JP2000501445A - アスファルト組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、軟質結合剤成分と骨材との混合物に、硬質結合剤成分を１４０℃未満の温度で添加することからなる、緻密グレードアスファルト組成物の製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 アスファルト組成物の製造方法 本発明は、アスファルト組成物の製造方法に関する。 道路上に使用する準備のできたアスファルト組成物を製造するための、ビチュ ーメンを骨材を混合する温度は、通常１４０〜１７０℃の範囲にある。しかし、 いくつかの文献、例えばＵＳ．３，８３２，２００では、さらに高温を用いる必 要があると教示する。 今日では、このようなホットビチューメンは、健康、安全および環境上、潜在 的に有害であることがよく認識されているので、この技術分野では、より低温で 扱うことの可能なアスファルト組成物を開発することに、多くの努力が向けられ ている。 これに関して、ホットビチューメンを水性乳化剤溶液と混合して得られるビチ ューメンエマルションの使用を見ることができる。これらのビチューメンエマル ションは、通常、１４０℃よりももっと低い温度で骨材と混合することができ、 このようして、上記した有害要素をよりうまく制御することが可能である。 しかし、ビチューメンエマルションから作られるアスファルト組成物は、エマ ルション破壊、圧縮および作業中に水を逃がすために、かなりの高気孔率のビチ ューメン／骨材混合物を必要とする。そのようなアスファルト組成物は、水およ び空気に対して高浸透性であるという欠点を有する。その結果、それにより、粗 骨材が道路表面からきわめて容易に失われ、これを道路表面のフレッチング（ｆ ｒｅｔｔｉｎｇ）という。それらは、さらに内部凝集を失わせ、それによって最 終的に、道路表面の変形（すなわち、わだち掘れ）として目に見える材料の破壊 および内部安定性の欠如を招くことになる。さらに、これらのアスファルトの強 度のみがゆっくり発達する。 意外にも、軟質結合剤成分と骨材との混合物に、硬質結合剤成分を比較的低い 温度で添加することにより、フレッチングに対する良好な耐性、それに加えて良 好なクリープ（わだち掘れ）および疲労性能を有したアスファルト組成物を製造 できることを今般見出した。 したがって、本発明は、軟質結合剤成分と骨材との混合物に、硬質結合剤成分 を１４０℃未満の温度で添加することからなる、緻密グレードアスファルト組成 物の製造方法に関する。該適用温度は、適当には１００℃未満である。 本発明に従えば、乳化および非乳化の軟質結合剤成分を両方とも使用でき、好 ましくは非乳化軟質成分を使用する。乳化軟質結合剤成分を使用する場合、少量 の水、適当には５０容量％未満、好ましくは４０容量％未満の水を含有する。エ マルションを使用するときには、該エマルションは、陽イオン性、陰イオン性の いずれのエマルションでもよい。 該硬質結合剤成分は、粉体として混合物に添加するのが好ましい。その場合、 該硬質結合剤成分を、５０℃未満、好ましくは周囲温度で、該混合物にきわめて 魅力的に添加することができる。該硬質結合剤成分をエマルション（または懸濁 液）で使用する場合、該エマルション（または懸濁液）は、適当には５０容量％ 未満、好ましくは４０容量％未満の水を含有する。その際、該硬質結合剤成分を 、１００℃未満、好ましくは周囲温度〜８０℃の範囲の温度で、該混合物に添加 することができる。エマルションを使用するときには、該エマルションは、陽イ オン性、陰イオン性のいずれのエマルションでもよい。 該軟質結合剤成分は、適当には比較的低い温度、すなわち１２０℃未満の温度 で、該骨材へ添加することができる。 該軟質結合剤成分は、適当には少なくとも７０℃、好ましくは８０〜１１５℃ の範囲、より好ましくは８５〜１１０℃の範囲で、該骨材に添加される。 本発明では、硬質結合剤成分は、２００ｄｍｍ未満の針入度（ＰＥＮ）〔ＡＳ ＴＭ Ｄ ５により２５℃にて測定〕を有する結合剤成分と定義される。該硬質 結合剤成分は、適当には１００ｄｍｍ未満、好ましくは５０ｄｍｍ未満、より好 ましくは１０ｄｍｍ未満の針入度を有し、そして１００℃未満、好ましくは８０ ℃未満の軟化点（ＡＳＴＭ Ｄ ３６により測定）を有する。 本発明では、軟質結合剤成分は、少なくとも２００ｄｍｍの針入度を有する結 合剤成分と定義される。 