(57)【要約】舗装の老朽化は、アスファルト含有舗装にトップコート層またはステロールを含むアスファルトバインダ乳剤を含有する表面処理を適用することによって軽減することができる。
2021500496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳化前に、アスファルトバインダに対して０．５〜１５重量％のステロールがアスファルトバインダに添加されたステロール含有アスファルトバインダ乳剤を提供する工程；
前記ステロール含有アスファルトバインダ乳剤と骨材とを組み合わせて、アスファルト舗装材料を形成する工程；
前記アスファルト舗装材料をアスファルト舗装層の上に敷設する工程；および
敷設した前記アスファルト舗装材料を締め固めて、ステロールを含有するトップコート層を有する道路舗装を形成する工程；
を包含する、道路舗装方法。
【請求項２】
前記アスファルト舗装材料を、約６５ｍｍまでの平均厚さを含む薄層として、前記道路舗装の最上層に敷設する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記舗装材料を、約１２ｍｍ〜約３８ｍｍまでの平均厚さを含む薄層として、前記道路舗装の最上層に敷設する、請求項１から２のうちの一項に記載の方法。
【請求項４】
前記ステロールは、前記アスファルトバインダの重量の１〜１０重量％である、請求項１から３のうちの一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ステロールは、前記アスファルトバインダの重量の１〜３重量％である、請求項１から３のうちの一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ステロールは、純粋ステロールを含む、請求項１から５のうちの一項に記載の方法。
【請求項７】
前記純粋ステロールは、コレステロールを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記純粋ステロールは、植物性ステロールとコレステロールとの混合物を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ステロールは、粗ステロールを含む、請求項１から５のうちの一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記粗ステロールは、コレステロールを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記粗ステロールは、生物由来の原料または前記生物由来の原料の蒸留残渣から得られる、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記粗ステロール原料は、トール油ピッチを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記粗ステロール原料は、大豆油由来の粗ステロールを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記粗ステロール原料は、トウモロコシ油を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
リサイクルされたアスファルト舗装（ＲＡＰ）、リサイクルされたアスファルトシングル（ＲＡＳ）、軟化剤、または、ＲＡＰとＲＡＳと軟化剤との組み合わせからの再生アスファルトバインダを添加する工程をさらに含む、請求項１から１４のうちの一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステロール含有アスファルトバインダは、−５．０℃以上のΔＴｃを提供する、請求項１から１５のうちの一項に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のうちの一項に記載の方法により形成された道路舗装。
【請求項１８】
乳化前に、アスファルトバインダに対して０．５〜１５重量％のステロールがアスファルトバインダに添加されたステロール含有アスファルトバインダ乳剤を含む表面処理を提供する工程と、
既存の舗装の表面に前記表面処理を施す工程と、
を包含する、アスファルト含有表面を処理する方法。
【請求項１９】
前記表面処理は、マイクロサーフェシング層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記表面処理は、スラリーシール層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記表面処理は、チップシール層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記表面処理は、スクラブシール層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記表面処理は、摩耗層、ケープシール、タックコート、または中間層として施される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記表面処理は、フォグシールとして施される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記表面処理は、既存のビチューメン舗装の上にタックコートとして施される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記ステロール含有アスファルトバインダは、カットバックアスファルトである、請求項１８から２５のうちの一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は２０１７年１０月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／５７４，８６７号の利益を主張し、２０１８年２月１日に出願された米国特許出願第１５／８８６，６０５号への優先権を主張し、これらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
〔背景〕
アスファルト舗装は、最もリサイクルされた材料の一つであり、舗装された表面の路肩や橋台においてリサイクルされる際に、舗装されていない道路の砂利代替品として、また新しいアスファルト舗装におけるバージン骨材やバインダの代替として利用される。典型的には、リサイクルされたアスファルト舗装の使用は、表面下の舗装層に限定されるか、またはアスファルト基部および表面層の管理された量に限定される。アスファルトは時間と共に老朽化し、その可撓性を失い、酸化されて脆くなり、特に応力下または低温で亀裂を生じる傾向があるため、そのような用途は部分的に制限される。これらの効果は主として、特に天候への暴露におけるアスファルトの有機成分（例えば、ビチューメン含有バインダー）の老朽化によるものである。老朽化したバインダはまた、高粘性である。それゆえに、再生アスファルト舗装は、バージンアスファルトとは異なる特性を有し、老朽化したバインダの特性が長期性能に影響を与えないように加工しなければならない。
【０００３】
混合物の長期性能に対するアスファルト老朽化の影響を軽減または遅延させるために、多くの材料が研究されてきた。例えば、再生用添加剤は、再生アスファルト舗装（ＲＡＰ）および／または再生アスファルトシングル（ＲＡＳ）のようなリサイクルされた原料において生じた老朽化を逆転させるという表明された目的で市販されている。アスファルトの再生が実際に起こり得ることは起こりそうもなく、より起こり得る効果は、これらの再生用添加剤が、ＲＡＰおよび／またはＲＡＳを含有する混合物に使用されるバージンバインダーのための軟化剤として、代わりに働くことができることである。いくつかの場合において、これらの軟化剤の１０重量％以上が、このような混合物が製造されるときに、バージンアスファルトバインダーに添加される。
【０００４】
老朽化は、老朽化後の剛性臨界温度とクリープ臨界温度との差であるΔＴｃを測定することにより評価できる。軟化剤の使用により、混合物の老朽化を延長した後にΔＴｃの許容可能な値を有する、回復したアスファルトバインダ特性を有する混合物を生成することができるが、老朽化後のこれらの許容可能なアスファルトバインダ特性は、舗装の初期に剛性が極めて低くなり得る混合物を生成するという代償を払うことになる。
【０００５】
〔概要〕
アスファルト組成物中においてステロールを使用する方法、並びに舗装の保全および維持のための、舗装の最上層部分の構築および表面処理に使用することができる方法が開示される。開示したステロール含有アスファルトバインダは、アスファルトを敷設する際に元々使用したバージンバインダーもしくはバージンアスファルトの元の特性の一部または全てを保存もしくは保持することによって、アスファルトにおける老朽化の影響を遅らせ、軽減し、またはさもなければ克服することができる。
【０００６】
いくつかの実施形態において、乳化前に、アスファルトバインダに対して０．５〜１５重量％のステロールがアスファルトバインダに添加されたステロール含有アスファルトバインダ乳剤を提供する工程；
前記ステロール含有アスファルトバインダ乳剤と骨材とを組み合わせて、アスファルト舗装材料を形成する工程；
前記アスファルト舗装材料をアスファルト舗装層の最上部に敷設する工程；および
敷設した前記アスファルト舗装材料を締め固めて、ステロールを含有するトップコート層を有する道路舗装を形成する工程；
を包含する、道路舗装方法を開示する。
【０００７】
いくつかの実施形態において、乳化前に、アスファルトバインダに対して０．５〜１５重量％のステロールがアスファルトバインダに添加されたステロール含有アスファルトバインダ乳剤を含む表面処理を提供する工程と、
既存の舗装の表面に前記表面処理を施す工程と、
を包含する、アスファルト含有表面を処理する方法を開示する。
【０００８】
表面処理の種々の実施形態は、マイクロサーフェシング層、スラリーシール層、チップシール層、スクラブシール、摩耗層、ケープシール、タックコート、中間層、またはフォグシールを含むが、これらに限定されない。
【０００９】
〔図面の簡単な説明〕
図１Ａは、アスファルト舗装の構造を示す。
【００１０】
図１Ｂは、表面処理を施した図１Ａのアスファルト舗装の構造を示す。
【００１１】
