JP3849124B1 - 舗装のアスファルト混合物層を路上で連続的に再生する方法およびそのための自走車両システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図8
Description
(非特許文献1)「舗装再生便覧」(社団法人 日本道路協会)
(特許文献1)特開2002−79136号公報
(特許文献2)特開2004−11406号公報
(特許文献3)特開平7−3715号公報
き解し、路上における一連の施工工程として、軟化剤などの再生用添加剤を投入し、攪拌しながら、新たなアスファルト混合物(新材)および/または改質剤としての新たなアスファルトを加えて混合し、スクリードなどで敷き均し、締め固める工法が、いわゆる路上表層再生工法である。この施工法には、再生用添加剤や新材および/または新たなアスファルトを旧材に加え混合し、旧材の粘度やアスファルトの結合力などを改善して一層化するのに用いられるリミックス方式がある一方、旧材の品質を改善する必要がない場合や品質の軽微な改善で間に合う場合に再生される旧材上に新材などで2層化するのに用いられるリベーブ方式がある。例えば、事前に路面幅方向の両端部を切除して溝を形成し、該溝の間の表層を掻き解し、掻き解した表層を路面幅にわたって敷き均した後、その上に事前に切除した溝と同量の新材などを投入することにより路面高さを調整する工法や、旧材の表層の一部を除去し新材を投入して骨材間の空隙を残存させる開粒度アスファルト混合物の表層を形成する工法など、これまでも路上表層再生工法における再生アスファルト混合物の性能改善に関する提案は、少なくない。しかしながら、従来工法はいずれも、旧材に含まれる粒度の異なる骨材を原材料に戻し、再生材として配合設計し直して再利用しなくても済む程度の路上再生工法である。したがって、一連の路上での施工工程に、旧材に含まれる粒度の異なる骨材を篩装置などにより複数の粒度群に分級し、それらを計量装置により計量することにより再生材として配合設計する工程を組み込むことを前提としておらず、そのため、所定性能を自在に保証することは不可能であり、図3や図4で見たような粒度分布を保証することはできない。本出願人が製造販売するAR2000は、毎分4〜5mの平均スピードで自動制御された自走車両システムを移動させながら、舗装道路のアスファルト混合物層を路上で連続的に再生することを可能とした画期的な工法であるが、やはり所定性能を自在に保証することができないという点では、従来工法の場合と同様である。
(非特許文献2)「舗装再生便覧」(社団法人 日本道路協会)
(特許文献4)特開2004−124549号公報
(特許文献5)特開2001−262509号公報
(特許文献6)特許第3293626号公報
(特許文献7)特許第3380590号公報
(特許文献8)特開平11−117221号公報
(特許文献9)特開2002−61140号公報
(特許文献10)特許3466632号公報
図7は、本発明の実施形態に従って既設舗装道路のアスファルト混合物層を路上で連続的に再生する方法の工程全体を示すものであり、本方法は、該アスファルト混合物層を加熱軟化させる工程(以下、「加熱軟化工程」という)と、加熱軟化された該アスファルト混合物層を掻き解し、団粒化しない温度に保ち、単粒化されたアスファルト混合物(以下、「単粒化アスファルト混合物」という)にする工程(以下、「掻き解し・単粒化工程」という)と、単粒化アスファルト混合物を複数粒度の骨材(以下、「再生骨材」という)に分級させる篩工程(以下、「篩工程」という)と、分級された再生骨材の各々を用いて再生アスファルト混合物に配合設計する工程(以下、「配合設計工程」という)と、配合設計された該再生アスファルト混合物を均一に混合する工程(以下、「混合工程」という)と、均一に混合された該再生アスファルト混合物を敷き均し、締め固め、再生アスファルト混合物層にする工程(以下、「敷き均し・締め固め工程」という)と、を含む。
