(57)【要約】【課題】アスファルト再生材を原料とし、低コストで、敷設性の高い舗装材の製造を可能とする舗装材乾燥装置、舗装材乾燥方法、および舗装材製造設備を提供することを目的とする。【解決手段】舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する第一乾燥炉と、前記アスファルト再生材をマイクロ波により乾燥する第二乾燥炉とを備える。【選択図】図１
2008240506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する第一乾燥炉と、
前記アスファルト再生材をマイクロ波により乾燥する第二乾燥炉とを備える舗装材乾燥装置。
【請求項２】
前記第一乾燥炉は、前記アスファルト再生材を一次乾燥し、
前記第二乾燥炉は、前記第一乾燥炉によって一次乾燥された前記アスファルト再生材を二次乾燥する請求項１に記載の舗装材乾燥装置。
【請求項３】
前記第一乾燥炉および前記第二乾燥炉の少なくともいずれか一方が、前記アスファルト再生材を攪拌する攪拌手段を備える請求項１または請求項２に記載の舗装材乾燥装置。
【請求項４】
前記第一乾燥炉および前記第二乾燥炉の少なくともいずれか一方が、前記アスファルト再生材を間接的に加熱する間接加熱手段を備える請求項１から３のいずれかに記載の舗装材乾燥装置。
【請求項５】
前記第一乾燥炉は、前記アスファルト再生材を加熱するバーナを備える請求項１から４のいずれかに記載の舗装材乾燥装置。
【請求項６】
舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する乾燥炉を備え、
前記乾燥炉は、前記アスファルト再生材を間接加熱する第一加熱手段と、前記アスファルト再生材をマイクロ波により加熱する第二加熱手段と、前記アスファルト再生材を攪拌する攪拌手段とを備える舗装材乾燥装置。
【請求項７】
舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する乾燥炉を備え、
前記乾燥炉は、前記アスファルト再生材を熱風により加熱する第一加熱手段と、前記アスファルト再生材をマイクロ波により加熱する第二加熱手段と、前記アスファルト再生材を攪拌する攪拌手段とを備える舗装材乾燥装置。
【請求項８】
舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する乾燥炉を備え、
前記乾燥炉は、前記アスファルト再生材を間接加熱する間接加熱手段と、前記アスファルト再生材を攪拌する攪拌手段とを備える舗装材乾燥装置。
【請求項９】
請求項１から５のいずれかに記載の前記第二乾燥炉または請求項６から８のいずれかに記載の前記乾燥炉において、前記アスファルト再生材の投入部および排出部の少なくともいずれか一方に、中空の導波管であってマイクロ波を遮断するカットオフ導波管を１個以上有する舗装材乾燥装置。
【請求項１０】
請求項１から５のいずれかに記載の前記第二乾燥炉または請求項６から８のいずれかに記載の前記乾燥炉において、前記アスファルト再生材の投入部および排出部の少なくともいずれか一方に、二重扉を有する舗装材乾燥装置。
【請求項１１】
請求項１から５のいずれかに記載の前記第一乾燥炉および前記第二乾燥炉、並びに請求項６から８のいずれかに記載の前記乾燥炉の少なくとも１つに、必要に応じて低酸素濃度ガスを供給する低酸素濃度ガス供給手段を備える舗装材乾燥装置。
【請求項１２】
請求項１から５のいずれかに記載の前記第一乾燥炉および前記第二乾燥炉、並びに請求項６から８のいずれかに記載の前記乾燥炉の少なくとも１つに、マイクロ波による加熱によって発生した水蒸気を排気する排気手段を備える舗装材乾燥装置。
【請求項１３】
舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材に対して、外側から熱を加えて乾燥させる一次乾燥工程と、
一次乾燥された前記アスファルト再生材にマイクロ波を照射して乾燥させる二次乾燥工程と
を具備する舗装材乾燥方法。
【請求項１４】
舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を加熱する加熱炉と、
該加熱炉により加熱したアスファルト再生材を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクに貯留されたアスファルト再生材と新たに供給されるアスファルトおよび骨材とを混合して舗装材を製造する混合機と、
前記加熱炉、前記混合機、および前記加熱炉と前記混合機との間からなる群より選択されるいずれかに設けられ、前記アスファルト再生材または前記舗装材にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段と
を備える舗装材製造設備。
【請求項１５】
前記マイクロ波照射手段によりマイクロ波を照射される前記アスファルト再生材または前記舗装材の温度が、１４０℃以上１６０℃以下とされている請求項１４に記載の舗装材製造設備。
【請求項１６】
前記マイクロ波照射手段が、前記混合機に設けられた請求項１４または請求項１５に記載の舗装材製造設備。
【請求項１７】
前記加熱炉が、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の舗装材乾燥装置である請求項１４から請求項１６のいずれかに記載の舗装材製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト再生材を原料とした舗装材乾燥装置、舗装材乾燥方法、および舗装材製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路等の舗装材として、現在では既設のアスファルト舗装材を原料としたアスファルト再生材が主流となっている。このアスファルト再生材により舗装材を製造する場合、アスファルト再生材を熱風によって直接加熱して乾燥させる方法が一般的に行われている。
【０００３】
ここで、アスファルト再生材は、舗装道路を剥ぎ取り砕いたものであるため、骨材（石）の表面にアスファルトが付着している。このアスファルトは、例えば160℃を超えると酸化劣化を生じ、アスファルト製品の敷設性が悪化してしまう。
