(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルト混合物を製造するにあたって、アスファルト添加混合時の骨材水分が０．５〜１０．０％となるように、骨材を４０〜１００℃に加熱した後必要量の水分を添加混合し、又は骨材の加熱完了時の温度が前記温度範囲となるように加熱しながら必要量の水分を添加混合し、その後この水分と温度を調整した骨材にアスファルト又は剥離防止剤入りアスファルトを添加混合するようにしたことを特徴とするアスファルト混合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アスファルト混合物製造時のエネルギー消費量を大幅に減少させ二酸化炭素の排出量の抑制を可能とした中・常温施工用のアスファルト混合物の製造方法に関するものである。また、必要な強度が早期に発現するとともに、舗設時や養生過程においての環境面にも配慮したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアスファルト混合物製造方法は、アスファルト舗装要綱等に示されるように、骨材を１００℃以上に加熱し乾燥させた後、バインダとしてアスファルトを添加混合するのが一般的である。この方法で製造したアスファルト混合物は、一般に加熱アスファルト混合物と呼ばれている。
【０００３】
また、１００℃程度以上に加熱して乾燥又はほぼ乾燥させた骨材に、重油等の油脂類を添加し軟質化したアスファルト、すなわちカットバックアスファルトを添加混合して製造する方法もある。この方法で製造したアスファルト混合物は、一般にカットバックアスファルト混合物、またはカットバックアスファルトを用いた常温アスファルト混合物などと呼ばれている。
【０００４】
さらには、骨材を加熱・乾燥しないでそのまま用いてアスファルト混合物を製造する方法として、簡易舗装要綱等に示されるように、バインダとしてアスファルト乳剤を使用する方法ある。この方法で製造したアスファルト混合物は、一般にアスファルト乳剤混合物、またはアスファルト乳剤を用いた常温アスファルト混合物などと呼ばれている。
【０００５】
このほか、骨材を加熱・乾燥しないでそのまま用いてアスファルト混合物を製造する方法としては、１９６９年１１月号の「舗装」の第１９頁〜第２２頁の『オイルドグラベル工法』に示されるように、常温で固化しない軟質のバインダを使用する方法がある。この方法で製造したアスファルト混合物は、一般にオイルドグラベルと呼ばれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
加熱アスファルト混合物は、舗設直後から大きな強度が得られるものの、骨材を１００℃以上、一般的には１５０℃以上に加熱する必要があるため、アスファルト混合物製造時に多くの燃料を消費し、これに伴い多大なＣＯ2 を発生する。しかし、二酸化炭素による地球温暖化等の近年の環境問題の面から、このような燃料消費量の多い製造方法は時流に適さなくなってきている。
【０００７】
また、舗設時に締め固めに１００℃以上の温度を確保しなければならないため、冬期には施工が困難であるほか、夏期等の舗設時の作業環境が劣悪なものとなる問題がある。特に、労働環境面が重視されるようになってきている現在においては、作業員の健康面や安全面に十分配慮して施工作業を行う必要がある。
【０００８】
一方、カットバックアスファルト混合物は、製造時の加熱温度が１００℃程度でよく前記加熱アスファルト混合物よりはエネルギー消費量が少なくて済む。しかし、カットバックアスファルトは、重油等の油脂、いわゆるカットバック材でアスファルトを軟質化したものであり、カットバックアスファルト混合物の強度はこのカットバック材の揮発に伴い発現する。このため、初期強度が小さく必要強度の発現には時間を要する。また、揮発成分による大気の汚染も環境問題が厳しくなった現代においては解決を迫られる重要な課題となっている。
【０００９】
また、アスファルト乳剤を用いた常温アスファルト混合物は、骨材を加熱・乾燥する必要がなく、したがって省エネルギーの面からは有利である。しかし、通常アスファルト乳剤混合物は強度が小さいほか、アスファルト乳剤の分解速度の影響を受け、可使時間に制約があり使用できる範囲が限定されてしまう。また、舗設直後のアスファルト乳剤が分解する前に降雨があるとアスファルト乳剤が流れ出し、周辺を汚染するおそれもある。
【００１０】
さらには、常温で固化しない軟質のバインダを用いたオイルドグラベルも、骨材を加熱・乾燥する必要がなく、したがって省エネルギーの面からは有利である。しかし、常温で固化しないバインダを用いるために強度が小さいことは否めない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、アスファルト混合物製造時の燃料消費量を減らすためには、骨材等の加熱温度を極力低い温度にとどめて行うことが望ましいことになる。また、舗設時の作業環境を改善する面からもアスファルト混合物の温度は低いことが望ましいことになる。
【００１２】
