JP2004019230A - アスファルト廃材の再生化処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アスファルト舗装を解体して出来た廃材から、環境汚染を生じさせずに舗装材料を回収して、原石を砕いた砕石とほぼ同様な使用を可能とさせる。
【解決手段】ほぼ密封状態のパイプ状コンベア１やドラム状攪拌機などに廃材１０を投入し、熱風を送り込んでアスファルト分を溶融させる。所望位置や時間にて蒸気を廃材１０に当て、団粒状態の石粒を解離させるとともに、気化熱を奪ってアスファルトを固化させ、石粒同士の再付着を防止する。
【作用】熱と蒸気によって廃材１０の団粒化状態を解消し、回収した石粒をフルイ分け、砕石と同様の使用が可能となる。密封された中での解砕であるため、騒音・粉塵・汚水の問題が生じない。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はアスファルトコンクリートなどの廃材を再度建設用資材として使用可能とするためのリサイクル方法に関するものであり、特に石粒同士がアスファルトによって付着している団粒化状態から、原石を砕いた砕石とほぼ同様の使用が可能となるまで団粒化した石粒同士を解砕可能とするアスファルト廃材の再生化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルト舗装道路において、舗装材料として砕石を使用することは欠かせない。特に近年雨水の水はけを良好にする透水性舗装道路では、舗装材料としてＪＩＳ規格６号砕石（サイズ５〜１３．２ｍｍ）のみを使う舗装道路が広く採用され始めている。ここで使用する６号砕石は、山などから切り崩してきた原石から採取する場合、原石１００トンから僅か１７〜１９トン程度しか採取されないというのが現状である。つまりは原石を砕いた砕石から必要なものだけを使用するのは極めて非効率で、残りの８０トン程度はその舗装には使用されず、別の用途を探すか、廃棄しているのが現状であった。つまりは同じ等級の砕石を含む道路建設用資材の廃材は、廃材といえども資源としては極めて貴重で、一度使用した砕石も再生して使用できれば、資源の有効活用と舗装材料の迅速で無駄の無い確保が可能となる。
【０００３】
このため従来技術として、アスファルトの廃材を舗装材料として再生させるために、アスファルトをクラッシャーなどの機械的手段によって砕き小石程度のものにまでする方法と、温水に廃材を浸けてアスファルトを熱溶融させて砕石を取り出す方法が開発され、舗装材料のリサイクル使用が進められてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した方法の中で、廃材をクラッシャーによって機械的に砕く方法は、砕く音が大きくて騒音の問題が発生し、また周辺に飛散する粉塵による環境悪化の問題があった。また機械的に砕いただけでは、アスファルトによって石粒（砕石）同士が付着した状態の団粒化状態のものが多く含まれ、規格上の正確な砕石の分布を知るのは困難であった。実際は一部をサンプルとしてアスファルトを溶かして砕石の等級別に分級し、等級別の材料比率を確認し、その廃材を使用した場合のアスファルトコンクリートの性能を計算によって予測して施工に使用しているのが現状であった。その性能はあくまで計算によるもので、これだと実際のものの性能が異なることもあり、それよりも必要な等級の砕石だけを選択して使用できないという課題があった。
【０００５】
