JP6097668B2 - 硬質アスファルト組成物、グースアスファルト混合物およびそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、鋼床版舗装などの橋梁舗装に用いられるグースアスファルト混合物のバインダーとして好適な硬質アスファルトに関する。さらには、該硬質アスファルトをバインダーとするグースアスファルト混合物及びそれらの製造方法に関する。
現在使用されている一般的な硬質アスファルトは、石油アスファルトに天然アスファルトを混合したものである。しかし、硬質アスファルトをバインダーとして製造したグースアスファルト混合物は２２０〜２５０℃の高温で舗設されるため、硬質アスファルトが加熱劣化し専用運搬車（クッカー車）から流れ出ず、流し込み舗装が出来ない状況が発生している。そこで、耐熱性を向上し施工時の流動性に富み、鋼床版との接着性の高い硬質アスファルトの開発が要望されている。
「舗装施工便覧」、社団法人 日本道路協会、平成１８年版、２０５〜２０９ページ
本発明は、高温（２２０〜２５０℃）で加熱されても、硬質アスファルトが加熱劣化し専用運搬車（クッカー車）から流れ出ず、流し込み舗装が出来ないなどの不具合が起こらない硬質アスファルトを提供すると共に、耐流動性、耐ひび割れ性に優れたグースアスファルト混合物を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決するため、硬質アスファルトについて鋭意研究した結果、ナフテン系減圧蒸留残油と高アスファルテン含有量のＳＤＡピッチおよび天然アスファルトを混合することにより得られる硬質アスファルト組成物が前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、（Ａ）ＡＰＩ度１０〜２５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４０〜７０重量部と、（Ｂ）原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに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から選ばれる少なくとも１種を含む残油を、ライトリフォーメートを溶剤として抽出処理して得られる、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が１〜１０、軟化点が７０〜２００℃、アスファルテン含有量が２０〜７０質量％の性状を有する溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）３０〜６０重量部との混合物１００重量部と、（Ｃ）１５℃における密度が１．０４〜１．４９ｇ／ｃｍ３、軟化点が７０〜２００℃の天然アスファルトを１〜３０重量部とを含むことを特徴とする、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が１５〜３０、軟化点が５８〜６８℃の硬質アスファルト組成物に関する。
また、本発明は、前記硬質アスファルト組成物をバインダーとして製造したグースアスファルト混合物であって、２４０℃でのリュエル流動性が３〜２０秒、４０℃、３０分での貫入量が１〜６ｍｍであるグースアスファルト混合物に関する。
また、本発明は、前記硬質アスファルト組成物をバインダーとして製造したグースアスファルト混合物であって、動的安定度が３００回／ｍｍ以上、破断時のひずみが８×１０−３以上であるグースアスファルト混合物に関する。
また、本発明は、前記硬質アスファルト組成物をバインダーとして製造したグースアスファルト混合物であって、動的安定度が３００回／ｍｍ以上、破断時のひずみが８×１０−３以上であるグースアスファルト混合物に関する。
また、本発明は、（Ａ）ＡＰＩ度１０〜２５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４０〜７０重量部と、（Ｂ）原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに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から選ばれる少なくとも１種を含む残油を、ライトリフォーメートを溶剤として抽出処理して得られる、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が１〜１０、軟化点が７０〜２００℃、アスファルテン含有量が２０〜７０質量％の性状を有する溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）３０〜６０重量部との混合物１００重量部と、（Ｃ）１５℃における密度が１．０４〜１．４９ｇ／ｃｍ３、軟化点が７０〜２００℃の天然アスファルトを１〜３０重量部とを混合することを特徴とする、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が１５〜３０、軟化点が５８〜６８℃の硬質アスファルト組成物の製造方法に関する。
