JP5566653B2 - Manufacturing method and construction method of asphalt mixture - Google Patents
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Description
本発明は、舗装道路に用いられるアスファルト混合物の製造方法及び施工方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and a construction method of an asphalt mixture used for a paved road.
アスファルト混合物を用いた舗装は、適当な粒度分布を有する砕石、砂等の骨材に、バインダとして、例えば、ストレートアスファルトを加熱状態で混練してアスファルト混合物を製造し、製造されたアスファルト混合物を舗装面上に敷き均してローラーで転圧することで施工される。 Pavement using an asphalt mixture is prepared by mixing, for example, straight asphalt in a heated state with aggregates such as crushed stone and sand having an appropriate particle size distribution as a binder, and heating the asphalt mixture. It is constructed by spreading on the surface and rolling with a roller.
近年、交通量の増加及びトラック等の大型車両の増加により、アスファルト舗装道路では敷設したアスファルト混合物が車両の通行により徐々に流動してわだちが生じる現象が多発している。道路面状に凹凸状のわだちが生じると、車の乗り心地が悪くなるだけでなくハンドル操作に影響を与えるようになり、降雨時の滞水がスリップの原因となって交通安全上大きな問題となる。 In recent years, due to an increase in traffic volume and an increase in large vehicles such as trucks, a phenomenon has frequently occurred on asphalt paved roads in which the asphalt mixture laid gradually flows due to the passage of vehicles and causes rutting. If the road surface is uneven, it will not only make the ride comfortable, but it will also affect the steering operation. Become.
こうした凹凸状のわだちが生じる原因であるアスファルト混合物の流動を防止するために、ストレートアスファルトにゴムや熱可塑性エラストマー等の改質材を添加した改質アスファルトを用いることが提案されている。また、特許文献1では、ポリエチレン樹脂等の合成樹脂を熱分解反応により得られたワックス状物質をアスファルト用改質材としてアスファルトに添加し、アスファルト混合物を製造する点が記載されている。また、特許文献2では、骨材とアスファルトを主とする混合物に、融点が50〜90℃の石油系又は合成系ワックスからなる特殊添加剤をアスファルト量に対する内割重質量%で1〜7%添加し、アスファルト混合物を製造する点が記載されている。 In order to prevent the flow of the asphalt mixture, which is the cause of such irregularities, it has been proposed to use a modified asphalt obtained by adding a modifying material such as rubber or thermoplastic elastomer to straight asphalt. Patent Document 1 describes that a wax-like substance obtained by a thermal decomposition reaction of a synthetic resin such as a polyethylene resin is added to asphalt as an asphalt modifier to produce an asphalt mixture. In Patent Document 2, a special additive composed of petroleum or synthetic wax having a melting point of 50 to 90 ° C. is added to a mixture mainly composed of aggregate and asphalt in an amount of 1% to 7% by weight based on the amount of asphalt. The point of adding and producing an asphalt mixture is described.
上述した特許文献1及び2では、ワックス状物質をアスファルトに添加することで、アスファルトの耐久性を向上させるとともに、施工時のアスファルトの加熱温度を低下させることができ、作業効率を向上させることができる。 In patent document 1 and 2 mentioned above, while adding the wax-like substance to asphalt, while improving the durability of asphalt, the heating temperature of asphalt at the time of construction can be lowered, and work efficiency can be improved. it can.
しかしながら、ワックス状物質をアスファルトに添加すると、ストレートアスファルトとは異なる特性を備えた改質アスファルトとなるため、ストレートアスファルトを用いたアスファルト混合物の場合のアスファルト量とは異なる量に設定する必要がある。 However, when a wax-like substance is added to asphalt, it becomes a modified asphalt having characteristics different from those of straight asphalt, and therefore it is necessary to set the amount to be different from the amount of asphalt in the case of an asphalt mixture using straight asphalt.
ストレートアスファルトを用いる場合には、マーシャル安定度試験に基づいてアスファルト及び骨材の配合割合を決定することが行われているが、上述した改質アスファルトを用いる場合には決定された配合割合をそのまま適用しても施工した際に十分な耐久性を備えたものが得られない。 When straight asphalt is used, the blending ratio of asphalt and aggregate is determined based on the Marshall stability test, but when using the modified asphalt described above, the determined blending ratio is used as it is. Even if it is applied, a product with sufficient durability cannot be obtained when constructed.
特に、パラフィンを改質剤としてアスファルトに添加する場合、パラフィンは凝固する際の収縮率が大きいため骨材の間隙を小さくする傾向がある。そのため、マーシャル安定度試験に基づいた試験結果により設計アスファルト量(アスファルトの配合割合)を設定する場合、骨材間隙率の減少によって設計アスファルト量がストレートアスファルトの場合に比べて小さく設定されてアスファルト量が不足する傾向になり、製造されたアスファルト混合物の施工した場合の耐久性が不十分なものとなりやすい。 In particular, when paraffin is added to asphalt as a modifier, paraffin tends to reduce the gap between aggregates because of its large shrinkage rate when solidified. Therefore, when setting the design asphalt amount (asphalt blending ratio) based on the test results based on the Marshall stability test, the design asphalt amount is set smaller than the straight asphalt amount due to the decrease in aggregate porosity, and the asphalt amount Tends to be insufficient, and the durability when the manufactured asphalt mixture is applied tends to be insufficient.