一方、アスファルト舗装に適した強度を有していることは勿論のこと、その強度が早期に発現することが実用面からは重要であるとともに、環境保護の面からカットバックアスファルトのように揮発成分が発生したり、アスファルト乳剤が流れ出したりしないようにするため、蒸発成分は非公害性の安全な材料を使用することが望ましい。
【００１３】
そこでこの発明に係るアスファルト混合物の製造方法は、アスファルト混合物を製造するにあたって、アスファルト添加混合時の骨材水分が０．５〜１０．０％となるように、骨材を４０〜１００℃に加熱した後必要量の水分を添加混合し、又は骨材の加熱完了時の温度が前記温度範囲となるように加熱しながら必要量の水分を添加混合し、その後この水分と温度を調整した骨材にアスファルト又は剥離防止剤入りアスファルトを添加混合するようにしたものである。
【００１４】
【作用】
いわゆる中・常温で骨材と通常のアスファルトを混合しても、骨材とアスファルトは分離した状態のまま単に混ざっているだけであり、これを敷きならしても必要な強度は発現せずアスファルト舗装とはならない。これは通常１１０℃以上の高温でないとアスファルトが骨材との間においてバインダとして機能しないからである。
【００１５】
ところが、骨材を加熱時に水分を添加して骨材を湿潤状態にしてアスファルトを混合すると、骨材の加熱温度が４０℃〜１００℃の範囲であれば水が潤滑剤の機能を果たし、骨材の周囲にアスファルトが付着するような形、すなわち個々の骨材が間に水分を介してアスファルトで被覆された状態となる。
【００１６】
また、舗設時には中・常温でも潤滑剤として機能する水の働きにより一般の高温状態にあるアスファルト混合物と同様な流動性を有しており、通常の方法により路面に敷きならし転圧することができる。そして、水が蒸発すると骨材にアスファルトが直接付着した状態となり強度が早期に発現する。従来骨材とアスファルトの混合には不要あるいは悪影響があると思われていた水分が本発明においては重要な働きをするのである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明を実施するに当たり、実用可能な強度を発現するアスファルト混合物を製造するために最適な骨材温度，水分量，アスファルト量等を確認するために行った各種試験について以下説明する。
【００１８】
１）混合性評価
混合物の混合性の評価は、骨材温度及び水分量を変化させ、表１に示すような条件で混合物を作製し、骨材へのアスファルト被覆程度の目視による判定と、混合物を締め固めた供試体の強度試験で評価した。
【００１９】
【表１】
0004627341.tif 000002
【００２０】
被覆程度の判定基準は以下の通りであり、評価は客観性を担保するために複数人により行った。
◎：良好である。
○：少し被覆していない
△：被覆していないものが多い
▲：すこし水分が多い
×：混合物として不適である
【００２１】
強度試験条件は表２に示す通りである。
【００２２】
【表２】
0004627341.tif 000003
【００２３】
混合性評価試験結果を表３に示す。表３より骨材温度が５０〜９０℃の範囲であり、水分量が０．５〜９．０％の範囲で良好に混合される場合があることがわかる。また、この試験結果には明記しなかったが併せて行った同様の試験により骨材温度が４０〜１００℃の範囲で水分量が０．５〜１０．０％の範囲であれば混合が可能である場合があることも確認した。
【００２４】
【表３】
0004627341.tif 000004
【００２５】
上記混合性評価試験において良好な結果を示したものが実用可能な強度を有しているや否やを確認するために上記表２に示すような条件で強度試験を行った。
試験試料としては表３に示すもののうち▲１▼〜▲７▼のものを使用した。
【００２６】
試験結果を図１に示す。丸付き数字で示したうち、強度は(5)と(1)が飛び抜けて大きく、ついで(4)(6)(3)が大きく、(7)(2)が小さい値となった。なお、(7)と(2)は養生による強度の増加がほとんど認められない。これから判断すると、混合物として望ましい混合性が得られる骨材中の水分量は０．５〜１０．０％程度、骨材温度は４０〜１００℃程度といえる。
【００２７】
また、比較として実施した養生日数１４日でのオイルドグラベルとカットバックアスファルト混合物の安定度は、前者が４ｋＮ程度、後者が３ｋＮ程度であった。本発明による混合物は、実路での使用実績のあるオイルドグラベルやカットバックアスファルト混合物に比べ３〜７倍程度の安定度が得られることから、舗装材料として十分に実用に耐えることが確認できた。
【００２８】
２）アスファルト量について
目標とする空隙率を満足するアスファルト量を確認するために、表４に示す条件でアスファルト量を変化させて混合物を製造し、供試体を作製し空隙率を測定した。
【００２９】
【表４】
0004627341.tif 000005
【００３０】
なお、目標空隙範囲は表５に示す通りである。
【００３１】
【表５】
0004627341.tif 000006
【００３２】
