответственно, гранулы изобретения могут содержать известь в ряде концентраций, таком как концентрации, указанные для гидроксида кальция.

В одном варианте может быть экономически предпочтительно получать гранулы, которые содержат известь и дополнительно содержат некоторое количество известняка. Может быть предпочтительно, чтобы реакция, которая превращает известняк в быстрогасящуюся известь, могла проходить до тех пор, пока некоторое количество известняка не превратится в быстрогасящуюся известь, однако, некоторое количество известняка остается. Предпочтительно, большая часть гранул содержит известь, и любой известняк присутствует в минимальных количествах. Кроме того, некоторое количество известняка может быть введено в гранулы, поскольку известняк не может по существу оказывать вредное воздействие на асфальт. Кроме того, предполагается, что некоторое количество известняка может быть благоприятным для применений по кондиционированию асфальта.

В одном варианте может быть предпочтительно, чтобы гранулы по существу не содержали известняк. Хотя некоторые применения могут позволить, чтобы гранулы содержали некоторое количество известняка, имеются другие применения, где может быть предпочтительно, чтобы гранулы по существу не содержали известняк. Например, может использоваться регламент получения асфальта, где нежелательно иметь известняк в гранулах из-за предназначенного использования гранул.

Е. Очень мелкие частицы

Асфальтовые гранулы могут быть получены с введением очень мелких частиц, иных, чем известь, или с введением других очень мелких частиц с известью. Любой материал, который может быть получен в виде очень мелких частиц, может использоваться для получения асфальтовых гранул. Хотя такие материалы, как металлы, металлические сплавы, композиты, керамики, экзотические материалы и т.п. не являются традиционно вводимыми в асфальт, такие материалы могут быть введены в асфальтовые гранулы в виде очень мелких частиц. Указанные материалы могут обеспечить наполнитель для адгезирования асфальта и/или другого связующего, чтобы образовать гранулы. Кроме того, указанные материалы могут использоваться в качестве наполнителя в асфальтовых композициях и асфальтовом дорожном покрытии. Предпочтительно, чтобы очень мелкие частицы были асфальтсовместимыми, чтобы они могли быть введенными в асфальтовую композицию, которая является подходящей для использования в асфальтовом дорожном покрытии, так чтобы соответствовать любому руководящему материалу по получению асфальтового дорожного покрытия. Примеры керамик могут включать в себя оксиды, оксиды алюминия, оксиды циркония, неоксиды, карбиды, нитриды, силициды, композиты, титанаты бария, титанаты стронция, оксиды висмута, стронция, кальция, меди, нитриды бора, ферриты, цирконаты-титанаты свинца, дибориды магния, кремнийалюминийоксинитриды, карбиды кремния, нитриды кремния, стеатиты, карбиды титана, оксиды иттрий-барий-меди, оксиды цинка, диоксиды циркония, их комбинации и т.п. Металлы и сплавы могут быть любого типа металла и сплава.

В одном варианте очень мелкие частицы представляют собой каменные и/или минеральные очень мелкие частицы. Каменные и/или минеральные очень мелкие частицы могут быть получены из любого типа породы или минерала, которые дробят и измельчают в тонкодисперсные материалы. Часто каменные и/или минеральные очень мелкие частицы могут считаться каменной мукой или минеральной мукой, которые получают от промышленных способов в качестве побочного продукта, и даже включают очень мелкие частицы из регенерированного асфальтового дорожного покрытия из регенерированных дорожных покрытий. Например, старое асфальтовое дорожное покрытие может быть переработано в очень мелкие частицы, которые затем формуются в асфальтовые гранулы со связующим, как описано здесь. Кроме того, каменные и/или минеральные очень мелкие частицы могут быть специально получены, чтобы иметь достаточно малый размер, чтобы быть используемыми в получении асфальтовых гранул. Общие примеры каменных очень мелких частиц включают в себя очень мелкие частицы горных пород вулканического происхождения, осадочных и/или метаморфических горных пород. Отдельные примеры каменных и/или минеральных очень мелких частиц включают в себя оливины, пироксены, плагиоклазы, амфиболы, мусковиты, биотиты, кварцы, поташные полевые шпаты, обломки породы, конгломераты, гравий, breccias, обломки песчаной породы, песчаники, кальциевые породы, кремнеземные породы, алевриты, аргиллиты (claystones), аргиллиты (mudstones), сланец, evaporates, галиты, гипсы, ангидриты, кальциты, аргониты, доломиты, травертины, известковые туфы, оолиты, кремнистые известняки, кремни, яшмы, мраморы, слюды, хлориты, графиты, амфибольные ставролиты, пироксены, сланцы, гнейсы, актинолиты, турмалины, мигматиты, граниты, пиролюзиты, лимониты, гематиты, галениты, серебро, золото, мурниты, медь, халькопириты, хромиты, магнетиты, пириты, тальки, монтмориллониты, бокситы, каолиниты, серпентины, сфалериты, сидериты, флюориты, апатиты, кианиты, ортоклазные полевые шпаты, гранаты, микрокристаллический кварц, бериллы, топазы, корунды, алмазы, их комбинации и т.п.

Гранулы могут содержать очень мелкие частицы в ряде концентраций. Некоторые варианты могут содержать очень мелкие частицы в такой низкой концентрации, как примерно 0,5 масс.%, и до примерно 30 масс.% от массы гранулы. Например, гранулы могут содержать очень мелкие частицы от примерно 1 до примерно 30 масс.%, более предпочтительно, от примерно 2 до примерно 25 масс.%, даже более предпочтительно, от примерно 5 до примерно 20 масс.% и, наиболее предпочтительно, от примерно 6 до примерно 15 масс.% от общей массы гранулы. Указанные количества могут быть для любого типа очень мелких частиц, включая известь и/или очень мелкие частицы регенерированного асфальта.

В одном варианте асфальтовой гранулы, формированной для использования в получении композиций асфальтового дорожного покрытия и асфальтового дорожного покрытия, может быть предпочтительно вводить очень мелкие частицы в низких количествах, так что большая часть гранулы представляет собой асфальт, прорезиненный асфальт или композицию асфальт/резина. Как таковое, может быть предпочтительно иметь гранулу с очень мелкими частицами в количестве от примерно 0,5 до примерно 30 масс.% всей гранулы, предпочтительно, от примерно 1 до примерно 20 масс.% всей гранулы и, более предпочтительно, от примерно 1 до примерно 10 масс.% всей гранулы. В другом варианте содержание очень мелких частиц может быть минимальным или менее или примерно 1 масс.% всей гранулы, предпочтительно, менее или примерно 0,75 масс.% всей гранулы и, наиболее предпочтительно, менее или примерно 0,5 масс.% всей гранулы. В некоторых случаях гранулы не содержат очень мелкие частицы. Также количество очень мелких частиц может быть в сердцевине и/или в оболочке. Т.е. некоторые варианты не имеют заметного количества очень мелких частиц (например, менее 0,1 масс.%) ни в сердцевине, ни в оболочке, ни в том и другом.

В одном варианте гранулы не содержат или по существу не содержат известь и содержат другие типы очень мелких частиц. Количеством очень мелких частиц может быть количество в сердцевине асфальтовой гранулы. Альтернативно, количеством очень мелких частиц может быть количество в оболочке. В другом альтернативном варианте количеством очень мелких частиц может быть количество в сердцевине и оболочке.

F. Небитумные связующие

В одном варианте связующим может быть гидрофобный полимер, который не является битум- или асфальтсодержащим. Как таковым, гидрофобным связующим может быть полимер, состоящий из акриловых кислот, метакриловых кислот и сополимеров, сополимеров метилметакрилата, этоксиэтилметакрилатов, цианоэтилметакрилата, сополимера аминоалкилметакрилата, поли(акриловой кислоты), поли(метакриловой кислоты), сополимера (метакриловая кислота)-алкиламид, поли(метилметакрилата), поли(ангидрида метакриловой кислоты), метилметакрилата, полиметакрилата, поли(метилметакрилата), сополимера поли(метилметакрилата), полиакриламида, сополимера аминоалкилметакрилата, поли(ангидрида метакриловой кислоты), сополимеров глицидилметакрилата, полиолефинов, силиконов, полипропиленов, полиэтиленов, акриловых полимеров, полистиролов, полиэтилен-винилацетата, полиэтиленвинилового спирта, полиэтиленацетата, поливинилпирролидонов, хлорированных полиэтиленов, полиизопренов, полибутадиенов, ди- и три-блочных сополимеров стирол-бутадиен, полихлоропренов, полиэтилен-пропиленов, хлорсульфированных полиэтиленов, полиуретанов, стиролизопреновых полимеров, стиролэтилбутиленовых полимеров, латекса стиролбутадиенового каучука, других каучуков, полихлоропренового латекса, полиметилметакрилата, полиэтилметакрилата, полидиметилсилоксанов и т.п.

В другом варианте небитумным связующим является гидрофобный целлюлозный материал, такой как этилцеллюлоза. Специалисты в данной области техники отметят, что другие целлюлозные полимеры, включая другие алкилцеллюлозные полимеры, могут заменить часть целлюлозы или всю целлюлозу, включенную в часть гидрофобного полимера мультичастиц настоящего изобретения. Также связующим могут быть гидроксиалкилцеллюлозы, такие как гидроксипропилметилцеллюлоза и ее смеси.

В одном варианте небитумным связующим может быть органическое связующее. Примеры органических связующих включают в себя полиолефины, силиконы, акриловые соединения, латексы, воски, масла, жиры, пластификаторы, лигносульфонаты, полисахариды, целлюлозы и их производные, крахмалы и их производные, другие природные полимеры (например, белки), натуральные и синтетические каучуки и т.п.

