JP3740643B2

JP3740643B2 - アスファルト混合物

Info

Publication number: JP3740643B2
Application number: JP2004010067A
Authority: JP
Inventors: 秀敏里田; 亜州夫米倉; 秀敏伊藤
Original assignee: Nishikawa Rubber Co Ltd
Current assignee: Nishikawa Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2024-01-19
Also published as: JP2004292796A

Description

本発明は一般道路、高速道路などの基層及び表層舗装用のアスファルト混合物に関するものである。

走行安定性向上、車両騒音の低減対策として排水性舗装が道路舗装の主流となりつつある。この舗装は機能上２０〜２５％の空隙を有し,密粒舗装に比べ強度が低下するため高粘度アスファルトが用いられている。しかしながら、強度,コストに尚、課題を抱えていた。（例えば、特許文献１参照）
特公昭５８−３９８６３号

排水性及び強度に優れ、且つコスト的にも安価で、密粒並びに排水性舗装材として通常のアスファルト加工できるところの舗装用アスファルト混合物を提供しようとするものである。

アスファルト舗装材は、粗骨材,石粉,アスファルトを加えて加熱して、これらを混合して得られる。研究の結果、カーボンブラック又はカーボンブラックを含有する加硫ゴムを乾留炭化して得られるところの乾留炭化物を従来配合していた石粉に代えて添加することにより、高粘度アスファルト混合物の強度が更に増すこと、また同じく石粉に代えて乾留炭化物を一般用ストレートアスファルト混合物に添加することによりダレが小さくなるので、アスファルト量を増やすことができ、これにより高粘度アスファルト混合物に準ずる性能が得られることを見出した。

請求項１の発明は、骨材（５号砕石から７号砕石の単独又は複数の組み合わせ）配合量を７０〜８５重量部、砂の配合量を５〜１５重量部、カーボンブラック又は／及び乾留炭化物の配合量を３〜１０重量部、一般用ストレートアスファルトの配合量を６〜１０重量部の比率で混合させたアスファルト混合物である。

請求項２の発明は、骨材（５号砕石から７号砕石の単独又は複数の組み合わせ）配合量を７５〜９０重量部、砂の配合量を５〜１５重量部、カーボンブラック又は／及び乾留炭化物の配合量を０．５〜４重量部、石粉の配合量０．５〜４重量部、一般用ストレートアスファルトの配合量を３〜７重量部の比率で混合させたアスファルト混合物である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、ダレ試験の値が、１％以下になるように、カーボンブラック又は／及び乾留炭化物の配合量とアスファルトの配合量とを調整してなるアスファルト混合物である。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明における乾留炭化物が、カーボンブラックを含有する加硫ゴムを乾留炭化して得たものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至３の発明における乾留炭化物が、自動車用ウエザーストリップまたは自動車シュレッダーダストを乾留炭化して得たものである。

請求項６の発明は、請求項４の発明におけるカーボンブラックを含有する加硫ゴムを、自動車用ウエザーストリップまたは自動車シュレッダーダストとして得たものである。

ここで、カーボンブラックとしては、いわゆる、チャンネル油炉、ガス炉、デトネーション、熱プラズマ、アーク及びアセチレン法で製造したカーボンブラック等が挙げられる。

乾留炭化物としては、自動車用ウェザーストリップ等に代表される、カーボンブラックを含有する加硫ゴムを乾留炭化して得られるものや、内装材,シート,ウレタン,バンパー等の自動車シュレッダーダストを乾留炭化して得られるもの等が挙げられる。

請求項３におけるダレ試験は、アスファルト混合物のダレアスファルトペースト分の分離を評価することを主目的としている。したがって、ダレ量（％）が大きくなると、アスファルトペースト分が混合物表層部から底部に沈降していることを意味し、ダレ量が少ない程良いことになる。試験方法の詳細は、平成８年１０月社団法人日本道路協会舗装試験法便覧別冊（暫定試験方法）の２〜６ページに記載されている。

一般用ストレートアスファルトにおいて、従来配合していた石粉をカーボンブラック又は／及び乾留炭化物に一部又は全部置換することにより物性が向上し、例えば、石粉を全部置換えるとホイールトラッキング試験値が前者で３倍以上に,後者で１０倍以上に向上し、重量車両による轍掘れに対する抵抗性が大幅に向上する。

又、石粉を全量炭化物で置換した場合、アスファルト粘度は上がるが、やや柔軟性に劣るものとなる。石粉を炭化物で部分置換することにより柔軟性を残しながら、ワダチ掘れ抵抗性（ホイールトラッキング試験におけるＤＳ値）とバランスさせた舗装材とすることができる。

カンタプロ試験その他の試験でもアスファルト混合物の規格を満足しており、本乾留炭化物が実用に耐えることを示した。カーボンブラックはゴムに添加した場合,耐候性を向上させることが知られており、ホイールトラッキング性向上と相まって,舗装道路の長寿命化を実現できる。また熱的にも安定した物質でありアスファルト舗装の再利用にも支障ない。また、アスファルト混合物の諸物性を改質するために、さらに、セメント・シリカ・レジン等を添加してもよい。

