(57)【要約】アスファルト表層の加熱領域に温度ムラのない高温燃焼ガス層を形成することによって、既設舗装道路の補修や路上再生工法等におけるアスファルト表層を加熱軟化する加熱方法及び装置を提供する。本方法は、送風手段を備えた高温燃焼ガス発生部が、高温燃焼ガスを発生する段階と、アスファルト表面に面する複数ノズル孔を有する円弧状放射面からなる断面円形ダクトを移動の長手方向に一定間隔に複数併置して簀の子状に構成した格納部を該アスファルト表面の上方に配して、その送風手段が、高温燃焼ガス発生部に連通する格納部に設けた中央ダクトを介して、断面円形ダクトの各々に高温燃焼ガスを均一に供給する段階と、その送風手段によって複数ノズル孔から放射される高温燃焼ガスが、格納部を覆うようにアスファルト表面に対して開放面を有するフードによって形成されるアスファルト表面上に、ほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成する段階と、を含む。複数ノズル孔は、アスファルト表面上にほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成するように、アスファルト表面との距離、配置及び大きさが適宜選択される。
2008068877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動しながら高温燃焼ガスによってアスファルト表層を加熱軟化する加熱方法であって、
送風手段を備えた高温燃焼ガス発生部が、高温燃焼ガスを発生する段階と、
アスファルト表面に面する複数ノズル孔を有する円弧状放射面からなる断面円形ダクトを移動の長手方向に一定間隔に複数併置して簀の子状に構成した格納部を該アスファルト表面の上方に配して、前記送風手段が、前記高温燃焼ガス発生部に連通する前記格納部に設けた中央ダクトを介して、前記断面円形ダクトの各々に高温燃焼ガスを均一に供給する段階と、
前記送風手段によって前記複数ノズル孔から放射される高温燃焼ガスが、前記格納部を覆うように前記アスファルト表面に対して開放面を有するフードによって形成される前記アスファルト表面上に、ほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成する段階と、
を含み、
前記複数ノズル孔は、前記アスファルト表面上にほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成するように前記アスファルト表面との距離、配置及び大きさを適宜選択するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記フードと前記高温燃焼ガス発生部との間に、吸気手段を備えた燃焼ガス循環ダクトを設けて循環流路を形成し、前記吸気手段が、前記アスファルト表面上に形成されたほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収する段階をさらに含む請求の範囲１に記載の方法。
【請求項３】
アスファルト表面上に形成されたほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収する前記段階が、回収燃焼ガスを前記断面円形ダクト間の円弧面に沿って回収する段階をさらに含み、それにより、回収燃焼ガスの流路抵抗及び該断面円形ダクトの熱歪が小さくなるようにしたことを特徴とする請求の範囲２に記載の方法。
【請求項４】
前記送風手段に一部が連通し、移動方向に対して前記フードの周縁部の両側縁に配した空気ダクトを設け、前記送風手段が、前記空気ダクトの前記両側縁に沿う細溝を介して、前記アスファルト表面と前記両側縁との間にエアシールを形成する段階をさらに含み、前記高温燃焼ガス発生部において発生した高温燃焼ガスが、伝熱仕事後に、回収燃焼ガスとして前記両側縁外に漏洩することなく前記高温燃焼ガス発生部に回収されるようにしたことを特徴とする請求の範囲２又は請求の範囲３に記載の方法。
【請求項５】
前記アスファルト表面上に形成されたほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収する前記段階が、前記吸気手段の吸引圧力を前記送風手段の送風圧力より高く設定する段階をさらに含み、それにより、前記循環流路内の循環抵抗が前記回収燃焼ガスの前記循環流路外への漏洩抵抗を超えないようにしたことを特徴する請求の範囲２から請求の範囲４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記格納部の前記断面円形ダクトの各々と前記フードとを移動の幅方向に一体的に伸縮可能となるように構成し、それにより、前記アスファルト表面上に形成されるほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の幅を変更できるようにしたことを特徴とする請求の範囲１から請求の範囲５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
移動しながら高温燃焼ガスによってアスファルト表層を加熱軟化するための加熱装置であって、
送風手段を備え、燃料空気混合気をバーナなどで点火して高温燃焼ガスを発生させる高温燃焼ガス発生部と、
アスファルト表面に面する複数ノズル孔を有する円弧状放射面からなる断面円形ダクトを移動の長手方向に一定間隔に複数並置して簀の子状に構成した、該アスファルト表面の上方に位置する断面円形ダクトの各々に、前記高温燃焼ガス発生部に連通する中央ダクトを介して、高温燃焼ガスが均一に供給される格納部と、
該格納部を覆うように前記アスファルト表面に対して解放面を有するフードと、
を含み、
前記複数ノズル孔は、前記格納部の前記断面円形ダクトの各々に均一に供給された高温燃焼ガスを、前記送風手段によって前記複数ノズル孔から前記フードが形成する前記アスファルト表面上に放射して、ほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成するように、前記アスファルト表面との距離、配置及び大きさを適宜選択するようにしたことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記フードと前記高温燃焼ガス発生部とを連通する吸気手段を備えた燃焼ガス循環ダクトをさらに含み、前記吸気手段が、前記アスファルト表面上に形成された高温燃焼ガス層の伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収することによって、前記フードと前記高温燃焼ガス発生部との間に高温燃焼ガス及び回収燃焼ガスの循環流路を形成するようにしたことを特徴とする請求の範囲７に記載の装置。
【請求項９】
前記送風手段に一部が連通し、移動方向に対して前記フードの周縁部の両側縁に配した空気ダクトをさらに含み、前記送風手段が、前記空気ダクトの前記両側縁に沿う細溝を介して、前記アスファルト表面と前記両側縁との間にエアシールを形成するようにしたことを特徴とする請求の範囲８に記載の装置。
【請求項１０】
前記循環流路内の循環抵抗が、回収燃焼ガスの前記循環流路外への漏洩抵抗を超えないように、前記吸気手段の吸引圧力を前記送風手段の送風圧力より高く設定するようにしたことを特徴とする請求の範囲８又は請求の範囲９に記載の装置。
【請求項１１】