また、本発明は、前記方法で製造した硬質アスファルト組成物をバインダーとして用いることを特徴とする、２４０℃でのリュエル流動性が３〜２０秒、４０℃、３０分での貫入量が１〜６ｍｍであるグースアスファルト混合物の製造方法に関する。
また、本発明は、前記方法で製造した硬質アスファルト組成物をバインダーとして用いることを特徴とする、動的安定度が３００回／ｍｍ以上、破断時のひずみが８×１０−３以上であるグースアスファルト混合物の製造方法に関する。
また、本発明は、前記方法で製造した硬質アスファルト組成物をバインダーとして用いることを特徴とする、動的安定度が３００回／ｍｍ以上、破断時のひずみが８×１０−３以上であるグースアスファルト混合物の製造方法に関する。
本発明の硬質アスファルト組成物は、耐熱性に優れ、施工時の流動性に富み、鋼床版との接着性が高いため、それをバインダーとして配合したグースアスファルト混合物は耐流動性、耐ひび割れ性に優れ、従来問題であったアスファルトが加熱劣化し専用運搬車（クッカー車）から流れ出ず、流し込み舗装が出来ないなどの状況が改善される。
以下、本発明について詳述する。
本発明の硬質アスファルト組成物は、（Ａ）成分として、下記性状を有するナフテン系減圧蒸留残油を含有する。
本発明に係るナフテン系減圧蒸留残油は、ＡＰＩ度が１０〜２５であるオーストラリア産等のナフテン系原油を、常圧蒸留装置にてＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、灯油、軽油等の留分と常圧蒸留残油に分留し、得られる常圧蒸留残油を更に減圧蒸留装置内で、常圧換算温度が４００〜５００℃前後となるように温度、減圧度等を調整して減圧蒸留を行い、潤滑油等の留分と減圧蒸留残油（ＶＲ：Vacuum Distillation Residue）とに分留し、減圧蒸留残油を採取することによって得られる。
本発明に係るナフテン系減圧蒸留残油はＡＰＩ度が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たものである。ＡＰＩ度が上記範囲を逸脱する場合、本発明の目的とする性状を有するナフテン系減圧蒸留残油を得ることができない。
なお、本発明でいうＡＰＩ度とは、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「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 Ｋ ２２４９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、本発明でいうＡＰＩ度とは、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「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 Ｋ ２２４９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。
本発明に係るナフテン系減圧蒸留残油の１５℃における密度は０．９９０〜１．００１ｇ／ｃｍ３であることが必要であり、０．９９１〜１．０００ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．９９２〜０．９９８ｇ／ｃｍ３であることがより好ましい。
本発明に係るナフテン系減圧蒸留残油の２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）は３００〜８００であることが必要であり、３５０〜７００であることが好ましく、４００〜６５０であることがより好ましい。ナフテン系減圧蒸留残油の２５℃における針入度が前記範囲を逸脱する場合、耐ひび割れ性が劣るため好ましくない。
本発明に係るナフテン系減圧蒸留残油の１２０℃における動粘度は５０〜５００ｍｍ２／ｓであることが必要であり、８０〜４００ｍｍ２／ｓであることが好ましく、９０〜３５０ｍｍ２／ｓであることがより好ましい。１２０℃における動粘度が上記範囲を逸脱する場合、耐流動性が低下するため好ましくない。
