(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材とアスファルトを主とする混合物に、融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスからなる特殊添加剤をアスファルト量に対する内割重質量％で１〜７％添加、混合して混合物の所要の性状を確保しつつ、混合温度及び締固め温度を低下させたことを特徴とするアスファルト舗装用混合物。
【請求項２】
骨材とアスファルトを主とする混合物を一次混合した後、さらに融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスである特殊添加剤をアスファルト量に対する内割重質量％で１〜７％添加して二次混合し、加熱混合温度を特殊添加剤を添加しない場合より１０〜５０℃低い温度で行うことを特徴とするアスファルト舗装用混合物の製造方法。
【請求項３】
骨材とアスファルトを主とする混合物に添加して粘弾性を改善すると共に混合温度及び締固め温度を低下させる特殊添加剤であって、融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスであることを特徴とするアスファルト舗装用混合物に用いる特殊添加剤。
【請求項４】
骨材とアスファルトを主とする混合物に、融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスからなる特殊添加剤をアスファルト量に対する内割重質量％で１〜７％添加することにより、加熱混合温度及び締固め温度を特殊添加剤を添加しない場合より１０〜５０℃低い温度で行うようにしたことを特徴とするアスファルト舗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱エネルギーを抑制したアスファルト舗装用混合物、その製造方法、それに用いる特殊添加剤、及びアスファルト舗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでのアスファルト舗装用混合物は、砕石などの骨材とアスファルトを高温に加熱し、例えばストレートアスファルト６０〜８０のバインダを使用して１５０〜１６０℃の混合温度で製造していた。また、製造された混合物は１４０〜１５０℃の温度で締固めて構築されていた。
また、改質アスファルトはさらに混合温度を１０〜３０℃高めに設定せざるを得ないのが現状である。
【０００３】
そして、混合物の所要の性状を確保するためには所定の混合温度及び締固め温度を守る必要があり、不適切な温度管理を行うと所要の性状を有するアスファルト舗装が得られないことがあった。即ち、製造、施工時に熱エネルギーを抑制するために混合温度、締固め温度を低下させて製造することは不可能であった。
【０００４】
そこで、▲１▼アスファルトに発泡剤及び発泡強化剤などを添加し、内部に微細な気泡を発生させる方法、▲２▼アスファルトの粘度を低減させる添加剤を添加する方法、▲３▼アスファルトを水又は水蒸気によって泡状化させ粘度を低下させるフォームドアスファルト工法を応用した方法、等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記▲１▼の方法は、混合物の性状は良好であるが、発泡が２時間程度で終了してしまうため、混合物貯蔵サイロでの長時間の貯蔵が難しいという問題があった。また、前記▲２▼の方法は、混合物貯蔵サイロでの貯蔵は可能であるが、混合物の供用温度領域の粘度までも低下してしまうため動的安定度が低下する傾向があった。さらに、前記▲３▼の方法は、混合物の残留水分の影響が懸念され、製造に際しては、アスファルトプラント設備の改造が必要であった。
そこで、本発明者らは、アスファルト混合物の混合温度、締固め温度を低下させても従来と同等以上の性能を発揮する混合物及びその製造方法を提供することを目的とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記に鑑み提案されたもので、骨材とアスファルトを主とする混合物に、融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスからなる特殊添加剤をアスファルト量に対する内割重質量％で１〜７％添加、混合して混合物の所要の性状を確保しつつ、混合温度及び締固め温度を低下させたことを特徴とするアスファルト舗装用混合物に関するものである。
【０００７】
また、本発明は、骨材とアスファルトを主とする混合物を一次混合した後、さらに融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスである特殊添加剤をアスファルト量に対する内割重質量％で１〜７％添加して二次混合し、加熱混合温度を特殊添加剤を添加しない場合より１０〜５０℃低い温度で行うことを特徴とするアスファルト舗装用混合物の製造方法を提案する。さらに、骨材とアスファルトを主とする混合物を約２０秒間一次混合した後、さらに石油系又は合成系ワックスである特殊添加剤を添加して約２０秒間二次混合することを特徴とするアスファルト舗装用混合物の製造方法をも提案する。