В одном варианте небитумным связующим является гидрофильное связующее. Гидрофильные связующие характеризуются как совместимые с водными системами и поэтому могут использоваться в грунтовых применениях и могут быть используемыми для асфальтовых применений. Гидрофильные связующие могут быть полимерными и могут содержать гидрофильные мономеры. Примеры гидрофильных связующих включают в себя асфальтовые эмульсии, обращенные асфальтовые эмульсии, полиэтиленгликоль, полиэтиленимин, полилизин, полисахариды и т.п.

В одном варианте небитумным связующим является биоразрушающийся полимер. Например, композиция биоразрушающегося полимера может содержать поли(сложные альфа-гидроксиэфиры), полимолочные кислоты, полилактиды, поли-L-лактид, поли-DL-лактид, поли-L-лактид-со-DL-лактид, полигликолевые кислоты, полигликолид, сополимеры полимолочных и гликолевых кислот, полигликолид-со-лактид, полигликолид-со-DL-лактид, полигликолид-со-L-лактид, полиангидриды, полиангидрид-со-имиды, сложные полиэфиры, поли(сложные орто-эфиры), поликапролактоны, полифосфазены, сложные полиэфирамиды, сложные полиэфируретаны, поликарбонаты, политриметиленкарбонаты, полигликолид-со-триметиленкарбонаты, поли(ПБА-карбонаты), полифумараты, полипропиленфумарат, поли(пара-диоксанон), полигидроксиалканоаты, полиаминокислоты, поли-L-тирозины, поли(бета-гидроксибутират), полигидроксибутират-гидроксивалериановые кислоты, их комбинации или подобное.

В одном варианте небитумным связующим является природный полимер, который может быть получен из природного источника. Природные полимеры могут включать в себя полисахариды, белки и т.п. Примеры некоторых подходящих полисахаридов включают в себя метилгидроксиэтилцеллюлозу, гидроксиметилэтилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксиэтилпропилцеллюлозу, амилопектин, амилозу, сиагель, крахмалы, ацетаты крахмала, гидроксиэтиловые эфиры крахмала, ионные крахмалы, длинноцепочечные алкилкрахмалы, декстрины, аминные крахмалы, фосфатные крахмалы и диальдегидные крахмалы, альгиновую кислоту, фикоколлоиды, агар, гуммиарабик, гаргам, гам бобов робинии, карайя-гам, трагакант-гам, яйца домашней птицы, кровь и т.п.

В одном варианте небитумное связующее состоит из лигнина и/или лигносульфоната или его кислоты. Лигнин является компонентом древесины, который модифицируется в сульфитном целлюлозном способе для того, чтобы получить лигносульфонат. При использовании в качестве связующего лигнин и/или лигносульфонат могут быть использованы в основных композициях связующего или в любой концентрации менее примерно 99 масс.% или более примерно 0,5 масс.%, более предпочтительно, от примерно 0,75 масс.% до примерно 50 масс.%, даже более предпочтительно, от примерно 1 до примерно 20 масс.% и, наиболее предпочтительно, от примерно 1,25 до примерно 10 масс.% от массы связующего.

В одном варианте небитумное связующее может содержать полисахарид или модифицированный полисахарид. Теперь установлено, что такие полисахариды или модифицированные полисахариды могут использоваться в качестве связующих. Примеры полисахаридных или модифицированных полисахаридных связующих включают в себя крахмал, желатинизированный крахмал, целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза, и жидкие модифицированные крахмалы, полученные запариванием и варкой, такие как Brewex^TM (Mars Mineral; Mars, Пенсильвания).

В другом варианте в качестве связующего могут быть использованы композиции щелока танина. Такие щелоки танина могут быть получены из способов, используемых для превращения шкуры животного в кожу, но могут также содержать крупные полифенольные соединения. Например, щелок танина может содержать растительный танин, такой как ТАС^ТМ (Mars Mineral; Mars, Пенсильвания).

В другом варианте в качестве связующего могут быть использованы коллаген или производные коллагена. Такие производные коллагена, особенно подходящие для получения гранул, могут быть получены из отходов производства кожи, где коллаген или его производные восстанавливаются до полипептидов. Например, производные коллагена могут включать в себя Collagen CH₂^TM (Mars Mineral; Mars, Пенсильвания).

В другом варианте в качестве связующего может быть использовано производное мелассы свеклы. Обычно такое производное мелассы свеклы имеет сниженное содержание сахара, т.к. сахар предварительно извлекается. Примером такой мелассы свеклы с пониженным содержанием сахара является Molex^TM (Mars Mineral; Mars, Пенсильвания).

В одном варианте в качестве связующего и/или адгезионной добавки может быть использован латекс. Отчасти преимущества появляются от композиции латекса, которая содержит эмульсию синтетического каучука или пластика, полученного полимеризацией. Также преимущества могут быть реализованы по тем же причинам, когда латекс используется в покрытиях, красках и адгезивах. При использовании в качестве связующего латекс может использоваться в обычных концентрациях связующего. В асфальтовых применениях латекс может использоваться при, по меньшей мере, примерно 30 масс.% гранулы, более предпочтительно, менее примерно 20 масс.% и, наиболее предпочтительно, менее 10 масс.% от общей массы. Латекс может также использоваться в качестве оболочки вокруг гранулы.

В некоторых случаях может быть предпочтительно, чтобы определенный полимер использовался в качестве связующего и/или адгезионной добавки. Некоторые полимеры ранее использовались в качестве асфальтовых добавок или кондиционеров и классифицируются как эластомеры или пластомеры. Было установлено, что такие полимеры могут использоваться в качестве связующего, чтобы создать гранулу. Эластомеры включают в себя сополимеры стирола и бутадиена, двублочные сополимеры стирол-бутадиен, трехблочные или радиальные сополимеры стирол-бутадиен-стирол, латекс стиролизопренового, стиролэтилбутиленового, стиролбутадиенового каучука, полихлоропреновый латекс, полиизопрен и модификатор из резиновой крошки (например, резиновая крошка является асфальтовым модификатором). Пластомеры включают в себя полиэтиленвинилацетат, полиэтиленвиниловый спирт, полиэтиленацетат, полиэтилен и его производные и различные соединения на основе полипропилена. Кроме того, другие типы полимеров, которые могут использоваться, включают в себя акриловые полимеры, такие как полиметилметакрилат и полиэтилметакрилат, кремнийсодержащие полимеры, такие как полидиметилсилоксан и т.п. При использовании в качестве связующего полимер может использоваться в обычных концентрациях связующего. Указанные полимеры также могут использоваться в качестве покрытий. В асфальтовых применениях полимер может использоваться в количестве менее примерно 30 масс.% гранулы, более предпочтительно, менее примерно 10 масс.% и, наиболее предпочтительно, менее примерно 3 масс.% общей массы.

Кроме того, различные другие соединения могут использоваться в качестве или с асфальтсовместимыми связующими. В качестве связующих могут также использоваться бентонитная глина и вермикулит. Соответственно, адгезионные добавки могут использоваться либо как связующее, либо как добавка. Некоторые примеры таких адгезионных добавок включают в себя высокотемпературные силиконы, которые являются стабильными при высоких температурах. Указанные материалы могут связывать очень мелкие частицы в гранулы или дополнять другое связующее, такое как битум. Кроме того, аналогично могут использоваться кремнийсодержащие полимеры, метилтриметоксисилан и триметоксисильные соединения.

Кроме того, различные комбинации вышеуказанных связующих могут использоваться в получении гранулы. Как таковые, свойства, обеспечиваемые различными свойствами, могут объединяться, чтобы образовать гранулу, которая является совместимой с асфальтом и может улучшить его физические свойства.

Связующие также могут быть включены в связующие жидкости, эмульсии и/или суспензии. Связующие эмульсии могут быть получены с включением катионных или анионных асфальтовых эмульсий, эмульсий сахара, эмульсий крахмала, органических эмульсий, соевых эмульсий, эмульсий лярда, эмульсий глины и т.п. Связующие жидкости могут быть получены любым способом с ожижением связующего. Суспензии связующего могут быть получены суспендированием связующего в жидкости, такой как вода или другой растворитель. В любом случае любое из связующих может быть получено в связующих жидкостях, эмульсиях и/или суспензиях с или без воды или другого растворителя.

В одном варианте связующее может быть получено из асфальта, резины (например, резины или резиновой крошки) и sasol-воска. Указанные три компонента связующего могут быть получены в любом из процентных содержаний, описанных в связи со связующим асфальт/резина, с резиной и sasol, составляющих отличие от данного количества асфальта. Асфальтовое масло sasol и резины может быть смешано при от примерно 10 до примерно 90%, более предпочтительно, от примерно 5 до примерно 95% и, наиболее предпочтительно, при примерно 2-98% вяжущего асфальт-резина. Sasol может быть предпочтительным в качестве асфальтового модификатора в получении асфальтовых композиций и асфальтового дорожного покрытия, потому что он может снизить температуру получения асфальтовой смеси для дорожного покрытия и обработки дорожного полотна от примерно 325-300°F до примерно 280-250°F, что считается условиями смешения асфальта. Воск также считается предпочтительным в качестве покрытия для образования оболочки, такой как при одном или более слоев.

G. Растворители

В одном варианте может быть предпочтительно использовать растворитель в процессе получения гранул. Растворитель может использоваться для улучшения характеристик текучести связующего или для улучшения взаимодействия между очень мелкими частицами и связующим или химического взаимодействия гранул с асфальтовым маслом/заполнителем. Также растворители могут быть использованы для того, чтобы суспендировать очень мелкие частицы в связующем или других ингредиентах, чтобы улучшить их способность к обращению с ними и к переработке. Например, может быть предпочтительно предварительно обработать очень мелкие частицы растворителем, так что можно избежать проблем, связанных с подъемом в воздух частиц, и частицы могут взаимодействовать с асфальтовым маслом. В другом примере может быть предпочтительно смешивать связующее и добавки с растворителем для подачи к измельченной резине или очень мелким частицам. Часть растворителей остается в гранулах после изготовления.

