JP5311329B2 - アスファルト舗装発生材の再材料化装置、アスファルト舗装発生材を原料とした骨材、アスファルト及び微粒材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、道路や建築構造物から剥ぎ取ったアスファルト舗装発生材を加圧熱水によって骨材、アスファルト及び微粒材に分別して回収するアスファルト舗装発生材の再材料化装置、アスファルト舗装発生材を原料とした骨材、アスファルト及び微粒材の製造方法に関する。

従来、アスファルト舗装発生材の再材料化に関する技術として、例えば産業用廃棄物としてアスファルト舗装道路、建築物用アスファルト材料等から回収されてきた廃材アスファルト又は廃材アスファルト混合物（以下、アスファルト舗装発生材と称す。）から骨材の形状及び粒度を変えることなく、アスファルトで被覆されたアスファルト混合物の粒子同士を衝突させながら分離させた後、比重選別機により高品位の骨材と高含有量のアスファルト成分を回収し、骨材成分を汎用アスファルト混合物製造プラントの原料又は通常骨材の原料として再利用する廃材アスファルト混合物から骨材を回収する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、回収されてきた廃材アスファルト混合物中には最小３．５質量％、最大９．５質量％のアスファルト成分が含有している状態に対して、廃材アスファルト混合物から回収する骨材成分に付着しているアスファルト成分を２質量％以下として、再生アスファルト用骨材以外の再生骨材として利用する方法が知られている。
特開２００３−２４７２０８号公報

確かに、上記特許文献１に記載の従来例によれば、アスファルト舗装発生材から骨材とアスファルトとを分別して回収することは可能であるが、現行の再材料化技術である機械破砕方式によって製造された再生骨材を更に前処理としての分級処理をした後に、これらの粒子同士を衝突させながらアスファルトが概ね除去された一部の骨材とアスファルトを多く含有する骨材とを分別回収するものである。すなわち、アスファルト舗装発生材を破砕機によって粒状化する工程は現行方法に依存することから、この工程での骨材の破損等による細粒化は避けられない。また、機械破砕や粒子同士の衝突による再材料化技術では、粗骨材の細粒化や細骨材の団粒化を制御することができないと共に、骨材の表面に被膜しているアスファルトの残存率を調整することができない。このため、アスファルトが概ね分離した骨材としての回収率をはじめ、これらの粗骨材及び細骨材としての品質や利用方法等が流動的になってしまうという未解決の課題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、機械破砕を一切必要とせず、道路等から切削によって回収した塊状のままのアスファルト舗装発生材から加圧熱水によって骨材、アスファルト及び微粒材を分別して回収することが可能である。さらに、アスファルト舗装発生材に配合されている骨材の粒度にも影響されないため再材料化のための前処理としての分級処理を必要とせず、骨材の表面から所望のアスファルトの残存率に応じてアスファルトを自在に分離し、全量を均質な状態で回収することができるアスファルト舗装発生材の再材料化装置、アスファルト舗装発生材を原料とした骨材、アスファルト及び微粒材の製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係るアスファルト舗装発生材の再材料化装置は、アスファルト舗装発生材から骨材、アスファルト及び微粒材を分別して回収するアスファルト舗装発生材の再材料化装置であって、道路や建築構造物から切削によって回収した塊状のままの前記アスファルト舗装発生材を加圧熱水によって前記骨材と前記微粒材を含むアスファルトとに分離させる一次分離装置と、該一次分離装置によって分離された前記骨材と前記微粒材を含むアスファルトとを選別する一次選別装置と、該一次選別装置によって選別された前記微粒材を含むアスファルトをアスファルトと微粒材とに加圧熱水によって分離させる二次分離装置と、該二次分離装置によって分離された前記アスファルトと前記微粒材とを選別する二次選別装置と、を備えることを特徴としている。
本発明によれば、加圧熱水によって、アスファルト舗装発生材を破砕及び前処理としての分級を行うことなく、骨材、微粒材及びアスファルトに分離させるので、回収する骨材の細粒化や団粒化等の品質変動を避けることができる。

また、請求項２に係るアスファルト舗装発生材の再材料化装置は、請求項１に係る発明において、前記一次分離装置は、分離処理後の前記骨材の表面に被膜している前記アスファルトの残存率に影響する処理条件が可変となっていることを特徴としている。
本発明によれば、一次分離装置におけるアスファルト舗装発生材の処理条件を可変とすることで、回収する骨材の表面に被膜しているアスファルトの残存率を０〜１００質量％まで自在に調整することができる。ここで、処理条件としては、加圧熱水の温度、加圧熱水にアスファルト舗装発生材を没する時間、撹拌機のモータの回転数等の何れか一つか又はこれらの組合せを適用することができる。

