(57)【要約】  加工クラムラバーアスファルト添加剤は、複数の構造粒子と、非エラストマー液体とを含み得る。構造粒子の表面の少なくとも一部は、非エラストマー液体で被覆されている。構造粒子は、クラムラバー粒子であり得る。又、加工クラムラバーアスファルト添加剤は、試薬を含み得る。非エラストマー液体は、加工／圧縮剤、滑剤、及び剥離防止剤からなる群から選択されることができる。
2021515090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構造粒子と、
非エラストマー液体と、
を含む加工クラムラバーアスファルト添加剤であって、前記構造粒子の表面の少なくとも一部は、前記非エラストマー液体で被覆されている、加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２】
前記非エラストマー液体は、加工／圧縮剤、滑剤、及び剥離防止剤からなる群から選択される、請求項１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項３】
前記構造粒子は、クラムラバー粒子である、請求項１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項４】
前記クラムラバー粒子は、周囲処理によって粉砕されたゴム、極低温処理によって粉砕されたゴム、再生ゴム、加硫ゴム、及び未加硫ゴムからなる群から選択される、請求項３に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項５】
前記再生ゴムは、自動車タイヤ若しくはトラックタイヤ、又はこれらの組み合わせから得られる、請求項４に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項６】
前記構造粒子の大部分は、マイナス１６メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項７】
前記構造粒子の大部分は、マイナス３０メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項６に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項８】
前記構造粒子の大部分は、マイナス４０メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項７に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項９】
請求項１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤と、加熱されたアスファルト混合物とを含む、アスファルト組成物。
【請求項１０】
複数の構造粒子と、
１つ以上の非エラストマー液体と、
試薬と、
を含む加工クラムラバーアスファルト添加剤であって、前記構造粒子の表面の少なくとも一部は、前記１つ以上の非エラストマー液体と前記試薬の両方で被覆されている、加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１１】
前記試薬は溶媒である、請求項１０に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１２】
前記１つ以上の非エラストマー液体は、自己硬化性である、請求項１０に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１３】
前記１つ以上の非エラストマー液体は、加工／圧縮剤、滑剤、及び剥離防止剤からなる群から選択される、請求項１０に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１４】
前記構造粒子は、クラムラバー粒子である、請求項１０に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１５】
前記クラムラバー粒子は、周囲処理によって粉砕されたゴム、極低温処理によって粉砕されたゴム、再生ゴム、加硫ゴム、及び未加硫ゴムからなる群から選択される、請求項１４に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１６】
前記再生ゴムは、自動車タイヤ又はトラックタイヤから得られる、請求項１４に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１７】
前記構造粒子の大部分は、マイナス１６メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項１０に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１８】
前記構造粒子の大部分は、マイナス３０メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項１７に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項１９】
前記構造粒子の大部分は、マイナス４０メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項１８に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２０】
請求項１０に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤と、加熱されたアスファルト混合物とを含む、アスファルト組成物。
【請求項２１】
複数の構造粒子と、
前記構造粒子に配置された液体非エラストマー被覆と、
前記構造粒子の表面に、硬化した化学結合された被覆を生成するために前記液体非エラストマー被覆構造粒子に配置された試薬と、
を含む、加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２２】
前記試薬は溶媒である、請求項２１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２３】
前記非エラストマー液体は、加工／圧縮剤、滑剤、及び剥離防止剤からなる群から選択される、請求項２１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２４】
前記構造粒子は、クラムラバー粒子である、請求項２１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２５】
前記クラムラバー粒子は、周囲処理によって粉砕されたゴム、極低温処理によって粉砕されたゴム、再生ゴム、加硫ゴム、及び未加硫ゴムからなる群から選択される、請求項２１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２６】
前記再生ゴムは、自動車タイヤ又はトラックタイヤから得られる、請求項２１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２７】
前記構造粒子の大部分は、マイナス１６メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項２１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２８】
前記構造粒子の大部分は、マイナス３０メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項２７に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項２９】
前記構造粒子の大部分は、マイナス４０メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項２８に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤。
