(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材と、アスファルトからなるバインダーとを必須成分とする舗装用加熱混合物において、水を含有する固体物質からなる水蒸気発生成分、界面活性剤及び層状粘土鉱物微粉体を存在させてなることを特徴とする製造時及び舗設時の加熱温度低減性に優れた舗装用加熱混合物。
【請求項２】
水蒸気発生成分が結晶水を含む固体物質であることを特徴とする請求項１に記載の舗装用加熱混合物。
【請求項３】
固体物質がゼオライトであることを特徴とする請求項１に記載の舗装用加熱混合物。
【請求項４】
層状粘土鉱物微粉体がタルク微粉体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の舗装用加熱混合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舗装用加熱混合物に関し、従来の舗装用加熱混合物が必要とした温度よりも低い温度で製造から締固めまで行うことができる舗装用加熱混合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルト等のバインダーと骨材を必須成分とする舗装用加熱混合物はその製造及び舗設にかなりの高温を要する。一般的には、その製造時の混合温度として１６０℃前後の加熱を要しまた舗設時の締固め温度も１１０℃を下回らない温度であることを必要としており、これらの加熱に多大のエネルギーを要したり、高温での加熱は多量の二酸化炭素を発生し温暖化といった環境破壊の一因にもなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、所要の品質を維持しながら、製造温度及び締固め温度を低減させることのできる舗装用加熱混合物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、骨材と、アスファルトからなるバインダーとを必須成分とする舗装用加熱混合物において、水を含有する固体物質からなる水蒸気発生成分、界面活性剤及び層状粘土鉱物微粉体を存在させてなることを特徴とする製造時及び舗設時の加熱温度低減性に優れた舗装用加熱混合物にある。
本発明の第２は、水蒸気発生成分が結晶水を含む固体物質であることを特徴とする上記の舗装用加熱混合物にある。
本発明の第３は、固体物質がゼオライトであることを特徴とする上記の舗装用加熱混合物にある。
本発明の第４は、層状粘土鉱物微粉体がタルク微粉体であることを特徴とする上記の舗装用加熱混合物にある。
【０００５】
本発明の舗装用加熱混合物は、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト、天然アスファルト、改質アスファルト等のアスファルトを必須成分とするバインダーと、砕石、砂、フィラー、繊維、ゴム、木屑等の骨材とで構成される混合物に、水蒸気発生成分、界面活性剤及び層状粘土鉱物微粉体を混入してなるものであり、典型的には製造温度を１３０℃以下に低減できまた締固め温度も従来より６０℃程度低減できるという効果を示す
【０００６】
本発明に用いる水蒸気発生成分としては、結晶水もしくは結合した水を含む固体物質であり、吸水性の物質、結晶水を持つ物質等を挙げることができ、特に、界面活性剤水溶液、水ペースト状の界面活性剤、及び吸水したゼオライト、高吸水性樹脂もしくはシリカゲル等が好適である。水蒸気発生成分は、バインダー内に微小蒸気気泡を生成するものであり、界面活性剤との相乗作用により、バインダーの粘度が見掛け上低減し低温でも扱えるようになるとともに、一種のペアリング的な締固め助剤として機能し低温化での締固めを容易にする。
【０００７】
