專利名稱：生產(chǎn)、特別是通過冷法生產(chǎn)瀝青混合物的方法,以及通過所述方法獲得的瀝青混合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)用于表面層、底層或基層的涂敷顆粒筑路材料的方法，以及通過實現(xiàn)所述方法獲得的筑路材料。更具體地說涉及一種生產(chǎn)被稱為涂敷石屑的包括有機粘結(jié)劑和無機粘結(jié)劑的材料的冷加工方法。
道路的每個面層(course)主要由骨料(aggregates)組成，其功能是形成能承受來自交通工具的應(yīng)力的固體骨架，以及至少一種粘結(jié)這種骨架的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑的選擇決定了面層的特性。
選擇粘結(jié)劑和骨料的困難來自于在道路的每個面層中存在著補充和對抗的需求，分別涉及為了獲得耐用的結(jié)果所不可缺少的路面的剛性和柔性在表面層的情況中，對車轍(rutting)和蠕變(creep)的抵抗性，以及柔韌性，對用戶的舒適度；車輛的把持性，對表面層骨料的剝脫和損失抵抗性；在結(jié)構(gòu)層(基層或底層)的情況中，承受負載的能力和拉伸強度，以及變形能力；以及在所有情況中，抗疲勞和裂紋、緊密性、粘結(jié)力、均勻性、耐用性、防水性、制造和處理操作(混合、運輸、鋪路、壓緊等)期間材料的可使用性。
已知稱作涂敷石屑的筑路材料首先是以瀝青粘結(jié)劑或者多種粘結(jié)劑為基礎(chǔ)。這種瀝青涂敷石屑具有相對高的變形能力，并因此具有較大抗裂紋能力的優(yōu)點，但是損害了其剛性。生產(chǎn)這種材料的兩種主要技術(shù)是熱涂敷的瀝青涂敷石屑技術(shù)和冷涂敷的瀝青涂敷石屑技術(shù)。
熱技術(shù)，特別是用純?yōu)r青涂敷的熱技術(shù)，是極佳控制的并且使其可以獲得具有良好機械特性和其它性質(zhì)的穩(wěn)定混合物，例如具有瀝青的粘合性、防水性、柔韌性、涂敷石屑的舒適和緊密性(結(jié)構(gòu))。但是，獲得這種性能是以高能量消耗為代價的并且具有非常受限的施用方法(所用材料和所使用操作方法的復雜性)，而且會損害環(huán)境(水的高度危險和空氣污染等)以及生產(chǎn)涉及的和鋪敷這些涂敷石屑(從140℃至170℃的高溫材料、煙氣、高瀝青含量等)的人員的安全。另外，還具有某些弱點所得的道路表面層對來自交通工具的應(yīng)力比較敏感(泌漿現(xiàn)象、表面層骨料的損失、剝離和蠕變)，這會導致需要更大的技巧來尋找瀝青(聚合物改性)、添加劑和骨料，導致對經(jīng)濟上的損害降低的資源可利用性(因此增加成本)；瀝青的老化。
長期以來，冷技術(shù)包括在非常流體化的無水粘結(jié)劑的輔助下涂敷骨料，粘結(jié)劑通?；谳p制瀝青，以及來自煤瀝青蒸餾的焦油或者油。最近，這些無水粘結(jié)劑已經(jīng)被瀝青乳液(基本上是水和乳化劑的連續(xù)水相，乳化劑中在石油溶劑的輔助下分散了包括純?yōu)r青或軟質(zhì)瀝青或輕制瀝青的瀝青相的細顆粒)所代替。在熱技術(shù)之前使用的，但是很快被這些技術(shù)所取代的冷技術(shù)具有下面的缺點涂敷的石屑在早期強度低，因為隨意釋放過量的水和/或所用溶劑或助熔劑熔(通常是芳香烴)的緩慢蒸發(fā)；在繁忙的交通下道路的機械性質(zhì)不足；不均勻的結(jié)果。為此，使用冷技術(shù)目前局限于在小規(guī)模的緊急修復(孔洞、坑洞、坑道的臨時填充等)，以及輕交通下的道路表面。這些技術(shù)很少使用，因而控制不好。但是，這些技術(shù)也具有許多優(yōu)點，特別是當其使用瀝青乳液時施用簡單、使用靈活、容易在環(huán)境溫度下處理，以及涂敷石屑粗糙的性質(zhì)、低成本和尊重環(huán)境。
由于對環(huán)境的日益關(guān)注，最近已經(jīng)看出需要更新冷技術(shù)。也已經(jīng)建議了試圖抵消這些技術(shù)某些缺點的方法。因此，為了獲得可以儲存并打算隨后在用硬陽離子瀝青乳液(高粘度)，即熔化或輕制瀝青涂敷期間或結(jié)束后與2/D或4/D骨料混合的中間材料，F(xiàn)R 2 623 219旨在通過提供以下方法解決儲存涂敷石屑問題，該方法由用軟瀝青(非常低粘度)的慢破乳(slow-break)陽離子乳液預(yù)先涂敷細的0/2或0/4成分，所述方法可以儲存獲得的最終材料。從降低生產(chǎn)成本考慮，EP 781887建議簡化前面的過程，特別是通過如下方法消除陳化或儲存中間材料的步驟向180/220的含有純的25/35等級瀝青(硬瀝青)的第一介質(zhì)中度破乳乳液，或者輕制瀝青的攪拌機中引入粗的2/D成分，然后添加細的0/2至0/6成分，接著通過混合第一乳液與含水陽離子試劑混合獲得低粘度的第二穩(wěn)定(慢破乳)乳液。另外，從提高瀝青涂敷石屑的剛性考慮，US 5,582,639旨在可以使用硬瀝青的乳液(為了防止涂敷石屑的“洗去”問題，在運輸并鋪敷涂敷的石屑之前必須破乳)，同時保持涂敷石屑具有軟瀝青乳液(由于涂敷石屑給出低的剛性，因而只能用于輕交通下的道路表面)的可使用性。US 5,582,639假定只要細成分不與硬瀝青結(jié)合，并且石頭(或砂礫)沒有或者仍沒有被硬瀝青涂敷，混合物保持容易操作，因此提供了一種方法，根據(jù)該方法，通過純?yōu)r青的第一快速破乳乳液事先涂敷石頭，然后在第一乳液已經(jīng)被破乳后，向混合物以及在過程結(jié)束時破乳的軟瀝青第二乳液中添加細的成分。根據(jù)該專利的教導，在已經(jīng)鋪敷了涂敷石屑后，包封石頭的硬瀝青(高粘度)和形成中等粘度粘結(jié)劑的軟瀝青之間會發(fā)生遷移。但是，通過這些不同的冷加工方法獲得的涂敷石屑的剛性和抗疲勞性仍然不足以使其能應(yīng)用于繁忙交通情況的表面層。另外，這些方法不能顯著降低瀝青粘結(jié)劑的消耗。但是，由于明顯的經(jīng)濟和生態(tài)學原因，所述目標是優(yōu)先考慮的。
其次，筑路材料公知是以水硬性粘結(jié)劑或多種粘結(jié)劑為基礎(chǔ)的。水硬性材料高的剛性在構(gòu)成其主要品質(zhì)(為此對于生產(chǎn)底層或者基層，它們是優(yōu)選的)的同時，也是它們主要的缺點高的剛性模量一方面導致當這些材料用于表面層時缺乏舒適和緊密性；另一方面在動態(tài)交通應(yīng)力的作用下會出現(xiàn)疲勞裂縫(斷裂)。此外，粘結(jié)劑固有的水硬性收縮及熱收縮的現(xiàn)象也會造成裂縫。另一方面，它們對溫度的不敏感使阻止了它們發(fā)生涂敷石屑所遭遇的蠕變和車轍現(xiàn)象(瀝青實際上對溫度變化敏感由于剛性增加當冷卻時脆裂，當熱時它們變得過軟)。
