Композиція для дорожнього покриття, її застосування для одержання холодного покриття для дорожнього будівництва та холодне покриття

1. Композиція для дорожнього покриття, що складається з: і) від 0,5 до 30 % мас. бітумної емульсії, що складається з a) від 0,1 до 3 % мас. амфотерної поверхневоактивної речовини, вибраної зі сполук формул (І) або (II) R3 C2 2 (19) 1 3 Винахід стосується до композиції для дорожнього покриття або бітумного покриття, що утворюється амфотерною поверхнево-активною речовиною, і її застосування в техніці дорожнього будівництва для одержання матеріалів для нових дорожніх покриттів, для зміцнення або технічного обслуговування старих дорожніх покриттів або їхнього місцевого ремонту. Бітумні емульсії традиційно використовують у дорожньому будівництві для застосування з різними цілями, при цьому їх наносять як окремо, наприклад, для створення шарів зчеплення, просочувальних шарів і для місцевого ремонту (ремонту ям, ремонту стиків, закладення тріщин), так і в поєднанні з гранулятами для пристрою поверхневої обробки дорожніх покриттів або для одержання холодних покриттів. Для кращого розуміння винаходу, є корисним дати такі визначення: - під бітумом розуміють бітум для дорожніх покриттів або будь-яку композицію на основі бітуму, що містить за необхідності один або декілька полімерів, і/або одну або декілька кислот або основ, і/або один або декілька емульгаторів, і/або один або декілька загусників, і/або один або декілька флюсів, і/або один або декілька пластифікаторів, і/або будь-які інші добавки, що дозволяють регулювати властивості композиції; - під бітумною емульсією розуміють водну дисперсію бітуму, що містить за необхідності одну або декілька добавок, і/або один або декілька емульгаторів, і/або один або декілька загусників, і/або один або декілька флюсів, і/або один або декілька пластифікаторів, і/або будь-які інші добавки, що дозволяють регулювати властивості емульсії; - під бітумним покриттям розуміють суміш відсортованих за розміром грануляту і бітуму, що містить за необхідності одну або декілька добавок, наприклад, органічні або мінеральні волокна, порошок гуми, що одержують, наприклад, при переробці зношених шин, і різні відходи (корд, поліолефіни і т.ін.), а також їхні суміші в будь-яких пропорціях; - під гранулятами розуміють грануляти різного походження, до ряду яких входять грануляти, які добувають у гірських або гравійних кар'єрах, вторинно перероблені продукти, такі як заповнювачі, що одержують при фрезеруванні старих дорожніх покриттів, відходи виробництва, матеріали, що одержують при утилізації будівельних конструкцій (уламки бетонних елементів і т.ін.), шлаки, сланці, штучні грануляти будь-якого походження, наприклад, шлаки, що одержують при спаленні побутового сміття (шлаки від спалення ТПВ), а також їхні суміші в будь-яких пропорціях; - під холодним покриттям розуміють будь-які суміші, що одержують змішуванням бітумної емульсії і сухих або вологих гранулятів за необхідності в присутності води, що додають у доповнення до води, що міститься в емульсії, і до води, що міститься в гранулятах, і добавок, якими можуть бути добавки, що традиційно використовуються в біту 95462 4 мних покриттях, а також і більш специфічні добавки, що передбачаються, зокрема, для регулювання руйнування емульсії, такі як, наприклад, руйнівники емульсій, які можуть бути вибрані, наприклад, із кислот або основ, мінеральні добавки, такі як гідравлічний цемент (портландцемент, пуцолани, магнезіальні цементи і т.ін.), вапняк або неорганічні солі, а також сповільнювачі тужавіння, якими можуть бути також неорганічні солі або органічні сполуки, такі як, наприклад, кислоти, основи або поверхнево-активні речовини, реагенти, такі як неорганічні і/або органічні фосфати, фосфонати, фосфінати і/або поліфосфати або кислоти для одержання згаданих солей. Згадані холодні покриття можуть бути одержані, наприклад, змішуванням у різних пропорціях бітумної емульсії і вологого або сухого грануляту. У загальному випадку суміш може містити в результаті від 0,1 до 30 масових частин бітуму на 100 частин сухого грануляту (тобто 0,1-30 частин на сто частин, що позначають %) і переважно в інтервалі від 2 до 15% відповідно до застосування. Невичерпуючим чином прикладами "холодного покриття" є "лите холодне покриття", "гравійноемульсійне покриття", "пористе або щільне холодне покриття", "холодні бітумні бетони" або також "покриття холодного рециклінгу". Холодне покриття призначається для доріг зі