(57)【要約】【課題】各種の特性を向上させるとともに汎用性を有するアスファルト混合物、アスファルト混合物の製造方法、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体を提供する。【解決手段】アスファルト混合物は、骨材と、アスファルトと、添加剤と、を含んでいる。アスファルトは、その針入度が４０〜１００である。添加剤は石油樹脂、テルペン樹脂、あるいは、石油ピッチからなり、アスファルトと添加剤との総量に対する重量比で１．０〜１５．０％添加されている。アスファルトと添加剤との総量は、アスファルト混合物に対する重量比で４．０〜６．５％添加されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材と、アスファルトと、添加剤と、を含むアスファルト混合物であって、
前記アスファルトは、その針入度が４０〜１００であり、
前記添加剤は石油樹脂、テルペン樹脂、あるいは、石油ピッチからなり、前記アスファルトと当該添加剤との総量に対する重量比で１．０〜１５．０％添加され、
前記アスファルトと前記添加剤との総量は、当該アスファルト混合物に対する重量比で４．０〜６．５％添加されている、ことを特徴とするアスファルト混合物。
【請求項２】
前記石油樹脂は、芳香族系石油樹脂である、ことを特徴とする請求項１に記載のアスファルト混合物。
【請求項３】
前記テルペン樹脂は、テルペンフェノール樹脂である、ことを特徴とする請求項１に記載のアスファルト混合物。
【請求項４】
前記石油ピッチは、その針入度が１〜２である、ことを特徴とする請求項１に記載のアスファルト混合物。
【請求項５】
前記アスファルトは、ストレートアスファルトである、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアスファルト混合物。
【請求項６】
前記アスファルトは、その針入度が６０〜８０である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアスファルト混合物。
【請求項７】
前記骨材は、新規骨材、あるいは、再生骨材であって、１３．２ｍｍふるい目の通過質量百分率が４８〜７６質量％、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が４０〜５５質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が２５〜４０質量％、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が５〜８質量％、および、その最大粒径が１５〜３５ｍｍである、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアスファルト混合物。
【請求項８】
骨材と、アスファルトと、添加剤と、を含むアスファルト混合物の製造方法であって、
前記アスファルト混合物に請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアスファルト混合物を用い、
前記骨材と前記アスファルトとを加熱混合した後に、前記添加剤を添加して加熱混合する、ことを特徴とするアスファルト混合物の製造方法。
【請求項９】
骨材と、アスファルトと、添加剤と、を含むアスファルト混合物の製造方法であって、
前記アスファルト混合物に請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアスファルト混合物を用い、
前記アスファルトと前記添加剤とを事前に混ぜた添加剤入りアスファルトでアスファルト混合物を製造する、ことを特徴とするアスファルト混合物の製造方法。
【請求項１０】
アスファルト混合物を敷きならして、初期締め固め時の温度が８０℃〜１６０℃で締め固めるアスファルト舗装方法であって、
前記アスファルト混合物に請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアスファルト混合物を用い、舗装厚さ５０ｍｍ〜４００ｍｍまでを１層で仕上げる、ことを特徴とするアスファルト舗装方法。
【請求項１１】
アスファルト混合物を敷きならして締め固めたアスファルト舗装体であって、
前記アスファルト混合物に請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアスファルト混合物を用いる、ことを特徴とするアスファルト舗装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト混合物、アスファルト混合物の製造方法、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
アスファルト舗装体は、長期使用に伴って損傷が発生すると、その表層から所定の深さまで路盤を打ち換える等の修繕を行うことが必要となる。しかし、路盤の修繕に伴う費用や交通規制時間の確保などの観点から、その実施が困難な場合がある。このため、路盤の性能が長期にわたって維持されるように、路盤の高耐久化を図ることが求められている。
【０００３】