前記燃焼ガス循環ダクトの一部に、高温ガス発生量に相当する回収燃焼ガスを前記循環経路外に放出する排気ダンパを有する排気口をさらに含み、それにより、前記送風圧力と前記吸引圧力との圧力差を一定に制御するようにしたことを特徴とする請求の範囲１０に記載の装置。
【請求項１２】
簀の子状に構成された前記断面円形ダクトと前記アスファルト表面との間隔を前記断面円形ダクトの半径程度とし、前記円弧状放射面に有する複数ノズル孔は、前記断面円形ダクトの中心軸に沿うｘピッチの第１ノズル孔群と該第１ノズル群の中間に位置する第２ノズル孔群とからなり、前記第１ノズル孔群が、前記円弧状放射面の頂部にある少なくとも１個の円形垂直ノズル孔と前記円弧状放射面に対して左右にｙピッチの位置にある少なくとも２個の円形傾斜ノズル孔とを含み、前記第１ノズル孔群の中間に位置する前記第２ノズル孔群が、左右に前記頂部と前記ｙピッチの位置との中間に位置する少なくとも２個の円形傾斜ノズル孔を含むように構成されており、前記複数ノズル孔は、高温燃焼ガスを前記アスファルト表面に対して垂直に放射する垂直ノズル孔と、該垂直ノズル孔とは異なる傾斜角を有する傾斜ノズル孔とが互いに補完するようにして、前記フードが形成する前記アスファルト表面上にほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成し、高温燃焼ガスと伝熱仕事後の回収燃焼ガスとがミキシングしないような前記送風手段の送風圧力と一定の相関を有する大きさであることを特徴とする請求の範囲７から請求の範囲１１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１３】
前記断面円形ダクトの中心軸から前記第１ノズル孔群及び前記第２ノズル孔群の傾斜ノズル孔の中心への垂直線が、前記断面円形ダクトの中心軸から前記アスファルト表面への垂直線に対して、それぞれに約２２度及び約１１度分だけ傾斜していることを特徴とする請求の範囲１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記格納部の簀の子状に構成された前記断面円形ダクトの各々と前記フードとを、駆動手段を用いて移動の幅方向に一体的に伸縮可能となるように構成し、それにより、前記アスファルト表面上に形成されるほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の幅を変更できるようにしたことを特徴とする請求の範囲７から請求の範囲１３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
簀の子状に構成された前記断面円形ダクトの各々を内パイプと外パイプとからなる２重ダクトとし、前記フードを、前記高温燃焼ガス発生部に固定されたベッド及び該ベッドに対して移動の幅方向に伸縮するウイングとし、前記断面円形ダクトの各々と前記フードとが移動の幅方向に伸縮する際に前記駆動手段と連動するストローク検出器を設け、それにより、前記内パイプと外パイプのそれぞれのノズル孔を一致させるようにしたことを特徴とする請求の範囲１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、アスファルト表層を加熱軟化する加熱方法及び装置に関し、より具体的には、移動しながら、アスファルト混合物を敷設した舗装道路等のアスファルト表面上の加熱領域にほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成して、加熱領域のアスファルト表層を順次加熱軟化する加熱方法及び装置に関する。
【背景技術】  舗装道路は、通常、図１にみるように、路床と路盤とアスファルト混合物層の３層構造からなり、締め固められた路床上に、アスファルト舗装の材料になる砂及び骨材にセメントや石油アスファルト乳剤などの安定剤を添加して締め固められた路盤があり、その路盤上にアスファルト混合物からなる基層と表層とが締め固められる。一般的に、舗装とは「路盤＋アスファルト混合物層」をいい、アスファルト混合物層は基層と表層の２層構造であり、いずれもバインダ（結合剤）となるアスファルトと、砂及び砕石などの骨材と、骨材間の隙間を埋める石灰石の粉末である石粉（フィラー）とから構成される。
アスファルト混合物層の基層及び表層部分の厚みは、それらに含まれる骨材の最大粒径が約２０ｍｍ程度であり、通常、それらの２〜３倍程度の厚みに設計されるために４０〜５０ｍｍ程度であり、アスファルト混合物層全体では８０〜１００ｍｍ程度となる。アスファルト混合物層の基層部分は、一般に、粒径０．０７５ｍｍ以上から５ｍｍ以下の骨材を含み、粒径間の空隙率が４％程度の不透水性の「密粒度アスファルト混合物層」に構成されており、この基層上の表層部分は、同様の不透水層にする場合と、粒径５ｍｍ以下の骨材を少なくして骨材間の空隙率が２０％程度の透水性の「開粒度アスファルト混合物層」にする場合とがある。
骨材間のバインダ（結合剤）になるアスファルトには、粘度を高めるための改質剤等が添加された改質アスファルトがある一方で、手を加えていないストレートアスファルトがあるが、図２の温度と粘度との関係に見るように、いずれも加熱によって１８０°Ｃ前後になると、アスファルトの粘性が低下してアスファルト混合物層を液状化し、そこに含まれる骨材がばらばら状態になる。これを称してアスファルトで被覆された骨材の単粒化という。一方、アスファルトが冷やされ１００°Ｃを下回るようになると、アスファルトの粘性が高まり骨材を含むアスファルト混合物が固まり始まる。これを称してアスファルトで被覆された骨材の団粒化という。常温においては、骨材を含むアスファルト混合物が完全に固形化される。図３に示すシミュレーションによると、団粒化しない温度は約１２０°Ｃである。
アスファルト混合物層の表層部分は、長期間、車両の頻繁な通過による路面の磨耗や風雨に曝され、例えば外気温の上昇などによるアスファルトの軟化にともなうアスファルト混合物層の流動化などによって、「わだち掘れ」といわれる凹凸やアスファルトの劣化にともなうひび割れなどを発生する。これまで既設舗装道路の路上における補修及びアスファルト表層の再生工法について様々な提案がなされてきた。その典型的な路上表層再生工法と称されるのが、リペーブ方式及びリミックス方式である（非特許文献１）。いずれもアスファルト表層部分を再生用加熱ヒータで加熱軟化して掻き解し旧材として再利用する方式である。リペーブ方式は、品質を改善する必要がない程度か又は軽微な改善で間に合うアスファルト表層を旧材として加熱軟化して掻き解し、スクリード等で敷き均し締め固め、その旧材上に、別途プラント等で製造され作業現場に搬入される新アスファルト混合物（新材）を同様に敷き均し締め固めて２層化する方式である。これに対してリミックス方式は、再生用添加剤や新材及び／又は新アスファルトを、加熱軟化して掻き解された旧材に加えて混合し、旧材の粘度やアスファルトの結合力等を改善して１層化する方式である。こうした路上表層再生工法に限定されるものではないが、特許文献１〜３は、移動しながらアスファルト表面に高温燃焼ガスを連続放射して、アスファルト表層の約４０〜５０ｍｍを掻き解し旧材として敷き均し締め固めることができる程度に加熱軟化する加熱方法及び装置に関するものである。