さらに、請求項３に係るアスファルト舗装発生材の再材料化装置は、請求項１及び２に係る発明において、前記一次選別装置によって選別された前記骨材を分級する分級装置を備えることを特徴としている。
本発明によれば、一次選別装置によって選別された骨材を粗骨材と細骨材とに分級することができる。
さらにまた、請求項４に係るアスファルト舗装発生材の再材料化装置は、請求項３に係る発明において、前記分級装置は、加圧熱水を用いて前記骨材を洗浄する洗浄機構を備えていることを特徴としている。
本発明によれば、一次選別装置によって選別された骨材を洗浄機構において洗浄することで、骨材の表面及び間隙に残存する微量の微粒材とこれを含むアスファルトを除去し、骨材の用途に応じて厳密に分級することができる。

なおさらに、請求項５に係るアスファルト舗装発生材の再材料化装置は、請求項１乃至４の何れか１項に係る発明において、前記加圧熱水を、前記一次分離装置及び前記二次分離装置に供給する加圧熱水供給装置を備えることを特徴としている。
本発明によれば、加圧熱水供給装置によって加圧熱水を一次分離装置及び二次分離装置に連続的に供給することができるので、短時間でアスファルト舗装発生材を大量に処理することができる。

また、請求項６に係るアスファルト舗装発生材を原料とした骨材、アスファルト及び微粒材の製造方法は、アスファルト舗装発生材を原料として骨材、アスファルト及び微粒材を製造する方法であって、道路や建築構造物から切削によって回収した塊状のままの前記アスファルト舗装発生材を加圧熱水によって前記骨材と微粒材を含むアスファルトとに分離させる一次分離工程と、該一次分離工程によって分離された前記骨材と前記微粒材を含むアスファルトとを選別する一次選別工程と、前記一次選別工程によって選別された前記微粒材を含むアスファルトをアスファルトと微粒材とに加圧熱水によって分離させる二次分離工程と、該二次分離工程によって分離された前記アスファルトと前記微粒材とを選別する二次選別工程と、を備えることを特徴としている。
本発明によれば、加圧熱水によって、アスファルト舗装発生材を骨材、微粒材及びアスファルトに分離させるので、回収する骨材の細粒化や団粒化等の品質変動を避けることができる。

本発明によれば、機械破砕及び前処理としての分級処理を行わず、加圧熱水によってアスファルト舗装発生材を骨材と微粒材を含むアスファルトとに分離させるようにしたので、骨材の品質を変動させることなく回収することができると共に、アスファルト舗装発生材から回収する骨材の表面に被膜しているアスファルトの残存率を０〜１００質量％まで自在に調整することができる。さらに、回収した骨材及びアスファルトの均質性や再利用の選択性が向上するという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、実施形態の構成を説明する。
尚、以下の図においては、便宜上、説明の主題となるよう要部は適宜誇張し、要部以外については適宜簡略化し乃至省略されている。
図１は、本発明によるアスファルト舗装発生材の再材料化装置の全体の構成を示す図、図２は、本発明によるアスファルト舗装発生材の再材料化装置の一次分離装置における各工程を示す図である。

図中、１Ａは、道路や建築構造物等から剥ぎ取った多数のアスファルト舗装発生材１を積み上げたものであって、各アスファルト舗装発生材１は、砂利や砕石等の粗骨材２と砂等の細骨材３とで構成される骨材と、アスファルト４とこのアスファルト４に混合する石灰石を微粒状にした石粉等の微粒材５とで構成される微粒材を含むアスファルトとの混合物である。ここで、混合物製造時におけるアスファルトの全質量には、一般的に微粒材が１００〜２００質量％程度の割合で含有されている。

本発明のアスファルト舗装発生材の再材料化装置は、図１に示すように、貯留槽６に貯留された水７を１００℃〜３００℃の飽和水蒸気圧の加圧熱水に加圧加熱処理する加圧熱水供給装置８と、この加圧熱水供給装置８から移送された加圧熱水によってアスファルト舗装発生材１を骨材とこの骨材の表面に被膜している微粒材を含むアスファルトとに分離させる一次分離装置９と、この一次分離装置９によって分離された骨材とこの骨材の表面に被膜していた微粒材を含むアスファルトとを比重差によって選別する一次選別装置１０と、この一次選別装置１０によって選別された骨材から加圧熱水によって骨材の表面及び間隙に残存した微量な微粒材やこれを含有するアスファルトを洗浄した後に骨材を粒径１３〜５ｍｍ、粒径５〜２．５ｍｍ、粒径２．５〜１．２ｍｍ、粒径１．２ｍｍ以下等の必要に応じた粒度に分級する分級装置１１と、この分級装置１１によって分級された骨材から水分を除去する脱水乾燥装置１２，１３と、で構成され、粗骨材（６号破石：粒径１３〜５ｍｍ、７号破石：粒径５〜２．５ｍｍ）１４と、細骨材（粒径２．５〜１．２ｍｍ、粒径１２ｍｍ以下）１５と、を分別して回収するようになっている。さらに、一次選別装置１０と分級装置１１とによって得られた微粒材を含むアスファルトを微粒材とアスファルトとに分離する二次分離装置１６と、この二次分離装置１６によって分離されたアスファルトと微粒材とを比重差によって選別する二次選別装置１７と、この二次選別装置１７によって選別されたアスファルトと微粒材とから水分を除去する脱水乾燥装置１８，１９と、を備えていて、アスファルト２０と微粒材２１とを分別して回収するようになっている。