該軟質結合剤成分は、適当には少なくとも５００ｄｍｍ、好ましくは少なくと も７００ｄｍｍ、より好ましくは少なくとも８００ｄｍｍの針入度（ＡＳＴＭ Ｄ ５により２５℃にて測定）を有する。しかし、当業者は、通常、そのような 結合剤成分をその針入度値ではなく、その粘度（ＡＳＴＭ Ｄ ２１７１により １００℃にて測定）で特徴づける。該軟質結合剤成分は、３００ｍＰａ．ｓ未満 、好ましくは２００ｍＰａ．ｓ未満の粘度（ＡＳＴＭ Ｄ ２１７１により１０ ０℃にて測定）を有する。 硬質および軟質の結合剤成分は、両方ともビチューメン成分であるのが好まし い。しかし、本発明の別の好適な態様では、該硬質結合剤成分は、樹脂、例えば クマロン−インデン樹脂であり、そして、該軟質結合剤成分は、低粘性成分（融 剤）である。該樹脂は、ＥＰ−Ｂ−０３３０２８１に記載される改質樹脂のいず れでもよく、それを参照のためにここに引用する。 該結合剤成分は、適当にはさらに皮膜形成向上剤（例えばブチルジオキシトー ル）、非イオン性乳化剤（例えばノニルフェノールエトキシレート）または粘着 向上剤（例えばアルキルアミドアミンのようなアミン）を含有し、好ましくはア ルキルアミドアミンを含有する。そのような付加的化合物は、好ましくは軟質結 合剤成分に添加され、そして全結合剤成分に基づいて適当には５重量％未満の量 、好ましくは０．２５〜１．０重量％の範囲の量で存在する。これらの付加的化 合物の混合物もまた、適当に使用することができる。このようにして、フレッチ ングに対してさらに改良された耐性を得ることができる。 該ビチューメン成分は、天然に産するビチューメンでもよく、また鉱油から誘 導されたものでもよい。また、分解プロセスにより得られる石油ピッチおよびコ ールタールを、ビチューメン質物質とともに使用してもよい。適当なビチューメ ンの例には、蒸留または”直留”ビチューメン、沈殿ビチューメン（例えばプロ パンビチューメン）、ブローンビチューメン（例えば接触ブローンビチューメン ）、およびこれらの混合物である。他の適当なビチューメン成分には、これらの ビチューメンの一種またはそれ以上と、石油抽出物（例えば芳香族抽出物、蒸留 物または残渣）のようなエキステンダー（融剤）または油との混合物が挙げられ る。 該硬質および軟質結合剤成分は、適当には当該技術で教示されるとのようなポ リマー改質剤を含有してもよく、例えば熱可塑性ゴムを適当には１〜１０重量％ の範囲で含有する。使用する硬質および軟質結合剤成分は、広範囲に変更でき、 そしてアスファルト組成物の結合剤に所望の針入度グレードに強く依存する。該 硬質結合剤成分は、例えば、全結合剤に基づいて適当には１０〜９０重量％の量 で存在する。 本発明に従って製造されるアスファルト組成物は、特に道路用途への使用に適 する。本発明に従って製造されるアスファルト組成物は、適当には基礎の粗材料 または磨耗する粗材料構造への使用に適する。本発明に従って製造されるアスフ ァルト組成物は、適当には１０〜３００ｄｍｍ、好ましくは５０〜１５０ｄｍｍ の針入度（ＡＳＴＭ Ｄ ５により２５℃にて測定）を有する。 該ビチューメン組成物は、ビチューメン組成物に有用であると知られている他 の配合剤、例えばカーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウムなどの充填材、安 定剤、抗酸化剤、顔料および溶剤を含有してもよい。本発明に従って製造される アスファルト組成物は、当該技術で教示される量の骨材を含む。 本発明では、緻密グレードアスファルト組成物は、１０％以下の気孔率、好ま しくは３〜１０％の気孔率を有するアスファルト組成物と定義される。 適当な骨材には、緻密グレードアスファルト組成物に通常適用されるものが含 まれる。 本発明を、以下の実施例を用いて説明する。実施例１ 本発明のアスファルト組成物を以下のように製造した。１００℃での粘度が５ ０ｍＰａ．ｓ（ＡＳＴＭ Ｄ ２１７１により測定）の低粘性結合剤成分（ブラ イトストックフルフラール抽出油（ＢＦＥ））１．０４ｋｇを、１００℃、約３ ５ｒｐｍで運転しているフレル（Ｈｕｒｅｌｌ）ミル内の骨材４１．１７ｋｇに 添加した。該骨材は、７．１重量％の充填材（＜６３μｍ）、３６．８重量％の 砂（６３μｍ−２ｍｍ）、１５．３重量％の石（２−６ｍｍ）、２０．４重量％ の石（４−８ｍｍ）および２０．４重量％の石（８−１１ｍｍ）から成り立って いた。続いて、こうして得られた該混合物に、粉体の形をした硬質結合剤成分１ ．