JP2020059650A - Paving mixture and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、舗装用混合物およびその製造方法に関し、特に、長期にわたる保存を可能とする舗装用混合物およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a paving mixture and a method for producing the same, and more particularly, to a paving mixture that enables long-term storage and a method for producing the same.
一般に、アスファルト混合物は、加熱アスファルト混合物と、常温アスファルト混合物とに大別することができる。 Generally, an asphalt mixture can be roughly classified into a hot asphalt mixture and a normal temperature asphalt mixture.
加熱アスファルト混合物は、粗骨材、細骨材、フィラーおよびアスファルトを加熱状態で混合して製造される。具体的には、製造プラントで製造される加熱アスファルト混合物は、プラントに設置されている大型のアスファルト混合ミキサー等を用いて砕石や砂やフィラー等からなる骨材と舗装用アスファルトを加熱混合して製造される。その後、製造された加熱アスファルト混合物は、加温状態を保ったまま施工現場に搬送され、道路や地表面等の舗装、あるいは、これらの補修に用いられている。 The hot asphalt mixture is produced by mixing coarse aggregate, fine aggregate, filler and asphalt in a heated state. Specifically, the heated asphalt mixture produced in the production plant is heated and mixed with aggregates made of crushed stone, sand, filler, etc. and paving asphalt using a large asphalt mixing mixer installed in the plant. Manufactured. After that, the produced heated asphalt mixture is transported to a construction site while being kept warm, and is used for paving roads and ground surfaces, or for repairing them.
また、加熱アスファルト混合物には、新規骨材を使用したものと、アスファルトコンクリート再生骨材を使用したものとがある。アスファルトコンクリート再生骨材とは、既設舗装の撤去等により発生した廃アスファルト混合物を破砕、分級したものである。尚、以下の説明では、アスファルトコンクリート再生骨材は「再生骨材」と表記する。 In addition, the hot asphalt mixture includes those using new aggregates and those using recycled asphalt concrete aggregates. Asphalt concrete recycled aggregate is crushed and classified waste asphalt mixture generated by removal of existing pavement. In the following description, the recycled aggregate of asphalt concrete will be referred to as “recycled aggregate”.
また、施工により舗装用アスファルト混合物を再利用する場合もある。この場合は、施工現場に熱を加え専用機器でかきほぐし、添加剤等を使用して舗装用アスファルト混合物を製造すること、または、廃アスファルト混合物を専用の機器に投入加熱して加熱アスファルト混合物を製造することにより、道路や地表面等の舗装、あるいは、これらの補修に用いられている。 In some cases, the asphalt mixture for paving may be reused depending on the construction. In this case, apply heat to the construction site with a dedicated device, use a special device to produce an asphalt mixture for paving, or add the waste asphalt mixture to a dedicated device to heat it to produce a heated asphalt mixture. By manufacturing, it is used for paving roads and ground surfaces, or for repairing these.
更にまた、保存用アスファルト混合物を製造する方法では、一般的なプラントで製造された加熱アスファルト混合物を製造直後に専用の設備を使用し、急冷却することで製造される保存用アスファルト混合物を、施工現場で適宜な方法により加熱することにより、道路や地表面等の舗装、あるいは、これらの補修に用いられている。 Furthermore, in the method for producing a storage asphalt mixture, a heating asphalt mixture produced in a general plant is used immediately after production using a dedicated facility, and a storage asphalt mixture produced by rapid cooling is applied. It is used for paving roads, ground surfaces, etc., or repairing them by heating them on site by an appropriate method.
一方、常温アスファルト混合物は、粗骨材、細骨材などをアスファルト乳剤などと常温で混合し、常温(100℃以下)で舗設できる。常温アスファルト混合物は、加熱アスファルト混合物に比べ、一般に耐久性はやや劣るが、貯蔵もできるため、簡易な舗装材料あるいは補修材料などとして用いられている。 On the other hand, the room temperature asphalt mixture can be used for paving at room temperature (100 ° C. or lower) by mixing coarse aggregate, fine aggregate and the like with asphalt emulsion and the like at room temperature. The room temperature asphalt mixture is generally inferior in durability to the hot asphalt mixture, but since it can be stored, it is used as a simple paving material or repair material.
しかしながら、プラントで製造される加熱アスファルト混合物は、大型の混合ミキサー等の製造装置を用いて製造されるために、1バッチ当たりの製造量が最低でも数百kgである。よって、小規模な舗装や補修の場合には、残余の舗装用アスファルト混合物は廃棄処分しなければないので、コスト高になるだけでなく、環境保護の面からも問題点を有していた。 However, since the heated asphalt mixture produced in the plant is produced using a production apparatus such as a large-scale mixing mixer, the production amount per batch is at least several hundred kg. Therefore, in the case of small-scale paving or repair, the residual asphalt mixture for paving has to be discarded, which not only increases the cost but also has a problem in terms of environmental protection.
更に、加熱アスファルト混合物は、プラントからの出荷量、及びその出荷後、施工現場に到着するまでの搬入時間を厳密に管理する必要がある。更には、天候の急変等で工事が中止された場合は、製造された全量を廃棄処分しなければならなかった。いずれにしても、加熱アスファルト混合物は、一定以上を超える量の舗装用アスファルト混合物に対応したものであるので、需要の少ない地域では、プラントの設置が経済的に困難であり、また、降雪時期等の需要の少ない時期には、プラントを経済的に稼働させることができないという欠点があった。 Furthermore, it is necessary to strictly control the amount of shipment of the heated asphalt mixture from the plant, and the delivery time after the shipment until it arrives at the construction site. Furthermore, when construction was stopped due to sudden changes in weather, the entire amount of products manufactured had to be discarded. In any case, the heated asphalt mixture corresponds to an amount of paving asphalt mixture exceeding a certain amount, so it is economically difficult to install a plant in an area where demand is low, and the snowfall time, etc. There was a drawback that the plant could not be operated economically during the period when the demand for the plant was low.