【請求項３０】
請求項２１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤と、加熱されたアスファルト混合物とを含む、アスファルト組成物。
【請求項３１】
請求項１に記載の加工クラムラバーアスファルト添加剤と、砂利と、砂と、バインダーとを含むアスファルト混合物。
【請求項３２】
前記アスファルト混合物は、密粒度アスファルト混合物、ギャップグレードアスファルト混合物、多孔質混合物、開粒度混合物、又は石材マトリックスアスファルト混合物である、請求項３１に記載のアスファルト混合物。
【請求項３３】
前記アスファルト混合物を使用して、チップシール表面を生成する、請求項３１に記載のアスファルト混合物。
【請求項３４】
非エラストマー液体を複数の構造粒子に添加する工程を含み、前記非エラストマー液体は、前記構造粒子の表面の少なくとも一部を被覆する、加工クラムラバーアスファルト添加剤を製造する方法。
【請求項３５】
前記非エラストマー液体は、加工／圧縮剤、滑剤、及び剥離防止剤からなる群から選択される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記構造粒子は、クラムラバー粒子である、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記クラムラバー粒子は、周囲処理によって粉砕されたゴム、極低温処理によって粉砕されたゴム、再生ゴム、加硫ゴム、及び未加硫ゴムからなる群から選択される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記再生ゴムは、自動車タイヤ若しくはトラックタイヤ、又はこれらの組み合わせから得られる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
前記構造粒子の大部分は、マイナス１６メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記構造粒子の大部分は、マイナス３０メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記構造粒子の大部分は、マイナス４０メッシュ〜プラス３００メッシュのサイズを有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記加工クラムラバーアスファルト添加剤は、加熱されたアスファルト混合物に加えられる、請求項３４に記載の方法。
【請求項４３】
前記構造粒子及び非エラストマー液体化学物質を混合して、前記構造粒子の表面の少なくとも一部に被覆を形成する工程を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４４】
前記構造粒子及び非エラストマー液体化学物質は、パドルミキサー、リボンブレンダー若しくはミキサー、Ｖブレンダー、連続プロセッサー、コーンスクリューブレンダー、逆回転ミキサー、ダブルシャフト及びトリプルシャフトミキサー、ドラムブレンダー、インターミックスミキサー、水平ミキサー、又は垂直ミキサーを使用して混合される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記構造粒子及び非エラストマー液体化学物質は、前記バインダーに混合され、凝集体と混合する前に加熱される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記構造粒子及び非エラストマー液体化学物質は、アスファルトバインダーの添加前に前記凝集体と混合される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記構造粒子及び非エラストマー液体化学物質は、ベルト、オーガー、計量供給、空気供給、又は減量供給機を使用して混合される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
前記構造粒子及び非エラストマー液体化学物質は、凝集体供給ベルト、ＲＡＰカラー、パグミル、又はその他の場所を使用して、アスファルト混合物と混合される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
試薬を前記１つ以上の非エラストマー液体に添加する工程を更に含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項５０】
前記加工クラムラバーアスファルト添加剤は、前記構造粒子と混合する前に、最初に非エラストマー液体化学物質と試薬を混合して、前記構造粒子の表面の少なくとも一部に被覆を形成することによって製造される、請求項４９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、乾燥混合物又はプラント混合物方法において、砂利、砂、及び高温アスファルトバインダーと組み合わせて加工クラムラバー（ＥＣＲ）で改質されたアスファルト製品を形成できる、加工クラムラバーアスファルト添加剤に関する。
【０００２】
本発明のこれらの及び他の目的、利点及び新規の特徴、並びにその例示的な実施形態の詳細は、以下の説明及び図面から、より完全に理解されるであろう。
【背景技術】
【０００３】
アスファルト舗装破損の原因
アスファルト舗装は、圧縮され固まったアスファルト混合物から製造される。混合物は、粗い及び微細な凝集体（砂利、石、及び砂を含む）、並びに凝集体を一緒に保持するセメントである加熱された液体アスファルトバインダーから構成される。通常の周囲温度では、バインダーは固い固体であるが、約２００°Ｆを超える温度で液化し始める。バインダーと凝集体の熱い混合物は、建設現場に運ばれる前に調製される。建設現場では、熱い混合物が敷設され、次いで冷却される前に圧縮される。冷却中にアスファルトは硬化する。得られる表面は、耐久性があり、重い車両及び大量の交通量を長期間支えることができる。
【０００４】
アスファルト舗装は、次のようないくつかの点で破損する可能性がある：（１）荷重が加えられたときの高い温度での永久変形（わだち掘れ）、（２）疲労亀裂、（３）極端な温度（熱亀裂）、（４）重い車両が舗装された表面を通過したときに加えられ解放された荷重に応じた亀裂（反射亀裂）、並びに（５）耐湿性。舗装されたアスファルトの表面がわだち掘れ又は亀裂し始めると、水と塩が舗装材料に入り込み、舗装の進行性の破損を加速させる可能性がある。
【０００５】
わだち掘れは、舗装に繰り返し加わる荷重の結果として、少量の回復不可能な歪みが蓄積することによって発生する。わだち掘れは、路床の問題、路盤の問題、及びアスファルト混合物設計の問題など、多くの理由で発生し得る。
【０００６】
典型的には、疲労亀裂は、舗装が移動中及び停止中の車両、特に積載されたトラックからの繰り返しの荷重によってその疲労寿命の限界に達するまで加圧され続けたときに発生する。舗装の疲労耐性は、舗装の設計、舗装の厚さ、舗装の品質、及び道路の排水設計に影響される。
【０００７】
アスファルト舗装の低温亀裂は、寒い時期にアスファルト舗装が収縮するときに発生し、定期的な横の亀裂を生じさせる舗装での歪みを生む。低温でのバインダーの柔軟性に関連するバインダーの特性は、この問題の非常に一般的な原因である。
【０００８】
熱亀裂の他にも、環境の湿度と温度は、舗装の強度の低下、アスファルトバインダーと凝集体の間の結合の弱化、及び舗装の凍結−融解の膨張／収縮の開始によって、舗装の性能に影響を与える可能性がある。
【０００９】
アスファルト舗装を、設計、製造、及び配置する場合、設計と建設のプロセスは、道路環境、及び道路で予想される交通の種類／激しさに焦点が当てられる。設計目標は、可能な限り経済的に最長の寿命で機能する道路表面を作り出すことである。業界で言えば、道路設計物によって寿命サイクルの費用が最も低くなる。これは、道路及び舗装の設計物が、道路の使用中に存在する様々なわだち掘れ及び亀裂プロセスに耐性であるのに効果的でなければならないことを意味する。
