JP2017114689A - アスファルト混合物およびその製造方法、ならびにそれを用いた舗装方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特に、本発明者等は、潤滑性固化材として、オレイン酸を60〜85重量%の割合で含有するものを用いることにより、常温あるいは中温域での施工を可能としながら、得られる舗装体を、強度および耐久性が高く、たわみ性に優れたものとすることができることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
また、本発明によれば、潤滑性固化材として、オレイン酸を60〜85重量%の割合で含有するものを用いるため、常温あるいは中温域での施工を可能としながら、強度および耐久性が高く、たわみ性に優れた舗装体を得ることができる。
また、鹸化反応においては、アルカリ性添加材を固形状態で添加した場合には、水などの溶媒が存在しない場合には、一般的には反応は開始しない。その一方で、水などの溶媒が存在する場合には、「潤滑性固化材中の脂肪酸および樹脂酸+アルカリ性添加材+水=石鹸(固体)」の反応(鹸化反応または中和反応)が起こり、石鹸が生成し、これにより、強度が発現するものである。
パルミチン酸:好ましくは1〜15重量%、より好ましくは2〜10重量%、さらに好ましくは3〜6重量%、さらにより好ましくは3.5〜5.5重量%
ステアリン酸:好ましくは0.1〜5重量%、より好ましくは0.3〜4重量%、さらに好ましくは0.5〜3重量%、さらにより好ましくは0.7〜2.5重量%
オレイン酸:60〜85重量%、好ましくは63〜82重量%、より好ましくは67〜78重量%、さらに好ましくは67〜72重量%
リノール酸:好ましくは5〜30重量%、より好ましくは6〜27重量%、さらに好ましくは7〜25重量%、さらにより好ましくは20〜25重量%
リノレン酸:好ましくは0.1〜5重量%、より好ましくは0.3〜3.5重量%、さらに好ましくは0.5〜2重量%、さらにより好ましくは0.7〜1.5重量%
また、本発明のアスファルト混合物は、たとえば、以下に説明する方法により製造を行い、得られた混合物を、水分透過防止層および熱融着層を備える袋内に密封することで、長期保存(たとえば、6ヶ月程度)が可能なものとすることができる。
以下、本例のアスファルト混合物の製造方法について、説明する。
あるいは、本発明においては、上記方法により得られる混合物において、潤滑性固化材とアルカリ成分とを鹸化反応または中和反応させる際に、硬化促進剤(たとえば、水)に加えて、アルカリ性添加材を添加するような構成としてもよい。
骨材、ストレートアスファルト、潤滑性固化材(商品名「PM400−C」、ミヨシ油脂株式会社製)、および普通ポルトランドセメントを、2軸パグミル型ミキサ(1バッチ:30〜60kg)に、この順にて配合し、混合を行うことで、アスファルト混合物を得た。なお、この際において、骨材の加熱温度は110〜130℃、アスファルトの加熱温度は150〜165℃、その他の部材は常温とした。また、実施例1〜6で用いた潤滑性固化材(商品名「PM400−C」、ミヨシ油脂株式会社製)は、以下の性状を有するものである。
・成分比率:パルミチン酸4重量%、ステアリン酸1重量%、パルミトレイン酸1重量%、オレイン酸68重量%、リノール酸23重量%、リノレン酸1重量%
・酸価:194〜204
・ヨウ素価:95〜115
・潤滑性固化材の配合量:5重量%(実施例1)
・潤滑性固化材の配合量:10重量%(実施例2)
・潤滑性固化材の配合量:15重量%(実施例3)
・潤滑性固化材の配合量:20重量%(実施例4)
・潤滑性固化材の配合量:25重量%(実施例5)
・潤滑性固化材の配合量:30重量%(実施例6)
具体的には、骨材として表1に示す合成粒度を有する骨材を使用し、骨材、ストレートアスファルト、潤滑性固化材、および普通ポルトランドセメントの配合量を表2に示す量とした「通常配合」と、骨材として表3に示す合成粒度を有する骨材を使用し、骨材、ストレートアスファルト、潤滑性固化材、および普通ポルトランドセメントの配合量を表4に示す量とした「透水用配合」との2種類の混合物を得た(後述の実施例7、比較例1〜7においても同様。)。
潤滑性固化材(商品名「PM400−C」、ミヨシ油脂株式会社製)の代わりに、潤滑性固化材(商品名「PM810」、ミヨシ油脂株式会社製)を使用した以外は、実施例4と同様にして、アスファルト混合物を得た。なわち、実施例7では、潤滑性固化材の配合量を、ストレートアスファルトと潤滑性固化材との合計100重量%に対して、20重量%とした。
なお、実施例7で用いた潤滑性固化材(商品名「PM810」、ミヨシ油脂株式会社製)は、以下の性状を有するものである。
・成分比率:ミリスチン酸2重量%、パルミチン酸5重量%、ステアリン酸1重量%、ミリストレイン酸2重量%、パルミトレイン酸8重量%、オレイン酸71重量%、リノール酸8重量%、リノレン酸1重量%