Когда связующее является гидрофильным или водорастворимым, может быть предпочтительно суспендировать или растворять связующее в воде или другом водном растворителе, так что оно может быть тщательно и гомогенно смешано с очень мелкими частицами. Однако вода может также использоваться с гидрофобными связующими в получении эмульсий и/или суспензий. Кроме того, вода и водный растворитель могут обеспечить среду для транспортирования и обработки очень мелких частиц, чтобы предотвратить или ограничить проблемы, связанные с такими очень мелкими частицами (например, проблемы с очень мелкими частицами извести и регенерированного асфальта). После адекватного смешения вода может быть продута или выпарена, так что смесь связующее-очень мелкие частицы может быть дополнительно переработана. Кроме того, вода может использоваться для гидратирования быстрогасящейся извести в гашеную известь перед или в процессе перемешивания извести со связующим.

Когда связующее является гидрофобным, может быть предпочтительно суспендировать или растворять связующее и/или очень мелкие частицы в гидрофобном растворителе. Гидрофобный растворитель может быть предпочтительным и используемым в гидрофобных связующих, например вода является используемой с гидрофильными связующими. Однако может потребоваться использовать гидрофобные растворители в комбинации с водообработкой для того, чтобы гидратировать быстрогасящуюся известь в гашеную известь. Как таковой, гидрофобный растворитель может смешиваться с водой или может обеспечиваться отдельно от воды в зависимости от способа.

В некоторых случаях может быть предпочтительно для растворителя содержать органический растворитель. Это может облегчить смешение связующего с очень мелкими частицами в процессе некоторых из различных способов получения очень мелких частиц. В некоторых случаях часть органического растворителя может оставаться в грануле в качестве дополнительного кондиционера или пластификатора для связующего. В других случаях органический растворитель может быть продут, особенно, когда используется летучий растворитель, такой как этанол или изопропанол. Некоторые примеры органических растворителей включают в себя толуол, гексан, алифатический нефтяной дистиллят, алициклические углеводороды, ароматические углеводороды, стандартные растворители, ацетон, этанол, изопропанол и т.п.

Дополнительно растворители могут содержать детергенты и/или поверхностно-активные вещества, которые воздействуют на поверхностное натяжение и могут обеспечить улучшенное взаимодействие связующего и очень мелких частиц. Соответственно, детергент и/или поверхностно-активное вещество могут быть выбраны на основе свойств главного растворителя и/или связующего. Т.е. водные растворители могут использоваться с некоторыми детергентами и/или поверхностно-активными веществами, а неводные растворители могут использоваться с такими же или различными детергентами и/или поверхностно-активными веществами аналогично Akzo Nobel's Ethoduomeen T/13. Хорошо известно, что способ выбора детергента и/или поверхностно-активных веществ на основе растворителя и других компонентов (например, извести) основан на свойствах веществ, включенных в композицию, а также на основе желаемых свойств получаемой композиции.

H. Добавки

Асфальтовые гранулы согласно настоящему изобретению могут содержать ряд дополнительных добавок для применений кондиционирования асфальта или грунта. Одна такая добавка может включать в себя структурную добавку, такую как песок, кремнезем, летучая зола, керамические частицы, стеклянные частицы, частицы глины, пуццолановые материалы, агенты против сдирания, удобрение, питательные вещества-наполнители и т.п. Соответственно, гранулы, которые получают для использования в асфальтовых применениях, могут содержать добавки, которые обычно содержатся в асфальтовом дорожном покрытии и/или асфальтовых продуктах.

Другим типом добавки является агент, который придает цвет асфальтовой грануле. Например, могут вводиться углеродная сажа и/или оксид марганца, чтобы придать темный или черный цвет грануле, которая формируется для использования с асфальтом.

Дополнительный тип добавки включает в себя соли, которые могут взаимодействовать со многими компонентами в грануле и улучшать длительные характеристики гранулы, асфальтового дорожного покрытия и/или грунта. Действительно, часть солей могут действовать с улучшением связующих при переработке с очень мелкими частицами. Примеры таких солей включают в себя хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид калия, сульфат магния, диоксид марганца, оксид марганца и т.п. Солевая добавка может присутствовать в интервале концентрации от примерно 0,1 до примерно 20 масс.%, более предпочтительно, от примерно 0,25 до примерно 15 масс.% и, наиболее предпочтительно, от примерно 0,5 до примерно 10 масс.%.

Для того чтобы изменить характеристики текучести композиций, которые используются в получении гранул, может использоваться модификатор текучести. Когда к композиции, содержащей модификатор текучести, прикладывается сдвиговое усилие, она может иметь неньютоновское поведение, так что вязкость снижается прикладываемым усилием. Это может быть благоприятным для гомогенного распределения очень мелких частиц в композиции в процессе смешения и затем для замедления или снижения оседания очень мелких частиц после того, как композиции позволяют затвердеть. Также модификаторами текучести могут быть связующие извести. Примеры таких модификаторов текучести включают в себя полисахариды, такие как карбоксиметилцеллюлоза, другие целлюлозы, амилозы, инулины, хитины, хитозаны, амилопектины, гликогены, пектины, гемицеллюлозы, глюкоманнаны, галактоглюкоманнаны, ксилоглюканы, метилглюкуроноксиланы, арабиноксиланы, метилглюкуроноарабиноксиланы, глюкозаминогликаны, хондроитины, гиалуроновые кислоты, альгиновые кислоты и т.п.

В тех случаях, когда полимер используется в качестве связующего, адгезива или другой добавки в грануле, для улучшения характеристик гранулы может использоваться пластификатор. Примеры подходящих пластификаторов включают в себя водонерастворимые пластификаторы, такие как дибутилсебацат, диэтилфталат, триэтилцитрат, трибутилцитрат, триацетин, ацетилированные моноглицериды, фталатные сложные эфиры, касторовое масло, дибутилфталат, 1,2-пропиленгликоль, полиэтиленгликоли, пропиленгликоль и т.п.

IV. Получение гранул

В одном варианте прорезиненная асфальтовая гранула представляет собой асфальт сорта для дорожного покрытия и резину в качестве сердцевины с водостойким полимерным или восковым покрытием. Альтернативно, очень мелкие частицы могут использоваться в качестве оболочечного покрытия. Прорезиненная асфальтовая гранула может быть получена смешением асфальта сорта для дорожного покрытия и измельченной резиновой шины или другого источника резины и нагреванием композиции для ее ожижения в течение 45 минут или более. Композицию затем перерабатывают в гранулы небольших размеров и покрывают полимерным, восковым или из очень мелких частиц покрытием. Такая переработка может содержать охлаждение композиции асфальт-резина и затем экструдирование, резку или иное формование сердцевин гранул, которые затем покрываются с образованием сердцевины для создания гранул.

В одном варианте, который по существу не содержит очень мелких частиц в сердцевине, прорезиненный асфальт может быть получен как сердцевина и оболочка. Сердцевина может содержать от примерно 15 до примерно 30 масс.% измельченной резиновой шины от массы сердцевины и от примерно 85 до примерно 70 масс.% асфальта сорта для дорожного покрытия от массы сердцевины. Альтернативно, сердцевина может содержать от примерно 17 до примерно 28 масс.% или от примерно 20 до примерно 26 масс.% измельченной резиновой шины и от примерно 83 до примерно 72 масс.% или от примерно 80 до примерно 74 масс.% асфальта сорта для дорожного покрытия. Оболочка может покрывать сердцевину так, что гранула имеет максимальный размер от примерно 1/16 дюйма до примерно 2 дюймов. Композицией оболочки может быть водостойкий полимер или воск, или это может быть покрытие из очень мелких частиц.

В одном варианте прорезиненная гранула, которая по существу не содержит очень мелкие частицы в сердцевине, может характеризоваться одним или более из следующего: содержанием измельченной резиновой шины от примерно 15 до примерно 26 масс.% всей гранулы, от примерно 17 до примерно 23 масс.% или от примерно 19 до примерно 21 масс.%; содержанием асфальта сорта для дорожного покрытия от примерно 40 до примерно 70 масс.% всей гранулы, от примерно 50 до примерно 60 масс.% всей гранулы или от примерно 54 до примерно 56 масс.% всей гранулы; сердцевина имеет менее примерно 10 масс.% серы; очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы извести в количестве, менее примерно 25 масс.% всей гранулы; или покрытием является воск. Процентное содержание по массе всей гранулы может представлять собой также содержание по массе всей сердцевины, чтобы исключить количество материалов в оболочке.

В одном варианте прорезиненную асфальтовую гранулу получают с прорезиненным асфальтовым связующим и очень мелкими частицами. Асфальт и резину смешивают и нагревают в течение 45 минут или более и затем объединяют и смешивают с очень мелкими частицами, которые затем перерабатывают в сердцевины гранул. Гранулы затем покрывают полимерным, восковым или из очень мелких частиц покрытием с образованием гранулы из сердцевины и оболочки. Прорезиненное асфальтовое связующее может содержать другие связующие, описанные здесь, в минимальных концентрациях, так что главной частью связующего является асфальт. Как таковые, асфальтовые гранулы могут использоваться в качестве важного ингредиента в композициях асфальтового дорожного покрытия и в способах их получения, а также получения асфальтового дорожного покрытия.

