BR112019002683B1

BR112019002683B1 - Misturas de esterol como um aditivo em aglutinante de asfalto

Info

Publication number: BR112019002683B1
Application number: BR112019002683-5A
Authority: BR
Inventors: Gerald H. Reinke; Gaylon L. Baumgardner; Andrew Hanz
Original assignee: A.L.M Holding Company; Ergon Asphalt & Emulsions, Inc
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2022-11-29
Also published as: JP2019524952A; EP3497167B1; US20200354274A1; US20190210919A1; ZA201900831B; JP7680407B2; CA3033251A1; AU2017311203A1; US10669202B2; CN114605843A; EP3747950A1; CN109804021A; US20210380477A1; JP2022188122A; WO2018031540A1; BR112019002683A2; MX2019001638A; HUE051838T2; JP7169265B2; ES2832477T3

Abstract

São divulgados métodos e composições de aglutinante de asfalto para fabricar tais composições com misturas de esterol puro:esterol bruto. As misturas de esterol melhoram várias propriedades reológicas.

Description

Referência Cruzada aos Pedidos Relacionados

[001]Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório U.S. Número de Série 62/372.504 depositado em 9 de agosto de 2016, cuja divulgação é aqui incorporada por referência.

Fundamentos

[002]O pavimento de asfalto é um dos materiais mais reciclados no mundo, encontrando usos quando reciclado em superfícies pavimentadas e pilares de pontes, como um substituto de cascalho em estradas não pavimentadas, e como uma substituição de agregado virgem e aglutinante em novo pavimento de asfalto. Tipicamente, o uso de pavimento de asfalto reciclado é limitado às camadas de pavimento sub-superfíciais ou a quantidades controladas em camadas de base e superfície de asfalto. Tais usos são limitados em parte porque o asfalto deteriora com o tempo, perde sua flexibilidade, torna-se oxidado e quebradiço e tende a rachar, particularmente sob pressão ou em baixas temperaturas. Estes efeitos são principalmente devido ao envelhecimento dos componentes orgânicos do asfalto, por exemplo, o aglutinante contendo betume, particularmente em exposição a intempéries. O aglutinante envelhecido também é altamente viscoso. Consequentemente, o pavimento de asfalto recuperado tem propriedades diferentes do asfalto virgem e deve ser processado de tal forma que as propriedades do aglutinante envelhecido não afetem o desempenho a longo prazo.

[003] Para reduzir ou retardar o impacto do envelhecimento do asfalto no desempenho de longo alcance das misturas, numerosos materiais foram investigados. Por exemplo, os rejuvenescedores são comercializados com um objetivo estabelecido de reverter o envelhecimento que ocorreu em materias-primas recicladas tais como pavimento de asfalto recuperado (RAP) e/ou telhas de asfalto recuperado (RAS). É improvável que o rejuvenescimento do asfalto possa realmente ocorrer e o cenário mais provável é que estes aditivos possam servir como agentes amaciadores para os aglutinantes virgens utilizados em misturas contendo RAP e/ou RAS. Em alguns casos, 10 % ou mais em peso destes agentes amaciadores são adicionados ao aglutinante virgem quando tais misturas são produzidas.

[004]O envelhecimento pode ser avaliado medindo-se o ΔTc, a diferença entre a temperatura crítica de rigidez e a temperatura crítica de fluência após o envelhecimento. O uso de agentes amaciadores pode produzir uma mistura com propriedades aglutinantes recuperadas que tem valores aceitáveis de ΔTc após o envelhecimento prolongado da mistura, mas essas propriedades aglutinantes aceitáveis após o envelhecimento tem um custo de produzir uma mistura que pode ser bastante baixa em rigidez durante o período inicial do pavimento.

Sumário

[005]São divulgados métodos e composições que podem retardar, reduzir ou, de outro modo, superar os efeitos do envelhecimento em asfalto reciclado ou recuperado para preservar ou reter algumas ou todas as propriedades originais do aglutinante de asfalto virgem.

[006] Em uma modalidade, a presente divulgação fornece um método para retardar o envelhecimento ou restaurar o aglutinante de asfalto envelhecido compreendendo: adicionar uma mistura de esterol puro:esterol bruto a uma composição de aglutinante de asfalto, em que a composição de aglutinante de asfalto compreende um aglutinante de asfalto virgem, aglutinante de asfalto envelhecido ou ambos, e em que a mistura de esterol compreende uma razão em peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto.

[007] Em uma modalidade, a presente divulgação fornece um método para reutilizar asfalto envelhecido para a produção de pavimento de aglutinante de asfalto, compreendendo adicionar uma mistura de esterol puro:esterol bruto a uma composição de aglutinante de asfalto, em que a composição de aglutinante de asfalto compreende um aglutinante de asfalto virgem, aglutinante de asfalto envelhecido ou ambos, e em que a mistura de esterol compreende uma razão em peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto.

[008] Em uma outra modalidade, a presente divulgação fornece uma composição de pavimento de aglutinante de asfalto compreendendo aglutinante de asfalto virgem, aglutinante de asfalto envelhecido ou ambos, e uma mistura de esterol puro:esterol bruto, em que a mistura de esterol compreende uma razão em peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto.

[009]Ainda em outras modalidades, a presente divulgação fornece um método para restaurar o aglutinante de asfalto envelhecido compreendendo adicionar uma mistura de esterol puro:esterol bruto a um aglutinante de asfalto recuperado, em que a mistura de esterol compreende uma razão em peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto.

Breve Descrição dos Desenhos

[010]A FIGURA 1 representa uma estrutura de esterol vegetal representativa por exemplo, beta-sitosterol.

[011]A FIGURA 2 é uma representação gráfica mostrando os resultados de temperatura de rigidez e fluência para misturas de Borras de Óleo de Motor Re- refinado (REOB) com esteróis.

[012]A FIGURA 3 mostra esteróis vegetais exemplares.

[013]A FIGURA 4 é uma representação gráfica mostrando Rigidez, Temperaturas críticas de valor m e ΔTc para PG 64-22 com misturas de 8 % de REOB e 10 % de breu de tall oil e esterol em concentrações variadas.

[014]A FIGURA 5 é uma representação gráfica comparando ΔTc para PG 64-22 + 8 % de REOB + três níveis de esterol puro com PG 64-22 + 8 % de REOB.

Descrição Detalhada

[015]As composições de asfalto divulgadas contêm misturas de esterol anti- envelhecimento (viz., redução de envelhecimento ou retardamento do envelhecimento) que auxiliam na preservação, reciclagem e reuso de composições de asfalto. As composições de asfalto preferivelmente são isentas de composições orgânicas cíclicas que contenham ésteres ou misturas de ésteres. As composições divulgadas têm um valor particular para a renovação do asfalto recuperado, especialmente o asfalto contendo agentes amaciadores tais como óleos de motor residuais.