試験結果を図２に示す。表５に示す目標空隙範囲を満足するアスファルト量は３．３〜４．５％の範囲であった。このアスファルト量は、通常の舗装に多く用いられている「アスファルト舗装要綱」の『表−４．５．１』に示される密粒度アスファルト混合物（１３）のアスファルト量の範囲５〜７％に比べ少ない。
【００３３】
３）剥離防止剤について
剥離防止剤の有無が本工法に及ぼす影響を確認するため、性状の異なる４種類の砕石を使用し、表６に示す試験条件で供試体を作製し、剥離防止剤の添加による強度の評価を表７に示す試験条件で行った。
【００３４】
【表６】
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【００３５】
【表７】
0004627341.tif 000008
【００３６】
試験結果を図３に示す。図３より、砕石の種類によっては剥離防止剤の添加が有効であることが確認されたが、一方剥離防止剤の添加がそれほど強度に影響しない場合があることもわかった。
【００３７】
４）試験結果のまとめ
骨材温度範囲が４０℃〜１００℃であり、水分量が０．５％〜１０．０％の範囲のものが実用的な強度を発現しアスファルト舗装材料として使用可能であることが確認された。また、アスファルトに添加する剥離防止剤は、骨材の種類によりその効果に差異があることが確認された。なお、上記試験例ではアスファルトとしてストレートアスファルト６５０／９００を使用した例を記載したが、これよりもっと固いアスファルトでも可能であることは確認しており、ストレートアスファルト２００／１０００のような範囲で実用可能である。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明のアスファルト混合物の製造方法の実施例について説明する。
［実施例１］
ドライヤで約６０℃に加熱した骨材と常温の石粉をミキサにて混合した。混合後の温度は約５０℃であった。引き続きこれに骨材質量に対して１．０％の水を添加して混合した。混合終了時点の骨材中の水分量は０．７％であった。ついで骨材の質量に対し４．５％のアスファルトを添加して混合した。混合完了時のアスファルト混合物の温度は約４５℃であった。
【００３９】
そして、このアスファルト混合物を従来と同様の方法により路面に敷きならして転圧した。舗設時のアスファルト混合物の温度は約４０℃であり、低温でありながらアスファルトは容易に敷きならすことができた。敷きならし作業完了後２時間後には車の走行が可能で、１週間後に強度を測定したところ水分はほぼ完全に蒸発しており十分な強度が発現していることが確認できた。
【００４０】
［実施例２］
ミキサに常温の骨材と石粉を投入し、これに蒸気を吹き込んで加熱と加湿を並行して行い、骨材温度が約９０℃に達したところで蒸気を停止した。この時点での骨材中の水分量は９．２％であった。ついで骨材の質量に対し４．２％のアスファルトを添加して混合した。混合完了時のアスファルト混合物の温度は約８０℃であった。
【００４１】
そして、このアスファルト混合物を従来と同様の方法により路面に敷きならして転圧した。舗設時のアスファルト混合物の温度は約７０℃である。従来の加熱アスファルトと比べると敷きならし時の温度が低く作業は極めて容易である。敷きならし作業完了後２時間後には車の走行が可能で、１週間後に強度を測定したところ水分はほぼ完全に蒸発しており十分な強度が発現していることが確認できた。
【００４２】
なお、アスファルト混合物を製造するに当たっては従来と同様の設備を使用して行うことができ、ドライヤで加熱時に水分を添加してもよく、又はミキサでアスファルトと混合する前に水分を添加してもよい。あるいは、加熱源に蒸気を使用すると加熱と水分の添加を同時に行うことができ効率的な場合もある。また、湿潤状態の骨材を使用する場合には、所要温度に加熱をするだけで必ずしも水分を添加しなくても骨材が適当な水分量となる場合もある。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明に係るアスファルト混合物の製造方法によれば、アスファルト混合物を製造するにあたって、アスファルト添加混合時の骨材水分が０．５〜１０．０％となるように、骨材を４０〜１００℃に加熱した後必要量の水分を添加混合し、又は骨材の加熱完了時の温度が前記温度範囲となるように加熱しながら必要量の水分を添加混合し、その後この水分と温度を調整した骨材にアスファルト又は剥離防止剤入りアスファルトを添加混合するようようにしたので、アスファルト混合物製造時のエネルギー消費量を少なくし排出される二酸化炭素量も少なくすることができ、さらに舗設作業も低温で行うことができ作業環境の改善が図れるとともに、水分が蒸発することにより強度が発現するので早期に必要な強度が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】安定度と養生日数の関係を示すグラフである。
【図２】空隙率とアスファルト量の関係を示すグラフである。
【図３】剥離防止剤の添加による強度変化を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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