Прорезиненная асфальтовая гранула может содержать сердцевину со связующим на основе асфальта в количестве от примерно 70 до примерно 99 масс.% сердцевины, от 70 до примерно 95 масс.%, от 70 до примерно 85 масс.% или другое подобное количество. Сердцевина может содержать очень мелкие частицы в количестве более 1%, но менее примерно 30%, менее примерно 25%, менее примерно 20%, менее примерно 15% и менее примерно 10% очень мелких частиц. Связующее на основе асфальта может быть получено с содержанием измельченной резиновой шины от примерно 15 до примерно 30 масс.% связующего на основе асфальта, от примерно 17 до примерно 28 масс.% и от примерно 22 до примерно 27 масс.% или примерно 26 масс.% связующего на основе асфальта, причем баланс составляет асфальт сорта для дорожного покрытия. Например, асфальт сорта для дорожного покрытия составляет от примерно 85 до примерно 70 масс.% связующего на основе асфальта или примерно 74 масс.%, когда резина составляет примерно 26 масс.%. Сердцевина может содержать очень мелкие частицы в количестве от примерно 30 до примерно 1 масс.% сердцевины или другое количество, указанное здесь. Оболочка, покрывающая сердцевину, может обеспечить гранулу с максимальным размером от примерно 1/16 дюйма до примерно 2 дюймов. Оболочка может содержать водостойкий полимер или воск или покрытие из очень мелких частиц. В одном аспекте очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы извести или очень мелкие частицы измельченного асфальтового дорожного покрытия. Необязательно, очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы минерала или горной породы, как описано здесь.

В одном варианте прорезиненная гранула характеризуется одним или более из следующего: содержанием измельченной резиновой шины от примерно 15 до примерно 25 масс.% всей гранулы; содержанием асфальта сорта для дорожного покрытия от примерно 50 до примерно 60 масс.% всей гранулы; сердцевина имеет менее примерно 10 масс.% серы; очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы извести в количестве менее примерно 25 масс.% всей гранулы; или покрытием является воск.

В одном варианте гранула может характеризоваться одним или более из следующего: содержанием измельченной резиновой шины от примерно 20 до примерно 26 масс.% всего связующего на основе асфальта; содержанием асфальта сорта для дорожного покрытия от примерно 74 до примерно 80 масс.% связующего на основе асфальта; или очень мелкие частицы представляют собой очень мелкие частицы извести в количестве менее примерно 25 масс.% всей гранулы.

В одном варианте связующим является прорезиненное асфальтовое связующее, которое содержит асфальт и резиновую шину или компоненты резиновой шины. Т.е. компоненты резиновой шины могут заменять резиновую шину в некоторых случаях. Асфальт и резиновая шина, такая как измельченная резиновая шина или резиновая крошка, обрабатываются нагреванием в течение времени для получения клейкой композиции, которая адгезирует к очень мелким частицам, чтобы образовать гранулу.

Например, асфальт и резину смешивают вместе и нагревают при высокой температуре (например, от примерно 350 до примерно 380°F) в течение от примерно 45минут до 11 часа или как достаточно. Асфальт и резиновая шина могут быть смешаны в различных соотношениях; однако, может быть предпочтительным, чтобы асфальт был главным компонентом, а резиновая шина была меньшим компонентом.

Отдельный пример содержит примерно 74% асфальта и 26% резины, и полученная из них гранула может быть разбавлена примерно 1-2% битума или асфальта на установке получения горячей асфальтовой смеси для дорожного покрытия. Другой отдельный пример содержит примерно 90% асфальта и примерно 10% резины (или относительное процентное содержание, которое может быть снижено до указанного процентного содержания) из-за инструкций, определяющих минимум 10% резины в асфальтовых дорожных покрытиях.

Обычно настоящее изобретение включает в себя способы получения асфальтовых гранул с содержанием связующего на основе асфальта и очень мелких частиц. Очень мелкие частицы предусматриваются в количестве, чтобы слипаться вместе и агломерироваться связующим на основе асфальта. Кроме того, очень мелкие частицы предусматриваются в количестве, чтобы обеспечить гранулированный продукт, который хранится стабильно, как описано здесь. Необязательно, на гранулы может быть нанесено покрытие с получением гранул, имеющих конфигурацию оболочки и сердцевины.

А. Известьсодержащие гранулы

Настоящее изобретение включает в себя получение известьсодержащих прорезиненных асфальтовых гранул для использования в улучшении получения асфальта. Такое получение включает в себя следующее: нагревание известняка (СаСО₃) с получением быстрогасящейся извести (СаО); гидратирование быстрогасящейся извести водным раствором связующего с получением гашеной извести (Са(ОН)₂); и гранулирование гашеной извести в прорезиненные асфальтовые гранулы, которые содержат гашеную известь, связанную прорезиненным асфальтовым связующим.

В одном варианте способ получения известьсодержащих прорезиненных асфальтовых гранул для использования в получении асфальта включает в себя следующее: нагревание известняка (СаСО₃) с получением быстрогасящейся извести (СаО); гидратирование быстрогасящейся извести водным раствором с получением смеси гашеной извести (Са(ОН)₂), которая содержит воду; и гранулирование смеси гашеной извести в прорезиненные асфальтовые гранулы, которые содержат гашеную известь, связанную прорезиненным асфальтовым связующим, где гашеную известь не сушат и не превращают в порошок перед гранулированием со связующим.

В одном варианте способ получения известьсодержащих прорезиненных асфальтовых гранул для использования в асфальте включает в себя следующее: получение очень мелких частиц дробленого известняка (СаСО₃); нагревание очень мелких частиц известняка при температуре, по меньшей мере, примерно 825°C с выделением СО₂ и получением очень мелких частиц быстрогасящейся извести (СаО); гидратирование быстрогасящейся извести водным раствором с получением суспензии очень мелких частиц гашеной извести (Са(ОН)₂); и гранулирование гашеной извести в прорезиненные асфальтовые гранулы, которые содержат очень мелкие частицы гашеной извести, связанные вместе прорезиненным асфальтовым связующим.

В одном варианте гидратирование может осуществляться чистой или по существу чистой водой, а связующее может вводиться отдельно. Это может содержать водное гидратирование быстрогасящейся извести в гашеную известь до введения связующего, или связующее может вводиться, когда реакция гидратирования превращает быстрогасящуюся известь в гашеную известь. Как таковой, промежуток времени между введением воды и связующего может варьироваться с получением различной степени гидратации, такой как от частичной до полной гидратации. Кроме того, вода может продолжать гидратировать известь после связывания связующим.

В одном варианте способ включает в себя измельчение известняка в порошок известняка перед нагреванием до быстрогасящейся извести. Такое измельчение может быть осуществлено любой технологией и любым оборудованием, которое может измельчить куски дробленого известняка до известняковой гальки, порошкообразного известняка, очень мелких частиц известняка, их комбинаций и т.п. Например, дробилка горной породы может быть использована для измельчения известняковой породы в небольшие частицы известняка, которые обычно включают в себя известняковую муку или очень мелкие частицы, образованные способом. Альтернативно, дробилка горной породы может быть использована для измельчения известняковой породы в порошок известняка, который включает в себя очень мелкие частицы известняка и, необязательно, частично гальку известняка, однако, очень мелкие частицы известняка являются предпочтительными.

В одном варианте способ содержит варку известняка до быстрогасящейся извести в нагревательном устройстве. Известно, что известняк превращается в быстрогасящуюся известь варкой при температуре примерно 825°C или температуре, при которой выделяется углекислый газ, так что образуется оксид кальция. Однако может быть предпочтительно нагревать известняк при, по меньшей мере, примерно 875°C, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 900°C, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 950°C и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, примерно 1000°C. Указанные более высокие температуры могут способствовать выведению других веществ, чтобы получать быстрогасящуюся известь, которая имеет меньше дополнительных веществ, содержащихся в ней.

В. Обычные асфальтовые гранулы

На фиг.1-4 показаны различные схематические диаграммы вариантов технологических систем и оборудования, которое может быть использовано в процессе формования прорезиненной асфальтовой гранулы. Должно быть очевидным, что только примеры или схематические представления технологических систем и оборудования, и варианты модификаций могут быть выполнены в соответствии с получением прорезиненных асфальтовых гранул. Кроме того, схематическое представление не должно восприниматься никаким ограничивающим образом по отношению к размещению, форме, размеру, ориентации или присутствию любой из характеристик, описанных в связи с фигурами. Вместе с указанным, более подробное описание примеров некоторых из систем и оборудования, которые могут готовить гранулы асфальтового дорожного покрытия, приведено ниже.

На фиг.1С представлен вариант гранулирующей системы 10 в соответствии с настоящим изобретением. Такая гранулирующая система 10 включает в себя первый смеситель 16, второй смеситель 22, экструдер 28, красящую головку 30, холодильник или сушилку 36, гранулятор 38, кондиционирующее устройство 40 и сборник 42 гранул.

Первый смеситель 16 сконструирован для получения первого питания материалов по первой линии 12 питания и второго питания материалов по второй линии 14 питания. Первый смеситель 16 перерабатывает материалы, подаваемые по первой линии 12 и второй линии 14, в первую смесь 24. Аналогично, необязательный второй смеситель 22 имеет третью линию 18 питания и четвертую линию 20 питания, которые подают материал, смешиваемый во вторую смесь 26. Первый смеситель 16 и/или второй смеситель 18 могут быть сконструированы для варьируемых скорости и сдвигового смешения при повышенных температурах.

Например, первая линия 12 питания может подавать очень мелкие частицы с или без растворителя, а вторая линия 14 питания может подавать связующее (например, асфальтовое связующее, связующее асфальт/резина, связующее асфальт/резина/sasol и т.д.) с или без растворителя, которое может напыляться или иным образом смешиваться с очень мелкими частицами. Кроме того, третья линия 18 питания может подавать очень мелкие частицы (например, одинаковые очень мелкие частицы или различные очень мелкие частицы) с или без растворителя, а четвертая линия 20 питания может подавать одинаковое или различное связующее с или без растворителя. Второй смеситель 22 является необязательным, потому что он может быть предпочтительным для получения гранул только с одним типом очень мелких частиц, или каждый тип очень мелких частиц может смешиваться со связующим вместе в одном смесителе. Кроме того, другие схемы переработки могут превращать второй смеситель в необязательный.

Кроме того, первую смесь 24 и вторую смесь 26 подают в экструдер 28 и смешивают в композицию, способную экструдироваться. Кроме того, при смешении композиция может двигаться через экструдер 28 так, что проходит через нагревательные элементы (не показано). Нагревательные элементы могут обеспечивать линейное увеличение или параболическое изменение температуры для того, чтобы постепенно удалять растворители и/или увеличивать ожиженность связующего перед экструзией.

