JP2006328139A

JP2006328139A - アスファルトラバーおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2006328139A
Application number: JP2005150767A
Authority: JP
Inventors: Shunji Kakihara; 原駿司柿
Original assignee: TSUKASA KAIHATSU KK
Current assignee: TSUKASA KAIHATSU KK
Priority date: 2005-05-24
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】廃タイヤを粉砕したゴム粉末を再利用するも、アスファルト混合物を舗装施工した際の耐流動性、耐摩耗性、疲労抵抗性、すべり抵抗性および耐候性が優れるアスファルトラバーを提供する。
【解決手段】この発明のアスファルトラバーは、加熱溶解したストレートアスファルトに廃タイヤのゴム粉末を添加し、所定温度に保持して所定時間の撹拌、混合をした後、これを所定温度で所定時間の熟成をしたものである。
【選択図】なし

Description

この発明は、舗装用のアスファルト混合物のバインダーとして使用するアスファルトラバーに関し、特に、廃タイヤのゴム粉末を使用した点に特徴があり、アスファルト混合物の耐流動性、耐摩耗性、疲労抵抗性およびすべり抵抗性、等に優れたアスファルトラバーに関する。

従来、廃タイヤを粉砕して得られるゴムチップを弾性舗装材として使用することは知られている（例えば、特許文献１、２、３、４、５および６参照）。
このゴムチップ弾性舗装材は、ゴムチップの有する弾力性により、歩行時の衝撃吸収性、転倒時の安全性といった優れた効果を奏するため、歩道や競技場等の舗装材として用いられている。また、舗装すると空隙が形成されるため排水性および通気性に加え、吸音性によりタイヤと路面で発生する騒音低減にも有効である。さらに、積雪寒冷地の車道に見られるような凍結する路面の氷層を、ゴムの弾性を利用して破壊し、走行自動車のスリップ防止用としても使用されている。

特開２００４−１９０４４１号公報特開２００１−３２９５０１号公報特開２００１−３２９５０２号公報特開２００１−３０３５０９号公報特開２０００−２４８５０３号公報実用新案登録第３０８６１６６号公報

このようにゴムチップ弾性舗装材は、優れた特性を有する。しかしながら、ゴムチップ弾性舗装材は、舗装施工時にアスファルト混合物中に分散したゴムチップがクッションとなってローラによる締め固めが不十分となり、結果として耐久性が劣るという課題がある。特に、自動車道路（以下、車道という）に適用した場合には、重荷重自動車の走行による荷重の繰り返し付加による疲労劣化によって損傷、摩耗が早くなり、強度的にも車道には適用し難い。また、ゴムチップ弾性舗装材は、荷重に対する歪み量が大きく車道用として用いた場合には、自動車の操縦安定性にも問題がある。

かといって、例えば、ストレートアスファルトを用いるのでは、交通量の増加や、大型車の増加に伴い、塑性流動による「わだち掘れ」や「クラック」が生ずる等して、これまた充分な耐久性が得られない課題がある。
そこで、ストレートアスファルトに改質剤を添加し、前記ストレートアスファルトの課題を解決した「改質アスファルト１型」（以下、改質Ｉ型）と称す）や「改質アスファルト２型」（以下、改良２型と称す）と称されるものが提案されている。しかし、この改質１型および２型は、改質剤として熱可塑性樹脂を含むため、耐流動性に優れるものの、脆く、割れ易い。従って、寒さに弱く、寒冷地での使用に適さない。また、熱可塑性樹脂の軟化点は１２０℃〜１３０℃程度であるから、該熱可塑性樹脂は、加熱溶融しているストレートアスファルトに混合する際に変質し易い。さらに、熱可塑性樹脂は紫外線に対して弱いので、道路表面に露出している部分の劣化が促進され、固化脆化によってクラックや欠けが生じ易い課題がある。

この発明は、このような課題を解決せんと提案されたものであり、その目的は、廃タイヤを粉砕したゴム粉末を再利用するも、アスファルト混合物を舗装施工した際の耐流動性、耐摩耗性、疲労抵抗性、すべり抵抗性および耐候性が優れるアスファルトラバーの提供にある。