そこで、本発明は、パラフィン系炭化水素を改質剤として添加するアスファルト混合物を施工した際に十分な耐久性を有するようにアスファルトの配合割合を設定して製造する製造方法及びそのアスファルト混合物の施工方法を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention provides a manufacturing method for setting and manufacturing an asphalt mixture ratio so as to have sufficient durability when an asphalt mixture to which paraffinic hydrocarbons are added as a modifier is applied, and the application of the asphalt mixture. It is intended to provide a method.
本発明に係るアスファルト混合物の製造方法は、自己燃焼性を有する高分子系合成樹脂材料を燃焼させて熱分解することで得られたパラフィン系炭化水素を主成分とする改質剤を2%〜8%添加してアスファルト及び骨材を混合するアスファルト混合物の製造方法において、改質剤を含むアスファルトの配合割合Ap(重量%)を以下に示す式により算出された値に設定して混合することを特徴とする。
Ap=As・(Vp/Vs)1/3・(γp/γs)
但し、
As;ストレートアスファルト及び骨材を混合した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に基づく試験結果により設定されるアスファルトの配合割合(重量%)
Vs;ストレートアスファルト及び骨材を混合したアスファルト混合物についてマーシャル安定度試験を実施する際に作成される供試体の骨材間隙率(%)
γs;ストレートアスファルトの比重
Vp;改質剤を含むアスファルト及び骨材を混合したアスファルト混合物についてマーシャル安定度試験を実施する際に作成される供試体の骨材間隙率(%)
γp;改質剤を含むアスファルトの比重
The method for producing an asphalt mixture according to the present invention comprises 2% to a modifier mainly composed of paraffinic hydrocarbons obtained by burning and thermally decomposing a high-molecular synthetic resin material having self-combustibility. In a method for producing an asphalt mixture in which 8% is added and asphalt and aggregate are mixed, the blending ratio A p (weight%) of the asphalt containing a modifier is set to a value calculated by the following formula and mixed. It is characterized by that.
A p = A s · (V p / V s ) 1/3 · (γ p / γ s )
However,
A s; straight asphalt and the mixing ratio of the asphalt which is set by the test results based on Marshall stability test were performed on the asphalt mixture obtained by mixing aggregate (wt%)
V s ; Aggregate porosity (%) of the specimen prepared when the Marshall stability test is performed on the asphalt mixture in which straight asphalt and aggregate are mixed
γ s : Specific gravity of straight asphalt V p ; Aggregate porosity (%) of the specimen prepared when the Marshall stability test is performed on the asphalt mixture in which the asphalt containing the modifier and the aggregate are mixed
γ p ; Specific gravity of asphalt containing modifier
さらに、前記改質剤を液状又は粒径が3mm以下の粒状で添加してアスファルト及び骨材とともに混合することを特徴とする。 Further, the modifier is added in a liquid state or in a granular form having a particle size of 3 mm or less and mixed with asphalt and aggregate.
本発明に係るアスファルト混合物の施工方法は、上記の製造方法により製造されたアスファルト混合物を施工する施工方法において、二次転圧温度100℃〜120℃で転圧回数を6回行うことを特徴とする。 The construction method of the asphalt mixture according to the present invention is characterized in that in the construction method of constructing the asphalt mixture produced by the above production method, the number of times of rolling is performed 6 times at a secondary rolling temperature of 100 ° C to 120 ° C. To do.
本発明は、上記の構成を備えることで、パラフィン系炭化水素を改質剤として添加するアスファルト混合物を施工した際に十分な耐久性を有するようにアスファルトの配合割合を設定して製造することができる。 The present invention can be manufactured by setting the blending ratio of asphalt so as to have sufficient durability when the asphalt mixture to which paraffinic hydrocarbon is added as a modifier is provided by having the above-described configuration. it can.
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.
本発明に係る製造方法は、パラフィン系炭化水素を主成分とする改質剤(以下「パラフィン系改質剤」と略称する)を添加してアスファルト及び骨材を混合してアスファルト混合物を製造する。パラフィン系炭化水素は、融点が低く、アスファルト及び骨材を混合する温度(150℃程度)では低粘度になるため、従来のアスファルト混合物の製造工程でも混合が可能となる。 In the production method according to the present invention, a modifier containing paraffinic hydrocarbon as a main component (hereinafter abbreviated as “paraffinic modifier”) is added to mix asphalt and aggregate to produce an asphalt mixture. . Paraffinic hydrocarbons have a low melting point and have a low viscosity at the temperature at which asphalt and aggregate are mixed (about 150 ° C.), and therefore can be mixed even in the conventional manufacturing process of asphalt mixture.