更にまた、施工現場で製造される加熱アスファルト混合物は、廃アスファルト混合物の発生がないが、段差補正や、ポットホール、轍等の補修、または、小規模の新たな舗装などには用いることは難しい。また、離島など遠隔地の、小規模な舗装や補修にはかきほぐすためや、掘り起こすための重機や専用の機器を運ばなければならず、コストがかかり不経済であった。 Furthermore, the heated asphalt mixture produced at the construction site does not generate waste asphalt mixture, but it is difficult to use for leveling correction, repair of potholes, ruts, etc., or small-scale new pavement. . In addition, it is costly and uneconomical to carry heavy equipment or special equipment for loosening or digging for small-scale pavement or repair of remote areas such as remote islands.
また、保存用アスファルト混合物は、熱を加えることで混合物表面を溶融させ施工するものであるが、高温時期には舗装用石油アスファルトが軟化しこの混合物がブロッキングしてしまい、塊になった混合物を加熱溶融することは難しい課題があった。また、舗装用石油アスファルトは乾性油に属し、特に長期備蓄などでは、酸化することで劣化し所定の性能が得られない場合がある。 In addition, the storage asphalt mixture is one that is constructed by melting the surface of the mixture by applying heat, but at high temperature, the petroleum asphalt for paving softens and this mixture blocks, and the mixture becomes a lump. There was a difficult problem in heating and melting. Further, petroleum asphalt for pavement belongs to a dry oil, and in particular, in long-term storage, it may deteriorate due to oxidation and may not obtain a predetermined performance.
更に、上記保存用アスファルト混合物は、6号砕石(4.75mmから13.2mm)骨材や7号砕石(2.36mmから4.75mm)骨材の砕石単体では製造しやすい。しかしながら、その直径が2.5mm以下の細骨材では製造が難しく軽量の骨材どうしが離れず塊になってしまう。また、6号砕石骨材や7号砕石骨材、細骨材やフィラーなどから合成される各種舗装用混合物を製造することは難しい。また、従来の舗装用石油アスファルト混合物製造プラントに専用設備を設置しなければならず、簡易には製造できない。 Furthermore, the above-mentioned preservation asphalt mixture is easy to produce by crushed stone of No. 6 crushed stone (4.75 mm to 13.2 mm) aggregate or No. 7 crushed stone (2.36 mm to 4.75 mm) aggregate. However, it is difficult to manufacture a fine aggregate having a diameter of 2.5 mm or less, and the lightweight aggregates do not separate from each other and form a lump. Further, it is difficult to produce various paving mixtures synthesized from No. 6 crushed stone aggregate, No. 7 crushed stone aggregate, fine aggregate and filler. Further, it is necessary to install dedicated equipment in the conventional plant for producing a petroleum asphalt mixture for paving, and it is not possible to simply manufacture.
一方、常温アスファルト混合物は、常温で保存できるが、あくまでも簡易な舗装材料や補修材料として利用されることを前提としている。よって、常温アスファルト混合物は、加熱アスファルト混合物の代替として用いることは困難である。 On the other hand, the room temperature asphalt mixture can be stored at room temperature, but it is premised that it is used as a simple paving material or repair material. Therefore, it is difficult to use the room temperature asphalt mixture as a substitute for the hot asphalt mixture.
上記課題を踏まえた本発明の目的は、長期にわたり保存することが可能であり、且つ、加熱することで加熱アスファルト混合物に相当する強度を有する舗装用混合物およびその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention based on the above problem is to provide a paving mixture that can be stored for a long period of time and has a strength equivalent to that of a heated asphalt mixture by heating, and a method for producing the same.
本発明の舗装用混合物は、骨材と、前記骨材の周囲を被覆する被覆層と、を具備し、前記被覆層は、前記骨材の周囲を被覆するアスファルトから成るアスファルト層と、前記アスファルト層の周囲を被覆すると共に、前記アスファルト、アスファルト乳剤および解乳化剤を含む接着層と、前記接着層の周囲を被覆すると共に、前記アスファルト乳剤と反応していない前記解乳化剤を含む分離層と、を有することを特徴とする。 The paving mixture of the present invention comprises an aggregate and a coating layer that coats the periphery of the aggregate, and the coating layer comprises an asphalt layer made of asphalt that coats the periphery of the aggregate, and the asphalt. Along with coating around the layer, an adhesive layer containing the asphalt, asphalt emulsion and demulsifier, and a separating layer covering the periphery of the adhesive layer and containing the demulsifier that has not reacted with the asphalt emulsion, It is characterized by having.
本発明は、骨材と、アスファルトと、アスファルト乳剤と、解乳化剤と、を混合することで、前記骨材の表面上に、アスファルト層、接着層、分離層を形成する舗装用混合物の製造方法であり、前記アスファルト乳剤に対して、反応当量以上の水素イオン濃度を持ちアルコールを含んだ前記解乳化剤を添加することで、前記アスファルト乳剤と反応していない前記解乳化剤を含む前記分離層を生成することを特徴とする。 The present invention provides a method for producing a pavement mixture in which an asphalt layer, an adhesive layer, and a separation layer are formed on the surface of the aggregate by mixing an aggregate, an asphalt, an asphalt emulsion, and a demulsifier. And, to the asphalt emulsion, by adding the demulsifier having a hydrogen ion concentration of a reaction equivalent or more and containing alcohol, to form the separation layer containing the demulsifier that has not reacted with the asphalt emulsion. It is characterized by doing.