なお、本発明において、１５℃における密度はＪＩＳ Ｋ ２２０７「石油アスファルト−密度試験方法」により、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）はＪＩＳ Ｋ ２２０７「石油アスファルト−針入度試験方法」により、１２０℃における動粘度は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」により測定した値である。
本発明の硬質アスファルト組成物は、（Ｂ）成分として、下記性状を有する溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）を含有する。
本発明に係る溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）は、原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに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から選ばれる少なくとも１種を含む残油を、ライトリフォーメートを溶剤として抽出処理することにより得られる。
本発明において溶剤として用いるライトリフォーメートは、原油を常圧蒸留してナフサ留分を得、そのナフサ留分を接触改質装置で改質した後に他の成分から分留して得られたものである。より詳細には、ライトリフォーメートは、以下に示すようにして得られる。
まず、原料である原油を常圧蒸留装置によって分留して、ナフサ留分（主に３０〜２３０℃の留分）を得る。ナフサ留分は、常圧蒸留装置によって軽質ナフサ留分（例えば沸点３０〜９０℃相当）と重質ナフサ留分（例えば沸点８０〜１８０℃相当）とに予め分留して、その後水素化精製（水素化脱硫処理）しても良いし、水素化精製（水素化脱硫処理）装置でナフサ留分を水素化処理した後、軽質ナフサと重質ナフサに分留しても良い。
続いて、接触改質装置によって重質ナフサ（主として沸点８０〜１８０℃）を改質して芳香族系炭化水素を主体とするリフォーメートとする。このようにして得られたリフォーメートは、１５℃における密度が０．７８〜０．８１ｇ／ｃｍ３、リサーチ法オクタン価が９６〜１０４、モーター法オクタン価が８６〜８９であり、芳香族分含有量が５０〜７０容量％、飽和分含有量が３０〜５０容量％である。
その後、精留装置によってリフォーメートを、炭素数５の炭化水素を主成分とするライトリフォーメートと、Ｃ６＋留分とに分離する。Ｃ６＋留分は、炭素数６以上の芳香族系炭化水素を主成分とするものであり、他に炭素数６以上の飽和炭化水素、オレフィン系炭化水素、及びナフテン系炭化水素などの成分を含むものである。ライトリフォーメート及びＣ６＋留分に含まれる各成分含有量は、例えば、ＧＣ（ガスクロマトグラフ）分析（ＪＩＳ Ｋ ２５３６「石油製品‐成分試験方法」）などにより求めることができる。
ライトリフォーメートとＣ６＋留分との分留条件は、ライトリフォーメート中にベンゼンが含まれないように分留できれば特に限定されるものではないが、例えばライトリフォーメート中のＣ６＋留分が３０容量％以下となるように適宜調整される。
このようにして得られたライトリフォーメートは、ブタンを５〜１５容量％、ペンタンを６０〜８０容量％、ヘキサンを５〜３０容量％含むものである。
なお、ここでいうブタン、ペンタン、ヘキサンとは、各々炭素数４、５、６のノルマルパラフィンとイソパラフィンの混合物であっても良い。
ライトリフォーメートとＣ６＋留分との分留条件は、ライトリフォーメート中にベンゼンが含まれないように分留できれば特に限定されるものではないが、例えばライトリフォーメート中のＣ６＋留分が３０容量％以下となるように適宜調整される。
このようにして得られたライトリフォーメートは、ブタンを５〜１５容量％、ペンタンを６０〜８０容量％、ヘキサンを５〜３０容量％含むものである。
なお、ここでいうブタン、ペンタン、ヘキサンとは、各々炭素数４、５、６のノルマルパラフィンとイソパラフィンの混合物であっても良い。
ライトリフォーメートを溶剤として残油から溶剤脱れきピッチを抽出する際には、溶剤抽出装置のミキサーなどの混合装置によって、残油と溶剤とを混合してから、溶剤の臨界圧力以上で臨界温度以下の一定の条件に保たれている溶剤抽出装置のアスファルテン分離槽に供給する。アスファルテン分離槽内では、残油に含まれるアスファルトが沈殿する。この沈殿物を、アスファルテン分離槽の底部から連続的に抜出し、抜出した沈殿物から、わずかに含まれる溶剤をストリッパーによって除去する。なお、アスファルテン分離槽の上部から抜き出された油は脱れき油（ＤＡＯ：Deasphalted Oil）として利用する。