Когда композиция перемещается к концу экструдера 28, она проходит через экструзионную головку 30 перед экструдированием через отверстие 32 фильеры. Экструзионная головка 30 и отверстие 32 фильеры могут быть сконструированы в любой форме или размещении, обеспечивающими получение гранулирующегося экструдата 34. В другом варианте экструдат 34 может сам образовывать гранулоразмерные сфероиды, имея множество отверстий 32 фильеры в экструзионной головке 30.

В некоторых случаях, когда экструдат 34 выходит из отверстия 32 фильеры, он может быть слишком влажным или слишком горячим, чтобы быть гранулированным. Как таковое, может быть предпочтительным высушить экструдат 34 в необязательной сушилке и/или холодильнике 36 перед гранулированием для удаления любого растворителя или охлаждения гранул перед операцией нанесения покрытия. Высушенный экструдат может иметь влагосодержание ниже примерно 10%, более предпочтительно, ниже примерно 5% и, наиболее предпочтительно, ниже примерно 2% перед гранулированием.

Соответственно, гранулы могут быть высушены воздушной сушкой или механической сушилкой. Гранулы также могут быть охлаждены воздушным охлаждением холодильного устройства, подобного рефрижераторному устройству, используемому в переработке термопластов или других тиксотропных материалов. Механической сушилкой может быть любое сушильное устройство, предназначенное для использования нагрева для удаления влаги, такое как проточная роторная сушилка непрерывного действия или подобное. Температура сушки может составлять, по меньшей мере, примерно 100°C, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 150°C, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 200°C и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, примерно 250°C. Конечно, необходимость охлаждения гранулы до окружающих температур является желательной перед экструдированием или нанесением покрытия на гранулы асфальтового дорожного покрытия.

С другой стороны, экструдат 34 может находиться при повышенной температуре от процесса экструдирования, чтобы иметь термопластичные характеристики (т.е. находиться в текучем или клейком состоянии). Как таковое, может быть предпочтительно охлаждать экструдат 34 перед гранулированием. Например, экструдат может быть охлажден до температуры ниже 35°C, более предпочтительно, до температуры ниже 30°C и, наиболее предпочтительно, до температуры ниже 25°C в охлаждающем устройстве 36 перед гранулированием.

После сушки или охлаждения экструдата 34 его подают в гранулятор 38. Гранулятор 38 может быть сконструирован для резки экструдата 34 на ряд форм и размеров, таких как описанные здесь. Например, экструдат 34 может быть разрезан на гранулы, имеющие интервал диаметров от примерно 1,5 мм (примерно 0,05 дюйма) до примерно 2,54 см (примерно 1 дюйм), более предпочтительно, в интервале от примерно 2 мм (примерно 0,08 дюйма) до примерно 2 см (примерно 0,8 дюйма), даже более предпочтительно, от примерно 3 мм (примерно 0,1 дюйма) до примерно 1,5 см (примерно 0,6 дюйма) и, наиболее предпочтительно, в интервале от примерно 6 мм (примерно 0,2 дюйма) до примерно 1 см (примерно 0,4 дюйма).

Гранулы затем могут быть поданы из гранулятора 38 в необязательное кондиционирующее устройство 40, которое может кондиционировать гранулы для хранения в сборнике 42 гранул или для дальнейшей переработки. Например, кондиционирующее устройство 40 может быть сконструировано для отверждения гранул, нанесения водостойкого покрытия, такого как водостойкий полимер или воск, или нанесения смазывающего покрытия, чтобы снизить трение между гранулами. Альтернативно, в качестве покрытия могут быть нанесены очень мелкие частицы. Покрытие может обеспечить гранулы из сердцевины и оболочки, описанные здесь. Также любое оборудование для использования в переработке гранул может быть объединено вместе для простоты.

На фиг.2 представлен вариант гранулирующей системы 50 в соответствии с настоящим изобретением. Такая гранулирующая система 50 включает в себя нагреватель 56 (например, нагреватель или смеситель), необязательную дробилку 54 горной породы, смеситель 62, экструдер 68, красящую головку 70, холодильник или сушилку 76, гранулятор 78, кондиционирующее устройство 80 и сборник 82 гранул.

Нагреватель/смеситель 56 сконструирован для получения питания дробленой горной породы (например, регенерированного асфальтового дорожного покрытия, минеральных очень мелких частиц или очень мелких частиц известняка) по первой линии 52 питания. Нагреватель 56 сконструирован для варки известняка с тем, чтобы превратить известняк из карбоната кальция в быстрогасящуюся известь, или сконструирован для смешения обрушенной горной породы со связующим. Как таковой, нагреватель 56 может достигать температур свыше 825°C для того, чтобы вывести углекислый газ из известняка. Быстрогасящаяся известь может быть затем обеспечена как подача очень мелких частиц быстрогасящейся извести 64 для дальнейшей переработки. Альтернативно, нагреватель может просто подавать очень мелкие частицы любого материала, которые могут быть предусмотрены как очень мелкие частицы 64.

Необязательно, гранулирующая система включает в себя дробилку 54 горной породы, которая сконструирована для получения горных пород 53 и дробления горных пород до намного меньшего размера, такого как размер очень мелких частиц. Т.е. дробилка 54 горной породы может дробить горные породы на меньшие куски, гальку, зерна, порошки и т.п., так что дробленый известняк может быть предусмотрен как дробленая горная порода 55 в смесителе 56. Дробилка 54 горной породы является необязательной, поскольку очень мелкие частицы могут быть получены как очень мелкие частицы.

Смеситель 62 имеет линию 58 подачи асфальта и линию 60 подачи измельченной резиновой шины, которые подают ингредиенты для получения прорезиненного асфальта, смешиваемого в прорезиненную асфальтовую смесь 66. Смеситель 62 может быть сконструирован для варьируемых скоростей и сдвигового смешения при повышенных температурах, как описано здесь. Как таковой, смесителем 62 может быть любой тип смесителя, который может смешивать асфальт и измельченную резиновую шину или другую резину со связующим. Кроме того, смеситель 62 может иметь нагревательные элементы, так что смешение может проводиться при повышенных температурах, когда необходимо.

Очень мелкие частицы 64 и смесь 66 прорезиненного асфальтового связующего подают в экструдер 68 и смешивают в композицию, способную экструдироваться. Например, связующее может быть напылено, им пропитано, разбрызгано, им смочено, им прокапано или иным образом введено в очень мелкие частицы. Как таковые, очень мелкие частицы 64 перемешиваются со смесью 66 прорезиненного асфальтового связующего.

Необязательно, будучи смешанными очень мелкие частицы и композиция асфальтового прорезиненного связующего могут перемещаться через экструдер 68 так, чтобы проходить через нагревательные элементы (не показано). Нагревательные элементы могут обеспечивать линейное увеличение или параболическое изменение температуры для того, чтобы постепенно удалять растворители и/или увеличивать ожиженность связующего перед экструзией. Хотя реакция гидратирования является экзотермической, нагревательные элементы могут дополнительно увеличить температуру некоторых связующих, так что связующее является клейким или способным связывать очень мелкие частицы извести вместе. Это может быть особенно предпочтительным для резиновых связующих.

Когда композиция очень мелкие частицы/связующее перемещается к концу экструдера 68, она проходит через экструзионную головку 70 перед экструдированием через отверстие 72 фильеры. Экструзионная головка 70 и отверстие 72 фильеры могут быть сконструированы в любой форме или размещении, обеспечивающими получение гранулирующегося экструдата 74. В другом варианте экструдат 74 может сам образовывать гранулоразмерные сфероиды, имея множество отверстий 72 фильеры в экструзионной головке 70, которая надлежащим образом сконструирована, как хорошо известно в технике.

В некоторых случаях, когда экструдат 74 выходит из отверстия 72 фильеры, он может быть слишком влажным, чтобы быть гранулированным. Как таковое, может быть предпочтительным высушить экструдат 74 в необязательной сушилке 76 перед гранулированием для удаления любого растворителя. Высушенный экструдат может иметь влагосодержание ниже примерно 15%, более предпочтительно, ниже примерно 10% и, наиболее предпочтительно, ниже примерно 5% перед гранулированием.

С другой стороны, экструдат 74 может находиться при повышенной температуре от процесса экструдирования, чтобы иметь термопластичные характеристики (т.е. находиться в текучем или клейком состоянии). Как таковое, может быть предпочтительно охлаждать экструдат 74 перед гранулированием. Например, экструдат может быть охлажден до температуры ниже 35°C, более предпочтительно, до температуры ниже примерно 30°C и, наиболее предпочтительно, до температуры ниже 25°C в охлаждающем устройстве 76 перед гранулированием.

После сушки или охлаждения экструдата 74 его подают в гранулятор 78. Гранулятор 78 может быть сконструирован для резки экструдата 74 на ряд форм и размеров, таких как описанные здесь. Например, экструдат 74 гашеной извести может быть разрезан на гранулы, имеющие диаметр, как описано здесь, такой как интервал от примерно 1,5 мм (примерно 0,05 дюйма) до примерно 2,54 см (примерно 1 дюйм), более предпочтительно, в интервале от примерно 2 мм (примерно 0,08 дюйма) до примерно 2 см (примерно 0,8 дюйма), даже более предпочтительно, от примерно 3 мм (примерно 0,1 дюйма) до примерно 1,5 см (примерно 0,6 дюйма) и, наиболее предпочтительно, в интервале от примерно 6 мм (примерно 0,2 дюйма) до примерно 1 см (примерно 0,4 дюйма).