また、アスファルトが劣化しない温度域で加熱を行うと、骨材の芯まで加熱することができないため、温度低下（例えば140℃以下）が起こりやすい。その結果、アスファルト再生材は、粘度が高くなり、敷設性が悪くなってしまう。
そのため、従来は、アスファルトの劣化を抑制するため極力加熱温度を低くする必要があるにも関わらず、熱風加熱による温度のバラツキおよび温度低下による敷設性悪化を防ぐために、劣化温度以上で加熱せざるを得なかった。
【０００４】
アスファルトと骨材とを混合させたアスファルト混合物の加熱・乾燥方法として、マイクロ波による加熱・乾燥方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。具体的には、ベルトコンベアにて搬送されてくるアスファルト混合物に、マイクロ波を照射することにより加熱している。マイクロ波は、通常の外熱加熱に比べて熱効率が高く、加熱電力の制御が容易である。また、応答性にも優れるため、温度の制御も比較的容易であるなどの特徴を有している。
【特許文献１】特開平２−１８３００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、マイクロ波のみでアスファルト混合物を加熱するためには、大量の電力を必要とし、経済性に劣るという問題がある。
また、加熱に時間もかかり、効率的な乾燥を行うことができないという問題もある。また、アスファルト混合物からベルトコンベアへ熱が伝わるために、ベルトコンベア付近のアスファルト混合物の温度が低下し、アスファルト混合物内部の温度分布が不均一となる。その結果、アスファルト混合物の粘度が高くなり、敷設性が悪化するという問題がある。さらに、空気中で加熱を行うため、アスファルトの酸化（劣化）が容易に起こる。その結果、アスファルト混合物の粘度が高くなり、敷設性がさらに悪化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、アスファルト再生材を原料とし、低コストで、敷設性の高い舗装材の製造を可能とする舗装材乾燥装置、舗装材乾燥方法、および舗装材製造設備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】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する第一乾燥炉と、前記アスファルト再生材をマイクロ波により乾燥する第二乾燥炉とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このような舗装材乾燥装置によれば、アスファルト再生材中のアスファルト（以下、「再生アスファルト」という。）に対して二段階の加熱を行うことにより、過加熱によるアスファルトの劣化を防止しつつ、アスファルト再生材中の骨材（以下、「再生骨材」という。）を内部まで十分に加熱することができる。これにより、アスファルト再生材を適切な粘度とすることができ、このアスファルト再生材からなる舗装材料を敷設する際の作業性を向上させることが可能となる。特に、マイクロ波による加熱では、アスファルト再生材を内部から暖めることができるので、再生骨材の表面に付着している再生アスファルトを過加熱することなく、再生骨材を効果的に加熱することが可能となる。
このように、低コストでアスファルト再生材を全体的に加熱することが可能な第一乾燥炉と、応答性に優れ内部から加熱することが可能な第二乾燥炉とを組み合わせることで、熱伝導率の低い再生骨材と、熱劣化しやすい再生アスファルトとからなるアスファルト再生材を、効率的に、かつ、略均一に加熱することが可能となる。
また、マイクロ波を照射することにより、アスファルト再生材内の骨材およびアスファルトの極性の向きが揃えられ、骨材とアスファルトとの結合力が強化される。これにより、舗装材の引張強度を増大させ、舗装道路の耐久性を向上させることが可能となる。特に、排水性アスファルトは、透水性を確保するために多くの空隙を有しており、骨材とアスファルトとの結合力がより大きく必要とされるので、その乾燥装置として好適である。
【０００９】
また、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、前記第一乾燥炉は、前記アスファルト再生材を一次乾燥し、前記第二乾燥炉は、前記第一乾燥炉によって一次乾燥された前記アスファルト再生材を二次乾燥することを特徴とする。
【００１０】
このような舗装材乾燥装置によれば、第一乾燥炉により一次乾燥（予備加熱）されたアスファルト再生材をマイクロ波により更に加熱するので、マイクロ波のみでアスファルト再生材を加熱する場合に比べ、低コストで、効率的なアスファルト再生材の加熱が可能である。特に、最終的には、アスファルト再生材をマイクロ波により二次乾燥するため、一次乾燥（予備加熱）では昇温を抑えることができる。これにより、再生骨材表面に付着した再生アスファルトを過加熱によって劣化させることなく、再生骨材を十分に加熱することが可能となる。
【００１１】
また、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、前記第一乾燥炉および前記第二乾燥炉の少なくともいずれか一方が、前記アスファルト再生材を攪拌する攪拌手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
このような舗装材乾燥装置によれば、攪拌しながら加熱を行うことにより、アスファルト再生材を均一的に加熱することが可能である。
【００１３】
また、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、前記第一乾燥炉および前記第二乾燥炉の少なくともいずれか一方が、前記アスファルト再生材を間接的に加熱する間接加熱手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