路盤の高耐久化を図るため、例えば、アスファルト舗装体を形成するアスファルト混合物に剛性の高い荷重分散性の大きなアスファルト混合物を用いることが検討されている。例えば、非特許文献１、２には、このようなアスファルト混合物として低針入度のアスファルトを用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】D.Sybilski etc,Laboratory amd field implementation of high modulus asphalt conte,Requirements for HMAC mix design and pavement design,SPENS,2009
【非特許文献２】M.NKGAPEL etc,Construction of a high modulus asphalt(HiMA) trial section ethekwini: South Africa"sFirst Practical Experience with Design,Manufacturing and paving of HiMA,Abstracts of the 31st Southem African Transport Conference,2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、路盤の高耐久化を図るためには、各種の特性、例えば、スティフネス、疲労抵抗性、剥離抵抗性、水密性などの耐水性を高めた混合物であることが必要である。このためには、低針入度のアスファルトの使用が有用ではあるが、汎用性に欠けるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、各種の特性を向上させるとともに汎用性を有するアスファルト混合物、アスファルト混合物の製造方法、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかるアスファルト混合物は、
骨材と、アスファルトと、添加剤と、を含むアスファルト混合物であって、
前記アスファルトは、その針入度が４０〜１００であり、
前記添加剤は石油樹脂、テルペン樹脂、あるいは、石油ピッチからなり、前記アスファルトと当該添加剤との総量に対する重量比で１．０〜１５．０％添加され、
前記アスファルトと前記添加剤との総量は、当該アスファルト混合物に対する重量比で４．０〜６．５％添加されている、ことを特徴とする。
【０００８】
前記石油樹脂は、芳香族系石油樹脂であることが好ましい。
前記テルペン樹脂は、テルペンフェノール樹脂であることが好ましい。
前記石油ピッチは、その針入度が１〜２であることが好ましい。
前記アスファルトは、ストレートアスファルトであることが好ましい。
前記アスファルトは、その針入度が６０〜８０であることが好ましい。
【０００９】
前記骨材は、新規骨材、あるいは、再生骨材であることが好ましい。
また、前記骨材は、１３．２ｍｍふるい目の通過質量百分率が４８〜７６質量％、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が４０〜５５質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が２５〜４０質量％、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が５〜８質量％、および、その最大粒径が１５〜３５ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
本発明の第２の観点にかかるアスファルト混合物の製造方法は、
骨材と、アスファルトと、添加剤と、を含むアスファルト混合物の製造方法であって、
前記アスファルト混合物に本発明の第１の観点にかかるアスファルト混合物を用い、
前記骨材と前記アスファルトとを加熱混合した後に、前記添加剤を添加して加熱混合する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の観点にかかるアスファルト混合物の製造方法は、
骨材と、アスファルトと、添加剤と、を含むアスファルト混合物の製造方法であって、
前記アスファルト混合物に本発明の第１の観点にかかるアスファルト混合物を用い、
前記アスファルトと前記添加剤とを事前に混ぜた添加剤入りアスファルトでアスファルト混合物を製造する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の観点にかかるアスファルト舗装方法は、
アスファルト混合物を敷きならして、初期締め固め時の温度が８０℃〜１６０℃で締め固めるアスファルト舗装方法であって、
前記アスファルト混合物に本発明の第１の観点にかかるアスファルト混合物を用い、舗装厚さ５０ｍｍ〜４００ｍｍまでを１層で仕上げる、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第５の観点にかかるアスファルト舗装体は、
アスファルト混合物を敷きならして締め固めたアスファルト舗装体であって、
前記アスファルト混合物に本発明の第１の観点にかかるアスファルト混合物を用いる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、各種の特性を向上させるとともに汎用性を有するアスファルト混合物、アスファルト混合物の製造方法、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例及び比較例におけるスティフネス値を示す図である。