Гранулы затем могут быть поданы из гранулятора 78 в необязательное кондиционирующее устройство 80, которое может кондиционировать гранулы для хранения в сборнике 82 гранул или для дальнейшей переработки. Например, кондиционирующее устройство 80 может быть сконструировано для отверждения гранул, нанесения водостойкого покрытия, такого как водостойкий полимер (например, ПВА) или воск (например, sasol - воск), или нанесения смазывающего покрытия, чтобы снизить трение между гранулами. Кондиционирующее устройство 80 может также наносить очень мелкие частицы для покрытия оболочки.

Что касается теперь фиг.3, на ней показан один вариант гранулирующей системы 100. Как таковое, питание очень мелких частиц вводится по линии 102 в сосуд 106, где оно может быть смешано с необязательным кондиционером, таким как растворитель, модификатор текучести, добавка или другой дисперсный наполнитель, который подается по линии 104 необязательного питания. Сосуд 106 может иметь нагревательный элемент, смесительное оборудование или другое технологическое оборудование для кондиционирования очень мелких частиц. В ином случае очень мелкие частицы могут быть поданы в сосуд 106, так что он может точно питаться в процессе гранулирования.

Кроме того, питание асфальтового связующего по линии 108 вводится в сосуд 112 связующего с обогревом, где оно смешивается с измельченной резиновой шиной или другой резиной, подаваемой по линии 110 необязательного питания. Кроме того, сосуд 112 связующего может быть сконструирован с точным дозированием композиции связующего для получения гранул. Кроме того, сосуд 112 связующего может быть по существу подобен сосуду 106. Сосуд 112 связующего может нагревать асфальт и резину, как описано здесь, в течение 45 минут или дольше с получением прорезиненного асфальтового связующего.

В одном варианте, когда композиция очень мелких частиц готова для дальнейшей переработки, ее подают в необязательный смеситель 118 по линии 114 и объединяют с прорезиненным асфальтовым связующим, подаваемым по линии 116. Смеситель 118 может тогда смешивать очень мелкие частицы и связующее вместе, в по существу, гомогенную или однородную смесь.

Подача композиции очень мелкие частицы-связующее может быть тогда предусмотрена от смесителя 118 к дисковому гранулятору 126 по линии 120. Дисковый гранулятор 126 вращается так, что заставляет композицию очень мелкие частицы-связующее сворачиваться в гранулы, которые затем удаляются из дискового гранулятора 126 через кожух 130 как поток 132 гранул.

Альтернативно, подача очень мелких частиц может быть предусмотрена сосудом 106 непосредственно к дисковому гранулятору 126 по линии 122. Композиция очень мелких частиц находится на диске гранулятора 126, который вращается системой 128 привода, пока не происходит подача прорезиненного асфальтового связующего из сосуда 112 по линии 124. Связующее (например, асфальтовое связующее, связующее асфальт/резина, связующее асфальт/резина/sasol и т.д.) подают (например, капанием, напылением, течением, распылением и т.п.) на медленно движущуюся линию или напылением на очень мелкие частицы на диске гранулятора 126. Когда связующее контактирует с очень мелкими частицами, образуется небольшая гранула. Таким образом, при подаче множества капель связующего, распыла связующего или потока связующего к очень мелким частицам, гранулы могут формоваться отдельно или, необязательно, вместе до достаточно крупных для удаления через кожух 130.

После формования гранул поток 132 гранул может подавать гранулы на конвейер 134, который транспортирует их в систему 136 нанесения покрытия. Система 136 нанесения покрытия может наносить покрытие из полимера, воска или очень мелких частиц, как описано здесь. Затем с асфальтовыми гранулами может осуществляться дополнительная переработка, как описано здесь.

В альтернативном варианте очень мелкие частицы и/или прорезиненное асфальтовое связующее могут подаваться непосредственно в дисковый гранулятор 126 без какой-либо переработки, смешения или кондиционирования. Как таковые, очень мелкие частицы могут подавать по линии 122, а прорезиненное асфальтовое связующее могут подавать по линии 124, которые затем объединяются на дисковом грануляторе 126.

В одном варианте очень мелкие частицы могут высыпаться, а прорезиненное асфальтовое связующее может быть напылено на очень мелкие частицы, и процесс может быть повторен до образования подходящей гранулы. Необязательно, очень мелкие частицы могут высыпаться во вращающийся барабан, где очень мелкие частицы падают в вуаль падающего материала, когда они достигают от примерно 10:00 до примерно 11:00. Когда очень мелкие частицы падают, связующее напыляют на очень мелкие частицы распылом с покрытием очень мелких частиц и некоторым слипанием вместе с образованием гранул. Барабан может быть сконструирован как устройство для нанесения покрытий.

В одном варианте на падающие очень мелкие частицы напыляют с чередованием прорезиненное асфальтовое связующее и затем воду с туманом и охлаждением очень мелких частиц. Способ может включать в себя покрытие прорезиненным асфальтовым связующим, затем образование тумана и затем напыление воскового покрытия (или другого покрытия), что может быть сделано последовательно или в любой вариации. Альтернативно, когда на очень мелкие частицы напыляют связующее с получением подходящего размера, нанесение воска (например, sasol - воска) и образование водяного тумана могут чередоваться с образованием множественных покрытий или толстого покрытия. Способ может повторяться некоторое число раз, однако, три раза могут быть достаточными. Альтернативно, может использоваться другое покрытие, иное, чем воск, такое как гидрофобный полимер.

После получения гранул их помещают в контейнер для перевозки или хранения. Гранулы хранятся стабильно, как описано здесь.

Кроме того, различные стадии и способы, описанные здесь, могут быть перегруппированы, объединены, исключены или иным образом модифицированы для того, чтобы получить известьсодержащие гранулы настоящего изобретения. Как таковые, различное оборудование и/или технологические стадии, показанные на фигуре, могут быть объединены с оборудованием и стадиями других фигур, соответственно.

V. Получение композиций асфальтового дорожного покрытия

В одном варианте асфальтовые гранулы могут быть использованы в получении и/или модифицировании асфальтового дорожного покрытия. Более конкретно, асфальтовые гранулы могут быть использованы в получении и/или модифицировании асфальтового дорожного покрытия при введении, по меньшей мере, одного из ингредиентов горячей асфальтовой смеси для дорожного покрытия в процессе его получения. Асфальтовые гранулы могут быть главным источником асфальта или источником улучшения номинального количества местного использования асфальта для дорожных покрытий и других нужд инфраструктуры.

Соответственно, на фиг.4 представлена схематическая диаграмма, показывающая вариант системы и способ 250 получения и/или кондиционирования асфальтового дорожного покрытия. Такие система и способ 250 содержат подачу 252 заполнителя, подачу 254 гранул и подачу 256 асфальтового вяжущего. Кроме того, система и способ 250 содержат средство смешения гранул с, по меньшей мере, одним из заполнителей, таких как песок, асфальтовое вяжущее, или даже с самим асфальтом. Асфальтовые гранулы и асфальт могут быть смешаны с обеспечением любого из них в большинстве.

В одном варианте асфальтовые гранулы могут быть главным источником асфальта. Как таковые, гранулы могут быть нагреты и смешаны в горячую асфальтовую смесь (или среднетемпературную горячую смесь около 280°F для использования в асфальтовом дорожном покрытии. В некоторых случаях гранулы могут быть дополнены стандартным асфальтом так, как при введении 4-10% гранул в 1-2% стандартное асфальтовое масло с разбавлением композиции и улучшением смешения.

В одном варианте подача 252 заполнителя подает материал заполнителя в смесительный сосуд 266 по линии 258. Кроме того, подача 254 гранул подает прорезиненные асфальтовые гранулы в смесительный сосуд 266 по линии 260. Как таковые, заполнитель и гранулы смешиваются вместе в смесительном сосуде 266. Гранулы и заполнитель могут быть каждый измерены точно, так что определенное количество заполнителя и гранул может подаваться в горячую асфальтовую смесь. Например, гранулы, содержащие известь, могут быть дозированы и смешаны с известным количеством заполнителя, так что известь присутствует в количестве от примерно 0,05 до примерно 10 масс.% заполнителя, более предпочтительно, от примерно 0,1 до примерно 5 масс.% и, наиболее предпочтительно, от примерно 0,5 до примерно 2,5 масс.% заполнителя. Прорезиненные асфальтовые гранулы, содержащие известь, могут быть формированы с обеспечением надлежащего количества асфальта для таких количеств заполнителя и извести.

В одном варианте подача 256 асфальта подает асфальт, такой как битум, во второй смесительный сосуд 268 (например, вихревой смеситель) по линии 264. Необязательно, подача 256 асфальта содержится в сосуде, который может быть оборудован нагревательными элементами (не показано) для того, чтобы нагревать асфальт до ожиженного состояния в подготовке для смешивания с гранулами. Кроме того, подача 254 гранул подает гранулы во второй смесительный сосуд 268 по линии 262. Как таковые, асфальтовая жидкость и асфальтовые гранулы смешиваются вместе во втором смесительном сосуде 268, который может быть оборудован нагревательными элементами (не показано), так что асфальтовое вяжущее нагревается до температуры, достаточной для растворения гранул. Это включает в себя увеличение температуры асфальтовой пасты до ее температуры плавления и плавления пасты или температуры растворения гранул. Например, второй смесительный сосуд 268 может быть нагрет до температуры растворения выше примерно 125°C (257°F) и ниже 165°C (325°F) или около 280°F.

В одном варианте второй смесительный сосуд 268 (например, вихревой смеситель) может быть сконструирован для быстрого увеличения температуры гранул. Как таковые, гранулы могут быстро растворяться при введении во второй смесительный сосуд 268 и взаимодействии или захватывании ожиженной композицией асфальтового вяжущего. Например, второй смесительный сосуд 268 может быстро нагреть гранулы, так что они по существу растворяются за промежуток времени менее примерно 1 минуты, более предпочтительно, менее примерно 30 секунд, даже более предпочтительно, менее примерно 20 секунд и, наиболее предпочтительно, менее примерно 10 секунд. Кроме того, в некоторых вариантах может быть предпочтительным, чтобы гранулы растворялись в течение от примерно 5 до примерно 15 секунд.