パラフィン系炭化水素は、上述した特許文献1に記載されているように、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂やポリスチレン樹脂といった自己燃焼性を有する高分子系合成樹脂材料を燃焼させて熱分解することで生成することができる。こうした高分子系合成樹脂材料はケーブルの被覆材料として広く利用されていることから、ケーブルの廃棄物利用によりパラフィン系炭化水素を低コストで製造することができる。こうして製造されたものをパラフィン系改質剤として用いればよい。 As described in Patent Document 1 described above, paraffinic hydrocarbons are thermally decomposed by burning a high-molecular synthetic resin material having self-combustibility such as polyolefin resin such as polyethylene resin and polypropylene resin, and polystyrene resin. Can be generated. Since such a high-molecular synthetic resin material is widely used as a coating material for cables, paraffinic hydrocarbons can be produced at low cost by using waste cables. What was manufactured in this way should just be used as a paraffin type modifier.
道路等の舗装材料としてアスファルト混合物を用いて施工する場合には、施工されたアスファルト混合物が長期間にわたって十分な耐久性を備える必要があり、そうした耐久性をチェックするためにアスファルト混合物に対してマーシャル安定度試験方法が実施される。 When using asphalt mixture as a pavement material for roads, etc., it is necessary that the installed asphalt mixture has sufficient durability for a long period of time. In order to check such durability, marshalling is performed on the asphalt mixture. A stability test method is implemented.
マーシャル安定度試験方法の詳細については、社団法人日本道路協会編「舗装調査・試験法便覧」(項目B001)に記載されているように具体的な実施方法が決められている。まず、所定の骨材及びアスファルトを準備し、アスファルトの動粘度が所定の値になる温度を混合温度及び締固め温度に設定して、骨材及びアスファルトを混合して締固めを行って供試体を作成する。作成された供試体について、「アスファルト混合物の密度試験方法」(舗装調査・試験法便覧;項目B008)に従って密度を測定する。 As for the details of the Marshall stability test method, a specific implementation method is determined as described in “Japanese Pavement Survey and Test Method Handbook” (item B001) edited by the Japan Road Association. First, prepare a specific aggregate and asphalt, set the temperature at which the kinematic viscosity of the asphalt reaches a predetermined value to the mixing temperature and compaction temperature, mix the aggregate and asphalt and compact the specimen. Create The density of the prepared specimen is measured according to “Density test method for asphalt mixture” (pavement survey and test method manual; item B008).
次に、作成された供試体に所定の変位速さで荷重を加え、加えた加重が減少に転じる際の荷重を最大荷重として測定し、荷重の印加開始時から最大荷重までの変形量を測定する。そして、測定された最大荷重から安定度(単位;kN)を算出する。また、荷重の印加開始時の変形量及び最大荷重の印加時の変形量の平均値からフロー値(単位;1/100cm)を算出する。 Next, a load is applied to the created specimen at a predetermined displacement speed, the load when the applied load starts to decrease is measured as the maximum load, and the amount of deformation from the start of load application to the maximum load is measured. To do. Then, the stability (unit: kN) is calculated from the measured maximum load. Further, the flow value (unit: 1/100 cm) is calculated from the average value of the deformation amount at the start of applying the load and the deformation amount at the time of applying the maximum load.
アスファルト混合物の設計アスファルト量(アスファルトの配合割合;重量%)を設定する場合には、社団法人日本道路協会編「舗装施工便覧」(項目6−3−3;設計アスファルト量の設定、100頁〜104頁)に記載されているように、マーシャル安定度試験で得られた供試体の密度、安定度及びフロー値の外に空隙率(%)、飽和度(%)及び骨材間隙率(%)を以下の式により算出する。
空隙率(%);Vv=(1−Dm/Dt)×100
飽和度(%);Vfa=Va/(Va+Vv)×100
骨材間隙率(%);Vma=Vv+Wa・Dm/Da
ここで、Dmは供試体の密度(g/cm3)、Daはアスファルトの密度(g/cm3)、Dtは理論最大密度(g/cm3)、Vaはアスファルトの容積百分率(%)、Waはアスファルトの配合率(%)であり、Dt及びVaは所定の算出式より求めることができる。
When setting the design asphalt amount of the asphalt mixture (asphalt blending ratio; weight%), the Japan Road Association “Pavement Handbook” (Item 6-3-3; Setting the Design Asphalt Amount, page 100- 104), in addition to the density, stability and flow value of the specimen obtained in the Marshall stability test, the porosity (%), saturation (%) and aggregate porosity (% ) Is calculated by the following equation.
Void ratio (%); V v = (1−D m / D t ) × 100
Saturation (%); V fa = V a / (V a + V v ) × 100
Aggregate porosity (%); V ma = V v + W a · D m / D a
Here, D m is the density of the specimen (g / cm 3 ), D a is the density of asphalt (g / cm 3 ), D t is the theoretical maximum density (g / cm 3 ), and V a is the volume percentage of asphalt. (%), W a is the blending ratio (%) of asphalt, and D t and V a can be obtained from a predetermined calculation formula.
こうして算出された空隙率及び飽和度並びにマーシャル安定度試験法により得られた安定度及びフロー値に関して予め基準値が設定されており、これらの基準値をすべて満たすアスファルトの配合割合の共通範囲が設計アスファルト量として設定される。 Standard values are set in advance for the porosity and saturation calculated in this way, and the stability and flow values obtained by the Marshall stability test method, and a common range for the blending ratio of asphalt that satisfies all these reference values is designed. Set as the amount of asphalt.