【００１０】
アスファルトバインダー及び混合物設計物
舗装業界で使用される多くの様々なアスファルト混合物設計物がある。混合物設計物の選択肢は、混合物で使用される凝集体の種類とサイズ分布、混合物で使用されるバインダーの種類、混合物の特定の性能特性を強化するために使用される化学添加剤を改良すること、及び混合物設計物で使用されるバインダー含有量を変えることを含む。一部のアスファルト舗装は、わだち掘れ及び亀裂に対して特に耐性があるように設計され、典型的には、これらの設計物は、非常に交通量の多い地域、特にトラックの交通量が多い地域で使用される。これらの設計物では、特別な凝集体、バインダー、及び化学添加剤が組み合わされて、「改質アスファルト」舗装が製造される。
【００１１】
一般的に言えば、道路表面として耐久性と持続性を保つために、ほとんどのアスファルトバインダーを化学的に改質する必要がある。アスファルト業界は、特定の舗装性能特性に対応できるアスファルトバインダーとアスファルト混合物に対する幅広い部類の添加剤を開発した。例えば、液体アスファルトバインダーは、未加硫の合成及び天然ゴムポリマーを添加することにより化学的に改質することができる。これらのゴム製品は、より高い温度でアスファルトバインダーにブレンドされ、未加硫ゴムが溶融して液体アスファルトバインダー全体に分散し、バインダーがより硬く（わだち掘れ耐性）且つより柔軟（亀裂耐性）になる。これらの添加により、広い範囲の高応力の環境で一般的に使用されるポリマーで改質されたアスファルト（ＰＭＡ）バインダーが生成される。
【００１２】
クラムラバーで改質されたアスファルト舗装
また、液体バインダーは、加硫されたクラムラバーを液体バインダーに添加し、その後、比較的高温（典型的には３５０°Ｆ〜４００°Ｆ）でゴムをある期間「調理（ｃｏｏｋｉｎｇ）」又は「消化（ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ）」することによって改質することができる。これらの温度では、加硫されたクラムラバーは、溶融、酸化、又は脱加硫できないため、クラムラバーはそのまま残る。クラムラバーと液体バインダーの間に物質的な化学的相互作用はない。クラムラバーは、物理的／機械的な意味でバインダーと相互作用する。ゴムの表面細孔は、軽量で粘度の低い部分（ｅｎｄ）のバインダー（マルテン）の一部を吸収又は吸い上げる。これにより、ゴム粒子の軟化と膨潤の両方を引き起こし、膨潤したラバークラム（ｒｕｂｂｅｒ  ｃｒｕｍｂ）が、アスファルトバインダーの粘度（剛性又はわだち掘れ耐性）及び柔軟性を高める。更に重要なことは、多数のクラムラバー粒子（多くの場合、平均クラムラバー粒子サイズが１／５０インチ又は０．５ｍｍ未満の場合、１トンのアスファルト混合物に２千万個を超えるクラム）を添加すると、亀裂固定剤（ｃｒａｃｋ  ｐｉｎｎｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）として機能することになり、圧縮された舗装の亀裂の伝播を更に遅くする。ポリマー改質と同様に、バインダーにゴムを添加すると、わだち掘れと亀裂の両方に対するバインダーの耐性が向上する。ＰＭＡとは異なり、バインダーにクラムラバーを添加しても、ブレンドされた液体は得られない。これらは、様々なレベルと種類のゴム添加を伴う明確に異なる改質プロセスであるが、アリゾナ（ＡＺ）、フロリダ（ＦＬ）、ジョージア（ＧＡ）、テキサス（ＴＸ）、及びカリフォルニア（ＣＡ）の州によるクラムラバーで改質されたバインダーを使用した広範な現場作業は、ポリマーで改質されたアスファルト又は再生加硫クラムラバー（廃タイヤゴム）で製造された、適切に製造及び配置されたアスファルト混合物が、舗装の寿命を延ばす上で同様に機能することを示唆している。
【００１３】
クラムラバーで改質されたバインダーの課題及び利点
アスファルトにクラムラバー（通常は再生タイヤゴム）を使用しても問題はない。実際には、クラムラバーは、アスファルトバインダーが保存及び分配されるオイルターミナル、又はアスファルト混合物製造施設のいずれかでアスファルトバインダーに添加される。再生クラムラバーを使用したこれらのブレンドされたクラムラバー／バインダー製品は、それぞれ「ターミナルのブレンド」のアスファルト又は「湿式プロセス」のアスファルトと呼ばれる。クラムラバーは、加熱されたアスファルトバインダーよりも密度が高いため、クラムラバーと加熱されたアスファルトバインダーを静的環境で組み合わせると、クラムラバーが、バインダーから沈降することになる。アスファルト混合物を製造するために分離されたクラムラバーを含むバインダーを使用する場合、得られる混合物の一部は、過剰なゴム含有量を有し、同じ混合物の別の部分は、ゴムをまったく含まない場合がある。両方の条件で、現場で効果的に機能しないアスファルト混合物が製造される場合がある。
【００１４】
ゴムとバインダーを一緒にブレンドするアスファルトのターミナルは、タンクを攪拌してゴムをバインダー全体に均一に分散するのを維持しない限り、改質されたバインダーをトラックに積み込む前にタンク内で沈降することを被る可能性がある。ターミナルのブレンドバインダーは、トラックを介した輸送を必要とし、これにより、トラックに攪拌型貯蔵タンクがない限り、輸送中にトラックにおいてゴムとバインダーが分離する可能性がある。ブレンドされたバインダーがアスファルト混合物プラントで配送又は製造されると、適切に設計された攪拌保持タンクに保存されない限り、改質されたバインダーとクラムラバーは分離することになる。最終的に、クラムラバーで改質されたバインダーは、アスファルト製造施設にポンプで送られるときに分離する可能性があり、混合物の品質の問題とプラント稼働の課題の両方を引き起こす。
【００１５】
一般的に、クラムラバーの添加には、標準の未改質アスファルト混合物に優る３つの利点がある。舗装は、より硬くてわだち掘れに耐性であり、舗装は、より柔軟で亀裂に耐性であり、混合物中のゴム粒子の存在は、亀裂固定剤として機能し、形成する際亀裂の広がりを制限する。上記のように、バインダーにポリマーを添加すると、わだち掘れ及び亀裂に対してより耐性のあるバインダーが生成される。しかしながら、再生クラムラバー又は過剰な量のアスファルトバインダーのポリマー改質により、圧縮しにくく、もろく、亀裂が発生しやすくなる舗装が生じる場合がある。また、添加するポリマー又はクラムラバーが少なすぎると、改質による舗装の恩恵を制限する可能性がある。原則として、未使用バインダーが５重量％未満のクラムラバー添加率では、アスファルトの性能にほとんど又はまったく有益な影響がない。多くの混合物設計物で、クラムラバーの含有量がバインダーの重量の約２５％を超えると、アスファルト混合物が非常に硬くなり得、適切に圧縮できなくなり、舗装の早期破損につながる。
【００１６】
上記のように、より軽いバインダーの部分のクラムラバーの吸収は、ゴム粒子の膨潤及び軟化を引き起こす。混合物がトラックのベッド、舗装機械、ローラー、及び手工具に付着する傾向があるため、ゴムのこうしたより柔らかい粒子は粘着性になり、処理がより困難になり、トラックからの荷降ろしがより困難になり、配置及び圧縮がより困難になる。これにより、製造と配置の費用が増加し、舗装性能の問題が起こる可能性が更に高まり得る。ほとんどのターミナルのブレンド及び湿式プロセスのアスファルトの改質プロジェクトは、１０％を超えるゴム含有量を使用するため、多くの場合、特別な処理手順、プラントエンジニアリング、及び混合物改質（加工剤）が必要とされる。
【００１７】