Количество асфальтового вяжущего и асфальтовых гранул, которые смешиваются, может быть задано, так что получаемая горячая асфальтовая смесь содержит надлежащее количество асфальта и любых других компонентов. Что касается измельченной резиновой шины ((ИРШ) (GTR)), предпочтительно, что ИРШ присутствует в количестве более 10 масс.% асфальтового вяжущего, более предпочтительно, в интервале от примерно 10 до примерно 30 масс.% и, наиболее предпочтительно, в интервале от примерно 12 до примерно 26 масс.% асфальтового вяжущего.

В одном варианте смесь заполнитель-гранулы может подаваться из смесительного сосуда 266 в сосуд 280 смеси (например, глиномялку, барабанный смеситель и т.д.) по линии 270. Кроме того, асфальтовое вяжущее может транспортироваться в сосуд 280 смеси прямо от подачи 256 асфальтового вяжущего по линии 278. Как таковые, гранулы и заполнитель могут вводиться в ожиженное асфальтовое вяжущее и смешиваться, так что получаемая горячая асфальтовая смесь 282, подаваемая из сосуда 280 смеси, имеет по существу гомогенную или однородную композицию. Асфальтовые гранулы могут быть нагреты и ожижены перед, в процессе или после смешения с заполнителем и/или жидкостью.

Для того чтобы улучшить смешение, сосуд 280 смеси (например, глиномялка, барабанный смеситель и т.д.) или любой другой сосуд может быть оборудован нагревательными элементами, так что температура является достаточно высокой для поддержания непрерывной жидкой фазы, состоящей из асфальта. Кроме того, температура должна быстро растворять гранулы, так что компоненты в грануле могут быть равномерно распределены в горячей асфальтовой смеси, в которой температура может быть по существу такой же, как описано выше по отношению ко второму смесителю 268 (например, вихревому смесителю), чтобы достигнуть растворения гранул за вышеуказанный интервал времени.

В одном варианте заполнитель может быть подан от подачи 252 заполнителя непосредственно в сосуд 280 смеси (например, глиномялку, барабанный смеситель и т.д.) по линии 274. Кроме того, асфальтовая смесь, полученная во втором смесителе 268 (например, вихревом смесителе), может транспортироваться в сосуд 280 смеси по линии 272. Обычно ожиженную асфальтовую смесь вводят в сосуд 280 смеси перед введением заполнителя. В любом случае заполнитель смешивают с жидкой асфальтовой смесью, чтобы образовать горячую асфальтовую смесь 282 с, по существу, гомогенной или однородной композицией.

В одном варианте подача 256 асфальтового вяжущего подает ожиженное асфальтовое вяжущее непосредственно в сосуд 280 смеси по линии 278. Сосуд 280 смеси нагревает асфальтовое вяжущее, чтобы поддерживать или получить жидкий асфальт, имеющий вышеуказанные температуры для обеспечения одинаковых скоростей растворения гранул. Кроме того, подача 254 гранул подает гранулы непосредственно в жидкий асфальт в сосуде 280 смеси по линии 276. После того, как гранулы растворяются в ожиженном асфальте или нагреваются до ожиженного асфальта, заполнитель от подачи 252 заполнителя может быть введен непосредственно в сосуд 280 смеси по линии 274 и смешан с жидкой асфальтовой композицией. После адекватного смешения горячая асфальтовая смесь 282 готова для использования или дополнительной переработки.

Принимая во внимание вышеуказанные систему и способ 250 получения и кондиционирования асфальта, могут быть сделаны различные другие модификации и добавления к настоящей концепции изобретения. Как таковые могут быть использованы и введены в систему и способ 250 дополнительные подачи песка, летучей золы, адгезионных добавок, других наполнителей и любой другой добавки, используемой для получения горячей асфальтовой смеси. Таким образом, многие вариации могут быть сделаны к способу применения известьсодержащих гранул для получения и кондиционирования асфальтового дорожного покрытия.

Кроме того, система 250 может быть изменена так, что прорезиненные асфальтовые гранулы нагреваются и являются только поставщиком асфальта, извести и/или резины. Кроме того, система 250 может быть изменена так, что прорезиненные асфальтовые гранулы являются главным источником асфальта, и гранулы разбавляются небольшим количеством ожиженного асфальта.

Кроме того, фиг.4 может включать в себя подачу 254, являющуюся подачей извести и/или очень мелких частиц, а подача 256 асфальта может включать в себя прорезиненные асфальтовые гранулы. Как таковое, дополнительное питание жидкого асфальта (например, не гранулы) может быть введено в прорезиненные асфальтовые гранулы, как описано здесь.

Асфальтовые гранулы, используемые в получении горячей асфальтовой смеси или другой асфальтовой композиции для дорожного покрытия, могут подаваться с 26% измельченной резиновой шины с балансом связующего, являющегося асфальтом. Указанные гранулы могут нагреваться для обеспечения ожиженного асфальта. Гранулы могут быть смешаны с примерно 2-3% стандартного асфальта или битума для того, чтобы получить асфальтовую композицию. Композиция асфальтового дорожного покрытия затем может быть формирована и получена с введением 15% измельченной резиновой шины так, как определено техническими условиями Аризоны для прорезиненного асфальта. Если гранулы содержат примерно 20% измельченной резиновой шины, асфальтовая композиция может быть получена без какого-либо дополнительного ожиженного асфальта или битума.

В одном варианте может быть получена асфальтовая композиция, имеющая 70 масс.ч. асфальта, 26 масс.ч. резины и 30 масс.ч. извести.

В одном варианте получение прорезиненной асфальтовой композиции, которая может быть использована в качестве связующего, содержит смешение резины, такой как измельченная резиновая шина или резиновая крошка, с асфальтом. Смесь может быть нагрета при температуре от примерно 350°F до примерно 380°F, что является обычным для горячей асфальтовой смеси. Однако температура для ожижения гранул с или без заполнителя может быть в интервале от примерно 250 до 300°F или примерно 280°F. Нагретую смесь варят в течение от примерно 45 минут до примерно 1 часа, однако, она может вариться в течение большего времени, такого как 2-4 часа, что представляет собой максимальное время хранения при повышенных температурах.

Может быть получена полная композиция асфальтового дорожного покрытия, имеющая соответствующие количества или концентрации компонентов. Она может содержать примерно 5% асфальта и примерно 95% заполнителя.

В одном варианте асфальтовые гранулы получают в виде прорезиненной композиции асфальтового дорожного покрытия при смешении с заполнителем. Прорезиненные асфальтовые гранулы смешивают в количестве 7% с 93% заполнителя. Композиция асфальтового дорожного покрытия с заполнителем тогда может быть нанесена как асфальтовое дорожное покрытие как общепринято.

VI. Соединительные слои асфальта

В одном варианте прорезиненные асфальтовые гранулы могут быть использованы для улучшения адгезии между двумя слоями асфальтового дорожного покрытия. Как таковые, гранулы дорожного покрытия могут быть нанесены на поверхность первого слоя асфальтового дорожного покрытия, и затем прикатанные гранулы дорожного покрытия покрываются вторым слоем асфальта.

Что касается теперь фиг.5, схематическая диаграмма показывает вариант способа 300 соединения для соединения различных слоев асфальтового дорожного покрытия вместе. Способ 300 соединения может осуществляться на старом или новом слое 302 асфальтового дорожного покрытия. Слой 302 асфальтового дорожного покрытия может представлять собой старый слой асфальтового дорожного покрытия, который нуждается в верхнем слое или поверхностном слое, или новый слой, который недавно нанесен. В любом случае прорезиненные гранулы 304 наносят поверх слоя 302 асфальтового дорожного покрытия.

Прорезиненные гранулы 304 асфальтового дорожного покрытия могут быть нанесены на слой 302 асфальтового дорожного покрытия рядом способов. Часть типичных способов содержит выгрузку гранул из котлов и разгребание или иным образом распределение отдельных гранул по существу равномерно поверх слоя 302 асфальтового дорожного покрытия. Альтернативно, гранулы дорожного покрытия 304 могут быть по существу равномерно разбросаны поверх слоя 302 асфальтового дорожного покрытия. Количество гранул дорожного покрытия 304 поверх данной поверхности может варьироваться от неплотного покрытия, где гранулы распределены без контактирования друг с другом, до плотного покрытия, где по существу все гранулы находятся в контакте друг с другом.

В одном варианте после того, как прорезиненные гранулы 304 асфальтового дорожного покрытия были нанесены на первый слой 302 асфальтового дорожного покрытия, слой 306 жидкого асфальтового вяжущего может быть напылен или иным образом нанесен на гранулы 304 и первый асфальтовый слой 302. Как таковое, жидкое асфальтовое вяжущее 306 может покрыть прорезиненные гранулы 304 асфальтового дорожного покрытия и заполнить любые промежутки между ними. Кроме того, толщина слоя жидкого асфальта 306 может быть достаточно толстой для покрытия гранул 304 и первого асфальтового слоя 302. Жидкое асфальтовое вяжущее 306 может также представлять собой прорезиненную асфальтовую композицию, которая содержит заполнитель.

Соответственно, жидкий асфальт может, по меньшей мере, частично расплавлять прорезиненные гранулы 304 асфальтового дорожного покрытия и образовывать соединительный слой 307. Соединительный слой 307 может состоять из частей 308 гранул и частей 310 асфальтового вяжущего. Как таковые, части 308 гранул могут придавать прорезиненную асфальтовую композицию асфальтовым частям 310, так что улучшают соединение между первым асфальтовым слоем 302 и вторым асфальтовым слоем 306. Кроме того, поскольку второй асфальтовый слой 306 обычно наносят в нагретом виде, компоненты прорезиненных асфальтовых очень мелких частиц также могут быть распределены и суспендированы во втором асфальтовом слое 306. Таким образом, прорезиненные асфальтовые гранулы 304 могут использоваться в облегчении или улучшении соединения между различными слоями асфальта.