【０００８】
さらに、骨材とアスファルトを主とする混合物に添加して粘弾性を改善すると共に混合温度及び締固め温度を低下させる特殊添加剤であって、融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスであることを特徴とするアスファルト舗装用混合物に用いる特殊添加剤をも提案する。アスファルトは温度に応じて性状（粘度）が連続的に変化する性質を持っている。すなわち、高温においては粘性的な性質を、低温においては弾性的な性質を有していることから、両者の性状を改善することが必要である。
【０００９】
また、骨材とアスファルトを主とする混合物に、融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスからなる特殊添加剤をアスファルト量に対する内割重質量％で１〜７％添加することにより、加熱混合温度及び締固め温度を特殊添加剤を添加しない場合より１０〜５０℃低い温度で行うようにしたことを特徴とするアスファルト舗装方法をも提案する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のアスファルト舗装用混合物に用いられる特殊添加剤は、融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスであるが、これらはアスファルトとの混合性及び相溶性に優れ、アスファルト混合物の粘弾性を改善する。
ワックスは、植物系、動物系、石油系、合成系に分けられるが、植物系及び動物系ワックスはアスファルトとの混合性も相溶性も悪く、使用できない。また、鉱物系ワックスはアスファルトとの混合性には優れているが、相溶性が悪いため使用できない。判定は評価方法を選定することが難しいことから、目視観察によって行っている。尚、これらの結果については表１にまとめた。
【表１】
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【００１１】
また、本発明のアスファルト舗装用混合物に用いられる骨材とアスファルトを主とする混合物は、特に限定するものではなく、従来より使用されている各種のアスファルト混合物に適用できる。勿論、改質アスファルトＩ型、ＩＩ型及び高粘度改質アスファルトにも適用できる。
【００１２】
本発明のアスファルト舗装用混合物は、前記した骨材とアスファルトを主とする混合物を一次混合し、十分に練り混ぜた状態で、前記特殊添加剤を適量添加して二次混合して製造される。この過程において、図１に示すように一次混合された骨材に被覆されたアスファルトの表面が特殊添加剤によって滑性効果を生じさせることによって見かけ上の粘度を低下させ、混合物を通常よりも低い温度にて混合（製造）でき、締固めることができる。
【００１３】
より詳しくは特殊添加剤を添加しない（無添加の）従来の混合物に比較して、前記特殊添加剤を配合した混合物は、混合・施工領域（約１１０℃以上）での粘度が低下し、逆に供用温度領域（約６０℃以下）での粘度は上昇することがわかった。
即ち混合・施工温度領域では、前述のように骨材を被覆しているアスファルトの表面部分に特殊添加剤が作用し、滑性効果が生じて粘度を低下させ、アスファルト混合物の混合性と締固め特性の向上が図られるが、逆に供用温度領域では特殊添加剤の固化に伴って粘度は上昇し、アスファルト混合物の流動抵抗性の向上が図られる。この流動抵抗性については、特殊添加剤の添加率の増加に応じて向上することが確認された。流動抵抗性の向上に伴い、低温時のひび割れ抵抗性の低下が懸念されたが、試験温度５℃におけるアスファルト混合物の繰り返し曲げ試験を実施したところ、繰返し疲労抵抗性は無添加の混合物と比較して同等の値が得られた。このことから、低温時の粘度上昇に伴うひび割れ抵抗性の低下については全く問題がないことも確認された。さらに、混合物貯蔵サイロ内に貯蔵しても２４時間程度であれば何等問題なく、無添加の混合物と同様に取り扱えることが確認されている。
尚、前記特殊添加剤の添加率は、アスファルト量に対する内割重質量％で１〜７％程度であり、望ましくは２．５〜５．５％である。この添加率が１％に満たないと、粘弾性改善効果が十分に現れないし、７％を超えると混合物の性状が低下する。
【００１４】
そして、本発明のアスファルト舗装用混合物は、無添加の従来の混合物の混合温度及び締固め温度より１０〜５０℃低い温度にて混合でき、締固めることができることが見いだされた。
【００１５】
混合温度及び締固め温度を低下させることができるということは、例えば混合温度を３０℃、或いは５０℃低下させた場合には、例えば混合工程に使用される重油等の燃料使用量を低減できることを意味しており、その燃焼に関わる二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を削減でき、概算ではあるがそれぞれ排出量は約２０％、３０％の削減率となることが確認されている。したがって、地球温暖化防止に多大な貢献を果たすものである。