[016]As composições de asfalto divulgadas fornecem aglutinantes de asfaltos reciclados que podem ter características físicas e reológicas melhoradas tais como rigidez, faixa de temperatura efetiva e propriedades de baixa temperatura. Algumas modalidades proporcionam a utilização de aglutinante extraído do pavimento de asfalto reciclado, telhas de asfalto reciclado ou ambos em misturas de asfalto. Algumas modalidades fornecem a adição de uma mistura de esterol para minimizar potencial efeitos de baixa temperatura prejudicial de asfalto reciclado permitindo, ao mesmo tempo, maior rigidez em altas temperaturas.

[017]Os títulos são aqui fornecidos somente para facilitar a leitura e não devem ser interpretados como limitativos.

Abreviações, Acrônimos & Definições

[018]“Aglutinante de asfalto envelhecido” refere-se ao asfalto ou aglutinante que está presente ou é recuperado a partir de asfalto recuperado. O aglutinante envelhecido tem alta viscosidade em comparação com o asfalto virgem ou betume virgem como um resultado do envelhecimento e exposição a intempéries ao ar livre. O termo “aglutinante envelhecido” também se refere ao asfalto virgem ou aglutinante virgem que foi envelhecido usando os métodos de teste de envelhecimento em laboratório descritos aqui (por exemplo, RTFO e PAV). “Aglutinante envelhecido” também pode referir-se a aglutinantes virgens duro, de baixa qualidade ou fora das especificações que pode se beneficiar da adição da mistura divulgada, particularmente aglutinantes virgens tendo um ponto de amaciamento de anel e esfera superior a 65 °C para EN 1427 e um valor de penetração em 25 °C para EN 1426 inferior ou igual a 12 dmm.

[019]“Agregado” e “agregado de construção” referem-se ao material mineral particulado tal como calcário, granito, rocha, cascalho, areia de cascalho triturado, brita, brita triturada e escória útil em aplicações de pavimentação e pavimento.

[020]“Aglutinante de asfalto” refere-se a um material aglutinante incluindo betume e opcionalmente outros componentes que sejam adequados para misturar com agregado para fazer uma mistura de pavimentação. Dependendo do uso local, o termo “betume” pode ser usado permutavelmente com ou no lugar do termo “asfalto” ou “aglutinante”.

[021]“Pavimento de asfalto” refere-se a uma mistura compactada de asfalto e agregado.

[022]“Mistura de pavimentação de asfalto”, “mistura de asfalto” e “mistura” referem-se a uma mistura não compactada de asfalto e agregado. Dependendo do uso local, os termos “mistura de betume” ou “mistura betuminosa” podem ser usados permutavelmente com ou no lugar dos termos “mistura de pavimentação de asfalto”, “mistura de asfalto” ou “mistura”.

[023]“Betume” refere-se a uma classe de substâncias cimentícias pretas ou escuras (sólidas, semi-sólidas ou viscosas), naturais ou manufaturadas, compostas principalmente por hidrocarbonetos de alto peso molecular, dos quais asfaltos, alcatrões, piche e asfaltenos são típicos.

[024]“Bruto” quando usado com relação a um material que contém um esterol significa esterol que não foi totalmente refinado e pode conter componentes além do esterol.

[025]Aglutinantes “Puros” ou “Virgens” são aglutinantes ainda não utilizados ou reciclados de pavimentos de asfalto ou telhas de asfalto, e podem incluir aglutinantes de Grau de Desempenho.

[026]“PAV” refere-se a um teste de Recipiente de Envelhecimento Pressurizado. O teste de PAV simula o envelhecimento acelerado do asfalto usando um recipiente de envelhecimento pressurizado como descrito em ASTM D6521-13, Prática Padrão para Envelhecimento Acelerado de Aglutinante de Asfalto Usando um Recipiente de Envelhecimento Pressurizado (PAV).

[027]“Puro” quando usado em relação a um esterol ou mistura de esteróis significa ter pelo menos um grau técnico de pureza ou pelo menos um grau de pureza de reagente.

[028]“Asfalto recuperado” e “asfalto reciclado” referem-se a RAP, RAS, e asfalto recuperado de pavimentos antigos, sucata de fabricação de telha, feltro para telhados e outros produtos ou aplicações.

[029]“Pavimento de asfalto recuperado” e “RAP” referem-se a asfalto que foi removido ou escavado de uma estrada ou pavimento anteriormente usado ou outra estrutura semelhante, e processado para reutilização por qualquer um de uma variedade de métodos bem conhecidos, incluindo moagem, rasgando, quebrando, esmagando ou pulverizando.

[030]“Telhas de asfalto recuperado” e “RAS” referem-se a telhas de origens incluindo corte de telhado, telhas de asfalto de resíduos do fabricante e resíduos pós- consumo.

[031]“RTFO” refere-se a um Teste de Forno de Película Fina de Rolamento. Este é um teste usado para simular o envelhecimento a curto prazo de aglutinantes como descrito em ASTM D2872-12e1, Método de Teste Padrão para Efeito de Calor e Ar em uma Película Móvel de Asfalto (Teste de Forno de Película Fina de Laminação).

[032]“Agente amaciador” refere-se a aditivos que facilitam (ou torna fácil) a mistura e incorporação de um asfalto reciclado em betume fresco ou em uma mistura de asfalto, durante um processo de produção de mistura de asfalto.

[033]“Mistura de esterol” refere-se a uma composição, mistura ou combinação de esteróis puros e esteróis brutos que podem ser combinados com aglutinante envelhecido (por exemplo, asfalto reciclado ou recuperado) para retardar a taxa de envelhecimento do aglutinante de asfalto ou para restaurar ou renovar o aglutinante envelhecido para fornecer algumas ou todas as propriedades originais do asfalto virgem ou aglutinante virgem.

[034]“ΔTc” refere-se à diferença entre a temperatura crítica de rigidez e a temperatura crítica de fluência. A temperatura crítica de rigidez é a temperatura em que um aglutinante testado de acordo com ASTM D6648 tem um valor de rigidez de fluência à flexão de 300 MPa e a temperatura crítica de fluência é a temperatura em que a inclinação da rigidez de fluência à flexão versus o tempo de fluência de acordo com ASTM D6648 tem um valor absoluto de 0,300. Alternativamente as temperaturas críticas de rigidez e fluência podem ser determinadas a partir de um teste de reômetro de cisalhamento dinâmico de 4 mm (DSR) e procedimentos de análise descritos por Sui, C., Farrar, M., Tuminello, W., Turner, T., A New Technique for Measuring low- temperature Properties of Asphalt Binders with Small Amounts of Material, Transportation Research Record: No 1681, TRB 2010. Ver também Sui, C., Farrar, M. J., Harnsberger, P. M., Tuminello, W.H., Turner, T. F., New Low Temperature Performance Grading Method Using 4 mm Parallel Plates on a Dynamic Shear Rheometer. TRB Preprint CD, 2011, onde a temperatura crítica de rigidez é a temperatura onde o módulo de relaxamento é igual a 143 MPa e a temperatura crítica de fluência é onde o valor absoluto da inclinação da curva mestra do módulo de relaxamento versus tempo de relaxamento é igual a 0,275.

[035]Todos os pesos, partes e porcentagens são fundamentados no peso, a menos que de outro modo especificado.