道路設計者及び建設業者は、舗装の品質管理システムに非常に注力している。過去において、クラムラバーの分離の課題のため、クラムラバーで改質されたアスファルトバインダーを採用することは、多くの政府機関によって差し控えられてきた。バインダーの品質が大きく変動することは許容できず、ゴムの沈降の可能性は危険である。その危険は、混合物が製造された後、アスファルト混合物試料のゴム含有量を迅速且つ正確に定量するための一般に受け入れられている試験方法がないという事実によって悪化する。完成した舗装の中心部を収集し、ゴム内容物を試料から洗い流すことができるが、この試験は、典型的には、建設中に完了することはできない。また、アスファルト混合物の製造プロセスにポンプで送られている間に、液体バインダーをサンプリングすることが可能である。試料を採取したら、ゴム内容物を試験することも、ＳｕｐｅｒＰａｖｅ試験手順を使用してゴム／バインダーブレンドの性能特性を試験することもできる。どちらの場合も、試験では、使用前のバインダー中のゴムの存在に関する即時データは提供されない。混合物中のゴムの適切な分散に問題がある場合、かなりの量の舗装が敷かれるまでそれは発見されない。このような場合、欠陥のある舗装を取り除いて交換する費用は非常に高くなる。この問題は、アスファルト混合物設計物でのゴムの使用に対する障壁として残る。
【００１８】
最終的に、廃タイヤの再生の経済性とバインダーにクラムラバーを添加する費用は、ポリマー改質の費用と同じ又はそれより高くなる傾向がある。これらの経済的差異は、改質の即時の現場測定を提供できる任意の測定技術の将来の費用を反映していない。
【００１９】
アスファルトでのクラムラバーの使用が、米国でゆっくりと増加している。主な課題としては、製造及び配置時の品質の懸念、混合物設計物の取り組み、舗装性能の課題及び経済性を超えた製造及び取り扱いの課題が挙げられる。結果として、アスファルト混合物設計物でターミナルのブレンド又は湿式プロセスのクラムラバーを使用することは、国内及び世界の両方で、改質アスファルトの市場のごく一部に過ぎない。こうした同じ課題のため、急速に増加して使用されてはいない。
【００２０】
クラムラバーで改質されたアスファルトバインダー及び混合物の試験
一部のアスファルト道路の寿命が長いことを考えると、現場で新しい添加剤又は混合物設計物の効果を観察するには、１５年以上かかり得る。任意の特定の混合物設計物の性能を評価するために必要な時間を短縮するために、業界では、混合物設計物の予想される将来の性能を予測するように設計された実験室試験方法を常に開発し展開している。米国で一般的に使用されているより顕著な試験手順のいくつかは、使用されるバインダーの評価又は混合物性能の評価を含む。規制当局は、多くの場合、特定のプロジェクトで満たされる必要があるバインダーの性能特性を特定する。これらの試験は、連邦政府の「ＳｕｐｅｒＰａｖｅ」システムの下でのアスファルトバインダーの性能評価、曲げビームレオメーター（Ｂｅｎｄｉｎｇ  Ｂｅａｍ  Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ）によるバインダー試験、及び多重応力クリープ回復試験（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｒｅｅｐ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｔｅｓｔ）（ＭＳＣＲ）を含む。一般的な混合物設計物試験は、ハンブルクホイールトラッキング試験（Ｈａｍｂｕｒｇ  Ｗｈｅｅｌ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｔｅｓｔ）、半円曲げ試験（Ｓｅｍｉ−Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｂｅｎｄ  Ｔｅｓｔ）（ＳＣＢ）及びディスク型コンパクトテンション（Ｄｉｓｃ−Ｓｈａｐｅｄ  Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｔｅｎｓｉｏｎ）（ＤＳＣ）試験などの複数の混合物亀裂試験を含む。
【００２１】
バインダーの試験方法は、現場でのバインダーの性能を予測するための効果的なツールを提供するが、それらは、常にクラムラバーで改質されたバインダーでうまく機能するとは限らない。これは、ゴムとブレンドされた多くのアスファルトバインダーを更に化学改質しないと、クラムラバーで改質されたアスファルトは、実験室で一貫して十分に試験されないためである。液体アスファルトとのクラムラバーの組み合わせはバインダーに機械的変化をもたらすため、多くの場合、クラムラバーで改質されたバインダーの試験では、実験室で急速に亀裂が発生する傾向が見られる。ゴムで被覆されたアスファルトは、現場での亀裂防止に非常に効果的であるが、多くの場合、試験性能が低いことは、多くの規制当局が、アスファルト混合物にゴムを広範囲に使用することを許可しないことを意味している。
【００２２】
これらの問題により、多くの規制当局は、混合物試験又は混合物性能試験を、焦点を絞ったバインダー試験の代替として、又はバインダー試験の補足として検討することを奨励している。この「バランスのとれた混合物設計物」手法又は性能試験により、アスファルトにゴムを組み込む技術の試験方法が改善される。
【００２３】
乾式プロセスのクラムラバーで改質されたアスファルト混合物
アスファルト混合物設計物にゴムを導入する別の方法がある：乾式プロセス。これは、微細な凝集体とまさに同様にアスファルト混合物の製造プロセスにゴムを導入することを伴う方法である。このプロセスにより、ゴムとバインダーの事前混合、及び関連する品質、取り扱い、及び保存の課題の全てが回避される。クラムラバーが、加熱された石と砂とともに混合プロセスに添加され、次いで加熱された液体アスファルトと他の化学添加剤が混合物に添加される。この方法は、３０年前にＰｌｕｓＲｉｄｅプロセスとして採用され、この場合、砂又は微細な砂利などの粗粒の再生タイヤゴムがアスファルト混合物に添加された。おそらく、アスファルト混合物に非常に大きなゴム粒子を添加することの複雑さに一部起因して、このプロセスは、ほんのわずかしか成功しなかった。数年間の試行錯誤の後、概して、市場は、より一般的なターミナルのブレンド用のこの乾式添加プロセス及び湿式プロセスのクラムラバーで改質されたバインダーを放棄した。舗装の性能の課題は、一般的にＰｌｕｓＲｉｄｅを放棄する理由として挙げられた。
【００２４】
ＰｌｕｓＲｉｄｅを評価したところ、乾式プロセスアスファルトの品質に関する一般的な性能の不満があったが、問題のいくつかはより複雑であった。初期の乾式プロセス設計の問題の１つは、使用されるクラムラバーのサイズであった。上記のように、アスファルト混合物又はバインダーにおけるゴムの使用は、加熱された液体アスファルトバインダーでゴム粒子を覆い、その後、ゴムの表面細孔中のバインダーの軽い部分の吸収を含む。これにより、混合物の硬化を助けながら、ゴム粒子が膨潤して軟化し、膨潤したゴム粒子は、舗装材料をより柔軟にしようと機能するだけでなく、より効果的な亀裂固定剤としても機能する。クラムラバーの粒子サイズが大きくなると、ゴムの単位体積当たりの膨潤した表面積と軟化が少なくなり、混合物における膨潤したゴムの体積が少なくなり、等しい重量の微細なゴムと比べて、亀裂固定能力が低下する。（３０マイナスクラムラバーの単位体積は、１／４インチのクラムラバーの単位体積よりも１桁超大きい表面積を有し得る）。クラムラバーの粒径が低下すると、相互作用する表面積、膨潤の可能性、バインダーの取り込み、及び亀裂固定の可能性が増加する。
【００２５】
初期の乾式プロセス実験の第２の問題は、クラムラバーの投入の制御であった。乾式プロセスゴムでは、他の微細な凝集体と同様にクラムラバーを添加する必要があり、これは、クラムラバーの投入をアスファルト製造施設の作業速度と一致させるある種の供給機システムの使用を伴う。このような供給機システムが適用される場合、より大きく、より角度があり、より高い表面粗さのクラムラバーが、計量供給機システムを通る制御された重力流に抵抗する傾向がある。アスファルトプラント作業への典型的なゴムの添加は、標準的な製造作業中にアスファルトプラントに投入される総材料の０．５％未満であるため、供給機精度の小さな変動は、使用前の湿式プロセスのゴム製品の沈降と同じ影響を与える可能性がある。
【００２６】