また、例えば締固め温度を３０℃低下させた場合には、施工直後の舗装体が保有している熱エネルギーが小さいために交通開放に至るまでの時間（舗装表面温度が５０℃以下に低下するまでの時間）を短縮できることを意味しており、およその目安ではあるが約２時間程度短縮できることが確認されている。したがって、例えば道路施工者側には、工事手順、作業日程等の自由度の拡大、工事時間の短縮による就労者の拘束時間の低減、人件費の削減等に貢献し、また道路利用者側には、交通規制時間の短縮による混雑の緩和等に貢献し、種々の利点を奏することができる。
【００１６】
【実施例】
まず、表２に示す供試体作製条件にてマーシャル安定度試験を実施した。
【表２】
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表２に示すように本発明のアスファルト舗装用混合物を、従来の混合物の混合温度及び締固め温度に対して３０℃低下させた温度でも同程度の締固め性状が得られるか否かを確認した。即ち特殊添加剤として用いた融点が５０〜９０℃の石油系又は合成系ワックスは、混合温度及び締固め温度の低下に対して有効であるか否かを確認した。
骨材配合はストレートアスファルトを用いた密粒度アスファルト混合物を標準とし、配合例を表３に示した。
【表３】
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なお、混合物は粗粒度、細粒度、開粒度アスファルト混合物についても試験を実施している。本実施例では密粒度アスファルト混合物についての試験結果について述べる。
供試体の作製方法は、まず表２に示す混合温度で骨材とアスファルトを一次混合した。次に、本発明の混合物には常温の特殊添加剤を加えて二次混合してアスファルト混合物を作製した。作製したアスファルト混合物は表２に示す締固め温度にてマーシャルオートランマを用いて両面で５０回突き固めて締固めを行った。
【００１７】
ストレートアスファルトを用いた密粒度アスファルト混合物のマーシャル安定度試験の密度試験結果を表４に示した。
【表４】
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マーシャル供試体の密度は、一般に混合温度及び締固め温度を最適な温度より低下させると小さくなり、所要の締固め度が得られないことが多いが、表４に示すように本発明の混合物は混合温度及び締固め温度をそれぞれ３０℃低下させても、従来の混合物の密度と同程度の数値が得られることが確認された。
【００１８】
さらに、各アスファルト混合物の流動抵抗性を調べるためホイールトラッキング試験を行った。その結果を表５に示した。
【表５】
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表５に示すように本発明の混合物は、従来の混合物よりすぐれた流動抵抗性を示す結果が得られた。
次に、アスファルト混合物のひびわれ抵抗性を調べるために、低温時の繰返し曲げ試験を行った。その結果を図２に示した。
図２に示すように従来の混合物とは変わらない結果が得られた。
これらのことから、本発明の混合物は混合温度及び締固め温度を低下させても品質に問題がないことが確認された。
【００１９】
また、各アスファルト混合物の貯蔵安定性を調べるため混合物貯蔵サイロに１６０℃で一旦貯蔵して混合物の締固め度を測定した。その結果を表６に示した。
【表６】
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表６に示すように、本発明の混合物を混合物貯蔵サイロに２４時間貯蔵した後に、供試体を作製しても製造直後の密度と同程度の数値が得られた。即ち本発明の混合物は、混合物貯蔵サイロに貯蔵しても持続することが確認された。
【００２０】
これらの結果より、本発明のアスファルト舗装用混合物は、特殊添加剤を混合することにより、混合時、締固め時において効果を発揮するばかりでなく、その効果は混合物を混合物貯蔵サイロに貯蔵しても持続する。そのため、本発明のアスファルト舗装用混合物は、混合温度及び締固め温度を低下させることによる多大且つ多種の効果を有しつつ、その製造及び施工は従来のアスファルト混合物と同様に実施することができ、同様の性状を有する舗装体を施工することができるものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のアスファルト舗装用混合物は、混合温度、締固め温度を低下できるので、その製造に際しては、骨材の加熱に伴って発生する二酸化炭素の抑制、製造時の燃費の削減が可能となり、地球温暖化対策としての省エネルギー化を推進することができる。また、その施工に際しては、交通規制時間の短縮に伴う種々の利点を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアスファルト舗装用混合物を示す概念図である。
【図２】実施例における低温時の繰返し曲げ試験結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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