Aglutinantes

[036]As práticas atuais de pavimentação de asfalto envolvem o uso de altas porcentagens de RAP e RAS como componentes nas misturas betuminosas sendo pavimentadas. Tipicamente, concentrações de RAP podem ser tão altas quanto 50 % e as concentrações de RAS podem ser tão altas quanto 6 % em peso da mistura de pavimentação. O teor de betume típico de RAP é na faixa de 5 - 6 % em peso e o teor de betume típico de RAS é na faixa de 20 a 25 % em peso. Consequentemente, uma mistura betuminosa contendo 50 % em peso de RAP conterá de 2,5 % a 3 % de betume de RAP contribuindo para a mistura betuminosa final e uma mistura betuminosa contendo 6 % de RAS em peso conterá de 1,2 % a 1,5 % de betume de RAS contribuindo para a mistura betuminosa final. Em muitos casos RAP e/ou RAS são combinados em misturas betuminosas; por exemplo 20 % a 30 % de RAP e 5 % a 6 % de RAS podem ser incorporados em uma mistura betuminosa. Com base nos teores típicos de aglutinante de asfalto de RAP e/ou RAS, aglutinantes de asfaltos contendo de 20 % a 30 % de RAP e de 5 % a 6 % de RAS podem resultar em 2 % de aglutinante da combinação de RAP e RAS até 3,3 % de aglutinante sendo derivado da combinação de RAP e RAS. Visto que uma mistura de pavimentação betuminosa típica conterá cerca de 5,5 % de betume total, pode haver cerca de 36 % a 60 % do betume total na mistura betuminosa a partir destas fontes recicladas.

[037]As características do betume nessas fontes recuperadas em relação a aglutinantes virgens usados em misturas betuminosas são mostradas na Tabela 1. Para determinar o parâmetro ΔTc, um procedimento teste de reômetro de cisalhamento dinâmico de 4 mm (DSR) e metodologia de análise de dados do Western Research Institute foram utilizados (ver Sui, C., Farrar, M., Tuminello, W., Turner, T., A New Technique for Measuring low-temperature Properties of Asphalt Binders with Small Amounts of Material, Transportation Research Record: No 1681, TRB 2010. Ver também Sui, C., Farrar, M. J., Harnsberger, P. M., Tuminello, W.H., Turner, T. F., New Low Temperature Performance Grading Method Using 4 mm Parallel Plates on a Dynamic Shear Rheometer. TRB Preprint CD, 2011).

[038]A Tabela 2 mostra as propriedades de alta e baixa temperatura de misturas produzidas com aglutinantes virgens e betume recuperado de telhas de resíduo pós-consumo depois de diferentes períodos de envelhecimento. Também são mostradas na Tabela 2 as propriedades de alta e baixa temperatura de misturas contendo RAP e/ou RAS. Algumas destas misturas passaram por envelhecimento prolongado em laboratório e algumas são de núcleos de campo.

[039]As Tabelas 1 e 2 mostram o impacto da incorporação de altos níveis de substituição de aglutinante de materiais reciclados, especialmente aqueles derivados de telhas de resíduos pós-consumo. Os dados demonstram a conveniência de incorporar aditivos em betume e misturas betuminosas para mitigar o impacto do betume destes componentes reciclados e retardar o envelhecimento oxidativo do betume total na mistura final. As últimas três linhas da Tabela 2 mostram que, quanto mais distante da interface de mistura de ar, menor o impacto no parâmetro ΔTc. Este parâmetro pode ser usado para avaliar o impacto do envelhecimento nas propriedades do aglutinante e, mais especificamente, o impacto do envelhecimento nas propriedades de relaxação do aglutinante; a propriedade de relaxamento é caracterizada pela propriedade denominada “grau de fluência em baixa temperatura”.

[040] Pesquisas publicadas em 2011 mostraram, com base em dados de aglutinantes recuperados de núcleos de campo, que ΔTc poderia ser usado para identificar quando um pavimento atingiu um ponto em que havia perigo de rachaduras não relacionadas à carga e também quando o potencial limite de falhas atingido. Nessa pesquisa, os autores subtraíram a temperatura crítica da rigidez da fluência ou da temperatura crítica m e, portanto, os aglutinantes com propriedades de desempenho ruins calcularam valores de ΔTc que são positivos. Desde 2011, os pesquisadores da indústria concordaram em reverter a ordem de subtração e, portanto, quando a temperatura m-crítica é subtraída da temperatura crítica, os aglutinantes que apresentam propriedades de desempenho baixas são calculados para valores de ΔTc que são negativos. A indústria geralmente concordou que ter aglutinantes de baixa performance se tornam mais negativos, já que o desempenho diminuído parece ser mais intuitivo. Portanto, hoje na indústria e como usado na aplicação, um valor limite de advertência de ΔTc é de -3 °C e um valor de falha potencial é de -5 °C. Em outras palavras, -5 °C é mais negativo que -3 °C e, portanto, um valor de ΔTc de -5 °C é pior que um valor de ΔTc de -3 °C.

[041]Os relatórios em duas reuniões da Federal Highway Administration Expert Task Group mostraram uma correlação entre os valores de ΔTc de aglutinantes recuperados de projetos de teste de campo e a severidade da deterioração do pavimento relacionado à fissura por fadiga. Adicionalmente, foi mostrado que quando os aglutinantes usados para construir estes projetos de teste de campo foram submetidos a 40 horas de envelhecimento em PAV, os valores de ΔTc mostraram uma correlação com a deterioração do pavimento relacionado à fissura por fadiga, especialmente a fissura por fadiga que geralmente é considerada como resultado da perda de relaxação do aglutinante na superfície da mistura betuminosa.

[042] Portanto, é desejável obter misturas betuminosas com materiais de betume que tenham uma suscetibilidade reduzida ao desenvolvimento de valores de ΔTc excessivamente negativos.

[043]Os dados na Tabela 1 mostram que aglutinantes virgens típicos produzidos em refinarias podem manter um ΔTc maior que -3 °C depois de 40 horas de envelhecimento em PAV. Além disso, os dados na Tabela 1 mostram que o aglutinante recuperado de RAP pode ter valores de ΔTc menor que -4 °C, e que o impacto de níveis elevados de RAP em novas misturas betuminosas deve ser avaliado. Além disso, os valores extremamente negativos do ΔTc para os aglutinantes recuperados pelo RAS exigem uma análise adicional quanto ao impacto global da incorporação do RAS em misturas betuminosas.

[044]A Tabela 2 mostra que é possível envelhecer misturas betuminosas sob envelhecimento em laboratório seguido por recuperação do aglutinante das misturas e determinação do ΔTc do aglutinante recuperado. O protocolo de envelhecimento a longo prazo para misturas betuminosas na AASHTO R30 especifica o envelhecimento da mistura compactada durante cinco dias a 85 °C. Algumas pesquisas estenderam o tempo de envelhecimento a dez dias para investigar o impacto do envelhecimento mais severo. Recentemente, o envelhecimento de misturas betuminosas frouxas a 135 °C por 12 e 24 horas e, em alguns casos, por períodos de tempo ainda maiores foram apresentados como alternativas ao envelhecimento da mistura compactada. O objetivo destes protocolos de envelhecimento é produzir um envelhecimento rápido do aglutinante semelhante ao envelhecimento de campo representativo de mais de cinco anos de serviço e, mais desejavelmente, de oito a 10 anos de serviço. Por exemplo, foi demonstrado para misturas em serviço por cerca de oito anos que o ΔTc do asfalto recuperado ou reciclado do topo de 1/2 polegada de pavimento foi mais severo do que 12 horas de envelhecimento a 135 °C, mas menos severo que 24 horas de envelhecimento 135 °C.