５６ｋｇを周囲温度で添加した。該硬質結合剤成分は、２ｄｍｍの針入度（Ａ ＳＴＭ Ｄ ５により２５℃にて測定）、および９６℃の軟化点（ＡＳＴＭ Ｄ ３６により測定）を有した。該粉体は、９５℃の軟化点（ＡＳＴＭ Ｄ ３６ により測定）を有するブローンプロパンビチューメンを、１ｍｍの篩寸法を持っ たクラッチ（Ｃｕｌａｔｔｉ）破壊ミル内で粉砕することによって調製した。ミ ルを冷却し、そして製造されたビチューメン粒子の粘着を防ぐために、該硬質ビ チューメン塊に固体二酸化炭素を定期的に添加した。こうして得られた該緻密ク ルードアスファルト組成物を、次にスラブ圧縮機のモールドに流し込み、均一に 広がったゆるい配合物を形成するよう分布させた。次いで該アスファルト組成物 を、１００℃の温度で圧縮した。圧縮後、得られた該アスファルトスラブを、周 囲温度まで冷却し、該モールドから離した。次いで、該アスファルトスラブを切 断し、および、試験片に切りだした。実施例２ ０．９６ｋｇの該低粘性結合剤成分と４３．９６ｋｇの骨材との混合物に、硬 質結合剤成分のエマルション２．７８ｋｇを添加した以外は、実施例１に記載の と同様の方法で、本発明のアスファルト組成物を製造した。該エマルションは、 ホット（１８０℃）硬質ビチューメン成分（減圧フラッシュ転換残渣）１．６４ ｋｇに、１０気圧、１７０℃および３０００ｒｐｍで運転されたフリマ（Ｆｒｙ ｍａ）ミル内のウオーム（８０℃）水／エマルション溶液１．１４ｋｇに添加し て製造した。該水／エマルション溶液は、３．５重量％の市販の乳濁剤Ｂｏｒｒ ｅｓｐｅｒｓｅ、０．２５重量％のグアーゴム（Ｇｕａｒ Ｇｕｍ）を含有し、 そしてｐＨ１２．５を有した。水酸化ナトリウム溶液で該溶液をアルカリ化した 。該硬質結合剤成分は、３ｄｍｍの針入度（ＡＳＴＭ Ｄ ５により２５℃にて 測定）および９０．５℃の軟化点度（ＡＳＴＭ Ｄ ３６により測定）を有した 。得られた最終ビチューメンエマルションは、ｐＨ８．６および１００℃での粘 度８７ｍＰａ．ｓ（ＡＳＴＭ Ｄ ２１７１により測定）を有し、そして４１重 量％の水を含有した。実施例３ １００℃での粘度が２５０ｍＰａ．ｓ（ＡＳＴＭ Ｄ ２１７１により測定） の低粘性結合剤（Ｓｔａｔｆｊｏｒｄショートレシデューム）１．３３ｋｇを、 １３．３ｇのＷＥＴＦＩＸ（アルキルアミドアミン、Ｂｅｒｏｌ Ｎｏｂｅｌか ら入手）と１００℃で予備ブレンドし、次いで４４．２２ｋｇの骨材と混合した 以外は、実施例２に記載のと同様の方法で、本発明のアスファルト組成物を製造 した。続いて、該硬質ビチューメン成分のエマルション２．２１ｋｇを添加した 。該エマルションは、該熱硬質ビチューメン成分１．１８ｋｇに、３０００ｒｐ ｍで運転されたフリマミル内の該水／エマルション溶液１．０３ｋｇに添加して 製造した。該水／エマルション溶液は、１．５重量％の市販の乳濁剤Ｖｉｎｓｏ ｌ Ｒ、０．２重量％のグアーゴムを含有し、そしてｐＨ１２．６を有した。得 られた最終ビチューメンエマルションは、ｐＨ１２．４および１００℃での粘度 ２７ｍＰａ．ｓ（ＡＳＴＭ Ｄ ２１７１により測定）を有し、そして４６．７ 重量％の水を含有した。評価実験 実施例１、２および３で製造した緻密グレードアスファルト組成物のクリープ 、フレッチングおよび疲労性能を、それぞれ、動的クリープ試験、カルフォルニ ア磨耗試験および三点曲げ疲労試験で測定した。これらの試験は、当業者には公 知である。クリープおよびフレッチング耐性を測るために、円筒形試験片（直径 １０１．６ｍｍ、高さ６０ｍｍ）に切断し、一方、疲労試験のために、該スラブ から矩形試験片（高さ４０ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ２３０ｍｍ）に切りだした。 該円筒形試験片のクリープ性能を４０℃の動的クリープ試験で、フレッチング性 能を４および４０℃のカルフォルニア磨耗試験で測定した。該矩形試験片の疲労 強度を、一定圧力下４０Ｈｚの荷重振動数、１０℃の温度の三点曲げ試験にて測 定した。アスファルト組成物の性能値を表１に示す。 これらの値から、本発明に従えば、魅力的なアスファルト組成物を都合よく低 温で製造できることがわかる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月１０日（１９９７．１１．１０） 【補正内容】 補正明細書 が失われる。さらに、これらのアスファルト強度のみがゆっくり発達する。 