专利名称：吸收冲击的碎石的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸收冲击的碎石(macadam)，它适用于道路、铁路、人工运动场、运动跑道、儿童安全表面和其他用途。
碎石路面也被称为柔性路面，它是集料(天然存在的或压碎的岩石)和粘合剂(通常是沥青)的组合体。可通过将两种组分加热至150-180℃，然后混合，从而使粘合剂涂覆在集料的表面而得以制成。或者，可以使用沥青在水中的乳液来代替热粘合剂，在这种情况下，形成的碎石被称为冷碎石或乳化碎石。碎石具有粒料特性，主要采用单一尺寸或公称尺寸的集料，其大小随需要而改变。例如，有公称集料尺寸为3毫米、6毫米、10毫米、14毫米、20毫米、28毫米或40毫米的碎石。标准大小的集料可与更小大小的集料以不同比例混合，以提供疏松质地、中等密度质地的或致密的碎石。碎石可通过手工用耙子耙或用铺路机进行铺设，然后进行辊压。
本发明提供了一种吸收冲击的碎石，它含有10-75重量％粒径40毫米以内的颗粒橡胶、25-90重量％粒径40毫米以内的集料和5-9重量％聚合物改性的沥青粘合剂。
本发明的吸收冲击的碎石可有5-25％，较佳地17％的空隙体积。这些空隙可以是相通的，这样便可以有天然的排水通路，优选的范围是15-25％。空隙也可以是不相通的，也就是具有接近于最大密度曲线的连续粒径分布，其优选范围为5-20％。可将碎石配制成疏松质地的、中等密度质地或致密的。
颗粒橡胶可以是新橡胶或再生橡胶，例如通过研磨废弃的车辆轮胎而获得的橡胶。较佳地，碎石含有25-45％颗粒橡胶。优选的粒径为15毫米以内，更佳地为4-10毫米。可以使用不同粒径的颗粒橡胶，但是优选包含10微米粒径的橡胶。
集料可以是在生产碎石中常规使用的任何集料，无论是天然存在的还是作为工业副产物的集料。可以包含粒径大于2.36毫米的粗(糙)集料。这些粗集料其粒径优选为15毫米以内。最佳地，这些粗集料的大小与所用的橡胶颗粒的大小相接近，而且本发明的碎石可含有一种以上粒径如10毫米和6毫米的集料。细集料(也称为砂)，即粒径大于75微米但是小于2.36毫米的集料，它们也可被包含在本发明的碎石中，含量为小于35重量％。填料(粒径小于75微米的超细集料)必须被包含，其比例可占本发明碎石的10重量％之内。
聚合物改性的沥青粘合剂包括弹性聚合物、塑性聚合物或它们的混合物与相容的沥青混合而成。合适的聚合物包括无分支的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物和丁苯橡胶。聚合物最合适地是占本发明碎石的6.5-7.5重量％。聚合物较佳地是占粘合剂的11重量％之内，更佳地占6-8重量％。
在本发明的碎石中可包含常规用于碎石的其他添加剂和组分，如颜料、抗剥落剂和凝固延缓剂(deferred set agent)如煤油。
本发明的碎石可用常规的柏油混合设备(具有单独的、将颗粒橡胶引入混合槽的装置)进行制备。将集料和填料的干混合物预加热至200±20℃。然后向该混合物加入橡胶颗粒，该颗粒可以在室温的或更佳地被预加热至软化温度加入，这取决于对最终混合物的要求，但是应不超过100℃。在混合之后，加入温度为150-200℃，更佳地180℃的聚合物改性的沥青粘合剂，然后进一步混合。形成的混合物可用常规的设备，通过手工方法进行铺设，或者被置于模具中并被压缩至预定的空隙量。也可使用冷碎石或乳化碎石制备法。
据信，在制备本发明的碎石时，在颗粒橡胶表面和聚合物改性沥青粘合剂中的聚合物之间形成了分子键。但是，大多数橡胶仍为固体，而且通过垫在碎的岩石集料颗粒之间而将冲击吸收性赋予铺设的、橡胶化的碎石。一旦对碎石施加应力，橡胶颗粒便发生形变。这反过来导致拉伸或压缩沥青。一旦释放了施加应力，则橡胶(主要是弹性的)会拉或推与其相连的沥青粘合剂，从而恢复至其正常状态。
据信，当被用作交通路面或道路构建物的一部分时，施加在碎石上的负荷会导致橡胶被压缩。释放这些负荷，导致碎石回复至不受压的形式，从而减少了磨损并可能因而延长道路表面的使用寿命。