上記した方法の中で温水を使用する方法では、廃材を温水に浸けてアスファルトを溶かして石粒同士の付着を解砕し、石粒を取り出すのであるが、汚水が多く発生し、環境破壊を引き起こす汚水処理という極めて大きいな課題を有していた。また製造効率が低くて、アスファルトによる砕石同士の付着が充分に解消されない欠点もあって、更には製品として回収した石粒の含水率の高さという課題もあって、現状ではこの方法がほとんど採用されていないというのが実状である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、アスファルト廃材をほぼ密封状態のパイプ状コンベアやドラム状攪拌機の中に投入して転がしながら、熱風と蒸気を送入して石粒同士の付着を解離させ、騒音発生や汚水発生などを防いだアスファルト廃材の再生化処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明にかかるアスファルト廃材の再生化処理方法は、掘削・切削等砕いて舗装路から引き剥がした舗装などのアスファルト廃材から砕石などの舗装材料をリサイクルのため回収するもので、アスファルト廃材そのものの大きさはまちまちである。小石程度の大きさまで砕かれたアスファルト廃材であって、まだアスファルトによって石粒同士がくっついているような団粒化状態のものが主であれば、それらを熱風を送り込んだパイプ状コンベアやドラム状攪拌機の中に投入し、廃材を転がしながら石粒同士の付着を軟化させて解離させる。小石程度よりも大きな小頭大以上の大きさを含むアスファルト廃材塊であれば、これらを小石大程度が主となるよう砕いてから投入する。砕くには、熱風と蒸気を送入して投入材を軟化させ、廃材を石臼のようにすり潰すように砕くターンテーブルを使用する。騒音と粉塵の発生を考えれば、クラッシャーよりもターンテーブル使用によるすり潰しの方が好ましい。
【０００８】
廃材を解離させるパイプ状コンベアやドラム状攪拌機は、騒音の発生を極力防ぐためのもので、アスファルト廃材をほぼ密封状態のパイプや攪拌機の中にて転がすのが好適であるためである。パイプ状コンベアは、無端状に連結したパイプ内で無端状に連結したリンクチェーンを動かし、チェーンに取付けられた板材であるブレードをパイプ内で走行させて廃材を運ぶものである。廃材はパイプ内を転がり、パイプ内に送入された熱風によってアスファルトが軟化して、石粒同士の付着が解離され、団粒状態が解消される。パイプ内に送る熱風の温度は、２００〜３００℃程度で、内部の材料温度を６０〜１４０℃の範囲に制御するのが好適である。ドラム状攪拌機使用の場合は、ドラムを回転して投入した廃材を攪拌・転がすもので、ドラムキルーン、或いはドライヤーなどとも呼ばれている。回転するドラム状攪拌機の一方側から廃材を投入し、熱風を送り込み、アスファルトの軟化促進を行う。
【０００９】
パイプ状コンベアやドラム状攪拌機に、蒸気を送入する。蒸気を送入する場所、タイミングは任意であって、パイプ状コンベアの場合、パイプへの投入口やパイプからの取出し口などにて行うことが考えられる。団粒化した廃材は熱風によってアスファルトが軟化して砕け易くなっている。これに圧力をかけた蒸気を当てることで廃材が圧力によって砕け、団粒がより解消される。更に石粒表面に付着した水滴は気化熱によって石粒の熱を奪い、急速に冷やされて表面を覆っているアスファルトが硬化して石粒同士が再付着するのを防止する。ドラム状攪拌機の場合、取出し直前などに石質系粉体の送入・吹付けを行うことが考えられる。
【００１０】
解離した石粒に石質系粉体を吹付けて、粉体によって表面を覆い、石粒同士が再接着しないようにすることが考えられる。石質系粉体としては、生コンクリート廃材から乾燥回収で骨材を取出した後のセメント系微粉末や、その他石灰、フライアッシュなどの焼却灰などが使用可能である。こうして回収した石粒は原石を砕いた砕石と異なってアスファルトが表面を薄く覆っているが、アスファルトがコーティングしていることで石粒に水分が浸透するのを防ぎ、舗装材料の含水率を押えることにもなる。また石質系粉体を吹付けるなどしてアスファルトとともに表面に凹凸を形成し、舗装材料として使用したときにアスファルトの剥離を防ぐことにもなる。
【００１１】
【実施例】