アスファルトは、粒子分のアスファルテンと油分のマルテンとからなる。アスファルト混合物が老化すると、マルテンが減少硬化し浮遊状態のアスファルテンの割合が増して、結果的にアスファルトの粘度が低下する。アスファルト混合物を旧材として再利用するときは、通常、アスファルト表層の４０〜５０ｍｍを一旦加熱軟化して掻き解し、一連の施工工程によって軟化剤等の再生用添加剤を投入し、新アスファルト混合物（新材）及び／又は改質剤等の新アスファルトを加えて混合し、スクリード等で敷き均し締め固めなければならない。特許文献１〜３は、こうした施工法に適用できるアスファルト表層の加熱軟化のための加熱方法及び装置であり、これによって、アスファルト表層の４０〜５０ｍｍを掻き解せる程度に加熱軟化できればよい。例えば、特許文献１及び２は、アスファルト表面に面する格納部の底面が実質的に平らな形状の放射面を備え、高温燃焼ガスが、放射面に設けた複数ノズル孔から垂直にアスファルト表面に直接放射される。その際に、当然のことながら、アスファルト表層の表面部分と深度約４０〜５０ｍｍの部分とに間に温度差が生じる。図３に示したシミュレーションによると、アスファルト表層を掻き解したときに、アスファルトで被覆された骨材の完全な単粒化のためには、掻き解されたアスファルト混合物の高温の表面部分と低温の深度約４０〜５０ｍｍの部分とが混合された後に、その平均温度が約１２０℃になる必要があり、そのための温度差は、表面温度が約２３０℃で深度約４０〜５０ｍｍの温度が８０℃程度でなければならない。表面温度が２５０℃以上になるとアスファルト表層の焦げ付きや過熱による品質劣化をもたらす一方、深度約４０〜５０ｍｍの温度が６０℃以下ならば、一部に団粒化状態の骨材が残ると共に、掻き解しのときに骨材を破損し、旧材として再利用された際に新アスファルトの品質が低下する。
燃焼効率の観点からすると、高温燃焼ガスの温度は、通常、約５５０℃〜約７５０℃、好ましくは約６５０℃程度である。また、作業効率の観点からは、移動は毎分約４〜約５ｍの平均速度に設定されるのが好ましい。ところが、骨材の完全な単粒化のためには、直接放射される高温燃焼ガスの設定温度を上げるか又は移動の平均速度を制限して、加熱領域の表面温度を２５０℃以上にするしかない。その結果は、燃焼効率や作業効率を低下させるだけでなく、アスファルト表面を焦げ付かせ、過熱によってその性能を一段と劣化させることになる。特許文献２は、直接放射される高温燃焼ガスの温度を制御する手段を特徴の１つとし、特許文献１は、アスファルト表面への直接放射による対流熱と、高温燃焼ガスによって加熱させた実質的に平らな形状の放射面自体の輻射熱との相互作用で加熱する方法及び装置を提案しているが、いずれの場合もアスファルト表面の高温燃焼ガスに直接放射される部分とその周辺部分と間に温度差を発生するのは避けがたい。つまり、従来工法は、表面温度を２５０℃以下で好ましくは約２３０℃に、かつ深度約４０〜５０ｍｍの温度を６０℃以上で好ましくは約８０℃程度に均一に加熱することができない。したがって、アスファルトで被覆された骨材を完全に単粒化するようにアスファルト表層を加熱軟化することができない。すなわち、特許文献１及び２は、アスファルト表面の加熱領域に、温度差にムラのない均一な高温燃焼ガス層が形成され、アスファルト表層を劣化させることなく加熱軟化させることができるものではない。また、特許文献３は、熱風をアスファルト表面に対して垂直に吹く付け、熱風によって移動の幅方向に加熱線を形成しているが、アスファルト表面に熱風加熱領域を形成するものでもない。
ところが、本発明の共同出願人にかかるＰＣＴ出願（特許文献４）において、路上でアスファルト混合物層を加熱軟化して掻き解し、単粒化されたアスファルト混合物を篩工程で複数粒度群に分級し、それらを路上で配合設計して新アスファルト混合物とする、いわゆるアスファルト表層の転換工法が提案されている。これに限定されるものではないが、本発明は、こうした転換工法にも適用できるものとして着想されたアスファルト表層の加熱軟化のための加熱方法及び装置である。
さらに、特許文献１及び２は、高温燃焼ガスの伝熱仕事後の回収燃焼ガスを高温燃焼ガス発生部に循環するようにしているが、いずれも供給される高温燃焼ガスの格納部を断面矩形状のダクト群又は箱体で構成されており、回収燃焼ガスの回収経路が矩形状の角部を経由することになるため、回収燃焼ガスの循環効率の低下は避け難く、結果としてアスファルト表面との間に漏洩防止用カーテンを用いても、アスファルト表面の加熱領域の両側縁外への回収燃焼ガスの漏洩は避けられない。本発明は、こうした課題も考慮して構想された。
次に、特許文献３は、移動の幅方向に熱風噴出のための複数ノズル孔を有する円筒形ダクトを、シリンダによって路幅を調節可能に構成して加熱幅を調整できるようにしているが、アスファルト表面の加熱領域面を調整できるようにしたものではない。本発明は、こうした点も考慮された。
本発明は、上記したようなアスファルト表層の転換工法にも適用可能な加熱軟化のための加熱方法及び装置として着想され、且つ上記した他の課題も考慮して構想されているが、これらに限定されることなく、各種の道路や飛行場の滑走路等で施工される舗装工事の施工用途に応じた補修工法や表層・基層打換え工法を含む様々な打換え工法にも適用できるのはいうまでもないが、さらには、移動速度を高めてアスファルト表層の表面温度を制御することによって冬期凍結アスファルトの加熱装置として、解凍整備用車両に搭載して利用することもできる。
［非特許文献１］「舗装再生便覧」（社団法人  日本道路協会）
［特許文献１］特許第３４６６６２１号公報
［特許文献２］米国特許第４，５６１、８００号公報
［特許文献３］特公平５−５９２０８号公報
［特許文献４］ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１８４５０号
上記したように、既設舗装道路の補修や路上再生工法等におけるアスファルト表層の加熱軟化は、移動しながら６５０℃程度の高温燃焼ガスをアスファルトの加熱領域に放射して表面温度を２３０°Ｃ程度に保ちながら、短時間で深度約４０〜５０ｍｍを約８０℃にまで加熱できるようにしなければならない。作業環境の観点からは、高温燃焼ガスの伝熱仕事後の回収燃焼ガスをアスファルトの加熱領域外に漏洩させないように回収し、さらに移動方向に対して加熱領域幅を調整できるようにすることが求められている。そのためには、アスファルトの加熱領域に温度にムラのない高温燃焼ガス層をいかに形成し、高温燃焼ガスの伝熱仕事後の回収燃焼ガスを外部に漏洩させないようにいかに回収するか、加えて移動方向に対して加熱領域幅をいかに調整するかということである。
【発明の開示】
上記の課題の解決は、移動しながらアスファルト表面の加熱領域にほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成し、加熱領域の表面温度を一定に保ちながら深度約４０〜５０ｍｍを一定温度にまで加熱してアスファルト表層を加熱軟化すること、高温燃焼ガスの伝熱仕事後の回収燃焼ガスをアスファルトの加熱領域外に漏洩させないように回収すること、及び移動方向に対して加熱領域幅を調整することができるという知見に基づく以下の特徴を有する本発明によって、達成される。