常规的碎石不能很好地吸收冲击。为了形成人工的运动场如足球场或曲棍球场，需要在碎石基底(30-40毫米深，一层或两层不同厚度的碎石)上铺橡胶冲击垫和长绒(如23毫米)的合成地毯，其绒毛填有沙。橡胶冲击垫通常由微粒或颗粒状橡胶构成，较佳地是丁苯橡胶，它通过树脂粘合剂而被制成衬垫。冲击垫一般厚7.5-20毫米。事实上，运动是在沙上进行的。地毯上的绒毛把沙保持在原位，防止它们堆积起来或分散。橡胶冲击垫提供了弹性和冲击吸收，从而满足了各种不同运动机构的要求。碎石提供了坚实的基础。合成的运动跑道的结构是类似的，但是在橡胶冲击垫上铺有耐鞋钉的韧性表面，而不是铺设填有沙的地毯。
然而，本发明的碎石的吸收冲击性符合标准BS 7044、BS 7188、BS 5696和所有有关的、规定这些测试或类似测试的运动主管部门的标准。因此，本发明的碎石可用于替代常规人工运动场的碎石基底和冲击垫，只需在其上面铺设填有沙的地毯。同样，本发明的碎石可用于替换常规的人工运动跑道的碎石和橡胶/树脂基底层，只需在其上面铺设耐鞋钉的韧性表面。
实施例一种典型的混合物由下列构成粘合剂7.0％ 橡胶分级10毫米集料24.0％100％通过10.0毫米6毫米集料 10.5％35％通过6.3毫米沙21.3％0％通过4.0毫米橡胶 35.0％填料 1.9％粘合剂含有7±1％无分支的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物和93±1％具有下列特性的相容的沥青25℃时的穿透90±20dmn软化点 85±10℃储存稳定指数75℃该混合物是以英国平均环境温度15℃的应用为基础的。混合比例可不同以适应其他地方的应用，这对本领域技术人员而言是熟知的，以适合当地的环境温度。
权利要求
1.一种吸收冲击的碎石，其特征在于，它含有10-75重量％粒径40毫米以内的颗粒橡胶、25-90重量％粒径40毫米以内的集料和5-9重量％聚合物改性的沥青粘合剂。
2.如权利要求1所述的碎石，特征在于，其空隙体积为5-25％。
3.如权利要求2所述的碎石，特征在于，其相通的空隙体积为15-25％。
4.如权利要求2所述的碎石，特征在于，其不相通的空隙体积为5-20％。
5.如上述任一权利要求所述的碎石，其特征在于，它含有25-45重量％的颗粒橡胶。
6.如上述任一权利要求所述的碎石，其特征在于，该颗粒橡胶的粒径在15毫米之内。
7.如上述任一权利要求所述的碎石，其特征在于，它含有45-65重量％的集料。
8.如上述任一权利要求所述的碎石，其特征在于，集料的粒径为15毫米以内。
9.如上述任一权利要求所述的碎石，其特征在于，它含有6.5-7.5重量％的聚合物改性的沥青粘合剂。
10.如上述任一权利要求所述的碎石，其特征在于，该聚合物改性的沥青粘合剂包括无分支的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和相容的粘合剂。
11.如权利要求1-9所述的碎石，其特征在于，该聚合物改性的沥青粘合剂包括丁苯橡胶和相容的粘合剂。
12.如上述任一权利要求所述的碎石，其特征在于，该聚合物改性的沥青粘合剂含6-8重量％的所述聚合物。
13.一种用上述任一权利要求所述的碎石制成的道路。
14.一种运动场，其特征在于，它包括用上述任一权利要求所述的吸收冲击的碎石制成的基底，以及铺设在上面的合成地毯，该地毯的绒毛填有沙。
15.一种运动跑道，其特征在于，它包括用上述任一权利要求所述的吸收冲击的碎石制成的基底，以及铺设在上面的耐鞋钉的韧性表面。
全文摘要
一种吸收冲击的碎石,它含有10—75重量%(较佳地25—45%)粒径40毫米以内的颗粒橡胶、25—90重量%(较佳地45—65%)粒径40毫米以内的集料和5—9重量%聚合物改性的沥青粘合剂。典型地,该碎石有5—25%的相通或不相通的空隙体积。对沥青粘合剂进行改性的聚合物优选是无分支的苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物(占改性粘合剂的约7%)。该碎石适用作为运动场和运动跑道的基底,在其上面没有铺设的橡胶冲击垫。
文档编号C08L53/02GK1185820SQ9619418
公开日1998年6月24日 申请日期1996年5月23日 优先权日1995年6月2日
发明者P·D·斯班德勒夫 申请人:P·D·斯班德勒夫