[045]Os dados nas duas primeiras linhas da Tabela 2 mostram porque o envelhecimento a longo prazo de misturas contendo produtos reciclados é importante. O aglutinante recuperado da mistura não envelhecida (linha 1) exibiu um ΔTc de -1,7 °C, enquanto o aglutinante recuperado da mistura com o tempo de 5 dias exibiu um ΔTc de -4,6 °C.

Misturas de esterol puro:esterol bruto

[046]As misturas de esterol divulgadas (esterol puro:esterol bruto) podem alterar (por exemplo, reduzir ou retardar) uma taxa de envelhecimento de aglutinante de asfalto, ou podem restaurar ou renovar um aglutinante envelhecido ou reciclado para fornecer algumas ou todas as propriedades de um aglutinante de asfalto virgem. Por exemplo, a misturas de esterol podem alterar ou melhorar as características físicas e reológicas tais como rigidez, faixa de temperatura efetiva e propriedades de baixa temperatura do aglutinante de asfalto.

[047] Em algumas modalidades, a mistura de esterol pertence à classe dos triterpenóides e, em particular, aos esteróis ou estanóis. As misturas divulgadas (por exemplo, triterpenóides) podem funcionar eficazmente com asfaltenos. Os asfaltenos incluem extensos sistemas de anéis condensados com algum nível de insaturação. O teor de asfalteno de aglutinantes típicos pode variar de menos de 10 % a mais de 20 %. Os asfaltenos são tipicamente descritos como materiais que são insolúveis em n- heptano. Uma estrutura exata é desconhecida e, com base no comportamento de desempenho de diferentes aglutinantes é improvável que a estrutura do asfalteno em quaisquer dois aglutinantes seja a mesma, especialmente aquelas de diferentes fontes brutas. Os asfaltenos dão a um aglutinante sua cor e rigidez e eles aumentam em teor à medida que o aglutinante envelhece. Consequentemente, a adição de RAP e/ou RAS causa um aumento no teor de asfalteno. O aumento no teor de asfalteno junto com outros produtos da oxidação, tais como carbonilas e sulfóxidos, é responsável pelo endurecimento das misturas betuminosas e sua falha final. Pela sua natureza muito química, os asfaltenos não são facilmente solúveis em produtos químicos alifáticos. Os hidrocarbonetos aromáticos irão dissolver prontamente os asfaltenos e óleos de processo aromáticos foram usados em misturas recicladas. Entretanto, estes óleos podem conter compostos aromáticos polinucleares incluindo potenciais carcinogênicos listados e, portanto, não são aditivos desejáveis. A maioria dos óleos à base de plantas são hidrocarbonetos de cadeia linear ou ramificada com algum nível de insaturação e, portanto, não são tão eficazes no retardamento do envelhecimento quanto são no amaciamento de aglutinantes globais em uma mistura.

[048]Os triterpenóides são um grupo importante de produtos naturais de plantas que incluem esteróis, saponinas triterpênicas e estruturas relacionadas. Os triterpenóides podem ser de origem natural ou sintética. Tipicamente, eles são obtidos pela extração de material das plantas. Os processos de extração para o isolamento de triterpenóides são descritos por exemplo, nos pedidos internacionais WO 01/72315 Al e WO 2004/016336 Al, cujas divulgações são aqui incorporadas por referência em sua totalidade.

[049]Os triterpenóides incluem esteróis vegetais e estanóis vegetais. Os triterpenóides divulgados referem-se às formas não esterificadas de qualquer um dos esteróis vegetais mencionados aqui.

[050]Esteróis vegetais puros exemplares incluem campesterol, estigasterol, estigmasterol, β-sitosterol, Δ5-avenosterol, Δ7-estigasterol, Δ7-avenosterol, brassicasterol ou misturas destes. Em algumas modalidades, a mistura de esterol contém β-sitosterol como o esterol puro. Em outras modalidades, a mistura de esterol contém uma mistura de esteróis puros. Os esteróis puros e misturas de esteróis puros comercialmente disponíveis incluem aqueles disponíveis da MP Biomedicals (No de Catálogo 02102886) referidos como beta-Sitosterol (beta-Sitosterol ~40 a 60 %; campesterol ~20 a 40 %; Estigmasterol ~5 %). Em algumas modalidades, um esterol puro pode ter pelo menos 70 % em peso de esteróis, e em algumas modalidades pode ter pelo menos 80 % em peso, pelo menos 85 % em peso ou pelo menos 95 % em peso de esteróis.

[051] Esteróis vegetais brutos exemplares incluem produtos naturais modificados ou não modificados contendo quantidades significativas de esteróis, incluindo fontes vegetais diversas como óleo de milho, óleo de gérmen de trigo, raiz de sarsaparilha, breu de óleo de soja e breu de óleo de milho. Por exemplo, o breu de tall oil é obtido durante o processo de preparação de papel a partir da madeira, particularmente madeira de pinheiro. O breu de tall oil é um material extremamente complexo que pode conter resinas, ácidos graxos, produtos de oxidação e materiais esterificados, uma fração apreciável dos quais são ésteres de esterol. As fontes vegetais de esteróis brutos são baratas, pois elas são os sedimentos ou rejeitos de vários processos de fabricação.

[052] Em algumas modalidades, as fontes de esterol bruto incluem estigmasterol, β-sitosterol, campesterol, ergosterol, brassicasterol, colesterol e lanosterol ou misturas destes. Em algumas modalidades, as fontes de esterol bruto incluem óleo de grão de soja, óleo de milho, óleo de grão de arroz, óleo de amendoim, óleo de semente de girassol, óleo de cártamo, óleo de semente de algodão, óleo de semente de colza, óleo de grão de café, óleo de gérmen de trigo, tall oil e cera de lã. Em algumas modalidades o esterol bruto inclui uma fonte bioderivada ou resíduo parcialmente distilado da fonte bioderivada. Em algumas modalidades, a fonte de esterol bruto inclui breu de tall oil, óleo de soja ou óleo de milho.

[053]Qualquer um dos rejeitos de óleo ou breus das fontes vegetais divulgadas são fontes adequadas de esterol bruto. A Pat. U.S. No 2.715.638, de 16 de Ago. de 1955, de Albrecht, divulga um processo para a recuperação de esteróis do breu de tall oil, pelo qual as impurezas de graxo ácido são removidas por um processo de neutralização. Em seguida, os ésteres de esterol são saponificados; os esteróis livres são então recuperados e lavados com isopropanol e secos. Se suficientemente purificados, os esteróis livres recuperados podem ser usados como esteróis puros ao invés de como esteróis brutos nas misturas divulgadas de esterol puro:esterol bruto.