ライトリフォーメートを溶剤として残油から溶剤脱れきピッチを抽出する際には、抽出温度を１５０℃〜２００℃とし、溶剤と残油との流量比（溶剤／残油）を５／１〜８／１として行うことが好ましい。
残油の抽出温度は、残油の性状に応じて適宜決定されるものであって、溶剤脱れきピッチの軟化点が一定となるように調整される。抽出温度が１５０℃未満であると、溶剤脱れきピッチの軟化点が２００℃以上となり、溶剤抽出装置内からＳＤＡピッチを取り出すことが困難となる。そのため、ＳＤＡピッチの生産性が低下する。抽出温度が２００℃を超えると、溶剤脱れきピッチの軟化点が１００℃以下となり、ＳＤＡピッチ中のアスファルテン分が低下し、好ましくない。また、溶剤と残油との流量比（溶剤／残油）が５／１未満であると、溶剤が少ないため、アスファルテン分離槽での抽出効率が低下し、ＳＤＡピッチ中のアスファルテン分が低下して好ましくない。溶剤と残油との流量比（溶剤／残油）が８／１を超えると、必要以上の溶剤を循環させることで、溶剤抽出装置のエネルギー消費量が増大し、非経済的な運転となり、好ましくない。
残油の抽出温度は、残油の性状に応じて適宜決定されるものであって、溶剤脱れきピッチの軟化点が一定となるように調整される。抽出温度が１５０℃未満であると、溶剤脱れきピッチの軟化点が２００℃以上となり、溶剤抽出装置内からＳＤＡピッチを取り出すことが困難となる。そのため、ＳＤＡピッチの生産性が低下する。抽出温度が２００℃を超えると、溶剤脱れきピッチの軟化点が１００℃以下となり、ＳＤＡピッチ中のアスファルテン分が低下し、好ましくない。また、溶剤と残油との流量比（溶剤／残油）が５／１未満であると、溶剤が少ないため、アスファルテン分離槽での抽出効率が低下し、ＳＤＡピッチ中のアスファルテン分が低下して好ましくない。溶剤と残油との流量比（溶剤／残油）が８／１を超えると、必要以上の溶剤を循環させることで、溶剤抽出装置のエネルギー消費量が増大し、非経済的な運転となり、好ましくない。
本発明に係る溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）の２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）は１〜１０であることが必要であり、１〜８であることが好ましく、１〜７であることがより好ましい。２５℃における針入度が上記範囲を逸脱する場合は、耐ひび割れ性が低下するため好ましくない。
本発明に係る溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）の軟化点は７０〜２００℃であることが必要であり、好ましくは９０〜２００℃であり、より好ましくは１１０〜１９５℃である。軟化点が上記範囲を逸脱する場合は、耐流動性、耐ひびわれ性が低下するため好ましくない。
本発明に係る溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）のアスファルテン含有量は２０〜７０質量％であることが必要であり、好ましくは３０〜７０質量％であり、より好ましくは３５〜７０質量％である。アスファルテン含有量が上記範囲を逸脱する場合は、耐流動性が低下するため好ましくない。
なお、本発明でいう軟化点とは、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。また、アスファルテン含有量は、石油学会規格「アスファルトのカラムクロマトグラフィ−による組成分析法」（ＪＰＩ−５Ｓ−２２−８３）により測定した値である。
本発明の硬質アスファルト組成物は、（Ｃ）成分として、下記性状を有する天然アスファルトを含有する。
天然アスファルトは、一般的に、変成過程によりレーキアスファルト（湧出鉱床）、ロックアスファルト（浸透鉱床）およびアスファルタイト（割目充填鉱床）に分類される。アスファルトの添加材として利用する天然アスファルトとしては、硬質で改質効果が高く、品質が安定しており、しかも埋蔵量の多いトリニダッドレイクアスファルトが挙げられる。
本発明に係る天然アスファルトの１５℃における密度は１．０４〜１．４９ｇ／ｃｍ３であることが必要であり、１．１４〜１．４７ｇ／ｃｍ３が好ましく、１．２０〜１．４６ｇ／ｃｍ３がより好ましい。また、軟化点は７０〜２００℃であることが必要であり、８０〜１６０℃であることが好ましく、８５〜１５０℃であることがより好ましい。
天然アスファルトの密度が上記範囲を逸脱する場合は、耐流動性が低下するため好ましくない。また、軟化点が上記範囲を逸脱する場合は、耐ひび割れ性および耐流動性が低下するため好ましくない。