図１Ｃは、中間層を有するアスファルト舗装を示す。
【００１２】
図２は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対するｍ‐臨界をグラフで示す。
【００１３】
図３は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対するＳ‐臨界をグラフで示す。
【００１４】
図４は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対するΔＴｃをグラフで示す。
【００１５】
図５は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対するＲ‐値をグラフで示す。
【００１６】
図６は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対する１．０ｋＰａにおける高温ＰＧグレードをグラフで示す。
【００１７】
図７は、６０日間のオーブン老朽化後の、締め固めた試料の上部のハーフインチおよびその下のハーフインチから回収されたバインダのＳ‐臨界特性およびｍ‐臨界特性をグラフで示す。
【００１８】
図８は、６０日間のオーブン老朽化後の、締め固めた試料の上部のハーフインチおよびその下のハーフインチから回収されたバインダのΔＴｃ特性およびＲ‐値特性をグラフで示す。
【００１９】
図９は、１５２日間のオーブン老朽化後の、締め固めた試料の上部のハーフインチおよびその下のハーフインチから回収されたバインダのＳ‐臨界特性およびｍ‐臨界特性をグラフで示す。
【００２０】
図１０は、１５２日間のオーブン老朽化後の、締め固めた試料の上部のハーフインチおよびその下のハーフインチから回収されたバインダのΔＴｃ特性およびＲ‐値特性をグラフで示す。
【００２１】
〔詳細な説明〕
舗装工事または舗装の保全および維持のために使用され得る、組成物におけるステロールの使用と方法とを開示する。出願人は、バージンアスファルトバインダーの元の特性の一部または全てを保存もしくは保持するために、ステロールがアスファルトの老朽化の影響を遅らせ、減少させ、またはさもなければ克服することを以前に示した。国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ１６／０３７０７７、ＰＣＴ／ＵＳ１６／６４９５０、ＰＣＴ／ＵＳ１６／０６４９６１、ＰＣＴ／ＵＳ１７／０４５８８７、およびＰＣＴ／ＵＳ１８／１６４５１を参照のこと。これらの文献のそれぞれを、参照により本明細書にその全体を組み込む。バインダがＲＡＰ、ＲＡＳもしくはこれら両方の組み合わせのような再生材料もしくはリサイクルされた材料を含有する場合に、または、バインダがバインダを軟らかくするためにしばしば使用されるパラフィン系基油もしくは再精製エンジンオイル残油（ＲＥＯＢ）等のパラフィン系添加剤を含有する場合に、ステロールは、特に効果的であった。
【００２２】
見出しは、単に読解を容易にするために本明細書に提供され、限定として解釈されるべきではない。
【００２３】
〔略語、頭字語、および定義〕
「老朽化」とは、硬質、低品質、または規格外のバージンアスファルトもしくはバージンバインダーに関し、特に、ＥＮ １４２７による６５℃を超える環球軟化点、および、ＥＮ １４２６による２５℃における１２ｄｍｍ以下の浸透値を有するバージンバインダーをいう。
【００２４】
「骨材」および「建設骨材」は、舗装および舗道用途に有用な、石灰石、花崗岩、トラップ岩、砂利、粉砕された砂利、粉砕された石、粉砕された岩およびスラグのような、粒子状の鉱物材料をいう。
【００２５】
「アスファルト」は、バインダおよび骨材、ならびに場合により骨材とバインダとを混合するのに適した他の組成物をいう。局所的な用途によっては、用語「アスファルト混合物」または「混合物」は、用語「アスファルト」と交換可能に使用されてもよい。
【００２６】
「アスファルトバインダ乳剤」は、一つ以上の乳化剤を含有する、水中に分散されたアスファルトバインダ粒子をいう。
【００２７】
「バインダ」は、石油の高粘性の液体の形態または石油の半固体の形態をいう。「バインダ」は、例えばビチューメンを含むことができる。用語「アスファルトバインダ」は、本出願において、用語「バインダ」と交換可能に使用される。
【００２８】
「ビチューメン」は、主として高分子量炭化水素から構成される、天然または製造された、黒色または暗色（固体、半固体または粘性）のセメント質物質のクラスをいい、その内のアスファルト、タール、ピッチおよびアスファルテンが典型的である。
【００２９】
「粗」は、ステロールを含有する材料に関して使用される場合、完全に精製されておらず、ステロールに加えて成分を含有することができるステロールをいう。
【００３０】
「ｍ‐臨界」、「クリープ臨界」、「ｍ‐臨界温度」、「ｍ臨界温度」、「Ｔｍ臨界」、「Ｔｍ臨界」グレードまたはこれらの文法的に同等のものは、バインダの低温応力緩和のグレードをいう。クリープ臨界温度は、ＡＳＴＭ Ｄ６６４８による曲げクリープ剛性に対するクリープ時間の傾きが、絶対値０．３００を有する温度である。前記剛性およびクリープ臨界温度は、４ｍｍ動的せん断レオメータ（ＤＳＲ：Dynamic Shear Rheometer）試験または曲げビームレオメータ（ＢＢＲ：Bending Beam Rheometer）からも決定できる。
【００３１】
「ニート（Neat）」または「バージン（Virgin）」のバインダは、アスファルト舗装もしくはアスファルトシングルにまだ使用されていないか、または、アスファルト舗装もしくはアスファルトシングルからリサイクルされていないバインダであり、パフォーマンスグレードのバインダを含むことができる。
【００３２】
「純粋」は、ステロールまたはステロール混合物に関して使用される場合、少なくとも工業グレードの純度または少なくとも試薬グレードの純度を有することを意味する。
【００３３】
「再生アスファルト（reclaimed asphalt）」および「リサイクルされたアスファルト（recycled asphalt）」は、古い舗装、シングル製造スクラップ、消費後のシングル廃棄物、屋根板フェルト、および他のアスファルト含有製品または施工物からの、ＲＡＰ、ＲＡＳ、および再生バインダをいう。
【００３４】
「再生アスファルト」および「ＲＡＰ」は、以前に使用された道路または舗装または他の類似の構造物から除去または掘削され、且つ粉砕、裂き、破砕、粉砕または微粉砕を含む様々な周知の方法のいずれかによって再使用のために処理されたアスファルトをいう。
【００３５】
「再生アスファルトシングル（Reclaimed asphalt shingle）」および「ＲＡＳ」は、引き剥がされた屋根、製造業者の廃アスファルトシングルおよび消費後の廃棄物を含む供給源由来のシングルを指す。
【００３６】
「Ｓ‐臨界」、「剛性臨界」、「Ｓ臨界」、「Ｓ臨界」、「ＴＳ臨界」、「Ｓ‐臨界温度」グレードまたはこれらの文法的に同等のものは、バインダの低温剛性グレードをいう。剛性臨界温度は、ＡＳＴＭ Ｄ６６４８に従って試験したバインダが、３００ＭＰａの曲げクリープ剛性値を有するか、またはΔＴｃで記載される、曲げビームレオメータ試験または４ｍｍ ＤＳＲテストのいずれかによって決定される温度である。
【００３７】
「軟化剤」は、アスファルト製造プロセスの間に、リサイクルされたバインダのバージンバインダーへの混合および組み込みを容易にする（または促進する）低粘度の添加剤をいう。
【００３８】
「ステロール添加剤」は、アスファルトもしくはバインダの老朽化速度を遅らせるために、または、老朽化したアスファルトもしくは老朽化したバインダを回復もしくは更新して、バージンアスファルトもしくはバージンバインダーの元の特性の一部もしくは全てを提供するために、バインダと組み合わせることができるステロールまたはステロール混合物をいう。
【００３９】
「ΔＴｃ」は、低温剛性臨界温度から低温クリープまたはｍ‐値臨界温度を差し引いて得られる値をいう。４ｍｍ動的せん断レオメータ（ＤＳＲ）試験および分析手順は、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によって記載される。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、およびFarrar, M., et al, (2012), Thin Film Oxidative Aging and Low Temperature Performance Grading Using Small Plate Dynamic Shear Rheometry: An Alternative to Standard RTFO, PAV and BBr. Eurasphalt & Eurobitume 5th E&E Congress-2012 Istanbul (pp. Paper O5ee-467). Istanbul: Foundation Euraspaltも参照のこと。
【００４０】
「下層」および「トップコート」は、アスファルト層を限定する用語であり、相対的な用語として理解されるべきである。アスファルト層が路盤から離れるほど、当該アスファルト層はより「上部」と考えられる。
【００４１】
全ての重量、部およびパーセンテージは、特に明記しない限り、重量に基づく。
【００４２】
図１Ａは、典型的なアスファルト舗装の部分断面図である。粉砕された骨材は、土壌であってもよい路床の上の路盤として適用される。粉砕された骨材路盤は、例えば約１５２ｍｍ（６インチ）〜約３０５ｍｍ（１２インチ）の平均厚さを有してもよい。骨材路盤の上には、一つ以上のアスファルト層を適用することができる。図１Ｂは、アスファルト舗装中間リフト、バインダーリフトまたは下層と、アスファルト表面リフト、表面層または舗装トップコートと呼ばれる二つのアスファルト層を示す。アスファルト舗装中間リフトは、例えば、約５７ｍｍ（２．２５インチ）〜約１２７ｍｍ（５インチ）の平均厚さを有してもよく；アスファルト舗装表面リフトは、例えば、約３８ｍｍ（１．５インチ）〜約６３ｍｍ（２．５インチ）の平均厚さを有してもよい。前記厚さは、骨材サイズによっても決定されることに留意されたい。
【００４３】
最上部のアスファルト層は、日光、雨、雪、ならびに凍結および解凍等の天候および要素にさらされる。舗装はまた、摩擦摩耗、破損、および車両交通による他の損傷をも経験する。時間の経過と共に、これらの環境因子およびサービス因子は、アスファルト舗装、特に表面層を老朽化させる。