第一乾燥炉に間接加熱する手段が備えられた舗装材乾燥装置によれば、第一乾燥炉にて、間接加熱を行うことにより、アスファルト再生材を効率的に一次乾燥（予備加熱）することが可能である。また、アスファルト再生材に直接炎が当たることがないため、再生アスファルトの劣化の可能性を低減することができる。さらに、間接加熱の熱源として、他の装置の排熱を利用することができ、熱源のコスト削減を図ることが可能である。
第二乾燥炉に間接加熱する手段が備えられた舗装材乾燥装置によれば、第二乾燥炉にて、マイクロ波の照射および間接加熱をすることにより、一次乾燥（予備加熱）されたアスファルト再生材を、効率的に二次乾燥することが可能である。また、マイクロ波の出力量を低減させ、コストの削減を図ることができる。また、間接加熱の熱源として、他の装置から回収した排熱を利用することが可能である。さらに、マイクロ波により加熱されたアスファルト再生材の熱量が、第二乾燥炉内壁面に放熱されることを防止し、より均一的な加熱を行うことが可能となる。
【００１５】
また、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、前記第一乾燥炉は、前記アスファルト再生材を加熱するバーナを備えることを特徴とする。
【００１６】
このような舗装材乾燥装置によれば、第一乾燥炉にて、バーナを燃焼させることにより、アスファルト再生材を効率的に一次乾燥（予備加熱）することが可能である。
【００１７】
さらに、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する乾燥炉を備え、前記乾燥炉は、前記アスファルト再生材を間接加熱する第一加熱手段と、前記アスファルト再生材をマイクロ波により加熱する第二加熱手段と、前記アスファルト再生材を攪拌する攪拌手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
このような舗装材乾燥装置によれば、乾燥炉にて、攪拌しながら、マイクロ波の照射および間接加熱をすることにより、アスファルト再生材を効率的に、かつ、均一的に加熱することが可能である。また、マイクロ波の出力量を低減させ、コストの削減を図ることができる。また、間接加熱の熱源として、他の装置から回収した排熱を利用することが可能である。また、マイクロ波により加熱されたアスファルト再生材の熱量が、乾燥炉内壁面に放熱されることを防止し、より均一的な加熱を行うことが可能となる。さらに、１台の乾燥炉にて上記加熱を行うことにより、装置コストおよび装置の設置スペースの低減を図ることが可能となる。また、アスファルト再生材を搬送する際に失われる熱量を削減することも可能である。
また、マイクロ波を照射することにより、アスファルト再生材内の骨材およびアスファルトの極性の向きが揃えられ、骨材とアスファルトとの結合力を強化させることが可能となる。
【００１９】
さらに、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する乾燥炉を備え、前記乾燥炉は、前記アスファルト再生材を熱風により加熱する第一加熱手段と、前記アスファルト再生材をマイクロ波により加熱する第二加熱手段と、前記アスファルト再生材を攪拌する攪拌手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
このような舗装材乾燥装置によれば、乾燥炉にて、攪拌しながら、マイクロ波の照射および直接加熱をすることにより、アスファルト再生材を効率的に、かつ、均一的に加熱することが可能である。また、マイクロ波の出力量を低減させ、コストの削減を図ることができる。また、第一加熱手段の熱源として、他の装置から回収した排熱を利用することが可能である。また、乾燥炉の構造を簡素化することにより、装置コストの低減を図ることも可能である。さらに、１台の乾燥炉にて上記加熱を行うことにより、装置コストおよび装置の設置スペースの低減を図ることが可能となる。また、アスファルト再生材を搬送する際に失われる熱量を削減することも可能である。
また、マイクロ波を照射することにより、アスファルト再生材内の骨材およびアスファルトの極性の向きが揃えられ、骨材とアスファルトとの結合力を強化させることが可能となる。
【００２１】
さらに、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を乾燥する乾燥炉を備え、前記乾燥炉は、前記アスファルト再生材を間接加熱する間接加熱手段と、前記アスファルト再生材を攪拌する攪拌手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
このような舗装材乾燥装置によれば、乾燥炉にて、攪拌しながら間接加熱をすることにより、アスファルト再生材を均一的に加熱することが可能である。また、間接加熱の熱源として、他の装置から回収した排熱を利用することにより、コストの削減を図ることが可能である。また、乾燥炉の構造を簡素化することにより、装置コストの低減を図ることも可能である。さらに、１台の乾燥炉にて上記加熱を行うことにより、装置コストおよび装置の設置スペースの低減を図ることが可能となる。また、アスファルト再生材を搬送する際に失われる熱量を削減することも可能である。
【００２３】
また、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、前記第二乾燥炉または前記乾燥炉において、前記アスファルト再生材の投入部および排出部の少なくともいずれか一方に、中空の導波管であってマイクロ波を遮断するカットオフ導波管を１個以上有することを特徴とする。
【００２４】
このような舗装材乾燥装置によれば、マイクロ波を漏洩させることなく、アスファルト再生材を、第二乾燥炉または乾燥炉へ投入すること、および、第二乾燥炉または乾燥炉から排出することが可能となる。
【００２５】
また、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、前記第二乾燥炉または前記乾燥炉において、前記アスファルト再生材の投入部および排出部の少なくともいずれか一方に、二重扉を有することを特徴とする。
【００２６】
