JP3550188B2 - アスファルト被覆フィラーとその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アスファルト被覆フィラーとその製造方法に関するものである。更に詳しくは、再生路盤舗装用、セメント安定処理舗装用、石灰安定処理舗装用、土質安定処理舗装用、その他常温アスファルト舗装混合物用および加熱アスファルト舗装混合物用などの各種舗装用、さらには、アスファルト系吹付け防水材用に使用することのできるアスファルト被覆フィラーとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来から、再生路盤舗装、セメント安定処理舗装、石灰安定処理舗装、土質安定処理舗装などの施工は、何れも現場での施工が一般的である。即ち、処理する路盤や土壌などの上に、直接セメントや石灰などのフィラーを散布したり、敷きならして、スタビライザなどの混合機を使用し、そのセメントや石灰などのフィラーを路盤や土壌に混合した後、これを締め固めることにより仕上げる方法が採用されている。
【０００３】
このような方法による時には、路盤や土壌などの上に散布したり敷きならしたりするセメントや石灰などのフィラーは、その作業に伴って飛散したり、路盤や土壌などと混合する時に舞い上ったりする問題があり、作業者の健康を害したり、防塵公害を生ずる恐れがある。その上、風のある時には、その作業を困難なものとする欠点があった。
【０００４】
セメントや石灰などのフィラーが、粉塵として舞い上がるのを防止するために、繊維をセメントや石灰などのフィラーに加える方法が採用されているが、その抑制効果は十分ではない。
【０００５】
また、セメントや石灰などのフィラーにテフロンを加えて、加熱混合することにより、セメントなどの粉体中にサブミクロン径のテフロン繊維を形成させると共に、その形成されるテフロン繊維にセメントなどの粉体を捕捉して、それら粉体の発塵や飛散を抑制する方法が提案されている。この方法は、粉体による発塵や飛散を抑制する点では期待することができるのであるが、セメントや石灰などのフィラーの使用量を多くしなければ、本来の安定処理目的を達成することができない上、高価なテフロンを使用することから経済的でない欠点を有する。
【０００６】
また、従来、常温アスファルト舗装混合物に対し、強固な硬化体を得るために、各種のセメントを添加することが行われている。ところが、常温アスファルト舗装混合物にセメントを添加すると可使時間が早くなる欠点が生じることから、それを調整するためにセメント混和剤を使用しているが、僅かな調整はできるものの、十分な調整はできず、特に、夏期高温時におけるアスファルト舗装混合物の可使時間を調整することは、非常に困難な問題があった。
【０００７】
さらに、従来、加熱アスファルト舗装混合物に対し、フィラー分として石粉を添加することが一般的に行われている。ところが、このフィラー分は、加熱することなく供給され、混合することから、混合するために時間がかかる問題があった。特に、最近は、加熱アスファルト混合物のバインダーとして高粘性の改質アスファルトを使用するケースが多く、混合時間を、さらに長引かせる結果を生じ、折角改質したアスファルトを熱劣化させてしまう欠点を持っている。
【０００８】
さらにまた、従来、アスファルト系吹付け防水材に対し、硬化反応の促進や硬化体の早期強度発現のために各種のセメントが使用されてきたが、主材であるアスファルトの可使時間のコントロールが難しい欠点を有する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、再生路盤舗装、セメント安定処理舗装、石灰安定処理舗装、土壌安定処理等の施工において、粉塵の問題がなく、常温アスファルト舗装混合物に対する使用においては、気候や気温等に左右されずに可使時間の調整が容易にでき、加熱アスファルト舗装混合物に対する使用においては、アスファルトとフィラーとの馴染みが良く、混合時間が短縮できて、アスファルトの熱劣化が生じることなく、そして、アスファルト系吹付け防水材に対する使用においては、可使時間が容易にコントロールでき、且つ、防水効果のあるアスファルト被覆フィラーおよびその製造方法が要望されている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、このような要望に応えるものであって、フィラー粒子の表面を、アスファルト皮膜によって被覆することにより、フィラー粒子が粉塵として舞い上がるのを抑制し、常温アスファルト舗装用混合物の可使時間の調整が容易にでき、加熱アスファルト舗装用混合物の製造においてはアスファルトとフィラーとの馴染みが良く、そして、アスファルト系吹付け防水材においては可使時間のコントロールが容易で、且つ、防水効果のあるアスファルト被覆フィラーおよびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