請求の範囲１に記載の発明は、移動しながら高温燃焼ガスによってアスファルト表層を加熱軟化する加熱方法であって、送風手段を備えた高温燃焼ガス発生部が、高温燃焼ガスを発生する段階と、アスファルト表面に面する複数ノズル孔を有する円弧状放射面からなる断面円形ダクトを移動の長手方向に一定間隔に複数併置して簀の子状に構成した格納部を該アスファルト表面の上方に配して、その送風手段が、高温燃焼ガス発生部に連通する格納部に設けた中央ダクトを介して、断面円形ダクトの各々に高温燃焼ガスを均一に供給する段階と、その送風手段によって複数ノズル孔から放射される高温燃焼ガスが、格納部を覆うようにアスファルト表面に対して開放面を有するフードによって形成されるアスファルト表面上に、ほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成する段階と、を含み、複数ノズル孔は、アスファルト表面上にほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成するように、アスファルト表面との距離、配置及び大きさを適宜選択するようにしたことを特徴とする。
請求の範囲２に記載の発明は、請求の範囲１に記載の発明の特徴に加えて、フードと高温燃焼ガス発生部との間に、吸気手段を備えた燃焼ガス循環ダクトを設けて循環流路を形成し、その吸気手段が、アスファルト表面上に形成されたほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収する段階をさらに含むことを特徴とする。
請求の範囲３に記載の発明は、請求の範囲２に記載の発明の特徴に加えて、アスファルト表面上に形成されたほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収する段階が、回収燃焼ガスを断面円形ダクト間の円弧面に沿って回収する段階をさらに含み、それにより、回収燃焼ガスの流路抵抗及び該断面円形ダクトの熱歪が小さくなるようにしたことを特徴とする。
請求の範囲４に記載の発明は、請求の範囲２又は請求の範囲３のいずれか１つに記載の発明の特徴に加えて、送風手段に一部が連通し、移動方向に対してフードの周縁部の両側縁に配した空気ダクトを設け、その送風手段が、空気ダクトの両側縁に沿う細溝を介して、アスファルト表面と両側縁との間にエアシールを形成する段階をさらに含み、高温燃焼ガス発生部において発生した高温燃焼ガスが、伝熱仕事後に、回収燃焼ガスとして両側縁外に漏洩することなく高温燃焼ガス発生部に回収されるようにしたことを特徴とする。
請求の範囲５に記載の発明は、請求の範囲２から請求の範囲４のいずれか１つに記載の発明の特徴に加えて、アスファルト表面上に形成されたほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収する段階が、吸気手段の吸引圧力を送風手段の送風圧力より高く設定する段階をさらに含み、それにより、循環流路内の循環抵抗が回収燃焼ガスの循環流路外への漏洩抵抗を超えないようにしたことを特徴する。
請求の範囲６に記載の発明は、請求の範囲１から請求の範囲５のいずれか１つに記載の発明の特徴に加えて、格納部の断面円形ダクトの各々とフードとを移動の幅方向に一体的に伸縮可能となるように構成し、それにより、アスファルト表面上に形成されるほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の幅を変更できるようにしたことを特徴とする。
請求の範囲７に記載の発明は、移動しながら高温燃焼ガスによってアスファルト表層を加熱軟化するための加熱装置であって、送風手段を備え、燃料空気混合気をバーナなどで点火して高温燃焼ガスを発生させる高温燃焼ガス発生部と、アスファルト表面に面する複数ノズル孔を有する円弧状放射面からなる断面円形ダクトを移動の長手方向に一定間隔に複数並置して簀の子状に構成した、アスファルト表面の上方に位置する断面円形ダクトの各々に、高温燃焼ガス発生部と連通する中央ダクトを介して、高温燃焼ガスが均一に供給される格納部と、該格納部を覆うようにアスファルト表面に対して解放面を有するフードと、を含み、複数ノズル孔は、格納部の断面円形ダクトの各々に均一に供給された高温燃焼ガスを、送風手段によって複数ノズル孔からフードが形成するアスファルト表面上に放射して、ほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成するように、アスファルト表面との距離、配置及び大きさを適宜選択するようにしたことを特徴とする。
請求の範囲８に記載の発明は、請求の範囲７に記載の発明の特徴に加えて、フードと高温燃焼ガス発生部とを連通する吸気手段を備えた燃焼ガス循環ダクトをさらに含み、その吸気手段が、アスファルト表面上に形成された高温燃焼ガス層の伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収することによって、フードと高温燃焼ガス発生部との間に高温燃焼ガス及び回収燃焼ガスの循環流路を形成するようにしたことを特徴とする。
請求の範囲９に記載の発明は、請求の範囲８に記載の発明の特徴に加えて、送風手段に一部が連通し、移動方向に対してフードの周縁部の両側縁に配した空気ダクトをさらに含み、その送風手段が、空気ダクトの両側縁に沿う細溝を介して、アスファルト表面と両側縁との間にエアシールを形成するようにしたことを特徴とする。
請求の範囲１０に記載の発明は、請求の範囲８又は請求の範囲９のいずれか１つに記載の発明の特徴に加えて、循環流路内の循環抵抗が、回収燃焼ガスの循環流路外への漏洩抵抗を超えないように、吸気手段の吸引圧力を送風手段の送風圧力より高く設定するようにしたことを特徴とする。
請求の範囲１１に記載の発明は、請求の範囲１０に記載の発明の特徴に加えて、燃焼ガス循環ダクトの一部に、高温ガス発生量に相当する回収燃焼ガスを循環経路外に放出する排気ダンパを有する排気口をさらに含み、それにより、送風圧力と吸引圧力との圧力差を一定に制御するようにしたことを特徴とする。
請求の範囲１２に記載の発明は、請求の範囲７から請求の範囲１１のいずれか１つに記載の発明の特徴に加えて、簀の子状に構成された断面円形ダクトとアスファルト表面との間隔を断面円形ダクトの半径程度とし、円弧状放射面に有する複数ノズル孔は、断面円形ダクトの中心軸に沿うｘピッチの第１ノズル孔群と該第１ノズル群の中間に位置する第２ノズル孔群とからなり、第１ノズル孔群が、円弧状放射面の頂部にある少なくとも１個の円形垂直ノズル孔と円弧状放射面に対して左右にｙピッチの位置にある少なくとも２個の円形傾斜ノズル孔とを含み、第１ノズル孔群の中間に位置する第２ノズル孔群が、左右に頂部とｙピッチの位置との中間に位置する少なくとも２個の円形傾斜ノズル孔を含むように構成されており、複数ノズル孔は、高温燃焼ガスをアスファルト表面に対して垂直に放射する垂直ノズル孔と、該垂直ノズル孔とは異なる傾斜角を有する傾斜ノズル孔とが互いに補完するようにして、フードが形成するアスファルト表面上にほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を常に形成し、高温燃焼ガスと伝熱仕事後の回収燃焼ガスとがミキシングしないような送風手段の送風圧力と一定の相関を有する大きさであることを特徴とする。
請求の範囲１３に記載の発明は、請求の範囲１２に記載の発明の特徴に加えて、断面円形ダクトの中心軸から第１ノズル孔群及び第２ノズル孔群の傾斜ノズル孔の中心への垂直線が、断面円形ダクトの中心軸からアスファルト表面への垂直線に対して、それぞれに約２２度及び約１１度分だけ傾斜していることを特徴とする。
請求の範囲１４に記載の発明は、請求の範囲７から請求の範囲１３のいずれか１つに記載の発明の特徴に加えて、格納部の簀の子状に構成された断面円形ダクトの各々とフードとを、駆動手段を用いて移動の幅方向に一体的に伸縮可能となるように構成し、それにより、アスファルト表面上に形成されるほぼ一定温度の高温燃焼ガス層の幅を変更できるようにしたことを特徴とする。