середньою інтенсивністю руху транспорту приблизно від 10 до 5000 важких вантажних автомобілів на добу протягом від декількох років до 30 років, залежно від його призначення і розташування в структурі дорожнього покриття (робочий шар, основний шар, оновлення профілю, зміцнення старого дорожнього покриття). Під литим холодним покриттям (ECF) розуміють матеріали для дорожніх покриттів, такі, як описані в інформаційному листі Служби технічних досліджень доріг і автострад (SETRA) Управління автомобільних доріг Міністерства інфраструктури (інформаційний лист за розділом "Дороги і дорожні споруди" № 102 "Литі холодні покриття" від червня 1997 року), такі як суміш "не висушених гранулятів, покритих бітумною емульсією і робіт, що використовуються на кінцевій стадії у вигляді дуже тонкого шару", або також у директивах, випущених у травні 2003 року організацією International Slurry Surfacing Association (Міжнародна асоціація з мінеральноемульсійних покриттів) (Аннаполіс, Меріленд, США), зокрема, у розділі 7 ("Recommended performance guidelines for emulsified asphalt slurry seal" (Рекомендації з пристрою мінеральноемульсійного покриття типу "сларі сил")) або в розділі 9 ("Recommended performance guidelines for micro-surfacing (Рекомендації з пристрою дорожнього покриття типу "мікросюрфейсинг"). Під ECF у даному описі розуміють будь-які варіанти продуктів такої технології, наприклад бітумні розчини (СВ), також описані в інформаційному листі згаданої служби SETRA. Вони містять, як правило і не обмежувальним чином, гранулят із максимальним розміром, що варіює в інтервалі від 2 до 20 мм, мінеральний скелет, що має за необ 5 хідності розриви суцільності, і мають залишковий вміст бітуму в інтервалі від 4 до 12%. Під холодним рециклінгом розуміють техніку бітумної емульсії, описану детально в різних публікаціях, наприклад, у керівництві "Recyclage des Chaussees" ("Рециклінг дорожніх покриттів"), опублікованому в 2003 році технічним комітетом 7/8 "Покриття автомобільних доріг" Постійної міжнародної асоціації Дорожніх конгресів (AIPCR), що знаходиться в Парижі. Інформаційні листи SETRA (інформаційні листи з розділу "Дороги і дорожні споруди" № 42 "Переробка дорожніх покриттів із застосуванням бітумної емульсії" від квітня 1988 року і № 42 "Переробка дорожніх покриттів із застосуванням бітумної емульсії" від квітня 1988 року) регламентують також спосіб переробки. Даний спосіб складається у фрезеруванні старого дорожнього покриття з метою застосування залишку фрезерування як грануляту для нового покриття з бітумною емульсією. Даний спосіб може бути здійснений як за місцем проведення робіт (місцевий рециклінг), так і на підприємстві по виробництву покриттів з додаванням за необхідності свіжих гранулятів у будь-якій пропорції і різних добавок. Серед добавок, прийнятних для використання, потрібно згадати, зокрема, такі, які можуть бути додані до будь-яких холодних покриттів, а також і більш специфічні добавки, такі, що називаються регенеруючими зв'язуючими, що дозволяють у суміші зі старим бітумом, що покриває залишок фрезерування, відновлювати бітум, близький за властивостями до терпкого, що використовується в нових дорожніх покриттях. Холодні покриття в загальному випадку вважаються менш якісними, ніж покриття, які називають "гарячими", в яких бітум розріджують при підвищеній температурі для подальшого змішування з гранулятом, внаслідок їх нижчих механічних властивостей, що визначає їхнє застосування в основному на дорогах із низькою інтенсивністю руху транспорту. Холодні покриття мають відомі переваги щодо екології в порівнянні з їх гарячими аналогами. Вони дозволяють передусім усунути стадію сушіння гранулятів, необхідну у разі гарячих покриттів, що дає істотну економію енергії, і до того ж зменшують шкоду, що наноситься атмосфері (викиди пилу і забруднюючих речовин, що виділяється при нагріванні). Вони дозволяють також усунути викиди димових газів, що виділяються при нагріванні бітуму для покриття і при його нанесенні, що зменшує шкоду, яка наноситься забруднюючими речовинами і робітникам, і жителям, що проживають у зоні здійснення робіт. Холодні покриття мають механічні властивості, що розвиваються у часі внаслідок руйнування емульсії, тобто при переході від початкового стану, в якому бітум диспергований у вигляді найдрібніших крапель у водній фазі (емульсія), до кінцевого стану, в якому бітум утворює плівку, що покриває гранулят. Це обумовлюється не тільки присутністю води, що підлягає видаленню, але