以上説明した設計アスファルト量の設定方法は、ストレートアスファルトを骨材と混合したアスファルト混合物を前提としたものである。そのため、上述したパラフィン系炭化水素を改質剤として添加したアスファルト混合物の場合には、ストレートアスファルトのみを使用した場合と特性が異なるため、設定されたアスファルトの配合割合をそのまま使用することができない。 The design asphalt amount setting method described above is based on an asphalt mixture obtained by mixing straight asphalt with aggregate. For this reason, in the case of the asphalt mixture to which the above-described paraffinic hydrocarbon is added as a modifier, the characteristics are different from those when only straight asphalt is used, and thus the set blending ratio of asphalt cannot be used as it is.
パラフィン系炭化水素を添加したアスファルト混合物の場合には、パラフィン系炭化水素が凝固する際の収縮率が大きいため、骨材の間隙が小さくなる傾向がある。そのため、上述した基準値を満たす設計アスファルト量が低く設定されるようになり、設定された設計アスファルト量をそのまま使用すると、混合するアスファルト量が少なくなって耐久性が不十分なものとなる。 In the case of an asphalt mixture to which paraffinic hydrocarbons are added, since the shrinkage rate when the paraffinic hydrocarbons solidify is large, the gap between the aggregates tends to be small. For this reason, a design asphalt amount that satisfies the above-described reference value is set low, and if the set design asphalt amount is used as it is, the amount of asphalt to be mixed is reduced and the durability becomes insufficient.
したがって、パラフィン系炭化水素を添加した場合には、混合するアスファルト量を増加して耐久性を向上させる必要があるが、アスファルト量が多くなりすぎると施工した際にアスファルトが表面に浮き出てアスファルト混合物が不均一になり、かえって耐久性が低下することになる。 Therefore, when paraffinic hydrocarbons are added, it is necessary to increase the amount of asphalt to be mixed and improve the durability. However, if the amount of asphalt is too large, the asphalt will float on the surface when installed and the asphalt mixture Becomes non-uniform and the durability is rather lowered.
以上の点を踏まえて、パラフィン系炭化水素を添加したアスファルト混合物については、従来の設計アスファルト量とは別に適切な設計アスファルト量を設定しなければならない。上述したように、ストレートアスファルトのみ混合した場合に比べて骨材の間隙が収縮することから、適切な設計アスファルト量を設定する際に骨材間隙率の減少を考慮する必要がある。 Based on the above points, for the asphalt mixture to which paraffinic hydrocarbons are added, an appropriate designed asphalt amount must be set apart from the conventional designed asphalt amount. As described above, the aggregate gap contracts as compared with the case where only straight asphalt is mixed. Therefore, it is necessary to consider the reduction of the aggregate porosity when setting an appropriate design asphalt amount.
まず、骨材表面に形成されるアスファルトの膜厚μ(10-3mm)は、以下の式で算出される。
μ=A/(S・γ)
ここで、Aは設計アスファルト量(重量%)、Sは全骨材の単位重量当りの表面積(m2/kg)、γはアスファルトの比重である。
First, the film thickness μ (10 −3 mm) of asphalt formed on the aggregate surface is calculated by the following equation.
μ = A / (S · γ)
Here, A is the designed asphalt amount (% by weight), S is the surface area (m 2 / kg) per unit weight of the total aggregate, and γ is the specific gravity of the asphalt.
ストレートアスファルトのみ混合した場合のアスファルト混合物については、膜厚μs、骨材間隙率Vsは以下の式により算出される。
μs=As/(S・γs)
Vs=Vvs+Was・Dms/Das
ここで、Asはストレートアスファルトのみ混合した場合の設計アスファルト量、γsはストレートアスファルトの比重、Dmsはストレートアスファルトのみ混合したアスファルト混合物の供試体の密度、Dasはストレートアスファルトの密度、Vvsはストレートアスファルトのみ混合したアスファルト混合物の供試体の空隙率、Wasはストレートアスファルトの配合率である。骨材間隙率Vsについては、上述した骨材間隙率Vmaと同様に算出する。
For the asphalt mixture when only straight asphalt is mixed, the film thickness μ s and the aggregate porosity V s are calculated by the following equations.
μ s = A s / (S · γ s )
V s = V vs + W as · D ms / D as
Here, A s is the design asphalt amount when only straight asphalt is mixed, γ s is the specific gravity of straight asphalt, D ms is the density of the specimen of the asphalt mixture mixed only with straight asphalt, D as is the density of straight asphalt, V vs the porosity of the specimens of the asphalt mixture was mixed only straight asphalt, W the as is the blending ratio of the straight asphalt. The aggregate porosity V s is calculated in the same manner as the above-described aggregate porosity V ma .
