JP4093146B2 - アスファルト舗装用混合物の製造方法とアスファルト舗装 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、アスファルト舗装用混合物の製造方法とアスファルト舗装に関するものである。

この種のアスファルト混合物は、アスファルト舗装に用いられ、そのアスファルト舗装は、砂利層などの路盤上又は直接路床上に、粗骨材及びフィラーと加熱アスファルトとからなるアスファルト混合物を基層、表層として施工され、フィラーとしては０．６ｍｍフルイを全通過する石灰岩やその他の岩石を粉砕した石粉、消石灰、セメント、回収ダスト及びフライアッシュ等が用いられる。

ところで、水産業で大量発生している貝殻は、有効なリサイクル方法がみつからず廃棄処分されている。また、水産業で発生する貝殻とは異なるが、火力発電所取水路壁から剥奪回収された生貝を破砕し、有機物と粉砕貝殻とに分離し、分離した粉砕貝殻を１００℃〜２００℃で乾燥して得られる貝殻粉末（フィラー）と、アスファルトと、骨材とからなるアスファルト混合物を、路盤上又は路床上に敷設するアスファルト舗装施工方法が提案され、洗浄破砕貝殻を２００℃過熱のサイクロン型捕集機に導入し、下底部から微粉砕された貝殻粉末を製品フィラーとして取り出すことが記載されている。そして、フィラーは骨材のアスファルト被覆層に十分な剛性や弾力性、耐摩耗性等を付与するのに役立つが、アスファルト量の０．７〜０．９％を配合することが好ましい。アスファルトとしては、通常ストレートアスファルトが用いられ、その配合量は４．５〜６．５％が好ましく、特に４．７〜５．７％が好ましい。以上のアスファルト混合物を、路盤上又は路床上に敷設する方法は従来のアスファルト舗装施工における場合と同様にして行えばよいと提案されている（特許文献１）。

また、アスファルト舗装に用いる貝殻の処理として、カキ貝殻の焼成した粉体を用いる製造法も提案されており、カキ貝殻を混合したものを電気炉で加熱焼成する（特許文献２）。
特開平６−８８３０４号公報（段落０００２段，段落０００５段） 特開平１０−２１９２３４号公報（段落０００５段）

上記従来の製造方法では、フィラーはアスファルト量の０．７〜０．９パーセントを配合することが好ましい、とあるように少量のフィラーしか用いられないため、貝殻の廃棄利用の面から利用性が低い。また、生貝を粉砕した後、有機物を粉砕貝殻とを分離する方法では、複数の分離工程を要すると共に、装置も複雑となり、さらに、その分離した有機物を処理するための装置も必要となる。さらに、従来の方法は、フィラーを単に貝殻の粉砕物に置き換える方法であるから、カキ殻を高温で焼成すると、カキ殻の多孔質を損なうことになる。

これに対して、発明者らは鋭意研究により、カキ殻を加熱処理した後、粉砕すると、粉砕物の空隙が低下し、粉砕物の性状を損ねることを見出し、本発明に至ったものである。

そこで、本発明は、廃棄物であるカキ殻の有効利用を図り、安定度，流動性及び耐磨耗性を備えたアスファルト混合物の製造方法とアスファルト舗装を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のアスファルト舗装用混合物の製造方法は、カキ殼を天日乾燥して付着する有機成分を分解し、この天日乾燥したカキ殼を粉砕して粉粒物とし、この粉粒物は、０．３ｍｍフルイを全量通過し、０．１５ｍｍフルイを９８％以上通過し、０．０７５ｍｍフルイを９０％以上通過するものであり、間接加熱により乾燥処理して前記粉粒物の水分を１．０％以下とし、フィラーとして働く前記粉粒物にアスファルトと骨材を混合し、前記混合前に前記粉粒物を１００℃以上に加熱しない製造方法である。

本発明の請求項２記載のアスファルト舗装用混合物の製造方法は、前記天日乾燥を６ヶ月以上行う製造方法である。

本発明の請求項３記載のアスファルト舗装は、請求項１記載の製造方法により製造した前記アスファルト舗装用混合物を層状に敷設してなる。

以上に説明したように、本発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。

請求項１の構成によれば、カキ殻を天日乾燥することにより、有機成分が生物化学的に分解され、そのカキ殻を粉砕した粉粒物を混合することにより、廃棄されたカキ殻を利用し、低コストで、良好なアスファルト混合物を得ることができる。

