JP4549453B2

JP4549453B2 - 乳剤の利用方法

Info

Publication number: JP4549453B2
Application number: JP36914598A
Authority: JP
Inventors: 政浩安藤; 大幹石倉
Original assignee: Nippo Corp
Current assignee: Nippo Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP2000191946A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は乳剤の利用方法に関し、特に発泡乳剤及びその利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルト乳剤は、アスファルトを乳化剤と安定剤とを含む水中に１〜３μｍの微粒子として分散させた褐色の液体であり、アスファルト粒子がプラスに帯電しているカチオン系、マイナスに帯電しているアニオン系、および、ほとんど帯電していないノニオン系がある。アスファルト乳剤は散布もしくは混合したのち、水分が分離してアスファルトの性質を発揮する特性を利用するものであり、タックコート、プライムコート、シールコート、アスファルト乳剤混合物等に使用される。
【０００３】
タックコートは瀝青材料やセメントコンクリート版などの下層の上に、上層としてアスファルト混合物を舗設するに際して、下層と上層とを結合する目的で下層面に瀝青材料を塗布することをいい、通常アスファルト乳剤ＰＫ−４が用いられる。タックコートの接着強度に最適な散布量は０．２１／ｍ²程度とされるが、この量では均一な散布が困難であり０．３〜０．６１／ｍ²、一般的には０．４１／ｍ²の散布が行なわれている。
散布量が多いことから、しばしば、タックコート直後に降雨に見舞われアスファルト乳剤が流出し路肩等を汚すことが起こる。これに対してはアスファルト乳剤を加温して散布する方法、ロードヒータにより散布路面を加熱する方法、所定の散布量を２回に分けて散布するといった分解時間を短縮する方法が採られているが、手間がかかる。
排水性舗装のタックコートには、ゴム入り乳剤を使用するのが一般的である。
これは、排水性混合物の空隙率が高く、一般の混合物と比べて、下層面との接着面積が小さく剥離が懸念されるためで、接着力を高めることを意図したものである。しかしながら、ゴム入り乳剤は長く貯蔵できないこと、散布時によく加温しなければならないことから取り扱いが面倒である。
【０００４】
アスファルト乳剤混合物は簡易舗装として用いられてきたが、マーシャル安定度が低い等、加熱アスファルト混合物より品質が劣るためあまり用いられなくなっている。品質が劣る理由は、混合性を高めるため水分が多いアスファルト乳剤を使用しているため、骨材上のアスファルト被膜が均一とならないためである。
したがって、高濃度（水分量が少ない）であって混合性に優れたアスファルト乳剤等が要望されてきた。
アスファルト乳剤の混合工法には他にセメントアスファルト乳剤安定処理工法がある。この工法で上述したアスファルト被膜の問題の他に、アスファルト乳剤の水分がセメント強度の発現を緩やかにし養生日数を費やさなければならない問題もあって、アスファルト乳剤混合物と同様、改善が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題点を解決しようとすることにあり、特に散布量を低減しても均一な散布が可能で乳剤の分解時間も短い乳剤とその利用方法を提供することにあり、さらに機能を付与する材料を含む乳剤を使用している箇所に、通常の乳剤を適用可能とする強付着力を発現する乳剤の散布方法を提供することにあり、さらに常温型乳剤混合物の安定度、強度発現を向上する散布方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被舗装面上に未発泡状態の乳剤を散布した後発泡を生起せしめ、生成した気泡の少なくとも１部が消滅した後に上層を被覆することを特徴とする舗装体の施工方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において乳剤とは、乳化液であり、主に樹脂エマルジョン、アスファルト乳剤をいい、アスファルト乳剤には石油アスファルト乳剤、同アスファルトゴム入り乳剤、改質アスファルト乳剤が含まれる。
乳剤は界面活性剤を組成物とし容易に泡を生ずるものであり、発泡乳剤を作るだけなら乳剤に空気を混入すれば十分である。しかしながら、こういった方法で所望の発泡倍率を得ることは甚だ困難である。また、空気を混入させる方法で発泡した乳剤では水分の分離速度が遅くなる傾向もある。