本発明に用いる界面活性剤としては、カチオン系界面活性剤である第１級、第２級、第３級アルキルアミン塩や第４級アンモニウム塩アニオン系、アニオン系界面活性剤であるカルボン酸塩や硫酸エステル塩やスルホン酸塩、非イオン系のポリエチレングリコール型や多価アルコール型などが挙げられる。なお、剥離防止材としても使用されるカチオン系活性剤を用いればバインダーと骨材の付着性が改善し、舗装体の耐久性も向上させることができる。
【０００８】
本発明では上記に加え層状粘土鉱物を用いる。
層状粘土鉱物は、マグネサイト、ドロマイト、クロライト等を母岩として、マグマの熱水変作用によって生成されるものであり、タルクが代表的である。層状粘土鉱物微粉体は、層状粘土鉱物を細かく粉砕したものであり、不規則な輪郭を持った薄片状の粒子となることから混合物骨材の滑性を増すものである。その粒径は４００メッシュ以下が好ましい。本発明では、層状粘土鉱物微粉体の表面を溶液状又は、ペースト状の界面活性剤によりコーティングしたものを混合物製造時に混合装置に投入することが好ましく、微小蒸気気泡のベアリング的締固め作用と層状粘土鉱物微粉体の滑性作用により、製造時から締固め時までの所要温度を、従来の混合物を用いた場合に比し、大幅に低下させることが可能となる。
【０００９】
本発明では、水蒸気発生成分としてゼオライト等の多孔質材料を併用するのが微小気泡発生上好ましく、水分若しくは界面活性剤水溶液を吸収させ界面活性剤をコーティングしたゼオライト等の多孔質粉末を併用することが殊に好ましい。この場合、ゼオライトに吸収されていた水分は混合物の温度により徐々に、かつ、ゆっくりと蒸発し、ゼオライトから蒸気として放出される際には界面活性剤にくるまれた微小な蒸気気泡を形成する。界面活性剤にくるまれた蒸気気泡は界面活性剤にくるまれない蒸気気泡よりも大気に放散されるまでの時間が長く安定的であって、アスファルトの見掛け上の粘性の低下状態が長時間にわたって維持される。
【００１０】
ゼオライトを使用するもう一つの利点は、混合物中の残存水分をゼオライトが再吸収することである。本発明の微小蒸気気泡は、混合物製造後の時間経過とともに徐々に大気中に放散されるものであり、締固め作業の完了後の舗装体には水分はほとんど残存しない訳であるが、わずかに水分が残存したとしても、この水分は近傍のゼオライトに再吸水されることとなり、本発明では、水分を含むアスファルト舗装体に見られる骨材とバインダーの剥離というような品質の低下は生じることがなく、耐久性が保証されるものである。
【００１１】
ゼオライトと同様の作用を示す物質としては、結晶水を持つ物質が挙げられ、たとえば二水石膏、半水石膏、硫酸アンモニウム水和物、アルミニウム水和物、塩化コバルト水和物、酢酸コバルト水和物、硫酸クロム水和物、硫酸銅水和物、塩化鉄水和物、硫酸鉄水和物、炭酸マグネシウム水和物、塩化マンガン水和物、酢酸マンガン水和物、亜硫酸ナトリウム水和物、リン酸ソーダ水和物、タングステン酸ナトリウム水和物、硫酸ニッケル水和物等があり、これらを適宜の割合で混合物に投入しておけば舗装体に水分が残存することがあったとしてもその水分は吸着され、バインダーの粘着力が保たれる。ゼオライトを使用する場合に、無水の上記物質をフィラーの一部と使用するとその効果がさらに高まることになり、このときの結晶水を持つ物質としては無水石膏が好適である。
【００１２】
前記したように、層状粘土鉱物微粉体と同様にゼオライト表面を水溶液状又はペースト状の界面活性剤によりコーティングすることが好ましい。また事前にゼオライト、層状粘土鉱物微粉対を上記の界面活性剤と練り混ぜて溶液状又はペースト状の添加剤（以下「中温化剤」）を調整しておき、混合物製造時にこれら添加剤を混合装置に投入することもできる。これは実用的な方法である。
【００１３】
