JP2007022843A

JP2007022843A - 耐流動性アスファルト混合物用骨材

Info

Publication number: JP2007022843A
Application number: JP2005206064A
Authority: JP
Inventors: Akie Ichihara; 明恵市原
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】アスファルト舗装において、アスファルト混合物の種類であるバインダーや粒度を変更することなく、製鋼スラグを天然骨材の代替として使用することにより、アスファルト混合物の耐流動性を向上させる骨材を道路用材料とし舗装の長寿命化を図る手段を提供する。
【解決手段】アスファルト舗装において、アスファルト混合物の骨材として使用することにより、バインダーや粒度を変更することなく、アスファルト混合物の耐流動性を向上せしめる道路用材料であって、製鋼工程より生成する製鋼スラグからなり、製鋼スラグの見掛比重は３．０以上あり、溶融状態から緩冷却凝固することにより製造された耐流動性に優れたアスファルト混合物の骨材である。
【選択図】なし

Description

この発明は、アスファルト混合物の耐流動性を向上させる舗装用材料に関し、特に耐流動性を向上させるアスファルト混合物用の骨材に関する。

社団法人日本道路協会発行の舗装設計施工指針によると道路構造令（昭和４５年政令第３２０号、以下「政令」という。）第２３条第２項の規定に基づく車道及び側帯の舗装の構造の基準に関する省令（平成１３年国土交通省令第１０３号、以下「省令」という。）が策定されたことを受け、舗装の構造に関する技術基準（平成１３年６月２９日付け国土交通省、都市・地域整備局長、道路局長通知、以下「技術基準」という。）が定められた。この技術基準について特筆すべきは、一層効果的かつ効率的な舗装整備のために、性能規定化されたことであり、従来の材料規定にしばられることなく、所用の性能を有するものであれば、現地材料、建設産業及び他の産業からの発生材、再生資材等の多様な材料の使用が可能となっている。

アスファルト舗装は、極めて広範囲にわたり施工されている舗装であり、このアスファルト混合物の骨材としては、砕石、玉砕、砂利、鉄鋼スラグ、砂及び再生骨材などがある。このうち鉄鋼スラグはＪＩＳＡ５０１５「道路用鉄鋼スラグ」により品質規定が定められているが、広く普及しておらず、天然骨材の代替品として、利用を推進している素材である。

現状において、アスファルト混合物の骨材は天然砕石が主流であり、舗装の目的に合わせ、硬質砂岩や安山岩等、様々な天然砕石が使用されている。これら天然砕石の比重は、２．５〜２．８程度であり、なめらかな表面状態をしている。これら骨材は、ＪＩＳＡ５００１「道路砕石」に規定の粒度に調整され、単粒度砕石として用いられている。

アスファルト混合物の種類には、粗粒度アスファルト混合物（２０）、密粒度アスファルト混合物（２０）や（１３）、細粒度アスファルト混合物（１３）、密粒度ギャップアスファルト混合物（１３）、開粒度アスファルト混合物（１３）等多数があり、要求される多様な性能に対応したものが選定される。一般的に歩道や比較的交通量の少ない舗装には、密粒度アスファルト混合物（１３）（以下、「密粒（１３）」という。）が用いられ、交通量が多い、あるいは重量物が走行する舗装には、基層として粗粒度アスファルト混合物（２０）（以下、「粗粒」という。）を、表層として密粒度アスファルト混合物（２０）（以下、「密粒（２０）」という。）を用いた２層舗装が行われる。

特に重量物が走行する舗装では、路面の流動が起こりやすく、わだち掘れや平坦性の悪化など路面性状が早期に低下し、舗装の寿命が短い傾向にある。アスファルト混合物の耐流動性を向上させる方法としてバインダーを改質II型やIII型等に変更する方法がとられており、天然骨材の代わりに配合することにより、アスファルト混合物の耐流動性を向上させる人工骨材はない。

一方、従来のコンクリートの骨材としては、混練が難しいとされた繊維長６〜６０ｍｍ、繊維径５から３００μの繊維により補強して、高い曲げ強度、圧縮強度およびタフネスを有し、耐衝撃性に優れた粗骨材混入高靱性繊維補強コンクリートが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、セメント、石灰石微粉末、ケイ砂、再乳化性粉体樹脂及び粉体添加物を含有させることにより、乾燥収縮が小さく、流動性、耐クラッチ性、強度発現性の向上を図った半撓み性補強用ポリマーセメント組成物が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００１−３０２３１４号公報特開平１０−１３４５号公報

本発明が解決しようとする課題は、アスファルト混合物の種類を変更することなく、製鋼スラグを天然骨材の代替として使用することによりアスファルト混合物の耐流動性を向上させることができる骨材を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、アスファルト舗装において、アスファルト混合物の骨材として使用することにより、バインダーや粒度を変更することなく、アスファルト混合物の耐流動性を向上せしめることができる道路用材料であって、製鋼工程より生成する製鋼スラグからなることを特徴とする耐流動性アスファルト混合物用骨材である。

請求項２の発明では、製鋼スラグは、見掛比重が３．０以上あり、溶融状態から緩冷却凝固することにより製造された製鋼スラグであることを特徴とする請求項１の手段の耐流動性アスファルト混合物用骨材である。

アスファルト混合物用骨材として、見掛比重が３０以上あり、溶融状態から緩冷却凝固された製鋼スラグを使用することにより、バインダーを変更することなく、アスファルト混合物の耐流動性が向上した。天然骨材と同等の経済性を有する製鋼スラグ骨材を使用することにより、舗装コストを増加させることなくアスファルト混合物の耐流動性を向上でき、ひいては舗装の高寿命化を図れる。さらに、製鋼スラグ骨材による耐流動性の向上性はストレートアスファルトだけでなく、耐流動性を有するバインダーである改質II型や改質III型においても見られ、一層の耐流動性能が得られるなど、本発明は優れた効果を奏するものである。