考慮瀝青涂敷石屑和水硬性材料的各自性質(zhì)和缺點，最近已經(jīng)發(fā)展了一種稱作混合技術(shù)的技術(shù)，其中在同種材料中水硬性粘結(jié)劑或多種粘結(jié)劑與瀝青粘結(jié)劑或多種粘結(jié)劑混合。這些混合技術(shù)試圖滿足對道路表面的相反和不相容的需求，例如一方面是一般由瀝青粘結(jié)劑提供的少裂縫、柔韌性、舒適、抗疲勞、抗剝脫和表面骨料的損失，另一方面是一般由水硬性粘結(jié)劑提供的承載能力、低變形性、抗蠕變和車轍。
因此，EP 545 740描述了一種用于顆粒材料的二次冷處理方法，根據(jù)該方法由顆粒材料(例如0/20)和其中包含適當表面活性劑的第一水硬性或瀝青粘結(jié)劑，優(yōu)選水硬性粘結(jié)劑來制備預(yù)混物。該預(yù)混物被轉(zhuǎn)移到攪拌機上，并在其中加入第二瀝青或水硬性粘結(jié)劑，優(yōu)選是瀝青粘結(jié)劑。EP 535 282描述了一種復合粘結(jié)劑，其包括瀝青粘結(jié)劑的含水乳液、水硬性粘結(jié)劑、以及打算控制水硬性粘結(jié)劑固化速率以獲得粘度低達1Pa·s的液態(tài)產(chǎn)物的混合物。FR 2 705 662描述了一種由礦物骨架(例如0/20)結(jié)合粘結(jié)劑形成的冷涂敷的石屑，所述粘結(jié)劑通過混合水硬性粘結(jié)劑和包含用短鏈胺處理的瀝青、一種或多種陽離子表面活性劑、以及一種或多種酸的瀝青粘結(jié)劑而得到。FR 2 352763描述了一種生產(chǎn)僅用于道路表面層的半剛性涂層的方法，其中由砂子、水泥和瀝青乳液組成的柔性混合砂漿與富有空穴的支撐瀝青骨架(粗顆粒和焦油、瀝青或瀝青粘結(jié)劑的混合物)混合。
混合技術(shù)無疑提供了鼓勵的結(jié)果，但仍是令人不滿意的和不一致的。所獲得的涂敷石屑根據(jù)所使用的量或者屬于水硬性材料，其柔韌性得到改善，但盡管這樣其柔韌性仍是不足的并且無法與瀝青涂敷的石屑相比，或者屬于瀝青涂敷的石屑，其 剛性增加，但對于某些用途仍然還是較低。另外，似乎在兩種粘結(jié)劑各自的效果之間得到了部分“補償”，這使之必須維持仍然很高的粘結(jié)劑比例，并且解釋了為什么混合技術(shù)的發(fā)展目前還不能在所用的粘結(jié)劑量下使其實現(xiàn)巨大的經(jīng)濟效益。仍然需要設(shè)計并建立簡單的并且是經(jīng)濟的容易控制的生產(chǎn)方案，從而可以想象一般性地系統(tǒng)地使用這些技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是提供一種基于水硬性粘結(jié)劑或多種粘結(jié)劑，或者另一種無機粘結(jié)劑或多種粘結(jié)劑，以及瀝青粘結(jié)劑或多種粘結(jié)劑或者另一種有機粘結(jié)劑或多種粘結(jié)劑生產(chǎn)涂敷的顆粒筑路材料的方法，該方法是簡單且經(jīng)濟的，并且導致所獲得的涂敷石屑具有提高的機械特性。
具體地說，本發(fā)明的一方面是提供具有適當柔韌性、更好的抗裂縫、抗疲勞及抗表面骨料損失的性質(zhì)，同時增加承載能力、強度及抗剝脫和蠕變性的道路用涂敷石屑。
本發(fā)明的另一方面是提供一種可以獲得根據(jù)所用的比例用于基層、底層或者表面層的筑路材料。
本發(fā)明的另一方面是提供一種具體地說使用瀝青乳液(使用的簡單性、靈活性，經(jīng)濟性和環(huán)境保護)生產(chǎn)涂敷石屑的冷法，其保留了冷涂敷技術(shù)的優(yōu)點，并且結(jié)合了使用純?yōu)r青的熱涂敷技術(shù)(所得涂敷的石屑具有防水性、粘合性、柔韌性、舒適、粗糙、能夠直接承受交通和良好的機械特性)。本發(fā)明的目標還提供一種具有高度可使用性的筑路材料。
本發(fā)明的另一個目標是提供一種尊重環(huán)境的方法，為了實現(xiàn)經(jīng)濟性，其使用減少量的粘結(jié)劑(無機和有機)，從而保護環(huán)境并且保證人員安全。
最后，本發(fā)明關(guān)注使用至少一種有機粘結(jié)劑和至少一種無機粘結(jié)劑生產(chǎn)涂敷的顆粒筑路材料的方法，其中一使用至少兩種不同的顆粒成分，第一種成分稱為粗顆粒成分，由中等和/或粗骨料組成，并且第二種成分稱為細顆粒成分，由細骨料組成；一粗顆粒成分的骨料用有機粘結(jié)劑涂敷，從而形成第一相，稱作有機粗相，術(shù)語“涂敷”意指混合骨料和粘結(jié)劑，直至每個骨料至少部分、并且優(yōu)選全部由有機粘結(jié)劑膜包封；一細顆粒成分的骨料與無機粘結(jié)劑混合，并且補加一些水，從而形成第二相，稱作無機細相；一混合所述有機粗相和無機細相，得到容易鋪敷或儲存的材料。應(yīng)當注意只要無機材料沒有凝固，無機細相和所得的材料可以被儲存和/或加工(并且特別是對于最終材料，在要覆蓋并壓緊的地面上運輸并鋪敷)。在延長材料或所述無機細相儲存的情況中，可以有利地向無機粘結(jié)劑中或者向無機細相中添加用于無機材料的緩凝劑。應(yīng)當注意在與無機相混合前有機相也可以被儲存。
因此，本發(fā)明包括單獨制備有機粗相和無機細相，然后將其混合到一起。所以在兩相混合時，有機粘結(jié)劑已在砂礫上面凝固(下文中術(shù)語“砂礫(gravel)”指粗顆粒成分的骨料)，從而有機粘結(jié)劑不會被無機細相(砂漿)“吸收”或者僅輕微地吸收。根據(jù)基本原則，本發(fā)明人相信無機粘結(jié)劑凝固導致填充涂敷砂礫之間空隙的硬化砂漿(細骨料+無機粘結(jié)劑)團塊的形成，以至于兩種粘結(jié)劑不會混合(與US 5,582,639尋求的效果、EP 535 282或FR 2 705 662或FR 2 352 763中混合技術(shù)的基本原理，以及所有先前方法提供的結(jié)果相反)。無機細相和有機粗相共存并且合作，而不會混合到一起，通過粘附到粗相的砂礫上并且僅非常輕微地滲入細相的硬化砂漿團塊中，從而抓緊它們的柔性有機膜(例如瀝青膜)而彼此粘連。但是，應(yīng)當指出砂漿團塊輕微地浸漬有機粘結(jié)劑是可取的，并且可用過量的有機粘結(jié)劑獲得，下面將進一步解釋原因。
在此情況下，由砂礫和硬化砂漿骨料獲得特別致密的無機骨架，其粘結(jié)力由柔性的有機粘結(jié)劑提供。所得的材料同時表現(xiàn)出令人驚訝的剛性和柔韌性。無機骨架的密度(非常低的空隙百分數(shù)，砂礫之間的空隙用砂漿填充)和硬化砂漿團塊(其剛性模量是非常高的)的存在提供了剛性、承載能力和抗剝脫性。形成無機骨架的緊密組裝體(砂礫和砂漿團塊)例如通過來自有機膜的連接(轉(zhuǎn)環(huán)(swivel)效應(yīng))而彈性粘接，這就賦予所得的材料粘結(jié)性、柔韌性、可變形性和抗疲勞性、不會發(fā)生裂縫，并且根據(jù)其粒度表現(xiàn)出對溫度變化低的敏感性。每種相完全起著其天然的作用，而不具有通過存在其它粘結(jié)劑而降低或者取消每種粘結(jié)劑的作用。