・酸価:198〜208
・ヨウ素価:86〜94
潤滑性固化材(商品名「PM400−C」、ミヨシ油脂株式会社製)の代わりに、潤滑性固化材(トール油脂肪酸、商品名「ハートールFA−1」、ハリマ化成グループ社製)を使用した以外は、実施例1〜6と同様の配合比にて、比較例1〜6に係るアスファルト混合物を得た。なお、比較例1〜6で用いたトール油脂肪酸(商品名「ハートールFA−1」、ハリマ化成グループ社製)は、以下の性状を有するものである。
・「脂肪酸:樹脂酸」=98.5:1.5(重量比)
・不けん化物含有量:2.0重量%
・脂肪酸の成分比率:パルミチン酸1〜3重量%、ステアリン酸1〜3重量%、オレイン酸40〜50重量%、リノール酸35〜45重量%
・樹脂酸の種類:ロジン
・酸価:194mgKOH/g
また、比較例1〜6においては、ストレートアスファルトと潤滑性固化材との合計100重量%に対する、潤滑性固化材の配合量を以下の通りとした。
・潤滑性固化材の配合量:5重量%(比較例1)
・潤滑性固化材の配合量:10重量%(比較例2)
・潤滑性固化材の配合量:15重量%(比較例3)
・潤滑性固化材の配合量:20重量%(比較例4)
・潤滑性固化材の配合量:25重量%(比較例5)
・潤滑性固化材の配合量:30重量%(比較例6)
潤滑性固化材(商品名「PM400−C」、ミヨシ油脂株式会社製)および普通ポルトランドセメントを配合しなかった以外は、実施例1と同様にして、アスファルト混合物を得た。なお、比較例7では、「通常配合」においては、骨材100重量部、ストレートアスファルト5.82重量部とし、「透水用配合」においては、骨材100重量部、ストレートアスファルト4.55重量部とした。
そして、このようにして得られた実施例1〜7、比較例1〜7のアスファルト混合物を、締固め温度まで加熱した℃としたモールド(型枠)内へ投入した後、水分を添加し、締固め(両面50回)を行い、温度20℃、湿度60%の条件で7日間養生を行うことで、供試体を得た。なお、供試体としては、「通常配合」を用いた供試体と、「透水用配合」を用いた供試体との2種類の供試体を得た。そして、得られた供試体を用いて、以下のホイールトラッキング試験、ねじり試験、および曲げ試験を行った。
「通常配合」を用いた供試体を用いて、「舗装試験法便覧」((社)日本道路協会、昭和63年11月発行)の「3−7−1」、「3−7−3」に準じて、試験温度60℃にて、ホイールトラッキング試験を行うことで、動的安定度(回/mm)を求めた。動的安定度(回/mm)の値は、高いほど、強度が高く、わだち掘れの発生を軽減できるための望ましい。結果を表5に示す。なお、表5においては、各実施例・比較例の結果を、配合した潤滑性固化材の種類、および潤滑性固化材の配合量と関連付けて示した(表6、表7においても同様。)。
「透水用配合」を用いた供試体を用いて、「舗装性能評価法別冊 ねじり骨材飛散値を求めるためのねじり骨材飛散試験機による測定方法」に準じで、試験温度50℃、試験時間2時間の条件で、ねじり試験を行うことで、供試体からの骨材飛散率(%)を求めた。なお、2時間の試験時間より前に、供試体が崩壊した場合には、その崩壊時間を求めた。ねじり試験においては、骨材飛散率が低いほど、あるいは、供試体が崩壊するまでの時間が長いほど、トルクに対する耐久性が高いため望ましい。結果を表6に示す。
「通常配合」を用いた供試体を用いて、「舗装調査・試験法便覧 B005」に準じで、試験温度−10℃にて、曲げ試験を行うことで、破断時のひずみ(×10−3mm/mm)を求めた。曲げ試験においては、破断時のひずみが大きいほど、たわみ性に優れ、ひび割れの発生を軽減できるための望ましい。結果を表7に示す。
表5〜表7に示すように、オレイン酸を60〜85重量%の割合で含有する潤滑性固化材(「PM400−C」、「PM810」)を用いた場合には、オレイン酸の含有量が40〜50重量%である潤滑性固化材(トール油脂肪酸)を使用した場合と比べて、同量の添加量でも、動的安定度(ホイールトラッキング試験)、トルクに対する耐久性(ねじり試験)、および破断時のひずみ(曲げ試験)に優れる供試体を得ることができ、強度、耐久性、たわみ性の向上効果が高いことが確認できる。
なお、「PM810」については、配合量が20重量%であるものの試験結果のみを示したが、配合量を変化させた場合における結果も、「PM400−C」を使用した場合と同様の傾向であった。
ストレートアスファルトと潤滑性固化材との合計100重量%に対する、潤滑性固化材(商品名「PM400−C」、ミヨシ油脂株式会社製)の配合量を45重量%に変更した以外は実施例1と同様にして、アスファルト混合物を得た。なお、実施例8では、表1に示す合成粒度を有する骨材100重量部、ストレートアスファルト3.22重量部、潤滑性固化材2.64重量部、普通ポルトランドセメント0.66重量部を使用した。また、実施例8においては、「通常配合」のみ調製し、「透水用配合」については作製しなかった(後述の実施例9、比較例8においても同様。)。