以下、図に示す実施例に基づきこの発明を詳細に説明する。図１に示すのはこの発明にかかるアスファルト廃材の再生化処理方法を実施するパイプ状コンベアを使用した装置の全体図であって、１のパイプは鋼管を複数本繋ぎ合わせて無端状に連結したものである。パイプ１の一部は、廃材の走行速度を落すために、進行方向に向って高さが高くなるよう斜めに傾斜させてある。このパイプ１の中に無端状に連結したリンクチェーン２が収納されており、リンクチェーン２は駆動装置によってパイプ１内を走行する。リンクチェーン２には適宜間隔づつ離れて板状のブレード３が取付けられ、リンクチェーン２とともにパイプ２内を走行する。
【００１２】
図において４は円筒形のドラム状ホッパであって、その下に回転駆動するターンテーブル５が配置されている。ドラム状ホッパ４内に入れた小頭大以上の大きさを含む廃材塊は上からの重みによって回転ターンテーブル５上ですり潰されて、パイプ１内に供給される。図において６はスクリーンであり、実施例では二個所に配されている。ターンテーブル５からパイプ１内に供給された廃材は、走行するブレード３に載って運ばれ、パイプ１内に送られた熱風によってアスファルト分を溶かされる。この段階で、最初のスクリーン６によって一旦取出して或程度以下の石粒を回収し、それ以上の大きさのものは再びパイプ２内に戻して再びパイプ１内を運び、熱による解砕を行う。実施例の装置において熱風の供給を行うのはパイプ１にて示すＡ，Ｂ，Ｃの三個所である。実施例では熱源として発泡スチロールから回収する熱分解油又は灯油・プロパンを燃料とする加熱炉の熱源を利用する。その熱源だけで不足する場合は、バーナーなどによって熱風をパイプ１内に供給することも併用できる。パイプ１のいずれかには排気をする排気口７も設けてある。
【００１３】
図において８は蒸気発生機であり、これによって作り出した蒸気をイ，ロの二個所にて、ターンテーブル５とパイプ１内に圧送する。供給する蒸気の温度は１１０〜１７０℃程度が好適である。実施例では蒸気発生機８は加熱炉の熱源を利用したものであるが、ボイラーによる湯沸かし装置を使用してもよい。蒸気は或程度の圧力をかけて供給して廃材１０に当てるもので、アスファルト分が軟化して脆くなっている団粒化した廃材１０は、蒸気の低い圧力でも容易に解砕される。図において９は石質系粉体の供給装置であって、回収された石粒の表面に粉体をまぶして、石粒同士の再付着をより防ぐ。
【００１４】
以上のような装置を使用してのアスファルト廃材の解砕作業を説明する。実施例ではパイプ１内でのゆっくりとした解砕作業を目指すもので、毎時１５トン投入して、夜間余熱エネルギーを利用して操業し、約１５時間程度の操業で一晩に１３５トン程度の製品の回収を目指している。小頭大の大きさのアスファルト廃材を含む廃材１０であれば、熱風と蒸気を送り込んだドラム状ホッパ４にこれを入れて、下部に装置したターンテーブル５によって廃材１０をすり潰し、小石程度大の廃材１０が主となるまでにする。これをパイプ１に供給する。既に小石大の大きさまで破砕したものが主である場合は、ターンテーブル５でのすり潰し作業はせず、パイプ１にそのまま供給すればよい。パイプ１の中で、廃材１０は走行するリンクチェーン２のブレード３に押されて、パイプ１の中を転がり攪拌され、供給された熱風にさらされて石粒を団粒化状態にしているアスファルト分が溶融・軟化する。スクリーン６直前にて、圧送された蒸気がこの廃材１０に当り、その圧力によって団粒化していた廃材１０が砕け、石粒同士の付着が解離される。蒸気は石粒の表面に付着し、石粒の熱を気化熱として奪い、それらを冷やして表面を覆っているアスファルト分が固化し、石粒同士の再付着が防止される。スクリーン６に落ちた廃材１０から或程度以下の大きさのものを製品として回収し、それ以上の大きさのものは再びパイプ１に投入して再度熱と蒸気による解砕作業に廻す。同時にグリズリーバーによって不純物をズリ抜きして抜き取る。実施例では一番需要の多い６号砕石の回収を目的とするもので、回収した石粒表面には供給装置９から石質系粉体を供給してまぶし、石粒同士の再付着をより防ぐ。