有機粘結(jié)劑的質(zhì)量根據(jù)材料的目的和所用骨料的性質(zhì)來調(diào)節(jié)，從而在根據(jù)其性質(zhì)考慮道路的種類、約束等情況下獲得面層特定的特性。應(yīng)該充分地使粗和/或中等骨料被涂敷并且使它們結(jié)合在一起，成為硬化砂漿團塊，以及保證混合物的可使用性，并且賦予最終混合物所需質(zhì)量的柔韌性、彈性、防水性和抗疲勞、裂縫和表面骨料損失性質(zhì)。所述用量應(yīng)該同時減小到最少，從而避免再次軟化和滲出的危險。本發(fā)明人已經(jīng)表明根據(jù)本發(fā)明的方法可以顯著并且驚人地降低有機粘結(jié)劑的用量。
當材料打算用來生產(chǎn)表面層時，可以使用過量的有機粘結(jié)劑，以便在壓緊鋪敷在待覆蓋的路面上方的材料期間，在硬化過程中使有機粘結(jié)劑滲入砂漿團塊中(在無機細相內(nèi)部由表面向硬化砂漿團塊中心產(chǎn)生剛性梯度)。滲入有助于粘結(jié)砂礫與表面層表面上的團塊，從而在通行時提高對表面骨料損失抵抗性，并且有助于任何破裂的自修復，以及抗裂縫性。
當材料用來生產(chǎn)結(jié)構(gòu)層時，也可使用輕微過量(低于前述量)的有機粘結(jié)劑，以便在壓緊鋪敷在待覆蓋的路面上方的材料期間，在硬化過程中使有機粘結(jié)劑略微滲入砂漿團塊中，略微滲入有助于任何破裂的自修復，以及抗裂縫性。
應(yīng)當指出粗顆粒成分可以被熱涂敷。有利地且根據(jù)本發(fā)明，通過冷法涂敷，即在環(huán)境溫度下通過有機粘結(jié)劑來涂敷。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，所用的顆粒成分具有0/d(團塊的最大尺寸在0至d毫米之間)的粒徑分布，其中d包括在2至4毫米之間。優(yōu)選包括15至25％的組分具有小于80微米的尺寸。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，所用的粗顆粒成分具有d/D的粒徑分布(團塊的最大尺寸位于d至D毫米之間)，其中d包括在2至4毫米之間，并且D包括在6至20毫米之間。對于表面層的材料，D優(yōu)選在6至14毫米之間，并且對于結(jié)構(gòu)層的材料，優(yōu)選在10至20毫米之間。
出于經(jīng)濟原因，使用由當?shù)乜色@得的骨料組成的粗顆粒成分，并且有機粘結(jié)劑的性質(zhì)與所用粘結(jié)劑性質(zhì)相適應(yīng)。應(yīng)當指出從增加有機粗相和最終材料的可使用性考慮，可以有利地向粉碎的骨料中添加顯著量的圓形或半粉碎的材料，從而形成粗顆粒成分。有機粘結(jié)劑根據(jù)其取決于所用骨料性質(zhì)的可濕性及其粘合性(主動和被動的)，以及其粘結(jié)性來選擇。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，使用選自下列物質(zhì)的粘結(jié)劑作為有機粘結(jié)劑純?yōu)r青、軟質(zhì)瀝青、輕制瀝青，特別是添加植物油或者增塑摻雜劑的輕制瀝青、純?yōu)r青乳液、軟質(zhì)瀝青乳液、輕制瀝青乳液、純?yōu)r青泡沫、軟質(zhì)瀝青泡沫、輕制瀝青泡沫(由瀝青粘結(jié)劑組成的前述粘結(jié)劑)、熱塑性樹脂、熱塑性樹脂乳液、熱固性樹脂、熱固性樹脂乳液，以及例如丙烯酸樹脂、基于醋酸乙基乙烯酯單體和/或聚合物的樹脂、基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯單體和/或聚合物的樹脂，所述樹脂直接使用或者以乳液使用，或者幾種上述有機粘結(jié)劑的混合物。
應(yīng)當指出使用純?yōu)r青或者瀝青泡沫需要加熱粘結(jié)劑和骨料的準備步驟，但是使用所述其它粘結(jié)劑之一可以冷法涂敷粗顆粒成分(即在環(huán)境溫度下，不用加熱)。
所述有機粘結(jié)劑還可以包含適合的單體和/或聚合物和/或增塑摻雜劑和/或無機添加劑，從而增強其對骨料的粘合性，和/或為了更好的可使用性及更好的粘結(jié)性，修改其粘度，和/或在使用時加速乳液的破乳。為了增加所得材料的柔韌性，有機粘結(jié)劑還可以包含膠乳或橡膠型(特別是來自廢舊的輪胎)有機添加劑。
優(yōu)選使用由乳液(特別是瀝青乳液)制成的粘結(jié)劑作為有機粘結(jié)劑，在此情況下，根據(jù)本發(fā)明，等到或者在有機粗相和無機細相混合之前等到或者引起有機粗相中的乳液破乳。
根據(jù)本發(fā)明有利地使用快速或者中等破乳的乳液(例如瀝青)制成的粘結(jié)劑作為有機粘結(jié)劑，其具有合適的破乳指數(shù)，以至于在所有的粗顆粒成分骨料被乳液濕潤時，乳液破乳。具體地說，使用瀝青乳液時，在從混合粗顆粒成分和瀝青乳液開始大約45至90秒鐘，優(yōu)選是1分鐘后發(fā)生破乳(所需的混合持續(xù)時間，在其結(jié)束時所有的骨料應(yīng)當被適當?shù)貪駶櫜⑶一旌衔锸蔷鶆虻?。
具體地說，有利地且根據(jù)本發(fā)明，一方面使用具有硅-鈣堿粗顆粒成分，另一方面使用包含至少一種陽離子乳化劑和至少一種兩性乳化劑的(例如瀝青)乳液作為有機粘結(jié)劑。特別使用其中乳化劑包含20至60％陽離子試劑和80至40％兩性試劑的乳液。存在不同性質(zhì)的試劑在與粗顆粒成分混合時便于乳液的破乳，并且通過液滴間的極性鍵促進瀝青的粘結(jié)性。還可以在粗顆粒成分具有堿性(石灰)特征的情況下使用包含至少一種陰離子乳化劑和至少一種兩性乳化劑的乳液。
作為一種變化，使用更穩(wěn)定的(例如瀝青)乳液，并且在所有粗顆粒成分骨料被乳液濕潤之前或者優(yōu)選在之后，通過稱作破乳組合物的組合物按照需求發(fā)生乳液的破乳，所述組合物在具有陽離子特征的乳液情況中具有堿性特征，并且選自石灰水、基于粉末生石灰或消石灰的組合物、基于無機粘結(jié)劑，并且特別是基于偏高嶺土和石灰的粘結(jié)劑的組合物。在具有陰離子特征的乳液情況中，破乳組合物的化學特性在性質(zhì)上是酸性的。破乳組合物例如被噴霧到有機粗相上。但是，不應(yīng)該使用太穩(wěn)定的乳液，因為盡管使用破乳組合物，它也會給破乳帶來困難。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，為了獲得可加工的、粘合在一起的并且是柔性的有機粗相，使用滲透性大于或者等于60/70，并且優(yōu)選大于或等于70/100的軟瀝青(純的或者以乳液或泡沫的形式)作為有機粘結(jié)劑。根據(jù)氣候限制來選擇瀝青，即氣候冷時更軟，并且反之亦然。
應(yīng)當指出在瀝青的輔助下涂敷粗和/或中等骨料與FR 2 623 219、EP 781 887和US 5 582 639教導的技術(shù)相反，這些專利推薦相反的情況，它們?yōu)榱烁纳仆糠笫嫉膭傂酝ㄟ^硬瀝青乳液，并且使用軟瀝青乳液締合細的骨料，從而保留材料的可使用性的方式來涂敷粗骨料。考慮到細骨料大的比表面積，這種締合是不利的。它需要高的粘結(jié)劑消耗而不能給材料提供機械性質(zhì)。