本発明の舗装用混合物は、骨材と、前記骨材の周囲を被覆する被覆層と、を具備し、前記被覆層は、前記骨材の周囲を被覆するアスファルトから成るアスファルト層と、前記アスファルト層の周囲を被覆すると共に、前記アスファルト、アスファルト乳剤および解乳化剤を含む接着層と、前記接着層の周囲を被覆すると共に、前記アスファルト乳剤と反応していない前記解乳化剤を含む分離層と、を有することを特徴とする。従って、骨材を被覆する被覆層の最外周部に、アスファルト乳剤と反応していない解乳化剤を含む分離層を有しているので、アスファルト層および接着層と外部雰囲気との接触が抑制され、これらの層の酸化が抑制される。よって、舗装用混合物を長期にわたり保存することができる。また、舗装や補修に舗装用混合物を用いる際には、加熱することで分離層は蒸発する。更に、アスファルト層と接着層とは加熱溶融されることで一体化し、加熱溶融アスファルト層が形成されることで、加熱アスファルト混合物と同じ構造となり、所謂加熱合材として用いることができる。よって、本発明の舗装用混合物は、常温アスファルト混合物のように常温で長期にわたって保存することができ、更に、加熱アスファルト混合物のように十分な強度を有する。 The paving mixture of the present invention comprises an aggregate and a coating layer that coats the periphery of the aggregate, and the coating layer comprises an asphalt layer made of asphalt that coats the periphery of the aggregate, and the asphalt. Along with coating around the layer, an adhesive layer containing the asphalt, asphalt emulsion and demulsifier, and a separating layer covering the periphery of the adhesive layer and containing the demulsifier that has not reacted with the asphalt emulsion, It is characterized by having. Therefore, in the outermost peripheral portion of the coating layer for coating the aggregate, since it has a separation layer containing a demulsifier that has not reacted with the asphalt emulsion, contact between the asphalt layer and the adhesive layer and the external atmosphere is suppressed, Oxidation of these layers is suppressed. Therefore, the paving mixture can be stored for a long time. Further, when the paving mixture is used for paving or repairing, the separation layer is evaporated by heating. Further, the asphalt layer and the adhesive layer are heated and melted to be integrated with each other to form a heat-melted asphalt layer, which has the same structure as that of the heated asphalt mixture and can be used as a so-called heating mixture. Therefore, the paving mixture of the present invention can be stored at room temperature for a long period of time like a room temperature asphalt mixture, and has sufficient strength like a heated asphalt mixture.
本発明は、骨材と、アスファルトと、アスファルト乳剤と、解乳化剤と、を混合することで、前記骨材の表面上に、アスファルト層、接着層、分離層を形成する舗装用混合物の製造方法であり、前記アスファルト乳剤に対して、反応当量以上の水素イオン濃度を持ちアルコールを含んだ前記解乳化剤を添加することで、前記アスファルト乳剤と反応していない前記解乳化剤を含む前記分離層を生成することを特徴とする。従って、骨材の周囲に形成されるアスファルト層および接着層の酸化を防止する分離層を容易に生成することができる。更に本発明の舗装用混合物の製造方法では、前記分離層は、前記アスファルト乳剤に対して、反応当量以上の水素イオン濃度を持ちアルコールを含んだ前記解乳化剤を添加することで生成されることを特徴とする。従って、反応当量以上の水素イオン濃度を持ちアルコールを含んだ前記解乳化剤を添加することで発生する水分と、解乳化剤に含まれるアルコールとが混ざり合い、両者の混合物で潤滑性を有する分離層を生成することができる。 The present invention provides a method for producing a pavement mixture in which an asphalt layer, an adhesive layer, and a separation layer are formed on the surface of the aggregate by mixing an aggregate, an asphalt, an asphalt emulsion, and a demulsifier. And, to the asphalt emulsion, by adding the demulsifier having a hydrogen ion concentration of a reaction equivalent or more and containing alcohol, to form the separation layer containing the demulsifier that has not reacted with the asphalt emulsion. It is characterized by doing. Therefore, it is possible to easily form the separation layer that prevents the asphalt layer and the adhesive layer formed around the aggregate from being oxidized. Further, in the method for producing a paving mixture according to the present invention, the separation layer is formed by adding the demulsifier having an alcohol having a hydrogen ion concentration of a reaction equivalent or more to the asphalt emulsion and containing alcohol. Characterize. Therefore, the water generated by adding the demulsifier containing the alcohol having a hydrogen ion concentration of the reaction equivalent or more, and the alcohol contained in the demulsifier are mixed, a separation layer having lubricity in the mixture of both. Can be generated.