即ち、本発明は、フィラー粒子の表面にアスファルト皮膜を設けたことを特徴とするアスファルト被覆フィラー、および、フィラーを加熱した後、加熱溶融したアスファルトを添加し、撹拌混合することにより、アスファルトをフィラー粒子の表面に被覆し、これを冷却することを特徴とするアスファルト被覆フィラーの製造方法を要旨とするものである。
【００１２】
【作用】
本発明によれば、フィラー粒子の表面がアスファルト皮膜により被覆されているため、安定処理等の施工においては、フィラーが粉塵として舞い上がるのが抑制され、且つ、施工後の収縮クラック等の発生が抑制される作用を有する。
【００１３】
また、本発明によれば、セメント等のフィラーによる安定剤の粒子がアスファルト皮膜により被覆されているので、セメント等のフィラーによる安定剤の強度発現が適度におさえられて、施工時の可使時間が容易にコントロールできると同時に、常温アスファルト舗装用混合物あるいはアスファルト系吹き付け防水等の硬化体は、強度を十分に発揮できると共に、収縮やひびわれがなく、且つ、耐薬品性に優れる作用を有する。
【００１４】
更にまた、本発明によれば、フィラー粒子の表面がアスファルト皮膜により被覆されているので、加熱アスファルト舗装用混合物の製造時に、このアスファルト被覆フィラーを使用すれば、アスファルトとの馴染みが良く、混合撹拌時間の短縮ができアスファルトの熱劣化を防ぐ作用を有する。
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１６】
本発明で使用されるセメントとは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント、膨張セメント、耐硫酸塩セメント、ジェットセメント、高炉コロイドセメント、コロイドセメント、超微粒子セメント、超速硬セメントなどである。これらのセメントのほか無水石膏、半水石膏、粉末状高炉スラグなどの水硬性無機材料も使用できる。
【００１７】
本発明で使用されるセメント系安定材とは、社団法人日本道路協会発行の「アスファルト舗装要綱」に記載されているセメント系安定材であり、セメントを母体とし、これに石膏、水砕スラグ、フライアッシュ等の各種成分を添加したものである。このセメント系安定材は、セメントや石灰では安定処理効果が低い有機質土や高含水比の粘性土等に対して、安定処理効果が期待できる。その他、現在市販されている種々のセメント系安定材も使用することができる。
【００１８】
本発明で使用される石灰とは、前記の「アスファルト舗装要綱」に記載されている工業用石灰であり、生石灰の特号、１号および消石灰の特号、１号などである。
【００１９】
本発明で使用される石灰系安定材とは、前記の「アスファルト舗装要綱」に記載されている石灰系安定材であり、生石灰や消石灰に石膏やセメント、スラグ粉末、フランアッシュ等のポゾラン物質を加え、石灰の安定処理効果を高めたもので、有機質土、粘性土、ヘドロ等の固化に有効である。
【００２０】
本発明で使用される石粉とは、前記の「アスファルト舗装要綱」に記載されている石粉であり、石灰岩を粉砕したもので、粒度が６００μｍのふるい目を１００％通過するものである。
【００２１】
本発明で使用されるアスファルトとは、ストレートアスファルト、プローンアスファルト、または、改質アスファルトから選ばれる少なくとも１種である。改質アスファルトは、前記の「アスファルト舗装要綱」に記載されている改質アスファルトのほか、例えば、特公平２−３１１６２号公報、特公平２−３１１６３号公報および特開平５−３２４４６号公報等に記載された改質アスフアルトも使用できる。また、必要に応じてトリニダッドアスファルト（天然アスファルト）も使用できる。
【００２２】