在本發(fā)明中，無機粘結(jié)劑有利地取代了原來在細的成分中使用的軟瀝青。結(jié)果提供了兩個主要的優(yōu)點一方面，因為有機粘結(jié)劑與具有低比表面積的顆粒成分締合，并且不會被細顆粒成分吸收，所以大量地節(jié)省了有機粘結(jié)劑并且可以增加尺寸小于80微米的組分的百分數(shù)(這些組分提供了具有緊密性、防水性、耐用性等性質(zhì)的最終材料)；另一方面，因為所形成的無機細相通過用特別硬的砂漿團塊填充了粗和/或中等骨料之間的空隙而給材料提供了所需的剛性，所以對于粗顆粒成分可以使用軟瀝青。使用這種瀝青，特別是以乳液形式使用，簡化并且方便了本發(fā)明方法的實現(xiàn)，并且可以消除加熱瀝青的步驟，而不會引起涂層質(zhì)量和所得材料機械性質(zhì)的降低。在根據(jù)本發(fā)明的冷法框架內(nèi)，保留了熱涂敷技術(shù)的優(yōu)點。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，所用的瀝青乳液包含乳液重量50至70％，優(yōu)選65％的瀝青。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，為了生產(chǎn)用于表面層的筑路材料，使用基于瀝青的烴類粘結(jié)劑作為有機粘結(jié)劑，其用量使得在有機粗相與無機細相混合后，殘余瀝青的重量介于干骨料總重量的1.5至4.5％之間，優(yōu)選在2.5至3.5％之間。應(yīng)當指出，術(shù)語“干骨料”表示具有細和粗顆粒成分以及無機粘結(jié)劑顆粒的骨料。本發(fā)明人估計這些用量導致在表面層中存在輕微過量的瀝青，防止了表面骨料從所述面層中損失(過量的瀝青浸漬砂漿團塊從其表面至一定厚度)。
為了生產(chǎn)用于結(jié)構(gòu)層(底層或者基層)，優(yōu)選使用基于瀝青的烴類粘結(jié)劑作為有機粘結(jié)劑，其用量使得在有機粗相與無機細相混合后，殘余瀝青的重量介于干骨料總重量的0.5至2.5％之間，優(yōu)選在1至2％之間。
這些值遠低于以前的正常用量。似乎可以從基本原則，通過根據(jù)本發(fā)明在最終的混合物中，有機粘結(jié)劑僅輕微滲入細相中，并且基本上涂敷了具有低比表面積的緊密組裝體(粗和/或中等骨料及砂漿團塊)的事實來解釋。應(yīng)當指出如果材料打算用來生產(chǎn)結(jié)構(gòu)層，不用提供導致殘留瀝青顯著過量的粘結(jié)劑用量。
考慮根據(jù)本發(fā)明推薦的較低比例，優(yōu)選使用具有高的可濕性和可成膜性系數(shù)的瀝青，從而獲得粗顆粒成分骨料的良好涂敷。當使用瀝青乳液時，水和其中的乳化劑比例作為用于最終混合物的水量的函數(shù)，以及方便粗骨料的涂敷和乳液的破乳來選擇。
作為一種變體或者組合，粗顆粒成分的骨料在涂敷之前用水預(yù)濕潤。該操作可以和粗顆粒成分骨料的第一次洗滌(涂敷前)結(jié)合或者用之替代，洗滌的目的是除去所述成分存在的任何細的顆粒(灰塵)，從而增加瀝青的可濕性和粘合性。通過再循環(huán)洗滌水至所述無機細相中，回收并且將除去的細顆粒結(jié)合入無機細相中。它們構(gòu)成小于80微米的組分的總百分數(shù)。
作為一種變體或者組合，以幾個步驟實施用有機粘結(jié)劑涂敷粗顆粒成分粗顆粒骨料與有機粘結(jié)劑混合，從而獲得粗骨料的部分涂敷，然后添加中等的骨料并且混合所有材料，直至粗和中等骨料被完全涂敷。
瀝青對粗和/或中等骨料的粘合性取決于在使用時瀝青的粘度、通過預(yù)潤濕而變得容易的其對骨料的親合力(根據(jù)后者的性質(zhì)而不同)，以及乳液的配方(存在任何摻雜劑)。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，粗顆粒成分的骨料在涂敷前用稱作漆涂組合物的無機組合物噴涂，所述漆涂組合物選自石灰水、基于粉末生石灰或消石灰的組合物、基于無機粘結(jié)劑，并且特別是基于偏高嶺土和石灰的粘結(jié)劑的組合物，或者通過任何化學性質(zhì)(酸性或堿性)不同于所述有機粘結(jié)劑的無機或有機漆涂組合物來漆涂。所述漆涂組合物以包含位于干骨料總重量的0.5至2％之間的物質(zhì)干重的用量使用。所述漆涂在使用時有助于瀝青乳液的破乳。另外，它會增加殘留瀝青與骨料的粘合性以及抗霧化性，并且提高其在極高溫度下的粘結(jié)性及其直接和隨后的粘度，因此促進了最終混合物對裂縫、車轍和疲勞的抗性，因此提高了其耐用性。所述操作可以與所述骨料的預(yù)潤濕結(jié)合。術(shù)語“漆涂”意指漆涂組合物與骨料混合，從而用該組合物潤濕骨料的表面和/或用所述組合物膜覆蓋骨料的表面?；厥諢o機細相中的過量漆涂組合物有利引起所述組合物參與水硬性凝固。
作為一種變體，有利地且根據(jù)本發(fā)明，在形成時(在骨料和有機粘結(jié)劑已經(jīng)接觸一會并且在混合有機相的步驟期間，在兩相混合之前)，逐漸地向有機粗相中引入也稱作漆涂組合物的無機組合物，所述漆涂組合物選自石灰水、基于粉末生石灰或消石灰的組合物、基于無機粘結(jié)劑，并且特別是基于偏高嶺土和石灰的粘結(jié)劑的組合物，或者引入任何化學性質(zhì)(酸性或堿性)不同于所述有機粘結(jié)劑的無機或有機漆涂組合物。所述操作方法提供了新的優(yōu)點，例如對乳液破乳的控制、更好的可濕性、使用生石灰時通過增加溫度而增加的可使用性，以及從所述組合物中吸收自由水。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，使用選自下列的粘結(jié)劑作為無機粘結(jié)劑水泥(波特蘭水泥、復合波特蘭水泥、高爐水泥、礦渣和灰水泥、火山灰水泥等等)、復合筑路粘結(jié)劑、基于高爐礦渣的活化火山灰粘結(jié)劑、高爐礦渣細粉、煅燒粘土、火山灰細粉、硅-鋁或者硫-鈣飛灰，或者先前化合物的混合物。
基于偏高嶺土和石灰的混合物(火山灰粘結(jié)劑)因其高的硬化能力、限制了出現(xiàn)裂縫危險的慢的凝固、其高的活性指數(shù)、吸收重金屬的能力、其可使用性及其天然環(huán)境的特征而是優(yōu)選的。考慮到其與水的親合力并因此能夠從乳液中吸收水，所以如果使用瀝青乳液作為有機粘結(jié)劑，所述混合物是特別推薦的。優(yōu)選使用包含60至70％重量偏高嶺土和30至50％重量石灰，以及各種可能添加劑的粉末組合物。這種組合物還可以用作漆涂組合物，在其被涂敷之前或者在涂敷過程中與粗顆粒成分混合。漆涂的過量成分被回收作為用于細相的無機粘結(jié)劑。