また、パラフィン系改質剤を添加した場合のアスファルト混合物については、膜厚μp、骨材間隙率Vpは以下の式により算出される。なお、全骨材の単位重量当りの表面積Sは、ストレートアスファルトのみ混合した場合と同一とし、設計アスファルト量については、パラフィン系改質剤及びストレートアスファルトの合計量に関する配合割合を示すものとする。
μp=Ap/(S・γp)
Vp=Vvp+Wap・Dmp/Dap
ここで、Apはパラフィン系改質剤を添加した場合の設計アスファルト量、γpはストレートアスファルトにパラフィン系改質剤を添加したアスファルトの比重、Dmpはパラフィン系改質剤を添加したアスファルト混合物の供試体の密度、Dapはストレートアスファルトにパラフィン系改質剤を添加したアスファルトの密度、Vvpはパラフィン系改質剤を添加したアスファルト混合物の供試体の空隙率、Wasはストレートアスファルトにパラフィン系改質剤を添加したアスファルトの配合率である。骨材間隙率Vpについては、上述した骨材間隙率Vmaと同様に算出する。
Moreover, about the asphalt mixture at the time of adding a paraffin type modifier, film thickness (mu) p and aggregate porosity Vp are calculated by the following formula | equation. The surface area S per unit weight of the total aggregate is the same as when only straight asphalt is mixed, and the design asphalt amount indicates the blending ratio with respect to the total amount of the paraffinic modifier and straight asphalt.
μ p = A p / (S · γ p )
V p = V vp + W ap · D mp / D ap
Here, A p is the amount of design asphalt when paraffinic modifier is added, γ p is the specific gravity of asphalt with paraffinic modifier added to straight asphalt, D mp is asphalt with paraffinic modifier added density of the specimen of the mixture, D ap is the density of the asphalt with the addition of paraffin-based modifier to straight asphalt, V vp the porosity of the specimens of the asphalt mixture was added paraffinic modifier, W the as straight asphalt It is a blending ratio of asphalt to which a paraffinic modifier is added. The aggregate porosity V p is calculated in the same manner as the above-described aggregate porosity V ma .
骨材間隙率は、骨材の間の容積(体積)に関するパラメータであり、アスファルトの膜厚は骨材の間の間隔(長さ)に関するパラメータである。したがって、長さ及び体積の関係により、膜厚の比は、骨材間隙率の比の3乗根と等しくなるものと仮定することができる。すなわち、以下の関係式を導くことができる。
μp/μs=(Vp/Vs)1/3
この関係式に基づいて以下のとおり設計アスファルト量の関係式を導くことができる。
μp=μs・(Vp/Vs)1/3
Ap/(S・γp)=As/(S・γs)・(Vp/Vs)1/3
Ap=As・(Vp/Vs)1/3・(γp/γs)・・・(式1)
The aggregate porosity is a parameter related to the volume (volume) between the aggregates, and the asphalt film thickness is a parameter related to the interval (length) between the aggregates. Therefore, it can be assumed that the ratio of the film thickness is equal to the cube root of the ratio of the aggregate porosity due to the relationship between the length and the volume. That is, the following relational expression can be derived.
μ p / μ s = (V p / V s ) 1/3
Based on this relational expression, a relational expression of the design asphalt amount can be derived as follows.
μ p = μ s · (V p / V s ) 1/3
A p / (S · γ p ) = A s / (S · γ s ) · (V p / V s ) 1/3
A p = A s · (V p / V s ) 1/3 · (γ p / γ s ) (Equation 1)
したがって、パラフィン系改質剤を添加した場合の適切な設計アスファルト量Apは、(式1)に基づいてマーシャル安定度試験方法等によるストレートアスファルトの設計アスファルト量Asに骨材間隙率の比の3乗根及び比重の比を掛けることで求めることができる。 Therefore, appropriate design asphalt amount A p of adding paraffin modifier, the ratio of aggregate porosity in the design asphalt amount A s of straight asphalt by Marshall stability test method or the like based on the (Equation 1) It can be obtained by multiplying the cube root and the ratio of specific gravity.
(式1)により設定された設計アスファルト量に基づいてアスファルト混合物を製造し、施工した場合の耐久性について実験を行った。アスファルト混合物は、最大粒径20mmの骨材を用いて密粒度アスファルト混合物を製造した。アスファルトは、ストレートアスファルトの量を100%として、パラフィン系改質剤の添加率を0%、2%、4%、6%、8%に設定して添加した5種類のものを用いた。なお、パラフィン系改質剤は、ケーブルの廃棄物を利用して公知の製造装置により製造された再生パラフィンを用いた。 The asphalt mixture was manufactured based on the design asphalt amount set according to (Equation 1), and an experiment was conducted on durability when it was constructed. As the asphalt mixture, a fine-grained asphalt mixture was produced using an aggregate having a maximum particle size of 20 mm. Asphalt, five types of asphalt were used with the amount of straight asphalt set to 100% and the addition rate of paraffinic modifier set to 0%, 2%, 4%, 6%, and 8%. In addition, the regenerated paraffin manufactured with the well-known manufacturing apparatus using the waste material of the cable was used for the paraffin type modifier.