【図２】本発明の実施例及び比較例における疲労破壊回数を示す図である。
【図３】本発明の実施例及び比較例における耐水性試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のアスファルト混合物、アスファルト混合物の製造方法、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明のアスファルト混合物は、骨材と、アスファルトと、添加剤とを含んでいる。
【００１８】
本発明に好適な骨材としては、例えば、砕石、玉砕、砂利、スラグ、砂、再生骨材、フィラーなどが挙げられる。フィラーには、石粉、消石灰、セメント、回収ダスト、及び、フライアッシュなどが含まれる。
【００１９】
このような骨材のうち、本発明の骨材としては、その最大粒径が１５〜３５ｍｍのものを用いることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の骨材は、１３．２ｍｍふるい目の通過質量百分率が４８〜７６質量％、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が４０〜５５質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が２５〜４０質量％、かつ、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が５〜８質量％であるように配合されていることが好ましい。
【００２１】
この配合は、一般的に用いられる骨材の配合に比べ、１３．２ｍｍふるい目の通過質量百分率と４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が小さく、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が大きくなっている。このような配合にすることにより、粒径が大きい骨材が多く含まれ、この大きい骨材の隙間に粒径が小さな骨材などが入り込みやすくなる。この結果、締固め易さが向上し、スティフネスの増大やアスファルト混合物全体の空隙率をさらに小さくすることができる。
【００２２】
本発明のアスファルトは、その針入度が４０〜１００である。針入度が４０より低いと汎用性に欠けるおそれがあり、針入度が１００より高いと、スティフネス、疲労抵抗性等の特性を向上させることが困難なためである。本発明のアスファルトの針入度は、６０〜８０であることが好ましい。かかる範囲とすることにより、より汎用性を持たせることができるとともに各種の特性を向上させることができるためである。
【００２３】
本発明のアスファルトは、ストレートアスファルトに限定されるものではなく、改質アスファルトであってもよい。なお、ストレートアスファルトとは、原油の減圧蒸留でえられたそのままのものをいう。改質アスファルトとは、例えば、スチレン・ブタジエンランダム共重合体（ＳＢＲ）、スチレン・ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）のような各種のゴムやポリマーなどを添加し、所定の品質を向上させたアスファルトをいう。
【００２４】
本発明の添加剤は、石油樹脂、テルペン樹脂、あるいは、石油ピッチからなる。
【００２５】
石油樹脂とは、石油ナフサを熱分解した際に得られる炭化水素を重合して固化させたものである。石油樹脂としては、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂および脂肪族系石油樹脂などが挙げられる。
【００２６】
このような石油樹脂のうち、本発明の石油樹脂としては、芳香族系石油樹脂を用いることが好ましい。芳香族系石油樹脂とは、ベンゼン環を有する炭化水素の混合物であり、天然ゴムや合成ゴムの粘着付与剤として多くの製品が市販されている。
【００２７】
テルペン樹脂は、松の木やオレンジの表皮から採取されるテルペン系化合物を原料とし、カチオン重合することによって得られる。テルペン樹脂は、主に、プラスチックの成型性の向上や、防湿性や塗装性などを付与するためのポリマー改質剤として、また、エラストマーに粘着性を付与し粘着三物性のバランスをはかるための粘着付与剤樹脂として使用される。
【００２８】
テルペン樹脂を大別すると、テルペンモノマーの単独重合体であるポリテルペン樹脂、テルペンモノマーと芳香族モノマーを共重合させて得る芳香族変性テルペン樹脂、テルペンモノマーとフェノール類を反応させて成るテルペンフェノール樹脂、さらにポリテルペン樹脂や芳香族変性テルペン樹脂を水素添加して得る水添テルペン樹脂の４種類に分類される。これらのテルペン樹脂のうち、本発明のテルペン樹脂としては、テルペンフェノール樹脂を用いることが好ましい。
【００２９】
石油ピッチとは、石油を蒸留したときに残るタール状のアスファルトを、さらに真空蒸留して残る黒色の樹脂状の物質、また、そのアスファルトをいう。石油ピッチは、練炭の粘結剤、電気絶縁材、道路舗装などに使用される。本発明に用いる石油ピッチとしては、その針入度が１〜２であることが好ましい。
【００３０】
本発明のアスファルト混合物では添加剤を含ませることにより骨材及びアスファルトを強固に粘着させることができ、各種の特性を向上させるとともに汎用性を有するアスファルト混合物を提供することができる。