優(yōu)選以粉末形式使用無機粘結(jié)劑，隨后凝固所需要的水來自骨料的天然水和補加的水，以及來自乳液(當使用時)、用于洗滌和/或預(yù)潤濕砂礫(當實施這種操作時)的水，以及來自漆涂砂礫(當實施這種操作時)的組合物。粉末化的無機粘結(jié)劑按照原狀與細顆粒成分和補加的水混合。作為一種變體，無機粘結(jié)劑在其與細顆粒成分混合之前與所有或者部分的補充水混合。
為了在早期獲得良好的強度并且允許交通工具立即通過，調(diào)節(jié)添加的補充水用量，以至于最終混合物中可利用水的總量(補充水并且所述情況可以是來自乳液的水和/或用于預(yù)潤濕和/或漆涂砂礫的水)主要，并且優(yōu)選完全被與無機粘結(jié)劑的化學反應(yīng)所消耗。無機細相和有機粗相的最終混合物中殘留的水量不超過所述混合物重量的2％是容許的。所用的補充水用量在干骨料總重量的2％至8％之間變化。根據(jù)材料的目的用途調(diào)節(jié)無機粘結(jié)劑的用量，以便在根據(jù)其性質(zhì)考慮道路種類，氣候約束等的情況下，獲得面層特定的特性。為了穩(wěn)定通過有機粘結(jié)劑粘附到粗和/或中等骨料上的團塊形式的細骨料(在相應(yīng)的位置)，應(yīng)該足以能夠使用細顆粒成分生產(chǎn)均勻的混合物，并且提供具有所需質(zhì)量的剛性、緊密性、承載能力和抗車轍及蠕變性的最終材料。另一方面，其應(yīng)該減少到最小量，從而防止獲得過于剛性的最終材料。
因此，有利地且根據(jù)本發(fā)明，為了生產(chǎn)用于表面層的筑路材料，無機粘結(jié)劑的用量介于干骨料總重量的2至5％，優(yōu)選大約在2.5至4.5％之間。不管其是以粉末形式加入到細顆粒成分中或者與補加的水混合，所給出的值都相對于無機粘結(jié)劑初始是干的形式(粉末)。為了生產(chǎn)用于結(jié)構(gòu)層(底層或基層)的材料，無機粘結(jié)劑的用量介于干骨料總重量的2至8％，并且特別是大約在3至5％之間。這些值小于以前的正常比例。
無機粘結(jié)劑的凝固是放熱的，并且有利于相的可使用性和粘合性，如果提供了過量比例的瀝青(特別是對于表面層而言)，有利于過量的瀝青輕微滲入細相中(通過使之軟化)。
應(yīng)當指出如果材料不打算被儲存，而是用于生產(chǎn)，為了其被立即或者在短的時間內(nèi)鋪敷，任選地使用加速凝固的摻雜劑來提高其早期的強度，并且能夠立即接收通行，促進硬化砂漿團塊的形成和穩(wěn)定，并且防止任選不需要的瀝青或者其它有機粘結(jié)劑向無機細相中的移動(在其與粗骨料粘附不足的情況中)。
兩種粘結(jié)劑每種的各自百分數(shù)根據(jù)材料的目的用途而異。因此，表面層有機粘結(jié)劑的用量有利地高于結(jié)構(gòu)層的用量。實際上，對于表面層為了滿足柔韌性、可變形性、舒適、防水性、抗剝脫和表面骨料損失性而需要的有機粘結(jié)劑，比在結(jié)構(gòu)層中為了能夠使剛性模量降低至適當值并且克服裂縫危險而需要有機粘結(jié)劑的要多。與此相反，為了給結(jié)構(gòu)層提供承載能力和抗變形能力，結(jié)構(gòu)層的無機粘結(jié)劑的用量有利地高于表面層。另外，較小量的無機粘結(jié)劑足以給表面層提供粘結(jié)性和抗車轍性質(zhì)。
因此，根據(jù)本發(fā)明距道路表面越遠，有機粘結(jié)劑的百分數(shù)降低越多，并且無機粘結(jié)劑的百分數(shù)增加越多。但是，根據(jù)本發(fā)明，兩種粘結(jié)劑基于干骨料總重量的總百分數(shù)在各種道路中保持基本上相同；即對于表面層的材料與對于結(jié)構(gòu)層的材料保持相同。
應(yīng)當指出在所有前面的方法中，水硬性粘結(jié)劑或多或少作為剛性化“填料”(設(shè)計來填充材料中存在的微觀空隙的細顆粒)使用。在本發(fā)明中，細顆粒相和無機粘結(jié)劑通過填充砂礫顆粒之間的宏觀空隙(并且可能是微觀空隙)而參與了無機骨架結(jié)構(gòu)。細和粗顆粒成分被校準并且計量，以至于在最終混合物中砂礫顆粒至少有一個面接觸，并且硬化的砂漿團塊盡可能地填充砂礫顆粒之間的空隙而使它們不分開。因此，使用最小可能百分數(shù)的細顆粒成分(和無機粘結(jié)劑等)。有利地且根據(jù)本發(fā)明，所用的粗顆粒成分占據(jù)細和粗顆粒成分總重量的55至70％。
有利地且根據(jù)本發(fā)明，基于干骨料的總重量，細顆粒成分和無機粘結(jié)劑一起包含6至15％，優(yōu)選8至12％的尺寸小于80微米的組分，從而增加了所得材料的緊密性。這些高于前面推薦值的百分數(shù)可以獲得特別致密的無機相，將更容易填充有機粗相中的空隙。
本發(fā)明擴展到通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的涂敷顆粒筑路材料，以及從這些材料生產(chǎn)的道路結(jié)構(gòu)層和表面層。
本發(fā)明還涉及生產(chǎn)涂敷顆粒筑路材料的方法，其特征在于組合或者部分組合了上述及下方所述的特征。
在閱讀下面以非限制性方式提供的實施方案的實施例時，本發(fā)明的其它目標、特征及優(yōu)點將變得明顯。
具體實施例方式
實施例1根據(jù)本發(fā)明制備用于結(jié)構(gòu)層的涂敷的顆粒筑路材料，其包括

M1干骨料(細和粗顆粒成分及火山灰粘結(jié)劑)的理論粒徑分布如下給出

應(yīng)當指出尺寸低于80微米的組分(包括無機粘結(jié)劑)百分數(shù)位于根據(jù)本發(fā)明規(guī)定的低范圍內(nèi)(介于6至15％)。盡管如此，所得Ml材料的緊密性證明是非常合適的(參閱下面報道的現(xiàn)場試驗結(jié)果)。更高百分數(shù)的低于80微米的組分應(yīng)該可以再進一步提高材料的緊密性，并且如此可以提高其抗車轍性質(zhì)、防水性及其耐用性等。最后，M1配方中規(guī)定的0/2.5R圓形砂子可以用0/2F填充(fillerized)砂子代替，對無機細相和最終材料的可使用性沒有顯著的影響。
參考M1，通過下面方法制備材料在常規(guī)類型的攪拌機中混合2/14的粗顆粒成分和瀝青乳液，如果需要同時添加少量的補充水。同時或者連續(xù)地在常規(guī)類型的攪拌機或者混合機中混合0/2的細顆粒成分(0/2F砂子和0/2.5R砂子)和偏高嶺土與石灰的混合物。當在粗顆粒成分和瀝青乳液之間獲得均勻的混合物(即大約混合1分鐘后)時，前面獲得的兩相與殘留的水混合。最后，在包含有機粗相或補充水的第一個攪拌機中合并細無機相和補充水(第一種操作方式)，以及在包含細無機相的第二個攪拌機合并有機粗相(第二種操作方式)，或者將兩種相和補充水同時傾倒入第三個攪拌機中(第三種操作方式)。根據(jù)第一種操作方式來制備本實施例中的M1材料。應(yīng)當指出有機粗相和無機細相可以在同一個攪拌機中制備(在制備第二相時，首先制備的相可以臨時儲存)，也在其中實施最后的混合。