以下、本発明の一実施形態に係る舗装用混合物10およびその製造方法を図面に基づき詳細に説明する。尚、以下の説明では、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。
Hereinafter, a paving
<舗装用混合物10の構成>
図1を参照して、舗装用混合物10の構成を説明する。図1(A)は舗装用混合物10を示す断面図であり、図1(B)はその拡大断面図である。
<Structure of
The structure of the paving
図1(A)を参照して、舗装用混合物10は、骨材11と、骨材11の表面を被覆する被覆層12と、を有している。舗装用混合物10は、後述するように、例えば、数十kg毎に袋詰めした状態で、常温にて長期にわたり保存することができる。更に、舗装用混合物10は、加熱されることで被覆層12が溶融して舗装用混合物10どうしが接着した状態となり、接着した状態のまま、被覆層12が冷却により硬化するため、高い強度を発揮する。即ち、舗装用混合物10は、常温アスファルト混合物の如き優れた保存性を有し、加熱アスファルト混合物と同等の高い強度を得ることができる。舗装用混合物10は、道路または地表面の施工または補修にて用いることができる。
With reference to FIG. 1 (A), the paving
骨材11は、所定の粒度と成るように調整された石等から成る。骨材11の粒度は、例えば、日本道路協会が定める「舗装施工便覧」に準拠したものとする。骨材11は、砕石、砂、フィラー等から成る。 The aggregate 11 is made of stone or the like adjusted to have a predetermined grain size. The particle size of the aggregate 11 is based on, for example, the “Pavement Construction Manual” defined by the Japan Road Association. The aggregate 11 is made of crushed stone, sand, filler and the like.
被覆層12は、骨材11の周囲を被覆している。後述するように、被覆層12は、アスファルトにアスファルト乳剤18および解乳化剤19等を添加して生成され、長期にわたり保存された場合でも、その酸化が抑止されている。
The
図1(B)には、舗装用混合物10どうしの境界拡大断面図を模式的に示している。骨材11を被覆する被覆層12は、内側から、アスファルト層13、接着層14および分離層15を有している。また、被覆層12の最外層である分離層15は、紙面上右方の舗装用混合物10と、紙面上左方の舗装用混合物10とで、共有されてもよい。また、紙面上右方の舗装用混合物10の分離層15と、紙面上左方の舗装用混合物10の分離層15との接触点を紙面上では点線(接触部17)で示している。
In FIG. 1 (B), a boundary enlarged sectional view of the paving
アスファルト層13は、舗装用石油アスファルトであり、更には、施工現場などから排出される廃アスファルト混合物に含まれるアスファルトに再生添加剤を加えた再生アスファルトを採用することもできる。再生添加剤は、例えば、日本道路協会が定める「舗装再生便覧」に準拠したものを用いることが望ましい。また、再生骨材の周囲に既にアスファルトが付着しているため、後に添加するアスファルト乳剤18のアスファルト含有量を変えて、製造された舗装用混合物10がアスファルト量%の規格に入るよう調整できるため、更なるアスファルトの投入は必要としない。
The
接着層14は、アスファルト層13を形成する舗装用アスファルトにアスファルト乳剤18が加えられることで生成された層であり、接着力を発揮する層である。ここで、アスファルト乳剤18としては、一般に販売、使用されている石油アスファルトカチオン乳剤(JIS K 2208)や、一般に販売、使用されている多様な石油アスファルトカチオン乳剤、または、両極性を持つ石油アスファルト両性イオン化乳剤を採用することができる。
The
分離層15は、アスファルト乳剤18に解乳化剤19を添加することで、アスファルト乳剤18と反応していない解乳化剤19を含む層である。具体的には、例えば、カチオン系のアスファルト乳剤18と、アスファルト乳剤18に対して反応当量以上の水素イオン濃度を持ちアルコールを含んだ解乳化剤19を添加混合することで、アスファルト乳剤18が分解し、アスファルト粒子16が同類であるアスファルト層13に付着するとともに、分解された水分は反応していない解乳化剤19と混ざり合う。
The
上記したアスファルト乳剤18は、石油アスファルトカチオン乳剤であり、一般に販売、使用されているカチオン乳剤(JIS K 2208)または、一般に販売、使用されている多様なカチオン乳剤等、カチオンのイオン系乳剤、両極性を持つ石油アスファルト両性イオン化乳剤を採用することができる。アスファルト乳剤18のうち、使用目的や、再生骨材に付着しているアスファルトの劣化度合などにより、最適なアスファルト含有量、アスファルトの針入度の乳剤を選ぶことができる。また、アスファルト乳剤18により、最終的な混合物のアスファルト物性を、希望する規格内のアスファルトの物理性状(針入度、軟化点、伸度など)に調整できる。また、アスファルト乳剤18の投入量を調整する場合、アスファルト乳剤18の水分量と解乳化剤19の水分量が、舗装用混合物10を生成した後の揮発分を除き、全量の2%以下であることが望ましい。
The above-mentioned
上記した解乳化剤19は、アルカリ金属の化合物、または、アルカリ金属土類の化合物のうち少なくとも1種類の、水素イオン濃度がpH11.0以上の水溶液に、引火点が100℃以上170℃以下の2価アルコールまたは、引火点が100℃以上170℃以下の3価アルコールのうち少なくとも1種類を加えたものである。また、アスファルト乳剤18から分解された水分は解乳化剤19と混ざり合い、アルコールの潤滑性を有する分離層15として残る。
The above-mentioned
解乳化剤19に含まれる水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム等、の比較的汎用な化合物の水溶液が望ましい。また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムについては、濃度が5%以下の一般物にあたる水溶液が望ましい。
The aqueous solution contained in the
解乳化剤19に含まれるアルコールは、潤滑剤、保湿剤、不凍液などに使われる粘調な高沸点の水との混和性を有し、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン等が望ましい。
The alcohol contained in the
解乳化剤19の添加量は、使用するアスファルト乳剤18のアスファルト含有量や水素イオン濃度により変化するため、アスファルト乳剤18の水分量と解乳化剤19の水分量が、舗装用混合物10を生成したのちの揮発分を除き混合物全量の2%以下であり、水素イオン濃度がpH8.0以上pH11.0以下の弱アルカリ域を示し、残留アルコールの量が混合物全量の1%以下となるように、調整することが望ましい。このための調整は、使用するアスファルト乳剤18を100℃以下の温度で解乳化剤19を添加するビーカーテストにより、分解された液の水素イオン濃度を計測することで容易に行うことができる。また、使用するアスファルト乳剤18のモル濃度がわかれば、使用する解乳化剤19のモル濃度を算出することで、等モル量を導きだすことによる調整も可能である。