[054]Os esteróis brutos preferivelmente são obtidos a partir de fontes vegetais. O esterol bruto pode incluir componentes além do esterol ou esteróis desejados. Fontes vegetais exemplares para esteróis brutos incluem breu de tall oil, bruto de tall oil, óleo de cana de açúcar, escumas de poço quente, breu de caroço de algodão, breu de soja, breu de óleo de milho, óleo de gérmen de trigo ou óleo de germe de centeio. Em algumas modalidades, o breu de tall oil é uma fonte do esterol bruto. O breu de tall oil pode incluir cerca de 30 a 40 % de moléculas insaponificáveis. Insaponificáveis são moléculas que não reagem com hidróxidos alcalinos. Ácidos graxo e resina remanescentes no breu de tall oil reagem prontamente com hidróxidos de potássio ou sódio e assim os insaponificáveis podem ser prontamente separados. Foi mostrado que 45 % da fração insaponificável pode incluir sitosteróis. Portanto, uma amostra de breu de tall oil pode conter aproximadamente 13,5 % a 18 % de moléculas de esterol em peso. Em algumas modalidades o esterol bruto pode ter menos que um grau alimentar de pureza (por exemplo, menos que 85 % em peso de esteróis) ou conter mais que 85 % em peso de esteróis, mas também pode conter impurezas ou contaminantes que tornam o material inadequado para o uso em alimentos.

[055]Em algumas modalidades, o esterol bruto pode ser derivado de animal como o colesterol.

[056]A mistura de esterol puro:esterol bruto adicionada à composição de asfalto pode, por exemplo, variar de cerca de 0,5 a cerca de 15 % em peso, ou cerca de 1 a cerca de 10 % em peso, cerca de 1 a cerca de 3 % em peso do aglutinante virgem em uma composição de asfalto. As misturas de esterol podem, em algumas modalidades, incluir uma razão de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto. As misturas de esterol podem, em algumas modalidades, incluir pelo menos uma razão de 20:80, 30:70 ou 40:60 de esterol puro para esterol bruto e, em algumas modalidades, podem incluir menos de uma razão de 80:20, 70:30 ou 60:40 de esterol puro para esterol bruto.

[057]Em algumas modalidades, a mistura de esterol puro:esterol bruto pode alterar, reduzir ou retardar a degradação de propriedades reológicas em aglutinantes contendo materiais betuminosos reciclados que incluem agentes amaciadores tais como RAS, RAP, REOB, parafina virgem ou óleos base naftênicos, óleos de dreno residuais ou materiais de óleo de motor residuais não tratados ou não re-refinados, extensores de asfalto de torre de vácuo, óleos de processamento parafínicos ou naftênicos ou óleos de base lubrificantes. Em algumas modalidades, o esterol bruto quando usado em um asfalto ou pavimento de asfalto mantém um valor de ΔTc maior que ou igual a -5 °C à medida que o asfalto ou pavimento de asfalto é envelhecido.

[058] Em algumas modalidades, o esterol bruto pode fornecer um aglutinante de asfalto com um ΔTc maior ou igual a -5,0 °C. Em algumas modalidades, o esterol bruto pode fornecer um aglutinante de asfalto com um ΔTc maior ou igual a -5,0 °C depois de 40 horas de envelhecimento em PAV. Ainda em outras modalidades, a mistura de esterol divulgada pode fornecer um aglutinante de asfalto com um valor de ΔTc menos negativo e um valor R diminuído a seguir ao envelhecimento, quando em comparação com um aglutinante de asfalto similarmente envelhecido sem a mistura de esterol.

Agentes Amaciadores & Outros Aditivos

[059]Agentes amaciadores que podem ser usados em aglutinantes incluem óleo residual de motor e óleo residual de motor que pode ser adicionalmente processado para fornecer REOB. O REOB é um aditivo amaciador de baixo custo e extensor asfáltico obtido a partir do material residual remanescente após a destilação de óleo de motor residual sob vácuo ou em condições de pressão atmosférica. A fração destilada do processo de re-refinação é convertida em novo óleo lubrificante para veículos, mas os sedimentos não têm mercado disponível devido à presença de metais e outras partículas dos motores de combustão interna. Além disso, estes fundos contêm hidrocarbonetos parafínicos e aditivos incorporados no óleo lubrificante original. Por muitos anos, o REOB foi usado por algumas empresas como extensor de asfalto, mas o uso foi localizado.

[060] Maiores quantidades de óleos residuais de motor estão sendo produzidas e vendidas como REOB no mercado de aglutinante de asfalto. A utilização de REOB pode fornecer misturas, que quando envelhecidas, exibem valores de ΔTc de -4 °C ou inferiores, com consequente mau desempenho em pavimentos. Quando REOB são adicionados a alguns asfaltos em níveis tão baixos quanto 5% em peso, o ΔTc resultante após 40 horas. O envelhecimento do PAV pode ser de -5 °C ou inferior (viz. mais negativo). Os aglutinantes recuperados a partir de misturas de campo mostraram conter REOB por meio de testes de metais que demonstraram uma maior dificuldade do que as misturas de campo com o mesmo tempo e o mesmo agregado e pavimentaram ao mesmo tempo, mas não contendo REOB.

[061]As misturas de esterol puro:esterol bruto divulgadas podem mitigar o impacto de óleos de motor residuais (por exemplo, REOB) em ΔTc (como avaliado, por exemplo, usando 40 h de PAV) e renover ou retardar a taxa de envelhecimento do asfalto reciclado.

[062]A mistura de sterol divulgada também pode ser usada para mitigar o impacto de outros agentes amaciadores. Estes outros agentes amaciadores incluem óleos lubrificantes sintéticos ou virgens (tais como óleo sintético MOBIL™ 1 da ExxonMobil Corp. e óleo 10W40 HAVOLINE™ da Chevron USA Inc.), parafina virgem ou óleos à base de naftênicos, materiais de óleos de drenagem de resíduos ou óleo residual de motor não tratados ou não re-refinados, extensores de asfalto de torre de vácuo (a fração não destilável da re-refinação de óleo de motor usado) e óleos de processo parafínicos ou naftênicos.

[063]A composição de asfalto pode conter outros componentes além da mistura de esterol divulgada. Tais outros componentes podem incluir elastômeros, aglutinantes não betuminosos, promotores de adesão, agentes amaciadores, agentes rejuvenescedores e outros componentes adequados.

[064]Elastômeros úteis incluem, por exemplo, copolímeros etileno-acetato de vinila, polibutadienos, copolímeros etileno-propileno, terpolímeros etileno-propileno- dieno, terpolímeros etileno reativos (por exemplo, ELVALOY™), copolímeros em bloco butadieno-estireno, terpolímeros em bloco estireno-butadieno-estireno (SBS), copolímeros em bloco isopreno-estireno e terpolímeros em bloco estireno-isopreno- estireno (SIS), polímeros cloropreno (por exemplo, neoprenos) e semelhantes. Os aditivos de elastômero curados podem incluir materiais de borracha para pneus retificados.