本発明の最良の実施の形態について以下に説明する。溶融状態から緩冷却凝固された製鋼スラグを、アスファルト混合物用骨材として使用する。この場合、製鋼スラグの見掛比重が３．０以上を使用するものとする。

上記の緩徐冷とは、溶融状態あるいは半溶融状態にある製鋼スラグを土間あるいは専用の鋼製皿（スラグパン）に空け、空冷あるいは散水により直に凝固させる冷却方法である。緩徐冷により得られる製鋼スラグは、成分や操業方法によって得られる鉱物層に差があるものの、微細な結晶構造を有しており、図１に見られるように、Ｘ線回折によるピークから製鋼スラグが多くの配向性を持つ、複数の鉱物層を有していることがわかる。図２に見られる天然石のＸ線回折と比較しても、結晶構造の多様性は明確である。

上記のように緩冷却により得られた製鋼スラグを破砕して道路用骨材とするが、細かい結晶構造を有する製鋼スラグは、縦横高さの寸法に偏りが無く、かつ数ｍｍレベルの凹凸が多い形状をしている。

製鋼スラグ骨材の使用方法は、ＪＩＳＡ５００１「道路砕石」及びＪＩＳＡ５０１５「道路用鉄鋼スラグ」に規定の粒度に篩い分けた単粒度砕石として使用したり、あるいは再生骨材のように連続粒度で使用するなど、その配合方法は問わず、天然砕石などの既存の骨材の代替品として使用するものである。

凹凸状の表面を有する製鋼スラグ骨材はかみ合わせがよく、また比重が天然骨材に比べて２割程度大きいことからアスファルト混合物の耐流動性は向上する。特にアスファルト混合物中に５０質量％を超えて骨材使用する場合に、大きな耐流動効果が得られる。

以下に表および図によりアスファルト混合物の試験結果を示す。この場合、密粒（２０）、密粒（１３）、粗粒の３種類のアスファルト混合物に関して、製鋼スラグ骨材の配合比率を変化させて、マーシャル安定度試験を実施した。バインダーの種類はストレートアスファルト（以下、「ＳｔＡｓ」という。）及び改質II型、改質III型を使用した。ここでマーシャル安定度試験について説明する。マーシャル安定度試験は、円筒形供試体の側面に規定温度（６０℃）、規定載荷速度にて荷重を加え、供試体が破壊するまでに示す最大荷重：安定度（ｋＮ）と変形量（フロー値１／１００ｃｍ）を測定する試験である。

表１にバインダーの種類がＳｔＡｓの試験結果を示し、図３にそのスラグ配合率と安定度（ｋＮ）の関係を示した。

表２にバインダーの種類が改質II型の試験結果を示し、図４にそのスラグ配合率と安定度（ｋＮ）の関係を示した。

表３にバインダーの種類が改質III型の試験結果を示し、図５にそのスラグ配合率と安定度（ｋＮ）の関係を示した。

これらのマーシャル安定度試験は、加熱アスファルト混合物の配合設計と品質管理を目的として行われる試験である。アスファルト混合物は、気温や交通荷重の外的要因により、高温において流動したり、波状の変形を受けたりしやすい。しかし、本試験により得られる安定度（ｋＮ）は、このような変形に対する抵抗性を表わすもので、安定度（ｋＮ）が高いほど耐流動性に優れる傾向がある。

いずれの場合も、製鋼スラグ骨材を使用することにより安定度（ｋＮ）が増加している。この傾向は製鋼骨材の配合率が高いほど、また基層に用いられる粗粒に比べ、表層に用いられる密粒（２０）や密粒（１３）のアスファルト混合物の方が顕著である。

マーシャル試験を実施した供試体の幾つかについて、ホイールトラッキング試験を行い、耐流動性を評価した。ホイールトラッキング試験は加熱アスファルト混合物の耐流動性を評価する指針である動的安定度を求める試験である。これを表４により示す。

表４に示す試験結果により、製鋼スラグ骨材を使用したアスファルト混合物は、バインダーの種類によらず動的安定度が向上しており、製鋼スラグ骨材の使用により耐流動性が向上していることが分かる。なお、ホイールトラッキング試験について説明する。ホイールトラッキング試験は、アスファルト混合物の耐流動性を評価する試験で、所定の寸法の供試体上を載荷した小型のゴム車輪を規定の温度（６０℃）、規定の速度で繰返し往復走行させ、単位時間当たりの変形量から動的安定度（Dynamic Stability:回／ｍｍ）を求めるものである。

製鋼スラグのＸ線回折ピークを示すグラフである。天然砕石のＸ線回折ピークを示すグラフである。バインダー：ＳｔＡｓのスラグ配合率と安定度（ｋＮ）の関係を示すグラフである。バインダー：改質II型のスラグ配合率と安定度（ｋＮ）の関係を示すグラフである。バインダー：改質III型のスラグ配合率と安定度（ｋＮ）の関係を示すグラフである。

Claims

製鋼工程より生成する製鋼スラグを道路のアスファルト舗装におけるアスファルト混合物の骨材とし、バインダーや粒度を変更することなくアスファルト混合物の耐流動性を向上せしめたことを特徴とする耐流動性アスファルト混合物用骨材。
製鋼スラグは、見掛比重が３．０以上あり、溶融状態から緩冷却凝固することにより製造された製鋼スラグであることを特徴とする請求項１に記載の耐流動性アスファルト混合物用骨材。