JP6531022B2

JP6531022B2 - 常温施工型アスファルト合材の製造方法および常温施工型アスファルト合材

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Publication number: JP6531022B2
Application number: JP2015198350A
Authority: JP
Inventors: 信之大友; 路登紺野; 裕志日浦
Original assignee: Taisei Rotec Corp
Current assignee: Taisei Rotec Corp
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: JP2017071674A

Description

本発明は、常温施工型アスファルト合材の製造方法および常温施工型アスファルト合材に関する。

常温施工型アスファルト合材は、道路舗装等に使用されるものであって、常温（１００℃以下）で施工される。従来の常温施工型アスファルト合材は、合材に含まれるカットバック剤によりアスファルトをカットバックさせて一体化した後、カットバック剤が揮発することで強度を発現させるもの（たとえば特許文献１参照）があった。

特開２００１−２５４０１６号公報

カットバック剤は、重油などが用いられているが、揮発性が高いため貯蔵安定性が低く、長期間の貯蔵ができないという問題があった。

そこで、本発明は、これらの問題に鑑みて創案されたものであり、貯蔵安定性が高い常温施工型アスファルト合材の製造方法および常温施工型アスファルト合材を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明に係る第一の発明は、骨材、繊維質材料、及び消石灰またはセメント、の３成分を混合して第一混合体を形成する混合工程と、ストレートアスファルト、熱可塑性樹脂、可塑剤および安定剤のいずれか、及びプロセスオイル、の４成分を加えて構成されたバインダを、前記第一混合体に混合することで前記バインダが被覆された第二混合体を形成するバインダ被覆工程と、前記第二混合体に、スピンドルオイル、ダイマー酸、及び天然ロジン、の３成分を含んだ添加材を混合することで前記添加材が被覆された第三混合体を形成する添加材被覆工程と、前記第三混合体に水和反応材を添加して混合する仕上工程と、を備えたことを特徴とする常温施工型アスファルト合材の製造方法である。

このような製造方法によれば、スピンドルオイルとダイマー酸を含んだ添加材は、重油などを用いたカットバック剤よりも揮発性が低いために、貯蔵中における物質の変化が少ない。したがって、従来の常温施工型アスファルト合材よりも貯蔵安定性を高めることができる。また、バインダを混合する前に、骨材と繊維質材料とアルカリ性粉末とを混合しているので、繊維質材料とアルカリ性粉末とが均一な分布で混ざり合う。さらに、骨材周りのアルカリ性粉末とバインダに繊維質材料を混合していることによって、バインダの被膜厚さを厚くすることができる。また、常温施工型アスファルト合材の表面に水和反応材を添加することによって、貯蔵中に合材同士が付着し難くなるので、貯蔵安定性がより一層高くなる。なお、水和反応材は、たとえば石膏または鉄鋼スラグなどが挙げられる。

本発明に係る常温施工型アスファルト合材の製造方法において、前記バインダ被覆工程では、前記バインダを前記第一混合体に噴射した後に混合することが好ましい。このような方法によれば、バインダを第一混合体の表面に均一に被覆することができる。

また、本発明に係る常温施工型アスファルト合材の製造方法において、添加材被覆工程では、前記添加材を前記第二混合体に噴射した後に混合することが好ましい。このような方法によれば、添加材を第二混合体の表面に均一に被覆することができる。

前記課題を解決するための本発明に係る第二の発明は、骨材層と、バインダ層と、添加材層と、表面被覆層とを備えた常温施工型アスファルト合材であって、骨材層は、骨材、繊維質材料、及び消石灰またはセメント、の３成分を含有しており、前記バインダ層は、前記骨材層の周囲に形成されており、前記バインダ層は、ストレートアスファルト、熱可塑性樹脂、可塑剤および安定剤のいずれか、及びプロセスオイル、の４成分を含有するものであり、前記添加材層は、スピンドルオイル、ダイマー酸、及び天然ロジン、の３成分を含んだ添加材からなり、前記バインダ層の周囲に形成されており、前記表面被覆層は、石膏または鉄鋼スラグから選ばれる水和反応材によって構成され、前記添加材層の周囲に形成されている、ことを特徴とする。