також і комплексною взаємодією між емульсією і гранулятом. Як наслідок, для забезпечення тужавіння матеріалу іноді може вимагатися дуже вели 95462 6 кий час до поновлення руху транспорту, що викликає великі незручності для користувачів. Такі проблеми є ще більш відчутними при роботах у холодний час, коли час до поновлення руху транспорту може ставати надто великим, обумовлюючи навіть неможливість застосування таких технологій при роботах, що вимагають обмеження тривалості припинення експлуатації. Однак, емульсія, що руйнується безпосередньо при контакті з гранулятами, не може бути використана. Насправді ж, кінетика руйнування емульсії повинна забезпечувати можливість застосування покриття і, таким чином, забезпечувати достатнє легкоукладання покриття від моменту його виходу із змішувача до моменту укладання на дорозі. Час легкоукладання дуже залежить від вибраної системи виробництва/укладання. Наприклад, він, як правило, знаходиться в інтервалі від 30 с до 2 хвилин для машин по виробництву ECF, в яких продукт виходить безпосередньо зі змішувача, встановленого на самохідному шасі для безпосереднього живлення укладального пристрою, розміщеного позаду. Він становить декілька годин для холодних покриттів, що виготовляються на підприємстві з виробництва покриттів, розташованому далеко від місця укладання, при цьому транспортування здійснюється вантажними автомобілями. Час легкоукладання відповідає при цьому часові транспортування від підприємства по виробництву покриття до місця провадження робіт. Таким чином, холодне покриття повинно відповідати двом суперечливим вимогам: мати досить великий час руйнування емульсії, що дозволяє її застосовувати, і потім дуже швидко руйнуватися, дозволяючи швидко поновлювати рух транспорту. Такі суперечливі технічні умови ускладнюють складання холодного покриття і в загальному випадку змушують вдаватися до використання добавок, регулюючих руйнування. Бітумні емульсії містять у загальному випадку від 50 до 72% мас. бітуму, який може містити за необхідності одну або декілька добавок і присадку типу водного розчину, який може містити за необхідності один або декілька емульгаторів і/або добавок. Відомі катіонні емульсії, тобто одержані з емульгатором, що містить одну або декілька іонних груп, які несуть позитивний електричний заряд. Такі емульгатори вимагають у загальному випадку працювати в середовищі, підкисленому до значення рН, яке може знаходитися, як правило і необмежувальним чином, в інтервалі від 1,5 до 3. Також використовують аніонні емульсії, одержані з емульгатором, що містить одну або декілька іонних груп, які несуть негативний електричний заряд. Такі емульгатори вимагають у загальному випадку працювати в середовищі, підлужненому до значення рН, яке може знаходитися, як правило, в інтервалі від 10 до 12. Існують також емульсії на основі емульгаторів інших типів, таких як неіоногенні або амфотерні. Неіоногенні емульгатори не містять іонних груп, а амфотерні емульгатори містять і катіонні та аніонні групи залежно від умов. Такі емульгатори не застосовуються в холодних покриттях та їхнє використання обмежується деякими випадками дуже 7 95462 специфічного застосування, які чітко відрізняються і від галузі застосування даного винаходу і від композиції, що йому відповідає. Так, у патенті US 4209337 описуються емульсії на основі бетаїнів, що використовуються в суміші з цементними розчинами (масове співвідношення емульсія/цемент знаходиться в інтервалі від 0,3 до 2) для складання цементних бетонів, модифікованих бітумом. Такий тип застосування бітумних емульсій виходить за межі композиції і варіантів застосування, що передбачається даним винаходом і що призначається для холодних покриттів, в яких цемент є тільки можливою добавкою, для яких співвідношення емульсія/цемент перевищує 2. У патенті US 5928418 описуються композиції для дорожнього покриття, що містять бітумну емульсію, яка містить поверхнево-активну речовину в поєднанні з поліфенольною сполукою, зі сполукою, вибраною з полімерних аніонактивних диспергаторів і гідроксикарбонових кислот або їхніх водорозчинних солей, і зі сполукою, вибраною із сахаридів, цукрових або багатоатомних спиртів. У патентах US 5558702, US 5667576, US 5667577 і WO 96/30446 описуються суміші емульсії/заповнювачі, що містять заповнювачі, такі як волокна, глина, вапняк, пісок або суміші таких компонентів, що мають велику стабільність при виробництві складованих розчинів, що використовуються потім для робіт із