【００３１】
本発明の添加剤の添加量は、アスファルトと添加剤との総量に対する重量比で１．０〜１５．０％、好ましくは４．０〜８．０％となるように添加されている。かかる範囲となるように添加することにより、スティフネス、疲労抵抗性等の各種の特性を向上させるとともに汎用性を有するアスファルト混合物を提供することができるためである。
【００３２】
また、本発明のアスファルトと添加剤との総量は、アスファルト混合物に対する重量比で４．０〜６．５％となるように添加されている。かかる範囲となるように添加することにより、スティフネス、疲労抵抗性等の各種の特性を向上させるとともに汎用性を有するアスファルト混合物を提供することができるためである。
【００３３】
なお、本発明に用いられるアスファルト混合物には、さらに各種の混和剤、ポリマーなどの適宜の材料を添加してもよい。
【００３４】
このように構成された本発明のアスファルト混合物が製造されると、その空隙率は２〜４％となる。これは、本発明のアスファルト混合物には、添加剤として石油樹脂が含まれているので、アスファルト混合物を構成する骨材及びアスファルトを強固に粘着させることができるためである。
【００３５】
本発明のアスファルト混合物は、ＩＴＳＭ（Indirect Tensile Stiffness Modulus）試験により測定したスティフネス値が６，０００〜１０，０００ＭＰａであることが好ましい。また、本発明のアスファルト混合物は、疲労試験により測定した歪み１３０μにおける疲労破壊回数が１，０００，０００回以上であることが好ましく、２，０００，０００回以上であることがさらに好ましい。かかる範囲のアスファルト混合物を用いることにより舗装されたアスファルト舗装体の変形や疲労破壊が抑制されるためである。
【００３６】
本発明のアスファルト混合物は、水浸ホイールトラッキング試験により測定したはく離率が５％以下であることが好ましい。また、本発明のアスファルト混合物は、加圧透水試験により測定した透水係数が１×１０−７ｃｍ／ｓ以下であることが好ましい。かかる範囲のアスファルト混合物を用いることによりアスファルト混合物の耐水性が向上し、舗装されたアスファルト舗装体の雨水の浸透や滞水による脆弱化を抑制することができるためである。
【００３７】
次に、本発明のアスファルト混合物の製造方法について説明する。
【００３８】
まず、ストックヤードに貯蔵した各骨材をコールドホッパへ投入し、配合設計で決められた量と割合でコールドフィーダによりドライヤへ送って加熱する。次に、ドライヤで加熱した骨材を、ホットエレベータによりバッチタワー上部へ上げ、例えば、振動フルイにより分級してサイズごとに各ホットビンへ投入する。続いて、製造バッチごとに配合設計で決められた量および割合の骨材をホットビンから計量槽へ移し、計量を行った後にミキサへ投入して混合する（ドライミックス）。そして、配合設計で決められた量のアスファルトをミキサに投入して、所定の温度で加熱混合（ウエットミックス）する。最後に、配合設計で決められた量の添加剤をミキサに投入して、所定の温度で加熱混合する。これにより、本発明のアスファルト混合物が得られる。
【００３９】
このように、骨材とアスファルトとをウエットミックスした後に添加剤を添加してさらにウエットミックスすることにより本発明のアスファルト混合物を製造しているので、ウエットミックスにおいて、骨材とアスファルトとの隙間に添加剤が侵入しやすく、アスファルト混合物を構成する骨材及びアスファルトを強固に粘着させることができる。さらに、アスファルト混合物全体の空隙率を小さくすることができる。このため、各種の特性を向上させるとともに汎用性を有するアスファルト混合物を提供することができる。
【００４０】
なお、上記アスファルト混合物の製造方法では、骨材をミキサへ投入した後にアスファルトをミキサに投入し、最後に添加剤を添加しているが、骨材をミキサへ投入した後に、アスファルトと添加剤とを事前に混ぜた添加剤入りアスファルトを添加してアスファルト混合物を製造してもよい。この場合にも、各種の特性を向上させるとともに汎用性を有するアスファルト混合物を製造できるためである。
【００４１】
次に、本発明のアスファルト混合物の舗装方法、及び、舗装されたアスファルト舗装体について説明する。
【００４２】
まず、前述の方法により製造されたアスファルト混合物をアスファルトプラントから施工現場まで運搬する。次に、運搬されたアスファルト混合物を施工基面（路盤、基層または表層）上にアスファルトフィニッシャ等の敷きならし機械を用いて敷きならす。続いて、敷きならしたアスファルト混合物をローラを用いて、初期締め固め時の温度が８０℃〜１６０℃の時に締め固める。
【００４３】
このようにして舗装されたアスファルト舗装体では、スティフネス、疲労抵抗性等の各種の特性が向上した本発明のアスファルト混合物を用いているため、例えば、舗装厚さ５０ｍｍ〜４００ｍｍまでを１層で仕上げることができる。また、路盤の性能が長期にわたって維持され、路盤の高耐久化を図ることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の具体的な実施例、比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。本例では、以下のような実施例１、比較例１〜４のアスファルト混合物を製造した。