[065]Os agentes de rejuvenescimento convencionais são classificados em tipos como RA-1, RA-5, RA-25 e RA-75, conforme definido pela norma ASTM D4552. Os agentes de rejuvenescimento para uso nas composições de asfalto divulgadas podem, por exemplo, assemelhar-se à fração de malteno do asfalto tal como um agente de rejuvenescimento RA-1, um agente de rejuvenescimento RA-5 ou suas misturas. Agentes de rejuvenescimento exemplificativos estão disponíveis na Holly Frontier sob seus óleos de asfalto da marca HYDROLENE™, da American Refining Group, Inc. sob sua marca KENDEX™ ou da Tricor Refining, LLC sob sua marca RECLAMITE™ da Golden Bear Preservation Products. Os óleos de asfalto que cumprem a norma ASTM D4552, e classificados como RA-1 são adequados para asfaltos mais duros, como o PG 64. Os óleos RA-5, RA-25 e RA-75 também podem ser usados com asfaltos de baixa viscosidade, como PG 52. Os agentes de rejuvenescimento também podem incluir agentes de reciclagem ricos em aromáticos e resinas, com pequenas quantidades de saturados.

[066]As composições de asfalto divulgadas podem ser caracterizadas de acordo com muitos testes padrão, tais como aqueles recitados nas especificações ASTM aplicáveis e métodos de teste. Por exemplo, as composições divulgadas podem ser caracterizadas usando testes reológicos (viz., reômetro de cisalhamento dinâmico, viscosidade rotacional e feixe de flexão).

[067] Em baixas temperaturas (por exemplo, -10 °C), as superfícies da estrada precisam de resistência à quebra. Sob condições ambientais, as propriedades de rigidez e fadiga são importantes. Em temperaturas elevadas, as estradas precisam resistir ao sulco quando o asfalto se torna muito mole. Critérios foram estabelecidos pela indústria de asfalto para identificar as propriedades reológicas de um aglutinante que se correlaciona com o provável desempenho da superfície da estrada pavimentada nos três conjuntos comuns de condições de temperatura.

[068]Em uma modalidade, o aglutinante inclui uma mistura de aglutinantes. Em certas modalidades, a mistura de aglutinante inclui aglutinante virgem e aglutinante extraído do asfalto recuperado. Por exemplo, o aglutinante extraído do material RAS pode ser extraído do resíduo de asfalto do fabricante, de resíduos de asfalto do consumidor, ou de uma mistura de aglutinantes extraídos de resíduos de asfalto do fabricante e do consumidor. Em algumas modalidades, uma mistura de aglutinante pode incluir aglutinante virgem e aglutinante reciclado. O aglutinante virgem pode ser de cerca de 60 % em peso a cerca de 95 % em peso da mistura de aglutinante e de cerca de 2 % em peso a cerca de 100 % em peso do asfalto recuperado, tal como o RAS. Em certas modalidades, a mistura de aglutinante inclui a adição de uma mistura de esterol de cerca de 0,5 % em peso a cerca de 15,0 % em peso do asfalto virgem. Em algumas modalidades, a mistura de aglutinante pode incluir a adição de cerca de 0,2 % em peso a cerca de 1,0 % em peso de mistura de esterol puro:esterol bruto. Demonstrou-se que a mistura de esterol melhora as propriedades de temperatura alta e baixa e a classificação de PG para as extremidades de baixa e alta temperatura das misturas de aglutinante de asfalto contendo RAS.

[069]A composição de aglutinante de asfalto pode ser preparada misturando- se a mistura de esterol puro:esterol bruto com o aglutinante virgem para formar uma mistura betuminosa. A mistura betuminosa pode ser adicionada ao asfalto reciclado (por exemplo, RAS e/ou RAP) e agregado. Um perito na técnica reconhecerá que quaisquer sequências de adicionar e misturar componentes são possíveis.

[070]Composições de asfalto podem ser preparadas aplicando-se convecção mecânica ou térmica. Em um aspecto, um método de preparar uma composição de asfalto envolve misturar uma mistura de esterol puro:esterol bruto com asfalto virgem em uma temperatura de cerca de 100 °C a cerca de 250 °C. Em algumas modalidades, a mistura de esterol é misturada com o asfalto virgem em uma temperatura de cerca de 125 °C a cerca de 175 °C ou 180 °C a 205 °C. Em algumas modalidades, a composição de asfalto é misturada com asfalto, mistura de esterol e agente amaciador. Ainda em outras modalidades, a composição de asfalto é misturada com asfalto, RAS, mistura de esterol e agregado.

[071] Para determinar o parâmetro ΔTc, um procedimento de teste de DSR de 4 mm e metodologia de análise de dados do Western Research Institute foram utilizados como observado acima. O procedimento de teste de DSR e metodologia também são divulgados no Pedido Internacional No PCT/US16/37077 depositado em 10 de junho de 2016 e em PCT/US2016/064950 depositado em 5 de dezembro de 2016 e PCT/US2016/064961 depositado em 5 de dezembro de 2016, cada um dos quais é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

[072]O parâmetro ΔTc também pode ser determinado usando um procedimento de teste de Bending Beam Rheometer (BBR) com base em AASHTO T313 ou ASTM D6648. É importante que quando o procedimento de teste de BBR é usado, o teste é conduzido em um número suficiente de temperaturas tal que os resultados para os critérios de falha de Rigidez de 300 MPa e critérios de falha de Fluência ou Valor m de 0,300 são obtidos com um resultado sendo abaixo dos critérios de falha e um resultado sendo acima dos critérios de falha. Em alguns casos, para aglutinantes com valores ΔTc inferiores a -5 °C, isto pode requerer a realização do teste de BBR em três temperaturas de teste ou mais. Os valores de ΔTc calculados a partir dos dados quando os requisites dos critérios de BBR referidos acima não são cumpridos podem ser precisos.

[073]As características e alterações da superfície de pavimento podem ser reveladas em uma composição de asfalto. Estas características de superfície podem ser determinadas usando microscopia de força atômica (AFM). A AFM é descrita, por exemplo, em R. M. Overney, E. Meyer, J. Frommer, D. Brodbeck, R. Lüthi, L. Howald, H.-J. Güntherodt, M. Fujihira, H. Takano e Y. Gotoh, “Friction Measurements on Phase-Separated Thin Films with a Modified Atomic Force Microscope”, Nature, 1992, 359, 133-135; E. zer Muhlen e H. Niehus, “Introduction to Atomic Force Microscopy and its Application to the Study of Lipid Nanoparticles”, Capítulo 7 in Particle and Surface Characterization Methods, R. H. Muller e W. Mehnert Eds, Medpharm Scientific Pub, Stuttgart, 1997; e em H. Takano, J.R. Kenseth, S.-S. Wong, J.C. O’Brien, M.D. Porter, “Chemical and Biochemical Analysis Using Scanning Force Microscopy”, Chemical Reviews 1999, 99, 2845-2890.

[074]A AFM é um tipo de microscopia de varredura que fornece imagens de alta resolução e tridimensionais nos níveis atômico e molecular. A AFM pode ser usada para imagens topográficas e medições de força. As imagens topográficas envolvem varredura e cantilever/tip através da superfície da amostra. Um feixe de laser é refletido na parte de trás do cantilever, e pequenas mudanças na deflexão do cantilever são detectadas com um detector fotodiodo sensível à posição. Esta deflexão é processada pela eletrônica do sistema para determinar as alterações topológicas de altura na superfície da amostra.