В другом варианте после того, как гранулы дорожного покрытия 304 были нанесены на первый слой 302 асфальтового дорожного покрытия, тяжелый каток 312 может быть использован для раздавливания или уплотнения прорезиненных асфальтовых гранул 304 в прорезиненный асфальтовый слой 314. Альтернативно, нагрев с или без каких-либо прокатывающих или уплотняющих устройств 312 может быть использован для разравнивания гранул 304 и/или образования соединительного слоя 314. Как таковой, после образования соединительного слоя 314 на него может быть нанесен второй слой 306 асфальтового дорожного покрытия. Таким образом, слой 314 гранул дорожного покрытия может использоваться в улучшении соединения между первым асфальтовым слоем 302 и вторым асфальтовым слоем 306. Несмотря на то, что показаны и описаны варианты способов адгезирования асфальтовых слоев вместе с гранулами дорожного покрытия, необходимо отметить, что могут быть осуществлены другие варианты таких способов в объеме настоящего изобретения.

VII. Асфальтовое дорожное покрытие

В одном варианте асфальтовые гранулы могут быть использованы для укладки асфальтового дорожного покрытия. Как таковые, гранулы могут быть нанесены на поверхность и нагреты так, чтобы образовать асфальтовое дорожное покрытие.

Что касается теперь фиг.6, схематическая диаграмма показывает варианты способа 400 нанесения дорожного покрытия для укладки асфальтового дорожного покрытия. Способ 400 нанесения дорожного покрытия может осуществляться на старом или новом слое 402 асфальтового дорожного покрытия или базовом слое заполнителя с формованием нового асфальтового дорожного покрытия. Слой 402 асфальтового дорожного покрытия может представлять собой старый слой асфальтового дорожного покрытия, который нуждается в верхнем слое или поверхностном слое, или новый слой, который нанесен недавно, или даже базовый слой без какого-либо асфальта. В любом случае прорезиненные гранулы 404 наносят поверх слоя 402.

Гранулы 404 могут быть нанесены на слой 402 рядом способов. Часть типичных способов содержит выгрузку гранул из котлов и разгребание или иным образом распределение отдельных гранул по существу равномерно поверх слоя 402. Альтернативно, гранулы 404 могут быть по существу равномерно разбросаны поверх слоя 402. Количество гранул 404 поверх данной поверхности может варьироваться от неплотного покрытия, где гранулы распределены без контактирования друг с другом, до плотного покрытия, где по существу все гранулы находятся в контакте друг с другом. При получении нового слоя предпочтительно, чтобы гранулы выгружались из котла так, чтобы образовать асфальтовый слой достаточной толщины.

В одном варианте после того, как гранулы 404 были нанесены на первый слой 402 асфальтового дорожного покрытия, слой жидкого асфальтового вяжущего 406 (или композиция асфальтового дорожного покрытия с или без заполнителя) может быть напылен или иным образом нанесен на гранулы 404 и первый асфальтовый слой 402. Как таковое, жидкое асфальтовое вяжущее 406 может покрыть прорезиненные гранулы 404 асфальтового дорожного покрытия и заполнить любые промежутки между ними. Кроме того, толщина слоя 406 жидкого асфальта может быть достаточно толстой для покрытия гранул 404 и первого асфальтового слоя 402.

Соответственно, жидкий асфальт может, по меньшей мере, частично расплавлять гранулы 404 и образовывать асфальтовый слой 407. Асфальтовый слой 407 может состоять из частей 408 гранул и частей 410 асфальтового вяжущего, причем те и другие могут быть смешаны так, что являются по существу неразличимыми. Как таковые, части 408 гранул могут придавать прорезиненную асфальтовую композицию асфальтовым частям 410, так что улучшают соединение между первым слоем 402 и вторым слоем 406. Кроме того, поскольку второй слой 406 обычно наносят в нагретой и жидкой форме, очень мелкие частицы также могут быть распределены и суспендированы во втором слое 406. Таким образом, гранулы 404 могут использоваться в облегчении или улучшении соединения между различными слоями асфальта или в получении хорошего асфальтового дорожного покрытия.

В другом варианте после того, как прорезиненные гранулы 404 были нанесены на первый слой 402 дорожного покрытия, тяжелый каток 412 может быть использован для раздавливания или уплотнения гранул 404 в асфальтовый слой 414. Заполнитель (не показано) также может быть нанесен с прорезиненными асфальтовыми гранулами перед прокатыванием. Альтернативно, нагрев с или без каких-либо прокатывающих или уплотняющих устройств 412 может быть использован для разравнивания гранул 404 и/или образования асфальтового слоя 414. Несмотря на то, что показаны и описаны варианты способов адгезирования асфальтовых слоев вместе или получения нового асфальтового дорожного покрытия с асфальтовыми гранулами, необходимо отметить, что могут быть осуществлены другие варианты таких способов в объеме настоящего изобретения.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Сердцевину асфальтовой гранулы получают с использованием дискового гранулятора и соответствующего способа. Кратко, питание очень мелких частиц подают к вращающемуся диску дискового гранулятора в количестве, которое обеспечивает формование гранул. Ожиженный асфальт сорта для дорожного покрытия подают затем по каплям и напыляют на очень мелкие частицы. Гранулы формуются при повторном контактировании капель асфальта с очень мелкими частицами, которые могут высыпаться из конца гранулятора при достижении адекватного размера. Предполагается, что средний размер гранул составляет 0,62 см.

Альтернативно, очень мелкие частицы являются пористыми в падающей завесе очень мелких частиц, и связующее напыляется на очень мелкие частицы с созданием гранул. Необязательно, чередующиеся образование тумана и покрытие воска могут создать оболочку и сердцевину асфальтовых гранул.

Пример 2

Ряд сердцевин гранул, имеющих различные составы, получают в соответствии с методикой примера 1 с минимальными изменениями. Кратко, различные композиции ожиженного прорезиненного связующего на основе асфальта вводят в очень мелкие частицы. Скорости подачи очень мелких частиц и/или связующего варьируют для того, чтобы изменять размеры гранул и композиции. Предполагаемые форма, размер (средний диаметр) и композиции гранул описаны в следующей таблице 1.

Пример 3

Ряд сердцевин гранул, имеющих различные составы, получают в соответствии с методикой примера 1 с минимальными изменениями. Кратко, различные композиции ожиженного связующего вводят по каплям и напыляют на очень мелкие частицы. Скорости подачи очень мелких частиц и/или связующего варьируют для того, чтобы изменять размеры гранул и композиции. Предполагаемые форма, размер (средний диаметр) и композиции гранул описаны в следующей таблице 2.

Пример 4

Гранулы получают, как описано в примере 1. Кратко, питание очень мелких частиц, объединенных с оксидом марганца, подводят к вращающемуся диску дискового гранулятора, и асфальт/ИРШ вводят по каплям. Гранулы формуются при контактировании связующего с очень мелкими частицами. Предполагается, что средний размер гранул будет 0,95 см с композицией из 90% асфальта/ИРШ, 0,5% оксида марганца и 9,5% очень мелких частиц.

Пример 5

Гранулы получают с использованием дискового гранулятора и соответствующего способа, как описано в примере 1. Кратко, питание очень мелких частиц, объединенных с оксидом марганца, подводят к вращающемуся диску дискового гранулятора, и ожиженный битум вводят по каплям. Гранулы формуются при контактировании битума с очень мелкими частицами. Предполагается, что средний размер гранул будет 1,27 см с композицией из 97% битума, 1% оксида марганца и 2% очень мелких частиц.

Пример 6

Ряд сердцевин гранул, имеющих различные составы, получают в соответствии с методикой примера 1 с минимальными изменениями. Кратко, различные композиции асфальта смешивают с очень мелкими частицами извести (гидроксид кальция и/или оксид кальция). Предполагаемые форма, размер (средний диаметр) и композиции гранул описаны в следующей таблице 3.

Настоящее изобретение может быть осуществлено в других специальных формах без отступления от его сущности или существенных характеристик. Описанные варианты должны рассматриваться во всех отношениях только как иллюстративные, а не ограничивающие. Объем изобретения поэтому определяется прилагаемой формулой изобретения в большей степени, чем приведенным выше описанием. Все изменения, которые делаются в смысле и интервале эквивалентности формуле изобретения, входят в ее объем.

Данная заявка имеет в качестве перекрестной ссылки патент США 7303623 от 20 мая 2005 года, озаглавленный «Гранулирование очень мелких частиц извести с асфальтулучшающими связующими и способы применения в получении асфальта», с William R. Bailey в качестве автора и заявку на патент США, имеющую серийный номер 11/932713 от 31 октября 2007 года, озаглавленную «Способ получения известьсодержащих гранул», с William R. Bailey в качестве автора, которые приводятся здесь в их полноте в качестве специальной ссылки.

Реферат

Изобретение относится к стабильным при хранении асфальтовым гранулам для дорожного покрытия, включающим сердцевину и оболочку, покрывающую сердцевину так, что гранула имеет максимальный размер от 1/16 до 2 дюймов, причем оболочка содержит водостойкий полимер или воск, или частицы, выбранные из неорганических частиц, частиц переработанного асфальтового покрытия и их комбинаций. Сердцевина может содержать (i) измельченную резиновую шину в количестве от 15 до 30 мас.% сердцевины и асфальт сорта для дорожного покрытия в количестве от 85 до 70 мас.% сердцевины или (ii) асфальт сорта для дорожного покрытия в количестве от 85 до 70 мас.% сердцевины, измельченную резиновую шину в количестве от 15 до 30 мас.% сердцевины, прореагировавшую и абсорбированную в асфальт сорта для дорожного покрытия, и неорганические частицы в количестве от 1 до 45 мас.% сердцевины. Изобретение также относится к способам получения указанных асфальтовых гранул и к асфальтовым смесям, полученным с использованием гранул. 8 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 табл., 6 пр.

Формула