一次分離装置９は、図１に示すように、アスファルト舗装発生材１及び加圧熱水を貯留する分離槽２５と、この分離槽２５内を撹拌処理する撹拌機２６と、分離槽２５内を所定温度に保持する保温機２７と、によって構成されている。ここで、分離槽２５は、上方が開口された有底円筒状の本体２５ａと、この本体２５ａの開口端面を開閉自在とする蓋体２５ｂと、で構成されている。そして、分離槽２５は、蓋体２５ｂによって本体２５ａの上方を閉口させた状態で、加圧熱水を本体２５ａ内に移送することが可能に形成されている。また、撹拌機２６は、制御装置によって回転数が制御されたモータ２６ａと、このモータ２６ａの回転動力によって回転するロッド２６ｂと、このロッド２６ｂの先端に配設された撹拌羽根２６ｃと、を備えている。

一次選別装置１０は、一次分離装置９から移送された骨材、微粒材を含むアスファルト及び加圧熱水を貯留する選別槽３０を備えている。ここで、選別槽３０は、円筒状の上部固定槽３０ａと、この上部固定槽３０ａの下端部に可撓性を有する連結部３０ｂを介して連結され上下方向に振動する上方が開放された逆円錐状の下部振動槽３０ｃと、この下部振動槽３０ｃを振動させる図示しないモータと、で構成されている。そして、選別槽３０は、下部振動槽３０ｃをモータで上下方向に振動させることによって、選別槽３０内に下方から上方に向かう水流が発生し、比重の違う物質を上下の層に分けることが可能に形成されている。

分級装置１１は、一次選別装置１０から移送された加圧熱水と加圧熱水供給装置８から新たに供給された加圧熱水とによって一次選別装置１０から移送された骨材を洗浄する洗浄機構１１Ａと、この洗浄機構１１Ａによって洗浄された骨材を粗骨材と細骨材とに篩い分けする篩分機構１１Ｂと、を備えている。
洗浄機構１１Ａは、例えば、一次選別装置１０から移送された骨材及び加圧熱水と新たに供給された加圧熱水とを貯留する図示しない洗浄槽と、この洗浄槽内に水流を発生させる図示しない回転羽根と、によって構成されている。

篩分機構１１Ｂは、例えば、洗浄機構１１Ａによって洗浄された骨材に振動を与えることによって篩い分けを行う図示しない篩と、この篩を振動させる図示しないモータと、を備えている。この篩は、篩目有効開きが２．５ｍｍとされ、篩の上に留まる骨材を粗骨材とし、篩を通過する骨材を細骨材としている。なお、必要に応じて、洗浄後の移送時に水流を利用して篩い分けることで、粗骨材を６号破石（粒径１３〜５ｍｍ）及び７号破石（粒径５〜２．５ｍｍ）とし、細骨材を例えば粒径２．５〜１．２ｍｍ及び粒径１．２ｍｍ以下とする等の、より細かな分級を効率的に行うことも可能である。

脱水乾燥装置１２は、アスファルト舗装発生材１から粗骨材を再材料化する際に用いた加圧熱水を減圧蒸発する脱水機構１２Ａと、この脱水機構１２Ａにおいて脱水しきれなかった加圧熱水を加熱蒸発する乾燥機構１２Ｂと、によって構成されている。ここで、脱水機構１２Ａにおいて蒸留された水は、加圧熱水供給装置８に移送され、再度、加圧加熱処理されるようになっている。
脱水乾燥装置１３は、アスファルト舗装発生材１から細骨材を再材料化する際に用いた加圧熱水を脱水乾燥処理することを除いては、前述した脱水乾燥装置１２と同様の構成を有しているので、その詳細はこれを省略する。

二次分離装置１６は、一次選別装置１０及び分級装置１１から移送された微粒材を含むアスファルト及び加圧熱水を貯留する分離槽４０と、この分離槽４０内を撹拌処理する撹拌機４１と、分離槽４０内を所定温度に保持する保温機４２と、によって構成されている。ここで、分離槽４０は、上方が開口された有底円筒状の本体４０ａと、この本体４０ａの開口端面を開閉自在とする蓋体４０ｂと、で構成されている。そして、分離槽４０は、蓋体４０ｂによって本体４０ａの上方を閉口させた状態で、加圧熱水を本体４０ａ内に移送することが可能に形成されている。また、撹拌機４１は、制御装置によって回転数が制御されたモータ４１ａと、このモータ４１ａの回転動力によって回転するロッド４１ｂと、このロッド４１ｂの先端に配設された撹拌羽根４１ｃと、を備えている。