[075]Os defeitos superficiais podem ser medidos como a aspereza superficial, expressada como aspereza média sobre uma superfície da imagem, com base na altura média da aspereza que se estende para fora da superfície da amostra expressada em μm, e com a área defeituosa (isto é, o plano não liso da amostra) expressado em μm2 e como uma porcentagem da área da imagem (por exemplo, como uma porcentagem de uma área da imagem de 400 μm2). A AFM pode ser usada para determinar os efeitos do esterol bruto em um asfalto como foi usado no Pedido Internacional acima mencionado No PCT US2016/37077 e PCT/US2016/064950 depositado em 5 de dezembro de 2016 e PCT/US2016/064961 depositado em 5 de dezembro de 2016.

[076]Os aglutinantes podem ser preparados para AFM por aplicação de uma pequena esfera a um toco de aço. Com uma faca, a esfera pode ser raspada contra a superfície da ponta e a película resultante é aquecida a 115 °C por cerca de 2 min para permitir que a superfície da película fique nivelada. As imagens de AFM podem ser capturadas em temperatura ambiente em um microscópio de sonda de varredura Bruker Dimension Icon-PT™. As imagens topográficas e de atrito podem ser obtidas após as películas de asfalto terem sido recozidas 72 h a 96 h em temperatura ambiente. As sondas de AFM com ponta de cantilever de silício com antimônio (Bruker Corporation) podem ser usadas para medições. As imagens topográficas podem revelar elevações verticais e declinações associadas a características de superfície, enquanto a imagem de atrito permite a diferenciação de material de superfície com base em mudanças nas propriedades elásticas ou adesivas.

[077] Em algumas modalidades, um método para identificar o envelhecimento em um asfalto e retardar o envelhecimento ou restaurar o asfalto envelhecido inclui analisar uma composição de asfalto para a presença ou ausência de defeitos superficiais, em que o asfalto é determinado como envelhecido se mínimos defeitos superficiais são detectados; e adicionar uma mistura de esterol puro:esterol bruto e aglutinante virgem ao aglutinante envelhecido para reduzir ou retardar o envelhecimento. Em algumas modalidades, o asfalto envelhecido inclui asfaltos reciclados, agentes amaciadores e agentes rejuvenescedores. Por exemplo, alguns asfaltos incluem RAS, RAP, REOB, óleos de base naftênicos ou parafínicos virgens, óleos de dreno residuais ou materiais de óleo de motor residuais não tratados ou não re-refinados, extensores de asfalto de torre de vácuo, óleos de processamento parafínicos ou naftênicos e óleos de base lubrificantes. Em algumas modalidades, a aspereza média de um asfalto com esterol é 1,5 a 350 μm, de 3,6 a 232 μm ou de 10 a 230 μm.

[078]O presente pedido é ainda ilustrado nos seguintes exemplos não limitativos, em que todas as partes e porcentagens são em peso a menos que de outro modo indicado.

Exemplo 1

[079] Para investigar a eficácia de misturas de esterol bruto e esterol puro em comparação com apenas esterol puro nas propriedades de envelhecimento de aglutinantes contendo REOB, um asfalto à base de PG 64-22 foi usado. As várias amostras foram envelhecidas por 20 e 40 horas no PAV seguindo ASTM D65217 e por RFTO seguindo ASTM D2872.

[080]As misturas foram produzidas misturando-se os componentes com um misturador LIGHTNIN™ de baixo cisalhamento da SPX Flow Corp. em uma lata de 1 galão em uma temperatura de 187,8 °C a 204 °C (370 a 400 °F) por aproximadamente 30 minutos.

[081]Os componentes da mistura incluiram 92 % de aglutinante 64-22, 8 % de REOB e várias concentrações de esteróis fornecidas como misturas de esterol bruto na forma de breu de tall oil (obtido da Union Camp) e esterol puro (obtido da MP Biomedical).

[082]Foi considerado que o esterol em fontes de esterol bruto tais como breu de tall oil inclui cerca de 15 % de esterol. Portanto, as seguintes amostras incluiriam quantidades de esterol esperadas como se seguem: 1. 85 % de breu de tall oil + 15 % de esterol puro; quantidade de esterol é (,85*15) de breu de tall oil + 15 de esterol puro = 27,7 % esterol de esperado. 2. 60 % de breu de tall oil + 40 % de esterol puro; quantidade de esterol é (,6*15) de breu de tall oil + 40 de esterol puro = 49 % esterol de esperado. 3. 30 % de breu de tall oil + 70 % de esterol puro; quantidade de esterol é (,3*15) de breu de tall oil + 70 de esterol puro = 74,5 % esterol de esperado.

[083]Se 10 % de cada uma das misturas acima foi adicionado ao PG 64-22 contendo 8 % de REOB, seria esperado que (com base na suposição de 15 % de esterol no breu de tall oil) as misturas conteriam 2,8 % de esterol, 4,9 % de esterol e 7,4 % de esterol.

[084]Os resultados são mostrados abaixo na Tabela 3.

1: Para aglutinante conservado, o grau de alta temperatura é onde a rigidez de aglutinante = 1 KPa, para RTFO, o grau de alta temperatura é onde a rigidez de aglutinante = 2,2 KPa, para resíduos de PAV o grau de alta temperatura é onde a rigidez de aglutinante = 1 KPa.

[085]A Figura 4 é um gráfico dos dados mostrados na Tabela 3 para as temperaturas críticas de rigidez, temperaturas críticas de valor m e valores de ΔTc. Os dados apresentados na Figura 4 mostram que as misturas de breu de tall oil e esterol puro melhoram os Valores de ΔTc do PG 64-22 com 8 % de REOB em relação à mistura sem breu de tall oil e esterol. Parece haver uma resposta à dose de esterol total nas misturas e degradação geral de ΔTc conforme o envelhecimento de aglutinante progride, entretanto, níveis mais altos de esterol total na mistura mantêm propriedades de ΔTc aceitáveis mesmo depois de 60 horas de envelhecimento com PAV.

[086]A Tabela 4 mostra o efeito independente de cada breu de tall oil misturado em asfalto; esterol puro misturado em asfalto; e misturas de breu de tall oil com esterol puro em 20 e 40 horas de envelhecimento com PAV naquelas misturas de PG 64-22 + 8 % de REOB.

1: 10 % de 85/15 refere-se a 10 % de adição de uma mistura de 85 % de breu de tall oil e 15 % de esterol puro em peso, 10 % de 60/40 refere-se a 10 % de adição de uma mistura de 60 % de breu de tall oil e 40 % de esterol puro em peso, e 10 % de 30/70 refere-se a 10 % de adição de uma mistura de 30 % de breu de tall oil e 70 % de esterol puro em peso. 2: As concentrações de esterol listadas para as misturas de breu de tall oil e esterol puro são estimadas de esteróis totais com base na suposição de que o breu de tall oil contém 15 % de esterol em peso.