【００４４】
理想的には、アスファルト層は経時的に老朽化するので、ステロール含有アスファルト舗装材料を用いて、舗装全体、すなわち、路盤から最上部のアスファルト層までを構築するであろう。老朽化は、アスファルト舗装の最上部（例えば、締固め舗装の最上部３８ｍｍ〜６５ｍｍ）に限定されない。しかし、アスファルトバインダは、表面で最も激しく老朽化する傾向があり、老朽化の程度およびバインダに対する結果として生じる有害な影響は、典型的には、バインダまたは舗装材料の他の成分に添加され得る材料に関わらず、舗装の深さと共に減少する。
【００４５】
ステロールをアスファルト舗装全体に添加してもよいが、ステロールは現在高価である。しかしながら、コストを制御するために、最上部のアスファルト層または複数の層を、ステロール含有アスファルトバインダ舗装材料で舗装してもよい。そうすることは、トップコート層を老朽化に対してより耐久的にし、その一方で、トップコート層の早すぎる老朽化によって引き起こされる天候、要因、および他の損傷から、下層のアスファルト舗装をより長く保護することによって、アスファルト舗装全体にわたるバインダ老朽化を遅らせることができる。例えば、アスファルト老朽化を、特に最上層または複数の層において遅らせることによって、老朽化したバインダに関連する表面亀裂を減らすことができ、それによって、下層の舗装への空気の動きとそれに伴う酸化とを低減することができる。同様に、最上層または複数の層におけるアスファルト老朽化を遅らせることによって、トップコート層における水分吸収およびその層を通るまたはその層における亀裂を通る水分透過を減少させることができ、それによって舗装へのさらなる損傷およびその老朽化速度の増加を制限する。バインダが舗装の破損が始まる状態に達するまでの時間を延長することによって、舗装全体の寿命が改善される。
【００４６】
舗装を再表面仕上げする場合、例えば、古い舗装の上部７６ｍｍ（３インチ）〜１０２ｍｍ（４インチ）を粉砕し、粉砕された部分の一部または全部をステロール含有置換部分で置き換えることができる。前記置換部分は、最上部の１２ｍｍ（０．５インチ）〜１９ｍｍ（０．７５インチ）または最上部の１２ｍｍ（０．５インチ）〜３８ｍｍ（１．５インチ）のみが、ステロール含有バインダを含む薄いオーバーレイとして適用されるように、多くの異なる構成で適用され得る。例えば、二つの３８ｍｍリフトは、ステロール含有バインダを含む最上部の３８ｍｍのみに適用されてもよい。別の例として、粉砕された７６ｍｍ（３インチ）または１０２ｍｍ（４インチ）は、二つの５０ｍｍ（２インチ）リフトまたは２５ｍｍ（１インチ）の薄いオーバーレイ（すなわち、薄いレイ）を有する５０ｍｍ（２インチ）リフトで置き換えることができ、最上部のリフトまたはオーバーレイのみがステロール含有バインダを含んでいる。
【００４７】
舗装の老朽化に対処するための他の組成物および方法は、本明細書に開示されるステロール含有表面処理の助けを借りて、既存の舗装を保存および維持することを含む。このような処理において、舗装保全のための表面処理におけるアスファルトブレンド成分としてステロールを使用することができる。
【００４８】
アスファルト表面処理は、いくつかのアスファルトの種類およびアスファルト骨材用途を包含する広い用語であり、その下にある舗装の構造寿命を延ばすために使用することができる。このような表面処理は、通常、２５ｍｍ（１インチ）未満の厚さであり、任意の種類の路面に適用することができる。路面は、例えば、下塗りされた粒状路盤、または、いくつかの地点においてビチューメン舗装層で表面仕上げされた既存のアスファルトもしくはポルトランドセメントコンクリート舗装とすることができる。既存の舗装表面に適用される表面処理は、しばしばシールコートと呼ばれる。チップシールと一般に呼ばれる表面処理は、アスファルト乳剤を噴霧し、塗布された乳剤上に骨材カバーを直ちに広げてローリングすることによって行われる。サンドウィッチシールはもう一つの表面処理技術であり、大きな骨材を最初に配置し、アスファルト乳剤（通常はポリマー改質された）をその骨材の上に噴霧し、その直後に、より小さい骨材をアスファルト乳剤の上部に敷設して、シール材内に固定する。ケープシールは、単一の表面処理であり、その後、スラリーシールまたはマイクロサーフェシング層により空隙を埋める。これらの表面処理および他の表面処理は、所望に応じて複数回、適用することができる。いくつかの実施形態において、ステロール含有アスファルトバインダ乳剤は、タックコートおよびフォグシールとして適用され得る。
【００４９】
地域や気候のような要因を考慮して、ステロール含有アスファルトバインダを含む表面処理を、乳剤、加熱処理ビチューメンまたはカットバックとして適用することができる。全ての場合において、表面処理に使用するビチューメンは、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）格子、スチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）ブロック共重合体、反応性エチレンターポリマー（ＲＥＴ）、粉砕タイヤゴム、アクリル格子、ネオプレン格子、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）およびポリブテン等のクラスから得られるポリマー添加剤を含有することができる。加熱された、カットバックされた、または乳化した形態のアスファルトに組み込むことができる任意のポリマーが候補であり、このリストに限定するものとして解釈されるべきではない。幾つかの表面処理は、バインダとしてアスファルト乳剤のみに基づく（例えばスラリーシールおよびマイクロサーフェシング）。チップシールは、乳化剤、加熱処理アスファルトバインダ、またはカットバックアスファルトを用いて、施工することができる。バインダの種類の選択は、しばしば地域や気候により決定される。これらの処理のいずれかにステロールを添加することは、表面処理におけるバインダの老朽化に対する好ましい影響を及ぼし、それにより表面処理の有効寿命が延長する結果、表面処理の下の舗装の老朽化に対する保護の延長を提供する。
【００５０】
舗装建設プロセスがどのようなものであっても、主要な成分は、バインダに添加されたステロールを含む。
【００５１】
〔ステロール添加剤〕
開示したステロール添加剤は、好ましくはアスファルトバインダの老朽化速度を変更（例えば、軽減または遅延）することが可能であり、または、老朽化したバインダを回復もしくは更新して、バージンアスファルトバインダーの特性の一部もしくは全てを提供することができる。開示した組成物および方法は、植物由来の化学物質のクラス、すなわち化合物のステロールクラスを使用する。一方で植物性ステロールは、アスファルテンと同数の縮合環もしくは部分不飽和環を含まないが、直鎖または分枝鎖分子ではないという利点を有する。例えば、ステロールは、アスファルトバインダの剛性、有効温度範囲、および低温特性等の物理的および流動学的特性を変更または改善することができる。
【００５２】
いくつかの実施形態では、ステロール添加剤は、トリテルペノイドのクラスに属し、特にステロールまたはスタノールに属する。開示したステノール（例えば、トリテルペノイド）は、アスファルテンと共に効果的に作用することができる。アスファルテンは、あるレベルの不飽和を有する広範な縮合環系を含む。典型的なバインダのアスファルテン含有量は、１０％未満から２０％を超える範囲であり得る。アスファルテンは、典型的には、ｎ−ヘプタンに不溶性である材料として記載される。正確な構造は不明である上に、異なるバインダの性能挙動に基づけば、任意の二つのバインダ中におけるアスファルテン構造が、特に異なる粗原料からのものと同じである可能性は低い。アスファルテンは、バインダに色と剛性を与え、バインダの老朽化に伴い、含有量が増加する。その結果、ＲＡＰおよび／またはＲＡＳの添加物は、アスファルテン含有量の増加の原因となる。カルボニルおよびスルホキシドのような他の酸化生成物と共にアスファルテン含有量を増加させることは、ビチューメン混合物の硬化およびそれらの最終的な破損の原因である。それらの極めて化学的な性質により、アスファルテンは、脂肪族化学物質に容易には溶解しない。芳香族溶媒はアスファルテンを容易に溶解し、芳香族プロセス油は、リサイクルされた混合物に使用されてきた。しかしながら、これらの油は、列挙された潜在的な発がん性物質を含む多核芳香族化合物を含み得るため、望ましくない添加物である。ほとんどの植物由来の油は、あるレベルの不飽和の直鎖または分岐鎖の炭化水素であり、そのため、それらは混合物中のバインダ全体を軟化させるほど、老朽化を遅らせることにおいて効果的ではない。
【００５３】
トリテルペノイドは、ステロール、トリテルペンサポニンおよび関連構造を含む植物性天然産物の主要な群である。トリテルペノイドは天然物であっても合成物であってもよい。典型的には、それらは、植物材料からの抽出により得られる。トリテルペノイドの単離のための抽出プロセスは、例えば国際出願ＷＯ ２００１／７２３１５ Ａ１およびＷＯ ２００４／０１６３３６ Ａ１に記載され、これらの開示は、その全体を参考としてそれぞれ本明細書に組み込む。
【００５４】
トリテルペノイドは、植物性ステロールおよび植物スタノールを含む。開示したトリテルペノイドは、本明細書に記載の植物性ステロールのいずれかのエステル化または非エステル化された形態を含む。
【００５５】
例示的な純粋植物性ステロールは、カンペステロール、スチガステロール、スティグマステロール、β−シトステロール、Δ５−アベノステロール、Δ７−スチガステロール、Δ７−アベノステロール、ブラシカステロールまたはこれらの混合物を含む。いくつかの実施形態では、ステロールブレンドは、純粋ステロールの混合物を含む。市販の入手可能な純粋ステロール、および純粋ステロールの混合物は、ベータ−シトステロール（ベータ−シトステロール 〜４０％から６０％；カンペステロール 〜２０％から４０％；スティグマステロール 〜５％）と呼ばれるＭＰ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ（カタログ番号０２１０２８８６）から入手可能なものを含む。いくつかの実施形態では、純粋ステロールは、純粋コレステロールを含むことができる。コレステロールは、本明細書では植物性ステロールと同様の効果を有することが示されている。