請求の範囲１５に記載の発明は、請求の範囲１４に記載の発明の特徴に加えて、簀の子状に構成された断面円形ダクトの各々を内パイプと外パイプとからなる２重ダクトとし、フードを、高温燃焼ガス発生部に固定されたベッド及び該ベッドに対して移動の幅方向に伸縮するウイングとし、断面円形ダクトの各々とフードとが移動の幅方向に伸縮する際に駆動手段と連動するストローク検出器を設け、それにより、内パイプと外パイプのそれぞれのノズル孔を一致させるようにしたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、一般的なアスファルト舖装の断面図である。
図２は、アスファルトの粘度と温度の関係図である。
図３は、アスファルト表層の転換工法のための自走車両システムの概念図であり、併せて、該工法の各工程におけるアスファルト混合物の温度分布を表す。
図４は、本発明の実施形態に係る装置本体を、移動方向に対して側面からみた概念図である。
図５は、本発明の実施形態に係る装置本体を正面からみた概念図である。
図６は、本発明の実施形態に係る断面円形ダクトの複数ノズル孔から放射された高温燃焼ガス及び伝熱仕事後の回収燃焼ガスの回収経路方向を表す概念図である。
図７は、本発明の実施形態に従ってアスファルト表層の加熱領域にほぼ均一な高温燃焼ガス層が形成される原理を表す概念図である。
図８は、本発明の実施形態に従って高温燃焼ガス層を形成するための断面円形ダクトの円弧状放射面に分布する複数ノズル孔の展開図である。
図９は、従来技術に係る断面矩形ダクトの複数ノズル孔から放射された高温燃焼ガス及び伝熱仕事後の回収燃焼ガスの回収経路方向を表す概念図である。
図１０は、図５に示されるウイングの端部に配した空気ダクト部分の拡大図である。
図１１は、本発明の実施形態に係る加熱装置を搭載したプレヒータ車両の側面図である。
図１２は、本発明の実施形態に係る加熱装置を搭載したプレヒータ車両の上面図である。
図１３は、本発明の実施形態に係る加熱装置を搭載したミラー車両の側面図である。
図１４は、本発明の実施形態に係る加熱装置を搭載したミラー車両の上面図である。
図１５は、図１３に示されるミラー車両に搭載される加熱装置を正面からみた概念図である。
図１６は、本発明の実施形態に係る断面円形ダクト及び従来技術に係る断面矩形ダクトの漏洩抵抗と循環抵抗とを比較した表である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明を実施するための最良の形態による、アスファルト表層を加熱軟化する加熱方法及び装置について、図３〜図１６に基づいて詳細に説明する。
最初に、図３を用いて本発明の加熱方法及び装置の典型的な使用形態を概説するが、本発明は、当然のことながら、これに限定されるものでない。図３は、路上でアスファルト混合物層を加熱軟化し、次に、これを掻き解して単粒化されたアスファルト混合物として篩工程で複数粒度群に分級し、それらを路上で配合設計して新アスファルト混合物とする、いわゆるアスファルト表層の転換工法のための自走車両システムの概念図であり、併せて、それらの各工程におけるアスファルト混合物の温度分布を表している。概念図は、アスファルト表層を加熱する２台のプレヒータ車両と、加熱軟化されたアスファルト表層を掻き解すグラインダ装置を装備したミラー車両と、掻き解され単粒化されたアスファルト混合物を篩工程で複数粒度群に分級し、それらを路上で配合設計して混合することによって新アスファルト混合物とする配合設計車両と、新アスファルト混合物を敷き均し締め固めるミキサ車両とを示す。これはまた、加熱軟化工程と、掻き解し単粒化工程と、篩工程と、配合設計・混合工程と、敷き均し・締め固め工程とからなるアスファルト表層の転換システムを示すものでもある。本発明の装置は、プレヒータ車両又はミラー車両のグイランダ装置の前方に搭載又は装備され、そこで本発明の方法が実施される。従来の路上表層再生工法は、配合設計車両がなく、加熱装置を装備したミラー車両とミキサ車両とを連続させて用いられるのが一般的であるが、その際にプレヒータ車両が別途用いられる場合もある。
本発明の加熱方法及び装置において、複数のノズルから放射された高温燃焼ガスは、車両の走行速度すなわち施工速度と、放射される高温燃焼ガス温度とを調節することにより、アスファルト表層の表面温度が約２５０℃以下、好ましくは約２３０℃以下となり、且つ、該アスファルト表層の深度約４０〜５０ｍｍの位置の温度が約６０℃以上、好ましくは約８０℃以上となるように、該アスファルト表層の表面に放射される。このような温度制御で高温燃焼ガスを放射してアスファルト表層を加熱することにより、アスファルト表面の焦げ付きや過熱などによる品質劣化を最小限にしつつ、ミラー車両で掻き解したときのアスファルト混合物が、団粒化しない温度に保たれ、単粒化するために必要な温度になるように、該アスファルト表層の温度を効率的に上昇させるとともに、後工程において、骨材をほとんど破砕することなく該アスファルト表層の掻き解しを容易にするように効率的に該アスファルト表層を軟化させることができる。その結果、加熱軟化されたアスファルト表層は、例えば、ミラー車両のグラインダ装置によって掻き解され、掻き解されたアスファルト混合物は、後続の篩工程によって分級され、配合設計のために計量されることになる。こうした配合設計工程において所望の粒度の骨材に適切に分級するために、配合設計工程に投入されるアスファルト混合物の温度を約９０℃〜約１５０℃、好ましくは約１２０℃にしておくことが求められる。本発明の加熱方法及び装置は、こうした要求に応じることができるものであり、以下でさらに詳細に説明する。
図４〜図８は本発明の原理を説明する概念図である。図４は移動方向に対して側面からみた装置本体の概念図であり、図５は正面からみた概念図である。図６は、断面円形ダクトの複数ノズル孔から放射された高温燃焼ガス及び伝熱仕事後の回収燃焼ガスの回収経路方向を表す概念図である。図７はアスファルト表層の加熱領域にほぼ均一な高温燃焼ガス層が形成される原理を表し、図８は高温燃焼ガス層を形成するための断面円形ダクトの円弧状放射面に分布する複数ノズル孔の展開図を表す。
図４及び５から明らかなように、装置本体を１００で示し、送風手段の空気ブロア２１０によって高温燃焼ガス発生部２００に送り込まれた燃料と空気の混合気が、バーナ２２０によって点火され、通常、約５５０℃〜約７５０℃、好ましくは約６５０℃程度の高温燃焼ガスを発生させる。発生した高温燃焼ガスは、送風手段２１０によって、図４の実線矢印のように温度検知用熱電対３１０を配した送風ダクト３００を通過し、高温燃焼ガスの格納部４００の一部を構成する中央ダクト４１０を介して、移動の長手方向に一定間隔に複数併置して簀の子状に構成された、該格納部４００の一部である断面円形ダクト４２０の各々に、均一に供給される。図５に示すように、中央ダクト４１０は、簀の子状の断面円形ダクト４２０の各々の中央部を縦断するように配され、高温燃焼ガスの断面円形ダクト４２０への送風経路を形成する。断面円形ダクト４２０の各々は、中央ダクト４１０と連通する内パイプ４２１と、該内パイプ４２１に摺動自在な左右の外パイプ４２２ａ及び４２２ｂとで構成されており、それにより、例えば高温燃焼ガスによる加熱領域幅を約２，８６０ｍｍ〜約４，５００ｍｍの間で調整可能とすることができる。