天然アスファルトの密度が上記範囲を逸脱する場合は、耐流動性が低下するため好ましくない。また、軟化点が上記範囲を逸脱する場合は、耐ひび割れ性および耐流動性が低下するため好ましくない。
本発明の硬質アスファルト組成物は、ナフテン系減圧蒸留残油４０〜７０重量部とＳＤＡピッチ３０〜６０重量部、好ましくはナフテン系減圧蒸留残油４５〜６５重量部とＳＤＡピッチ３５〜５５重量部とを混合して得られる混合物１００重量部に、天然アスファルト１〜３０重量部、好ましくは２〜２９重量部、より好ましくは３〜２８重量部を配合することにより得られる。
ナフテン系減圧蒸留残油とＳＤＡピッチの混合物中のナフテン系減圧蒸留残油とＳＤＡピッチの混合割合が上記範囲を逸脱すると、社団法人 日本道路協会「舗装調査・試験法便覧」の硬質アスファルト規格を満たさないため好ましくない。天然アスファルトの含有量が上記範囲を逸脱すると、社団法人 日本道路協会「舗装調査・試験法便覧」のグースアスファルト規格を満たさないため好ましくない。
ナフテン系減圧蒸留残油とＳＤＡピッチの混合物中のナフテン系減圧蒸留残油とＳＤＡピッチの混合割合が上記範囲を逸脱すると、社団法人 日本道路協会「舗装調査・試験法便覧」の硬質アスファルト規格を満たさないため好ましくない。天然アスファルトの含有量が上記範囲を逸脱すると、社団法人 日本道路協会「舗装調査・試験法便覧」のグースアスファルト規格を満たさないため好ましくない。
本発明の硬質アスファルト組成物は、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が１５〜３０であり、軟化点は５８〜６８℃である。
２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が上記範囲を逸脱すると、最適なグースアスファルト混合物が得られず、鋼床版等との接着性（防水性）あるいは強度の低下を招くため好ましくない。また軟化点が上記範囲を逸脱すると、最適なグースアスファルト混合物が得られず、鋼床版等との接着性（防水性）あるいは強度の低下を招くため好ましくない。
２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が上記範囲を逸脱すると、最適なグースアスファルト混合物が得られず、鋼床版等との接着性（防水性）あるいは強度の低下を招くため好ましくない。また軟化点が上記範囲を逸脱すると、最適なグースアスファルト混合物が得られず、鋼床版等との接着性（防水性）あるいは強度の低下を招くため好ましくない。
本発明の硬質アスファルト組成物は、グースアスファルト混合物の製造に好適に使用される。グースアスファルト混合物は、硬質アスファルトと、粗骨材、細骨材およびフィラー等を配合して、プラントで混合したのち、流し込み施工が可能な作業性（流動性）と安定性が得られるように、クッカーの中で高温で撹拌、混合（混練）することにより得られる。
本発明の硬質アスファルト組成物をバインダーとして製造されたグースアスファルト混合物（以下、本発明のグースアスファルト混合物）は以下の性状を備える。
本発明の硬質アスファルト組成物をバインダーとして製造されたグースアスファルト混合物（以下、本発明のグースアスファルト混合物）は以下の性状を備える。
本発明のグースアスファルト混合物の２４０℃でのリュエル流動性は３〜２０秒であり、好ましくは５〜１９秒である。２４０℃でのリュエル流動性が上記範囲を逸脱すると、クッカー車からの流し込み舗装が出来なくなるため好ましくない。
本発明のグースアスファルト混合物の４０℃、３０分での貫入量は１〜６ｍｍであり、好ましくは１〜３ｍｍである。４０℃、３０分での貫入量が上記範囲を逸脱すると、グースアスファルト混合物の熱安定性が悪いため好ましくない。
本発明のグースアスファルト混合物の動的安定度は３００回／ｍｍ以上であり、好ましくは５００回以上、より好ましくは７００回以上である。動的安定度が上記範囲を逸脱すると、表層の舗装に影響し早期にわだち掘れ等が発生するため好ましくない。
本発明のグースアスファルト混合物の破断時のひずみは８×１０−３以上であり、好ましくは８．１×１０−３以上、より好ましくは８．２×１０−３以上である。破断時のひずみが上記範囲を逸脱すると、鋼床版舗装でのたわみ追従性が悪化し、早期にひび割れ・剥離が発生するため好ましくない。
本発明のグースアスファルト混合物の４０℃、３０分での貫入量は１〜６ｍｍであり、好ましくは１〜３ｍｍである。４０℃、３０分での貫入量が上記範囲を逸脱すると、グースアスファルト混合物の熱安定性が悪いため好ましくない。