гідроізоляції, наприклад, пандусів гаражів або паркінгів. Такі композиції не можуть бути віднесені до холодних покриттів, оскільки вони не мають типові пропорції, зберігаються протягом декількох місяців після виготовлення, тужавіють приблизно протягом декількох годин і не призначені для доріг з інтенсивним рухом транспорту. Завданням даного винаходу є розв'язання проблем описаних раніше композицій холодних покриттів попереднього рівня техніки шляхом пропонування складу емульсії, яка забезпечує швидше підвищення когезії, що значно зменшує час до поновлення руху транспорту при збереженні достатнього легкоукладання. Насправді, авторами даного винаходу несподіваним чином було знайдено, що включення бітумної емульсії на основі деяких амфотерних емульгаторів до складу холодного покриття забезпечує чудове регулювання реологічних властивостей покриття, зокрема його початкового легкоукладання, яке забезпечує легке укладання з подальшим швидким тужавінням, що гарантує швидке поновлення руху транспорту. Таким чином, об'єктом даного винаходу є композиція дорожнього покриття, в яку входять і) від 0,5 до 30% мас, переважно від 2 до 15% мас. бітумної емульсії, що містить а. від 0,1 до 3% мас, переважно від 0,5 до 1,5% мас. амфотерної поверхнево-активної речовини, вибраної зі сполук формул (І) або (II) R R1CO + NH R 2 N R4 R5 Y (I) 8 R5 R5 R1CO z z NH R 2 N (II) де - R1 являє собою аліфатичну, насичену або ненасичену, лінійну або розгалужену групу, що містить від 6 до 24 атомів вуглецю; - R2 являє собою аліфатичну, насичену або ненасичену, лінійну або розгалужену групу, що містить від 2 до 6 атомів вуглецю, причому принаймні один із таких атомів вуглецю за необхідності заміщений гідроксигрупою; - R3 і R4, що є однаковими або різними, являють собою аліфатичну, насичену або ненасичену, лінійну або розгалужену групу, що містить від 1 до 4 атомів вуглецю; - R5, що є однаковими або різними, являють собою аліфатичну, насичену або ненасичену, лінійну або розгалужену групу, що містить від 1 до 6 атомів вуглецю, причому принаймні один із таких атомів вуглецю за необхідності заміщений гідроксигрупою; - Y являє собою SO3 або СОО ; - Z, що є однаковими або різними, являють собою SO3 , COO або ОН; b. від 30 до 95% мас, переважно від 45 до 80% мас. бітуму; c. воду в кількості, достатній для доповнення емульсії (до 100%); іі) від 70 до 99,5% мас, переважно від 85 до 98% мас. грануляту; ііі) від 0 до 20% мас, переважно від 1 до 15% мас. загальної води. За даним винаходом під загальною водою розуміють загальний вміст води, що включає воду, яка вже міститься в емульсії, воду, що вже міститься в гранулятах, і воду, яку за необхідності додають (так звана "додаткова вода" або вода, що "вноситься "). У ролі аліфатичної, насиченої або ненасиченої, лінійної або розгалуженої групи, що містить від 1 до 24 атомів вуглецю і займає положення R1-R5, можна згадати, наприклад, радикали синтетичного походження: метил, гідроксиметил, етил, пропіл, ізопропіл, гідроксипропіл, пропеніл, ізопропеніл, бутил, ізобутил, пентил, ізопентил, гексил, гептил, октил, ноніл, деканоїл, додеканоїл, ізотридецил, і радикали природного походження: каприл, каприліл, лаурил, міристил, пальмітил, стеарил, бегеніл, олеїл, рицинолеїл, лінолеїл, ліноленіл, гадолеїл, еруцил або суміш даних радикалів. За переважним варіантом здійснення даного винаходу R1 являє собою суміш аліфатичних радикалів, що є похідними кокосової олії. За даним винаходом R2 являє собою переважно лінійну групу, що містить 3 насичених атоми вуглецю. За даним винаходом R3 і/або R4, і/або R5 являють собою переважно метил або етил. За даним винаходом амфотерна поверхневоактивна речовина може бути вибрана переважніше з кокоамідопропілбетаїну (CAS: 70851-07-9), 9 кокоамідопропілгідроксисультаїну (CAS: 70851-080) або кокоамфоацетату натрію (CAS: 68650-39-5). За переважним варіантом здійснення даного винаходу амфотерна поверхнево-активна речовина бітумної емульсії може являти собою суміш амфотерних поверхнево-активних речовин, радикали R1 яких являють собою аліфатичні радикали рослинного (кокос, пальма, олива) або тваринного походження. За іншим переважнішим варіантом здійснення даного винаходу композиція, крім того, може містити добавки. У такому випадку фахівець у даній галузі техніки повинен буде регулювати кількість різних інгредієнтів, при цьому додержуючи згадані раніше пропорції бітумної емульсії, гранулятів і води. За ще одним переважним варіантом здійснення даного винаходу композиція, крім того, може