潤滑性固化材(商品名「PM400−C」、ミヨシ油脂株式会社製)の代わりに、潤滑性固化材(商品名「PM810」、ミヨシ油脂株式会社製)を使用した以外は、実施例8と同様にして、アスファルト混合物を得た。
潤滑性固化材(商品名「PM400−C」、ミヨシ油脂株式会社製)の代わりに、潤滑性固化材(トール油脂肪酸、商品名「ハートールFA−1」、ハリマ化成グループ社製)を使用した以外は、実施例8と同様にして、アスファルト混合物を得た。
そして、このようにして得られた実施例8,9、比較例8のアスファルト混合物を、締固め温度に加熱したモールド(型枠)内へ投入した後、水分を添加し、締固め(両面50回)を行い、養生を行うことで、供試体を得た。なお、供試体としては、温度20℃、湿度60%の条件で1時間養生を行うことにより得られた供試体Aと、温度20℃、湿度60%の条件で7日間養生を行うことにより得られた供試体Bとの2種類の供試体を得た。そして、得られた供試体A,Bを用いて、以下のマーシャル安定度の測定を行った。
得られた供試体A,Bを用いて、マーシャル安定度の測定を行った。マーシャル安定度の測定は、供試体A(養生時間1時間)については20℃で行い、供試体B(養生時間7日)については60℃で行った。結果を表8に示す。マーシャル安定度(kN)の値が高いほど、早期に安定かつ高強度な供試体が得られると判断することができるため望ましい。
表8に示すように、オレイン酸を60〜85重量%の割合で含有する潤滑性固化材(「PM400−C」、「PM810」)を用いた場合には、オレイン酸の含有量が40〜50重量%である潤滑性固化材(トール油脂肪酸)を使用した場合と比べて、同量の添加量でも、マーシャル安定度の値が高く、早期に強度を発現可能なものであることが確認できる。
また、本発明によれば、潤滑性固化材として、オレイン酸を67〜85重量%の割合で含有するものを用いるため、常温あるいは中温域での施工を可能としながら、強度および耐久性が高く、たわみ性に優れた舗装体を得ることができる。
Claims (9)
- 骨材と、アスファルトと、潤滑性固化材と、アルカリ性添加材とを混合してなるアスファルト混合物であって、
前記潤滑性固化材が、オレイン酸を60〜85重量%の割合で含有することを特徴とするアスファルト混合物。 - 前記潤滑性固化材が、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸とを、「飽和脂肪酸:不飽和脂肪酸」の重量比で1:99〜20:80の割合で含有することを特徴とする請求項1に記載のアスファルト混合物。
- 前記潤滑性固化材が、パルミチン酸を1〜15重量%、ステアリン酸を0.1〜5重量%、オレイン酸を60〜85重量%、リノール酸を5〜30重量%、リノレン酸を0.1〜5重量%の割合で含有することを特徴とする請求項1または2に記載のアスファルト混合物。
- 前記アスファルトと前記潤滑性固化材の合計量100重量%に対する、潤滑性固化材の含有量が1〜60重量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアスファルト混合物。
- 前記潤滑性固化材と前記アルカリ性添加材とが、「潤滑性固化材:アルカリ性添加材」の重量比で、100:10〜100:300の範囲内であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアスファルト混合物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のアスファルト混合物に、硬化促進剤を添加し、前記潤滑性固化材と前記アルカリ性添加材とを鹸化反応あるいは中和反応させることで、強度を向上させることを特徴とする舗装方法。
- 請求項1〜5に記載のアスファルト混合物に、アルカリ性添加剤および硬化促進剤を添加し、前記潤滑性固化材と前記アルカリ性添加材とを鹸化反応あるいは中和反応させることで、強度を向上させることを特徴とする舗装方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のアスファルト混合物を製造する方法であって、
100〜170℃に加熱した骨材と、130〜170℃に加熱したアスファルトとを混合装置で混合する第1工程と、
前記第1工程で得られた混合物に、前記潤滑性固化材を添加・混合する第2工程と、
前記第2工程で得られた混合物に、前記アルカリ性添加材を添加・混合する第3工程とを備えることを特徴とするアスファルト混合物の製造方法。 - 前記第3工程で得られた混合物を、水分透過防止層および熱融着層を備える袋内に充填し、次いで、前記熱融着層を熱融着することで、前記混合物を前記袋内に密封する第4工程をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載のアスファルト混合物の製造方法。
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