乾式プロセスの第３の問題は、全てのゴムで被覆されたアスファルト製品に共通している。混合物重量の約０．４％を超えるクラムラバーの添加は、製造、取り扱い、輸送、及び圧縮中に、粘着性があり、作業性の低いアスファルト混合物に関連する様々な問題を引き起こす可能性がある。
【００２７】
乾式プロセスの第４の問題は、混合物調製中のゴム機能に関連する。上記のように、クラムラバーは、混合物設計物に添加された未使用のバインダーの軽い部分を吸収する。アスファルト混合物に補足的な吸収性のある微細な材料（クラムラバー）を添加すると、バインダーの一部がゴムの細孔に引き込まれる。この補足的なバインダーの需要を補償できないと、バインダーの含有量が少なく不十分である混合物が生成される可能性がある。これは、混合物の一部の凝集体が不十分な量のアスファルトバインダーで被覆されることを意味する。より乾燥した混合物は、剥離及び亀裂が早すぎる傾向がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
上記のように、湿式／ターミナルのブレンドと乾式プロセスの両方を使用することによって、アスファルトでゴムを使用することができる。これらのプロセスを効果的に使用する現在及び過去の試みは、プロセス設計、混合物設計物プロセスエンジニアリング、費用、及び品質管理の課題によって妨げられてきた。これらの課題により、アスファルト舗装でのゴムの幅広い普及が遅れてきた、又は中止されてきた。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本開示の一態様によれば、加工クラムラバーアスファルト添加剤は、複数の構造粒子と、非エラストマー液体とを含む。構造粒子の表面の少なくとも一部は、非エラストマー液体で被覆されている。任意に、非エラストマー液体は、加工剤、滑剤、圧縮剤、及び剥離防止剤からなる群から選択されることができる。任意に、構造粒子は、クラムラバー粒子であり得る。任意に、クラムラバー粒子は、周囲処理（ａｍｂｉｅｎｔ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）によって粉砕されたゴム、極低温処理によって粉砕されたゴム、再生ゴム、加硫ゴム、及び未加硫ゴムからなる群から選択されることができる。アスファルト組成物は、加工クラムラバーアスファルト添加剤と、加熱されたアスファルト混合物とを含み得る。アスファルト混合物は、加工クラムラバーアスファルト添加剤と、砂利と、砂と、バインダーとを含み得る。アスファルト混合物は、密粒度（ｄｅｎｓｅ  ｇｒａｄｅｄ）アスファルト混合物、ギャップグレード（ｇａｐ  ｇｒａｄｅｄ）アスファルト混合物、多孔質混合物、開粒度（ｏｐｅｎ  ｇｒａｄｅｄ）混合物、又は石材マトリックスアスファルト混合物であり得る。アスファルト混合物を使用して、チップシール表面を生成することができる。
【００３０】
本開示の別の態様によれば、加工クラムラバーアスファルト添加剤は、複数の構造粒子と、１つ以上の非エラストマー液体と、試薬とを含む。構造粒子の表面の少なくとも一部は、１つ以上の非エラストマー液体及び試薬の両方で被覆される。任意に、試薬は溶媒であり得る。任意に、試薬は水であり得る。任意に、１つ以上の非エラストマー液体は自己硬化性である。
【００３１】
本開示の別の態様によれば、加工クラムラバーアスファルト添加剤は、複数の構造粒子と、前述の構造粒子に配置された液体非エラストマー被覆と、前述の構造粒子の表面に、硬化した化学結合された被覆を生成するために前述の液体非エラストマー被覆構造粒子に配置された試薬とを含む。
【００３２】
本開示の別の態様によれば、加工クラムラバーアスファルト添加剤を製造する方法は、非エラストマー液体を複数の構造粒子に添加する工程を含み、この場合、非エラストマー液体は、構造粒子の表面の少なくとも一部を被覆している。任意に、この方法は、構造粒子及び非エラストマー液体化学物質を混合して、構造粒子の表面の少なくとも一部に被覆を形成する工程を含み得る。任意に、構造粒子及び非エラストマー液体化学物質は、パドルミキサー、リボンブレンダー又はミキサー、Ｖブレンダー、連続プロセッサー、コーンスクリューブレンダー、逆回転ミキサー、ダブルシャフト及びトリプルシャフトミキサー、ドラムブレンダー、インターミックスミキサー、水平ミキサー、又は垂直ミキサーを使用して混合できる。混合プロセスは、湿式プロセス又は乾式プロセスであり得る。任意に、構造粒子及び非エラストマー液体化学物質は、ベルト、オーガー（ａｕｇｅｒ）、計量供給、空気供給、又は減量供給機を使用して混合できる。任意に、構造粒子及び非エラストマー液体化学物質は、凝集体供給ベルト、ＲＡＰカラー、パグミル、又はその他の場所を使用して、アスファルト混合物と混合することができる。任意に、この方法は、試薬を１つ又は複数の非エラストマー液体に添加する工程を更に含み得る。任意に、加工クラムラバーアスファルト添加剤は、構造粒子と混合する前に、最初に非エラストマー液体化学物質と試薬を混合して、構造粒子の表面の少なくとも一部に被覆を形成することによって製造することができる。
【００３３】
上記の全般的説明及び以下の詳細な説明がいずれも様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の本質及び特質を理解するための概要又は枠組みの提供を意図していることを理解されたい。添付の図面は、更に深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。添付の図面は、本明細書に記述される実施形態を示し、記述とともに特許請求される主題の原理及び動作の説明に役立つ。本発明の他の目的、利点、及び新規の特徴は、添付の図面と併せて検討すると、１つ以上の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
以下は、添付の図面に示される例の説明である。図は必ずしも縮尺どおりではなく、図の特定の特徴及び特定の画像は、明確さ又は簡潔さのために、縮尺又は概略で誇張して示される場合がある。
【００３５】
【図１】被覆されたクラムラバー粒子の概略図を示す。
【図２】被覆されたクラムラバー粒子の概略図を示す。
【図３】アスファルトプラント及び加工クラムラバー（ＥＣＲ）供給機の概略図を示す。
【００３６】
前述の要約、並びに本発明の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むと、よりよく理解されるであろう。例示の目的で、特定の実施形態が図面に示されている。しかしながら、特許請求の範囲は、添付の図面に示される配置及び手段に限定されないことを理解されたい。更に、図面に示されている外観は、システムの上記の機能を実現するために使用できる多くの装飾用外観の１つである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の詳細が、説明される場合がある。しかしながら、本発明の実施形態が、これらの特定の詳細の一部又は全てがなくても実施され得ることは、当業者には容易に明らかであろう。他の例では、周知の装置又はプロセスは、本発明を不必要に分かりにくくしないように詳細には説明されなくともよい。更に、同様又は同一の参照番号を使用して、共通又は類似の要素を識別することができる。
【００３８】
本開示の様々な実施形態の要素を紹介するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、１つ以上の要素があることを意味することを意図している。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の更なる要素が存在してもよいことを意味する。本明細書で使用される場合、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」は、概して、特定の実施形態では、実際の値からの１％未満の差（例えば、より高い又はより低い）を表すことができる約の値を指す。即ち、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ）」の値は、特定の実施形態では、記載された値の１％以内（例えば、プラス又はマイナス）まで正確であり得る。本明細書で使用される場合、特定の他の実施形態では、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」は、概して、実際の値からの１０％未満又は５％未満の差（例えば、より高い又はより低い）を表すことができる約の値を指し得る。