二次選別装置１７は、二次分離装置１６から移送されたアスファルト及び微粒材を貯留する選別槽５０を備えている。ここで、選別槽５０は、円筒状の上部固定槽５０ａと、この上部固定槽５０ａの下端部に可撓性を有する連結部５０ｂを介して連結され上下方向に振動する上方が開放された逆円錐状の下部振動槽５０ｃと、この下部振動槽５０ｃを振動させる図示しないモータと、で構成されている。そして、選別槽５０は、下部振動槽５０ｃをモータで上下方向に振動させることによって、選別槽５０内に下方から上方に向かう水流を発生させて、比重の違う物質を上下の層に分けることが可能に形成されている。

脱水乾燥装置１８は、アスファルト舗装発生材１からアスファルトを再材料化する際に用いた加圧熱水を脱水乾燥処理することを除いては、前述した脱水乾燥装置１２と同様の構成を有しているので、その詳細はこれを省略する。
脱水乾燥装置１９は、アスファルト舗装発生材１から微粒材を再材料化する際に用いた加圧熱水を脱水乾燥処理することを除いては、前述した脱水乾燥装置１２と同様の構成を有しているので、その詳細はこれを省略する。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
アスファルト舗装発生材１から粗骨材１４、細骨材１５、アスファルト２０及び微粒材２１を分別して回収するには、先ず、図１に示すように、アスファルト舗装発生材１を一次分離装置９の分離槽２５の本体２５ａ内に移送する。
この状態で、本体２５ａの開口端面を分離槽２５の蓋体２５ｂによって閉口する。一方、予め、貯留槽６に貯留された水７を加圧熱水供給装置８に移送し、加圧加熱処理することで、所定温度の加圧熱水を溜めておく。そして、この加圧熱水をアスファルト舗装発生材１が貯留されている分離槽２５内に移送する。

このとき、分離槽２５内は、図２（Ａ）に示すように、多数のアスファルト舗装発生材１が加圧熱水中に没している状態とされている。ここで、加圧熱水は、一次分離装置９の保温機２７で加圧熱水供給装置８によって得た所定温度に保持されている。
この状態で、一次分離装置９の撹拌機２６を稼動させて、分離槽２５内を撹拌処理する。
すると、図２（Ｂ）に示すように、アスファルト舗装発生材１は、加圧熱水によって、骨材６０の表面に被膜している微粒材を含むアスファルト７０の外周面が軟化し、撹拌処理によって微粒材を含むアスファルト７０が被膜している骨材６０毎に分離される。

このとき、図２（Ｃ）に示すように、微粒材を含むアスファルト７０が被膜している骨材６０は、撹拌処理によって加圧熱水中に浮遊している状態となる。そして、加圧熱水を撹拌処理し続けることによって、骨材６０の表面に被膜している微粒材を含むアスファルト７０は、その外周面から徐々に溶融していく。この状態で、骨材６０の表面に被膜している微粒材を含むアスファルト７０は、時間の経過に伴い、沸騰による骨材内部からの気泡発生による剥離や、撹拌処理に伴う溶解によって、骨材６０の表面から徐々に分離し、骨材６０の表面に被膜している微粒材を含むアスファルト７０の被膜厚が徐々に減少する。

この状態で、図２（Ｄ）に示すように、保温機２７を停止し、撹拌機２６のモータ２６ａの回転数を加圧熱水中に骨材６０が浮遊しない程度とし、骨材６０の表面から分離した微粒材を含むアスファルト７０が骨材６０に再度付着することを防止するために撹拌処理を継続する。この撹拌処理によって、骨材６０の表面から分離した微粒材を含むアスファルト７０は、加圧熱水の水面や水中に浮遊している状態となる。（一次分離工程）
この状態で、骨材とこの骨材から分離した微粒材を含むアスファルトとを加圧熱水と共に一次選別装置１０に移送する。

このとき、加圧熱水の水面を、一次選別装置１０の選別槽３０の上部固定槽３０ａに位置するようにする。そして、一次選別装置１０の下部振動槽３０ｃを選別槽３０のモータによって上下方向に振動させることで、選別槽３０内に下方から上方に向かう水流が発生する。ここで、選別槽３０内は、加圧熱水より比重の大きい骨材が選別槽３０の底部に沈降し、加圧熱水より比重の小さい骨材から分離した微粒材を含むアスファルトが水面に徐々に浮上する。そして、骨材とこの骨材から分離された微粒材を含むアスファルトとは、時間の経過に伴って、底部と水面との二層に分かれる。（一次選別工程）
この状態で、骨材を加圧熱水と共に分級装置１１に移送し、骨材から分離された微粒材を含むアスファルトを加圧熱水と共に二次分離装置１６に移送する。