містити сповільнювач руйнування емульсії, який переважно може являти собою поверхневоактивну речовину, зокрема, поверхнево-активну речовину, що відповідає формулам (І) і/або (II). Така композиція дозволяє усунути використання кислот і/або основ у складі емульсій, що дозволяє уникати проблем безпеки на підприємствах, пов'язаних з їхнім застосуванням, і знижує ризики опіків або корозії, пов'язані із застосуванням кислотної або лужної емульсії. Такакомпозиція, крім того, має ту перевагу, що вона є малотоксичною для людини і малотоксичною для навколишнього середовища. Така композиція дозволяє також додавати до емульсії латекси будь-якого типу, тобто аніонактивні або катіонактивні латекси, з одержанням покриттів, модифікованих полімерами без дестабілізації емульсії. За даним винаходом бітум, що використовується в емульсії, може являти собою будь-який бітум для дорожніх покриттів. Бітумна емульсія за даним винаходом, крім того, може містити добавки будь-якого типу, які дозволяють регулювати властивості і в ряд яких входять загусники, регулятори тужавіння або солі, наприклад, хлориди кальцію, калію, натрію або будь-які інші солі кальцію, калію, натрію або магнію. Згадана емульсія також може являти собою бітумну емульсію, причому згаданий бітум може бути модифікований полімером, кислотою, основою, мінеральним або органічним наповнювачем або поверхнево-активною речовиною, що вводиться індивідуально або в комбінації. У такому випадку фахівець у даній галузі техніки повинен буде регулювати кількість різних інгредієнтів, при цьому додержуючи згадані раніше пропорції поверхнево-активних речовин і бітуму. Під полімером розуміють, як показові і необмежувальні приклади, співполімери стиролу і бутадієну в будь-яких пропорціях або співполімери тієї ж хімічної групи (ізопрен, натуральний каучук і т.ін.), за необхідності зшиті за місцем застосування, співполімери вінілацетату та етилену в будьяких пропорціях або співполімери тієї ж групи (бутилацетат, метилацетат і т.ін. і поліолефіни), порошок гуми, що одержується при переробці зношених шин, або також будь-які інші полімери, що 95462 10 традиційно застосовуються для модифікації бітумів, а також будь-які суміші таких полімерів. Як кислоту можна згадати, наприклад, фосфорну кислоту та її похідні, солі і складний ефір, соляну кислоту і будь-які кислоти або комбінації кислот. Як основу можна згадати органічні та неорганічні основи, такі як, наприклад, поліаміни, імідазоліни, піролідини, гідроксид натрію, гідроксид кальцію або також гідроксид калію. Під мінеральним або органічним заповнювачем розуміють, наприклад, цемент, вапняк, діоксид кремнію або газову сажу, органічні або мінеральні волокна. Як поверхнево-активну речовину, що модифікує бітум, можна згадати аніоноактивні, катіоноактивні, неіоногенні або амфотерні емульгатори. Згадана емульсія може бути виготовлена будь-якими прийнятними способами, зокрема, у колоїдному млині, статичному змішувачі або інверсією фаз. Об'єктом даного винаходу є також застосування композиції в суміші з гранулятами для одержання холодних покриттів, зокрема, для застосування в дорожньому будівництві. Так само, об'єктом винаходу є застосування композиції для одержання литого холодного покриття (ECF), холодного бітумного бетону (BBF), "гравійноемульсійної суміші", "пористого або щільного холодного покриття" і також для одержання покриття холодного рециклінгу. За іншим переважним варіантом здійснення даного винаходу суміш для холодного місцевого рециклінгу одержують на основі 100% залишку фрезерування, що одержують зі старого дорожнього покриття і що містить від 0,5 до 3% бітумної емульсії. За даним винаходом можуть бути одержані ефективним чином й інші холодні покриття. Можна згадати, як необмежувальний приклад, покриття для місцевого ремонту, які можуть бути виготовлені як вручну, так і в змішувачі, за необхідності змонтованому на мобільній системі, безпосередньо перед їхнім укладанням вручну або спеціальною машиною. Об'єктом даного винаходу є також лите холодне покриття, що складається з композиції за даним винаходом, причому згадане холодне покриття може являти собою, як необмежувальний приклад, лите холодне покриття (ECF), холодний бітумний бетон (BBF), "гравійно-емульсійну суміш", "пористе або щільне холодне покриття" або також покриття холодного рециклінгу. Інші характеристики даного винаходу можна з'ясувати при читанні прикладів, наведених далі тільки як ілюстрація, і які не обмежують даний винахід. Приклад 1 Одержання