應(yīng)當指出兩相之間的最終混合物優(yōu)選在瀝青乳液已經(jīng)完全破乳之后來制備。在本實施方案中，使用的乳液是中速破乳的乳液，并且在兩相混合時并沒有完全實現(xiàn)破乳，以至于部分瀝青在最后的混合期間仍未固定到砂礫上。但是，本發(fā)明人通過提供較高量的瀝青乳液(2.6％的殘留瀝青)已經(jīng)考慮了這種現(xiàn)象。使用快速破乳的乳液應(yīng)該容易降低所述用量至1.5至2％。
實施例1的材料在實驗室的1號試驗從M1材料開始，制備直徑16厘米，高度16厘米(φ16h16)的試樣，根據(jù)NF P 98-232-3“Diametral compression test on materials treatedwith hydraulic and pozzolan binders”中描述的方法，在28天后壓碎試樣。
根據(jù)相同的標準，測量并且計算這些試樣的間接拉伸強度Rtb(相應(yīng)于材料的徑向抗壓強度)和彈性模量Etb(也稱作剛性模量，相應(yīng)于材料徑向抗壓強度30％的割線模量)。結(jié)果如下Rtb＝0.27MpaEtb＝7223Mpa根據(jù)本發(fā)明的M1材料有利地具有低于通常用于結(jié)構(gòu)層的已知砂礫水泥(在20 000至40 000之間變化)的彈性模量。因此，比這些前述材料具有更小的裂縫和疲勞危險。
應(yīng)當指出在沒有能夠定義這種材料機械性能的具體標準下，使用水硬性材料的NF P 98-232-3已經(jīng)被調(diào)換成根據(jù)本發(fā)明的混合材料。因此，應(yīng)該慎重地分析所得的結(jié)果。這就是為什么通過建立實驗路面并且通過觀察到所述路面的改變已經(jīng)證實了它們的解釋。
實施例2根據(jù)本發(fā)明制備用于頂面層的涂敷的顆粒筑路材料，其包括

M2干骨料的理論粒徑分布(細和粗顆粒成分及火山灰粘結(jié)劑)如下給出

同前面解釋M1相同，尺寸低于80微米的組分(包括無機粘結(jié)劑)在M2中的百分數(shù)位于本發(fā)明規(guī)定的低范圍內(nèi)。盡管如此，所得M2材料的緊密性證明是非常合適的(參閱下面報道的現(xiàn)場試驗結(jié)果)。更高百分數(shù)的低于80微米的組分應(yīng)該可以再進一步提高材料的緊密性，并且如此可以提高其抗車轍性質(zhì)、防水性及其耐用性等。
參考M2，通過下面方法制備材料在常規(guī)類型的攪拌機中混合2/10的粗顆粒成分和瀝青乳液。同時或者連續(xù)地在常規(guī)類型的攪拌機或者混合機中混合0/2的細顆粒成分(0/2F砂子和0/2.5R砂子)和偏高嶺土與石灰的混合物。當在粗顆粒成分和瀝青乳液之間獲得均勻的混合物(即大約混合1分鐘后)時，根據(jù)實施例1中描述的操作方式，前面獲得的兩相與補充水混合。
優(yōu)選在瀝青乳液已經(jīng)完全破乳之后，制備兩相之間的最終混合物。在本實施方案中，使用的乳液是中速破乳的乳液，并且在兩相混合時并沒有完全實現(xiàn)破乳。通過使用快速破乳的乳液，可以容易地降低瀝青乳液(2.6％的殘留瀝青)的推薦比例至2.5或3％。
實施例2的材料在實驗室中的2號試驗根據(jù)標準NF P 98-251-4“Duriez test on cold bituminous mixeswith bitumen emulsion”，對于給定的溫度和緊密度，測定M2材料的含水量和空隙百分數(shù)。
Duriez試驗可以闡明面臨水攻擊的材料行為，因此可以估計瀝青的粘合性和材料的抗剝脫性。
從M2材料開始，通過復動靜態(tài)緊壓制備80毫米直徑的試樣。通過材料的流體靜力稱重和空隙百分數(shù)，在空氣中，18℃和50％相對溫度的條件下保持14天后的試樣簡單抗壓強度R，以及在空氣中，18℃和50％相對溫度的條件下保持7天后的試樣簡單抗壓強度r，然后浸入水中也在18℃下再保持7天的方法來確定所述試樣的表觀密度AD，所述材料的抗水性由比例r/R表示。結(jié)果如下r＝4.77MpaR＝5.66Mpar/R＝0.84AD＝2258g/cm3％voids＝10.8M2材料的簡單抗壓強度和抗水性是完全令人滿意的，并且隨著預(yù)測的可以得到良好的材料性能(粘結(jié)性、低磨損等)。
用實施例1和2的材料建造道路并進行連續(xù)的試驗如下建造通往廢品收集中心道路路面，其接受大噸位車輛繁忙運輸—為了矯正任何不勻性，將5厘米厚的0/20骨料鋪敷到基底上，—沒有建造基層或底層，—通過下面的材料建造9至10厘米厚的相鄰頂面層(直接在基底上，或者更準確地主在覆蓋后者的骨料面層上)·根據(jù)本發(fā)明的M1材料(用于結(jié)構(gòu)層的材料)，在定義區(qū)段S的道路的第一個三分之一長度上方，
·根據(jù)本發(fā)明的M2材料(用于表面層的材料)，在定義區(qū)段P的道路的第二個三分之一長度上方，·材料A2，在定義區(qū)段Q的道路的最后一個三分之一長度上方。所述材料A2(除了瀝青乳液的比例外)具有與M2相似的配方，但是通過前者方法來生產(chǎn)。實際上，材料A2通過在常規(guī)型攪拌機中一步同時混合其所有組分來生產(chǎn)。
材料A2的配方如下給出

應(yīng)當指出用于生產(chǎn)A2的骨料與生產(chǎn)M2的骨料具有相同的來源、性質(zhì)和粒徑分布。相似地，用于A2的無機粘結(jié)劑與M2的無機粘結(jié)劑相同，并且以相同的比例使用(基于干炭的總重量)。用于A2的瀝青乳液也與M2相同，但是在A2中以更大的比例添加，從而補償在混合期間砂子和無機粘結(jié)劑對其的部分“吸收”。
還應(yīng)當指出在極端條件下生產(chǎn)道路不利的天氣(暴雨)、澇災(zāi)的路基、邊上有小水坑、基底的承載能力一般，以及中等繁忙的交通。另外，道路還接受特別嚴厲的使用條件持續(xù)的繁忙的交通(2384車輛-8097軸-在兩個方向上每月，在進入方向上73 000噸、在離開方向上30 000噸)以及頂面層的重度污染(卡車車輪帶來的泥)。最后，當它們沒有通過基層或者底層或者側(cè)面擔負物支撐時，頂面層都是更加易受傷害的。
從建造兩和周后對道路的視覺觀察中，其出現(xiàn)-在14天時區(qū)段S和P上出現(xiàn)內(nèi)層，-區(qū)段Q僅在第三周結(jié)束時，可能出現(xiàn)內(nèi)層，-根據(jù)本發(fā)明在運輸情況下，區(qū)段S和P表現(xiàn)良好，-區(qū)段Q在卡車進入的方向上具有車轍，-區(qū)段S和P具有良好的結(jié)構(gòu)并且對于表面骨料損失提供了良好的印象，-區(qū)段Q在輪胎行駛的區(qū)域出現(xiàn)砂礫損失。