5種類のアスファルトを用いてマーシャル安定度試験を行い、設計アスファルト量A(重量%)、骨材間隙率V(%)を求めた。また、パラフィン系改質剤の添加率が0%の場合がストレートアスファルトのみ混合した場合に該当することから、添加率0%場合の設定アスファルト量及び骨材間隙率を用いて添加率2%〜8%の場合の設計アスファルト量Apを(式1)により算出した。なお、比重については、パラフィン系改質剤を添加した場合に、添加しない場合とほとんど変わらないものとして比重の比は1とした。算出結果を表1に示す。 A Marshall stability test was performed using five types of asphalt, and a design asphalt amount A (% by weight) and an aggregate porosity V (%) were obtained. Moreover, since the case where the addition rate of the paraffinic modifier is 0% corresponds to the case where only straight asphalt is mixed, the addition rate of 2% or more using the set asphalt amount and the aggregate porosity when the addition rate is 0% the design asphalt amount a p in the case of 8% was calculated by (equation 1). In addition, about specific gravity, when the paraffinic modifier was added, the ratio of specific gravity was set to 1 so that it might be hardly different from the case where it was not added. The calculation results are shown in Table 1.
設計アスファルト量A及び設計アスファルト量Apに基づいて混合したアスファルト混合物についてホイールトラッキング試験方法に従って動的安定度(回/mm)を算出した。算出結果を表2に示す。 Was calculated dynamic stability (times / mm) according to the wheel tracking test method for asphalt mixture was mixed based on the design asphalt amount A and the design asphalt amount A p. Table 2 shows the calculation results.
以上のことから、(式1)により設計アスファルト量を設定することで、従来の設計アスファルト量の設定方法を利用しつつパラフィン系改質剤を添加した場合の適切な設計アスファルト量を正確かつ簡単に設定することが可能となった。 From the above, by setting the design asphalt amount according to (Equation 1), it is possible to accurately and easily determine the appropriate design asphalt amount when the paraffinic modifier is added while using the conventional design asphalt amount setting method. It became possible to set to.
こうして設定された設計アスファルト量に基づいてアスファルト混合物を製造する場合、実際の施工現場において、パラフィン系改質剤をストレートアスファルトに均一に混合することは時間的に難しいことから、骨材が投入されたミキサーにパラフィン系改質剤をストレートアスファルトと一緒に投入して混合する製造方法が好ましい。 When manufacturing an asphalt mixture based on the design asphalt amount set in this way, it is difficult to mix the paraffinic modifier into straight asphalt at the actual construction site in time, so aggregate is introduced. A manufacturing method in which a paraffinic modifier is introduced into a mixer together with straight asphalt and mixed is preferable.
しかしながら、パラフィン系改質剤をストレートアスファルトと一緒に投入する場合短時間の間にパラフィン系改質剤がストレートアスファルトと均一に混合しなければ、均一な品質のアスファルト混合物を製造することができない。 However, when the paraffinic modifier is added together with straight asphalt, a uniform quality asphalt mixture cannot be produced unless the paraffinic modifier is uniformly mixed with the straight asphalt within a short time.
短時間でパラフィン系改質剤を混合するためには、パラフィン系改質剤を予め液状化又は粒径が3mm以下に粒状化して投入することが望ましい。パラフィン系改質剤を液状化して投入する場合には、投入する所定量の固形のパラフィン系改質剤を計量した後加熱容器に投入して液状化し、液状化したパラフィン系改質剤をミキサーにストレートアスファルトとともに投入すればよい。パラフィン系改質剤を粒状化して投入する場合には、固形のパラフィン系改質剤を予め破砕装置により粉砕して篩をかけて粒径が3mm以下のパラフィン系改質剤を準備する。そして、投入する量の粒状パラフィン系改質剤を計量した後ミキサーにストレートアスファルトとともに投入すればよい。 In order to mix the paraffinic modifier in a short time, it is desirable that the paraffinic modifier is liquefied or granulated to a particle size of 3 mm or less in advance. When the paraffinic modifier is liquefied and charged, a predetermined amount of the solid paraffinic modifier to be charged is weighed and then liquefied by adding it to a heating container, and the liquefied paraffinic modifier is mixed into the mixer. Can be added to straight asphalt. When the paraffinic modifier is granulated and charged, the solid paraffinic modifier is pulverized in advance by a crushing apparatus and sieved to prepare a paraffinic modifier having a particle size of 3 mm or less. Then, the amount of granular paraffinic modifier to be charged may be measured and then charged into the mixer together with straight asphalt.
粒径が3mm超のパラフィン系改質剤及び粒径が3mm以下の粒状パラフィン系改質剤並びに液状パラフィン系改質剤を添加したアスファルト混合物を製造し、施工した場合の耐久性について実験を行った。アスファルト混合物は、最大粒径20mmの骨材を用いて密粒度アスファルト混合物を製造した。アスファルトは、ストレートアスファルトの量を100%として、パラフィン系改質剤の添加率を4%、6%、8%に設定した。なお、パラフィン系改質剤は、ケーブルの廃棄物を利用して公知の製造装置により製造された再生パラフィンを用いた。 We manufactured an asphalt mixture to which a paraffinic modifier with a particle size of more than 3 mm, a granular paraffinic modifier with a particle size of 3 mm or less, and a liquid paraffinic modifier were added. It was. As the asphalt mixture, a fine-grained asphalt mixture was produced using an aggregate having a maximum particle size of 20 mm. Asphalt, the amount of straight asphalt was set to 100%, and the addition rate of paraffinic modifier was set to 4%, 6%, and 8%. In addition, the regenerated paraffin manufactured with the well-known manufacturing apparatus using the waste material of the cable was used for the paraffin type modifier.