【０００８】
本発明は、散布時もしくは散布直後に発泡層をさせるものであり、発泡乳剤の製造制御ばかりでなく発泡乳剤の分解制御も可能とするものであって、乳剤の有効利用と応用範囲を拡げるものである。
本発明では乳剤と、刺激により気体の発生が促進される物質、典型的には発泡剤を組合せる。
刺激により気体の発生が促進される物質としては過酸化水素、炭酸水素ナトリウム、過炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛粉、カリウム粉、ナトリウム粉、リチウム粉、カルシウム粉、ジエチル亜鉛、炭化カルシウム、炭化アンモニウム、炭酸水等があげられ、刺激により酸素ガス、炭酸ガス、アンモニア、エタンガン、アセチレンガス、メタンガス等の周辺空気以外の気体を発生する物質をいう。なお、ガスを発生する物質には昇華する物質や水蒸気を発生する物質があるが気化熱を奪うことからこれらのガス発生物質は塗布面、散布層の冷却に用いることができる。
【０００９】
刺激により発熱する物質には、前記刺激により気体の発生が促進される物質の他に生石灰、酸化鉄、炭素、可燃性ガス、石油類があげられ、刺激により水蒸気、炭酸ガスを発生する物質がその典型例である。
ここで刺激とは、それが存在することで刺激により気体や熱の発生を促進する手段であって、熱、光、音、圧力の物理作用、触媒、酵素、水、酸、塩基、金属イオン、貴金属、塵埃、有機化合物、微生物、これらを含む物質等がある。
具体例として過酸化水素を用いる場合について説明する。この場合発泡、発熱作用の物質として過酸化水素を用い、過酸化水素分解の刺激として過酸化水素分解酵素、好ましくはカタラーゼ酵素、もしくは炭酸水素ナトリウム等を用いる。
濃度３５％の過酸化水素を用いた場合の過酸化水素の使用量は対乳剤重量比１〜３５％、好ましくは５〜２０％である。カタラーゼ酵素の使用量は同５〜３０、好ましくは１５〜２５％である。
【００１０】
過酸化水素分解促進手段としてはその他にペルオキシターゼの酵素、重金属イオン、塵埃や酸化されやすい有機物、白金等の貴金属、塩基の混入、紫外線の作用等がある。
たとえば被舗装面上にアスファルト乳剤と過酸化水素水の混合液を噴射し、同時にカタラーゼ酵素液をその場に噴射させると両者が均一に混合され、過酸化水素は直ちに分解し酵素を発生し発泡層を形成する。また、乳剤を加熱してこれを過酸化水素の分解促進手段に用いる場合は、加熱した乳剤の噴霧と過酸化水素の噴霧を組合せたものとなるが、やはり過酸化水素は直ちに分解する。いずれの場合にも、分解して生じた酸素はアスファルト乳剤中に泡として閉じ込められる。
アスファルト乳剤は発泡により体積が増大しているとともに、過酸化水素の分解熱により水が分離しやすい状態となる。
【００１１】
過酸化水素分解の刺激としてアスファルト乳剤への加熱を用いる場合、過酸化水素の使用量（濃度３５％の場合）は対乳剤重量被１〜３５％、好ましくは５〜２０％である。アスファルト乳剤の加熱温度は４０〜８０℃、好ましくは６０℃〜８０℃とするのがよい。
過酸化水素水を添加混合したアスファルト乳剤の発泡散布装置を図面に基いて説明する。図１にアスクスーパーを使用した例を示す。図に示すように過酸化水素水を添加混合したアスファルト乳剤１をノズル２から散布する。この噴霧部分３とアスクスーパー４をノズル５から散布した噴霧部分６とが迎合するようにノズル２、ノズル５の高さおよび角度を調整できるものである。
デストリビュータにおいてはアスファルト乳剤散布ノズルが複数個取り付けられているが、アスクスーパーノズルはアスファルト乳剤散布ノズルと同じ数だけあるのが好ましい。アスクスーパーノズルはスプレーバー方式が制御も簡単であり好ましい。
【００１２】
過酸化水素水入りアスファルト乳剤を散布後、アスクスーパーを散布する場合は一般的な噴霧器を使用する。この方法は小規模な施工時に有用である。
前記したように、過酸化水素を用いる態様は本発明の一例であり、適宜他の発泡手段を用いることができるが、本発明では散布と同時ないしその直後に発泡するように発泡乳剤が調整される。この方法によれば発泡乳剤の製造と散布は同時に行われ、事前に発泡させた乳剤を散布する方法のように発泡乳剤の貯蔵という問題は発生しない。
本発明の噴射の形成に当たっては、乳剤の噴射と刺激により気体の発生が促進される物質の噴射を組合せてもよいし、乳剤に刺激により気体の発生が促進される物質を混入しておきこれを噴射して噴射を形成してもよい。