ここで、一次選別装置１０から移送された骨材及び加圧熱水は、新たに加圧熱水供給装置８から移送された加圧熱水と共に、分級装置１１の洗浄機構１１Ａの洗浄槽に貯留する。この状態で、骨材を洗浄槽の回転羽根の回転によって発生した水流で掻き上げることで、骨材の表面及び間隙に付着した微量の微粒材やこれを含むアスファルトを洗浄する。このとき、骨材は、微粒材を含むアスファルトを全く含有していない状態とすることができる。そして、回転羽根から離れるに従い、骨材が洗浄槽の底部に沈降し、分離された微粒材を含むアスファルトが水面に浮上する。

そして、洗浄機構１１Ａによって洗浄された骨材を加圧熱水と共に分級装置１１の篩分機構１１Ｂに移送し、分離した微粒材を含むアスファルトを加圧熱水と共に二次分離装置１６に移送する。
ここで、洗浄機構１１Ａによって洗浄された骨材は、篩分機構１１Ｂの篩の上部に貯留し、篩を篩分機構のモータによって振動させることで、粗骨材が篩の上部に留まり、細骨材が篩を通過する。なお、篩目有効開きの異なる複数の篩を用いることで、所望の粒度に分級することが可能である。

そして、篩分機構１１Ｂによって篩い分けされた粗骨材を加圧熱水と共に脱水乾燥装置１２に移送し、篩分機構１１Ｂによって篩い分けされた細骨材を加圧熱水と共に脱水乾燥装置１３に移送する。
ここで、篩分機構１１Ｂによって篩い分けされた粗骨材は、この粗骨材に含まれている水と粗骨材と共に移送された水とが脱水乾燥処理され、水を含んでいない絶対乾燥状態の粗骨材１４として回収する。このとき、脱水乾燥装置１２の脱水機構１２Ａによって粗骨材から蒸留された水は、加圧熱水供給装置８に移送し、再度加圧加熱処理され、アスファルト舗装発生材１の再材料化に用いる。

さらに、篩分機構１１Ｂによって篩い分けされた細骨材は、この細骨材に含まれている水と細骨材と共に移送された水とが脱水乾燥処理され、水を含んでいない絶対乾燥状態の細骨材１５として回収する。このとき、脱水乾燥装置１３の脱水機構１３Ａによって細骨材から蒸留された水は、加圧熱水供給装置８に移送し、再度加圧加熱処理され、アスファルト舗装発生材１の再材料化に用いる。

次に、一次選別装置１０によって選別された骨材から分離された微粒材を含むアスファルトと、分級装置１１によって得られた骨材から分離された微粒材を含むアスファルトと、を一次選別装置１０及び分級装置１１に用いた加圧熱水と共に、二次分離装置１６の分離槽４０の本体４０ａ内に移送する。なお、一次分離装置９、一次選別装置１０及び分級装置１１を経て二次分離装置１６に移送される微粒材を含むアスファルトの全質量には、微粒材が５〜３０質量％の割合で含有されている。

この状態で、本体の開口端面を分離槽４０の蓋体４０ｂによって閉口する。
ここで、一次選別装置１０と分級装置１１とから移送された微粒材を含むアスファルト及び加圧熱水は、新たに加圧熱水供給装置８から移送された加圧熱水と共に、二次分離装置１６の分離槽４０に貯留される。このとき、分離槽４０内は、微粒材を含むアスファルトが加圧熱水の水面や水中に浮遊している状態とされる。ここで、加圧熱水は、二次分離装置１６の保温機４２で加圧熱水供給装置８によって得た所定温度に保持される。

この状態で、二次分離装置１６の撹拌機４１を稼動させて、分離槽４０内を撹拌処理する。
ここで、微粒材を含むアスファルトは、加圧熱水を撹拌処理することによって、微粒材を含むアスファルトのアスファルトが溶融し、アスファルトから微粒材が分離する。
この状態で、保温機４２を停止し、撹拌機４１のモータ４１ａの回転数を加圧熱水中に微粒材が浮遊しない程度とし、アスファルトとこのアスファルトから分離した微粒材とが再度混合されることを防止するために撹拌処理を継続する。この撹拌処理によって、溶融したアスファルトは、加圧熱水の水面や水中に浮遊している状態となる。（二次分離工程）