この発明のアスファルトラバーは、加熱溶解したストレートアスファルトに廃タイヤのゴム粉末を添加し、所定温度に保持して所定時間の撹拌、混合をした後、これを所定温度で所定時間の熟成をしたものである。

このアスファルトラバーは、ストレートアスファルトを加熱溶解し、これに廃タイヤのゴム粉末を添加し、所定温度に保持して所定時間の撹拌、混合をした後、これを所定温度で所定時間の熟成をすることによって製造できる。この製造時におけるストレートアスファルトを加熱溶解する温度は、１３０℃〜１８０℃の範囲、好ましく１４０℃〜１７０℃の範囲がよく、撹拌混合する時の温度および時間は、１４０℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２１０℃の範囲で、５分以上、好ましくは１０分以上がよく、また、熟成する時の温度および時間は、１５０℃〜２２０℃で３０分以上、好ましくは１７０℃〜２００℃で９０分以上がよい。
また、廃タイヤのゴム粉末の添加量は、５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％の範囲である。

なお、この発明で「廃タイヤのゴム粉末を添加し、・・・撹拌、混合する」とは、加熱溶解したストレートアスファルトを撹拌しながら、これにゴム粉末を添加する場合も、あるいは加熱溶解したストレートアスファルトにゴム粉末を添加した後に撹拌、混合する場合も包含する。
また、この発明で「廃タイヤ」としたのは、他の加硫粉砕ゴムが使用不可ではなく使用可能であるが、廃タイヤをリサイクル使用して廃タイヤの不法投棄などの公害問題の解決に寄与せんとするため廃タイヤとした。
また、この発明のストレートアスファルトとしては、ストレートアスファルト４０／６０、６０／８０、８０／１００を挙げることができる。

この発明のアスファルトラバーによれば、次のような効果を奏する。
（１）この発明のアスファルトラバーを骨材のバインダーとして使用した舗装道路とすれば、耐流動性、耐摩耗性、疲労抵抗性、すべり抵抗性および耐候性、等の優れた性能を発揮する。また、このような性能を有するため耐久性も向上する。
（２）この発明では、ゴム粉末を使用してもトストレートアスファルトに添加し溶融、混合されており、骨材のバインダーとして使用するので、従来のようにアスファルト混合物中に分散したゴムチップがクッションとなってローラによる締め固めが不十分となり、耐久性が劣ることもなく、車道に適用しても疲労劣化による損傷、摩耗も回避できるし、また、荷重に対する歪み量も少ないので自動車の操縦安定性を阻害することもない。
（３）しかも、骨材はゴム粉末が添加されたアスファルトラバーでバインダーとして被覆されるので、この被膜により道路の弾力性も確保され、歩行時の衝撃吸収性、転倒時の安全性も確保される。また、ゴムチップのアスファルト混合物ほどではないが、吸音性もあり騒音低減にも効果がある。
（４）また、改質アスファルトのように熱可塑性樹脂も使用しないので、寒冷地での道路にも適用可能であるし、紫外線に対し弱くなることもなく耐候性も向上する。
（５）密粒度アスファルトコンクリートに代表される加熱アスファルト混合物に使用して特に有効である。
（６）廃タイヤを粉砕して得たゴム粉末を使用するので、廃タイヤの公害の問題の解決に寄与する。

この発明のアスファルトラバーは、加熱溶解したストレートアスファルトに、廃タイヤのゴム粉末を添加し、所定温度に保持して所定時間の撹拌、混合をした後、これを所定温度で所定時間の熟成をしたものである。
このアスファルトラバーは、ストレートアスファルトを加熱溶解（溶融）する工程、この加熱溶解したストレートアスファルトを撹拌しながら、これに廃タイヤのゴム粉末を添加し、所定温度で所定時間の撹拌、混合する工程、この所定時間の撹拌、混合した後、これを所定温度で所定時間の熟成をする工程、によって製造することができる。