【００５６】
いくつかの実施形態では、純粋ステロールは、少なくとも７０重量％のステロールを有することが可能であり、いくつかの実施形態では、少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％または９５重量％のステロールを有することができる。
【００５７】
例示的な粗植物性ステロールは、トウモロコシ油、コムギ胚芽油、サルサパリラ根、大豆ピッチおよびトウモロコシ油ピッチ等のような多様な植物源を含む、多量のステロールを含有する改質または非改質の天然産物を含む。例えば、トール油ピッチは、木材、特に松材から紙を製造するプロセスから間接的に得られる。例えば、トール油は、木材パルプ化のクラフトプロセスの生成物であり、トール油ピッチは、トール油の蒸留の副産物である。トール油ピッチは、非常に複雑な物質であり、ロジン、脂肪酸、酸化生成物およびエステル化物質を含み得、かなりの部分はステロールエステルである。粗ステロールの植物源は、様々な製造プロセスから残された、かす（foots）またはくず（tailings）であるという点で安価である。
【００５８】
いくつかの実施形態では、粗ステロール源は、スティグマステロール、β−シトステロール、カンペステロール、エルゴステロール、ブラシカステロール、コレステロールおよびラノステロールまたはそれらの混合物を含む。いくつかの実施形態では、粗ステロール源は、大豆油、トウモロコシ油、稲ふすま油、ピーナッツ油、ヒマワリ種子油、ベニバナ油、綿実油、菜種油、コーヒー種子油、コムギ胚芽油、トール油、およびウールグリースを含む。いくつかの実施形態では、粗ステロールは、生物由来の供給源または生物由来の部分的な蒸留残渣を含む。いくつかの実施形態では、粗ステロール源は、トール油ピッチ、大豆油またはトウモロコシ油を含む。
【００５９】
開示した植物源からの油くずまたはピッチのいずれも、適切な粗ステロール源である。米国特許第２，７１５，６３８号、１９５５年８月１６日、Ａｌｂｒｅｃｈｔには、脂肪酸不純物を中和プロセスによって除去することによって、トール油ピッチからステロールを回収するプロセスが開示されている。これに続いて、ステロールエステルを鹸化し、次いで遊離ステロールを回収し、イソプロパノールにより洗浄し、乾燥させる。
【００６０】
粗ステロールは、好ましくは植物源から得られる。粗ステロールは、所望のステロールに加えて、複数の成分を含むことができる。原油ステロールの例示的な植物源は、トール油ピッチ、粗トール油、サトウキビ油、ホットウェルスキミング、綿実ピッチ、大豆ピッチ、トウモロコシ油ピッチ、コムギ胚芽油またはライムギ胚芽油を含む。いくつかの実施形態では、トール油ピッチは、粗ステロールの供給源である。トール油ピッチは、約３０〜４０％の不鹸化性分子を含むことができる。不鹸化性分子は、アルカリ水酸化物と反応しない分子である。トール油ピッチ中に残存する脂肪酸およびロジン酸は、水酸化カリウムもしくは水酸化ナトリウムと容易に反応し、従って不鹸化性分子は容易に分離することができる。４５％の不鹸化性画分は、シトステロールを含み得ることが示されている。そのため、トール油ピッチ試料は、約１３．５重量％〜１８重量％のステロール分子を含有することができる。いくつかの実施形態では、粗ステロールは、食品グレード（例えば８５重量％未満のステロール）未満の純度を有し得るか、もしくは８５重量％より多く含有することができるが、材料を食品への使用に不適切な状態にし得る不純物または汚染物をも含有することになる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、粗ステロールは動物由来であってもよい。
【００６２】
開示したステロールは、動物由来、植物由来、純粋または粗製を含む任意の組み合わせにより使用され得ることは、理解されるべきである。例えば、いくつかの実施形態では、ステロールは、植物由来および動物由来の組み合わせである純粋ステロールである。いくつかの実施形態では、ステロールは、植物由来および動物由来の組み合わせからの粗ステロールである。
【００６３】
アスファルトバインダに添加されるステロールは、例えば、アスファルト中のバインダの約０．５〜約１５重量％、約１〜約１０重量％、または約１〜約３重量％の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、アスファルトバインダに添加されるステロールは、例えば、アスファルト中のバージンバインダーの約０．５〜約１５重量％、約１〜約１０重量％、または約１〜約３重量％の範囲であってもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ステロールは、ＲＡＳ、ＲＡＰ、ＲＥＯＢ、バージンパラフィンまたはナフテン系基油、未処理または再精製されていない廃棄ドレン油または廃エンジン油材料、真空塔アスファルト増量剤、パラフィン系またはナフテン系の加工油または潤滑基油等の軟化剤を含むリサイクルされたビチューメン材料を含有するバインダにおけるレオロジー特性の老朽化を変更、軽減または遅延させることができる。
【００６５】
〔バインダ〕
使用されるバインダは、当技術分野および任意の領域で知られている、天然に存在するか製造された任意のバインダを含むことができる。アスファルトベースのバインダは、石油ベースのバインダを含む。適切なアスファルトベースのバインダまたはアスファルトバインダは、ＡＳＴＭ Ｄ−６３７３、Ｄ−３３８７、Ｄ−９４６、ＡＡＳＨＴＯ Ｍ３２０、Ｍ３３２、Ｍ２２６、またはＭ２０に準拠するバインダを含む。
【００６６】
いくつかのアスファルト舗装は、舗装されるアスファルト中の成分としてＲＡＰおよびＲＡＳのようなリサイクルされた材料を含むことができる。典型的には、舗装材料に対して、ＲＡＰ濃度は５０重量％ほどに高くすることができ、ＲＡＳ濃度は６重量％ほどに高くすることができる。ＲＡＰおよびＲＡＳが一緒に使用されることは、珍しいことではない。ＲＡＰの典型的なバインダ含有量は、４〜６重量％の範囲であり、ＲＡＳの典型的なバインダ含有量は、２０〜２５重量％の範囲である。３０％のＲＡＰおよび６％のＲＡＳを利用して製造される５．５％の全バインダを必要とするビチューメン混合物について、リサイクルされたバインダ置換は、以下のように分解される：この混合物の場合、３０％のＲＡＰは１．５％のバインダを与え（ＲＡＰが５％のバインダを含有すると仮定して）、６％のＲＡＳは１．３％のバインダを与える（ＲＡＳが２２％のバインダを含有すると仮定して）。この混合物では、リサイクルされたバインダが混合物中のバインダの約５１％（（１．５％＋１．３％）／５．５％）を与える。これは、０．５１のバインダ置換比率として、混合物設計において一般的に使用される用語で表される。ＲＡＰの典型的なバインダ含有量は４〜６重量％の範囲であり、ＲＡＳの典型的なバインダ含有量は２０〜２５重量％の範囲である。その結果、５０重量％のＲＡＰを含む混合物は、最終的なバインダ混合物に与えられる２．５％〜３．０％のＲＡＰバインダを含有し、また６重量％のＲＡＳを含むバインダ混合物は、最終的なバインダ混合物に与えられる１．２％〜１．５％のＲＡＳバインダを含有する。
【００６７】
ステロールを有する開示したバインダは、低減した剛性、より効果的な温度範囲、および望ましい低温特性のような、改善された物理的特性およびレオロジカル特性を有するリサイクルされたアスファルト（例えばＲＡＰまたはＲＡＳ）を提供することができる。
【００６８】
〔他の添加剤〕
アスファルトは、開示したステロール含有アスファルトバインダに加えて、他の成分を有してもよい。そのような他の成分は、エラストマー、非ビチューメンバインダー、接着促進剤、軟化剤、再生剤（rejuvenating agent）および他の適切な成分を含むことができる。
【００６９】
有用なエラストマーは、例えば、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリブタジエン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、反応性エチレンターポリマー（例えば、ＥＬＶＡＬＯＹ（商標））、ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）ブロックターポリマー、イソプレン−スチレンブロックコポリマーおよびスチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）ブロックターポリマー、クロロプレンポリマー（例えば、ネオプレン）等を含む。硬化エラストマー添加剤は、粉砕タイヤゴム材料を含んでもよい。例えば、２０１５年カリフォルニア州標準仕様書（第３７部、第４２３頁）および第３９部「加熱混合アスファルト」（第４４７頁から始まり、http://www.dot.ca.gov/dist1/d1lab/SECTION%2039%20%20HMA.pdfおよびhttp://caltrans-opac.ca.gov/publicat.htmで入手可能）を参照のこと。
【００７０】
アスファルトバインダは、バインダー（例えば未使用バインダー）とステロールとを混合もしくはブレンドして、混合物またはブレンドを形成することにより調製することができる。いくつかの実施形態において、この混合物またはブレンドは、リサイクルされたアスファルト材料（例えばＲＡＳおよび／またはＲＡＰ）および骨材に添加することができる。当業者は、成分の添加および混合は任意の順番で行うことが可能である、と認識するだろう。いくつかの実施形態では、アスファルト混合物を調製する方法は、約１００℃〜約２５０℃または約１３０℃〜約２００℃の温度で、ステロールをバージンアスファルトと混合もしくはブレンドすることを含む。いくつかの実施形態では、ステロールは、約１２５℃〜約１７５℃または１８０℃〜２０５℃の温度でバージンアスファルトと混合される。いくつかの実施形態では、バージンアスファルトは、ステロールおよび軟化剤と組み合わせられる。さらに他の実施形態では、バージンバインダーはステロールおよび骨材と組み合わせられ混合されて、アスファルト舗装材料を形成する。他の実施形態では、バージンバインダーは、ＲＡＰ、ＲＡＳまたはＲＡＰおよびＲＡＳの組み合わせから抽出されたバインダと、ステロールと、骨材と組み合わせられ混合されて、アスファルト舗装材料を形成する。