このような舗装材乾燥装置によれば、マイクロ波を漏洩させることなく、アスファルト再生材を、第二乾燥炉または乾燥炉へ投入すること、および、第二乾燥炉または乾燥炉から排出することが可能となる。さらに、各扉の大きさは、マイクロ波の波長に対する制約がないため、再生アスファルトの閉塞を防止した設計が可能となる。
【００２７】
また、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、前記第一乾燥炉、前記第二乾燥炉、および前記乾燥炉のいずれかに、必要に応じて低酸素濃度ガスを供給する低酸素濃度ガス供給手段を備えることを特徴とする。
【００２８】
このような舗装材乾燥装置によれば、乾燥炉内壁面の表面温度が劣化温度以上となる場合には、低酸素濃度ガスを供給することにより、乾燥炉内の酸素濃度を低下させ、再生アスファルトの劣化を抑制することが可能である。
【００２９】
また、本発明にかかる舗装材乾燥装置は、前記第一乾燥炉、前記第二乾燥炉、および前記乾燥炉のいずれかに、マイクロ波による加熱によって発生した水蒸気を排気する排気手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
このような舗装材乾燥装置によれば、排気手段により水分を排出することができる。これにより、マイクロ波のエネルギーが水分の温度上昇および蒸発に使われることを防止することができる。
【００３１】
さらに、本発明にかかる舗装材乾燥方法は、舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材に対して、外側から熱を加えて乾燥させる一次乾燥工程と、一次乾燥された前記アスファルト再生材にマイクロ波を照射して乾燥させる二次乾燥工程とを具備することを特徴とする。
【００３２】
このような舗装材の乾燥方法によれば、一次乾燥（予備加熱）されたアスファルト再生材をマイクロ波により更に加熱するので、マイクロ波のみでアスファルト再生材を加熱する場合に比べ、低コストで、効率的なアスファルト再生材の加熱が可能である。特に、最終的には、アスファルト再生材をマイクロ波により二次乾燥するため、一次乾燥（予備加熱）では昇温を抑えることができる。これにより、再生骨材表面に付着した再生アスファルトを過加熱によって劣化させることなく、再生骨材を十分に加熱することが可能となる。その結果、このアスファルト再生材からなる舗装材料を敷設する際の作業性を向上させることが可能となる。なお、一次乾燥工程と二次乾燥工程とは同一の炉内で行っても良いし、異なる炉内で行ってもよい。
【００３３】
さらに、本発明にかかる舗装材製造設備は、舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を加熱する加熱炉と、該加熱炉により加熱したアスファルト再生材を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留されたアスファルト再生材と新たに供給されるアスファルトおよび骨材とを混合して舗装材を製造する混合機と、前記加熱炉、前記混合機、および前記加熱炉と前記混合機との間からなる群より選択されるいずれかに設けられ、前記アスファルト再生材または前記舗装材にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段とを備えることを特徴とする。
【００３４】
このような舗装材製造設備によれば、マイクロ波照射手段によってマイクロ波を照射することにより、アスファルト再生材または舗装材内の骨材およびアスファルトの極性の向きが揃えられ、クーロン力により骨材とアスファルトとの結合力が強化される。これにより、舗装材の引張強度を増大させ、舗装道路の耐久性を向上させることが可能となる。
特に、排水性アスファルトは、透水性を確保するために多くの空隙を有しており、骨材とアスファルトとの結合力がより大きく必要とされるので、その製造設備として好適である。
また、マイクロ波照射手段を加熱炉、混合機、および加熱炉と混合機との間からなる群より選択されるいずれかに設けることで、マイクロ波を照射された部分が混合機により撹拌されるので、均一的な強度を有する舗装材を製造することが可能となる。
【００３５】
また、本発明にかかる舗装材製造設備は、前記マイクロ波照射手段によりマイクロ波を照射される前記アスファルト再生材または前記舗装材の温度が、１４０℃以上１６０℃以下とされていることを特徴とする。
【００３６】
アスファルト再生材または舗装材の温度を１４０℃以上とすることによって、アスファルトの流動性を高め、骨材への付着性を向上させることができる。また、アスファルト再生材または舗装材の温度を１６０℃以下とすることにより、アスファルトの酸化劣化に起因する舗装材の敷設性悪化を防止することが可能となる。
【００３７】
また、本発明にかかる舗装材製造設備は、前記マイクロ波照射手段が、前記混合機に設けられたことを特徴とする。
【００３８】
マイクロ波照射手段を混合機に設けることにより、新たに供給されるアスファルトおよび骨材についても極性の向きを揃え、その結合力を向上させることができるので、舗装材の引張強度をより増大させることができる。
【００３９】
また、本発明にかかる舗装材製造設備は、前記加熱炉が、上記の舗装材乾燥装置であることを特徴とする。
【００４０】
このようにすることで、アスファルトの酸化劣化に起因する舗装材の敷設性悪化を防止しつつ、舗装材の強度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の舗装材乾燥装置によれば、過加熱によるアスファルトの劣化を防止しつつ、再生骨材を内部まで十分に加熱することができる。これにより、アスファルト再生材を適切な粘度とすることができ、このアスファルト再生材からなる舗装材料を敷設する際の作業性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［第１の実施形態］