この発明で使用するストレートアスファルトとしては、ストレートアスファルト４０／６０、６０／８０、８０／１００、１００／１２０を挙げることができる。この発明のアスファルトとしては、これ以外にもセミブローンアスファルトＡＣ−１００、改質アスファルト１型、２型も使用可能である。

この発明のアスファルトラバー製造時におけるストレートアスファルトの加熱溶解する温度は、１３０℃未満では溶解できず、１８０℃を越えても溶解効果は変わらないので、１３０℃〜１８０℃の範囲、好ましくは１４０℃〜１７０℃の範囲がよい。
また、加熱溶解したストレートアスファルトに廃タイヤのゴム粉末を添加し、撹拌、混合する時の温度および時間は、１４０℃未満ではゴム粉末が充分にゲル化せず、２５０℃を越えるとアスファルトの熱劣化が生ずるので、１４０℃〜２５０℃の範囲、好ましくは１５０℃〜２１０℃の範囲がよく、加熱溶解したストレートアスファルトと添加したゴム粉末がゲル化して均一に混合するには５分以上が必要となるので、５分以上、好ましくは、１０分以上の撹拌がよい。この時のゴム粉末の添加は、加熱溶解したストレートアスファルトを撹拌しながら添加しても、添加した後に撹拌してもよいが、ゴム粉末のゲル化の促進と均一な混合を考慮すると、ストレートアスファルトを撹拌しながら、これに添加してゆくのが好ましい。
また、ストレートアスファルトに添加したゴム粉末がゲル化して均一に混合された後は、所定温度で所定時間の熟成をするが、この時の温度は、１５０℃未満では両者の正常な溶融状態を維持できず、２２０℃を越えると混合物の劣化などの改質に影響するので、１５０℃〜２２０℃の範囲がよく、好ましくは１７０℃〜２００℃の範囲がよい。この熟成が３０分未満では熟成効果が得られないので、３０分以上、好ましくは９０分以上がよい。

廃タイヤのゴム粉末の添加量は、５重量％未満では、効果的な改良効果が得られず、２５重量％を越えると粘度増加が大きすぎて、混合時のミキサー負荷および敷均しや転圧作業の点で困難となる。従って、廃タイヤのゴム粉末の添加量は５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％の範囲がよい。
さらに、使用できるゴム粉末の粒経は、０．０１〜１０ｍｍのものを例示できるが、加熱溶解したストレートアスファルトに添加して撹拌するに際し、早くゲル化して均一の混合される点を考慮すると、粒径０．０１〜１ｍｍのものが好ましい。

以下、実施例を挙げてこの発明を更に詳細に説明する。
まず、ストレートアスファルトを１４０℃の温度に加熱して溶解し、この溶解したストレートアスファルトを２００℃に加熱して３００ｒ．ｐ．ｍ．で撹拌しつつ、これに１５重量％の廃タイヤのゴム粉末を添加し、１０分間撹拌した後、１８０℃の乾燥炉で２時間熟成し、アスファルトラバー（以下、実施品と称す）を得た。表１はこの概要を示している。

本例でのストレートアスファルトは、８０／１００を使用し、廃タイヤのゴム粉末はバス、トラック等の大型車の廃タイヤを粉砕して得られたものを使用し、その粒度は表２の通りであり、密度は１．１５ｇ／ｃｍ^３である。

代表的な加熱アスファルト混合物である密粒度アスファルトコンクリートに、実施品、改質アスファルト２型（改質２型）、ストレートアスファルト８０／１００を使用し、それぞれ配合設計、耐流動性、耐摩耗性、疲労抵抗性、すべり抵抗性について、効果試験を実施した。実施品を使用した場合を実施例、改質２型を使用した場合を比較例１、ストレートアスファルト８０／１００を使用した場合を比較例２とする。粒度は中央粒度とし、骨材は砕石６号１３〜５ｍｍ、砕石７号５〜２．５ｍｍ、細骨材２．５〜０ｍｍに調整して用いた。この効果試験の試験条件を表３に示す。