【００７１】
石、砂利、砂等を含む適切な骨材の混合物は、約１３２〜１８７℃の高温で加熱され、骨材粒子がバインダで被覆されるまで、同様に熱いステロールを含有アスファルトバインダと混合される。この温度範囲で製造された舗装材料は、しばしばホットミックスと呼ばれる。アスファルトおよび骨材の混合物は、次に、舗装機により表面に敷設され、この表面は、通常、高温のままで、追加の装置によってローラー圧縮される。締め固められた骨材およびアスファルトバインダは最終的に、冷却するにつれて硬化して舗装を形成する。
【００７２】
開示したステロール含有アスファルトバインダは、常温で湿っている骨材を熱いバインダまたは常温のバインダと混合する常温混合（cold-mix）プロセスのような他のプロセスによって、道路舗装の最上部のアスファルト層に敷設することができ、このようなバインダは、適切な界面活性剤を使用して水に分散させたアスファルトの乳化物、またはアスファルトと例えばナフサ、＃１油もしくは＃２油（一般にカットバックアスファルトと呼ばれる）のような適切な炭化水素溶媒との混合物であってもよい。乳化されたアスファルト粒子は、骨材を被覆し、結合し、水が蒸発した後に残る。カットバックアスファルトを使用するときに、炭化水素溶媒は、溶媒の揮発性に応じて異なる速度で蒸発する。溶媒の揮発性にかかわらず、後に残るものは舗装材料であり、そこでは、溶媒が除去されるにつれて、アスファルト成分が時間と共に徐々に硬化するかまたは固くなる。
【００７３】
バインダはまた、被覆効果を高めるために、発泡させ、骨材と混合することもできる。いくつかの乳剤はまた、特定の用途に適した材料を製造するために、水に加えて炭化水素溶媒も利用する。加温混合プロセスはまた、舗装を形成するために使用されてよく、その舗装の最上部のアスファルト層は、ステロール含有アスファルトバインダを含む。
【００７４】
一実施形態では、道路舗装を形成するための方法は、例えば、バージンアスファルトバインダーに対して０．５〜１５重量％のステロールが添加されたステロール含有アスファルトバインダを提供すること；ステロール含有アスファルトバインダを骨材と組み合わせてアスファルト舗装材料を形成すること；アスファルト舗装材料をアスファルト舗装層の最上部に敷設すること；および、敷設されたアスファルト舗装材料を締め固めて道路舗装を形成すること、を開示する。いくつかの実施形態では、アスファルト舗装材料は、道路舗装を形成するために、舗装層内の骨材のグラデーションおよび位置に応じて、適切な密度、典型的には最大理論密度の８９％以上に締め固められて、道路舗装を形成することができる。
【００７５】
いくつかの実施形態では、バインダは、バインダのブレンドを含む。いくつかの実施形態では、バインダーブレンドは、バージンバインダーと、再生アスファルトから抽出されたバインダとを含む。例えば、ＲＡＳ材料から抽出されたバインダは、製造業者のアスファルトシングル廃棄物から、消費後のアスファルトシングル廃棄物から、または製造業者のアスファルトシングル廃棄物および消費後のアスファルトシングル廃棄物から抽出されたバインダの混合物から抽出されてもよい。いくつかの実施形態では、バインダーブレンドは、約６０重量％〜約９５重量％のバージンバインダーおよび約０．５重量％〜約１５．０重量％のバージンアスファルトのステロールを含むことができる。いくつかの実施形態では、バインダーブレンドは、ＲＡＰ、ＲＡＳ、またはＲＡＰとＲＡＳとの組み合わせ等の再生アスファルトから抽出された５重量％〜約４０重量％のバインダをさらに含むことができる。ステロール添加剤は、ＲＡＰ含有アスファルトバインダーブレンドまたはＲＡＳ含有アスファルトバインダーブレンドの高温特性、低温特性、並びに低温および高温の両端におけるＰＧグレーディングを改善することが示されている。
【００７６】
アスファルト舗装材料は、道路舗装の最上層として敷設してもよく、当該最上層は、例えば、約３８ｍｍまで、または、約６５ｍｍまでの平均厚さを有する。いくつかの実施形態では、アスファルト舗装材料は、道路舗装の最上層として敷設され、当該最上層は、例えば、約１２ｍｍまで、または、約３８ｍｍまでの平均厚さを有する。
【００７７】
〔乳剤〕
舗装構造は乳剤中のアスファルトを使用することができるが、乳剤は典型的には、アスファルト表面処理を適用するために使用される。典型的な乳剤は、１種以上の乳化剤を含む、水中に分散されたアスファルトバインダ粒子を有する水性乳剤を含む。
【００７８】
乳剤において使用する乳化剤は、任意の公知のカチオン性、アニオン性、非イオン性または両性の界面活性剤を含むことができる。舗装用途では、アスファルト乳剤は、ＡＳＴＭ Ｄ９７７およびＤ２３９７において、「凝結」または「硬化」に要する時間により、急速もしくは迅速凝結（ＲＳ／ＱＳ）、中速凝結（ＭＳ）、または、低速凝結（ＳＳ）に分類される。乳剤は、水分の蒸発によって硬化する。いくつかの乳剤（例えば、カチオン性乳剤）はまた、骨材表面において分散したアスファルト粒子の電気化学的な堆積によっても硬化する。これは、アスファルト粒子が骨材表面に移動した後、アスファルト粒子同士が結合または融合して均一なアスファルト層を形成するような融合のプロセスである。これは、化学的な「破壊」と考えることができる。いずれにしても、乳剤が硬化あるいは凝結する前に、アスファルト粒子から水が分離することによって、乳剤は通常壊れる。破壊時間は、乳剤の安定性によって決定され、乳剤がより安定であればあるほど、破壊時間はより長くなる。乳化剤はまた、表面電荷（もしくはその欠如）に基づいて、カチオン性、アニオン性、非イオン性または両性として分類することができる。表面電荷特性を凝結時間と組み合わせることによって、舗装用途に使用される乳化剤を、例えば、カチオン性急速凝結（ＣＲＳ）、カチオン性中速凝結（ＣＭＳ）およびカチオン性低速凝結（ＣＳＳ）として、ＡＳＴＭ Ｄ２３９７下でカチオン性乳剤として分類することができる。アニオン性乳剤および他の非カチオン性乳剤は、ＡＳＴＭ Ｄ９７７の下で、低速凝結（ＳＳ）、迅速凝結（ＱＳ）、中速凝結（ＭＳ）および急速凝結（ＲＳ）として特定される。これらの分類は当技術分野で公知であり、容易に得ることができる。例えば、Road and Paving MaterialsのＤ４．０３巻におけるＡＳＴＭ Ｄ９７７およびＤ２３９７を参照されたい。
【００７９】
アスファルト乳剤は、ポリマー、溶媒、本明細書に記載したような他の添加剤等の、他の薬剤を含有することができる。
【００８０】
開示した表面処理は、ステロール含有アスファルトバインダを含む水性乳剤である。前記バインダは、ステロールをアスファルトバインダ（例えば、バージンバインダー）に混合することにより形成することができる。ステロール含有バインダはその後、乳化剤の助けにより、連続した水相に分散される。乳化剤および予熱したアスファルトは、典型的には、コロイドミル中にポンプ輸送され、ここでは、高いせん断分散によって、水中に分散したアスファルト液滴を有するアスファルト乳剤が生成される。
【００８１】
マイクロサーフェシング配合物において、また場合によりスラリーシール処理のために、アスファルト乳剤はポリマー改質されて、例えば、結果として生じるアスファルトベースの常温舗装（cold paving）配合物の強度および耐久性を増大させ、且つこれらの配合物の硬化時間を減少させる。
【００８２】
マイクロサーフェシング層配合物に適したポリマー格子は、カチオン性ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）格子、天然ゴム格子、およびポリクロロプレン格子（例えば、Ｄｅｎｋａから入手可能なＮＥＯＰＲＥＮＥ（商標））を包含する。ＳＢＳ（ポリ（スチレン−ブタジエン−スチレン））ブロックコポリマーおよびエチレン、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、グリシジルメタクリレートターポリマーまたはエチレン、ｎ−ブチルアクリレート（ｎＢＡ）、グリシジルメタクリレートターポリマーを使用することもできるが、これらは、通常、加熱されたアスファルト（例えば、１６０〜１７０℃）にゆっくりと添加しなければならず、いくつかのポリマーグレードについては、アスファルト乳剤を形成する前にアスファルトバインダ中にポリマーを分散させるために、高いせん断混合に供しなければならない。好ましいエチレン、ＥＶＡまたはｎＢＡ、グリシジルメタクリレートターポリマーは、E. I. DuPont de Nemoursから利用可能なＥＬＶＡＬＯＹ（商標）ターポリマーを包含する。
【００８３】
ステロール含有乳剤は、好ましくは、約０．１重量％〜約１０重量％の間の界面活性剤と、５５重量％〜７５重量％のステロール含有アスファルトバインダと、総量を補う水とを含む。乳剤の適用前に、処理される表面は通常、例えば、表面をブラッシングすること、表面を圧縮空気でブラストすること、または表面を洗浄することによって、過剰な表面汚れ、雑草、および汚染物質を除去するために洗浄される。表面を掃くこと、圧縮空気を表面に吹くこと、もしくは表面を洗浄することにより、過剰な表面汚れ、雑草および汚染物質を除去するために掃除される。
【００８４】
乳剤は、例えばブラッシング、拭取りおよびドローイング（drawing）等の、多孔質表面に液体を塗布するまたはスプレー塗布するための任意の適切な方法を用いて適用され得る。噴霧は、薄い乳剤層を短時間で適用することができるので、好ましい乳剤適用方法である。乳剤は、好ましくは１０（１５°Ｆ）〜９３℃（２００°Ｆ）または１５℃（６０°Ｆ）〜８７℃（１９０°Ｆ）の間の温度で適用される。乳剤は、望ましくは表面上に噴霧されることを可能にする塗布温度での粘度を有し、センチポアズでの好ましい粘度範囲は、ＡＳＴＭ Ｄ７２２６「回転パドル粘度計を使用して乳化アスファルトの粘度を決定する」を使用して決定されるときの、約１０−７０ｃＰである。
【００８５】
〔常温路上再生（Cold-In-Place Recycling）〕