本実施形態による工程を実施するにあたって、該工程開始前に、施工対象となる既設舗装道路のアスファルト混合物の試料を採取して、該アスファルト混合物の密度、アスファルト量、骨材の粒度、アスファルトの種類、針入度、軟化点などを調査、分析する。それとともに、再生後のアスファルト混合物層が所定の性能を満足し、かつ、再生後のアスファルト混合物層を排水性の開粒度アスファルト混合物層にする場合には開粒度アスファルト混合物層の透水係数が所望の値になるように、分級する粒度群の数、粒度群の各々の粒度、各粒度群の骨材の配合量および割合、新材の添加量、軟化剤などの再生用添加剤の添加量、改質剤としての新たなアスファルトの添加量などを決定する。
図9は、本実施形態によるプレヒータ車両100を示す。プレヒータ車両100は、図7の加熱軟化工程を行うための車両である。本実施形態においては、このプレヒータ車両100を2台用いる。各々のプレヒータ車両100は、既設舗装道路のアスファルト混合物層を加熱軟化させるための3台の加熱装置110、120、130を備える。
図10は、本実施形態によるミラー車両200を示す。ミラー車両200は、図7の掻き解し・単粒化工程を行うための車両である。ミラー車両200は、プレヒータ車両100によって加熱軟化された既設舗装道路のアスファルト混合物層を引き続き加熱するための1台の加熱装置210と、この加熱装置210によって引き続き加熱されたアスファルト混合物層を掻き解すための2台のグラインダ装置220と、本自走車両システム外から搬入される新たなアスファルト混合物(以下、新材という)を受け入れ、それを後続の配合設計車両300に搬送するための1組の受入/搬送装置231、232とを備える。
図11は、本実施形態による配合設計車両300を示す。配合設計車両300は、図7の篩工程、配合設計工程、および第2混合工程と、必要に応じて新材添加工程、再生用添加剤添加工程、および/または新アスファルト添加工程とを行うための車両である。配合設計車両300は、掻き解され、団粒化しない温度に保たれた単粒化アスファルト混合物を掬い上げ、搬送するための1組の掬い上げ/搬送装置330と、該装置に連続し、該単粒化アスファルト混合物を3つの粒度の骨材に分級するための篩部、および、該篩部によって分級された3つの粒度の骨材(以下、再生骨材という)の各々を計量する計量部を含む配合設計装置310と、配合設計された再生骨材の一部、ならびに、これに必要に応じて添加された新材、軟化剤などの再生用添加剤、および/または、改質剤としての新たなアスファルトを均一に混合するための1台の混合装置320と、該配合設計装置310に連続し、配合設計された再生骨材の一部を該混合装置320に搬送するための1台の搬送装置340とを備える。
図12は、本実施形態によるミキサ車両400を示す。ミキサ車両400は、図7の第1混合工程および敷き均し・締め固め工程と、必要に応じて再生用添加剤添加工程および/または新アスファルト添加工程とを行うための車両である。ミキサ車両400は、再生細骨材および再生粗骨材、ならびに、必要に応じて添加される新材、軟化剤などの再生用添加剤、および/または改質剤としての新たなアスファルトを均一に混合して第1再生アスファルト混合物を生成するための1台の混合装置410と、配合設計車両300の混合装置320の後部の排出口に連続する1組の搬入/搬送/排出装置421、422、423と、該第1再生アスファルト混合物および第2再生アスファルト混合物をそれぞれ敷き均し、締め固めるための2組の敷き均し/締め固め装置430、440と、再生細骨材および再生粗骨材に添加する軟化剤などの再生用添加剤のための貯留部451および改質剤としての新たなアスファルトのための貯留部452とを備える。
図2は、一般的な排水性舗装の断面図である。
図3は、密粒度アスファルト混合物の粒度分布図である。
図4は、開粒度アスファルト混合物の粒度分布図である。
図5は、アスファルトの温度と粘度の関係図である。
図6は、アスファルトの平均温度パターンのシミュレーション結果を示す図である。
図7は、本発明の実施形態による、舗装道路のアスファルト混合物層を路上で連続的に再生する方法の工程図である。
図8、本発明の実施形態による、舗装道路のアスファルト混合物層を路上で連続的に再生するための自走車両システムである。
図9は、本発明の実施形態によるプレヒータ車両である。
図10は、本発明の実施形態によるミラー車両である。
図11は、本発明の実施形態による配合設計車両である。
図12は、本発明の実施形態によるミキサ車両である。
Claims (29)
- 自走車両システムを移動させながら、舗装道路のアスファルト混合物層を路上で連続的に再生する方法であって、
