JP4972746B2

JP4972746B2 - 特殊粒度型アスファルト混合物

Info

Publication number: JP4972746B2
Application number: JP2008263914A
Authority: JP
Inventors: 通上西; 英高菅原
Original assignee: 国土交通省東北地方整備局長
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP2010090331A

Description

本発明はアスファルト系バインダ、骨材およびフィラーを必須成分とするアスファルト混合物に関し、特に高価なアスファルト系バインダの使用量を相対的に少なくしても十分な性能を示しうる特殊粒度型アスファルト混合物に関する。

従来、アスファルト舗装の表層に用いられるアスファルト混合物としては、密粒度アスファルト混合物（骨材最大粒径２０ｍｍ）が最も一般的に用いられてきた。密粒度アスファルト混合物は表１の（２）に示す粒度範囲をもつアスファルト混合物であり、バインダとしては一般地域では主として舗装用石油アスファルト６０〜８０を用いることが多い。

近年大型車交通量の増大に伴い、アスファルト舗装道路の性能としてより高い耐流動性や耐摩耗性などが求められるようになってきた。そこで、アスファルト混合物に用いるバインダとして改質アスファルトを適用することにより、これらの性能を向上したアスファルト舗装が施工されるようになってきた（特許文献１）。
特開平６−７３７０５号公報

しかし、改質アスファルトは一般的な舗装用石油アスファルトと比べると高価な材料なので、アスファルト混合物を構成するバインダとして多量の改質アスファルトを用いると舗装用石油アスファルトを用いたアスファルト混合物と比較して経済性に劣るという問題がある。また、改質アスファルトはその物性から低温時におけるたわみ性が低いので、改質アスファルトを用いたアスファルト混合物を積雪寒冷地域に適用すると、ひび割れが発生する恐れが高くなるという問題がある。

本発明の目的は、アスファルト混合物を構成するアスファルト系バインダの添加量が少ない骨材粒度をもち、かつ低温時におけるたわみ性に優れたアスファルト混合物を提供することにある。

本発明の第１の態様に係る特殊粒度型アスファルト混合物は、アスファルト系バインダ、骨材およびフィラーを必須成分とするアスファルト混合物であって、骨材は、２６．５ｍｍフルイ通過質量百分率が１００％、１９ｍｍフルイ通過質量百分率が９５〜１００％、１３．２ｍｍフルイ通過質量百分率が７３〜９０％、４．７５ｍｍフルイ通過質量百分率が４２〜５８％、２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が３３〜３９％、０．６ｍｍフルイ通過質量百分率が１５〜２７％、０．３ｍｍフルイ通過質量百分率が８〜１８％、０．１５ｍｍフルイ通過質量百分率が５〜１５％、０．０７５ｍｍフルイ通過質量百分率が４〜８％の粒度範囲を満足し、アスファルト系バインダは、ポリマー改質アスファルトＨ型であることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る特殊粒度型アスファルト混合物では、アスファルト系バインダの配合量は、アスファルト混合物全体に対する重量比で４．５〜５．５％である。

本発明の第３の態様に係る特殊粒度型アスファルト混合物では、ホイールトラッキング試験により測定した動的安定度が５，０００回／ｍｍ以上であり、かつ往復ラベリング試験により測定した摩耗量が１．０ｃｍ^２以下である。

本発明の第４の態様に係る特殊粒度型アスファルト混合物では、特殊曲げ試験により測定した温度−１０℃における破断時のひずみが１．０（１０^−２ｍｍ／ｍｍ）以上である。

本発明の第５の態様に係る特殊粒度型アスファルト混合物では、マーシャル安定度試験により測定した空隙率が３〜６％、飽和度が６５〜８５％、安定度が７．８５ｋＮ以上およびフロー値が２０〜５０（１／１００ｃｍ）である。

第１の態様に係る発明によれば、アスファルト混合物に用いるアスファルト系バインダの添加量を密粒度アスファルト混合物と比べて少なくすることができるので、経済性に優れたアスファルト混合物を得ることができる。

また、上記の骨材粒度をもつアスファルト混合物を構成するアスファルト系バインダとしてポリマー改質アスファルトＨ型を用いることにより、当該アスファルト混合物を用いたアスファルト舗装の耐流動性、耐摩耗性およびひび割れ抵抗性が改善される。

第２の態様に係る発明によれば、アスファルト系バインダの配合量がアスファルト混合物全体に対する重量比で４．５〜５．５％であり、当該配合量が５〜７％である密粒度アスファルト混合物と比べて経済的に有利である。