為了證實這些初始印象，在每個區(qū)段上提取內(nèi)層，然后老化3個月，從而一方面測定緊密度，并且另一方面根據(jù)標準NF P 98-232-3測定機械性質(zhì)(參閱上述的試驗1號)。結(jié)果如下區(qū)段S(根據(jù)本發(fā)明用于結(jié)構(gòu)層的材料M1)TD＝2548g/m3(真實密度)AD＝2343g/m3(表觀密度)緊密度＝91.9％(即8.1％空隙)Rtb＝1.05MpaEtb＝6725Mpa區(qū)段P(根據(jù)本發(fā)明用于頂面層的材料M2)TD＝2502g/m3AD＝2279g/m3緊密度＝91.1％(即8.9％空隙)Rtb＝0.67MpaEtb＝3821Mpa區(qū)段Q(根據(jù)前述方法用于頂面層的材料A2)TD＝2449g/m3AD＝2249g/m3
緊密度＝91.8％(即8.2％空隙)Rtb＝0.40MpaEtb＝3826Mpa材料M1、M2和A2的緊密度是完全令人滿意的。
關(guān)于材料機械性質(zhì)的結(jié)果(Rtb和Etb)應(yīng)當慎重解釋，考慮實施的標準徑向壓縮試驗不適用于冷涂敷的瀝青涂敷石屑(它們涉及水硬性材料)，并且通常在實驗室中制備的試樣上而不是在現(xiàn)場出現(xiàn)的內(nèi)層上實施(根據(jù)標準NF P 98-230-1或NF P 98-230-2)。
但是，發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的區(qū)段S一方面具有與已知砂礫-水泥混合物相似的間接拉伸強度，另一方面具有低于已知砂礫-水泥混合物的彈性模量(通常在20000至30000Mpa之間)。這些機械性能表明該材料不僅保留了適當?shù)某休d能力，而且另外沒有先前材料與其過高彈性模量相關(guān)的主要缺點很大的裂縫問題，不舒適和缺乏平整度，這些缺點要求使用昂貴的方案，例如加固物、膨脹縫等。
另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的區(qū)段P結(jié)合了良好的間接拉伸強度和低的但足夠的彈性模量，以至于所得的頂面層同時是柔性的并且抵抗車轍。
相反，變形性合適(適當?shù)膹椥阅Ａ?的區(qū)段Q具有太低的拉伸強度。另外，發(fā)現(xiàn)材料M2和A2的彈性模量處于同一數(shù)量級，而材料A2包含更大的殘留瀝青百分數(shù)。換句話說，對于具有更少瀝青的區(qū)段P，獲得與區(qū)段Q相同的柔韌性和更好的抗車轍性質(zhì)。該結(jié)果趨向于證實本發(fā)明人提出的原理，根據(jù)所述原理，材料A2(區(qū)段Q)的部分瀝青被細成分和無機粘結(jié)劑不利地吸收，并且不能用于材料的機械和柔韌性性質(zhì)。
這些結(jié)果接近上面報道的視覺觀察結(jié)果，以及下面涉及車轍和頂面層宏觀結(jié)構(gòu)的下面試驗，這證實了前面的結(jié)論。
對于老化了3個月的區(qū)段S、P和Q，在高度應(yīng)力區(qū)域(車輛車輪已經(jīng)通過的地帶)中進行車轍試驗。這些測量表明了在1米的標尺下道路的塌陷深度，稱作車轍深度。
區(qū)段S(根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)層)的車轍深度在4至10毫米之間變化，并且對于進入廢品處理機構(gòu)的卡車平均等于6毫米，對于離開廢品處理機構(gòu)的卡車平均等于4.6毫米。
區(qū)段P(根據(jù)本發(fā)明的頂面層)的車轍深度在2至5毫米之間變化，并且對于進入卡車平均等于3.2毫米，對于離開卡車平均等于2.6毫米。
區(qū)段Q的車轍深度在10至15毫米之間變化，并且平均等于12.5毫米。
根據(jù)本發(fā)明的材料M1和M2(并且特別是材料M2)因此表現(xiàn)出非常良好的抗車轍性質(zhì)，明顯好過根據(jù)本發(fā)明前面方法制備的材料A2。根據(jù)本發(fā)明的材料能夠經(jīng)受得住中等緊張和繁忙的交通。
還實施研究來確定區(qū)段P和Q的表面宏觀結(jié)構(gòu)，然后老化4個月。最后，在所述區(qū)段的幾個點上，根據(jù)標準NF P 98-216-1進行砂斑真實結(jié)構(gòu)試驗SPTt。
根據(jù)本發(fā)明，區(qū)段S的平均砂斑真實結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果是0.74(對于進入卡車是0.73并且對于離開卡車為0.75)。
根據(jù)本發(fā)明，區(qū)段P的平均砂斑真實結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果是0.61(對于進入卡車是0.60并且對于離開卡車為0.62)。
區(qū)段Q的平均砂斑真實結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果進入卡車是0.98并且對于離開卡車為0.77。
盡管標準NF P 98-216-1沒有固定SPTt值的推薦范圍，但是通常說適當?shù)牡缆泛暧^結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有0.6至0.75之間的砂斑真實結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果。因此，根據(jù)本發(fā)明區(qū)段S和P(特別是區(qū)段P)具有適當?shù)暮暧^結(jié)構(gòu)。
另一方面，由于材料太松散的結(jié)構(gòu)，大于0.75的SPTt結(jié)果，例如區(qū)段Q，是頂面層無序、撕裂和表面骨料損失的信號。
因此，與前面的材料相比，已經(jīng)可以通過視覺注意到根據(jù)本發(fā)明的材料具有增加的對表面骨料損失的抗性。
所有的試驗導致本發(fā)明人能夠定義本發(fā)明材料當其被完全涂敷時用于估計材料質(zhì)量的經(jīng)驗平均值，該值的使用可以推廣到所有混合材料。因此，本發(fā)明人估計視情況而定，彈性模量和間接拉伸強度的測量可以構(gòu)成用于涉及剛性(好大喜功能力、抗車轍性質(zhì)等)的標準評估的可靠指示，而簡單抗壓強度的測量可以合理地用來估計材料的粘結(jié)性及其接收中等交通的能力。
本發(fā)明人已經(jīng)確定一方面根據(jù)本發(fā)明具有6500至12000Mpa的彈性模量和0.8至1.2Mpa的間接拉伸強度的材料特別適合于結(jié)構(gòu)層。另一方面，本發(fā)明人已經(jīng)確定對于根據(jù)本發(fā)明的材料，3000至6000Mpa的彈性模量、0.5至1Mpa的間接拉伸強度和5至8Mpa的簡單抗壓強度R組合使材料特別適合于表面層。這些值的范圍覆蓋了所有的道路種類。