a.前記アスファルト混合物層を加熱軟化させる工程と、
b.加熱軟化された前記アスファルト混合物層を掻き解し、団粒化しない温度に保ち、単粒化されたアスファルト混合物にする工程と、
c.単粒化された前記アスファルト混合物を複数の粒度群に分級させる篩工程と、
d.分級された前記複数の粒度群の各々を用い、前記アスファルト混合物を再生アスファルト混合物に配合設計する工程と、
e.配合設計された前記再生アスファルト混合物を均一に混合させる工程と、
f.均一に混合された前記再生アスファルト混合物を敷き均し、締め固め、再生アスファルト混合物層にする工程と、
を含む方法。 - 前記アスファルト混合物層を掻き解し、団粒化しない温度に保ち、単粒化されたアスファルト混合物にする前記工程および/または分級された前記複数の粒度群の各々を用い、前記アスファルト混合物を再生アスファルト混合物に配合設計する前記工程が、軟化剤などの再生用添加剤を添加する工程をさらに含む請求項1に記載の方法。
- 分級された前記複数の粒度群の各々を用い、前記アスファルト混合物を再生アスファルト混合物に配合設計する前記工程が、分級された前記複数の粒度群のうちの未使用の粒度群を貯留し、排出する工程を含み、貯留された該未使用の粒度群を前記自走車両システムから排出することを特徴とする請求項1および2のいずれか1項に記載の方法。
- 分級された前記複数の粒度群の各々を用い、前記アスファルト混合物を再生アスファルト混合物に配合設計する前記工程が、配合設計された前記再生アスファルト混合物に新たなアスファルト混合物(新材)を添加する工程を含む請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
- 配合設計された前記再生アスファルト混合物に新たなアスファルト混合物(新材)を添加する前記工程が、該新たなアスファルト混合物(新材)を添加された再生アスファルト混合物に改質剤としての新たなアスファルトを添加する工程をさらに含む請求項4に記載の方法。
- 均一に混合された前記再生アスファルト混合物を敷き均し、締め固め、再生アスファルト混合物層にする前記工程が、均一に混合された前記再生アスファルト混合物を上下層に敷き均し、締め固めて2層構造にする工程を含み、前記上下層の該下層を少なくとも不透水性の再生アスファルト混合物層にすることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 自走車両システムを移動させながら、舗装道路のアスファルト混合物層を開粒度アスファルト混合物層に路上で連続的に再生する方法であって、
a.前記アスファルト混合物層を加熱軟化させる工程と、
b.加熱軟化された前記アスファルト混合物層を掻き解し、団粒化しない温度に保ち、単粒化されたアスファルト混合物にする工程と、
c.単粒化された前記アスファルト混合物を複数の粒度群に分級させる篩工程と、
d.分級された前記複数の粒度群の各々を用い、前記アスファルト混合物を再生アスファルト混合物に配合設計する工程と、
e.配合設計された前記再生アスファルト混合物を均一に混合させる工程とを含み、
f.均一に混合させる前記工程が、
(a)配合設計された前記再生アスファルト混合物の一部を均一に混合することにより不透水性の再生アスファルト混合物を構成する第1再生アスファルト混合物にする工程と、
(b)配合設計された前記再生アスファルト混合物の残りの全部または一部を均一に混合することにより透水性の再生アスファルト混合物を構成する第2再生アスファルト混合物にする工程とからなり、さらに
g.前記第1再生アスファルト混合物を敷き均し、締め固め、不透水性の再生アスファルト混合物層にする工程と、
h.不透水性の前記再生アスファルト混合物層上に、前記第2再生アスファルト混合物を敷き均し、締め固め、透水性の再生アスファルト混合物層にする工程と
を含む方法。 - 加熱軟化された前記アスファルト混合物層を掻き解し、団粒化しない温度に保ち、単粒化されたアスファルト混合物にする前記工程および/または分級された前記複数の粒度群の各々を用い、前記アスファルト混合物を再生アスファルト混合物に配合設計する前記工程が、軟化剤などの再生用添加剤を添加する工程をさらに含む請求項7に記載の方法。
