JP6016713B2 - アスファルト組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献2(特開2001−181510号公報)には、アスファルト混合物を製造するに際し、アスファルト添加混合時の骨材の水分を調整することにより、アスファルト混合物製造時のエネルギー消費量を大幅に減少させ、二酸化炭素の排出量の抑制を可能とした中温化舗装用アスファルト混合物の製造方法が開示されている。
しかしながら、これらの製造方法はアスファルト混合物を製造するプラントでバッチごとに逐次添加剤等を手動で投入する等の調整が必要となることから限界があった。
本発明は、この課題を解決するため、アスファルト組成物と骨材を適切に混合して得られる、舗装用に用いるアスファルト混合物が、従来の舗装品質である動的安定度が500回/mm以上、マーシャル安定度が4.9kN以上を保ちながら低温の混合温度で製造可能な耐流動性、耐ひび割れ性に優れたアスファルト組成物を提供することを目的とする。
また本発明のアスファルト組成物は、舗装用に用いるアスファルト混合物の動的安定度が500回/mm以上、マーシャル安定度が4.9kN以上を保ちながら、骨材との混合温度を従来よりも10〜30℃も低減することができる。
API度が上記範囲を逸脱する場合、本発明の性状を有するナフテン系減圧蒸留油を得ることができない。
なお、ここでいうAPI度とは、JIS K2249 「原油及び石油製品― 密度試験方法及び密度・質量・容積換算表」に規定する振動式密度試験方法で密度(15℃) を測定し、これをJIS K2249の附属書2「原油及び石油製品の密度(15℃) 、API度及び比重60/60°Fの相互換算方法」により換算することにより求めた値である。
なお、ここでいう軟化点は、JIS K 2207「石油アスファルト−軟化点試験方法(環球法)」により測定した値である。
(A)成分と(B)成分の配合割合が、前記範囲から逸脱した場合は、アスファルト混合物製造時の混合温度・締固め温度が上昇するため好ましくない。
本発明のアスファルト組成物は、骨材との混合温度を従来の混合温度である160℃程度よりも10〜30℃も低い温度で混合しても、上記した動的安定度およびマーシャル安定度を保持することができる。
なお、動的安定度は、公益社団法人 日本道路協会「舗装試験法便覧」の3−7−3「ホイールトラッキング試験方法」により測定した値であり、マーシャル安定度は、公益社団法人 日本道路協会「舗装試験法便覧」の3−7−3「マーシャル安定度試験方法」により測定した値である。
本発明におけるアスファルトの性能について、耐流動性はホイールトラッキング試験による動的安定度により評価した。また耐ひび割れ性は曲げ試験により評価した。
なお、ホイールトラッキング試験および曲げ試験は、各々、社団法人 日本道路協会「舗装試験法便覧」の3−7−3「ホイールトラッキング試験方法」、3−7−5「曲げ試験方法」記載の方法で行った。以下に試験法の概略を記す。
アスファルト混合物の配合設計に用いる安定度試験の1つで、試験方法は円筒形混合物供試体(直径100mm、厚さ約63mm)の側面を円弧形2枚の裁載板ではさみ、規定の温度(60℃)、規定の載載速度(50mm/min)により直径方向に荷重を加え、供試体が破壊するまでに示す最大荷重(安定度)を評価する。
(評価方法)
マーシャル安定度試験結果より、供試体の空隙率が3〜6である場合は、「締め固めが十分で舗装の破損は起こらない:○」と評価した。
さらに、マーシャル安定度(強度)が4.9kN以上である場合は、「舗装の破損が無し:○」と評価した。
アスファルトと骨材を加熱混合したアスファルト混合物を所定の型枠(300×300×50mm)に入れ整形した供試体を60℃の恒温室で規定荷重(686±10N)の小型車輪を往復させ、45分および60分における変形量(わだち掘れ量)を測定し、動的安定度(回/mm)を求め、混合物のわだち掘れに対する抵抗性を評価する。
動的安定度(DS:DynamicStability)の値は大きいほど、高温時における加熱アスファルト混合物の耐流動性の良いことを示す。一般的には、わだち掘れが起こらないためには動的安定度が500回/mm以上である必要がある。一般的に、破断時の曲げ強度およびひずみの値は大きいほど、ひび割れに対する耐久性が良いことを示す。