【００４５】
（実施例１）
表１に示すように、３１．５ｍｍふるい目の通過質量百分率が１００質量％、２６．５ｍｍふるい目の通過質量百分率が１００質量％、１９．０ｍｍふるい目の通過質量百分率が９８．２質量％、１３．２ｍｍふるい目の通過質量百分率が７５．４質量％、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が４８．０質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が３２．１質量％、０．６ｍｍふるい目の通過質量百分率が１９．４質量％、０．３ｍｍふるい目の通過質量百分率が１３．２質量％、０．１５ｍｍふるい目の通過質量百分率が８．６質量％、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が６．３質量％の骨材と、針入度が６０〜８０のストレートアスファルトとをミキサに投入して加熱混合（ウエットミックス）した。次に、添加剤としての石油樹脂（芳香族系石油樹脂）をストレートアスファルトと添加剤の総量がアスファルト混合物に対する重量比が５．３％（アスファルト４．９８％、添加剤０．３２％（添加剤の添加量がアスファルトと添加剤との総量に対する重量比で６．０％））となるようにミキサに投入して加熱混合（ウエットミックス）した。これにより、実施例１のアスファルト混合物を製造した。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
なお、このようにして製造したアスファルト混合物を施工基面上にアスファルトフィニッシャを用いて敷きならし（敷きならし温度は１８０℃）、敷きならしたアスファルト混合物を鉄輪ローラを用いて締め固め（初期転圧温度を１６０℃、二次転圧温度を９０℃）、実施例１のアスファルト舗装体を施工した。
【００４８】
（比較例１〜４）
表１に示す配合の骨材を用いたこと、添加剤としての石油樹脂を用いなかったことを除き、実施例１と同様の方法により比較例１〜４のアスファルト混合物を製造した。
【００４９】
このようにして製造した実施例１、比較例１〜４のアスファルト混合物のスティフネス値、疲労破壊回数、耐水性（はく離率、透水係数）を測定した。
【００５０】
（スティフネス値の測定）
ＩＴＳＭ（Indirect Tensile Stiffness Modulus）試験によりスティフネス値を測定した。ＩＴＳＭ試験は、ＢＳＥＮ１２６９７に準拠したもので、円柱状試供体を用いる繰り返し間接引張り試験である。なお、試験条件は、試験温度：２０℃、荷重載荷モード：ハーバーサイン波、荷重載荷時間１２４ｍｓ（８Ｈｚ）、最大横方向変位：５μｍとした。結果を図１に示す。
【００５１】
図１に示すように、実施例１のスティフネス値は８２００ＭＰａであり、比較例１〜４より２倍近い値を示していることが確認できた。このように、本実施例のアスファルト混合物はスティフネス値が高いことが確認できた。
【００５２】
（疲労破壊回数の測定）
（公社）日本道路協会発行の「舗装調査・試験法便覧（第３分冊）２００７年発行）」Ｂ０１８Ｔに準拠し、疲労破壊回数を測定した。試験条件は、試験温度：１０℃、載荷周波数：５Ｈｚ、載荷波形：正弦波、ひずみ：１３０μ，２００μ，３００μ，４００μとした。結果を図２に示す。
【００５３】
図２に示すように、実施例１の疲労破壊回数は、比較例１〜４より多いことが確認できた。また、歪み１３０μにおける疲労破壊回数が２７５万回を超えていることが確認できた。このため、本実施例のアスファルト混合物は疲労抵抗性に優れていることが確認できた。
【００５４】
（はく離率の測定）
東日本高速道路株式会社、中日本高速道路株式会社、西日本高速道路株式会社発行の「ＮＥＸＣＯ試験方法、第２編、アスファルト舗装関係試験方法、２０１６年」２４４−２００５に準拠し、はく離率を測定した。試験条件は、温度：６０℃、試験時間：６時間、養生方法：６０℃気乾状態で１２時間、その後水浸１時間、試験水位：基盤上端より＋５ｍｍとした。結果を図３に示す。
【００５５】
図３に示すように、実施例１のはく離率が５％以下であり、比較例１〜４よりはく離率が小さいことが確認できた。
【００５６】
（透水係数の測定）
（公社）日本道路協会発行の「舗装調査・試験法便覧（第３分冊）２００７年発行）」Ｂ０１７Ｔに準拠し、透水係数を測定した。試験条件は、加圧時間：２４時間、水圧：１５０ｋＰａ、測定時間：１０分とした。結果を図３に示す。
【００５７】
図３に示すように、実施例１の透水係数が０（ｃｍ／ｓ）であり、水密性に優れていることが確認できた。なお、比較例２〜４では、予備加圧段階で多量の漏水が発生し、透水係数を測定することができなかった。
【００５８】
このように、はく離率及び透水係数の測定結果から、このため、本実施例のアスファルト混合物は耐水性に優れていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、アスファルト混合物、アスファルト混合物の製造方法、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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