アスファルトの使用量は、フィラー１００重量部に対して、通常、１．０〜１０重量部、より好ましくは、２．０〜６．０重量部である。アスファルトの使用量が１．０重量部未満の場合は、粉塵対策としての粉塵抑制効果がなく、可使時間の調整も難しい上に、アスファルトとの馴染みも少ないのに対して、アスファルトの使用量が１０重量部を超える場合は、粉塵抑制効果があり、可使時間の調整も容易で、アスファルトとの馴染みも良いが、アスファルト舗装用混合物やアスファルト系吹付け防水材等の硬化体の強度を増強することができない。なお、上記のアスファルトと共にカーボンブラックなども併用することができる。
【００２３】
次に、本発明のアスファルト被覆フィラーの製造方法の概略について説明する。
【００２４】
アスファルト被覆フィラーの製造は、一般的にはバッチ方式が採用される。勿論、連続方式も採用できることは言うまでもない。
【００２５】
先ず、加熱混合容器に所要量のフィラーを投入し、撹拌機の回転数を約５０〜６０ｒｐｍにしてゆっくり撹拌しながらフィラーを加熱して温度を上げ、温度が約１３０〜１６０℃になった時点で、撹拌機の回転数を約５００〜１０００ｒｐｍと順次高速回転にする一方、温度が約１４０〜２００℃に加熱されて溶融したアスファルトの所要量を投入して撹拌混合する。混合は、密閉状態で、且つ、高速撹拌で行ない、フィラーとアスファルトが十分均一に混合されるまで行なう。ついで、フィラーとアスファルトが十分均一に混合されたことを確認したら、撹拌機の回転数を約５０〜６０ｒｐｍと前のゆっくりした回転数に戻し、直ちに冷却槽に移して冷却する。冷却槽には、撹拌機とジャケット装置が付いており、ジャケットに冷媒を通すと共に、撹拌機の回転数を約５０〜６０ｒｐｍにし、ゆっくり撹拌しながら冷却して製品とする。冷却に際して、冷却槽の内壁面に結露を発生させると、その水分とセメント等のフィラーとが反応して固結してしまうことがある。
【００２６】
本発明のアスファルト被覆フィラーを使用する一例を示せば、次のようである。アスファルト被覆フィラーを、常温アスファルト舗装混合物用のフィラーとして使用する場合、例えば、特開平６−６５９０３号公報に記載された透水性常温アスファルト混合物用に使用する場合について述べる。
【００２７】
先ず、パグミルミキサに所要量の５号砕石を投入し、ついで、粗目砂、フィラー、水硬性無機材料の順に所要量を添加して空練り混合を約３〜５秒程度行なう。この際、フィラーとして本発明のアスファルト被覆フィラー、即ち、アスファルト被覆石粉を、水硬性無機材料として本発明のアスファルト被覆フィラー、即ち、アスファルト被覆セメントを使用する。なお、アスファルト被覆石粉、または、アスファルト被覆セメントの内、何れか１方だけを採用することもできる。次いで、この混合物にエポキシ樹脂の乳化物を含むアスファルト乳剤からなるＡ剤と、硬化剤の乳化物を含むアスファルト乳剤からなるＢ剤とを予め混合した結合材の所要量を添加してミキサ内で約１５〜２５秒程度混合することにより透水性常温アスファルト混合物が得られる。この透水性常温アスファルト混合物は、夏期の高温時にも十分な可使時間がとれ、作業がしやすく、且つ、混合物中の結合材は骨材への肉のりが良くダレがない。従って、これを用いた舗装体は、仕上り状態が良く、収縮やひびわれもなく、安定度が高いので透水性舗装の機能を十分に発揮することができる。
【００２８】
以下に、具体的な実施例と実験とによって、さらに本発明の特徴を詳しく説明する。
【００２９】
【実施例】
アスファルト被覆フィラーの製造は、実験室内で万能混合撹拌機２５ＡＭＲＰ型（三英製作所製）を用いて以下の要領で行なった。また、アスファルトとしては、日瀝化学工業（株）製の改質アスファルト（商品名 ポリファルトＳＳ、針入度（２５℃）５８）を、フィラーとしては、大阪セメント（株）製の速硬性セメント（開発品 ブレーン値６０００）を使用した。製造した試料の種類は、表１に示した配合の６種類である。
【００３０】
【表１】

【００３１】
先ず、万能混合撹拌機に所要量のセメントを投入し、撹拌機の回転数を約５０ｒｐｍにしてゆっくり撹拌しながら電熱ヒーターでセメントを加熱して温度を約１６０℃まで上げた。ついで、別に、温度を約１８０℃に加熱して溶融したアスファルトの所要量を、前記の加熱したセメントに対して徐々に添加して撹拌し混合した。この際の撹拌混合は、アスファルトの添加を始めると同時に撹拌機の回転数を５０ｒｐｍから徐々に上げ、アスファルトの添加が終了した時点では撹拌機の回転数を約５５０ｒｐｍまで上げた。この状態で約５分間撹拌混合を続けて行ない、セメントとアスファルトが均一に混合されていることを確認したところで、直ちに、混合物が入ったままの万能混合撹拌機を低温室（温度約０℃）に移動して、撹拌機の回転数を約５０ｒｐｍに戻し、約３０分間ゆっくり撹拌しながら冷却して、本発明のアスファルト被覆フィラーを得た。