【００１５】
図３に示すのはスクリーン６の代わりとするフルイ分け装置１１であって、斜めに降下したパイプ１２内にパイプ１を網１３やグリッドによって上下二段に分けてある。この中を熱によって解砕した廃材を一旦通過させ、網１３などからフルイ落ちたものを回収し、残りは再びパイプ１に戻して解砕過程に廻す。
【００１６】
【発明の効果】
この発明は以上のような構成を有し、以下の効果を得ることができる。
▲１▼ほぼ密封状態のパイプや攪拌機の中で解砕作業を行うため、騒音や粉塵を周辺に撒き散らすことなく、環境汚染の課題を克服できる。
▲２▼パイプや攪拌機の中で転がしながら熱及び蒸気によるゆっくりとした解砕を行うため、騒音や粉塵そのものが発生しにくく、また汚水の処理という問題も生じない。
▲３▼アスファルトを溶融させて石粒の団粒化状態を解消させ、原石を砕いた砕石とほぼ同様の石粒状態で回収することができる。従ってこれを再使用する際の性能予測が容易で、製品としての価値が極めて高い。
▲４▼パイプ状コンベアなどによる自動運転による解砕が可能となるもので、人手による作業がほとんど不要で、製造コストを安価とすることができる。
▲５▼蒸気吹付けにより団粒化した石粒同士を解離させるとともに、蒸気が気化熱を奪って石粒周囲のアスファルト分を冷やし、石粒同士が再付着するのを防止する。
▲６▼回収した石粒に石質系粉体を吹付けることにより、石粒同士の再付着を防ぐとともに、アスファルトの表面剥離を防ぐことができる。
▲７▼回収した石粒類を使用する透水性合材（アスファルトコンクリート）の強度（マーシャル安定度試験による。）は、新材の１．７倍と高い。それは既に一度舗装材料として使用してアスファルトが石内部まで浸透しており、アスファルトによる結合が強く、ゴム及び樹脂等で改質するアスファルトコンクリート並みの強度となるものである。
▲８▼クラッシャー等の機械破砕だけでは絶対に透水性のアスファルトコンクリートに使用する石粒の必要粒度は得られない。機械破砕だけでは石粒の団粒化状態が解消されておらず、サイズ別の砕石単粒回収が出来ないからである。この発明の熱と蒸気による解砕は、必要な粒度の石粒を選定して回収し供給できるという、需要と供給のギャップを埋める最良の再生方法ということができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるアスファルト廃材の再生化処理方法を実施する装置の全体図である。
【図２】パイプ状コンベアの一部切り欠き図である。
【図３】フルイ分け装置の断面図である。
【符号の説明】
１　パイプ
２　リンチェーン
３　ブレード
４　ドラム状ホッパ
５　ターンテーブル
６　スクリーン
７　排気口
８　蒸気発生機
９　供給装置
１０　廃材
１１　フルイ分け装置
１２　パイプ
１３　網

Claims (3)

1. 小石程度大の団粒化状態となったものを主とするアスファルト廃材を、熱風を送り込んだパイプ状コンベアやドラム状攪拌機の中に投入し、廃材を転がしながら熱によってアスファルト分を軟化させて石粒同士を解離させ、蒸気を圧入して解砕の促進と石粒同士の再付着を防止してなるアスファルト廃材の再生化処理方法。
2. 小頭大以上の大きさのものを含むアスファルト廃材塊を小石程度大のものが主となるまで崩し、これを熱風を送り込んだパイプ状コンベアやドラム状攪拌機の中に投入し、廃材を転がしながら熱によってアスファルト分を軟化させて石粒同士を解離させ、蒸気を圧入して解砕の促進と石粒同士の再付着を防止してなるアスファルト廃材の再生化処理方法。
3. 解砕された石粒に石質系粉体を吹付け、石粒同士の再付着をより防止してなる請求項１又は２記載のアスファルト廃材の再生化処理方法。

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