開示したステロール含有アスファルトバインダは、当該技術分野で知られている任意の常温路上再生（ＣＩＲ）プロセスに用いることもできる。ＣＩＲは、熱を使用せずに、既存のアスファルト表面の一部を除去し、再処理し、再舗装することを含む。ＣＩＲプロセスは、例えば既存の材料を再使用すること、新しい材料の使用を最少化すること、材料輸送および運搬需要を低減させること、および材料を加熱しないことから費用を低減するので、経済的であり得る。ＣＩＲは、既存のアスファルト舗装の上部数インチの除去を含むことができる。ＣＩＲはとりわけ、古い舗装を使用して新しい舗装層を形成する、亀裂、轍およびポットホールを除去する、並びに舗装表面を修復するために用いることができる。いくつかの実施形態では、上部１インチ以上から上部６インチ以下を除去することができる。ＣＩＲのための除去は、一般的には、粉砕または破砕により行われる。粉砕は、望ましくは、フライス盤を使用するか、リクレーマーと呼ばれる機械を使用して行われる。
【００８６】
名前が示唆するように、ＣＩＲは、連続的なプロセスでの地ならし（grade）において実行される。除去した材料は一般に、乳剤あるいは発泡アスファルトと混合するために、ＣＩＲ舗装車両の構成要素であるクラッシャーに通される。再生された材料は乳剤または発泡アスファルトと混合される前に、許容可能なグラデーションを生じるように、粉砕され、および／または過度に大きな粒子が排除される。望ましいグラデーションは、最大粒径のみを特定することができる。グラデーションの一つの例は、除去した材料が“１と１／４”インチの公称サイズ未満であることである。もう一つの例は、除去した材料は、公称サイズの１インチ未満であることである。バージン骨材を、必要であれば、除去した材料に加えることが可能である。
【００８７】
次に、材料を、ステロール含有アスファルトバインダを有するアスファルト乳剤と共に混合することができる。いくつかの実施形態において、石灰、ポルトランドセメントまたはフライアッシュは、リサイクルされた骨材材料が追加の微粉を必要とする場合に添加される。ＣＩＲミックスの水分含量が高すぎる場合には、微粉の添加によって過剰の水分を吸収することもできる。混合は、フライス盤、リクレーマー、またはパグミルを含むがこれらに限定されない当技術分野で公知の任意の機械によって実行することが可能である。次いで、材料は、粉砕された表面に戻され、指定された厚さおよび幅に舗装または地ならしされ得る。これらのステップに使用できる機械の例は、アスファルト舗装機およびモータグレーダである。
【００８８】
〔カットバック〕
いくつかの実施形態では、ステロール含有アスファルトバインダは、フィラークレイおよびセルロース繊維等の不活性添加物と同様に、ポリマーおよび界面活性剤等の機能性添加物をさらに含んでもよい、複合組成物またはネットワークの一部として、溶媒により希釈される、あるいは「カット」される。これらの添加物は、粘度、弾性接着および硬化速度等の特定の機能特性を有する組成物を提供するために、カットバック配合物に含まれる。
【００８９】
カットバックは、それらの粘度がニートアスファルトの粘度よりも低く、従って低温敷設に使用可能であることから用いられる。カットバックを敷設した後、溶媒は蒸発し、アスファルトのみが残る。カットバックアスファルトは、石油溶媒が蒸発することにつれて「硬化」すると言われている。
【００９０】
例示的なカットバック溶媒は、名前を挙げると、石油溶媒、軽質サイクル油（ＬＣＯ）および＃２ディーゼル燃料、＃１油または＃２油を含む。
【００９１】
カットバックアスファルトの種類は、アメリカ材料試験協会（ＡＳＴＭ：American Society of Testing and Materials）により、以下のように定義される：
ＳＣ＝低速硬化型（道路油）：ＡＳＴＭ Ｄ−２０２６−７２
ＭＣ＝中速硬化型：ＡＳＴＭ Ｄ−２０２７−７６。
【００９２】
カットバックは、例えば５０〜９６重量％のアスファルトバインダ、７０〜９０重量％のアスファルトバインダ、または７５〜８５％のアスファルトバインダを含むことができ、残りはカットバック溶剤である。さらに、カットバックアスファルトは、従来の量の剥離防止剤または他の添加物を含んでもよい。
【００９３】
〔中間層〕
開示したステロール含有アスファルトバインダは、中間層として使用することができる。図１Ｃは、古いアスファルト舗装と新しく敷いたアスファルト層との間に配置されるかもしれない複数の層としての中間層を示す。中間層は典型的には、高いバインダ量を有するアスファルト混合物である。
【００９４】
一つの例示的な実施形態では、中間層混合物は、６％〜１２％のポリマー改質バインダおよび８８％〜９４％の粉砕した骨材を有する。バインダは、バージンバインダーと０．５％〜１５％のステロールとのブレンドをエラストマーで改質することにより製造される。材料要件の例は、アイオワ州ＤＯＴ仕様書ＳＳ−１５００６、“Supplemental Specifications for Hot Mix Asphalt Interlayer”に見出すことができる。いくつかの実施形態では、アスファルトバインダ（ポリマー改質された、または改質されていない）は、開示したステロールを含有している。
【００９５】
実施形態において、表面処理は、微細骨材とステロール含有アスファルトバインダとの混合物、微細骨材と乳剤中のアスファルトベースがステロールを含有している乳剤との混合物、ステロール含有乳剤がチップまたは骨材混合物の形態で骨材の適用前に既存の舗装上に噴霧される舗装保全手順、スラリーシールもしくはマイクロサーフェシングが舗道に適用されるときに、スラリーシールもしくはマイクロサーフェシング乳剤（乳剤はステロールを含有している）がスラリーシールもしくはマイクロサーフェシング骨材と混合される場合の舗装保全手順、またはステロール含有乳剤が舗道に直接適用されて、通常の交通の適用前に硬化される場合の乳剤の噴霧適用であり得る。
【００９６】
非限定的な実施形態はまた、以下を含む：
１．アスファルトバインダに対して０．５〜１５重量％のステロールがアスファルトバインダに添加されたステロール含有アスファルトバインダを提供する工程；
前記ステロール含有アスファルトバインダと骨材とを組み合わせて、アスファルト舗装材料を形成する工程；
前記アスファルト舗装材料をアスファルト舗装層の上に敷設する工程；および
敷設した前記アスファルト舗装材料を締め固めて、ステロールを含有するトップコート層を有する道路舗装を形成する工程；
を包含する、道路舗装方法。
【００９７】
２．前記アスファルト舗装材料を、約１２ｍｍ（０．５インチ）〜約３８ｍｍ（１．５インチ）までを含む薄層として、前記道路舗装の最上層に敷設する、実施形態１に記載の方法。
【００９８】
３．前記舗装材料を、約１２ｍｍ（０．５インチ）〜約１９ｍｍ（０．７５インチ）までを含む薄層として、前記道路舗装の最上層に敷設する、実施形態１に記載の方法。
【００９９】
４．前記ステロールは、前記アスファルトバインダの重量の１〜１０重量％である、実施形態１から３のいずれか一つに記載の方法。
【０１００】
５．前記ステロールは、前記アスファルトバインダの重量の１〜３重量％である、実施形態１から３のいずれか一つに記載の方法。
【０１０１】
６．前記ステロールは、純粋ステロールを含む、実施形態１から５のいずれか一つに記載の方法。
【０１０２】
７．前記純粋ステロールは、コレステロールを含む、実施形態６に記載の方法。
【０１０３】
８．前記純粋ステロールは、植物性ステロールとコレステロールとの混合物を含む、実施形態６に記載の方法。
【０１０４】
９．前記ステロールは、粗ステロールを含む、実施形態１から５のいずれか一つに記載の方法。
【０１０５】
１０．前記粗ステロールは、コレステロールを含む、実施形態９に記載の方法。
【０１０６】
１１．前記粗ステロールは、生物由来の原料または前記生物由来の原料の蒸留残渣から得られる、実施形態９に記載の方法。
【０１０７】
１２．前記粗ステロールは、トール油ピッチを含む、実施形態９に記載の方法。
【０１０８】
１３．前記粗ステロールは、大豆油由来の粗ステロールを含む、実施形態９に記載の方法。
【０１０９】
１４．前記粗ステロールは、トウモロコシ油を含む、実施形態９に記載の方法。
【０１１０】
１５．リサイクルされたアスファルト舗装（ＲＡＰ）、リサイクルされたアスファルトシングル（ＲＡＳ）、またはＲＡＰとＲＡＳとの両方の組み合わせからの再生アスファルトバインダを添加する工程をさらに含む、実施形態１から１４のいずれか一つに記載の方法。
【０１１１】
１６．前記ＲＡＰ、ＲＡＳまたはＲＡＰとＲＡＳとの両方の組み合わせが軟化剤を含む、実施形態１から１５のいずれか一つに記載の方法。
【０１１２】
１７．前記軟化剤が、ＲＥＯＢ、バージンパラフィンもしくはナフテン系基油、未処理もしくは再精製されていない廃液ドレン油もしくは廃エンジン油材料、真空塔アスファルト増量剤、パラフィン系もしくはナフテン系の加工油もしくは潤滑基油、または生物由来の油である、実施形態１６に記載の方法。
【０１１３】
１８．前記ステロール含有アスファルトバインダは、−５．０℃以上のΔＴｃを提供する、実施形態１から１７のいずれか一つに記載の方法。
【０１１４】
１９．実施形態１から１８のいずれか一つに記載の方法により形成された道路舗装。
【０１１５】
２０．アスファルトバインダに対して０．５〜１５重量％のステロールがアスファルトバインダに添加されたステロール含有アスファルトバインダを含む表面処理を提供する工程と、
既存の舗装の表面に前記表面処理を施す工程と、
を包含する、アスファルト含有表面を処理する方法。
【０１１６】
２１．前記表面処理は、乳剤として提供される、実施形態２０に記載の方法。
【０１１７】
２２．前記表面処理は、マイクロサーフェシング層である、実施形態２０に記載の方法。
【０１１８】
２３．前記表面処理は、スラリーシール層である、実施形態２０に記載の方法。
【０１１９】
２４．前記表面処理は、チップシール層である、実施形態２０に記載の方法。
【０１２０】
２５．前記表面処理は、摩耗層、ケープシール、タックコート、または中間層として施される、実施形態２０に記載の方法。
【０１２１】
２６．前記表面処理は、フォグシールとして施される、実施形態２０に記載の方法。
【０１２２】
２７．前記ステロール含有アスファルトバインダは、カットバックアスファルトである、実施形態２０に記載の方法。
【０１２３】
２８．前記ステロールは、前記アスファルトバインダの重量の１〜１０重量％である、実施形態２０から２７のいずれか一つに記載の方法。
【０１２４】
２９．前記ステロールは、前記アスファルトバインダの重量の１〜３重量％である、実施形態２０から２７のいずれか一つに記載の方法。