本発明のグースアスファルト混合物の動的安定度は３００回／ｍｍ以上であり、好ましくは５００回以上、より好ましくは７００回以上である。動的安定度が上記範囲を逸脱すると、表層の舗装に影響し早期にわだち掘れ等が発生するため好ましくない。
本発明のグースアスファルト混合物の破断時のひずみは８×１０−３以上であり、好ましくは８．１×１０−３以上、より好ましくは８．２×１０−３以上である。破断時のひずみが上記範囲を逸脱すると、鋼床版舗装でのたわみ追従性が悪化し、早期にひび割れ・剥離が発生するため好ましくない。
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
（実施例１〜５、比較例１〜４）
表１に示すナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）、ＳＤＡピッチおよび天然アスファルトをブレンドして２５℃における針入度１５〜３０（１／１０ｍｍ）の硬質アスファルト組成物を製造した。各成分の性状を表１に示す。
なお、ナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）はＡＰＩ度２０のオーストラリア産ナフテン系原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られたものであり、天然アスファルトはトリニダッドレイクアスファルト（ＴＬＡ）を使用した。
次に、製造した硬質アスファルト組成物をバインダーとして骨材と混合しグースアスファルト混合物を製造した。なお、骨材配合は「舗装施工便覧」に記載されているグースアスファルト混合物の標準的な粒度範囲の中央値とした。
グースアスファルト混合物の性能について、施工のしやすさをリュエル流動性試験により評価し、高温におけるグースアスファルト混合物の安定性を貫入試験で評価した。また、耐ひび割れ性は曲げ試験、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。各成分の混合割合および評価結果を表２および表３に示す。
表１に示すナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）、ＳＤＡピッチおよび天然アスファルトをブレンドして２５℃における針入度１５〜３０（１／１０ｍｍ）の硬質アスファルト組成物を製造した。各成分の性状を表１に示す。
なお、ナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）はＡＰＩ度２０のオーストラリア産ナフテン系原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られたものであり、天然アスファルトはトリニダッドレイクアスファルト（ＴＬＡ）を使用した。
次に、製造した硬質アスファルト組成物をバインダーとして骨材と混合しグースアスファルト混合物を製造した。なお、骨材配合は「舗装施工便覧」に記載されているグースアスファルト混合物の標準的な粒度範囲の中央値とした。
グースアスファルト混合物の性能について、施工のしやすさをリュエル流動性試験により評価し、高温におけるグースアスファルト混合物の安定性を貫入試験で評価した。また、耐ひび割れ性は曲げ試験、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。各成分の混合割合および評価結果を表２および表３に示す。
なお、貫入試験およびリュエル流動性試験は、各々、社団法人 日本道路協会「舗装調査・試験法便覧」の「Ｃ００１グースアスファルト混合物の貫入試験方法」、「Ｃ００２グースアスファルト混合物のリュエル流動性試験方法」記載の方法で行い、また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「舗装調査・試験法便覧」の「Ｂ００３ホイールトラッキング試験方法」、「Ｂ００５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。
（１）リュエル流動性試験
グースアスファルト混合物を所定の容器に採取し、その混合物中で錘球（９９５ｇ）が自重で５ｃｍ沈下するのに要する時間（秒）を測定する。沈下秒数が小であれば流動性は大きい。
（２）貫入試験
グースアスファルト混合物を７ｃｍ立方体の供試体を造れるモールドに詰めて成形する。冷却した供試体を４０±１℃の温水中に４時間保った後、同じ温度の温水中で、この供試体に貫入面の面積が５００ｍｍ２の円を持つ棒を通じて５１５Ｎの荷重を載荷させ、３０分経過したときの貫入量を測定する。貫入量が大きいと供用時の高温安定性が小さく、わだち掘れを生じやすい。