以下に、本発明に係る舗装材乾燥装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に本実施形態に係る舗装材乾燥装置の構成概略図を示す。図１に示すように、本実施形態に係る舗装材乾燥装置は、第一乾燥炉１と第二乾燥炉２の二段構成とされている。第一乾燥炉１と第二乾燥炉２には、それぞれ図示しない撹拌機が設けられ、アスファルト再生材を攪拌しながら、各乾燥炉内を搬送することが可能な構成とされている。第一乾燥炉１および第二乾燥炉２の具体例として、例えば、回転ドラムと、回転ドラム内面に回転軸方向に対して螺旋状の撹拌翼とを有するロータリーキルン乾燥機が用いられる。
【００４３】
第一乾燥炉１は、アスファルト再生材をバーナにより加熱する構成とされており、アスファルト再生材を第一乾燥炉１に搬送するコンベア１０と、ガス等の燃料などを空気と混合して燃焼させるバーナ１１とを備えている。
【００４４】
第二乾燥炉２は、アスファルト再生材をマイクロ波により加熱する構成とされており、マイクロ波を発生させるマイクロ波発振器２５と、マイクロ波を伝送する導波管２６と、マイクロ波の出力を制御するマイクロ波制御装置２３とを備えている。また、アスファルト再生材に吸収されずにマイクロ波発振器に戻ってきたマイクロ波を吸収するアイソレーター２４が安全装置として組み込まれている。
【００４５】
また、マイクロ波が、第二乾燥炉２内から漏洩することを防止するために、アスファルト再生材の投入部２１および排出部２２は、図８に示すように、入口部５０と出口部５２との間にパイプ５１を複数設けた構造とされている。パイプ５１は、マイクロ波が漏洩しない（十分減衰する）構造をもつカットオフ導波管とされている。
ここで、矩形のカットオフ導波管での減衰率αは、一般的に以下の（１）式で表され、この式から導波管の形状および導電率などを検討することができる。
α＝(ε0ω/(2σ))0.5(1/ｂ)(1+2ｂ/ａ(λ/λc)2/(1-(λ/λc)2)0.5・・・（１）
（１）式において、ε0は真空中の誘電率、ωは周波数、σは導電率、ａは導波管の横断面における長辺の長さ、ｂは導波管の横断面における短辺の長さ、λは波長、λcはカットオフ波長を表している。
例えば、2.45GHzの周波数を有するマイクロ波において、減衰率を−80dBとなるように設計する場合、カットオフ導波管の構造として、管径50mm、長さ175mmのパイプを用いればよい。
なお、図９（ａ）から（ｃ）に示すように、パイプ５１の横断面形状は、円形でも、六角形でも、四角形などでも良い。
【００４６】
上記構成の舗装材乾燥装置において、アスファルト再生材を第一乾燥炉１にて一次乾燥し、一次乾燥されたアスファルト再生材を第二乾燥炉２にて二次乾燥する。この工程について、主に図１を参照して説明する。
まず、アスファルト再生材をコンベア１０によって第一乾燥炉１の投入部１２へ搬送する。第一乾燥炉１に搬送されたアスファルト再生材は、バーナ１１の燃焼により、予備加熱（例えば、加熱後の温度が１３０℃から１４０℃の範囲になるように）される。この際、第一乾燥炉１内のアスファルト再生材は、図示しない撹拌機により撹拌されながら加熱されるため、均一的に予備加熱される。また、この段階でアスファルト再生材に含まれる水分を蒸発させ取り除いておく。
予備加熱されたアスファルト再生材は、図示しない撹拌機によって第一乾燥炉１内を搬送され、第一乾燥炉１の排出部１３より排出される。
第一乾燥炉１より排出されたアスファルト再生材は、重力またはコンベアにより、第二乾燥炉２の投入部２１へ投入される。投入部２１においては、図８に示すように、入口部５０に投入されたアスファルト再生材は、複数のパイプ５１を通って、出口部５２より第二乾燥炉２へ排出される。第二乾燥炉２に搬送されたアスファルト再生材は、マイクロ波により、二次加熱（加熱後の温度が１４０℃から１６０℃の範囲になるように）される。第一乾燥炉１で水分を蒸発させたため、マイクロ波エネルギーを水分に吸収されること無く、骨材の加熱に利用することができる。この際、第二乾燥炉２内のアスファルト再生材は、図示しない撹拌機により撹拌されながら加熱されるため、均一的に二次加熱される。二次加熱されたアスファルト再生材は、図示しない撹拌機により第二乾燥炉２内を搬送され、第二乾燥炉２の排出部２２より排出される。ここで、排出部２２の構造は、図８に示す前述の投入部２１と同様である。このように、マイクロ波を遮断するパイプ５１を有する投入部２１および排出部２２を設けることにより、第二乾燥炉２からマイクロ波が漏洩することを防止することが可能となる。
【００４７】
以上のように、本実施形態にかかる舗装材乾燥装置によれば、二段階の加熱を行うことにより、過加熱によるアスファルトの劣化を防止しつつ、再生骨材を内部まで十分に加熱することができる。これにより、アスファルト再生材を適切な粘度とすることができ、このアスファルト再生材からなる舗装材料を敷設する際の作業性を向上させることが可能となる。特に、マイクロ波による加熱では、アスファルト再生材を内部から暖めることができるので、再生骨材の表面に付着している再生アスファルトを過加熱することなく、再生骨材を効果的に加熱することが可能となる。
このように、低コストでアスファルト再生材を全体的に加熱することが可能な第一乾燥炉１と、応答性に優れ内部から加熱することが可能な第二乾燥炉２とを組み合わせることで、熱伝導率の低い再生骨材と、熱劣化しやすい再生アスファルトとからなるアスファルト再生材を、効率的に、かつ、略均一に加熱することが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態において、アスファルト再生材の投入部２１および排出部２２は、図１０に示すように、二重の扉を設けた構造としても良い。この投入部２１および排出部２２によれば、アスファルト再生材を投入する際には扉５５または扉５６を閉めておき、
アスファルト再生材を排出する際には扉５５を閉めた状態で扉５６を開く。これにより、マイクロ波の漏洩を防ぐことが可能である。また、扉５５および扉５６の大きさについて、マイクロ波の波長に対する制約がないため、再生アスファルトの閉塞を防止した設計が可能となる。
【００４９】
また、第二乾燥炉２に放射温度計６０を設けることにより、アスファルト再生材の詳細な温度を検出することが可能となる。例えば、図１１に示すように、第二乾燥炉２内に窓材６２を設け、窓材６２にカットオフ導波管６１を接続し、他端側に放射温度計６０を配設する。