請求項１の構成によれば、微細な粉粒物を用いることにより、アスファルト混合物の骨材間隙に充填し易く、その粉粒物がアスファルトとなじみ性が良好なため、強度の優れた混合物が得られる。

請求項１の構成によれば、カキ殻を天日乾燥するから、この天日乾燥によりカキ殻に付着した有機成分を分解でき、不純物の分離工程を簡易に行うことができると共に、別途に有機成分を処理する必要がなく、簡便にカキ殻の粉粒物を製造することができ、その粉粒物がフィラーとして働き、所定強度を有するアスファルト混合物を得ることができる。

また、請求項２の構成によれば、６ヶ月以上の天日乾燥により、付着した有機成分を生物化学的に分解処理することができる。

また、請求項１の構成によれば、乾燥時などにおいて、カキ殻を１００℃以上の高温に晒さないため、カキ殻からなる粉粒物における表面の空隙が損なわれることなく、多孔質な表面が保たれる。この粉粒物は表面の空隙によりアスファルトとのなじみ性がよく、混合性に優れ、混合物のアスファルト使用量が少なく済み、安定度、耐流動性および耐摩耗性に優れた耐久性の高い混合物が得られる。

また、請求項３の構成によれば、カキ殻を利用して、所定の性能を備えたアスファルト舗装が得られる。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な構成を採用することにより、従来にない機能を付加したアスファルト混合物とアスファルト舗装並びにその混合物の製造方法が得られ、そのアスファルト混合物とアスファルト舗装並びにその混合物の製造方法を夫々記述する。

以下、本発明の実施形態を添付面を参照して説明する。図１〜図４は、本発明の第１実施例を示し、図１に示すように、まず、貝殻例えば水産業から発生するカキ殼を用い、該カキ殻を野外に放置し、天日乾燥（Ｓ１）を行う。この天日乾燥（Ｓ１）はカキ殼に付着する有機成分（カキの身の残りなど）を分解するために行う工程であり、このため６ヶ月以上天日乾燥を行い、好ましくは夏期を含む６ヶ月とし、更に好ましくは、天日乾燥（Ｓ１）を１年〜２年（１年以上、２年以下）行う。これは、１年以上であれば、必ず夏期を経過して夏期に分解が良好に行われ、一方、２年でほぼ有機成分の分解が完了し、２年を超えても分解に係わる効果はほとんど変わらないことが実験で確認できたからである。また、天日乾燥（Ｓ１）は、カキ殻に太陽光が当たり風通しの良い場所で行うことが好ましい。

天日乾燥（Ｓ１）の後、カキ殼に付着している不純物を除去（Ｓ２）する。この不純物としては、カキ殼に付着する砂や分解されないで残った前記有機成分などである。また、必要に応じて塩分も洗い流す。これら除去（Ｓ２）にはトロンメルなどの分離除去装置が用いられる。

不純物を除去（Ｓ２）したカキ殻を、１次粉砕・フルイ分け（Ｓ３）し、この場合、カキ殼を粉砕機やトロンメルを用いて粉砕し、フルイ分けして、大きさが５ｍｍ以下の粉粒物を得る。

５ｍｍ以下の粉粒物を、２次粉砕・フルイ分け・乾燥（Ｓ４）し、０．０７５ｍｍフルイを７０％以上通過し、水分が１．０％以下の粉粒物１を得る。尚、この粉粒物１は、０．３ｍｍフルイを全量通過するものである。乾燥における乾燥温度は９５度以下、好ましくは８０度以下であり、粉粒物を火に晒したり、加熱体に接して加熱したりすることなく、気中雰囲気を所定温度以上にする間接加熱により乾燥処理する。

このようにして得られた粉粒物１と、従来の石灰岩石粉との成分分析を行い、結果を下記の表１に示す。

上記のようにカキ殻の粉粒物１の成分は石粉に極めて類似していることが判った。

そして、図２に示すように、カキ殻の前記粉粒物１に、骨材２と、アスファルト３とを混合してアスファルト混合物４を形成する。尚、骨材２は粗骨材と細骨材を含むものである。そのアスファルト混合物４を層状に敷設して舗装を形成する。