【０１２５】
３０．前記ステロールは、純粋ステロールを含む、実施形態２０から２９のいずれか一つに記載の方法。
【０１２６】
３１．前記純粋ステロールは、コレステロールを含む、実施形態３０に記載の方法。
【０１２７】
３２．前記純粋ステロールは、植物性ステロールとコレステロールとの混合物を含む、実施形態３０に記載の方法。
【０１２８】
３３．前記ステロールは、粗ステロールを含む、実施形態２０から２９のいずれか一つに記載の方法。
【０１２９】
３４．前記粗ステロールは、コレステロールを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１３０】
３５．前記粗ステロールは、生物由来の原料または前記生物由来の原料の蒸留残渣から得られる、実施形態３３に記載の方法。
【０１３１】
３６．前記粗ステロールは、トール油ピッチを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１３２】
３７．前記粗ステロールは、大豆油由来の粗ステロールを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１３３】
３８．前記粗ステロールは、トウモロコシ油を含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１３４】
３９．前記ステロールは、純ステロール：粗ステロールが１０：９０〜９０：１０のステロールブレンドを含む、実施形態２０から３８のいずれか一つに記載の方法。
【０１３５】
４０．リサイクルされたアスファルト舗装（ＲＡＰ）、リサイクルされたアスファルトシングル（ＲＡＳ）、またはＲＡＰとＲＡＳとの両方の組み合わせからの再具現化されたアスファルトバインダを添加する工程をさらに含む、実施形態２０から３９のいずれか一つに記載の方法。
【０１３６】
４１．前記ＲＡＰ、ＲＡＳまたはＲＡＰとＲＡＳとの両方の組み合わせが軟化剤を含む、実施形態２０から４０のいずれか一つに記載の方法。
【０１３７】
４２．前記軟化剤が、ＲＥＯＢ、バージンパラフィンもしくはナフテン系基油、未処理もしくは再精製されていない廃液ドレン油もしくは廃エンジン油材料、真空塔アスファルト増量剤、パラフィン系もしくはナフテン系の加工油もしくは潤滑基油、または生物由来の油である、実施形態４１に記載の方法。
【０１３８】
４３．前記アスファルトバインダは、−５．０℃以上のΔＴｃを提供する、実施形態２０から４２のいずれか一つに記載の方法。
【０１３９】
４４．実施形態２０から４４のいずれか一つに記載の方法により形成された道路舗装。
【０１４０】
〔実施例〕
以下の研究は、未処理で締め固めただけの試料と比較して、乳剤を生成するために使用したベースアスファルトバインダー中のステロールの存在が、締め固めた試料中の混合物の上部１／２インチ中のバインダの老朽化を遅らせることを示した。
【０１４１】
使用したビチューメン混合物の試料は、５．６％の全バインダ含有量に対してバージンＰＧ ５８Ｓ−２８アスファルトバインダ（４．５重量％）を使用して０．２バインダ置換比率を生じる再生アスファルト舗装（ＲＡＰ）を含有している、ウィスコンシン州仕様３００万等価単軸荷重（ＥＳＡＬ：Equivalent Single Axle Load）混合物であった。これらのビチューメン混合物を、接頭語ＴおよびＰによって参照される二つのジャイレトリーコンパクタを使用して、６％〜８％の目標空隙レベルに締め固めた。Ｔで参照されるジャイレトリーコンパクタは、ノースカロライナ州リサーチトライアングルパークのTroxler Electronic Laboratories, Inc.によって製造された。Ｐで参照されるジャイレトリーコンパクタは、ペンシルバニア州グローブシティのPine Instrument Companyによって製造された。
【０１４２】
全ての試料を、９５ｍｍの高さおよび１５０ｍｍの直径に締め固めた。全ての試料を、公称１／８インチの壁厚を有する内径６インチの下水管から切り取った高さ約９７ｍｍのスリーブに挿入した。試料の頂部および底部は露出したままとした。締め固めた試料を、それぞれ２０個（１０Ｔおよび１０Ｐ）の試料を有する三つのグループに分けた。２０個の試料のグループＩは何の処理もせず、オーブン老朽化または自然に老朽化させた。２０個の試料のグループＩＩは、ＰＧ ６４Ｓ−２２ベースバインダから製造したカチオン性急速凝結（ＣＱＳ）乳剤の０．２ガロン／ｙｄ２当量で処理した。２０個の試料のグループＩＩＩは、乳化前に５％フィトステロールを添加したＰＧ ６４Ｓ−２２から製造したカチオン性急速凝結（ＣＱＳ）乳剤の０．２ガロン／ｙｄ２当量で処理した。ＣＱＳ乳剤の百分率残渣は、それぞれの場合において、６５％と６６％の間であった。発泡ブラシを使用して、下水管に挿入したジャイレトリー試料の頂部に乳剤を重量で塗布した。ジャイレトリー試料の頂部は、ジャイレトリー型から取り出したときの締め固めた試料の頂部であった。全ての試料の空隙をＡＡＳＨＴＯ Ｔ−１６６を用いて測定し、各試料に割り当てられた固有の英数字識別子について記録した。各試料を含む下水管の外側を、「未処理」、「ＣＱＳ」、または「ＣＱＳ＋ステロール」とラベル付けし、さらに、ＴまたはＰでラベル付けし、その後に、その特定の試料に割り当てた固有の数値識別子が続いた。
【０１４３】
一グループあたり２０試料の三つのグループを、さらに１０試料からなる三グループに分けた。１０個の試料の各サブグループは、１０個の未処理試料、１０個のＣＱＳ処理試料、および１０個のＣＱＳ＋ステロール処理試料を含み、１０個の試料の各グループは、５個のＴ試料および５個のＰ試料を含んでいた。３０個の試料の一つのサブグループを、老朽化のために７５℃に保持した強制通風オーブン内に配置し、３０個の試料の他のサブグループを、自然に老朽化させるために開放した状態で配置した。７５℃で２７日間、６０日間、９０日間、および１５２日間コンディショニングした後、オーブンコンディショニングしたサンプルをオーブンから取り出した。
【０１４４】
サンプルをオーブンコンディショニングすることによって老朽化を加速することは、舗装の現実世界の状態を可能な限り刺激する。現実世界の状態では、舗装層の温度が表面からの深さが増加することにつれて低下する。試験サンプルをＰＶＣスリーブに入れることによって、酸素がサンプルの側壁を通って移動することを防止し、それによって舗装の現実世界の状態を刺激する。
【０１４５】
表１〜５は、未処理、ＣＱＳ乳化剤、および５％の植物性ステロールを有するアスファルトから製造されたＣＱＳ乳化剤について、締め固めた混合物試料の上部１／２インチの層から回収したバインダサンプルを試験することによって得たデータをまとめる。
【０１４６】
表１は、全ての処理についてのベースデータまたはコントロールデータである。表１のデータは、処理されておらず、且つ老朽化されていない締め固めた混合試料から回収した。
【０１４７】
【表１】
2021500496.tif 000003
【０１４８】
表２〜５のデータは、強制通風オーブン中で７５℃にて２７日間、６０日間、９０日間、および１５２日間老朽化した後に回収したバインダデータをまとめる。表６のデータは、３３日間の自然老朽化後に回収したバインダデータをまとめる。１．０ｋＰａでのＰＧグレードおよび２．２ｋＰａでのＰＧグレードの両方は、バインダ剛性の相対的変化の指標を提供する。バインダが１．０ｋＰａまたは２．２ｋＰａの剛性を達成する温度が高いほど、バインダはより老朽化されている。低温剛性臨界温度（Ｓ‐臨界）および応力緩和臨界温度（ｍ‐臨界）は、回収したバインダの低温グレードでの変化を追跡する。これらの値は、本出願において参照されるＳｕｉらの手順に従って、４ｍｍ動的せん断レオメータ試験を用いて決定された。ΔＴｃで標識したパラメータは、Ｓ‐臨界値からｍ‐臨界値を減算することによって決定される。ΔＴｃの結果が負であればあるほど、そのバインダを含む混合物は疲労亀裂を受けやすくなる。バインダの−５℃未満のΔＴｃの値は、疲労亀裂を受けやすい混合物を示す。Ｒ‐値パラメータは、バインダがストレスを緩和する能力の指標である。より高いＲ‐値を有するバインダは、より厄介な緩和ストレスを有し、その結果、より亀裂を生じやすい。
【０１４９】
【表２】
2021500496.tif 000004
【０１５０】
【表３】
2021500496.tif 000005
【０１５１】
【表４】
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【０１５２】
【表５】
2021500496.tif 000007
【０１５３】
【表６】
2021500496.tif 000008
【０１５４】
これらの表にまとめたデータは、５％ステロールを有するベースバインダから製造したＣＱＳ乳剤で処理した試料から回収したバインダは、他の二つの処理と比較して、ｍ‐臨界温度の最低値、ΔＴｃの最小の負の値、および最低Ｒ‐値を有する、ことを示す。全ての老朽化ステップにおいて、ステロール含有処理は、コンディショニング温度および酸化的硬化から生じる老朽化の影響を遅らせた。
【０１５５】
図２〜６は、解釈を容易にするためにプロットした表１〜５からのデータを示す。老朽化したアスファルトバインダの場合、低温ｍ‐臨界値（図２）は、バインダの低温ＰＧグレードである。ｍ‐臨界温度は、応力緩和モジュラスマスター曲線の６０秒間で測定された勾配から得られる。ｍ‐臨界勾配値は、ウェスタン研究所（Western Research Institute）のＳｕｉおよびＦａｒｒａｒの研究によって示されるように、曲げビームレオメータもしくは試験（ＡＳＴＭ Ｄ６６４８）から、または４ｍｍ ＤＳＲ試験から得ることができる。バインダがより容易にストレスを緩和するほど、バインダの破損温度はより低くなるであろう。ステロール添加は、低温および中間温度でストレスを緩和するバインダの能力を改善することを示した。
【０１５６】
図３は、異なる老朽化時間における低温Ｓ‐臨界値または剛性臨界値のプロットである。図３は、任意の与えられた老朽化時間における処理間のＳ‐臨界値にわずかな変動があることを示す。Ｓ‐臨界温度は、ｍ‐臨界温度よりも低いが、バインダの低温破損グレードに関するＰＧバインダの特定が、これら二つの低温値の内のより温かい方に基づくことも強調する価値がある。従って、添加剤がｍ‐臨界値が低下する速度を遅くすることができる場合、バインダは、より良好な低温性能を有することになる。