また、中央ダクト４１０及び簀の子状の断面円形ダクト４２０からなる格納部４００を覆うフード５００は、アスファルト表面に対する開放面５１０を有しており、該開放面５１０によって高温燃焼ガスによる加熱領域が形成される。さらに図５に示すように、フード５００は、格納部４００を覆うように送風ダクト３００及び燃焼ガス循環ダクト６００に一体的に固定されたヒータベッド５２０と、これに対して移動の幅方向に摺動する断面円形ダクト４２０の左右の外パイプ４２２ａ及び４２２ｂに併せて摺動する左右のウイング５３０ａ及び５３０ｂとで構成することができる。
断面円形ダクト４２０の各々に供給された高温燃焼ガスは、次に、送風手段２１０によって、該断面円形ダクト４２０の各々の円弧状放射面４３０に設けられた複数ノズル孔４４０からアスファルト表面の加熱領域に放射される。ここで、フード５００の開放面５１０とアスファルト表面との間の加熱領域に如何に高温燃焼ガス層が形成されることになるかについて、図６〜図８を用いて説明する。
図８は、上記したように断面円形ダクト４２０の各々の円弧状放射面４３０に分布する複数ノズル孔４４０の展開図である。複数ノズル孔４４０は、断面円形ダクト４２０の中心軸に沿ってｘピッチの間隔を有する第１ノズル群４５０と、それらの中間に位置する第２ノズル群４６０とからなる。第１ノズル群４５０は、アスファルト表面に垂直な少なくとも１個の断面円形ノズル孔４５１と、該ノズル孔４５１の左右に、該ノズル孔から円弧状放射面４３０の円周方向に沿ってｙピッチの位置に設けられた少なくとも２個の傾斜ノズル孔４５２ａ及び４５２ｂとで構成される。第２ノズル群４６０は、ｘピッチの間隔を有する第１ノズル群４５０の中間に、すなわち、断面円形ダクト４２０の中心軸に沿って第１ノズル群４５０から（１／２）ｘピッチずれて位置し、少なくとも２個の傾斜ノズル孔４６１ａ及び４６１ｂを有しており、第１ノズル群４５０に対して（１／２）ｘピッチずれて位置する傾斜ノズル孔４６１ａ及び４６１ｂの各々は、それぞれが第１ノズル群４５０の垂直ノズル孔４５１と傾斜ノズル孔４５２ａ及び４５２ｂとの中間に位置するように構成される。こうした複数ノズル孔４４０は、装置本体１００の移動の長手方向に一定間隔に複数併置して簀の子状に構成された断面円形ダクト４２０の全てに設けられており、当然のことながら、断面円形ダクト４２０を構成する内パイプ４２１と、それに摺動自在な左右の外パイプ４２２ａ及び４２２ｂにも同様の複数ノズル孔４４０が設けられている。
図６の実線矢印で示すように、高温燃焼ガスが、送風手段２１０によって、簀の子状に構成された複数の断面円形ダクト４２０の複数ノズル孔４４０からアスファルト表面の加熱領域に放射され、そのことにより、点線斜線で表されるほぼ一定温度の高温燃焼ガス層が形成される。その際に、簀の子状に構成された断面円形ダクト４２０の円弧状放射面４３０の頂部とアスファルト表面との距離ｈは、施工条件、例えば高温燃焼ガスの温度、送風手段の送風圧、及び装置本体の移動速度等により適宜設定されることになるが、好ましくはｈ＝約２５ｍｍ〜約１５０ｍｍ、より好ましくはｈ＝約７０ｍｍ〜約１２０ｍｍであり、本実施例においてはｈ＝１００ｍｍに設定した。アスファルト表面の加熱領域にほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を形成するために、断面円形ダクト４２０の半径ｒは、ｒ＝約１．０ｈ〜約１．１ｈとし、隣り合う断面円形ダクト４２０の中心軸間の距離Ｌは、Ｌ＝約２．５ｈとする必要がある。加えて、上記した第１ノズル群４５０及び第２ノズル群４６０のノズル孔の直径φは、好ましくはφ＝約０．０８ｈ〜約０．１２ｈ、最も好ましくはφ＝約０．１ｈである。
さらに、図７に示すように、第１ノズル群４５０の垂直ノズル孔４５１に対する傾斜ノズル孔４５２ａ及び４５２ｂの傾斜角θと、第２ノズル群４６０の２個の傾斜ノズル孔４６１ａ及び４６１ｂの鉛直線に対する傾斜角θ´とは、それぞれが以下に示すような傾斜角であることが望ましい。図７の（ａ）は、中心軸間距離Ｌを有する隣り合う断面円形ダクト４２０の第１ノズル群４５０（垂直ノズル孔４５１並びに傾斜ノズル孔４５２ａ及び４５２ｂ）から高温燃焼ガスが放射される様子を示し、同じく（ｂ）は、断面円形ダクト４２０の中心軸に沿った２組の第１ノズル群４５０とその中間に位置する１組の第２ノズル群４６０とによって、加熱領域にほぼ均一な高温燃焼ガス層が実現される様子を示したものであり、同じく（ｃ）は、何れのノズル孔が高温燃焼ガス層の何れの部分を形成しているかを、より分りやすく示したものである。ここで改めて（ｃ）を参照すると、左側の断面円形ダクト４２０の２組の第１ノズル群の傾斜ノズル孔４５２ａから放射される高温燃焼ガスによって高温燃焼ガス層の加熱領域▲１▼▲２▼が形成され、右側の断面円形ダクト４２０の２組の第１ノズル群の傾斜ノズル孔４５２ｂから放射される高温燃焼ガスによって高温燃焼ガス層の加熱領域▲３▼▲４▼が形成され、同じく左側の垂直ノズル孔４５１からの高温燃焼ガスによって加熱領域▲５▼▲６▼が形成され、右側の垂直ノズル孔４５１からの高温燃焼ガスによって加熱領域▲７▼▲８▼が形成されることが分かる。それぞれの加熱領域の重複部分を最小にしなければ高温燃焼ガスによるほぼ均一な層を形成することはできない。したがって、加熱領域の重複部分を最小化する第１ノズル群の傾斜ノズル孔の傾斜角θは、ｔａｎθ＝（Ｌ／３）／（ｒ＋ｈ）＝（２．５ｈ／３）／（ｒ＋ｈ）でなければならず、上記したようにｒ＝ｈの場合、ｔａｎθ＝０．４１７で、θ＝約２２度となり、一定である。しかしながら、第１ノズル群のみでは、垂直ノズル孔４５１からの加熱領域と傾斜ノズル孔４５２ａ及び４５２ｂからの加熱領域とで形成される高温燃焼ガス層領域に、同図の▲９▼▲１０▼にみるような高温燃焼ガスが放射されない非加熱領域が残る。そこで、この非加熱領域に第２ノズル群４６０の２個の傾斜ノズル孔４６１ａ及び４６１ｂから高温燃焼ガスを放射して、高温燃焼ガス層の加熱領域▲９▼▲１０▼を形成する。したがって、第２ノズル群４６０の２個の傾斜ノズル孔４６１ａ及び４６１ｂの傾斜角θ´は、θ´＝θ／２＝約１１度となる。
フード５００の開放面５１０とアスファルト表面との間の加熱領域に常に高温燃焼ガス層を形成するためには、当然のことながら、送風手段２１０によって放射される高温燃焼ガス量と、燃焼ガス循環ダクト６００を備えた循環ファンなどによる吸気手段６１０によって回収される伝熱仕事後の回収燃焼ガス量とが同等であるか、又は、回収燃焼ガス量が放射される高温燃焼ガス量を若干上回る必要がある。そうでなければ、加熱領域において高温燃焼ガスと回収燃焼ガスとのミキシングが生起され、ほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を加熱領域に常に形成することが不可能になる。
図４及び図６からも明らかなように、回収燃焼ガスは、高温燃焼ガスからアスファルト表面への熱移動により温度を約１００〜１５０℃下げた高温燃焼ガスの伝熱仕事後の排ガスであり、この回収燃焼ガスは、吸気手段６１０によって、簀の子状の断面円形ダクト４２０の各々の外周が形成する断面ラッパ状の隙間ｐを通り（図６の破線矢印）、フード５００内を経由して燃焼ガス循環ダクト６００に吸引され、高温燃焼ガス発生部２００に送り込まれる（図４の破線矢印）。図４に示すように、燃焼ガス循環ダクト６００は、回収燃焼ガスの循環流路を形成するものであり、必要に応じて温度検知用熱電対３２０を設け、かつ循環流路外に回収燃焼ガスを放出するための排気ダンパを有する排気口６２０を配して、高温燃焼ガスと回収燃焼ガスとのミキシングが起こらないように、両ガスの循環をより効率的にすることができる。