上記効果試験の試験結果は、表４の通りである。

配合設計
本例で使用した骨材の試験結果を表５、配合割合を表６および合成粒度を表７に示す。

マーシャル安定度試験結果の評価
表４に示す通り、実施例の最適アスファルト量（設計アスファルト量）６．５％は、比較例１および２の５．７％に比べて０．８％増加している。このため相対的に密度が減少し空隙率が増加している。実施例の安定度１１．５ｋＮは、比較例２の１０．９７ｋＮと略同等である。さらに詳しいマーシャル試験結果を表８に示す。

この表８によれば、同じバインダ量では実施例の空隙率が増加しているのが判る。例えば、バインダ量５．５％における空隙率は、実施例が５．９％であるのに対し比較例１は４．３％、比較例２は４．５％である。このことから本発明の方が吸音性もあり騒音低減にも効果のあることが判る。また、排水性の舗装用としても使用可能であることが判る。

対流動性の評価
ホイールトラッキング試験結果は、表４に示す通りであり、詳しいホイールトラッキング試験は表９に示す通りである。

表４および表９の試験結果によれば、実施例の動的安定度８，６２５回／ｍｍは、比較例１の８，２５０回／ｍｍと略同等である。また、圧密変形量も実施例が１．５４ｍｍであり、比較例１の１．２７ｍｍと略同等である。

耐摩耗性の評価
ラベリング試験結果は、表４に示す通りであり、詳しいラベリング試験結果は表１０に示す通りである。

表４および表１０に示す通り実施例の摩耗量は１．０７ｃｍ^２であり、比較例１の１．０６ｃｍ^２と同等である。

疲労抵抗性の評価
繰り返し曲げ試験結果は表４に示す通りであり、詳しい繰り返し曲げ試験結果は表１１に示す通りである。

表４および表１１に示す実施例、比較例１および比較例２の破壊回数に顕著な差は見られず、いずれもほぼ同等の疲労抵抗性である。

すべり抵抗性の評価
すべり抵抗試験結果は、表４に示す通りであり、詳しいすべり抵抗試験結果は表１２に示す通りである。

表４および表１２に示す通りすべり抵抗値（ＢＰＮ）は、実施例が６６、比較例１が６７でほぼ同等であり、比較例２が７１でわずかに高めである。

以上の実施例および比較例１、２の試験結果によれば、次のことが理解できる。
（１）実施例の配合設計は、マーシャル配合試験の共通範囲法により求めることができ、設計アスファルト量６．５％は、比較例１および２に比べ０．８％増加し、安定度１１．５ｋＮは比較例２と同等である。
（２）実施例の動的安定度８，６００回／ｍｍ、摩耗量１．０７ｃｍ^２、すべり抵抗性６６は、いずれも比較例１と同等である。
（３）実施例の疲労抵抗性は、比較例１および２と概ね同等である。
（４）以上からこの発明のアスファルトラバーは、アスファルト混合物に適用して、ストレートアスファルトや改質２混合物とほぼ同等の効果を有し、改質型２とは紫外線等の耐候性で優れるなど、重交通道路等の対流動・対摩耗対策に充分に採用可能である。

Claims

加熱溶解したストレートアスファルトに廃タイヤのゴム粉末を添加し、所定温度に保持して所定時間の撹拌、混合をした後、これを所定温度で所定時間の熟成をしてなることを特徴とするアスファルトラバー。
ストレートアスファルトを加熱溶解し、これに廃タイヤのゴム粉末を添加し、所定温度に保持して所定時間の撹拌、混合をした後、これを所定温度で所定時間の熟成をすることを特徴とするアスファルトラバーの製造方法。
ストレートアスファルトを加熱溶解する温度は、１３０℃〜１８０℃の範囲であり、撹拌混合する時の温度および時間は１８０℃〜２５０℃で５分以上であり、熟成する時の温度および時間は、１５０℃〜２２０℃で３０分以上である請求項２記載のアスファルトラバーの製造方法。
廃タイヤのゴム粉末の添加量は、５〜２５重量％であることを特徴とする請求項２または３記載のアスファルトラバーの製造方法。