このような構成によれば、スピンドルオイルとダイマー酸を含んだ添加材は、重油などを用いたカットバック剤よりも揮発性が低いために、貯蔵中における物質の変化が少ない。したがって、従来の常温施工型アスファルト合材よりも貯蔵安定性を高めることができる。また、骨材周りのアルカリ性粉末とバインダに繊維質材料が混合されていることによって、バインダの被膜厚さを厚くすることができる。さらに、常温施工型アスファルト合材の表面に水和反応材（石膏または鉄鋼スラグなど）からなる表面被覆層が形成されていることによって、貯蔵中に合材同士が付着しないので、貯蔵安定性がより一層高くなる。

本発明によれば、常温施工型アスファルト合材の貯蔵安定性を高くすることができる。

本発明の実施形態に係る常温施工型アスファルト合材を示した模式図である。本発明の実施形態に係る常温施工型アスファルト合材の製造過程を示した図であって、（ａ）は第一混合体を示した模式図、（ｂ）は第二混合体を示した模式図、（ｃ）は第三混合体を示した模式図、（ｄ）は完成品を示した模式図である。本発明の実施形態に係る常温施工型アスファルト合材の貯蔵状態を示した模式図である。本発明の実施形態に係る常温施工型アスファルト合材の施工状態を示した模式図である。

本発明の実施形態に係る常温施工型アスファルト合材およびその製造方法について、添付図面を参照しつつ説明する。まずは、図１を参照しながら、常温施工型アスファルト合材の構成を説明する。

図１に示すように、かかる常温施工型アスファルト合材１は、骨材２とバインダ層３と添加材層４と表面被覆層５とを備えている。

骨材２は、粗骨材、細骨材、フィラーからなり、連続粒度を有するものが好ましいが、単粒度のものであってもよい。骨材２の粗骨材は、砕石、玉砕、砂利、鉄鋼スラグ等の公知のものである。その他、人口焼成骨材、焼成発泡骨材、人工軽量骨材、陶磁器粒、エメリーなども使用することができる。骨材２の細骨材は、天然砂、人工砂、スクリーニングス等の公知のものである。骨材２のフィラーは、石灰岩やその他の岩石を粉砕した石粉、消石灰、セメント、回収ダストまたはフライアッシュ等を用いる。

バインダ層３は、繊維質材料とアルカリ性粉末とバインダとを含有している。バインダ層３は、骨材２の周囲に形成されて、骨材２を被覆している。繊維質材料は、たとえばセルロースなどの植物繊維にて構成されている。なお、繊維質材料は、植物繊維に限定されるものではない。繊維質材料は、鉱物繊維など他のものであっても繊維長が長ければ適用することができる。アルカリ性粉末は、たとえば消石灰にて構成されている。アルカリ性粉末は消石灰に限定されるものではなく、セメントであってもよい。

バインダ（接着剤）は、たとえば改質アスファルトにて構成されている。改質アスファルトは、たとえばＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体）樹脂などが添加されたアスファルトで、ポリマー改質アスファルトＨ型が好ましい。具体的には、改質アスファルトは、ストレートアスファルトに熱可塑性エラストマー、ゴムおよび熱可塑性樹脂のいずれかの各種改質材を加え、さらに可塑剤および安定剤のいずれかとプロセスオイルとを加えて構成されている。なお、バインダは、改質アスファルトに限定されるものではなく、天然アスファルトやブローンアスファルトなどの他のものであってもよい。