Since the amount of the
分離層15は、例えば、2%以下の残留水分と、1%以下の残留アルコール分からなり、この弱アルカリ域の分離層15は舗装用混合物10全量の0.5%以上3%以下であることが望ましい。更に、分離層15は、同種イオンの反発性と2価、3価アルコールの潤滑性を持つ難揮発性であり、加重による圧力や常温域での温度変化などに影響されることがない。また、分離層15は弱アルカリ性を示しているため、接着層14等の酸化を防ぎ、舗装用混合物10の劣化が抑えられることで、長期備蓄が可能である。
The
更にまた、分離層15は、上記したアルカリ水溶液とアルコールとアスファルト乳剤18から分解した水分との混合物であり、そのpHは、舗装用混合物10を長期にわたり保存した場合でも、骨材11同士が凝固することでブロッキングすることなく、且つ、舗装用混合物10の製造に携わる作業員の安全衛生環境を保持できる範囲とされる。具体的には、分離層15のpHの好適な範囲は、例えば、8.0以上11.0以下である。分離層15のpHが8.0以上であることで各骨材11が分離している状態を維持でき、更に分離層15のpHが11.0以下であることで舗装用混合物10を取り扱う作業員の安全性を確保することができる。また、分離層15のpHの特に好適な範囲は、例えば、9.0以上10.0以下である。このような範囲とすることで上記した効果を顕著にすることができる。
Furthermore, the
上記のように舗装用混合物10では、その最外周に分離層15を有しており、この分離層15は、アルカリ水溶液とアルコールとアスファルト乳剤18から分解した水分とから生成される。従って、舗装用混合物10を保存する際に、加重による圧力や常温域での温度変化などに、舗装用混合物10の品質が影響されることがない。更に、この分離層15が弱アルカリ性を示しているため、アスファルト層13の酸化を防ぎ、舗装用混合物10の劣化が抑えられる。よって、長期にわたり舗装用混合物10を保存することができ、施工現場で加熱混合することで、様々な舗装に適合することかできる。
As described above, the paving
また、分離層15がマイナスに帯電していることで、紙面上に於ける左方の骨材11の周囲に形成された分離層15と、右方の骨材11の周囲に形成された分離層15とが、互いに反発する。よって、舗装用混合物10を保存袋に収納した状態で長期にわたり保存した場合でも、舗装用混合物10にブロッキングが発生してしまうことを抑止することが出来る。
Further, since the
更に、舗装用混合物10は、袋詰めした状態で長期にわたり保存できるため、災害用の備蓄や、離島など遠隔地やプラントの稼働がない降雪時期の道路等の補修や備えなどに好適である。更に、現場の状況に応じ、舗装用混合物10を適宜な方法で加熱混合することで、舗装に関する各所の規格に適合した、品質管理がなされた粒度範囲の舗装用石油アスファルト混合物を容易に製造できる。また、既存の舗装用石油アスファルト製造プラントで、設備を増設することなく比較的簡易に生成でき、使用する材料に関しても汎用で入手し易いため経済的にも負荷なく提供することができる。
Furthermore, since the
次に、図2から図4を参照して、舗装用混合物10を製造する際に骨材11の周囲で生じる反応を説明する。図2から図4の各図は、骨材11どうしの境界部分を拡大して示す断面図である。
Next, with reference to FIGS. 2 to 4, a reaction that occurs around the aggregate 11 when the paving
図2(A)を参照して、先ず、骨材11の表面はアスファルト層13で被覆されている。アスファルト層13の周囲には、アスファルト乳剤18および解乳化剤19が存在している。アスファルト乳剤18はプラスに帯電しているアスファルト粒子16を含有している。解乳化剤19は、上記したようにアスファルト乳剤18に対して反応当量以上の水素イオン濃度を持つことでアルカリ性を示しており、マイナスに帯電している。
With reference to FIG. 2A, first, the surface of the aggregate 11 is covered with the
図2(B)を参照して、次に、アスファルト乳剤18と解乳化剤19とが混ざり合うことで、アスファルト乳剤18と解乳化剤19とが分子レベルで混合され、アスファルト乳剤18に含まれるアスファルト粒子16が電気的に中和される。また、上記のように、アスファルト乳剤18に対して反応当量以上の水素イオン濃度を持つことから、アスファルト乳剤18と解乳化剤19とが混ざり合うことで形成される層は、弱アルカリ性を示す。
Referring to FIG. 2B, next, the
図3(A)を参照して、上記のように、アスファルト乳剤18に含まれるアスファルト粒子16は電気的に中和されていることから、アスファルト粒子16は同類であるアスファルト層13の表面に付着する。
As described above with reference to FIG. 3A, since the
その結果、図3(B)に示すように、アスファルト層13の表面に付着したアスファルト粒子16から成る接着層14が形成される。そして、接着層14の外側には、マイナスに帯電している弱アルカリ性の分離層15が形成される。紙面上にて左側の分離層15と右側の分離層15とは互いに反発し合うことから、保存状況下に於いてブロッキングが生じることが抑制されている。
As a result, as shown in FIG. 3B, an
図4を参照して、舗装用混合物10を用いて道路施工等を行う際には、バーナー等で舗装用混合物10を加熱する。その結果、上記した分離層15は蒸発する。また、上記したアスファルト層13および接着層14は一体化した加熱溶融アスファルト層20となり、この加熱溶融アスファルト層20により舗装用混合物10どうしが接着する。
Referring to FIG. 4, when road construction or the like is performed using the paving
<舗装用混合物10の製造方法>
次に、図5および図6のフローチャートを参照して、上記した構成の舗装用混合物10の製造方法を説明する。図5を参照して、骨材11として新規骨材を採用した場合を説明する。また、図6を参照して、骨材11として再生骨材を採用した場合を説明する。
<Method for producing paving
Next, with reference to the flow charts of FIGS. 5 and 6, a method of manufacturing the paving
図5を参照して、本形態の新規骨材を用いた舗装用混合物10の製造方法は、骨材11とアスファルトとを混合するステップS10と、アスファルト乳剤18を混合するステップS11と、分離層15を生成するステップS12と、を有する。更に、製造された舗装用混合物10はステップS13で保管され、ステップS14で舗装用混合物10は施工に用いられる。この図では、各ステップの横に、そのステップに於ける骨材11の概略断面を示している。