まず、市販のアスファルトミキサー(出力37kw、55rpm)に骨材を投入した後ストレートアスファルト及び粒状又は液状のパラフィン系改質剤を一緒に投入し、加熱温度約175℃で約1分間撹拌混合した。混合したアスファルト混合物についてホイールトラッキング試験方法に従って動的安定度(回/mm)を算出した。算出結果を表3に示す。 First, aggregate was put into a commercially available asphalt mixer (output 37 kw, 55 rpm), straight asphalt and granular or liquid paraffinic modifier were added together, and the mixture was stirred and mixed at a heating temperature of about 175 ° C. for about 1 minute. The dynamic stability (times / mm) was calculated for the mixed asphalt mixture according to the wheel tracking test method. Table 3 shows the calculation results.
次に、パラフィン系改質剤を添加したアスファルト混合物を用いて舗装道路等に施工する場合について実験を行った。 Next, it experimented about the case where it constructs on a paved road etc. using the asphalt mixture which added the paraffin type modifier.
まず、液状パラフィン系改質剤を添加したアスファルト混合物を製造し、製造されたアスファルト混合物を施工する場合において、転圧温度と動的安定度との関係について実験を行った。なお、本実験では、ホイールトラッキング試験方法に基づいてアスファルト混合物を施工し、予備転圧における転圧温度を1次転圧温度とし、ローラ転圧における転圧温度を2次転圧温度としている。 First, an asphalt mixture to which a liquid paraffinic modifier was added was produced, and when the produced asphalt mixture was applied, an experiment was conducted on the relationship between the rolling pressure temperature and the dynamic stability. In this experiment, an asphalt mixture is applied based on the wheel tracking test method, the rolling temperature in the preliminary rolling is set as the primary rolling temperature, and the rolling pressure in the roller rolling is set as the secondary rolling temperature.
アスファルト混合物は、最大粒径20mmの骨材を用いて密粒度アスファルト混合物を製造した。アスファルトは、ストレートアスファルトの量を100%として、液状パラフィン系改質剤の添加率を8%に設定した。なお、パラフィン系改質剤は、ケーブルの廃棄物を利用して公知の製造装置により製造された再生パラフィンを用いた。 As the asphalt mixture, a fine-grained asphalt mixture was produced using an aggregate having a maximum particle size of 20 mm. Asphalt, the amount of straight asphalt was set to 100%, and the addition rate of the liquid paraffinic modifier was set to 8%. In addition, the regenerated paraffin manufactured with the well-known manufacturing apparatus using the waste material of the cable was used for the paraffin type modifier.
市販のアスファルトミキサー(出力37kw、55rpm)に骨材を投入した後ストレートアスファルト及び液状パラフィン系改質剤を一緒に投入し、加熱温度約175℃で約1分間撹拌混合した。混合したアスファルト混合物についてホイールトラッキング試験方法に基づいて施工した。その際、ローラ転圧の転圧回数を6回として、ローラ転圧における2次転圧温度を80℃、100℃、120℃に設定して動的安定度(回/mm)を算出した。 Aggregate was put into a commercially available asphalt mixer (output 37 kw, 55 rpm), straight asphalt and liquid paraffinic modifier were added together, and the mixture was stirred and mixed at a heating temperature of about 175 ° C. for about 1 minute. The mixed asphalt mixture was constructed based on the wheel tracking test method. At that time, the dynamic rolling stability (times / mm) was calculated by setting the roller rolling pressure to 6 times and setting the secondary rolling temperature in the roller rolling to 80 ° C., 100 ° C., and 120 ° C.
算出された動的安定度は、80℃で5,727回/mm、100℃で7,000回/mm、120℃で7,000回/mmであった。したがって、2次転圧温度が100℃以上であれば十分な動的安定度が得られることがわかる。また、120℃を超えるとタイヤローラにアスファルトが付着するようになるため、施工性を考慮すれば、2次転圧温度を100℃〜120℃に設定すればよい。 The calculated dynamic stability was 5,727 times / mm at 80 ° C., 7,000 times / mm at 100 ° C., and 7,000 times / mm at 120 ° C. Therefore, it can be seen that if the secondary rolling temperature is 100 ° C. or higher, sufficient dynamic stability can be obtained. Moreover, since asphalt will adhere to a tire roller when it exceeds 120 degreeC, if workability is considered, what is necessary is just to set secondary rolling pressure temperature to 100 to 120 degreeC.
次に、粒径が3mm以下の粒状パラフィン系改質剤を添加したアスファルト混合物を製造し、製造されたアスファルト混合物を施工する場合において、ローラ転圧の転圧回数をと動的安定度との関係について実験を行った。アスファルト混合物は、最大粒径20mmの骨材を用いて密粒度アスファルト混合物を製造した。アスファルトは、ストレートアスファルトの量を100%として、液状パラフィン系改質剤の添加率を5%に設定した。なお、パラフィン系改質剤は、ケーブルの廃棄物を利用して公知の製造装置により製造された再生パラフィンを用いた。 Next, in the case of manufacturing an asphalt mixture to which a granular paraffinic modifier having a particle size of 3 mm or less is added and applying the manufactured asphalt mixture, the number of roller rolling pressures and the dynamic stability Experiments were conducted on the relationship. As the asphalt mixture, a fine-grained asphalt mixture was produced using an aggregate having a maximum particle size of 20 mm. Asphalt, the amount of straight asphalt was set to 100%, and the addition rate of the liquid paraffinic modifier was set to 5%. In addition, the regenerated paraffin manufactured with the well-known manufacturing apparatus using the waste material of the cable was used for the paraffin type modifier.