композиції литого холодного покриття для робочого шару дорожнього покриття, яку застосовують як у новому дорожньому покритті, так і для модернізації характеристик поверхні старих дорожніх покриттів Для порівняння використана традиційна емульсія за іспанськими технічними умовами ECL-2d, 11 95462 звана далі "емульсія 1", для одержання литого холодного покриття, яке відповідає ECF зі складом гранул 0/6 і стандартизована в Іспанії (покриття типу З LB-3). Вибраний гранулят постачається з Розмір сит (мм) LB-3 Прохід (%) 6,3 100 100 5 85-95 90 Стандарт Примітка Гранулят Емульсія Емульгатор Загальний вміст води Руйнівник емульсії (цемент) Сповільнювач Час збереження плинності Од. вим. % % % с кар'єру San Felices у Харо (Ріоха - Іспанія), а результати його ситового аналізу в порівнянні зі стандартизованим розподілом LB-3 наведені далі в таблиці. 2,5 65-90 75 Така емульсія, що виготовляється промисловим способом компанією Probisa на заводі в Бургосі, містить 62% бітуму Nynas 70/100, 0,35% катіонактивної поверхнево-активної речовини (жирний поліамін Asfier 208, що постачається компанією Као) і кислоту в кількості, достатній для одержання значення рН емульсії близько 3. Для регулювання часу руйнування емульсії потрібне одноразове застосування водного розчину гідрохлориду жирного поліаміну (розведеного до 13,5%), що називають далі сповільнювачем. Склади емульсії 1 і відповідній ECF (ECF 1) наведені далі. Емульсія 1 (масовий склад) Бітум Nynas 70/100 62,00 Asfier 208 0,35 Соляна кислота 0,30 Вода до 100 ECF 1 (масовий склад) Пісок 0/6 із кар'єру San Felices у Харо (Ріоха - Іспанія) 100,00 Вологість піску 0/6 2,60 Внесена вода 7,00 Сповільнювач 0,75 Емульсія 1 12,50 (залишковий вміст бітуму 7,7) Даний склад порівнювали з ідентичним складом, в якому бітумна емульсія була замінена емульсією 2, що містить у цьому випадку як амфотерний емульгатор заданим винаходом кокоамідопропілбетаїн (CAS: 70851-07-9). Емульсія 2 (масовий склад) Бітум Nynas 70/100 60,0 Кокоамідопропілбетаїн (CAS: 7085107-9) 0,8 Вода до 100 ECF 2 (масовий склад) Пісок 0/6 із кар'єру San Felices у Харо (Ріоха - Іспанія) 100,00 Вологість піску 0/6 4,40 12 1,25 45-70 60 0,63 30-50 40 0,32 18-35 25 0,16 10-25 17 0,08 7-15 9 Внесена вода 6,00 Сповільнювач 0,75 Емульсія 2 12,80 (залишковий вміст бітуму 7,7) Крім того, склад ECF 2 був змінений додаванням руйнівника емульсії (портландцемент) і також було проведене порівняння наведеного далі складу. ECF 3 (масовий склад) Пісок 0/6 із кар'єру San Felices у Харо (Ріоха - Іспанія) 100,00 Вологість піску 0/6 4,4 Внесена вода 7,00 Руйнівник емульсії (цемент) 0,5 Сповільнювач 1,8 Емульсія 2 12,8 (залишковий вміст бітуму 7,7) ECF оцінювали за випробуваннями композиції, що застосовується в Іспанії: час збереження плинності вимірювали вручну, когезію за Бенедиктом визначали згідно з випробуванням за стандартом EN 12274-4 через 10, 30 і 60 хв після змішування компонентів, зносостійкість визначали згідно з випробуванням за стандартом EN 12274-5 після дозрівання зразка (20 год при 60°С). Типові технічні характеристики складу такого типу: • час збереження плинності знаходиться в інтервалі від 30 до 45 с, що дозволяє здійснювати правильне укладання, яке оцінюється візуально, і регулювати склад (вміст сповільнювача руйнування емульсії і руйнівника емульсії); • когезія після закінчення 60 хв становить >2 Н·м, що забезпечує швидке підвищення когезії, що дозволяє відновити рух транспорту через короткий проміжок часу; • значення втрат при абразивному зносі скла2 дає менше 650 г/м , що гарантує хорошу механічну стійкість ECF. Результати, одержані для трьох складів ECF, зведені в наведеній далі таблиці. ECF 1 ECF 2 ECF 3 Порівняння за даним винаходом за даним винаходом San Felices San Felices San Felices 1 2 2 Поліамін Кокоамідопропілбетаїн Кокоамідопропілбетаїн 10,4 10,4 11,4 0 0 0,5 0,75 0,75 1,8 35 45 45 13 Когезія за Бенедиктом через 10 хв Когезія за Бенедиктом через 30 хв Когезія за Бенедиктом через 60 хв Зносостійкість 95462 14 EN 12274-4 Н·м 1,5 1,7 1,9 EN 12274-4 Н·м 1,7 2,1 2,3 EN 12274-4 Н·м 2,0 2,4 2,6 EN 12274-5 2 28 59 26 г/м Із таблиці чітко видно, що ECF 2 і 3 на основі емульсії за даним винаходом дозволяють одержувати результати, еквівалентні до результатів для порівняльної суміші (ECF 1) за абразивним зносом і часом збереження початкової плинності, і кращі результати за когезією за Бенедиктом, причому значення 2 Н-м долається через 30 хв, тобто виграш за часом поновлення руху транспорту складає