また、隣り合う断面円形ダクトの外周が形成する断面ラッパ状の隙間ｐは、吸引手段６１０によって、回収燃焼ガスを高温燃焼ガスにミキシングさせることなく確実に循環流路に吸引させる上で、重要な役割を果たす。
図９は、図６と比較するための参考図であり、特許文献１で提案され、本出願人が製造販売するＡＲ２０００（登録商標）に採用された、簀の子状の断面矩形ダクトに設けた複数ノズル孔からの高温燃焼ガスの吹き付け熱と、熱せられた断面矩形ダクトによる輻射熱とによって移動しながらアスファルト表面を加熱する装置において、回収燃焼ガスが、吸引手段によって、隣り合う断面矩形ダクトの側縁部が形成する断面Ｌ字状の隙間ｐを通り、循環流路に吸引される概念図である。図６に見る断面ラッパ状の隙間ｐは、断面Ｌ字状の隙間ｐに比べ、回収燃焼ガスを効率的に回収できることは明らかである。ここで図１６を参照されたい。これは、回収燃焼ガスがフード５００の周縁部の側縁部から漏洩する圧力（漏洩抵抗＝Ｐ１）と、隙間ｐを通り吸引される際の抵抗力（循環抵抗＝Ｐ２）とを計量した両者の比較表である。異なる設定条件で比較することを前提とせざるを得ないが、傾向としては、断面ラッパ状の隙間ｐの場合、すなわち断面円形ダクトの場合にはＰ１＞Ｐ２であり、断面Ｌ字状の隙間ｐの場合、すなわち断面矩形ダクトの場合にはＰ１＜Ｐ２である。これは、後者の場合には漏洩抵抗Ｐ１に比べて循環抵抗Ｐ２が大きく、前者に比べ後者では、フード５００の周縁部の側縁部からの漏洩ガス量が多くなることを示すものである。この不等式から明らかなことは、循環抵抗の大きい後者の場合、吹き付ける高温燃焼ガスと伝熱仕事後の排ガスとのミキシングは避け難く、ほぼ一定温度の高温燃焼ガス層を加熱領域に常に形成し続けることは不可能であるということである。
加熱領域側縁部からの回収燃焼ガスの漏洩問題は、アスファルト表層を加熱軟化する加熱方法及び装置の開発において別途に解決すべき課題であり、第５図及び第１０図を用いて、そのための解決手段を示す。
解決手段の１つは、上記した循環流路内の圧力（Ｐ２）が漏洩抵抗（Ｐ１）を超えないように、すなわち吸引手段の吸引圧力を送風手段の送風圧力より高めに設定することである。しかしながら、これだけで加熱領域を形成するフード５００の開放面５１０の両側縁からの回収燃焼ガスの漏洩を完全に防止することは不可能である。図５に示すウイング５３０の両端部に配した空気ダクト５４０は、図示しないが図４の送風手段２１０に接続されており、この部分の拡大図を示す図１０から明らかなように、アスファルト表面と開放面５１０の両側縁との間に、送風手段２１０によってエアシール５５０を形成するようにして回収燃焼ガスの漏洩を物理的に防止する。さらに必要に応じてシールチェーン５６０を設けることによって、さらに漏洩防止効果を高めることもできる。
再び、ここで図３を用い、本発明の方法及び装置の典型的な使用形態を説明することによって、本発明の作用効果を明らかにする。詳細は後述されるが、装置本体１００は、２台のプレヒータ車両にそれぞれ搭載されるのみならず、ミラー車両のグラインダ装置前方部にも設置され、まず、プレヒータ車両によってアスファルト表層を加熱軟化し、さらにミラー車両の加熱装置によってアスファルト表層を引き続き加熱軟化して、掻き解し後のアスファルト混合物の温度を団粒化しない温度に保温する。そのことにより、掻き解し後のアスファルト混合物を旧材として篩工程で複数粒度群に分級し、それらを路上で配合設計して新アスファルト混合物に転換する。
高温燃焼ガス発生部２００で発生した約６５０℃の高温燃焼ガスは、送風手段２１０によって、断面円形ダクト４２０の円弧状放射面４３０に設けられた複数ノズル孔４４０から、例えば加熱領域面積当たり約１８ｍ３／分の風量で、アスファルト表面に放射される。大気温度２０℃の場合を想定すると、約６５０℃の高温燃焼ガスが、アスファルト表面に約９０〜約１５０秒、好ましくは約１２０秒すなわち２分程度放射されると、該表面は、約２００℃〜約２５０℃、好ましくは約２３０℃まで上昇し、該表面の深度約４０〜５０ｍｍも、約７０℃〜約９０℃、好ましくは約８０℃まで上昇することが分っている。してみると、アスファルト表面を連続的に加熱するのではなく、ほぼ一定温度の高温燃焼ガス層による断続的な加熱によって、該表面の温度を約２３０℃程度に維持して過熱による劣化を防止しながら、アスファルト表層への効率的な入熱を可能にし、深度約４０〜約５０ｍｍを約８０℃まで上昇させることが必要である。そのため、複数台のプレヒータ車両及びミラー車両のグラインダ前方部にそれぞれ装置本体１００を装備するのが望ましい。
この典型的な使用形態において、温度にムラのないほぼ一定温度の高温燃焼ガス層により、加熱軟化されたアスファルト表面は約２３０℃程度、深度約４０〜約５０ｍｍの位置は約８０℃程度になり、次に、グラインダ装置等でアスファルト表層の深度約４０ｍｍ〜５０ｍｍが掻き解されると、掻き解されたアスファルト混合物全体は、団粒化しない温度である約９０℃〜約１５０℃、好ましくは約１２０℃に保たれ、単粒化アスファルト混合物になる。このような温度にムラのないほぼ一定温度の高温燃焼ガス層によるアスファルト表層の断続的な加熱方法は、アスファルト表面の焦げ付きや過熱などによる品質劣化を最小限に止めながら、後工程の掻き解し単粒化工程、篩工程、配合設計・混合工程に適するように、アスファルト表層を迅速かつ効果的に加熱軟化させることができる。
次に、図１１〜図１５を用いて、本発明に係る加熱装置本体が、例えばプレヒータ車両又はミラー車両のグラインダ装置の前方部に搭載された場合の実施形態を説明する。図１１は、本発明の実施形態に係る加熱装置本体１００を搭載したプレヒータ車両７００の側面図であり、図１２は、該プレヒータ車両７００の上面図である。プレヒータ車両７００は、少なくとも、上述の装置本体１００と、該装置本体１００を搭載する車両部７１０とから構成され、該車両部７１０は、少なくとも、車両を走行させるための動力を発生するエンジン・ユニット７２０と、該エンジン・ユニットの前方部に配置された燃料タンク７３０と、該装置本体１００を支持するフレーム７４０と、運転席及び各種操作盤からなる運転フロア７５０と、該車両部７１０を走行させるための走行装置７６０とを含む。図１２に示されるように、装置本体１００は、フレーム７４０の進行方向右側の部分７４０ａと、該フレーム７４０の進行方向左側の部分７４０ｂと、エンジン・ユニット７２０と、運転フロア７５０とで囲まれた空間に収納される。装置本体１００には、該装置本体１００全体を上下させて断面円形ダクト４２０の円弧状放射面４３０とアスファルト表面との間の距離を変化させることができるようにする複数のシリンダ装置７７０が設けられており、該装置本体１００とフレーム７４０とは、この複数のシリンダ装置７７０の各々と、該フレーム７４０に設けられた複数のブラケット７８０の各々とをフランジを介してボルト付けすることによって連結される。
車両部７１０の寸法は、本実施形態においては、全長が約１１，０００ｍｍ、全幅が約３，０００ｍｍ、全高が約３，１５０ｍｍである。装置本体１００のフード５００は、本実施形態においては、全長が約６，０００ｍｍであり、該フード５００の全幅は、図５に関連して説明したように断面円形ダクトの外パイプ４２２ａ及び４２２ｂ、並びにウイング５３０を幅方向に摺動可能な構造とすることによって、約３，０００ｍｍ〜約４，６４０ｍｍの間で調整可能とすることができる。