With reference to FIG. 5, a method of manufacturing a paving
本工程では、本実施形態に係る舗装用混合物10を製造するための専用プラントを特段に用意する必要はなく、加熱アスファルト混合物または常温アスファルト混合物を製造するための汎用のプラントで舗装用混合物10を製造することができる。
In this step, it is not necessary to specially prepare a dedicated plant for producing the paving
先ず、ステップS10では、骨材11とアスファルトとを混合する。骨材11としては、上記したように、砕石、砂、フィラーの混合物を採用することができる。実際には、適切に調整された粒度の骨材11を適温に乾燥加熱した後、希望粒度範囲の骨材11をミキサーに投入し、常温域にあるフィラーと加熱された舗装用石油アスファルトの順に添加、混合する。本ステップでは、骨材11の温度は100℃以下であることが望ましいため、できるだけ乾燥した骨材11を使用し、乾燥加熱温度を調整し、さらに、常温域にあるフィラーを、適温に加熱された舗装用石油アスファルトを投入混合した後、添加混合する。このようにすることで、設備等に負荷がなく、混合物を潤滑に製造できる。また、本ステップの混合は、例えば、各材料の温度が80℃以上となる状況下で行う。
First, in step S10, the aggregate 11 and the asphalt are mixed. As the aggregate 11, as described above, a mixture of crushed stone, sand, and filler can be adopted. Actually, after the aggregate 11 having an appropriately adjusted particle size is dried and heated to an appropriate temperature, the aggregate 11 having a desired particle size range is put into a mixer, and the filler in the normal temperature range and the heated petroleum asphalt for paving are sequentially ordered. Add and mix. In this step, it is desirable that the temperature of the aggregate 11 is 100 ° C. or lower. Therefore, the
ステップS11では、骨材11とアスファルト層13との混合物に、アスファルト乳剤18を添加して混合する。アスファルト乳剤18の種類等は上記した通りである。例えば、アスファルト乳剤18としての石油アスファルトカチオン乳剤を常温で添加する。本ステップにより、骨材11は、アスファルト層13およびアスファルト乳剤18で覆われるようになる。ここで、骨材11として所謂新規骨材を採用した場合は、新規骨材の周囲にアスファルトを付着させるステップS10が必須である一方、骨材11として再生骨材を採用する場合はステップS10が不要になる。再生骨材は、再生骨材の周囲に既にアスファルトが付着しているからである。
In step S11, the
ステップS12では、骨材11、アスファルト層13およびアスファルト乳剤18の混合物に、解乳化剤19を添加混合する。解乳化剤19の種類および添加量は上記したとおりである。例えば、石油アスファルトカチオン乳剤の解乳化剤19を常温で適量投入混合する。本ステップにより、骨材11は、アスファルト層13、アスファルト乳剤18および解乳化剤19で覆われるようになる。ここで、アスファルト乳剤18および解乳化剤19は、プラントのミキサー部分に設置された投入口から投入、添加することができる。更に、通常使用されている、アスファルトの添加剤や顔料なども、同様に投入する。
In step S12, the
更に、ステップS12でアスファルト乳剤18および解乳化剤19を混合することで、図2から図3を参照して説明したような反応が起こり、骨材11の表面には、アスファルト層13、接着層14および分離層15が形成されるようになる。ここで、接着層14は、解乳化後の分解したアスファルト層と見做すこともできる。
Furthermore, by mixing the
ここで、本実施形態では、アスファルト乳剤18に対して反応当量以上の水素イオン濃度を持ちアルコールを含んだ解乳化剤19を添加混合している。このようにすることで、アスファルト乳剤18が分解し、アスファルト層13に同類である分解されたアスファルト粒子が付着する。
Here, in the present embodiment, the
更に本ステップでは、分離層15のpHの好適な範囲は、例えば、8.0以上11.0以下である。分離層15のpHがこのような範囲となるように、添加する解乳化剤19の量を調整している。分離層15のpHが8.0以上であることで各骨材11が分離している状態を維持でき、更に分離層15のpHが11.0以下であることで舗装用混合物10を取り扱う作業員の安全性を確保することができる。また、分離層15のpHの特に好適な範囲は、例えば、9.0以上10.0以下である。このような範囲とすることで上記した効果を顕著にすることができる。
Further, in this step, the preferable range of the pH of the
ステップS13では、上記の工程により製造された舗装用混合物10を数十kg毎に袋詰めするなどして保管する。本実施の形態に係る舗装用混合物10は、その表面に上記した分離層15が形成されているため、舗装用混合物10どうしのブロッキングが抑止され、表面に形成されたアスファルト層13等の酸化が防止され、長期にわたる保存が可能である。
In step S13, the paving
ステップS14では、舗装用混合物10で、道路や地表面等の施工を行う。具体的には、施工現場において適宜な方法で、所定の温度に加熱して舗装用混合物10は使用される。例えば、使用する舗装用混合物10の量により、片手で持てるハンドバーナーと小型のシャベルにより加熱混合する方法や、口径が80mmから100mm程度のプロパンガスバーナーとスコップで加熱混合する方法、または、様々な施工現場用の加熱混合機を利用して加熱混合する方法など、現場の状況に応じて、様々な施工方法を採用することができる。また、施工時の温度は、従来、行われている舗装用石油アスファルト混合物の敷き均し時の温度であり、一般には110℃から140℃であることが望ましい。また、舗装用混合物10を現場加熱すると、図4に示したように、上記した分離層15は加熱により蒸発し、加熱溶融アスファルト層20が形成される。
In step S14, the paving
図6を参照して、骨材11として再生骨材を採用した場合を説明する。本形態の再生骨材を用いた舗装用混合物10の製造方法は、骨材11と再生骨材に再生添加剤を添加するステップS20と、アスファルト乳剤18を混合するステップS21と、分離層15を生成するステップS22と、を有する。更に、製造された舗装用混合物10はステップS23で保管され、ステップS24で舗装用混合物10は施工に用いられる。