біля ЗО хв стосовно порівняльної суміші. Приклад 2 Одержання іншої композиції литого холодного покриття для робочого шару дорожнього покриття, яку застосовують як у новому дорожньому покритті, так і для модернізації характеристик поверхні старих дорожніх покриттів Склад ECF 1 за попереднім прикладом порівнювали з іншим ідентичним складом ECF, в якому бітумна емульсія була замінена емульсією 3, що містить як інший амфотерний емульгатор за даним винаходом кокоамідопропілгідроксисультаїн (CAS: 70851-08-0). Емульсія 3 (масовий склад) Бітум Nynas 70/100 59,5 Кокоамідопропілгідроксисультаїн (CAS: 70851-08-0) 0,4 Вода до 100 ECF 4 (масовий склад) Пісок 0/6 із кар'єру San Felices у Харо (Ріоха - Іспанія) 100,0 Стандарт Вологість піску 0/6 4,4 Внесена вода 6,0 Сповільнювач 0,8 Емульсія 3 12,9 (залишковий вміст бітуму 7,7) Крім того, склад ECF був змінений додаванням невеликої кількості портландцементу, діючого як традиційний руйнівник емульсії, і також було проведено порівняння наведеного далі складу. ECF 5 (масовий склад) Пісок 0/6 із кар'єру San Felices у Харо (Ріоха - Іспанія) 100,0 Вологість піску 0/6 4,4 Внесена вода 7,0 Руйнівник емульсії (цемент) 0,5 Сповільнювач 1,3 Емульсія 3 12,9 (залишковий зміст бітуму 7,7) Так само, як і в прикладі 1, ECF оцінювали за випробуваннями композиції, що застосовується в Іспанії: час збереження плинності вимірювали вручну, когезію за Бенедиктом визначали згідно з випробуванням за стандартом EN 12274-4 через 10, 30 і 60 хв після змішування компонентів, зносостійкість визначали згідно з випробуванням за стандартом EN 12274-5 після дозрівання зразка протягом 20 годин при 60°С. Результати, одержані для трьох складів ECF, зведені в наведеній далі таблиці. Од. вим. ECF 1 Примітка Порівняння Гранулят Емульсія San Felices 1 Емульгатор Поліамін % % % с Н·м Н·м Н·м 2 г/м 10,4 0 0,75 35 1,5 1,7 2,0 28 Загальний вміст води Руйнівник емульсії (цемент) Сповільнювач Час збереження плинності Когезія за Бенедиктом через 10 хв Когезія за Бенедиктом через 30 хв Когезія за Бенедиктом через 60 хв Зносостійкість EN 12274-4 EN 12274-4 EN 12274-4 EN 12274-5 Із таблиці чітко видно, що ECF 4 і 5 на основі амфотерної емульсії за даним винаходом дозволяють одержувати результати, еквівалентні результатам для порівняльного зразка (ECF 1) за абразивним зносом і часом збереження початкової плинності, і кращі результати за когезією за Бенедиктом, причому значення 2 Нм долається через 30 хв (ECF 5), а для ECF 4 навіть через 10 хв, тоб ECF 4 ECF 5 за даним за даним винаходом винаходом San Felices San Felices 3 3 КокоамідоКокоамідопропілгідрокси- пропілгідроксисультаїн сультаїн 10,4 11,4 0 0,5 0,8 1,3 30 ЗО 2,0 1,9 2,4 2,3 2,7 2,6 20 110 то виграш за часом поновлення руху транспорту складає приблизно від ЗО до 50 хв стосовно порівняльного зразка. Приклад 3 Одержання іншої композиції литого холодного покриття для робочого шару дорожнього покриття, застосовної як у новому дорожньому покритті, так і 15 95462 для модернізації характеристик поверхні старих дорожніх покриттів Склад ECF 5 за попереднім прикладом був повторюваний з іншим гранулятом - піском зі складом гранул 0/6 з кар'єру Bureba (провінція Бургос). Такий склад відповідає також ECF, що регламентується іспанськими технічними умовами LB-3. Була використана емульсія 3 за попереднім прикладом. ECF 6 (масовий склад) Пісок 0/6 із кар'єру La Bureba (Бургос - Іспанія) 100,00 Вологість піску 0/6 3,30 Внесена вода 7,00 Руйнівник емульсії (цемент) 0,50 Стандарт Сповільнювач 1,55 Емульсія 3 12,90 (залишковий зміст бітуму 7,7) Так само, як і в прикладах 1 і 2, ECF оцінювали за випробуваннями композиції, що застосовується в Іспанії: час збереження плинності вимірювали вручну, когезію за Бенедиктом визначали згідно з випробуванням за стандартом EN 12274-4 через 10, 30 і 60 хв після змішування компонентів, зносостійкість визначали згідно з випробуванням за стандартом EN 12274-5 після дозрівання зразка протягом 20 годин при 60°С. Одержані результати, що порівнюються з результатами для складів ECF 1 і 5, зведені в наведеній далі таблиці. Од. вим. Примітка Гранулят Емульсія Емульгатор Загальний вміст води Руйнівник емульсії (цемент) Сповільнювач Час збереження плинності Когезія за Бенедиктом через 10 хв Когезія за Бенедиктом через 30 хв Когезія за Бенедиктом через 60 хв Зносостійкість % % EN 12274-4 EN 12274-4 EN 12274-4 EN 12274-5 Із таблиці чітко видно, що ECF 6 на основі амфотерної емульсії за даним винаходом і грануляту з кар'єру La Bureba