アスファルトと骨材を加熱混合したアスファルト混合物を所定の型枠(300×300×50mm)に入れ、整形した後、300×100×50mmの形状の供試体を切り出して供試体を作製し、−10℃で養生後、供試体を載荷試験機にセットし、載荷速度50mm/minで中央部に集中載荷する。最大荷重を示して供試体が破断するまで載荷を行い、荷重と変形量を求め、破断時(最大荷重時)の曲げ強度および破断時のひずみを求める。一般的に、破断時の曲げ強度およびひずみの値は大きいほど、ひび割れに対する耐久性が良いことを示す。
ホイールトラッキング試験結果より、動的安定度が500回/mm以上である場合は、「わだち掘れがおこらない:○」と評価した。
さらに、曲げ試験結果より、「ひび割れが無し:○」、「場合によってはひび割れする:△」、「ひび割れ有り:×」と評価した。
API度18のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留してナフテン系減圧残油(VR)を得た。また、中東系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油をプロパン脱れきしてプロパン脱れきアスファルト(PDA)を得た。それらの性状を表1に示す。
表1に示すナフテン系減圧残油(VR)とプロパン脱れきアスファルト(PDA)をブレンドし、25℃における針入度40〜100(1/10mm)の舗装用アスファルトを製造し、更に骨材と混合してアスファルト混合物を通常の混合温度より約30℃低い温度で骨材と混合してアスファルト混合物を製造した。
得られたアスファルト混合物のマーシャル安定度、耐流動性、耐ひびわれ性を評価した。各成分の性状、混合割合および評価結果を表2に示す。なお、骨材配合比はアスファルト舗装要鋼に記載される密粒度アスコン(13)の中央値とした。実施例1〜5のいずれも、混合温度が従来のアスファルトを用いた時より約30℃程度低い温度においても日本道路協会の混合物性能基準を満たす優れた特性を示した。
比較例1〜6(表3)は、市販ストレートアスファルトを用いてアスファルト混合物の製造温度を変え製造した。
比較例1、3、5は通常の混合温度より30℃低い温度で製造した結果、マーシャル安定度、耐流動性、耐ひびわれ性を評価した結果、日本道路協会の混合物性能基準を満たさなかった。
一方、比較例2、4、6は、従来の混合温度でアスファルト混合物を製造し、マーシャル安定度、耐流動性、耐ひびわれ性を評価した結果、日本道路協会の混合物性能基準を満した。よって、市販アスファルトは混合温度が30℃程度低い場合、空隙率が基準値より大きく、十分締固めが出来ていないことから、動的安定度等を満足することができず、不十分な性能であることを示す。
なお、比較例7および8(表2)は、マーシャル安定度試験の結果から空隙率が基準値より大きく、十分締固めが出来ていないことから、動的安定度を満足することができず、不十分な性能であった。
Claims (2)
- (A)API度10〜25の範囲のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる、15℃における密度が0.990〜1.001g/cm3、25℃における針入度(1/10mm)が300〜800、120℃における動粘度が50〜500mm2/sであるナフテン系減圧蒸留残油(VR)20〜75重量部と、(B)原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油及び常圧蒸留残油をさらに減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる蒸留残油をプロパン脱れきして得られる、25℃における針入度(1/10mm)が5〜30、かつ軟化点が40〜90℃の性状を有するプロパン脱れきアスファルト(PDA)25〜80重量部とを配合することを特徴とする25℃における針入度(1/10mm)が40〜100のアスファルト組成物の製造方法。
- 請求項1記載の方法で製造されたアスファルト組成物に骨材を配合して得られる動的安定度が500回/mm以上、マーシャル安定度が4.9kN以上であるアスファルト混合物の製造方法。
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