A case where recycled aggregate is used as the aggregate 11 will be described with reference to FIG. The manufacturing method of the
上記のように、ここに於ける舗装用混合物10の製造方法は、図5を参照して説明した製造方法と概略的に同様であり、相違点はステップS20において再生骨材である骨材11の周囲に付着したアスファルトを再生させることである。
As described above, the manufacturing method of the paving
ステップS20では、製造する骨材11の粒度に調整した再生骨材を、任意の量、適温に乾燥加熱したのちに、ミキサーに投入し再生添加剤を加え混合する。再生添加剤は、例えば、日本道路協会が定める「舗装再生便覧」に準拠したものを用いることができる。また、再生骨材の周囲に既にアスファルトが付着しているため、後に添加するアスファルト乳剤18のアスファルト含有量を加えて、製造された舗装用混合物10がアスファルト量%の規格に入るよう調整できるため、更なるアスファルトの投入は必要としない。本ステップは、加熱された状況下にて再生骨材に油成分を添加しても良いし、常温下にて再生骨材に油成分を添加しても良い。再生骨材の温度は100℃以下であることが望ましく、できるだけ乾燥した再生骨材を使い、適量の再生添加剤を加え混合することで設備に負荷がなく潤滑に製造できる。
In step S20, the regenerated aggregate adjusted to the particle size of the aggregate 11 to be manufactured is dried and heated to an appropriate temperature in an arbitrary amount, and then put into a mixer and mixed with a regenerated additive. As the regeneration additive, for example, one that complies with the “Pavement Recycling Handbook” established by the Japan Road Association can be used. Further, since the asphalt has already adhered to the periphery of the recycled aggregate, the asphalt content of the
ステップS21、ステップS22、ステップS23およびステップS24の詳細は、図5を参照して説明したステップS11、ステップS12、ステップS13およびステップS14と同様である。 Details of step S21, step S22, step S23, and step S24 are the same as step S11, step S12, step S13, and step S14 described with reference to FIG.
上記のように、骨材11として再生骨材を採用することで、舗装用混合物10の製造方法に要する骨材11、アスファルトおよび熱エネルギを削減することが出来る。
As described above, by adopting the recycled aggregate as the aggregate 11, it is possible to reduce the aggregate 11, asphalt and heat energy required for the method for manufacturing the paving
<実施例>
図7の表を参照して、上記した本実施形態にかかる舗装用混合物10の加熱溶融アスファルト層20が、加熱アスファルト混合物に用いるアスファルト規格を満たしていることを説明する。ここで、アスファルト規格の主な項目は、針入度、軟化点、伸度、引火点および密度である。また、各項目の適正範囲は、一般地域用と一般地域多交通とで規定されている。
<Example>
With reference to the table of FIG. 7, it will be described that the hot-
上記したように、本実施形態は、骨材11に新規骨材を用いて舗装用混合物10を製造する実施形態と、骨材11に再生骨材を用いて舗装用混合物10を製造する実施形態を含む。よって、両実施形態を用いて舗装用混合物10を製造し、その加熱溶融アスファルト層20について針入度、軟化点、伸度、引火点および密度を測定した。その結果、両実施形態に於いて、一般地域用および一般地域多交通の殆どの項目を満たす結果が得られている。
As described above, the present embodiment is an embodiment in which the paving
上記のことから、本実施形態にかかる舗装用混合物10の加熱溶融アスファルト層20は、骨材11が新規骨材であっても、再生骨材であっても、アスファルト規格を概ね満たしており、舗装用混合物10の実際の施工に耐えうるものである。
From the above, the heat-melted
図8の表を参照して、上記した舗装用混合物10の製造方法の実施例を説明する。実施例の条件を説明すると、雰囲気温度を25℃としており、水酸化ナトリウムの分子量を40とした。また、骨材11は使用せず、アスファルト乳剤18、解乳化剤19に含まれるアルカリ化合物の水溶液(ここでは水酸化ナトリウム水溶液)、解乳化剤19に含まれるアルコール(ここではエチレングリコール)をビーカーで混合することで、アスファルト乳剤18と解乳化剤19を、接着層14に相当するアスファルト乳剤18のアスファルト分と、分離層15に相当する液体とに分離し、分離された液体の水素イオン濃度(pH)を測定した。その後、舗装用混合物10の生成温度に相当する80℃ないし100℃まで加熱した後に常温まで冷却し、再び液体のpHを測定した。また、この液体を72時間室温で養生し、養生後の液体のpHを測定した。
An example of the method for producing the paving
ここでは、アスファルト乳剤18としてアンモニア系乳剤を採用し、解乳化剤19に含まれる水溶液の溶質として水酸化ナトリウムを採用し、溶質の量を変化させることで、生成される液体のpHを変化させた。更にここでは、溶質の量を変化させることで5個の液体を生成し、各々の液体について、加熱と冷却の直後のpHと72時間養生後のpHを測定した。72時間養生後のpHを測定した理由は、反応が収まり安定した状態を確認するためである。
Here, an ammonia-based emulsion is adopted as the
この図に示すように、ここでは試料1ないし試料5までの5つの試料を生成している。試料1は、解乳化剤19に含まれる水溶液の溶質が最も多く添加されることで、生成される液体のpHが最も高い。一方、試料5は、解乳化剤19に含まれる水溶液の溶質が最も少なく添加されることで、生成される液体のpHが最も低い。即ち、試料の項番が多くなるほど、添加される溶質の量が少なくなり、生成される液体のpHが低くなる。