上記構成の第二乾燥炉２によれば、アスファルト再生材の温度を、カットオフ導波管６１を介して、放射温度計６０によってリアルタイムで測定することができる。このアスファルト再生材の温度をもとに、マイクロ波の出力制御をすることによって、第二乾燥炉２内のアスファルト再生材の詳細な温度調節が可能となる。
また、図１２に示すように、第二乾燥炉２外壁面の温度を熱電対６６と温度計表示部６７によって、アスファルト再生材の温度をリアルタイムで測定することが可能である。なお、その際には、第二乾燥炉２内部にファイバー温度計を入れて、第二乾燥炉２外壁面の温度とアスファルト再生材温度との相関を予め計測しておく必要がある。これにより、第二乾燥炉２内のアスファルト再生材の詳細な温度調節が可能となる。同様に、図１３に示すように、第二乾燥炉２内部のガス温度と再生材温度との相関を予め計測し、実際にはガス温度をファイバー温度計６８でモニタすることによりアスファルト再生材の温度調節をすることも可能となる。
また、第二乾燥炉２から出てきたアスファルト再生材温度を直接熱電対により計測することにより運転条件が適正であるかを確認し、運転条件に反映させる。
これら温度計測方法は個別に運用することも可能であるが、複数の計測方法を同時に用いて総合的にアスファルト再生材温度を判断することにより、温度の計測精度を向上することが可能である。
なお、図１１乃至図１３に示すように、導波管２６の第二乾燥炉２内部側先端には樹脂キャップ６３を設けることとしてもよい。これにより、マイクロ波の伝搬を妨害することなく、導波管２６内に水蒸気や異物が進入することを防止することができる。
また、カットオフ導波管６１、導波管２６は共に第二乾燥炉２のフード６５に固定されているため、第二乾燥炉２の回転に伴って回転することはない。
【００５０】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態の舗装材乾燥装置が第１の実施形態と異なる点は、第一乾燥炉１においてバーナ１１の代わりに、アスファルト再生材を間接的に加熱する間接加熱部１５を設け、さらに、低酸素濃度ガスを供給する低酸素濃度ガス供給部１７を設けた点である。以下、本実施形態の舗装材乾燥装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００５１】
第一乾燥炉１は、アスファルト再生材を間接加熱部１５により間接的に加熱する構成とされている。間接加熱部１５は、熱源となる熱風を吹き込むための給気口１６ａと、熱風を排気するための排気口１６ｂとを備えている。
【００５２】
また、第一乾燥炉１は、加熱されたアスファルト再生材に低酸素濃度ガス供給部１７により低酸素濃度ガスを供給することが可能な構成とされている。低酸素濃度ガス供給部１７は、低酸素濃度ガスを吹き込むための給気口１８ａと、低酸素濃度ガスを排気するための排気口１８ｂとを備えている。
【００５３】
上記構成の舗装材乾燥装置において、コンベア１０によって第一乾燥炉１に搬送されたアスファルト再生材は、間接加熱部１５により、予備加熱（例えば１３０℃から１４０℃）される。この際、第一乾燥炉１内のアスファルト再生材は、図示しない撹拌機により撹拌されながら加熱されるため、均一的に予備加熱される。なお、第一乾燥炉１内壁面の表面温度がアスファルトの劣化温度以上となる場合には、給気口１８ａより、例えば窒素や燃焼排ガス等の低酸素濃度ガスを供給する。
予備加熱されたアスファルト再生材は、第１の実施形態と同様に、第二乾燥炉２にてマイクロ波により、二次加熱（加熱後の温度が１４０℃から１６０℃の範囲になるように）される。
【００５４】
本実施形態にかかる舗装材乾燥装置によれば、アスファルト再生材に直接炎が当たることがないため、再生アスファルトの劣化の可能性を低減することができる。さらに、間接加熱部１５の熱源として、他の装置の排熱を利用することができ、熱源のコスト削減を図ることが可能である。また、加熱されたアスファルト再生材の熱量が、第一乾燥炉１内壁面に放熱されることを防止し、より均一的な加熱を行うことが可能となる。さらに、必要に応じて、低酸素濃度ガスを供給することにより、第一乾燥炉１内の酸素濃度を低下させ、再生アスファルトの劣化を抑制することが可能である。
【００５５】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態の舗装材乾燥装置が前述の各実施形態と異なる点は、第二乾燥炉２においてアスファルト再生材を間接的に加熱する間接加熱部３０を設け、さらに、低酸素濃度ガスを供給する低酸素濃度ガス供給部３２を設けた点である。以下、本実施形態の舗装材乾燥装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００５６】
第二乾燥炉２は、間接加熱部３０と低酸素濃度ガス供給部３２とを備えている。間接加熱部３０は、熱源となる熱風を吹き込むための給気口３１ａと、熱風を排気するための排気口３１ｂとを備えている。低酸素濃度ガス供給部３２は、低酸素濃度ガスを吹き込むための給気口３３ａと、低酸素濃度ガスを排気するための排気口３３ｂとを備えている。
【００５７】
上記構成の舗装材乾燥装置において、第１の実施形態と同様に、第一乾燥炉１にて予備加熱されたアスファルト再生材は、第二乾燥炉２にてマイクロ波および間接加熱部３０により、二次加熱（加熱後の温度が１４０℃から１６０℃の範囲になるように）される。
【００５８】
本実施形態にかかる舗装材乾燥装置によれば、第二乾燥炉２においてマイクロ波と間接加熱部３０の両方により二次加熱することで、マイクロ波の出力を低減させ、コストの削減を図ることが可能である。また、二次加熱に要する時間も短縮することが可能である。さらに、マイクロ波により加熱されたアスファルト再生材の熱量が、第二乾燥炉２内壁面に放熱されることを防止し、より均一的な加熱を行うことが可能となる。