【００３９】
本技術は、アスファルト混合物改質のための乾式プロセスに関する。この乾式プロセスは、アスファルト舗装用途で使用するアスファルト混合物の製造時に微細な凝集体などの導入された独自の加工クラムラバー（ＥＣＲ）アスファルト混合物改質剤を使用する。ＥＣＲは、粉末又は微細な凝集体などのアスファルト混合物の製造プロセスに正確に計量される。
【００４０】
本開示によれば、クラムラバーを含むアスファルトバインダー及び混合物を製造することができる。上記のように、クラムラバーで改質されたアスファルトバインダーは、輸送及び製造中に分離し、アスファルト混合物の製造で潜在的な品質問題を引き起こす場合がある。製造では、ゴムで被覆されたアスファルト混合物は、バインダーの高い粘度、粘着性及び分離のため、製造が困難になる傾向がある。加熱、軟化、及び膨潤したゴムの含有量により、多くの場合、ゴムで被覆されたアスファルト混合物は、粘着性があり、取り扱い、輸送、荷降ろし、及び圧縮が困難である。このＥＣＲ添加剤をアスファルト混合物設計物で使用すると、以下の利点が生じる。（１）混合物は、標準の未改質の熱い又は温かい混合物アスファルトよりも製造、取り扱い、輸送、及び配置が難しくない、（２）混合物は、容易に圧縮され、圧縮工具及び機器に付着しない、（３）ＥＣＲ添加剤により、アスファルト製造で通常使用される温かい混合物添加剤の削減が可能になる。アスファルト製造プロセスへのＥＣＲの計量供給は、ゴム／バインダーの分離及び関連する舗装品質の問題の危険を排除することになる。ＥＣＲ及び計量供給プロセスを使用することにより、これまでに開示された方法よりも効率的な方法にてクラムラバーで改質されたアスファルトの製造が可能になる。
【００４１】
本開示によれば、ＥＣＲアスファルト混合物改質剤は、クラムラバー粒子の表面の少なくとも一部を１つ以上の非エラストマー液体化学物質で被覆することによって製造することができる。いくつかの場合では、アスファルト添加剤は、クラムラバー粒子の表面の少なくとも一部を非エラストマー液体で被覆することによって製造される。いくつかの実施形態は、非エラストマー液体を複数のクラムラバー粒子に添加することを含むアスファルト添加剤を製造する方法を含み、この場合、非エラストマー液体は、クラムラバー粒子の表面の少なくとも一部を被覆する。
【００４２】
非エラストマー液体の非限定的な例としては、加工／圧縮剤、剥離防止剤、滑剤、グリコール、オルガノシラン、及び水が挙げられる。加工／圧縮剤の非限定的な例としては、Ｅｖｏｔｈｅｒｍ（ＤＡＴ、３Ｇ）、Ｓａｓｏｂｉｔ、Ｖｅｓｔｅｎａｍｅｒ、Ｚｙｃｏｔｈｅｒｍ、Ｚｙｃｏｓｏｉｌ、Ｒｅｄｉｓｅｔ（ＷＭＸ、ＬＱ）、Ａｄｖｅｒａ、Ｃｅｃａｂａｓｅ  ＲＴ、Ｓｏｎｎｅｗａｒｍｉｘ、Ｈｙｄｒｏｇｒｅｅｎ、Ａｓｐｈａ−Ｍｉｎ、及びＱＰＲ  Ｑｕａｌｉｔｈｅｒｍが挙げられる。剥離防止剤の非限定的な例としては、水和石灰、水和石灰スラリー、Ａｎｏｖａ  １４００、Ａｎｏｖａ  １４１０、Ｆａｓｔａｃ、Ｅｖｏｔｈｅｒｍ（Ｊ１２、Ｍ１、Ｍ１４、Ｕ３）、Ｍｏｒｌｉｆｅ（５，０００、Ｔ２８０）、Ｐａｖｅ  Ｂｏｎｄ  Ｌｉｔｅ、Ｐａｖｅｇｒｉｐ  ５５０、Ａｄ−ｈｅｒｅ（７７−００ＬＳ、ＨＰ  ＰＬＵＳ  Ｔｙｐｅ  １、Ｃｅｃａｂａｓｅ−ＲＴ  ９４５付きＨＰ  ＰＬＵＳ、ＬＯＦ  ６５−００、ＬＯＦ  ６５−００  ＬＳＩ、ＬＯＦ  ６５−００  ＥＵ）、Ｎｏｖａ  Ｇｒｉｐ（１０１６、９７５、１０１２）、Ｚｙｃｏｔｈｅｒｍ、Ｚｙｃｏｔｈｅｒｍ（ＥＺ、ＳＰ）、Ｋｏｈｅｒｅ（ＡＳ  ７００、ＡＳ  １０００、ＡＴ  １０００）、Ｐａｖｅｇｒｉｐ  ２００、及びＳｕｒｆａｘ  ＡＳ  ５００が挙げられる。滑剤の非限定的な例としては、工業用ワックス、トランス−ポリオクテナマーゴム（ＴＯＲ）及びポリメチルシロキサンが挙げられる。当業者は、例えば、加工／圧縮剤、剥離防止剤、又は滑剤として、（列挙されたものを除いて）他の添加剤を加えることができる。
【００４３】
いくつかの場合では、改質ゴムは、クラムラバーの表面の少なくとも一部を少なくとも２つの非エラストマー液体で被覆することにより製造される。更に別の例では、改質ゴムは、クラムラバーの表面の少なくとも一部を複数の非エラストマー液体で被覆することにより製造される。
【００４４】
いくつかの実施形態では、ＥＣＲアスファルト混合物改質剤は、図１に概略的に示されるように、クラムラバー２００と非エラストマー液体化学物質を混合して、クラムラバー２００の少なくとも一部に被覆２１０を形成することによって製造される。クラムラバーは、加硫又は未加硫であり得る。この混合は、例えば、パドルミキサー、リボンブレンダー又はミキサー、Ｖブレンダー、連続プロセッサー、コーンスクリューブレンダー、逆回転ミキサー、ダブルシャフト及びトリプルシャフトミキサー、ドラムブレンダー、インターミックスミキサー、水平ミキサー、又は垂直ミキサーを使用して行うことができる。当業者は、混合が、ブレンドなどの他の用語と同義であり得ることを理解するであろう。
【００４５】
いくつかの実施形態では、ＥＣＲアスファルト混合物改質剤は、図２に概略的に示されるように、クラムラバー３００と混合する前に、最初に非エラストマー液体化学物質と試薬を混合してクラムラバー３００の少なくとも一部に被覆３１０を形成することにより製造される。クラムラバーは、加硫又は未加硫であり得る。このプロセスにより、ゴムにしっかりと付着し、容易に分離しない乾燥被覆が生成される。この被覆は、被覆されたクラムラバーの取り扱い特性を変えない。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ＥＣＲが加熱されたアスファルト混合物に添加されるとき、改質されたアスファルト添加剤は、粘着性が改質されたアスファルト混合物を減少させる。この例では、舗装用途で使用した場合、混合物の改質は、改質されたアスファルト混合物の性能に悪影響を与えない。
【００４７】
いくつかの実施形態では、ＥＣＲアスファルト混合物改質剤は、湿潤した非エラストマー要素を加硫又は非加硫クラムラバーと組み合わせて、クラムラバーの少なくとも一部に被覆を形成することによって製造される。この実施形態では、得られた改質されたアスファルト添加剤は、熱い又は温かい混合物アスファルトの製造に使用することができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、ＥＣＲアスファルト混合物改質剤は、湿潤した非エラストマー要素を加硫又は非加硫クラムラバーと組み合わせて、クラムラバーの少なくとも一部に被覆を形成することによって製造される。いくつかの実施形態では、非エラストマー被覆要素は、自己硬化性である。これにより、被覆されたゴム粒子が粒状材料の計量供給機システムに低変動で流れることができる、つまり、この添加速度ではゴムが粘着性にならず、結果、計量供給システムで流量が非常に変動する。また、この実施形態では、被覆されたゴム粒子が、例えば、空気圧供給機システム、オーガー駆動供給機システム、又はベルト供給機システムに低変動で流れることができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、ＥＣＲアスファルト混合物改質剤は、複数の構造粒子と、前述の構造粒子に配置された液体非エラストマー被覆と、前述の構造粒子の表面に、硬化した化学結合された被覆を生成するために前述の液体非エラストマー被覆構造粒子に配置された試薬とを含む。更なる実施形態では、構造粒子は、クラムラバー粒子である。クラムラバーは、周囲処理によって粉砕されたゴム及び極低温処理によって粉砕されたゴムなど、様々なゴム源から得られることができる。一実施形態では、ゴムは、自動車タイヤ及び／又はトラックタイヤから作製されるものなどの再生ゴムである。別の実施形態では、クラムラバーは、加硫ゴムから作製される。別の実施形態では、クラムラバーは、未加硫ゴムから作製される。