この状態で、アスファルトと微粒材を加圧熱水と共に、二次選別装置１７に移送する。
このとき、加圧熱水の水面を、二次選別装置１７の選別槽５０の上部固定槽５０ａに位置するようにする。そして、二次選別装置１７の下部振動槽５０ｃを選別槽５０のモータによって上下方向に振動させることで、選別槽５０内に下方から上方に向かう水流が発生する。ここで、選別槽５０内は、加圧熱水より比重の大きい微粒材が選別槽５０の底部に沈降し、加圧熱水より比重の小さいアスファルトが水面に徐々に浮上する。そして、アスファルトとこのアスファルトから分離した微粒材とは、時間の経過に伴って、水面と底部との二層に分かれる。（二次選別工程）

この状態で、二次選別装置１７によって選別されたアスファルトを加圧熱水と共に脱水乾燥装置１８に移送し、二次選別装置１７によって選別された微粒材を脱水乾燥装置１９に移送する。
ここで、二次選別装置１７によって選別されたアスファルトは、このアスファルトと共に移送された水を脱水乾燥処理し、常温とすることで固体状態のアスファルト２０として回収される。このとき、脱水乾燥装置１８の脱水機構１８Ａによってアスファルトから蒸留された水は、加圧熱水供給装置８に移送し、再度加圧加熱処理され、アスファルト舗装発生材１の再材料化に用いられる。

また、二次選別装置１７によって選別された微粒材は、この微粒材に含まれている水と微粒材と共に移送された水とが脱水乾燥処理され、水を含んでいない絶対乾燥状態の微粒材２１として回収される。このとき、脱水乾燥装置１９の脱水機構１９Ａによって微粒材から蒸留された水は、加圧熱水供給装置８に移送し、再度加圧加熱処理され、アスファルト舗装発生材１の再材料化に用いられる。

なお、上記実施形態においては、一次分離装置９、一次選別装置１０及び分級装置１１を用いて、アスファルト舗装発生材１から微粒材を含むアスファルトを全く含有していない状態すなわちアスファルトの残存率が０質量％の骨材を回収する場合について説明していたが、これに限定されるものではなく、一次分離装置９において、加圧熱水の温度、加圧熱水にアスファルト舗装発生材１を没する時間、撹拌機２６のモータ２６ａの回転数等を可変とすることで、回収する骨材のアスファルトの残存率を任意に設定することができる。ここで、アスファルトの残存率とは、上記実施形態によってアスファルト舗装発生材１から回収した骨材に残存する任意のアスファルトの量と、処理する前のアスファルト舗装発生材１の全質量との比である。

また、上記実施形態においては、分級装置１１が洗浄機構１１Ａを備えている場合について説明していたが、これに限定されるものではなく、洗浄機構１１Ａを省略した分級装置１１を適用することもできる。この場合には、一次分離装置９において、上記実施形態の処理条件より、例えば、加圧熱水の温度や加圧熱水にアスファルト舗装発生材１を没する時間等が高い処理条件とすることで、アスファルトの残存率が０質量％の骨材を回収することが可能である。さらに、洗浄機構１１Ａは、一次分離装置９によって骨材の表面に被膜している微粒材を含むアスファルトを薄膜として残存させた状態の、アスファルトの残存率が任意の残存率の骨材を回収する場合にも省略することができる。

さらに、上記実施形態においては、一次選別装置１０及び二次選別装置１７において、下方から上方に水流を発生させて選別する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、所望の選別機能を有する比重選別装置や液体サイクロン等の装置を用いることができる。

さらにまた、上記実施形態においては、粗骨材１４、細骨材１５、アスファルト２０及び微粒材２１を絶対乾燥状態で回収した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、脱水乾燥装置１２，１３，１８，１９の乾燥機構１２Ｂ，１３Ｂ，１８Ｂ，１９Ｂを省略し、脱水機構１２Ａ，１３Ａ，１８Ａ，１９Ａによって加圧熱水を減圧蒸留した状態で回収するようにしてもよい。いずれにせよ、脱水機構１２Ａ，１３Ａ，１８Ａ，１９Ａによって蒸留された水を加圧熱水供給装置８に移送し、アスファルト舗装発生材の再材料化装置内で循環させることで、水の加圧加熱処理や骨材の乾燥等に要するエネルギーが共用され、熱効率の向上による省エネルギー化が図れる。

因みに、一次分離装置９のみを用いて、アスファルト舗装発生材１を骨材、アスファルト及び微粒材に完全に分離することも可能ではある。しかし、一次分離装置９のみでは、例えば、回収する骨材のアスファルトの残存率を０質量％ではない任意の残存率に設定した場合に、その任意の残存率とするための処理時間と、骨材から分離した微粒材を含むアスファルトをさらにアスファルトと微粒材とに分離するために必要な処理時間とが必ずしも一致しないことから、骨材のアスファルトの残存率を０質量％ではない任意の残存率とすることができない。このため、回収する骨材のアスファルトの残存率を０質量％ではない任意の残存率とすることはできるが、骨材の表面から分離した微粒材を含むアスファルトをアスファルトと微粒材とに完全に分離することは困難である。

