[发明专利]沥青摊铺组合物和沥青摊铺方法

说明书

本申请是申请日为2006年8月30日的题为“沥青摊铺组合物和沥青摊铺方法”的中国专利申请No.200680037912.X的分案申请。

技术领域

本发明的领域通常涉及一种沥青摊铺组合物和一种沥青摊铺方法，并且尤其涉及一种含有泡沫润滑物质、沥青结合料、以及集料的组合的沥青摊铺组合物。

背景技术

利用沥青集料混合材料摊铺道路、车道、停车场等是众所周知的。通常，将包含碎石、砂砾、砂等的合适集料混合物在约270°F-370°F的高温下加热，并与同样热的诸如沥青基结合料(asphalt-based binder)(如沥青或沥青加上聚合物)的沥青结合料(bituminous binder)混合，直至集料颗粒被结合料包覆。在所述温度范围制备的摊铺混合经常被称作热拌(hot mix)。通常在远离摊铺现场进行混合，然后，将混合料运送至摊铺地点，并供给摊铺机。随后通常仍在高温下利用其他设备将通过摊铺机施加到路面的沥青和集料的混合料经压路机(roller)压实。最终通过冷却使所述压实的集料和沥青材料变硬。由于摊铺道路或商业停车场的材料用量大，需要考虑为得到适合拌和(mixing)与摊铺所需热量的成本。对于常用结合料，该结合料的热粘度特性将影响提供集料的充分包覆所需要的温度，以及对适合摊铺的环境条件的考虑。结果，设想出许多方法来优化集料包覆和摊铺粘结(pavement binding)，而将材料和/或方法的成本降至最低。

可以替代热拌法的有冷拌法，其中，将冷的且潮湿的集料，与热的或冷的结合料混合，该结合料可以是利用适合的表面活性剂将沥青分散在水中得到的乳化液或者是沥青与适合的碳氢化合物溶剂(称一些为例如石脑油、#1油、或#2油)的混合物(通常称作轻制沥青)。乳化的沥青颗粒包覆并与集料粘合，且水分蒸发后仍然存留。使用轻制沥青时，碳氢化合物溶剂以不同速率蒸发，这取决于溶剂的挥发性。不考虑溶剂的挥发性，随后的残留物将作为摊铺材料，其中该沥青组分随除去溶剂的时间而逐渐变硬或变稠。该结合料可以交替地起泡和与集料混合以提高包覆效力。尽管冷拌混合料比热拌混合料便宜，但冷拌混合料的质量通常不及热拌混合料，并且可能结合料的包覆性能也较差，结果导致较差的粘合压实性(cohesive compaction)和耐久性。另外，由于挥发性碳氢混合物溶剂的使用，轻制沥青混合料对环境有更大的影响。一些乳化液也利用除水之外的碳氢化合物溶剂来生产适合于具体应用的材料。

近来，为了试图结合热拌法与冷拌法的优点，报道了温拌法。在温拌法的一个实例中，使用了沥青结合料的“软”组分(在给定温度下具有比“硬”组分更低的粘度的组分)和“硬”组分(在给定温度下具有比“软”组分更高的粘度的组分)。该软组分在约110°F-265°F下被熔融并与集料混合，这取决于特定的软组分。然后将热的硬组分与温水混合以产生泡沫，该泡沫与热软组分/集料混合物混合以得到最终的包覆的摊铺材料。尽管温拌摊铺材料可以在比热拌材料更低的温度下摊铺，但温拌混和料的生产却需要一种比生产热拌混合料更广泛且复杂的方法。

尽管集料被包覆，但如果结合料与集料之间粘结不充分，则结合料可以从集料上脱离或“剥落”，引起材料不能保持充分压实并从而降低了路面的总强度。为帮助结合料与集料的粘合，可以用一种抗剥落化合物或材料(如表面活性剂)处理该集料或更通常地是处理沥青结合料，使其作为集料颗粒与沥青结合料之间的粘合剂以实质上减少结合料的脱离。

不考虑所使用的集料/结合料混合方法，包覆摊铺材料必需在运输期间或在摊铺机内时不会硬化在一起，或者不缺乏被压实到适合密度的能力。未充分包覆的集料材料，尽管易于混合和操作，但是可以导致摊铺材料不能保持压实，不能适当地支撑车辆通行，或不能很好地耐磨损和耐气候。

发明内容

本发明提供了一种合适用于初期建设的沥青摊铺的方法，该方法比传统热拌摊铺方法具有明显更低的拌和、摊铺、及压实温度(温度低30°F-80°F)，同时保持传统热拌摊铺的足够的硬化、密度、及耐久性性能。通常，本发明方法包括将可发泡润滑溶液注入热沥青结合料中以形成含有泡沫的沥青基混合物；将该混合物添加入热集料中；使用例如静态混合器进一步混合含泡沫的沥青结合料混合料与集料，以便包覆集料形成摊铺材料；将摊铺材料施加到待摊铺表面；然后将所施加的摊铺材料压实以形成铺设的表面。