- 単粒化された前記アスファルト混合物を複数の粒度群に分級させる前記篩工程が、単粒化された前記アスファルト混合物を細骨材と粗骨材との2つの群に、または細骨材と中骨材と粗骨材との3つの群に分級させる篩工程であることを特徴とする請求項7および8のいずれか1項に記載の方法。
- 分級された前記複数の粒度群の各々を用い、前記アスファルト混合物を再生アスファルト混合物に配合設計する前記工程が、分級された前記複数の粒度群のうちの未使用の粒度群を貯留し、排出する工程を含み、貯留された前記未使用の粒度群を前記自走車両システムから排出することを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の方法。
- 分級された前記複数の粒度群の各々を用い、前記アスファルト混合物を再生アスファルト混合物に配合設計する前記工程が、配合設計された前記再生アスファルト混合物に新たなアスファルト混合物(新材)を添加する工程を含む請求項7から10のいずれか1項に記載の方法。
- 配合設計された前記再生アスファルト混合物に新たなアスファルト混合物(新材)を添加する前記工程が、該新たなアスファルト混合物(新材)を添加された再生アスファルト混合物に改質剤としての新たなアスファルトを添加する工程をさらに含む請求項11に記載の方法。
- 移動しながら舗装道路のアスファルト混合物層を路上で連続的に再生する、プレヒータ車両、ミラー車両、配合設計車両、およびミキサ車両からなる自走車両システムであって、
a.前記アスファルト混合物層を加熱軟化させる装置が路面に対置するように設けられたプレヒータ車両と、
b.前記プレヒータ車両により加熱軟化された前記アスファルト混合物層を団粒化しない温度に保ち、単粒化されたアスファルト混合物にする掻き解し装置が設けられたミラー車両と、
c.前部に、掻き解された前記アスファルト混合物を掬い上げ、搬送する装置と、該装置に連続して、搬送された前記アスファルト混合物を複数の粒度群に分級させる篩部および該篩部により分級された前記複数の粒度群の各々を計量する計量部を含む、分級され、計量された前記複数の粒度群の全部または一部を路面に配する配合設計装置とが設けられた配合設計車両と、
d.路面に対置し、受入口を前部に、かつ排出口を後部に備え、路面に配された前記複数の粒度群の全部または一部を受け入れ、均一に混合し、排出するパグミルなどの混合装置と、該混合装置の後方部に、均一に混合され、排出された前記複数の粒度群の全部又は一部を敷き均し、締め固め、再生アスファルト混合物層にする1組またはそれ以上のオーガ及びスクリードなどの敷き均し/締め固め装置を前後するように設けられたミキサ車両と、
からなる自走車両システム。 - 前記プレヒータ車両が1つまたはそれ以上の車両を含み、それぞれが少なくとも1つまたはそれ以上の加熱装置を前記アスファルト混合物層に対置するように備え、該アスファルト混合物層を加熱軟化させることを特徴とする請求項13に記載の自走車両システム。
- 前記ミラー車両の掻き解し装置が1つまたはそれ以上のグラインダ装置を含む請求項13および14のいずれかの1項に記載の自走車両システム。
- 前記ミラー車両が、前記掻き解し装置の前方部に、前記アスファルト混合物層を引き続き加熱軟化させる加熱装置を前記アスファルト混合物層に対置するようにさらに備え、該アスファルト混合物層を加熱軟化させることを特徴とする請求項13から15のいずれかの1項に記載の自走車両システム。
- 前記ミラー車両の前記掻き解し装置の後方部に、および/または前記配合設計車両の前記配合設計装置の後方部かあるいは前記ミキサ車両の前記混合装置の前方部に軟化剤などの再生用添加剤のための貯留部を備え、前記掻き解し装置により掻き解された前記アスファルト混合物に、および/または前記配合設計装置により分級され、計量された前記アスファルト混合物に軟化剤などの再生用添加剤を添加することを特徴とする請求項13から16のいずれか1項に記載の自走車両システム。
- 前記ミラー車両が、前部にホッパなどの受入部と上部にコンベアなどの搬送部と後部に渡し部を含む受入/搬送装置をさらに備え、前記自走車両システム外から団粒化しない温度で搬入される新たなアスファルト混合物(新材)を受け入れ、前記配合設計車両へ搬送することを特徴とする請求項13から17のいずれか1項に記載の自走車両システム。