なお、図４に示すように、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせることによって、前述の各実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態の舗装材乾燥装置が前述の各実施形態と異なる点は、乾燥炉は１台とし、乾燥炉３において間接加熱部１５と、低酸素濃度ガス供給部１７と、マイクロ波による加熱手段とを設けた点である。以下、本実施形態の舗装材乾燥装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００６０】
本実施形態にかかる舗装材乾燥装置によれば、１台の乾燥炉３にて加熱を行うことにより、装置コストおよび装置の設置スペースの低減を図ることが可能となる。また、アスファルト再生材を搬送する際に失われる熱量を削減することも可能である。
また、マイクロ波による加熱によって発生した水蒸気は、アスファルト再生材の入口側に設けた図示しないダクトから排気され、マイクロ波が水蒸気の加熱に浪費されるのを抑制する構造となっている。さらに、ダクト開口部はマイクロ波漏洩防止のためのメッシュを有している。
なお、図７に示すように、アスファルト再生材の加熱手段として、間接加熱部１５のみとすることにより、さらに装置コストの低減を図ることが可能である。
【００６１】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態の舗装材乾燥装置が前述の各実施形態と異なる点は、熱風を直接乾燥炉３内部に吹き込むことにより加熱する第一加熱部４０を設けた点である。以下、本実施形態の舗装材乾燥装置について、前述の各実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００６２】
第一加熱部４０は、熱源となる熱風を吹き込むための給気口４１ａと、熱風を排気するための排気口４１ｂとを備えている。
【００６３】
本実施形態にかかる舗装材乾燥装置によれば、第一加熱部４０の熱源として、他の装置から回収した排熱を利用することが可能である。また、乾燥炉の構造を簡素化することにより、装置コストの低減を図ることも可能である。
【００６４】
〔適用例〕
次に、本発明の第１の実施形態に係る舗装材乾燥装置を舗装材製造設備に適用した例について、図１４を用いて説明する。
本適用例にかかる舗装材製造設備１００は、舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材を加熱する第１の実施形態に係る舗装材乾燥装置１０１と、舗装材乾燥装置１０１により加熱したアスファルト再生材を貯留する貯留タンク１０２と、例えばレジン等の軟化剤を貯留する軟化剤タンク１０３と、ストレートアスファルトを貯留するアスファルトタンク１０４と、山から採石したバージン骨材を加熱する骨材加熱炉１０５と、貯留タンク１０２から供給されるアスファルト再生材、軟化剤タンク１０３から供給される軟化剤、アスファルトタンク１０４から供給されるストレートアスファルト、および骨材加熱炉１０５より供給されるバージン骨材を混合する混合機１０６とを備えている。ここで、舗装材乾燥装置１０１は、前述のマイクロ波発振器２５、導波管２６、マイクロ波制御装置２３、およびアイソレーター２４を構成要素とするマイクロ波照射装置１０７を備えている。
【００６５】
上記構成を有する舗装材製造設備１００における舗装材の製造工程について以下に説明する。
舗装道路から剥ぎ取ったアスファルト再生材は、舗装材乾燥装置１０１に供給され、第一乾燥炉１においてバーナによる加熱が行われ、第二乾燥炉２においてマイクロ波照射装置１０７によるマイクロ波の照射が行われる。
なお、マイクロ波照射装置１０７によりマイクロ波を照射する際、アスファルト再生材の温度は、１４０℃以上１６０℃以下とされている。このように、アスファルト再生材の温度を１４０℃以上とすることによって、アスファルトの流動性を高め、骨材への付着性を向上させることができる。また、アスファルト再生材の温度を１６０℃以下とすることにより、アスファルトの酸化劣化に起因する舗装材の敷設性悪化を防止することが可能となる。
【００６６】
舗装材乾燥装置１０１により加熱されたアスファルト再生材は、貯留タンク１０２に供給されて一時貯留される。貯留タンク１０２には、例えば電熱ヒータ等の加熱装置が設けられており、内部のアスファルト再生材が保温される。貯留タンク１０２に一時貯留される時間は、１０時間以内が一般的であり、その際の保温温度は１６０℃から１７０℃である。
このように一時貯留されたアスファルト再生材は、舗装材の必要時期および必要量に応じて混合機１０６に供給される。なお、その供給量は、最終的な製品である舗装材の５割から６割であることが一般的である。
【００６７】
一方、舗装材の必要時期および必要量に応じて、骨材加熱炉１０５により、山から採石したバージン骨材が１６０℃から１７０℃となるように直接加熱され、混合機１０６に供給される。また、混合機１０６には、軟化剤タンク１０３に貯留された軟化剤およびアスファルトタンク１０４に貯留されたストレートアスファルトが供給される。なお、プラントによっては、軟化剤を舗装材乾燥装置１０１入口で添加してもよい。
【００６８】
このように供給されたアスファルト再生材、バージン骨材、ストレートアスファルト、および軟化剤が混合機１０６により混合される。そして、混合後の製品が舗装材として出荷される。この際、舗装材の品質は、針入度、すなわち、ＪＩＳ  Ｋ  ２５３０標準条件（温度２５℃，荷重１００ｇ，貫入時間５秒）にて定められている針が材料中に垂直に貫入したときの探さにて規定されており、例えば、東京都に出荷する場合には、針入度が４０から５０となるように、前述の各種原料の混合比や加熱条件が決定される。
【００６９】
ここで、本適用例による効果について、主に図１５に示す試験結果を用いて以下に説明する。
試験方法として、図１６に示す基材２つをアスファルトにて接着し、接着した基材に引張試験を行って、その破断応力を測定した。具体的な試験方法は以下の通りである。
まず、基材とアスファルトを１５０℃に加熱する。この際、基材の内部まで十分に加熱されるように、１５０℃の状態を約１０分間維持する。
次に、図１７に示すように、２つの基材の接着面にアスファルトを塗布してお互いを貼り合わせて接着し、１組の試験材Ａを製作する。同様にして、もう１組の試験材Ｂを製作する。