【００５０】
いくつかの実施形態では、構造粒子のサイズは、１６メッシュ未満（「マイナス１６メッシュ」と呼ばれる場合があり、つまり、構造粒子は、１／１６インチ幅の正方形の開口部を有するメッシュを通過し、従って、構造粒子の直径は、１／１６インチ未満である）と、３００メッシュ超（「プラス３００メッシュ」と呼ばれる場合があり、つまり、構造粒子は、１／３００インチ幅の正方形の開口部を有するメッシュを通過せず、従って、構造粒子の直径は、１／３００インチ超である）との間の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、構造粒子のサイズは、マイナス２０メッシュ〜プラス３００メッシュの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、構造粒子のサイズは、マイナス３０メッシュ〜プラス１５０メッシュの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、構造粒子のサイズは、マイナス４０メッシュ〜プラス６０メッシュの範囲であり得る。他の実施形態では、マイナス１６メッシュ〜プラス３００メッシュのメッシュ開口部の異なる組み合わせを使用することができる。切削工具の鋭さは時間の経過とともに変動する可能性があるため（例えば、時間の経過とともに切削工具が鈍くなる場合がある）、クラムラバーの再生には本質的にばらつきがあり得、製品のサイズにいくらかばらつきが生じる。本開示で使用される場合、構造粒子の「サイズ」は、構造粒子の大部分（少なくとも約９０％）のサイズを指し、従って、指定されたサイズ範囲（大きい又は小さい）の範囲外の少量の構造粒子（約１０％まで）が存在する場合がある。従って、構造粒子のサイズに関して本開示で使用される「大部分」は、構造粒子の少なくとも約９０％が指定されたサイズを有することを意味する。従って、構造粒子の「少量」は、（指定されたサイズ範囲又は値と比較して）過大又は過小の構造粒子の約１０％までである。また、構造粒子のサイズは、被覆されていない構造粒子のサイズを指し、これは、加硫ゴム又は非加硫ゴムのいずれかから作製され得る。
【００５１】
いくつかの実施形態では、ＥＣＲアスファルト混合物改質剤がアスファルト混合物に添加される。更なる実施形態では、このアスファルト混合物は、砂利と、砂と、バインダーとを含む。アスファルト混合物は、例えば、密粒度アスファルト混合物、ギャップグレードアスファルト混合物、多孔質混合物、開粒度混合物、又は石材マトリックスアスファルト混合物であり得る。例えば、アスファルト混合物を使用して、チップシール表面を生成することができる。
【００５２】
いくつかの実施形態では、構造粒子及び非エラストマー液体化学物質が、バインダーに混合され、凝集体と混合する前に加熱される。他の実施形態では、構造粒子及び非エラストマー液体化学物質が、アスファルトバインダーの添加前に凝集体と混合される。
【００５３】
図３は、ＥＣＲ改質を伴うアスファルト製造プラントの例の概略図を示す。粗い凝集体３００及び微細な凝集体３０２は、フロントエンド積み込み機３１０によって、スキャルピングスクリーン３３０を通して様々な凝集体混合物設計物を計量する供給機３２０に移動され、次いで選別された凝集体を回転加熱ドラム３４０に搬送し、そこで凝集体が加熱及び混合される。多くの混合物設計物では、再生アスファルト舗装（ＲＡＰ）は、ドラム３５０のカラーを通して供給機システム３２２を介してドラムに供給される。この用途で参照される加工クラムラバー（ＥＣＲ）を使用した混合物設計物では、ＥＣＲは、計量供給機３２４又は３２０（示されるようにどちらかの場所に位置する）を使用してドラムに計量される。加熱システム３７０は、タンク３６０に保存されたアスファルトバインダーを液体状態に保ち、バインダーを回転ドラム３４０にポンプで送り込むことができ、ここで、凝集体、ＲＡＰ、及びゴムと混合されて、温かい又は熱い混合物アスファルトを作製する。加熱された混合物は、ベルト又はオーガーによって保持サイロ３８０に輸送され、その後、舗装プロジェクトに輸送するためにトラック３９０に積み込まれる。
【実施例】
【００５４】
実施例１
この実施例では、ＥＣＲアスファルト混合物改質剤を、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｐｌａｉｎｓでの交通量の多い州間高速道路（ｉｎｔｅｒｓｔａｔｅ  ｈｉｇｈｗａｙ）の実証プロジェクトで使用した。この地域は、トラックの交通量が多く、夏の暑さが高く、冬の気温が氷点下であり、凍結−融解の事象が頻繁に発生する地域である。プロジェクトに組み込まれたＥＣＲ系の混合物設計物は、ポリマーで改質されたアスファルトを備えた２つの砕石マスティックアスファルト（ＳＭＡ）混合物設計物を中心に構築された。７０−２８の性能グレードのポリマー改質（硬い）アスファルトバインダーを使用する代わりに、ＥＣＲ混合物は、５８−２８の性能グレードの（柔らかい）バインダーを使用し、混合物改質は未使用バインダーの１０重量％のＥＣＲを含んだ。両方の混合物設計物は、１２．１％の再生アスファルト舗装（ＲＡＰ）と５％の再生アスファルトシングル（ＲＡＳ）の含有量を有し、設計バインダーの含有量は６％であった。ポリマーで改質された混合物の試験では、２０，０００パス後の２．０６ｍｍのわだち掘れのハンブルク試験（Ｈａｍｂｕｒｇ  Ｔｅｓｔ）と、５６６のＤＣＴ（ディスク型コンパクトテンション（Ｄｉｓｃ−ｓｈａｐｅｄ  Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｔｅｎｓｉｏｎ））試験の採点が行われた。ＥＣＲ混合で生成された混合物は、２０，０００パス後のハンブルク試験で２．５１ｍｍのわだち掘れ、ＤＣＴで６０２の試験結果となった。両方の混合物設計物は、性能試験でおよそ一致している。複数年の現場試験の結果は、ＥＣＲアスファルト混合物設計物とポリマーで改質されたアスファルト混合物設計物の間で同等の現場性能を示している。
【００５５】
試験結果要約
(表１)
混合物設計物 ハンブルク試験結果 DCT結果
ポリマーで改質されたSMA           2.06 mm                   566
ECRで改質されたSMA                2.51 mm                   602
【００５６】
実施例２
この実施例では、ＥＣＲを、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｐｌａｉｎｓでの交通量の多い州間高速道路の実証プロジェクトでアスファルト改質剤として使用した。上記のように、この地域は、トラックの交通量が多く、夏の暑さが高く、冬の気温が氷点下であり、凍結−融解の事象が頻繁に発生する地域である。ＥＣＲ混合物設計物は、実験室と現場の両方で、ターミナルのブレンドクラムラバーで改質されたアスファルト混合物設計物と比較された。
【００５７】
プロジェクトに組み込まれたＥＣＲ系の混合物設計物は、７０、−２８のポリマーで改質されたアスファルトで最初に設計された１つのＳＭＡ混合物を中心に構築された。５８、−２８及び４６、−３４の性能グレードのバインダーが、再生アスファルトシングル（ＲＡＳ）と再生アスファルト舗装（ＲＡＰ）による中程度のレベルのアスファルトバインダーの交換を含んだ一連の混合物設計物におけるベースバインダーとして使用された。これらの混合物設計物は、同じベースバインダーを使用して設計され、ターミナルのブレンドゴム又はＥＣＲのいずれかで改質された。ターミナルのブレンドクラムラバーで改質されたバインダーは、１２重量％のゴム含有量を使用した。ＥＣＲ設計混合物は、１０重量％の未使用バインダーのゴム含有量を使用した。
