JP4698476B2 - 舗装用アスファルトおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
このように、アスファルトは、アスファルト合材プラントの貯蔵タンクで150〜165℃程度に加熱貯蔵されており、合材製造時には混合により高温の骨材表面に薄膜状にコーティングされ、この状態で施工現場まで輸送される。近年の都市部における交通渋滞の中をダンプトラックで施工現場まで運ぶため以前に比べて輸送時間が掛かるようになり、保温しているとはいえ合材温度が下がって施工時の転圧温度を確保し難くなってきた。そのため合材プラントでは、アスファルト合材の温度を高めに製造して施工までの間の温度低下に対処している。したがってアスファルトはますます熱劣化、酸化劣化を受け易い条件になってきた。
舗装体中のアスファルトは、上記のようにアスファルト合材製造時および施工時に最も劣化が進むこととなり、舗装の供用後のひび割れや骨材剥離などの寿命に大きな影響を与えている。そのため、合材製造および施工時の劣化を模擬して薄膜加熱試験がJISに規定されている。耐劣化性は、具体的には、薄膜加熱試験後の伸度が大きく、また針入度残留率が大きい等により示される。
ここで、舗装用アスファルトの耐劣化性を改善する試みは従来、種々提案されている。
また原油には、通常は特に問題を起こさない程度の非常に僅かであるが多種類の金属が含まれ、特にニッケルとバナジウムは広く分布し、その量とニッケル・バナジウム比は原油の種類によって大きく異なっている。これら金属は必ずしも金属単体の態様で存在するものではなく、それ故、原油の種類、精製の方法、その度合い等により一定限度でその含有率が変わりながら、残油中に混入してくる。それ故常圧または減圧の残油には、特にニッケルとバナジウムは、原油由来のものが一定限度ではあるものの含まれるものであり、特に減圧残渣のカット温度を変えることによりニッケルやバナジウムの量およびその比は異なってくる。
そこで、本発明は、薄膜加熱試験後の伸度が大きく、また針入度残留率が大きい等、より簡便な方法で耐劣化性に優れている舗装用アスファルトおよびその製造方法を提供することを目的とする。
この減圧蒸留残油は、原油を400℃未満で常圧蒸留した後、得られる常圧蒸留残油をカット温度500〜650℃の範囲で減圧蒸留することにより得られる。
用いる原油は、好ましくは中重質な原油であり、パラフィン基原油とナフテン基原油の中間に位置する中間基原油およびナフテン基原油が好ましく、具体的には、例えばアラビアンライト原油、イスムス原油、イラニアンヘビー原油、イラニアンライト原油、バチャケロ原油、ディアファナ原油、フート原油、クウェート原油、ラタウェー原油、アルライアン原油、エオシン原油、ソリューシュ原油が挙げられる。これらの原油は混合して用いることができる。
その際の原油の性状は、30℃における動粘度10.88〜14.00mm2/s、50℃における動粘度6.68〜7.98mm2/s、硫黄分2.45〜2.80質量%、密度0.8658〜0.8740g/cm3である。
上記性状の原油は、上記した種類の原油から適宜選択して得ることができる。すなわち、原油性状は一定の幅で性状が変化することがあるが、適宜に上記好ましい原油の性状範囲に含まれるものを選択し、必要に応じて適宜にこれを混合して上記性状の原油を得ることができる。
すなわち、好ましい常圧蒸留残油の性状としては、密度0.9660〜0.9749g/cm3、50℃における動粘度581〜743mm2/s、バナジウム/ニッケル比3.19〜3.70、残炭分10.3〜11.8質量%のものである。
上記性状の常圧蒸留残油は、上記選択した原油を適宜常圧蒸留することにより得られる。すなわち、上記範囲の密度、動粘度、バナジウム/ニッケル比、残留炭素分等を有する常圧蒸留残油は上記選択した原油を適宜常圧蒸留することにより容易に得られる。なお、これら密度、動粘度、バナジウム/ニッケル比、残留炭素分等の特性は、JISやASTM等の規格があるようにそれ自体は石油精製等の分野で常用される特性であり、天然資源である元の原油に起因して実際の常圧蒸留残油にはそれぞれの値としても相当程度種々の値がありえる。それゆえ、原油を選択し、さらに蒸留操作を加えることにより上記性状の常圧蒸留残油は容易に得ることが可能である。