第３の態様に係る発明によれば、動的安定度が５，０００回／ｍｍ以上かつ往復ラベリング試験による摩耗量が１．０ｃｍ^２以下のアスファルト混合物であるので、当該アスファルト混合物を用いたアスファルト舗装の耐流動性および耐摩耗性が改善される。

第４の態様に係る発明によれば、低温における破断時のひずみが１．０（１０^−２ｍｍ／ｍｍ）以上のアスファルト混合物であるので、当該アスファルト混合物を用いたアスファルト舗装のひび割れ抵抗性が改善される。

第５の態様に係る発明によれば、このような条件を満たすことにより、アスファルト系バインダの添加量が少なくても良好な締固め性のアスファルト混合物を得ることができる。

本発明の実施の形態を以下に説明する。
本発明は、アスファルト系バインダ、骨材およびフィラーを必須成分とし、骨材の粒度範囲が２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率３３〜３９％である特殊粒度型アスファルト混合物である。

本発明で用いるアスファルト系バインダとしては、舗装用石油アスファルト、ポリマー改質アスファルト、セミブローンアスファルトおよび天然アスファルトなどを挙げることができるが、特にアスファルト混合物の耐流動性、耐摩耗性およびひび割れ抵抗性といった性状を向上させることができるポリマー改質アスファルトを用いることが好ましく、なかでもＨ型またはＨ型−Ｆのポリマー改質アスファルトを用いることが好ましい。本発明で用いる骨材としては、砕石、玉砕、砂利、鉄鋼スラグ、砂および再生骨材などを挙げることができ、本発明で用いるフィラーとしては、石粉、消石灰、セメント、回収ダストおよびフライアッシュなどを挙げることができる。

本発明のアスファルト混合物に用いる骨材の粒度範囲は、前記した粒度範囲、特に特徴的には、２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が３３〜３９％という狭い範囲に限定されている点で、通常のアスファルト混合物とは大きく異なっている。このような特殊な粒度範囲を採用することにより、比較的粒度範囲が近い密粒度アスファルト混合物（骨材最大粒径２０ｍｍ）と比べてアスファルト系バインダの使用量を少なく抑えることができるので、経済的に有利である。このときのアスファルト系バインダの配合量は、アスファルト混合物全体に対する重量比で４．５〜５．５％程度とすることが好ましい。本発明のアスファルト混合物の骨材配合比率および合成粒度を表２に示す。また、本発明のアスファルト混合物の合成粒度曲線を図１に示す。

ここで、アスファルト混合物の骨材配合比率の決定方法としては種々の方法があるが、その一例として「舗装施工便覧」（平成１８年２月、社団法人日本道路協会編集発行）の２９６ページに記載される方法を挙げることができる。この方法は、所定の粒度範囲内で予定粒度を定め、この予定粒度と使用予定骨材の粒度図から使用予定骨材の配合比を決めるものである。

本発明の効果を確認するために、本発明のアスファルト混合物について、各種試験を行った。
（１）マーシャル安定度試験
表２に示す密度補正後の合成粒度の骨材およびポリマー改質アスファルトＨ型を用いて作成した供試体について、「舗装調査・試験法便覧Ｂ００１マーシャル安定度試験方法」に準拠してマーシャル安定度試験を実施した。マーシャル供試体作製時の温度条件はポリマー改質アスファルトＨ型の製造会社の試験成績表より、混合温度を１６７〜１７３℃、締固め温度を１４７〜１５３℃とした。このときのマーシャル安定度試験の基準値は、表３に示すとおりとした。試験結果を表４および図２に示す。

最適アスファルト量は、マーシャル安定度試験における各項目の基準値を満足するアスファルト量の共通範囲の中央値とすると、表５に示すとおりとなる。また、最適アスファルト量におけるマーシャル特性値は、表６に示すとおりである。ここで、表６に示すマーシャル特性値は、表４から読み取った値である。

（２）耐久性試験
表２に示す密度補正後の合成粒度の骨材および前記（１）のマーシャル安定度試験結果から求めた最適アスファルト量（５．０％）のポリマー改質アスファルトＨ型を用いて作成した供試体について、「舗装調査・試験法便覧Ｂ００３ホイールトラッキング試験方法」に準拠してホイールトラッキング試験を実施した。このときの供試体の締固め度は、マーシャル密度（表６に示す密度、以下同じ）の１００±１％を目標とした。試験条件は表７に示すとおりである。試験結果を表８に示す。