本発明で好ましい水分量は、バインダー量に対して０．２〜１２％である。少なすぎると蒸気の発生量が少なくバインダー内に微小蒸気気泡が生成されず、多すぎると蒸気の発生量が過大となりバインダー内に微小蒸気気泡が残存できず、いずれの場合もアスファルトの見掛け上の粘性は低下しないこととなり必要温度の低減は実現しない。この水分量は、材料全体で所要量を満たせば良く、個々の材料の水分量について細かな設定は不用であるが、ゼオライトを用いる場合の使用量は、バインダー量に対して乾燥重量で０．１〜２０％が好ましい。
【００１４】
界面活性剤は、バインダー内に発生する蒸気気泡の膨張、増大を押さえて気泡を微小な大きさに保つ働きをするとともに、中温化剤を混合装置に投入した際には中温化剤の分散効果を担うという、所謂、減水剤としても作用する。その使用量は、バインダー量に対して０．１〜３％が適当である。なお、層状粘土鉱物微粉体としてタルク微粉体を用いる場合、その使用量は、バインダー量に対して０．１％以上が好ましい。
【００１５】
【実施例】
本発明の効果を確認した試験について説明する。
中温化剤は、使用する材料により３種類用意した。中温化剤Ａはタルク微粉体のみを使用したもの、中温化剤Ｂは界面活性剤とタルク微粉体とを組み合わせたもの、中温化剤Ｃは界面活性剤とゼオライトとタルク微粉体とを組み合わせたものである。バインダー量に対する中温化剤の使用量は、それぞれ２％、７％、７％とした。なお、中温化剤Ａの使用量は中温化剤Ｃ中に含まれるタルク微粉体と同量としたものであり、また、中温化剤Ｂを設定した理由は、タルク微粉体に界面活性剤をコーティングすることにより中温化剤Ｃにおける微小蒸気気泡と同様の働き（ベアリング効果）が得られるのではないかと考えたためである。
【００１６】
確認試験は、ジャイレトリー試験機（米国ＲＡＩＮＨＡＲＴ社製「以下ＳＧＣ」）を用い、ＳＧＣ旋回数と供試体の締固め度を比較した。ＳＧＣの仕様は、旋回角度１．２５°、締固め圧力６００ｋＰａモールド直径１０ｃｍ、旋回回転速度３０ｒｐｍである。供試体の作成条件と試験結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
0004435338.tif 000002
【００１８】
表１に示す締固め度の右の括弧は、添加剤なしのマーシャル供試体（両面５０回）の締固め度を得るＳＧＣの所要回転数を示し、本試験においては、密粒度アスコンが６０回転で、粗粒度アスコンが５０回転でマーシャル供試体と同程度締固め度となった。密粒度アスコンにおいては、温度条件が低温となった場合に、添加剤なし、添加剤Ａ、添加剤Ｂ、添加剤Ｃの順に締固め度が大きくなり、添加剤Ｃの供試体では、標準的な温度条件（混合１６０℃、締固め１４０℃）の供試体（もちろん添加剤なし）と同程度の締固め度となった。粗粒度アスコンについても、添加剤Ｃを配合した供試体は、標準的な温度条件（同前）の供試体と同低度の締固め度が得られた。
以上から、添加剤Ｂ、および添加剤Ｃにより、加熱混合物の製造から締固めまでの所要温度を低減できることが明らかとなった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明に従えば、水蒸気発生成分と界面活性剤と層状粘土鉱物微粉体を存在させてなる舗装用加熱混合物により、舗装用混合物の製造から締固めまでの所要温度を低減することが可能となり、骨材やバインダーの加熱に使用される燃料を削減できるとともに、燃料の燃焼により排出される炭酸ガスも抑制される。
また水蒸気発生成分を遊離の水を含む物質とすることにより、本発明混合物の可使時間を長時間とすることが可能となる。
また、水蒸気発生成分として含水ゼオライトを用いることにより、微小蒸気気泡を形成したあとの水分の再吸収が可能となる結果、バインダーに水分が残存せず舗装体の耐久性を劣化させることがない。
さらに、本発明の加熱混合物は、従来の加熱混合物が必要とした温度条件を著しく緩和するものであり、有限な資源と地球環境を保全するという効果をも奏するものである。