次に、図３及び図４の顕微鏡写真に、石灰岩石粉（図３（Ａ）及び図４（Ａ））と、８０度程度で乾燥処理した前記粉粒物１（図３（Ｂ）及び図３（Ｂ））と、１５０度程度で加熱し、粉砕して得られた粉粒物（図３（Ｃ）及び図４（Ｃ））を示す。尚、図３（Ａ）は1000倍、図３（Ｂ）（Ｃ）は500倍、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は5000倍である。

これら顕微鏡写真により、以下のことが分かる。カキ殻は表面に空隙を有し、図４（Ｂ）（Ｃ）のように、表面はうろこ状をなしており、図４（Ｃ）に示す１５０度程度で高温加熱した場合では、うろこが小さく、表面の空隙が小さくなるのに対して、図４（Ｂ）に示す８０℃程度の乾燥処理を施したものでは、表面に現れるうろこが大で、空隙が大きく保たれている。したがって、高温加熱を行わなかった図４（Ｂ）の粉粒物１をアスファルト混合物４に混合すると、混合性に優れ、アスファルト混合物４となじみが良いから、アスファルト３が骨材２と分離することなく、粉粒物１に付着したアスファルト３により、骨材２間を良好に結合することができる。
実験例
ここで、カキ殻の前記粉粒物１の物理性状を表２に示す。

上記表２のカキ殻の粉粒物１は、粒度試験に示すように、０．３ｍｍフルイを全量通過し、０．１５ｍｍフルイを９９．５重量％通過し、０．０７５ｍｍフルイを９４．６重量％通過するものであり、水分，塑性指数，フロー値，吸水膨張率及び剥離試験のいずれも、道路構造令に基づいた舗装の構造に関する技術基準にある規格値となった。

次に、上記表２に示した粉粒物１を石粉に用いたアスファルト混合物４と、石灰岩石粉を用いた表層材としての主要混合物であるアスファルト混合物４の配合試験を行った。

表３は配合率を示し、この表３に示すように、いずれも密粒度アスコン13Ｆの規格であり、上段のカキ殻の粉粒物を用いたものが、下段の石灰岩石粉を用いたものよりアスファルトの使用量が少なく済んだ。また、表４及び表５はそれらのマーシャル安定度試験結果を示し、ホイールトラッキング試験及びラベリング試験とも良好な結果が得られた。尚、表３に示すように、アスファルト混合物４に対して、５．８〜６．２重量％（表３では６．０重量％）のアスファルト３を混合したアスファルト混合物４は、表４及び表５の上段と同様な性状を示した。

このように本実施例では、請求項１に対応して、天日乾燥したカキ殼を粉砕して得られる粉粒物１と、アスファルト３と、骨材２とを混合するから、カキ殻を天日乾燥することにより、有機成分が生物化学的に分解され、そのカキ殻を粉砕した粉粒物１を混合することにより、廃棄されたカキ殻を利用し、低コストで、良好なアスファルト舗装用混合物４を得ることができる。

また、このように本実施例では、請求項１に対応して、粉粒物１は、０．３ｍｍフルイを全量通過し、０．１５ｍｍフルイを９８％以上通過し、０．０７５ｍｍフルイを９０％以上通過するものであるから、微細な粉粒物１を用いることにより、アスファルト混合物４の骨材２間隙に充填し易く、その粉粒物１がアスファルトとなじみ性が良好なため、強度の優れたアスファルト舗装用混合物４が得られる。

また、このように本実施例では、請求項３に対応して、請求項１のアスファルト舗装用混合物４を層状に敷設してなるアスファルト舗装であるから、カキ殻を利用して、所定の性能を備えたアスファルト舗装が得られる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、カキ殼を天日乾燥して付着する有機成分を分解し、この天日乾燥したカキ殼を粉砕して粉粒物１とし、間接加熱により乾燥処理して前記粉粒物の水分を１．０％以下とし、このフィラーとして働く粉粒物１にアスファルト３と骨材２を混合するから、天日乾燥によりカキ殻に付着した有機成分を分解でき、不純物の分離工程を簡易に行うことができると共に、別途に有機成分を処理する必要がなく、簡便にカキ殻の粉粒物１を製造することができ、その粉粒物１がフィラーとして働き、所定強度を有するアスファルト舗装用混合物４を得ることができる。
舗装用また、このように本実施例では、請求項２に対応して、天日乾燥を６ヶ月以上行うから、付着した有機成分を生物化学的に分解処理することができる。