[087]A análise dos dados na Tabela 4 mostra para o resíduo com 20 horas de PAV que para as misturas com 5 % e 10 % de tall oil e a composição com 2,5 % de esterol puro, os valores de ΔTc são similares e são aproximadamente 1 °C mais quentes do que para a mistura com 8 % de REOB em PG 64-22 sem outro aditivo. Isto envolve um menor impacto daquelas misturas no impacto degradante de 8 % de REOB no aglutinante. Os dados de ΔTc para os resíduos com 20 horas de PAV produzidos com a dosagem de 10 % de breu de tall oil mais esterol puro mostraram resultados que são aproximadamente 1 °C mais quentes do que as misturas de tall oil apenas ou esterol puro apenas. Para os resíduos com 40 horas de PAV, as misturas com 5 % e 10 % de tall oil e a composição com 2,5 % de esterol puro mostram resultados similares e todos mostram valores de ΔTc que são de 1 a 2 °C mais quentes do que a mistura de 64-22 + 8 % de REOB. As misturas com 5 % e 7,5 % de esterol puro têm valores de ΔTc que são de 3,5 a 4,5 °C mais quantes do que a mistura de 64-22 + REOB. Em 40 horas de PAV, as misturas de breu de tall oil e esterol puro exibiram propriedades de ΔTc similares às misturas de esterol puro, indicando que é possível obter resultados semelhantes àqueles obtidos usando o esterol puro misturando-se esterol puro com um óleo bioderivado ou resíduo de breu de óleo bioderivado contendo menos esterol puro.

[088]A Figura 5 mostra graficamente este relacionamento entre os resultados de ΔTc para esterol puro e misturas de breu de tall oil e esterol puro usando o aglutinante à base de PG 64-22 mais 8 % de REOB. A Figura 5 mostra a similaridade no comportamento de ΔTc em 20, 40 e 60 horas de envelhecimento com PAV para estes dois grupos de materiais. Não existem dados com 60 horas de PAV fornecidos para 64-22 + 8 % de REOB, mas é claro que os níveis de dosagem mais baixos de esterol têm valores de ΔTc em 60 horas que são comparáveis aos resultados de ΔTc para a mistura de não esterol no nível de 40 horas de PAV.

Exemplo 2

[089] Para investigar os efeitos de mistura de esterol puro:esterol bruto nas propriedades de envelhecimento de aglutinantes, RAPs envelhecidos com 20 horas de PAV foram usados. Os RAPs envelhecidos de 20 horas foram envelhecidos no PAV (Vaso de envelhecimento pressurizado) seguindo ASTM D65217. Os RAPs foram misturados com 5 % de um bio-óleo da Cargill, MN (Cargill 1103) ou com 5 % de uma mistura de esterol puro. Cada RAP foi testado antes de misturar com as várias misturas de esterol.

[090]As misturas foram produzidas misturando-se os componentes em uma lata de estanho de 3 onças. As latas de estanho foram cobertas e colocadas em um forno a 60 °C (140 °F) durante a noite levando em consideração o aquecimento e a mistura dos componentes. Depois do aquecimento durante a noite, as amostras foram misturadas à mão e testadas quanto as propriedades de rigidez de alta temperatura com um procedimento de teste de DSR de 25 mm e as propriedades de baixa temperatura foram determinadas usando o procedimento de teste de DSR de 4 mm. Os resultados são relatados na Tabela 5.

[091]Os resultados na Tabela 5 mostram que o bio-óleo reduziu o grau de alta temperatura do RAP por 9,6 °C e reduziu o grau de PG de baixa temperatura por 9,8 °C. O valor de ΔTc foi melhorado por 1,1 °C ou 17,5 % enquanto o valor de R foi diminuído por apenas 1,53 %, indicando que a adição do óleo amaciador fez pouco para melhorar as propriedades de relaxação de baixa temperatura do aglutinante de RAP. A adição do esterol reduziu o grau de alta temperatura por 5,9 °C, e reduziu o grau de baixa temperatura por 1,6 °C, mas o valor de ΔTc foi aumentado por 3,2 °C ou 72,3 % enquanto o valor de R diminuiu por 15,35 %. Estes dados comparativos indicam que a adição de esterol faz mais do que apenas amolecer o RAP.

Claims

1. Método para retardar o envelhecimento de ou restaurar o aglutinante de asfalto envelhecido, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: adicionar uma mistura de esterol puro:esterol bruto a uma composição de aglutinante de asfalto, em que a composição de aglutinante de asfalto compreende um aglutinante de asfalto virgem, aglutinante de asfalto envelhecido ou ambos, e em que a mistura de esterol compreende uma razão em peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto.

2. Método para reutilizar asfalto envelhecido para a produção de pavimento de aglutinante de asfalto, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: adicionar uma mistura de esterol puro:esterol bruto a uma composição de aglutinante de asfalto, em que a composição de aglutinante de asfalto compreende um aglutinante de asfalto virgem, um aglutinante de asfalto envelhecido ou ambos, e em que a mistura de esterol compreende uma razão em peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto.

3. Composição de aglutinante de asfalto, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende aglutinante de asfalto virgem, aglutinante de asfalto envelhecido ou ambos, e uma mistura de esterol puro:esterol bruto, em que a mistura de esterol compreende uma razão em peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto.

4. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o esterol bruto compreende uma fonte bioderivada ou resíduo destilado da fonte bioderivada.

5. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o esterol bruto compreende um piche de talóleo (tall oil pitch).

6. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o esterol bruto compreende óleo de soja.

7. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o esterol bruto compreende óleo de milho.

8. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura de esterol compreende 0,5 a 15 % em peso do aglutinante de asfalto.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 e 4 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda adicionar agregado à composição de aglutinante de asfalto.

10. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o aglutinante de asfalto envelhecido compreende aglutinante de asfalto recuperado.

11. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o aglutinante de asfalto recuperado compreende telhas de asfalto recuperado ou pavimento de asfalto recuperado.

12. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de aglutinante de asfalto fornece um ΔTc maior ou igual a -5,0 °C.

13. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de aglutinante de asfalto fornece um ΔTc maior ou igual a -5,0 °C depois de 40 horas de envelhecimento com PAV.

14. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura de esterol compreende uma quantidade eficaz para fornecer um valor de ΔTc menos negativo e um valor de R diminuído de uma composição de aglutinante de asfalto envelhecido em comparação com um aglutinante de asfalto similarmente envelhecido sem a mistura de esterol.

15. Método ou composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura de esterol compreende uma quantidade eficaz para fornecer um valor de ΔTc menos negativo de uma composição de aglutinante de asfalto envelhecido em comparação com um aglutinante de asfalto similarmente envelhecido com esterol puro.

16. Método para aplicar um pavimento de estrada usando a composição de aglutinante de asfalto, como definida em qualquer uma das reivindicações 3 a 8 e 10 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de aglutinante de asfalto é preparada, misturada com agregado, aplicada a uma superfície de base e compactada.

17. Método para restaurar o aglutinante de asfalto envelhecido, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: adicionar uma mistura de esterol puro:esterol bruto a um aglutinante de asfalto recuperado, em que a mistura de esterol compreende uma razão em peso de 10:90 a 90:10 de esterol puro para esterol bruto.