As shown in this figure, five samples, sample 1 to sample 5, are generated here. Sample 1 has the highest pH of the liquid produced by adding the most solute of the aqueous solution contained in the
ここで、試料1は、72時間経過後のpHが11.25となっており、このような試料を舗装用混合物10の生成に適用すると、各骨材11を良好に分離させることができる。しかしながら、pHが11.25であると、舗装用混合物10を取り扱う作業員の安全衛生を必ずしも担保できない恐れがある。
Here, the sample 1 has a pH of 11.25 after 72 hours, and when such a sample is applied to the production of the paving
試料2および試料3では、72時間経過後のpHが10.42および9.83となっており、このような試料を舗装用混合物10の生成に適用すると、各骨材11を良好に分離させることができる。また、この範囲のpHであれば、作業員は舗装用混合物10を安全に取り扱うことができる。
In Samples 2 and 3, the pH after 72 hours is 10.42 and 9.83, and when such a sample is applied to the production of the paving
試料4および試料5では、72時間経過後のpHが7.74および6.73となっており、このような試料を舗装用混合物10の生成に適用すると、各骨材11が不用意に接着してしまうブロッキングが発生している。特に試料5では各骨材11が密着してしまう。これは、分離層15として生成される液体のpHが中性に近いため、イオンの反発率が低くなるからである。
In Samples 4 and 5, the pH after 72 hours was 7.74 and 6.73, and when such samples were applied to the production of the paving
上記のことから、生成される液体からなる分離層15のpHの好適な範囲は、8.0以上11.0以下であり、特に好適なpHの範囲は、9.0以上10.0以下であることを理解できる。
From the above, the preferable range of pH of the
以上、本発明の実施の形態の説明を行ったが、本発明は、この実施の形態に限定されることはなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内で変更ができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment and can be modified within a range not departing from the object and gist of the present invention.
例えば、上記説明では、舗装用混合物10を製造するに際して、アスファルト乳剤18を添加した後に解乳化剤19を添加したが、その添加する順序を逆にすることもできる。
For example, in the above description, when the paving
また、舗装用混合物10に用いられる骨材11として、新規骨材と再生骨材との混合物を採用することもできる。
Further, as the aggregate 11 used in the paving
10 舗装用混合物
11 骨材
12 被覆層
13 アスファルト層
14 接着層
15 分離層
16 アスファルト粒子
17 接触部
18 アスファルト乳剤
19 解乳化剤
20 加熱溶融アスファルト層
10
Claims (2)
前記被覆層は、
前記骨材の周囲を被覆するアスファルトから成るアスファルト層と、
前記アスファルト層の周囲を被覆すると共に、前記アスファルト、アスファルト乳剤および解乳化剤を含む接着層と、
前記接着層の周囲を被覆すると共に、前記アスファルト乳剤と反応していない前記解乳化剤を含む分離層と、を有することを特徴とする舗装用混合物。 An aggregate and a coating layer that covers the periphery of the aggregate,
The coating layer is
An asphalt layer made of asphalt covering the periphery of the aggregate,
An adhesive layer that covers the periphery of the asphalt layer and that includes the asphalt, the asphalt emulsion and the demulsifier,
A paving mixture, characterized in that it comprises a separating layer which covers the periphery of the adhesive layer and which contains a demulsifier which has not reacted with the asphalt emulsion.
前記アスファルト乳剤に対して、反応当量以上の水素イオン濃度を持ちアルコールを含んだ前記解乳化剤を添加することで、前記アスファルト乳剤と反応していない前記解乳化剤を含む前記分離層を生成することを特徴とする舗装用混合物の製造方法。
Aggregate, asphalt, asphalt emulsion, and by mixing a demulsifier, on the surface of the aggregate, asphalt layer, an adhesive layer, a method for producing a paving mixture to form a separation layer,
With respect to the asphalt emulsion, by adding the demulsifier having a hydrogen ion concentration of a reaction equivalent or more and containing alcohol, to form the separation layer containing the demulsifier that has not reacted with the asphalt emulsion. A method for producing a paving mixture, which is characterized.
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WO2021200805A1 (en) | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 日東電工株式会社 | Biosensor |
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