また、このように本実施例では、請求項１に対応して、前記混合前に粉粒物１を１００℃以上に加熱しないから、乾燥時などにおいて、カキ殻を１００℃以上の高温に晒さないため、カキ殻からなる粉粒物１における表面の空隙が損なわれることなく、多孔質な表面が保たれる。この粉粒物１は表面の空隙によりアスファルト３とのなじみ性がよく、混合性に優れ、混合物４のアスファルト３の使用量が少なく済み、安定度、耐流動性および耐摩耗性に優れた耐久性の高いアスファルト舗装用混合物４が得られる。

尚、別個の実験により、アスファルト舗装用混合物４に対して、粉粒物１は７〜１０％混合することが好ましいことが判った。すなわち、粉粒物１が１０％を越えると、混合物４の流動性が低下し、７％未満であると、強度が低下する面が見られ、これは多孔質のカキ殻の粉粒物１をフィラーとした用いた場合、顕著であった。

以下、本発明の参考例を説明する。尚、上記実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、表６に示す物理性状を有するカキ殻の前記粉粒物１を用いた。

表６の粉粒物１は、０．０７５ｍｍフルイ通過率が８３．２％と実施例１のものより粒度が粗い。

表６に示した粉粒物１と石灰岩石粉とをフィラーとして用いた骨材の配合例を表７に示す。

上記表７に示すように、配合１では石灰岩石粉のみを用い、配合２では石灰岩石粉と粉粒物１を同量用い、配合３では粉粒物１のみを用いた。

そして、それらの各配合で最適アスファルト量における混合物４の性状を表８に示す。

上記表８により、最適アスファルト量は、カキ殻の粉粒物１の混合割合が多くなるに連れて高くなる傾向を示した。これは、粉粒物１が実施例１よりも粒度が粗く、該粉粒物１にアスファルト３が吸収されるためと思われる。

表７および表８の配合に基づくアスファルト混合物の水浸マーシャル安定度試験結果を表９に示す。

上記表９に示すように、カキ殻の粉粒物１をフィラーの半分及び全部に用いた配合１，配合２のアスファルト混合物は、所定の規格値を満足する結果が得られた。

このように参考例では、粉粒物１は、０．０７５ｍｍフルイを９０％未満である８３．２％通過するものであり、比較的大きな粉粒物１を用いることにより、アスファルト３の使用量は増えるものの、従来品と変わらぬ性能を有するアスファルト混合物４を得ることができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。

本発明の第１実施例を示す粉粒物の製造工程のブロック図である。 同上、アスファルト混合物の製造を説明するブロック説明図である。 同上、顕微鏡写真であり、図３（Ａ）は石灰岩石粉、図３（Ｂ）は８０度程度で乾燥処理したカキ殻の粉粒物、図３（Ｃ）は１５０度程度で加熱し粉砕して得られた粉粒物を示す。 同上、顕微鏡写真であり、図３より大きく拡大しており、図４（Ａ）は石灰岩石粉、図４（Ｂ）は８０度程度で乾燥処理したカキ殻の粉粒物、図４（Ｃ）は１５０度程度で加熱し粉砕して得られた粉粒物を示す。

符号の説明

１ 粉粒物
２ 骨材
３ アスファルト
４ アスファルト舗装用混合物

Claims (3)

1. カキ殼を天日乾燥して付着する有機成分を分解し、この天日乾燥したカキ殼を粉砕して粉粒物とし、
   この粉粒物は、０．３ｍｍフルイを全量通過し、０．１５ｍｍフルイを９８％以上通過し、０．０７５ｍｍフルイを９０％以上通過するものであり、
   間接加熱により乾燥処理して前記粉粒物の水分を１．０％以下とし、
   フィラーとして働く前記粉粒物にアスファルトと骨材を混合し、
   前記混合前に前記粉粒物を１００℃以上に加熱しないことを特徴とするアスファルト舗装用混合物の製造方法。
2. 前記天日乾燥を６ヶ月以上行うことを特徴とする請求項１記載のアスファルト舗装用混合物の製造方法。
3. 請求項１記載の製造方法により製造した前記アスファルト舗装用混合物を層状に敷設してなることを特徴とするアスファルト舗装。