運転フロア７５０には、プレヒータ車両７００の走行を制御するための運転席と、該プレヒータ車両７００の加熱機能を制御するための各種操作盤とが設置されている。この操作盤からは、例えば、断面円形ダクト４２０の複数ノズル孔４４０から放出される高温燃焼ガスの温度及び風量、装置本体１００の起動及び停止、該装置本体１００の昇降、並びに加熱領域幅の拡縮などといった、アスファルト表面を加熱軟化させるための機能のすべてを制御することが可能である。車両部７１０の後方部の左右両側面には別の操作盤（図示せず）が設けられており、該操作盤からも、装置本体１００の昇降、加熱領域幅の拡縮、及びプレヒータ車両７００の非常停止が可能である。
図１３は、本発明の実施形態に係る加熱装置本体１００´を搭載したミラー車両８００の側面図であり、図１４は、該ミラー車両８００の上面図である。ミラー車両８００は、少なくとも、装置本体１００´と、該装置本体１００´を支持するフレーム８８０と、ホッパ８１０及びコンベア８５１〜８５３と、グラインダ装置８４０と、車両を走行させるための動力を発生するエンジン・ユニット８２０と、該エンジン・ユニットの後方部に配置された燃料タンク８３０と、運転席及び各種操作盤からなる運転フロア８６０と、走行装置８７０とから構成される。ホッパ８１０は、本発明の典型的な使用形態において後工程で必要となる新たなアスファルト混合物（新材）を受け入れるための装置である。この新たなアスファルト混合物（新材）は、特許文献４に記載されるように、再生舗装道路のアスファルト混合物の骨材密度、アスファルト量、強度、及び機能の調整などの目的で、後工程において、掻き解されたアスファルト混合物に添加されるものである。コンベア８５１〜８５３は、ホッパ８１０で受け入れた新たなアスファルト混合物（新材）を搬送し、後続の車両に受け渡すための装置である。コンベア８５１〜８５３は、搬送される新たなアスファルト混合物（新材）の温度が低下しないように、電熱ヒータなどの保温装置で保温することができるようになっている。グラインダ装置８４０は、加熱軟化されたアスファルト混合物層を掻き解すための装置であり、掻き解し幅及び深さは、それぞれ、約２，５７０ｍｍ〜約４，４００ｍｍの間及び０〜約５０ｍｍの間で調整可能とすることができる。ホッパ８１０及びコンベア８５１〜８５３並びにグラインダ装置８４０は、例えば本出順人が製造販売するＡＲ２０００（登録商標）に採用されている装置のような、当業者に周知の従来技術を用いた装置であり、ここでは詳細には説明しない。
装置本体１００´に関して、高温燃焼ガスを発生させ、発生した高温燃焼ガスを断面円形ダクトに設けられたノズル孔から放射することによってアスファルト混合物層を加熱軟化し、伝熱仕事後の回収燃焼ガスを回収するといった一連の動作原理は、装置本体１００に関して上述した原理と同じである。しかしながら、装置本体１００´の構造は、ミラー車両８００の中央部を通るコンベア８５１との干渉を回避するために、上述の装置本体１００とは異なる構造としている。図１５は、装置本体１００´を正面からみた概念図であり、この図を、装置本体１００を正面から見た概念図である図５と比較すると、その構造の違いが明確となる。装置本体１００の場合には、図５に示されるように、高温燃焼ガス発生部２００で発生した高温燃焼ガスは、該高温燃焼ガス発生部２００から鉛直下方に延びる送風ダクト３００によって中央ダクト４１０に供給され、回収燃焼ガスは燃焼ガス循環ダクト６００を通って回収される。しかしながら、装置本体１００´の場合には、図１５に示されるように、高温燃焼ガス発生部２００´を水平方向に拡幅し、送風ダクト３００より長い１対の送風ダクト３００´を該高温燃焼ガス発生部２００´の拡幅部分から鉛直下方に延ばし、該１対の送風ダクト３００´の下端部を中央ダクト４１０に連結した構造にすることによって、高温燃焼ガス発生部２００´で発生した高温燃焼ガスを中央ダクト４１０に供給するようにしている。また、装電本体１００´の燃焼ガスを回収する燃焼ガス循環ダクトは、正面から見て片側に偏倚させた構造としている。このような構造にすることによって、高温燃焼ガス発生部２００´と、１対の送風ダクト３００´と、ヒータベッド５２０の上面とによって包囲される空間が形成され、この空間内にコンベア８５１を通すことができると共に、燃焼ガス循環ダクトとコンベア８５１との干渉を回避することができる。
装置本体１００´を除くミラー車両８００の施工時の寸法は、本実施形態においては、全長が約１３，２６０ｍｍ、全輻が約３，０００ｍｍ、全高が約３，４７０ｍｍである。装置本体１００´のフード５００´は全長が約３，０００ｍｍであり、該フード５００´の全幅は、装置本体１００と同様、断面円形ダクトの外パイプ４２２ａ及び４２２ｂ、並びにウイング５３０を幅方向に摺動可能な構造とすることによって、約３，０００ｍｍ〜約４，６４０ｍｍの間で調整可能とすることができる。
装置本体１００´には、プレヒータ車両７００に搭載される装置本体１００と同様に、該装置本体１００´全体を上下させて断面円形ダクト４２０の円弧状放射面４３０とアスファルト表面との間の距離を変化させることができるようにする複数のシリンダ装置（図示せず）が設けられており、該装置本体１００´とフレーム８８０とは、この複数のシリンダ装置を介して連結される。
運転フロア８６０には、ミラー車両８００の走行を制御するための運転席と、該ミラー車両８００の加熱機能、コンベア８５１〜８５３の速度の調整及び保温装置のオンオフ、並びに、グラインダ装置８４０の掻き解し幅、深さ、及びドラム回転速度を調整するための各種操作盤とが設置されている。加熱機能に関しては、この操作盤からは、例えば、放出される高温燃焼ガスの温度及び風量、装置本体１００´の起動及び停止、装置本体１００´の昇降、加熱領域幅の拡縮などといった、アスファルト表面を加熱軟化させるための機能のすべてを制御することが可能である。フレーム８８０の後方部の左右両側面には別の操作盤（図示せず）が設けられており、該操作盤からは、装置本体１００´の昇降、加熱熱領域幅の拡縮、及び、ミラー車両８００の非常停止と、グラインダ装置８４０の掻き解し幅、探さ、及びドラム回転速度の調整が可能である。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された発明の範囲を逸脱することなく様々な変更又は修正が可能であり、これらの変更又は修正も本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
１００：加熱装置本体
２００：高温燃焼ガス発生部
２１０：送風手段
２２０：バーナ
３００：送風ダクト
３１０、３２０：温度検知用熱電対
４００：高温燃焼ガス格納部
４１０：中央ダクト
４２０：断面円形ダクト
４２１：断面円形ダクトの内パイプ
４２２ａ、４２２ｂ：断面円形ダクトの外パイプ
４３０：円弧状放射面
４４０：複数ノズル孔
４５０：第１ノズル群
４５１：第１ノズル群の垂直ノズル孔
４５２ａ、４５２ｂ：第１ノズル群の傾斜ノズル孔
４６０：第２ノズル群
４６１ａ、４６１ｂ：第２ノズル群の傾斜ノズル孔
５００：フード
５１０：フードの解放面
５２０：ヒータベッド
５３０ａ、５３０ｂ：ウイング
５４０：空気ダクト
５５０：エアシール
５６０：シールチェーン
６００：燃焼ガス循環ダクト
６１０：吸気手段
６２０：排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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