カーボンブラック又は／及び乾留炭化物の添加量が１重量部未満では、補強効果が少なく、１１０重量部を超えると、アスファルトが硬くなりすぎて練られなくなる。また、補強効果と練り易さの好ましい範囲は、３０〜１００重量部である。

アスファルトの配合量が３重量部未満では、アスファルトが石や砂の表面に均一にゆきわたらなくなり、バインダーとしての効果が均一でなくなり、１２重量部を超えると、経済的に合わなくなるだけでなく、夏場にダレが発生し、目詰まりし易くなる。カーボンブラック又は／及び乾留炭化物の配合量が０．０３重量部未満であると、補強効果が少なく、１３重量部を超えると、アスファルトが硬くなりすぎて練られなくなる。

請求項３の発明において、ダレ試験の値が１％を越えると、アスファルト組成物を輸送する際に、アスファルトがダレて混合物の均一性が悪くなったり、施工後、夏場にダレ量が多くなり、目詰まりし易くなる。また、アスファルト舗装の上層部は強度が小さくなり、骨材が飛散しやすくなる。

本技術はアスファルト舗装における基層強化にも有効である。また、本技術は従来セメント製造時に燃料として利用されていたカーボンブラックを含む廃加硫ゴム材の新たな有効利用にもつながるものである。

ファーネス法により製造されたカーボンブラック（中補強性のファーネスブラックＳＲＦ、押出用のファーネスブラックＦＥＦ）を含むＥＰＤＭ加硫ゴム廃材をロータリー式２重回転釜を用いて６００℃で乾留し、炭カルシウム等を含む乾留炭化物（カーボンブラック含量７５％）を得た。これを６号、７号砕石及び砂、アスファルトと１８０℃で混合し、アスファルト混合物を得た。このアスファルト混合物をダレ試験、マーシャル安定度試験、カンタプロ試験、ホイールトラッキング試験に供した。（表1参照）

マーシャル安定度試験は、主として加熱アスファルト混合物に対する粗・細骨材とアスファルトの配合量を決定するために、アスファルト混合物の強度及び変形量を測定する。マーシャル安定度は高い値ほど好ましい。試験方法の詳細は、平成８年１０月社団法人日本道路協会舗装試験法便覧別冊の５０６〜５１６ページに記載されている。

カンタプロ試験は、アスファルト混合物の骨材飛散抵抗性を評価することを主目的としているが、排水性混合物の配合設計を行う際、アスファルト量の下限値を求めるためにも利用されている。供試体の質量の減少率で表されるので、小さい値ほど、良いことになる。試験方法の詳細は、平成８年１０月社団法人日本道路協会舗装試験法便覧別冊（暫定試験方法）の７〜１３ページに記載されている。

ホィールトラッキング試験は、アスファルト混合物の表面を所定の接地圧,ゴム硬度を持ったソリッドタイヤを往復走行させて轍掘れ量の時間変化を測定し、単位沈下量（1ｍｍ）に対する走行回数の動的安定度（ＤＳ値）で表され、数値が大きいほど、良いことになる。試験温度は、路面の最高温度を考慮して６０℃が標準となっている。試験方法の詳細は、平成８年１０月社団法人日本道路協会舗装試験法便覧別冊（暫定試験方法）の１１７〜１３３ページに記載されている。

なお、乾留炭化物はロ−タリー式２重回転釜によらずともバッチ式の乾留装置或いは高温の過熱蒸気等によっても得ることができる。

[結果]
（１）アスファルトに、カーボンブラック又は／及び乾留炭化物を添加することによって、ダレ、マーシャル安定度、ホイールトラッキング試験値の大幅な向上ができる。
（２）一般用ストレートアスファルトにカーボンブラック又は／及び乾留炭化物を添加し、ダレを防止することで、混合物アスファルト配合量を増加させ、物性バランスのよい、安価な組成を得ることが出来る。

Claims

骨材（５号砕石から７号砕石の単独又は複数の組み合わせ）配合量を７０〜８５重量部、砂の配合量を５〜１５重量部、カーボンブラック又は／及び乾留炭化物の配合量を３〜１０重量部、一般用ストレートアスファルトの配合量を６〜１０重量部の比率で混合させたアスファルト混合物。
骨材（５号砕石から７号砕石の単独又は複数の組み合わせ）配合量を７５〜９０重量部、砂の配合量を５〜１５重量部、カーボンブラック又は／及び乾留炭化物の配合量を０．５〜４重量部、石粉の配合量０．５〜４重量部、一般用ストレートアスファルトの配合量を３〜７重量部の比率で混合させたアスファルト混合物。
ダレ試験の値が、１％以下になるように、カーボンブラック又は／及び乾留炭化物の配合量とアスファルトの配合量とを調整してなる請求項１または２に記載のアスファルト混合物。
前記乾留炭化物は、カーボンブラックを含有する加硫ゴムを乾留炭化して得たものである請求項１乃至３のいずれかに記載のアスファルト混合物。
前記乾留炭化物は、自動車用ウエザーストリップまたは自動車シュレッダーダストを乾留炭化して得たものである請求項１乃至３のいずれかに記載のアスファルト混合物。
前記カーボンブラックを含有する加硫ゴムが、自動車用ウエザーストリップまたは自動車シュレッダーダストである請求項４に記載のアスファルト混合物。