市販のアスファルトミキサー(出力37kw、55rpm)に骨材を投入した後ストレートアスファルト及び粒状パラフィン系改質剤を一緒に投入し、加熱温度約175℃で約1分間撹拌混合した。混合したアスファルト混合物について、転圧機械として15tタイヤローラ及び25tタイヤローラを用い、ホイールトラッキング試験方法に基づいて、ローラ転圧における2次転圧温度110℃で、ローラ転圧の転圧回数を3回、6回、9回に設定して動的安定度(回/mm)を算出した。 Aggregate was added to a commercially available asphalt mixer (output 37 kw, 55 rpm), straight asphalt and granular paraffinic modifier were added together, and the mixture was stirred and mixed at a heating temperature of about 175 ° C. for about 1 minute. About the mixed asphalt mixture, using a 15t tire roller and a 25t tire roller as a rolling machine, and based on a wheel tracking test method, at a secondary rolling temperature of 110 ° C., the number of rolling times of roller rolling is 3 The dynamic stability (times / mm) was calculated by setting times, 6 times, and 9 times.
算出された動的安定度は、15tタイヤローラの場合、3回で2,250回/mm、6回で2,333回/mm、9回で2,100回/mmであった。また、25tタイヤローラの場合、3回で1,969回/mm、6回で3,000回/mm、9回で2,423回/mmであった。したがって、転圧回数が6回の場合に最も動的安定度が高くなることがわかる。 The calculated dynamic stability was 2,250 times / mm for 3 times, 2,333 times / mm for 6 times, and 2,100 times / mm for 9 times in the case of a 15t tire roller. In the case of a 25t tire roller, it was 1,969 times / mm for 3 times, 3,000 times / mm for 6 times, and 2,423 times / mm for 9 times. Therefore, it can be seen that the dynamic stability is highest when the number of rolling times is six.
以上説明したように、パラフィン系改質剤を添加したアスファルト混合物を製造する場合には、(式1)に基づいて設計アスファルト量を設定することで施工した際に十分な耐久性を備えることができる。また、アスファルト混合物を製造する際には、液状又は粒径が3mm以下のパラフィン系改質剤を添加するようにすれば、施工現場において短時間でパラフィン系改質剤を均一に混合したアスファルト混合物を製造することができる。さらに、製造したアスファルト混合物を施工する場合には、転圧工程において2次転圧温度100℃〜120℃で転圧回数を6回行うことで、十分な耐久性を確実に得ることができる。 As described above, when manufacturing an asphalt mixture to which a paraffinic modifier is added, sufficient durability can be provided when construction is performed by setting the design asphalt amount based on (Equation 1). it can. In addition, when manufacturing an asphalt mixture, a paraffinic modifier having a liquid or particle size of 3 mm or less is added, and the asphalt mixture in which the paraffinic modifier is uniformly mixed in a construction site in a short time. Can be manufactured. Furthermore, when constructing the manufactured asphalt mixture, sufficient durability can be reliably obtained by performing the number of times of rolling six times at a secondary rolling temperature of 100 ° C. to 120 ° C. in the rolling step.
Claims (3)
Ap=As・(Vp/Vs)1/3・(γp/γs)
但し、
As;ストレートアスファルト及び骨材を混合した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に基づく試験結果により設定されるアスファルトの配合割合(重量%)
Vs;ストレートアスファルト及び骨材を混合したアスファルト混合物についてマーシャル安定度試験を実施する際に作成される供試体の骨材間隙率(%)
γs;ストレートアスファルトの比重
Vp;改質剤を含むアスファルト及び骨材を混合したアスファルト混合物についてマーシャル安定度試験を実施する際に作成される供試体の骨材間隙率(%)
γp;改質剤を含むアスファルトの比重 Add 2% to 8% of a modifier based on paraffinic hydrocarbons obtained by burning and pyrolyzing high-molecular synthetic resin materials with self-combustibility to mix asphalt and aggregate In the manufacturing method of an asphalt mixture, the mixing ratio A p (wt%) of the asphalt containing a modifier is set to a value calculated by the following formula and mixed.
A p = A s · (V p / V s ) 1/3 · (γ p / γ s )
However,
A s; straight asphalt and the mixing ratio of the asphalt which is set by the test results based on Marshall stability test were performed on the asphalt mixture obtained by mixing aggregate (wt%)
V s ; Aggregate porosity (%) of the specimen prepared when the Marshall stability test is performed on the asphalt mixture in which straight asphalt and aggregate are mixed
γ s : Specific gravity of straight asphalt V p ; Aggregate porosity (%) of the specimen prepared when the Marshall stability test is performed on the asphalt mixture in which the asphalt containing the modifier and the aggregate are mixed
γ p ; Specific gravity of asphalt containing modifier
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