【００３２】
【実験１】
実施例で製造したアスファルト被覆フィラーの常温透水性アスフアルト舗装用混合物に対する使用の適性判定をするため、夏期高温時の混合物の可使時間と、混合物中の結合材のダレおよび強度について適性判定試験を行なった。
【００３３】
適性判定方法は、常温透水性アスファルト舗装用混合物の改質アスファルト乳剤とアスファルト被覆フィラーとの混合液を作成して粘度を経時的に測定し、その測定値より可使時間と、ダレの適否を判定した。また、その混合液による硬化物の強度を測定し、その測定値より結合材としての強度の適否を判定した。判定基準は、粘度が気温３０℃で、３０分間、２０００〜８０００ｃｐｓの範囲内にあることを条件とした。粘度が２０００ｃｐｓ未満の場合は、透水性アスファルト舗装用混合物としての可使時間は十分で、作業性は良いが、結合材にダレが生じ、骨材に対する肉のりが薄くなり、混合物の安定度が低下する。これに対して、粘度が８０００ｃｐｓを超える場合は、可使時間が十分でなく、作業が困難となる。なお、混合液による硬化物の強度は、アスファルトを被覆していないセメントを直接使用した場合における強度の１００％以上あれば合格とした。
【００３４】
混合液は、加熱溶融したストレートアスファルト（針入度１５０〜２００）７５重量部に、スチレン・ブタジェーン重合ゴム２０重量部、石油樹脂５重量部を混和して改質した改質アスファルトを、カチオン系界面活性剤で乳化した改質アスファルト乳剤１００重量部に対して、アスファルト被覆セメントを４０重量部の割合で添加し、ＩＫＡ−ＷＥＲＫ製の撹拌機（ＲＤ２０ ＤＺＭ）にタービン羽根を使用して、回転数約１０００ｒｐｍで、約３０秒間撹拌混合して作成した。その後、直ちに、準備しておいたポリカップに小分けして、試験（粘度の経時変化測定用）に供した。試験結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】

【００３６】
以上の試験結果より、アスファルトを被覆していないセメントを使用した場合は、可使時間が短いので夏期の施工は難しく、アスファルトの被覆量が１２．５重量部のアスファルト被覆セメントを使用した場合は、結合材のダレが予想され透水性アスファルト舗装用混合物としてはいずれも不適であると判断される。
【００３７】
【実験２】
実験１と同様に、実施例で製造したアスファルト被覆フィラーを用いて、常温透水性アスファルト舗装用混合物の適性判定をするため、混合物の混合性、マーシャル安定度およびカンタブロ損失試験を行なった。
【００３８】
試験に供する常温透水性アスファルト舗装用混合物の製造は、実験用パグミルミキサー（容量５Ｌ）に、６号砕石８５重量部、粗目砂１１．３重量部、カーボンブラック０．５重量部、アスファルト被覆セメント３．２重量部を順次投入し、約３秒間空練り混合を行なった後、実験１の改質アスファルト乳剤４７．２重量部にエポキシ樹脂の乳化物２．８重量部を添加混合したＡ液（エポキシ樹脂成分１．８重量％）と、実験１の改質アスファルト乳剤３８．３重量部に硬化剤の乳化物１１．７重量部を添加混合したＢ液（硬化剤成分１．８重量％）とを混合した結合剤８重量部を投入し、約１５秒間混合することにより混合物を製造した。
【００３９】
かくして得られた混合物を、そのまま室温（約２５℃）で３０分間放置して、混合状態を観察した。その後、直ちに、片面５０回の両面突きで、マーシャル安定度およびカンタブロ損失試験用の供試体を作成した。そして、供試体を室温（約２０〜２５℃）で７日間養生した後、マーシャル安定度試験（６０℃、３０分間）およびカンタブロ損失試験（ロスアンゼルス試験機の回転数３００ｒｐｍで、１０分間回転）を行なった。試験結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】

【００４１】
以上の試験結果より、アスファルトを被覆していないセメントを使用した場合は、混合物の可使時間が、気温２５℃では３０分以下で、３０分後の混合物の突固めは不可能であった。また、アスファルトの被覆量が１２．５の場合は、混合物の製造直後から結合材のダレが観察され、マーシャル安定度やカンタブロ損失率の値が悪かった。従って、セメント１００重量部に対して、アスファルトの被覆量が１．０重量部未満の場合や、１０重量部を超える場合のアスファルト被覆セメントは、常温透水性アスファルト舗装用混合物には、不適であると判断される。