刺激として熱を利用する場合は、別途液体の噴霧で熱供給する方法を用いてもよい。乳剤に予め熱を与えておく方法もあるが、この方法と刺激により気体の発生や熱の発生が促進される物質と乳剤とを予め混合しておく方法とを同時に行うのは好ましくない。圧力を刺激手段とする場合は乳剤にまず炭酸ガス等を溶存させて貯蔵しておき、弁を開放し減圧させて炭酸ガス等の入った乳剤を発泡吐出する方法がある。光を刺激とする場合は直接照射しても反射させてもよい。
【００１３】
本発明の発泡乳剤の散布対象としては骨材、木材、金属、石材、陶磁器、皮、ゴム、プラスチック、発泡樹脂、紙、布等の固体、液体および気体があげられる。アスファルト乳剤の散布対象としては、タックコート、プライムコートの接着層、シールコート、アスファルト乳剤混合物、セメントアスファルト乳剤混合物による舗装体がある。
本発明によりタックコートを行う場合、体積の膨張により通常の散布よりも均一に、しかも下層と上層の接着に十分な程度まで散布量を低減することが可能となる。かつ、発熱作用により乳剤中の水分が大気に放出されやすいため、このタックコートは早期に安定する。
【００１４】
アスファルト乳剤混合物の場合には、体積増大効果によってより高濃度の混合用乳剤の使用が可能となり高い安定度をもつ常温混合物が得られるとともに、発熱作用により従来の方法に比べ乳剤の分解が早くなり、養生期間が短縮される。
また発熱反応を特に伴わない発泡乳剤の場合は、セメントアスファルト乳剤混合物に有用である。この場合、体積増大作用により混合性を確保しながら単位水量を低減することが可能となり、強度の発現が従来の場合よりも早くなる。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
アスファルト乳剤に過酸化水素水を混入し分解酵素のカタラーゼを投入し混合すると図１に示すような発泡乳剤を得る。乳剤は界面活性剤を組成成分としているが、発生した気体は界面活性剤により泡として乳剤中に取り込まれる。この泡は化学反応によって生ずるものであり散布時の雰囲気温度、発熱温度を考慮することにより所望の容積の気体を得ることができ、結局、所望の発泡率の乳剤を得ることが可能となる。
【００１６】
（実施例２）
図２に接着試験結果を示す。既設路面にタックコートを行いオーバーレイしてコアー供試体を切出し、タックコート面のせん断破壊強度で接着性を評価したものである。タックコートはＰＫ−４のみ、３５％過酸化水素水の添加率を２％、５％および１０％とした。図から本発明のタックコートで接着性が高まったことがわかる。この実験ではアスファルト乳剤を７０℃に加熱して用いた。接着強度８ｋｇｆ／ｃｍ²以上が排水性舗装の乳剤で必要とされる値であり、図２からＰＫ−４でも排水性舗装に対応できる可能性がある。
【００１７】
（実施例３）
図３にセメントアスファルト乳剤の養生日数と一軸圧縮強度との関係を示す。
７日目で一軸圧縮強度はほぼ同じとなるが、単位水量を３０％低減した発泡率１０％のものは強度発現が早い。
【００１８】
【発明の効果】
本発明により、乳剤の体積増加を調整することが可能となり、セメントアスファルト乳剤混合において単位水量を低減でき、強度の早期発現やセメント量を削減することが可能となった。
本発明では、乳剤の体積増加を調整することにより、アスファルト乳剤を均一に散布できるとともに、アスファルト乳剤の温度制御も可能であるため、タックコートの早期分解が可能となった。したがって、散布直後に降雨にさらされても流出が防止される。また、常温のアスファルト混合物においては、混合性とアスファルト乳剤の分解性がよいことから、安定度の高い常温舗装体を構築可能とする。
本発明では散布方法は製造と散布とを同時に行うため、別途発泡装置、貯蔵装置や圧送装置を必要とせず容易に使うことができる。
また、乳剤のＰＨに影響されることなくあらゆる乳剤に対応可能であるから、乳剤製造所に新たな製造装置を取り付ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】アスファルト乳剤に過酸化水素を混入しカタラーゼを作用させた際の発泡特性を示す。
【図２】タックコートに用いた際の接着試験結果を示す。
【図３】セメントアスファルト乳剤に用いた際の養生日数と一軸圧縮強度の関係を示す。

Claims

被舗装面上に未発泡状態のアスファルト乳剤を散布した後発泡を生起せしめ、生成した気泡の少なくとも１部が消滅した後に上層を被覆することを特徴とする舗装体の施工方法。
アスファルト乳剤を化学反応型発泡剤及び発泡促進手段と組合せて用いることにより、これらの少なくとも１がアスファルト乳剤散布時に被舗装面上で他と合体するように供給される請求項１記載の施工方法。
化学反応型発泡剤が過酸化水素であり、発泡促進手段が過酸化水素分解剤である請求項２記載の施工方法。
散布するアスファルト乳剤が圧入したガス成分を含有する請求項２記載の施工方法。