дозволяє одержувати результати, еквівалентні до результатів для порівняльного зразка (ECF 1) і суміші з гранулятом із кар'єру San Felices за абразивним зносом і часом збереження початкової плинності, і кращі результати за когезією за Бенедиктом, причому значення 2 Н-м долається через 10 хв, тобто виграш за часом поновлення руху транспорту складає біля 50 хв стосовно порівняльного зразка. Приклад 4 Одержання покриття холодного рециклінгу, що використовується як основний шар Порівняльна емульсія 3 була виготовлена з комерційно доступним емульгатором Asfier 218, що постачається компанією Као, і бітумом, що постачається нафтопереробним заводом Petrogal de Sines у Португалії. Дану емульсію порівнювали з емульсіями 4 і 5, одержаними за даним винаходом, при цьому емульсія 4 містила як інший емульгатор за даним винаходом кокоамфоацетат (CAS: 68650-39-5), а емульсія 5 була виготовлена з емульгатором кокоамідопропілбетаином за прикладом 1. Розмір сит (мм) Прохід (%) 25 100 20 95,5 12,5 82 16 % 3 Н·м Н·м Н·м 2 г/м ECF 1 ECF 5 ECF 6 за даним за даним Порівняння винаходом винаходом San Felices San Felices La Bureba 1 3 3 КокоамідоКокоамідоПоліамін пропілгідрокси- пропілгідроксисультаїн сультаїн 10,4 11,4 10,3 0 0,5 0,5 0,75 35 1,5 1,7 2,0 28 1,3 30 1,9 2,3 2,6 110 1,55 35 2,1 2,3 2,6 211 Відповідно були одержані наведені далі склади. Емульсія 4 (масовий склад) Бітум Petrogal 70/100 Asfier218 Соляна кислота Вода Емульсія 5 (масовий склад) Бітум Petrogal 70/100 Кокоамфоацетат (CAS: 68650-39-5) Вода Емульсія 6 (масовий склад) 59,5 0,6 0,4 до 100 60,0 0,6 до 100 Бітум Petrogal 70/100 59,5 Кокоамідопропілбетаїн (CAS: 7085107-9) 0,6 Вода до 100 Такі емульсії були використані із заповнювачем, що регламентується французьким стандартом ХР Р98-135, і одержаним при фрезеруванні верхнього шару старого дорожнього покриття товщиною 10 см на магістралі А-494 у провінції Гуельва (Андалузія - Іспанія). Заповнювач містить 3,6% старого бітуму. Гранулометричний розподіл необробленого сфрезерованого заповнювача наведений далі в таблиці. 8 57 4 29 2 14 0,5 1 0,25 0,4 0,063 0,1 17 95462 Заповнювач змішували в лабораторному змішувачі з 3,3% (щодо сухої фрезерної крихти) емульсії із загальним вмістом води 4,5% і 0,5% руйнівника емульсії (цементу) з одержанням наведених далі покриттів для рециклінгу. Покриття 1 Заповнювач 100 мас. частин Емульсія 4 3,3 Руйнівник емульсії (цемент) 0,5 Внесена вода 2,0 Покриття 2 Заповнювач 100 мас. частин Емульсія 4 3,3 Руйнівник емульсії (цемент) 0,5 Внесена вода 2,0 Покриття 3 Заповнювач 100 мас. частин Стандарт 18 Емульсія 5 2,5 Руйнівник емульсії (цемент) 0,5 Внесена вода 2,0 Механічні випробування здійснювали відповідно до стандарту ASTM D 1075, значення межі міцності при стисненні при температурі навколишнього середовища (R) і межі міцності при стисненні при температурі навколишнього середовища після занурення протягом 24 год у воду при 60°С (г) наведені далі в таблиці. Крім того, результати виражені у вигляді відносної величини залишкової межі міцності (відношення r/R). Для кількісної оцінки підвищення когезії, стосовно якої відсутня стандартна процедура, також вимірювали межу міцності при стисненні при температурі навколишнього середовища після закінчення 1 дня. Емульсія Емульсія Руйнівник емульсії R (через 1 день при tнавк. середовища) R (через 7 днів при tнавк. середовища) r (через 7 днів після занурення) ASTMD 1075 ASTMD 1075 Од. вим. Покриття 1 Порівняння Тип емульсії % % МПа МПа r/R Із результатів випливає, що покриття, одержані за даним винаходом, дають результати, дуже близькі до результатів для порівняльного зразка і дозволяють застосовувати такі емульсії для такого призначення. Наприклад, стандарти Андалузії для холодного рециклінгу регламентують наступні мінімальні значення показників для місцевого рециклінгу з емульсією при інтенсивності руху транспорту кла Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Емульсія 4 2,5 0,5 2,1 4,3 Покриття 2 за даним винаходом Емульсія 5 2,5 0,5 2,4 4,7 Покриття 3 за даним винаходом Емульсія 6 2,5 0,5 2,3 4,4 МПа 3,3 3,2 3,3 % Примітка 75,5 68,8 73,6 су ТЗ (в інтервалі від 100 до 200 важких вантажних автомобілів на добу): R>2,5, r>2,0 і r/R>60%, які без ускладнень одержані для кожного з досліджуваних складів. Більше того покриття за даним винаходом показують через 1 день межу міцності при стисненні більше, ніж порівняльний зразок, демонструючи більш швидке підвищення когезії. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601