- 前記配合設計車両の前記配合設計装置に含まれる前記篩部が、単粒化されたアスファルト混合物を少なくとも細骨材と粗骨材との2群に分級するかまたは細骨材と中骨材と粗骨材との3群に分級する篩部であることを特徴とする請求項13から18のいずれか1項に記載の自走車両システム。
- 前記配合設計車両の前記配合設計装置に含まれる前記計量部が、前記複数の粒度群に分級された粒度群の各々を計量する計量部であることを特徴とする請求項13から19のいずれか1項に記載の自走車両システム。
- 前記配合設計車両が、分級された前記複数の粒度群のうちの未使用の粒度群を貯留するための貯留装置をさらに備え、貯留された前記未使用の粒度群を前記貯留装置から前記自動車両システム外に排出することを特徴とする請求項13から20のいずれか1項に記載の自動車両システム。
- 前記配合設計車両が、前記ミラー車両の前記受入/搬送装置から前記新たなアスファルト混合物(新材)を団粒化しない温度で受け入れ、搬送し、排出する受入/搬送/排出装置と、該受入/搬送/排出装置の排出部が前後2つの排出部を含み、前方の排出部から、前記配合設計装置により路面に配された前記複数の粒度群の全部または一部に、前記新たなアスファルト混合物(新材)を添加し、前記ミキサ車両の前記混合装置により、均一に混合することを特徴とする請求項18から21のいずれか1項に記載の自走車両システム。
- 前記ミキサ車両が、該車両の前記混合装置の前方部に改質剤としての新たなアスファルトを貯留するためのタンクなどの貯留部をさらに備え、前記配合設計車両の前記配合設計装置により路面に配された前記複数の粒度群の全部または一部に前記新たなアスファルトを添加し、前記混合装置により、均一に混合することを特徴とする請求項22に記載の自走車両システム。
- 前記配合設計車両が、該車両の前記受入/搬送/排出装置の後方の排出部の近傍に、開口部および排出口を設けたパグミルなどの混合装置と、該混合装置および前記配合設計装置の間に、分級され、計量された前記複数の粒度群の一部を受け入れ、搬送し、前記混合装置へ搬入するコンベアなどの搬入装置とをさらに備え、前記混合装置の開口部から前記複数の粒度群の一部を搬入し、かつ前記新たなアスファルト混合物(新材)を添加し、前記混合装置により、均一に混合することを特徴とする請求項22および23のいずれか1項に記載の自走車両システム。
- 前記配合設計車両が、該車両の前記混合装置の近傍に改質剤としての新たなアスファルトを貯留するためのタンクなどの貯留部をさらに備え、前記混合装置により均一に混合される前記複数の粒度群の一部に前記新たなアスファルトを添加することを特徴とする請求項24に記載の自走車両システム。
- 前記配合設計車両の前記混合装置が、分級され、計量された前記複数の粒度群のうちの一部に、前記新たなアスファルト混合物(新材)および/または新たなアスファルトを添加し、均一に混合し、第2再生アスファルト混合物を構成し、かつ前記ミキサ車両の前記混合装置が、分級され、計量された前記複数の粒度群のうちの残りの全部または一部に、前記新たなアスファルト混合物(新材)および/または新たなアスファルトを添加し、均一に混合し、第1再生アスファルト混合物を構成することを特徴とする請求項24および25のいずれか1項に記載の自走車両システム。
- 前記ミキサ車両が、前記混合装置の後方部に2組のオーガ及びスクリードなどの敷き均し/締め固め装置を前後するように設けられ、第1組の前記敷き均し/締め固め装置が、前記第1再生アスファルト混合物を敷き均し、締め固め、第1再生アスファルト混合物層にし、次に、第2組の前記敷き均し/締め固め装置が、前記第1再生アスファルト混合物層上に、前記第2再生アスファルト混合物を敷き均し、締め固め、第2再生アスファルト混合物層にし、2層構造の再生アスファルト混合物層にすることを特徴とする請求項26に記載の自走車両システム。
- 少なくとも前記第1再生アスファルト混合物層が、不透水性の再生アスファルト混合物層であることを特徴とする請求項27に記載の自走車両システム。
- 前記第2再生アスファルト混合物層が、開粒度再生アスファルト混合物層であることを特徴とする請求項27に記載の自走車両システム。
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