【００７０】
次に、一方の試験材Ｂについては、２ｋｇの荷重をかけた状態で室温まで冷却する。そして、もう一方の試験材Ａについては、５００Ｗの電子レンジに入れ、マイクロ波を２分間照射する。マイクロ波照射後の試験材Ａは、試験材Ｂと同様に、２ｋｇの荷重をかけた状態で室温まで冷却する。
次に、これら２組の試験材について、引張試験機を用いて、クロスヘッドスピード５１ｍｍ／分にて破断荷重を測定する。なお、この際、アスファルトを塗布した接着面にて試験材が破断していることを確認する。
そして、上記の試験を２回繰り返し、破断応力の平均値を算出する。
【００７１】
以上の試験により得られた結果を図１５に示す。
図１５に示すように、マイクロ波を照射した試験材Ａの平均破断応力は６．１２ＭＰａであるのに対し、マイクロ波を照射していない試験材Ｂの平均破断応力は５．０３ＭＰａであった。これより、マイクロ波の照射によって、平均破断応力が１．０９ＭＰａ（約２２％）大きくなり、アスファルトと基材（骨材）との結合力を向上させることがわかった。
【００７２】
以上のように、本適用例によれば、マイクロ波照射装置１０７によってマイクロ波を照射することにより、アスファルト再生材または舗装材内の骨材およびアスファルトの極性の向きが揃えられ、クーロン力により骨材とアスファルトとの結合力が強化される。これにより、舗装材の引張り強度を増大させ、舗装道路の耐久性を向上させることが可能となる。特に、排水性アスファルトは、透水性を確保するために多くの空隙を有しており、骨材とアスファルトとの結合力がより大きく必要とされるので、その製造設備として好適である。
【００７３】
なお、本発明の適用例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの適用例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本適用例において、マイクロ波照射装置１０７は、舗装材乾燥装置１０１に設けられているとして説明したが、舗装材乾燥装置１０１に代えて、混合機１０６または舗装材乾燥装置１０１と混合機１０６との間に設けられていることとしてもよい。こうすることで、マイクロ波を照射された部分が混合機１０６により撹拌されるので、均一的な強度を有する舗装材を製造することが可能となる。特に、マイクロ波照射装置１０７を混合機１０６に設けることにより、ストレートアスファルトおよびバージン骨材についても極性の向きを揃え、その結合力を向上させることができるので、舗装材の引張強度をより増大させることができる。
また、本適用例において、第１の実施形態に係る舗装材乾燥装置１０１を舗装材製造設備１００に適用した場合について説明したが、他の実施形態に係る舗装材乾燥装置を適用した場合にも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態として示した舗装材乾燥装置の構成概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態として示した舗装材乾燥装置の構成概略図である。
【図３】本発明の第３の実施形態として示した舗装材乾燥装置の構成概略図である。
【図４】図３の舗装材乾燥装置において、第一乾燥炉に間接加熱部を設けた場合の構成概略図である。
【図５】本発明の第４の実施形態として示した舗装材乾燥装置の構成概略図である。
【図６】本発明の第５の実施形態として示した舗装材乾燥装置の構成概略図である。
【図７】図５の舗装材乾燥装置において、乾燥炉の加熱手段を間接加熱部のみとした場合の構成概略図である。
【図８】図１の舗装材乾燥装置において、第１の実施例として示す第二乾燥炉の投入部および排出部の斜視図である。
【図９】図８に示す投入部および排出部におけるパイプの横断面図である。
【図１０】図１の舗装材乾燥装置において、第２の実施例として示す第二乾燥炉の投入部および排出部の断面図である。
【図１１】図１の舗装材乾燥装置において、第１の実施例として示す第二乾燥炉内の温度測定手段の構成概略図である。
【図１２】図１の舗装材乾燥装置において、第２の実施例として示す第二乾燥炉内の温度測定手段の構成概略図である。
【図１３】図１の舗装材乾燥装置において、第３の実施例として示す第二乾燥炉内の温度測定手段の構成概略図である。
【図１４】本発明の舗装材乾燥装置の適用例にかかる舗装材製造設備の構成概略図である。
【図１５】図１４に示す舗装材製造設備の作用効果を説明する図である。
【図１６】図１５に示す試験に用いた基材を説明する図である。
【図１７】図１５に示す試験の方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  第一乾燥炉
２  第二乾燥炉
１１  バーナ
１５  間接加熱部
１７  低酸素濃度ガス供給部
２１  投入部
２２  排出部
３０  間接加熱部
３２  低酸素濃度ガス供給部
４０  第一加熱部
５１  カットオフ導波管
１００  舗装材製造設備
１０１  舗装材乾燥装置
１０２  貯留タンク
１０６  混合機
１０７  マイクロ波照射装置
【図１】
2008240506.tif 000003
【図２】
2008240506.tif 000004
【図３】
2008240506.tif 000005
【図４】
2008240506.tif 000006
【図５】
2008240506.tif 000007
【図６】
2008240506.tif 000008
【図７】
2008240506.tif 000009
【図８】
2008240506.tif 000010
【図９】
2008240506.tif 000011
【図１０】
2008240506.tif 000012
【図１１】
2008240506.tif 000013
【図１２】
2008240506.tif 000014
【図１３】
2008240506.tif 000015
【図１４】
2008240506.tif 000016
【図１５】
2008240506.tif 000017
【図１６】
2008240506.tif 000018
【図１７】
2008240506.tif 000019