しかしながら、上記実施形態によると、一次分離装置９において、骨材のアスファルトの残存率を０質量％ではない任意の残存率とすることもでき、二次分離装置１６において、骨材の表面から分離した微粒材を含むアスファルトをアスファルトと微粒材とに完全に分離することもできる。即ち、上記実施形態によると、一次分離装置９と二次分離装置１６とによって処理条件が異なる場合にも対応することができる。なお、微粒材を含むアスファルトの微粒材の混入率を制御することで、用途によっては一次分離装置９によって骨材から分離された微粒材を含むアスファルトをそのままの状態で再利用することも可能であり、この場合においては、二次分離装置１６を省略することもできる。

以下、本発明によってアスファルト舗装発生材１から回収した粗骨材１４及び細骨材１５の品質を検証するために、本発明者らが行った実験の結果を伴って説明する。
図３は、実施例において、アスファルト舗装発生材に配合した骨材の粒度とアスファルト舗装発生材から回収した骨材の粒度とを示すグラフ、図４は、実施例においてアスファルト舗装発生材に配合した骨材の密度及び吸収率とアスファルト舗装発生材から回収した骨材の密度及び吸収率とを示すグラフ、図５は、実施例において、アスファルト舗装発生材から回収したアスファルトの残存率が異なる骨材のカンタブロ損失率を示すグラフである。
本実施例に用いたアスファルト舗装発生材１の全質量には、微粒材５を含む骨材が９５質量％、アスファルト４が５質量％、の割合で含有されている。

また、図３及び図４に示すように、配合骨材は、アスファルト舗装発生材１に配合する前の粗骨材２と細骨材３とを絶対乾燥状態とした後に混合した骨材である。また、回収骨材は、上記実施形態によって、アスファルト舗装発生材１から微粒材を含むアスファルトを全く含有していない状態且つ絶対乾燥状態で回収した粗骨材１４と細骨材１５とを混合した骨材である。
先ず、配合骨材と回収骨材との夫々の粒度を、骨材のふるい分け試験によって、測定する。そして、配合骨材の粗骨材と回収骨材の粗骨材との夫々の密度及び吸水率を、粗骨材の密度及び吸水率試験によって、測定する。

その結果は、図３に示すように、回収骨材の粒度を、配合骨材の粒度と比較すると、粒径５ｍｍ以下の骨材において、回収骨材が配合骨材より僅かに減少しているが、大きな差異は生じていない。また、図４に示すように、回収骨材の密度及び吸収率は、配合骨材の密度及び吸水率と比較すると同等の性状として取り扱うことができる範囲の差であり、新品の骨材と遜色がない。
これらの結果から分かるように、回収骨材は、配合骨材と何ら遜色のない品質を有しており、加圧熱水によって、回収骨材の細粒化及び団粒化等の品質変動を避けることができる。

次に、前述した回収骨材の微粒材を含むアスファルトを全く含有していない状態を、アスファルトの残存率が０質量％の骨材とし、上記実施形態によって、アスファルトの残存率が１．５質量％の骨材と、アスファルトの残存率が２．５質量％の骨材と、アスファルトの残存率が３．５質量％の骨材と、を個別に回収する。
そして、アスファルトの残存率が異なる骨材毎にポーラスアスファルト混合物からなるマーシャル供試体を作製する。この各マーシャル供試体を用いて、カンタブロ試験を行い、カンタブロ損失率を標準養生条件と水浸養生条件とにおいて測定する。カンタブロ試験とは、マーシャル供試体に用いた骨材の飛散抵抗性を評価するものであり、試験によって骨材が飛散して損失した量と試験前のマーシャル供試体の全質量との比をカンタブロ損失率とし、このカンタブロ損失率が大きいほど耐久性が低下する。

その結果は、図５のグラフに示すように、カンタブロ試験の標準養生条件と水浸養生条件とにおけるカンタブロ損失率は、アスファルトの残存率の増加に伴い、双方とも大きくなる。即ち、アスファルトの残存率が０質量％の骨材と各アスファルトの残存率が異なる骨材とを比較し検討した場合に、大きな差異が生じないアスファルトの残存率が２．５質量％以下の骨材であれば、前述した配合骨材と遜色のない品質とすることができる。さらに、アスファルト舗装発生材１からアスファルトの残存率が２．５質量％の骨材は、アスファルト舗装発生材１からアスファルトの残存率が０質量％の骨材を回収する処理条件より、例えば、加圧熱水の温度や加圧熱水にアスファルト舗装発生材１を没する時間等が低い処理条件下で回収することができる。このため、加圧熱水供給装置８や一次分離装置９の保温機２７等に消費するエネルギを低減することができ、結果的に、二酸化炭素の排出量を低減することができる。