【００５８】
混合物試験は以下を実証した：
５８、−２８のベースバインダー（柔らかいバインダー）混合物設計物の場合、ターミナルのブレンドゴム混合物設計物は、ハンブルクホイール試験（Ｈａｍｂｕｒｇ  Ｗｈｅｅｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）で３．８５ｍｍのわだち掘れを示し、ＥＣＲ混合物設計物は、３．１２ｍｍのわだち掘れを示した。Ｉ−ＦＩＴ半円曲げ亀裂試験を使用した亀裂試験では、ターミナルのブレンドゴム混合物設計物では３．５１、ＥＣＲ混合物設計物では４．１４の結果が示された。両方の混合物試験結果では、ＥＣＲ混合物は、１７％少ないゴム含有量を使用し、ターミナルのブレンドゴム混合物より優れていた。
【００５９】
４６、−３４のベースバインダー（非常に柔らかいバインダー）の混合物設計物の場合、ターミナルのブレンドゴム混合物設計物は、ハンブルクホイール試験で５．２９ｍｍのわだち掘れを示し、ＥＣＲ混合物設計物は、３．２ｍｍのわだち掘れを示した。Ｉ−ＦＩＴ半円曲げ試験を使用した亀裂試験では、ターミナルのブレンドゴム混合物設計物では４．５５、ＥＣＲクラムラバー混合物設計物では６．４２の結果が示された。両方の混合物試験結果では、ＥＣＲ混合物は、１７％少ないゴム含有量を使用し、ターミナルのブレンドゴム混合物より優れていた。
【００６０】
複数年の現場試験の結果は、ＥＣＲとターミナルのブレンドゴムで改質された設計物の間で同等の現場性能を示している。
【００６１】
これらのＳＭＡ混合物設計物の更なる評価には、ＥＣＲを添加した後の混合物の加工性と圧縮性の評価が含まれていた。プロジェクトの標準的なＳＭＡ混合物設計物には、より低い圧縮温度での配置後の混合物の圧縮を容易にするために設計された、通常使用される「温かい混合物」添加剤の添加が含まれた。混合圧縮要件の実験室試験では、混合物設計物での約８ポンドのＥＣＲの使用で、温かい混合物添加剤の使用を５０％超削減できることが明らかになった。
【００６２】
試験結果要約
（表２）
混合物設計物 ハンブルク試験結果 IFIT結果
58-28バインダー
ターミナルのブレンドゴム           3.85                        3.51
加工クラムラバー                   3.12                        4.14
46-34バインダー
ターミナルのブレンドゴム           5.29                        4.55
加工クラムラバー                   3.20                        6.42
【００６３】
実施例３
この実施例では、ＥＣＲを使用してＳＭＡ混合物設計物を改質し、改質された生成物を、アメリカ合衆国の中央平原南部の主要な大都市圏近くの交通量の多い州間高速道路に位置する試験舗装セクションで使用した。この地域の気候は、凍結−融解の頻度が適度に高い寒い冬、非常に暑い夏、及び比較的降水量が多いことを特徴としている。
【００６４】
ベースのＳＭＡ混合物設計物には、ラップ又はＲＡＳは含まれず、ポリマーで改質された７０、−２８の性能グレードのバインダーを使用した６％のバインダー含有量が含まれた。
【００６５】
クラムラバーで改質された混合物設計物の製造中に、ＥＣＲは、減量空気圧供給機システムを使用して製造プロセスに供給された（図１を参照）。混合プラントへのＥＣＲの流れは、製造工程全体を通じて４５秒ごとに測定された。製造プラントの作業テンポに基づくと、ＥＣＲの目標供給量は、１分当たり５２ポンドであった。ユニットの現場平均出力は、１．３ポンドの３分の標準偏差で１分当たり平均５２．１３ポンドであり、これは、アスファルト混合物の製造プロセスへのＥＣＲの流れが一貫しており且つ正確であることを示した。これはまた、混合物出力におけるゴムの分布が一定でもあることを示した。
【００６６】
実験室で生成された混合物の性能の試験により、ポリマーで改質された混合物設計物の以下の特性が明らかになった：ハンブルク試験、１２．５ｍｍのわだち掘れ、及びＤＣＴ試験採点、６６２。わだち掘れのレベルが高いのは、その地域の舗装に使用された凝集体の特性によるものであり、混合物の亀裂耐性は良好であると考えられた。
【００６７】
同じ凝集体を使用したが、７０、−２８のポリマーで改質されたバインダーの代わりに５８、−２８のバインダーと１０重量％のＥＣＲを使用して、同様の混合物設計物を製造した。この実験室で生成された混合物の性能を試験すると、以下の特性が明らかになった：ハンブルク試験、６．７ｍｍのわだち掘れ、及びＤＣＴ試験採点、６９０。わだち掘れのレベルが高いのは、その地域の舗装に使用された凝集体の特性によるものであるが、ゴムで改質された混合物設計物のわだち掘れ耐性は、ポリマーで改質された混合物設計物よりも高かった。混合物の亀裂耐性は優れていると考えられた。
【００６８】
両方の混合物設計物が、稼働製造施設で製造され、州間高速道路の実証プロジェクトで使用された。現場の混合物が、製造及び圧縮後に試験された。これはシンリフトの用途であったため、中心部のわだち掘れ試験データは利用できなかったが、ＤＣＴ試験では、ポリマーで改質された混合物の採点が７１５、一方、ゴムで改質された混合物の採点が８８４であることが示された。このことは、同様の混合物設計物のポリマーで改質されたアスファルトと比較して、ゴムで改質されたアスファルトが、亀裂に対して実質的により耐性があることを示唆している。
【００６９】
このＳＭＡ混合物設計物の更なる評価には、ＥＣＲを添加した後の混合物の加工性及び圧縮性の評価が含まれた。プロジェクトの標準的なＳＭＡ混合物設計物には、より低い圧縮温度での配置後の混合物の圧縮を容易にするために設計された、通常使用される「温かい混合物」添加剤の添加が含まれた。混合圧縮要件の実験室試験では、混合物設計物において約１２ポンドのＥＣＲを使用することで、温かい混合物添加剤を使用した場合と同じ圧縮温度で容易に圧縮するのに、温かい混合物添加剤は必要なかったことが明らかになった。
【００７０】
試験結果要約
（表３）
混合物設計物 ハンブルク試験結果 DCT結果
実験室で生成された試料
ポリマーで改質されたSMA            12.5 mm            662
ECRで改質されたSMA                  6.7 mm            690
アスファルト現場試料
ポリマーで改質されたSMA                               715
ECRで改質されたSMA                                    884
【００７１】
本明細書に記載されている要素の一部は、任意であると明示的に識別される一方、他の要素は、このように識別されない。このように識別されない場合でも、いくつかの実施形態では、これらの他の要素の一部は、必要であると解釈されることを意図せず、当業者には任意であると理解されることに留意されたい。
【００７２】
本開示を特定の実装形態を参照して説明してきたが、当業者は、本方法及び／又は本システムの範囲を逸脱することなく、様々な変更をなし得ること及び均等物を置換し得ることを理解するであろう。加えて、特定の状況又は材料を本開示の教示に適合させるために、本開示の範囲を逸脱することなく、多くの改変をなし得る。例えば、開示された例のシステム、ブロック、及び／又は他の構成要素は、組み合わされ、分割され、再配置され、及び／又は他の方法で改変されることができる。従って、本開示は、開示された特定の実装形態に限定されない。代わりに、本開示は、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての実装形態を、文字通りに及び均等論の下での両方において含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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