ＤＥ−Ｃ−４３ ０８ ５６７は、まず、２００ｄｍｍの針入度を有するＢ２ ００小部分量を、石チップならびに必要に応じて砂および充填材と混合し、続い て６５ｄｍｍの針入度を有するＢ６５大部分量と混合することによる、ビチュー メン組成物の製造に関する。この文献は、緻密グレードアスファルト組成物をと のようにして製造するかについての情報を含んでいない。意外にも、軟質結合剤 成分および骨材の混合物を、硬質結合剤成分に比較的低温で添加することにより 、フレッチングに対する良好な耐性と、そしてさらに良好なクリープ（わだち掘 れ）および疲労性能を有したアスファルト組成物を製造できることを、今般見出 した。 したがって、本発明は、軟質結合剤成分と骨材との混合物に、硬質結合剤成分 を１４０℃未満の温度で添加することからなる、緻密グレードアスファルト組成 物の製造方法に関する。該温度は、適当には１００℃未満である。 本発明に従えば、乳化および非乳化の軟質結合剤成分を両方とも使用でき、好 ましくは非乳化軟質成分を使用する。乳化軟質結合剤成分を使用する場合、少量 の水、適当には５０容量％未満、好ましくは４０容量％未満の水を含有する。エ マルションを使用するときには、該エマルションは、陽イオン性、陰イオン性の いずれのエマルションでもよい。 該硬質結合剤成分は、粉体として混合物に添加すうのが好ましい。その場合、 該硬質結合剤成分を、５０℃未満、好ましくは周囲温度で、該混合物にきわめて 魅力的に添加することができる。該硬質結合剤成分をエマルション（または懸濁 液）で使用する場合、該エマルション（または懸濁液）は、適当には５０容量％ 未満、好ましくは４０容量％未満の水を含有する。その際、該硬質結合剤成分を 、１００℃未満、好ましくは周囲温度〜８０℃の範囲の温度で、該混合物に添加 することができる。エマルションを使用するときには、陽イオン性、陰イオン性 のいずれのエマルションでもよい。 補正請求の範囲 １．３００ｍＰａ．ｓ未満の粘度（１００℃における）を有する非乳化軟質結合 剤成分と骨材との混合物に、５０ｄｍｍ未満の針入度を有する硬質結合剤成分を １４０℃未満の温度で添加することからなる、１０％以下の気孔率を有する緻密 グレードアスファルト組成物の製造方法。 ２．該硬質結合剤成分を、前記混合物に１００℃未満の温度で添加する、請求項 １に記載の方法。 ３．該硬質結合剤成分を、粉体として該混合物に添加する、請求項１または２に 記載の方法。 ４．該硬質結合剤成分を、前記混合物に５０℃未満の温度で添加する、請求項３ に記載の方法。 ５．該軟質結合剤成分を、該骨材に１２０℃未満の温度で添加する、請求項１〜 ４のいずれか一項に記載の方法。 ６．該温度が、８０〜１１５℃の範囲にある、請求項５に記載の方法。 ７．該硬質および軟質結合剤成分が、ビチューメン成分である、請求項１〜６の いずれか一項に記載の方法。 ８．請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法により製造されたアスファルト組 成物の道路用途への使用。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．軟質結合剤成分と骨材との混合物に、硬質結合剤成分を１４０℃未満の温度 で添加することからなる、緻密グレードアスファルト組成物の製造方法。 ２．該硬質結合剤成分が、１００ｄｍｍ未満の針入度を有する、請求項１に記載 の方法。 ３．該軟質結合剤成分が、５００ｄｍｍ未満の針入度を有する、請求項１または ２に記載の方法。 ４．該硬質結合剤成分を、前記混合物に１００℃未満の温度で添加する、請求項 １〜３のいずれか一項に記載の方法。 ５．該軟質結合剤成分が、非乳化軟質結合剤成分である、請求項１〜４のいずれ か一項に記載の方法。 ６．該硬質結合剤成分を、粉体として該混合物に添加する、請求項１〜５のいず れか一項に記載の方法。 ７．該硬質結合剤成分を、前記混合物に５０℃未満の温度で添加する、請求項６ に記載の方法。 ８．該軟質結合剤成分を、該骨材に１２０℃未満の温度で添加する、請求項１〜 ７のいずれか一項に記載の方法。 ９．該温度が、８０〜１１５℃の範囲にある、請求項８に記載の方法。 １０．該硬質および軟質結合剤成分が、ビチューメン成分である、請求項１〜９ のいずれか一項に記載の方法。 １１．請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法により製造されたアスファル ト組成物の道路用途への使用。