【００４２】
【実験３】
実施例で製造したアスファルト被覆フィラーを用いて粉塵抑制効果の試験を行なった。また、比較のために実施例におけるアスファルトを被覆する前のセメントを用いた粉塵抑制効果の試験も行なった。
【００４３】
試験方法は、２００ｃｃのメスシリンダーに約２０ｃｃの試料を投入し、メスシリンダーに蓋をして手で上下に１０回激しく振った後、直ちに、蓋を取って粉塵の発生具合を目視により観察する方法によって行ない、粉塵の抑制効果を判定した。判定は、○（良好）、△（普通）および×（悪い）の３段階方式で行なった。試験結果を表４に示す。
【００４４】
【表４】

【００４５】
以上の試験結果より、本発明のアスファルト被覆フィラーは、比較例に比較していずれも粉塵の抑制効果を有することが分かった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は、以上のことから明らかなように、次のような効果がある。
【００４７】
１）本発明のアスファルト被覆フィラーは、フィラー粒子の表面をアスファルト皮膜ににより被覆したものであるから、再生路盤舗装、セメント安定処理舗装、石灰安定処理舗装、その他土質安定処理等の施工に用いることにより、施工時の粉塵の発生を効果的に抑制すると同時に、従来課題となっていた収縮クラック等の発生を抑制する実益を有する。
【００４８】
２）本発明のアスファルト被覆フィラーは、セメント等の安定材粒子の表面をアスファルト皮膜で被覆したものであるから、これを使用するに際しては、セメント等の安定材の強度発現を適度におさえることができるので、常温アスファルト舗装用混合物やアスファルト系吹付け防水材に用いて可使時間のコントロールが容易にできると同時に、これ等の硬化体における強度を十分に発揮することができると共に、収縮やひびわれがなく、且つ、耐薬品性に優れているという実益を有する。
【００４９】
３）本発明のアスファルト被覆フィラーは、フィラー粒子の表面をアスファルト皮膜により被覆したものであるから、加熱アスファルト舗装用混合物の製造に用いた場合に、アスファルトとの馴染みが良く、混合時間が短縮することができ、アスファルトの熱劣化を防止する実益を有する。
【００５０】
４）本発明のアスファルト被覆フィラーは、セメント等の安定材粒子の表面をアスファルト皮膜で被覆したものであるから、セメント等の安定材は、耐薬品性に優れており、一般のセメントコンクリート混合物に使用すれば、そのコンクリート構造物は、雨水や海水の塩害等に対して影響を受けにくい実益を有する。
【００５１】
従って、本発明のアスファルト被覆フィラーは、道路舗装の分野だけでなく、種々のコンクリート構造物、あるいは、構築物に対しても応用できる。例えば、高架橋、工場等の床、護岸等に利用することにより、十分効果を発揮できる。

Claims (6)

1. フィラー１００重量部に対し２．５〜１０重量部のアスファルトを用いて、フィラー粒子の表面にアスファルト皮膜を設けたことを特徴とする、常温アスファルト混合物用のアスファルト被覆フィラー。
2. フィラーが、セメント、セメント系安定剤、石灰、石灰系安定剤または石粉であることを特徴とする請求項１記載の常温アスファルト混合物用のアスファルト被覆フィラー。
3. アスファルトが、ストレートアスファルト、ブローンアスファルトおよび改質アスファルトから選ばれる１種もしくは２種以上のものであることを特徴とする請求項１または２記載の常温アスファルト混合物用のアスファルト被覆フィラー。
4. フィラーを加熱した後、加熱したフィラー１００重量部に対し２．５〜１０重量部の加熱溶融したアスファルトを添加し、撹拌混合することにより、フィラー粒子の表面をアスファルトで被覆し、これを冷却することを特徴とする常温アスファルト混合物用のアスファルト被覆フィラーの製造方法。
5. アスファルトを被覆したフィラー粒子を撹拌しながら冷却することを特徴とする請求項４記載の常温アスファルト混合物用のアスファルト被覆フィラーの製造方法。
6. 請求項１、２または３に記載のアスファルト被覆フィラーを用いることを特徴とする常温アスファルト混合物の製造方法。