以上から、アスファルトの残存率が２．５質量％となるようにアスファルト舗装発生材１に対する処理を行うことにより、最も少ないエネルギ消費量で、新品の骨材と遜色のない品質を有する骨材を得ることができる。さらに、新品の骨材を一切使用せず、本発明によって再材料化された骨材のみを用いて、新規のアスファルト混合物と同等の性能を有するアスファルト混合物を製造することができる。なお、本発明者らの見解では、新品の骨材と遜色のない品質を有する骨材のアスファルトの残存率の上限値である上記「２．５質量％」は、アスファルトの種類などによって異なるものと考えられるが、そのような残存率の上限値は、事前の試験により予め求めることが可能であるから、試験により求めた残存率の上限値を実際の操業における目標値とすることにより、アスファルトの種類等の条件が異なる場合であっても、本実験と同様に最も少ないエネルギ消費量で、新品の骨材と遜色のない品質を有する骨材を得ることができる。

本発明によるアスファルト舗装発生材の再材料化装置の全体の構成を示す図である。 本発明によるアスファルト舗装発生材の再材料化装置の一次分離装置における各工程を示す図である。 実施例において、アスファルト舗装発生材に配合した骨材の粒度と、アスファルト舗装発生材から回収した骨材の粒度と、を示すグラフである 実施例において、アスファルト舗装発生材に配合した骨材の密度及び吸収率と、アスファルト舗装発生材から回収した骨材の密度及び吸収率と、を示すグラフである。 実施例において、アスファルト舗装発生材から回収したアスファルトの残存率が異なる骨材のカンタブロ損失率を示すグラフである。

符号の説明

１…アスファルト舗装発生材、６…貯留槽、７…水、８…加圧熱水供給装置、９…一次分離装置、１０…一次選別装置、１１…分級装置、１１Ａ…洗浄機構、１１Ｂ…篩分機構、１２，１３…脱水乾燥装置、１４…粗骨材、１５…細骨材、１６…二次分離装置、１７…二次選別装置、１８，１９…脱水乾燥装置、２０…アスファルト、２１…微粒材、２５…分離槽、２６…撹拌機、２７…保温機、３０…選別槽、３０ａ…上部固定槽、３０ｂ…連結部、３０ｃ…下部振動槽、４０…分離槽、４１…撹拌機、４２…保温機、５０…選別槽、５０ａ…上部固定槽、５０ｂ…連結部、５０ｃ…下部振動槽

Claims (6)

1. アスファルト舗装発生材から骨材、アスファルト及び微粒材を分別して回収するアスファルト舗装発生材の再材料化装置であって、
   道路や建築構造物から切削によって回収した塊状のままの前記アスファルト舗装発生材を加圧熱水によって前記骨材と前記微粒材を含むアスファルトとに分離させる一次分離装置と、該一次分離装置によって分離された前記骨材と前記微粒材を含むアスファルトとを選別する一次選別装置と、該一次選別装置によって選別された前記微粒材を含むアスファルトをアスファルトと微粒材とに加圧熱水によって分離させる二次分離装置と、該二次分離装置によって分離された前記アスファルトと前記微粒材とを選別する二次選別装置と、を備えることを特徴とするアスファルト舗装発生材の再材料化装置。
2. 前記一次分離装置は、分離処理後の前記骨材の表面に被膜している前記アスファルトの残存率に影響する処理条件が可変となっていることを特徴とする請求項１項に記載のアスファルト舗装発生材の再材料化装置。
3. 前記一次選別装置によって選別された前記骨材を分級する分級装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のアスファルト舗装発生材の再材料化装置。
4. 前記分級装置は、加圧熱水を用いて前記骨材を洗浄する洗浄機構を備えていることを特徴とする請求項３に記載のアスファルト舗装発生材の再材料化装置。
5. 前記加圧熱水を、前記一次分離装置及び前記二次分離装置に供給する加圧熱水供給装置を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のアスファルト舗装発生材の再材料化装置。
6. アスファルト舗装発生材を原料として骨材、アスファルト及び微粒材を製造する方法であって、道路や建築構造物から切削によって回収した塊状のままの前記アスファルト舗装発生材を加圧熱水によって前記骨材と微粒材を含むアスファルトとに分離させる一次分離工程と、該一次分離工程によって分離された前記骨材と前記微粒材を含むアスファルトとを選別する一次選別工程と、前記一次選別工程によって選別された前記微粒材を含むアスファルトをアスファルトと微粒材とに加圧熱水によって分離させる二次分離工程と、該二次分離工程によって分離された前記アスファルトと前記微粒材とを選別する二次選別工程と、を備えることを特徴とするアスファルト舗装発生材を原料とした骨材、アスファルト及び微粒材の製造方法。

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