很明顯，本發(fā)明可以是前述實施例許多變體的目標。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)涂敷的顆粒筑路材料的方法，其使用至少一種有機粘結(jié)劑和至少一種無機粘結(jié)劑，其中—使用至少兩種不同的顆粒成分，第一種成分稱為粗顆粒成分，由粗骨料和/或中等骨料組成，并且第二種成分稱為細顆粒成分，由細骨料組成；—粗顆粒成分的骨料用有機粘結(jié)劑涂敷，從而形成第一相，稱作有機粗相；—細顆粒成分的骨料與無機粘結(jié)劑和一些補充水混合，從而形成第二相，稱作無機細相；—混合所述有機粗相和無機細相，得到容易鋪敷或儲存的材料。
2.權(quán)利要求1的方法，其中粗顆粒成分被冷涂敷。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中粗顆粒成分具有d/D的粒徑分布，d包括在2至4毫米之間，并且D包括在6至20毫米之間。
4.權(quán)利要求1-3之一的方法，其中細顆粒成分具有0/d的粒徑分布，d包括在2至4毫米之間。
5.權(quán)利要求1-4之一的方法，其中使用選自下列物質(zhì)的粘結(jié)劑作為有機粘結(jié)劑純?yōu)r青、軟質(zhì)瀝青、輕制瀝青、純?yōu)r青乳液、軟質(zhì)瀝青乳液、輕制瀝青乳液、純?yōu)r青泡沫、軟質(zhì)瀝青泡沫、輕制瀝青泡沫、熱塑性樹脂、熱塑性樹脂乳液、熱固性樹脂、熱固性樹脂乳液、丙烯酸樹脂、基于醋酸乙基乙烯酯的單體和/或聚合物的樹脂、基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的單體和/或聚合物的樹脂、上述樹脂之一的乳液或者幾種上述有機粘結(jié)劑的混合物。
6.權(quán)利要求5的方法，其中使用乳液作為有機粘結(jié)劑，并且在有機粗相和無機細相混合之前等到或者引起有機粗相中的乳液破乳。
7.權(quán)利要求6的方法，其中使用快速或者中等破乳的乳液作為有機粘結(jié)劑，其具有合適的破乳指數(shù)，以便在所有粗顆粒成分的骨料一被乳液濕潤乳液就破乳。
8.權(quán)利要求7的方法，其中使用具有硅-鈣堿的粗顆粒成分，并且使用包含至少一種陽離子乳化劑和至少一種兩性乳化劑的乳液作為有機粘結(jié)劑。
9.權(quán)利要求8的方法，其中使用其乳化劑包含20-60％陽離子試劑和80-40％兩性試劑的乳液。
10.權(quán)利要求7的方法，其中使用具有堿性特性的粗顆粒成分，并且使用包含至少一種陰離子乳化劑和至少一種兩性乳化劑的乳液作為有機粘結(jié)劑。
11.權(quán)利要求6的方法，其中通過稱作破乳組合物的組合物引發(fā)乳液破乳，所述組合物選自石灰水、基于粉末生石灰或消石灰的組合物、基于無機粘結(jié)劑特別是基于偏高嶺土和石灰的粘結(jié)劑的組合物。
12.權(quán)利要求1-11之一的方法，其中使用滲透性大于或者等于60/70的軟瀝青乳液作為有機粘結(jié)劑。
13.權(quán)利要求1-12之一的方法，其用于生產(chǎn)表面層筑路材料，其中使用基于瀝青的烴類粘結(jié)劑作為有機粘結(jié)劑，其用量使得在有機粗相與無機細相混合后，殘余瀝青的重量介于干骨料總重量的1.5-4.5％之間。
14.權(quán)利要求1-12之一的方法，其用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)層筑路材料，其中使用基于瀝青的烴類粘結(jié)劑作為有機粘結(jié)劑，其用量使得在有機粗相與無機細相混合后，殘余瀝青的重量介于干骨料總重量的0.5-2.5％之間。
15.權(quán)利要求1-14之一的方法，其中粗顆粒成分的骨料在涂敷前被用水預(yù)潤濕。
16.權(quán)利要求1-15之一的方法，其中為了除去任何細顆粒，粗顆粒成分的骨料在涂敷前被洗滌。
17.權(quán)利要求16的方法，其中通過回收洗滌水，將所除去的細顆粒合并入無機細相中。
18.權(quán)利要求1-17之一的方法，其中分幾個步驟涂敷粗顆粒成分粗骨料與有機粘結(jié)劑混合，從而獲得粗骨料的部分涂敷，然后添加中等的骨料并且混合所有材料。
19.權(quán)利要求1-18之一的方法，其中粗顆粒成分的骨料在涂敷前用稱作漆涂組合物的無機組合物噴涂，所述漆涂組合物選自石灰水、基于粉末生石灰或消石灰的組合物、基于無機粘結(jié)劑例如基于偏高嶺土和石灰的粘結(jié)劑的組合物，其用量使得其干物質(zhì)重量為干骨料總重量的0.5-2％。
20.權(quán)利要求19的方法，其中過量的漆涂組合物在無機細相中被回收。
21.權(quán)利要求1-18之一的方法，其中在有機粗相形成時，逐漸地向其中引入稱作漆涂組合物的無機組合物，所述漆涂組合物選自石灰水、基于粉末生石灰或消石灰的組合物、基于無機粘結(jié)劑例如基于偏高嶺土和石灰的粘結(jié)劑的組合物。
22.權(quán)利要求1-21之一的方法，其中使用包含50-70％重量偏高嶺土和30-50％重量石灰的火山灰粘結(jié)劑作為無機粘結(jié)劑。
23.權(quán)利要求1-22之一的方法，其中使用一些補充水，使得無機細和有機粗相混合物中殘留水量不超過所述混合物重量的2％。
24.權(quán)利要求1-23之一的方法，其用于生產(chǎn)表面層筑路材料，其中無機粘結(jié)劑的用量介于干骨料總重量的2-5％之間。
25.權(quán)利要求1-23之一的方法，其用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)層筑路材料，其中無機粘結(jié)劑的用量介于干骨料總重量的2-8％之間。
26.權(quán)利要求1-25之一的方法，其中粗顆粒成分占細和粗顆粒成分總重量的55-70％。
27.權(quán)利要求1-26之一的方法，其中基于干骨料的總重量，細顆粒成分和無機粘結(jié)劑總共包含6-15％尺寸小于80微米的組分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)涂敷的顆粒筑路材料的方法，其使用至少一種有機粘結(jié)劑和至少一種無機粘結(jié)劑，其中使用至少兩種不同的顆粒成分，第一種成分稱為粗顆粒成分，由粗骨料和/或中等骨料組成，并且第二種成分稱為細顆粒成分，由細骨料組成；粗顆粒成分的骨料用有機粘結(jié)劑涂敷，從而形成第一相，稱作有機粗相；細顆粒成分的骨料與無機粘結(jié)劑和一些補充水混合，從而形成第二相，稱作無機細相；混合所述有機粗相和無機細相，得到容易鋪敷或儲存的材料。所述有機粘結(jié)劑有利地是軟瀝青的乳液，在此情況中粗顆粒成分被冷涂敷，并且兩相的最終混合優(yōu)選在乳液已經(jīng)破乳后來實施。
文檔編號E01C19/02GK1714206SQ200380103855
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月21日
發(fā)明者吉爾貝·雷諾 申請人:德梅特爾科技公司