【０１５７】
図４は、異なる老朽化時間におけるΔＴｃ値のプロットである。図４は、最初（２７日間）に、ＣＱＳとＣＱＳ＋ステロール乳剤との両方を混合試料に添加すると、０時間での元のΔＴｃと比較して、これらの二つの処理のΔＴｃ値が改善されたことを示す。未処理サンプルについて回収したバインダは、ΔＴｃが２℃を超えて減少したのに対して、プレーンのＣＱＳ処理サンプルについてのΔＴｃは、約０．５℃しか減少しなかったことを示している。ＣＱＳ＋ステロール処理サンプルのΔＴｃ値は０．６℃増加した。元の試料に添加された追加のアスファルトバインダは、ＣＱＳ処理した試料の老朽化速度の低下を説明し、追加のアスファルトバインダにステロールの影響を加えたものは、老朽化０日の混合物のΔＴｃと比較して、２７日間老朽化させた後に回収したバインダの改善を説明した。６０日間の老朽化後および９０日間の老朽化後に、ＣＱＳ＋ステロール処理試料から回収したバインダのΔＴｃ値は、未処理試料およびＣＱＳ処理試料のΔＴｃと比較して、−５℃よりもなお大きかった。１５２日間の老朽化の後でさえ、ＣＱＳ＋ステロール処理試料は、他の処理と比較して、より良好なΔＴｃ値を有する。
【０１５８】
図５は、異なる処理についてのバインダのレオロジカル指数またはＲ‐値のプロットである。Ｒ‐値は、バインダがストレスを緩和する能力の別の指標である。Ｒ‐値が増加するバインダは、ストレスを緩和する能力が低下している。Ｒ‐値を３未満に維持することが望ましく、図５が示すように、乳剤処理の最初の実施は、これら二つの処理についてＲ‐値を低下させたが、６０時間の老朽化によって、未処理試料およびＣＱＳ処理試料は、３より大きい値を有した。全老朽化シーケンスを通して、ＣＱＳ＋ステロール処理試料は、他の処理よりも一貫して良好なＲ‐値を有した。
【０１５９】
図６は、老朽化時間を伴う種々の処理から回収したバインダの高温ＰＧグレードのプロットである。データは、老朽化に伴う高温グレードにおける比較的わずかな変化を示すが、ＣＱＳ＋ステロール処理は、一貫して最も低い高温値を有する。バインダが轍に抵抗するのに十分な剛性を有し、典型的な中西部上部の米国気候で、これらのバインダの全てが十分な剛性を有する限り、バインダの高温特性はあまり重要ではない。
【０１６０】
表６および７は、６０日間および１５２日間の老朽化後の、締め固めた試料の上から二番目の１／２インチから回収したバインダの特性を示す。これらの間隔でこのデータを得る目的は、上部１／２インチの混合物層中のバインダの老朽化と比較して、これらの層中のバインダの老朽化を示すことであった。未処理試料からの上から二番目の１／２インチのバインダのΔＴｃ値を除いて、６０日間および１５２日間でのこれらの回収したバインダの特性は類似している。６０日間の未処理サンプルが−３．８０℃のΔＴｃを有するのは、ＣＱＳ処理およびＣＱＳ＋ステロール処理と比較して、より温かいＳ‐臨界値であることが原因である。より温かいＳ‐臨界値は、前記処理サンプルと比較して、剛性破損温度のより大きい老朽化を示し、混合物の上から二番目の１／２インチへのより多くの酸素移動が原因である。未処理試料は乳剤処理を受けなかったので、これらの未処理試料の表面ハーフインチは、酸素が混合物に浸透するためのより大きな機会を有するであろう。未処理６０日間の回収バインダのＲ‐値は他の二つの処理と類似しており、これは、応力緩和の類似する特性と一致し、また、上から二番目の１／２インチから回収したバインダについての全ての三つの処理のｍ‐臨界特性の類似性とも一致する。
【０１６１】
図７は、６０日間の老朽化で回収した、上部１／２インチと上から二番目の１／２インチとの間のＳ‐臨界データおよびｍ‐臨界データの棒グラフの比較を示す。図８は、６０日間の老朽化での同じバインダについてのΔＴｃとＲ‐値特性との間の比較を示す。図９および図１０は、１５２日間の老朽化後に回収したバインダの上部１／２インチおよび上から二番目の１／２インチから回収したバインダについての同様のそれぞれのプロットを示す。
【０１６２】
Ｓ‐臨界値は、いずれの処理についても深さに関してほとんど変化を示さず、また、ＣＱＳ＋ステロール処理の上部１／２インチについてのｍ‐臨界値は２．４℃であり、上から二番目のハーフインチからのバインダよりも良好な低温ｍ‐臨界値を示す。ＣＱＳ処理した試料が、上から二番目のハーフインチから回収したバインダよりも０．６℃良好なｍ‐臨界値を示したという事実は、混合物に添加された追加のバインダがＣＱＳ＋ステロール試料において、より大きく改善されたｍ‐臨界値の供給源ではなかったことを示し、ステロールを含有する乳剤のフォグシール処理が上部ハーフインチ層に存在することを示す。
【０１６３】
図８にプロットされたデータは、６０日間後の上部ハーフインチおよび上から二番目のハーフインチのバインダについてのΔＴｃ値を示す。ステロール処理した混合物の上部ハーフインチのＲ‐値も、上から二番目のハーフインチよりも低かった。
【０１６４】
図９は、１５２日間の老朽化後のＳ‐臨界比較およびｍ‐臨界比較を示す。Ｓ‐臨界データは、両方の層についての全ての処理について非常に類似している。ｍ‐臨界値は明確な差を示す。上から二番目のハーフインチ層は、わずかに温かいｍ‐臨界温度を有する未処理試料と非常に類似していた。ＣＱＳ処理した試料は、上から二番目のハーフインチと比較して、上部ハーフインチについて２．６７℃冷たい（すなわち、より良好）ｍ‐臨界値を有していた（−１０．０９℃対−７．４２℃）。これは、フォグシールに追加された余分なアスファルトに起因する。ＣＱＳ＋ステロールの上部ハーフインチは、しかしながら、ＣＱＳのみの処理よりも２．７℃冷たく（すなわち、より良好）、ＣＱＳ＋ステロール処理試料の第２の層よりも５．７℃冷たい（すなわち、より良好）ｍ‐臨界値を有していた。これは、ステロール処理試料が上部ハーフインチに存在することを示している。ＣＱＳ処理した結果はまた、フォグシール処理が一般に上部ハーフインチに存在する一方で、同時に、アスファルト乳剤を適用するだけでは、処理中にステロール添加物を存在させることによるのと同じ老朽化遅延の利益を提供しないことを強調することを示す。
【０１６５】
図１０は、１５２日間のコンディショニング後の三つの処理についてのΔＴｃおよびＲ‐値を比較する。未処理試料の両方の層ならびにＣＱＳ処理およびＣＱＳ＋ステロール処理の上から二番目のハーフインチのΔＴｃ値は、わずかに良好である乳剤処理試料と全て類似しており、このことは、これらの試料の表面に追加したアスファルトに起因していると考えられる。ＣＱＳ処理した試料は、上から二番目のハーフインチバインダよりも２．２℃良好な上部ハーフインチ層ΔＴｃを有していたが、ＣＱＳ＋ステロールの上部ハーフインチ層ΔＴｃは、上から二番目のハーフインチ層よりも５℃良好であった。Ｒ‐値データはまた、類似した相対的な性能も示す。未処理の試料はほぼ同一のＲ‐値を有し、ＣＱＳ処理した試料は、上部ハーフインチのバインダが上から二番目のハーフインチのバインダに対して０．２５のＲ‐値の改善を有し、且つＣＱＳ＋ステロール処理した試料が上から二番目のハーフインチのバインダに対して０．７４のＲ‐値の改善を有することを示している。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１Ａ】図１Ａは、アスファルト舗装の構造を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、表面処理を施した図１Ａのアスファルト舗装の構造を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、中間層を有するアスファルト舗装を示す。
【図２】図２は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対するｍ‐臨界をグラフで示す。
【図３】図３は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対するＳ‐臨界をグラフで示す。
【図４】図４は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対するΔＴｃをグラフで示す。
【図５】図５は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対するＲ‐値をグラフで示す。
【図６】図６は、７５℃におけるオーブン老朽化日数に対する１．０ｋＰａにおける高温ＰＧグレードをグラフで示す。
【図７】図７は、６０日間のオーブン老朽化後の、締め固めた試料の上部のハーフインチおよびその下のハーフインチから回収されたバインダのＳ‐臨界特性およびｍ‐臨界特性をグラフで示す。
【図８】図８は、６０日間のオーブン老朽化後の、締め固めた試料の上部のハーフインチおよびその下のハーフインチから回収されたバインダのΔＴｃ特性およびＲ‐値特性をグラフで示す。
【図９】図９は、１５２日間のオーブン老朽化後の、締め固めた試料の上部のハーフインチおよびその下のハーフインチから回収されたバインダのＳ‐臨界特性およびｍ‐臨界特性をグラフで示す。
【図１０】図１０は、１５２日間のオーブン老朽化後の、締め固めた試料の上部のハーフインチおよびその下のハーフインチから回収されたバインダのΔＴｃ特性およびＲ‐値特性をグラフで示す。
【図１Ａ】
2021500496.tif 000009
【図１Ｂ】
2021500496.tif 000010
【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2021500496.tif 000015
【図６】
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【図７】
2021500496.tif 000017
【図８】
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【図９】
2021500496.tif 000019
【図１０】
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【国際調査報告】
2021500496.tif 000021
2021500496.tif 000022
2021500496.tif 000023