表２に示す密度補正後の合成粒度の骨材および前記（１）のマーシャル安定度試験結果から求めた最適アスファルト量（５．０％）のポリマー改質アスファルトＨ型を用いて作成した供試体について、「舗装調査・試験法便覧Ｂ００２ラベリング試験方法」に準拠してラベリング試験を実施した。このときの供試体の締固め度は、マーシャル密度の１００±１％を目標とした。試験条件は表９に示すとおりである。試験結果を表１０に示す。

以上の試験結果をまとめると、本発明のアスファルト混合物の実施配合比率、合成粒度および混合物特性値は、表１１に示すとおりである。

（３）比較試験
本発明のアスファルト混合物の性能を確認するために、密粒度アスファルト混合物（骨材最大粒径２０ｍｍ）との比較試験を行った。本発明のアスファルト混合物のバインダとしてはポリマー改質アスファルトＨ型を用い、密粒度アスファルト混合物のバインダとしてはストレートアスファルト６０−８０を用いた。比較試験として行ったホイールトラッキング試験およびラベリング試験の結果を表１２に、特殊曲げ試験の結果を表１３および表１４に示す。

上記（１）〜（３）の試験結果より、次のことがいえる。
（１）マーシャル安定度試験の結果より、本発明のアスファルト混合物の最適アスファルト量は５．０％であり、アスファルトの添加量を密粒度アスファルト混合物の通常のアスファルト量（表１参照）と比べて少なくすることができるものと考えられる。

（２）耐久性試験の結果より、本発明のアスファルト混合物の動的安定度は５，０００回／ｍｍ以上であり、往復ラベリング試験による摩耗量はサイドチェーンおよびクロスチェーンの双方ともに１ｃｍ^２以下であり、本発明のアスファルト混合物を用いたアスファルト舗装は耐流動性および耐摩耗性が改善されるものと考えられる。

（３）検討試験の結果より、本発明のアスファルト混合物はストレートアスファルト６０−８０を用いた密粒度アスファルト混合物より動的安定度が高いので、耐流動性に優れた混合物であると考えられる。また、低温時における破断時の曲げ強度およびひずみがストレートアスファルト６０−８０を用いた密粒度アスファルト混合物より大きいので、ひび割れ抵抗性に優れた混合物であると考えられる。なお、往復ラベリング試験による摩耗量は密粒度アスファルト混合物と同程度であるので、耐摩耗性に関しては密粒度アスファルト混合物と遜色のない混合物であると考えられる。

本発明のアスファルト混合物の合成粒度曲線を示すグラフ。本発明のアスファルト混合物について実施したマーシャル安定度試験の結果を示すグラフ。

Claims

アスファルト系バインダ、骨材およびフィラーを必須成分とするアスファルト混合物であって、
前記骨材は、２６．５ｍｍフルイ通過質量百分率が１００％、１９ｍｍフルイ通過質量百分率が９５〜１００％、１３．２ｍｍフルイ通過質量百分率が７３〜９０％、４．７５ｍｍフルイ通過質量百分率が４２〜５８％、２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が３３〜３９％、０．６ｍｍフルイ通過質量百分率が１５〜２７％、０．３ｍｍフルイ通過質量百分率が８〜１８％、０．１５ｍｍフルイ通過質量百分率が５〜１５％、０．０７５ｍｍフルイ通過質量百分率が４〜８％の粒度範囲を満足し、
前記アスファルト系バインダは、ポリマー改質アスファルトＨ型であることを特徴とする特殊粒度型アスファルト混合物。
前記アスファルト系バインダの配合量は、アスファルト混合物全体に対する重量比で４．５〜５．５％である請求項１に記載の特殊粒度型アスファルト混合物。
ホイールトラッキング試験により測定した動的安定度が５，０００回／ｍｍ以上であり、かつ往復ラベリング試験により測定した摩耗量が１．０ｃｍ^２以下である請求項１又は２に記載の特殊粒度型アスファルト混合物。
特殊曲げ試験により測定した温度−１０℃における破断時のひずみが１．０（１０^−２ｍｍ／ｍｍ）以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の特殊粒度型アスファルト混合物。
マーシャル安定度試験により測定した空隙率が３〜６％、飽和度が６５〜８５％、安定度が７．８５ｋＮ以上およびフロー値が２０〜５０（１／１００ｃｍ）である請求項１〜４のいずれか１項に記載の特殊粒度型アスファルト混合物。