減圧蒸留の減圧度は特に限定されない。適宜の常法の減圧度を採用することができる。
なお好ましい25℃における針入度は30〜120であるが、前記した減圧蒸留におけるカット温度を変えることによりかかる針入度のものを得ることができる。
また本願の上記性状の減圧蒸留残油からなるアスファルトは、たとえば、上記した好ましい性状の原油から得られる常圧蒸留残油を、次いで減圧蒸留することにより容易に得ることができる。すなわち、上記ワックス量、アスファルテン分、硫黄分、バナジウム/ニッケル等の特性は、JISやASTM等の規格があるようにそれ自体は石油精製等の分野で常用される特性であり、天然資源であるもとの原油や常圧蒸留残油に起因して実際の減圧蒸留残油にはそれぞれの値としてもかなり種々の値がありえる。またその量(比)は蒸留操作によりある程度は変わることが知られている。それゆえ、原油を選択しさらに蒸留操作を加えることにより上記性状の減圧蒸留残油は容易に得られるものである。
「常圧蒸留と減圧蒸留」
クウェート原油またはクウェート原油85%を含有する混合原油を温度360℃で常圧蒸留をして常圧蒸留残油を得る。次ぎに得られる常圧蒸留残油を、減圧度1500(Pa)、カット温度520〜550℃で減圧蒸留し、減圧蒸留残油を得る。
原油、常圧蒸留残油、減圧蒸留残油の性状はそれぞれ表1および2に示す。
アスファルト(減圧蒸留残油)の劣化のしやすさを調べるための試験であり、アスファルトを規定の容器に50g採取し(膜厚約3mm)水平に回転させながら、163℃において5時間加熱して、試験後の特性を調べるものである。
薄膜加熱試験前および試験後の15℃における伸度はJISK2207「伸度試験方法」により測定した。また薄膜加熱試験後の針入度残留率は、薄膜加熱試験前および試験後の針入度を測定して以下の算式(*)より求めた。
*薄膜加熱後の針入度残留率(%)=加熱後の針入度/加熱前の針入度×100。
JIS規格では、針入度グレード毎に針入度残留率が決められており、ストレートアスファルト40−60、60−80および80−100は、それぞれ、58%、55%および50%以上が合格である。また、JIS規格では、試験前のアスファルトの15℃における伸度は、ストレートアスファルト40−60、60−80および80−100のいずれも100mm以上と規定されているが、薄膜加熱試験後の伸度は規定されていない。前述したように、薄膜加熱試験法は合材の製造時および施工時の熱劣化を評価する方法であるため、ここでは薄膜加熱試験後の伸度が100cm以上を耐劣化性が良好なアスファルトとして評価した。
実施例1〜6は、原油、常圧蒸留残油および減圧蒸留残油の性状が本発明の範囲に含まれるものである。
すなわち、表1の結果から、減圧蒸留残油の163℃、5時間の薄膜加熱試験後の15℃伸度が100mmを超え、また163℃、5時間の薄膜加熱試験後の針入度残留率は58%を超えて耐劣化性は十分なものであった。
比較例1は、原油性状は本発明の範囲内ではあるが、減圧蒸留残油の性状が本発明の範囲を逸脱するものであり、表2の結果から減圧蒸留残油の163℃、5時間の薄膜加熱試験後の15℃伸度が100mmを下回り耐劣化性は不十分であった。
Claims (3)
- ワックス量2.2質量%未満、アスファルテン分7.5〜10.2質量%、硫黄分5.63〜6.00質量%、バナジウム/ニッケル比3.02〜3.66である減圧蒸留残油よりなることを特徴とする舗装用アスファルト。
- 30℃における動粘度10.88〜14.00mm 2 /s、50℃における動粘度6.68〜7.98mm 2 /s、硫黄分2.45〜2.80質量%、密度0.8658〜0.8740g/cm 3 である原油を400℃未満で常圧蒸留した後、得られる常圧蒸留残油をカット温度500〜650℃の範囲で減圧蒸留することを特徴とする請求項1記載の舗装用アスファルトの製造方法。
- 常圧蒸留残油の性状が、密度0.9660〜0.9749g/cm 3 、50℃における動粘度581〜743mm 2 /s、バナジウム/ニッケル比3.19〜3.70、残留炭素分10.3〜11.8質量%であることを特徴とする請求項2記載の舗装用アスファルトの製造方法。
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