（３）曲げ試験
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の形状に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が大きいほど、ひび割れに対する耐久性が良いことを示す。
（４）ホイールトラッキング試験
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：Dynamic Stability）の値が大きいほど、高温時における加熱アスファルト混合物の耐流動性が良いことを示す。一般的には、わだち掘れの発生を抑制するためには動的安定度が３００以上である必要がある。
（１）リュエル流動性試験
グースアスファルト混合物を所定の容器に採取し、その混合物中で錘球（９９５ｇ）が自重で５ｃｍ沈下するのに要する時間（秒）を測定する。沈下秒数が小であれば流動性は大きい。
（２）貫入試験
グースアスファルト混合物を７ｃｍ立方体の供試体を造れるモールドに詰めて成形する。冷却した供試体を４０±１℃の温水中に４時間保った後、同じ温度の温水中で、この供試体に貫入面の面積が５００ｍｍ２の円を持つ棒を通じて５１５Ｎの荷重を載荷させ、３０分経過したときの貫入量を測定する。貫入量が大きいと供用時の高温安定性が小さく、わだち掘れを生じやすい。
（３）曲げ試験
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の形状に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が大きいほど、ひび割れに対する耐久性が良いことを示す。
（４）ホイールトラッキング試験
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：Dynamic Stability）の値が大きいほど、高温時における加熱アスファルト混合物の耐流動性が良いことを示す。一般的には、わだち掘れの発生を抑制するためには動的安定度が３００以上である必要がある。
表２および表３から明らかなように、実施例１〜５のグースアスファルト混合物はいずれも、リュエル流動性、貫入量、破断時のひずみ、耐流動性において優れた特性を示した。一方、比較例１〜４のグースアスファルト混合物はいずれも、リュエル流動性、貫入量、破断時のひずみ、耐流動性が、不十分な性能であった。
本発明の硬質アスファルト組成物をバインダーとして配合したグースアスファルト混合物は耐流動性、耐ひび割れ性に優れるため舗装作業が向上し有用である。
Claims (3)
- （Ａ）ＡＰＩ度１０〜２５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４３０〜６８０、１２０℃における動粘度が１２０〜２３７ｍｍ２／ｓであるナフテン系減圧蒸留残油４０〜７０重量部と、（Ｂ）原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに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から選ばれる少なくとも１種を含む残油を、ライトリフォーメートを溶剤として抽出処理して得られる、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が１〜５、軟化点が９３〜１９５℃、アスファルテン含有量が３７〜６９．５質量％の性状を有する溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）３０〜６０重量部との混合物１００重量部と、（Ｃ）１５℃における密度が１．４１〜１．４３ｇ／ｃｍ３、軟化点が９３〜１０５℃の天然アスファルトを１〜３０重量部とを混合することを特徴とする、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が１５〜３０、軟化点が５８〜６８℃の硬質アスファルト組成物の製造方法。
- 請求項１に記載の方法で製造した硬質アスファルト組成物をバインダーとして用いることを特徴とする、２４０℃でのリュエル流動性が３〜２０秒、４０℃、３０分での貫入量が１〜６ｍｍであるグースアスファルト混合物の製造方法。
- 請求項１に記載の方法で製造した硬質アスファルト組成物をバインダーとして用いることを特徴とする、動的安定度が３００回／ｍｍ以上、破断時のひずみが８×１０−３以上であるグースアスファルト混合物の製造方法。
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