添加材層４は、スピンドルオイルとダイマー酸を含んだ添加材４ａからなる。添加材層４は、バインダ層３を囲んでバインダ層３の周囲に形成されている。添加材層４は、潤滑作用と硬化作用を得るために設けられている。添加材４ａは、スピンドルオイルとダイマー酸と天然樹脂（ロジン）とを含む。前記各成分の配合比率（質量比率）は、４０〜９０：３〜２０：１０〜５０である。ダイマー酸は、消石灰と鹸化反応を起こす。このような添加材４ａは、従来の重油などのカットバック剤よりも揮発性が低い。なお、スピンドルオイルは、重油より揮発性の低い炭化水素系液状物であれば代用ができる。ダイマー酸は、アジピン酸、イソフタル酸やトール油脂肪酸などのカルボン酸類に代えてもよい。

表面被覆層５は、石膏５ａ（水和反応材）にて構成されている。表面被覆層５は、添加材層４の周囲に形成されて、添加材層４を被覆している。石膏５ａは、湿気や降雨または施工時に散布する水によって水和反応で硬化するものであって、施工後の初期強度および長期強度を向上させる役目を果たす。石膏５ａは、中性であり、鹸化反応には使用されない。

次に、図２を参照しながら、前記構成の常温施工型アスファルト合材の製造方法を説明する。かかる製造方法は、混合工程とバインダ被覆工程と添加材被覆工程と仕上工程とを備えている。

図２の（ａ）に示すように、混合工程では、骨材２と植物繊維（繊維質材料）６と消石灰（アルカリ性粉末）７を混合して第一混合体１１を形成する。骨材２と植物繊維６と消石灰７との配合比率（質量比率）は、８０〜９９：０．３〜０．８：０．５〜５である。混合工程では、骨材２と植物繊維６と消石灰７とが、均一な分布になるまで混合する。均一な分布は、混合時間を変化させて目視において確認する。混合時間は、混合機の能力で異なるが、通常のアスファルト混合物製造所では９０〜１５０秒である。また、混合温度は１００〜１３０℃程度となるように骨材の加熱温度を調整する。

図２の（ｂ）に示すように、バインダ被覆工程では、第一混合体１１（図２の（ａ）参照）に、改質アスファルト（バインダ）を噴射した後に、これらを混合することで、第二混合体１２を形成する。第一混合体１１と改質アスファルトとの配合比率（質量比率）は、８５〜９６：４〜１５である。本工程で、骨材２の周りにバインダ層３が形成される。バインダ層３は、繊維長が長い植物繊維６を含むことで、層厚さが大きくなる。また、本工程では、改質アスファルト（バインダ）を第一混合体１１に噴射した後に、これらを混合することで改質アスファルトを第一混合体１１の表面に均一に被覆することができる。本工程では、混合時間９０〜１５０秒で、混合温度は１００〜１３０℃程度である。

図２の（ｃ）に示すように、添加材被覆工程では、第二混合体１２（図２の（ｂ）参照）に、添加材４ａを噴射した後に、これらを混合することで第三混合体１３を形成する。第二混合体１２と添加材４ａとの配合比率（質量比率）は、９０〜９９：１〜１０である。本工程で、バインダ層３の周りに添加材層４が形成される。本工程では、添加材４ａを第二混合体１２に噴射した後に、これらを混合することで添加材４ａを第二混合体１２の表面に均一に被覆することができる。本工程では、混合時間３０〜９０秒で、混合温度は１００〜１３０℃程度である。

図２の（ｄ）に示すように、仕上工程では、第三混合体１３に石膏５ａを添加して混合することで、表面被覆層５が被覆された常温施工型アスファルト合材１（完成品）を形成する。第三混合体１３に石膏５ａとの配合比率（質量比率）は、９０〜９９：１〜１０である。本工程では、混合時間３０〜９０秒で、混合温度は１００〜１３０℃程度である。

図３に本実施形態に係る常温施工型アスファルト合材１の貯蔵状態を示している。図３に示すように、常温施工型アスファルト合材１は、袋などに収容されており、圧縮されずにバインダ層３が押しつぶされていない状態となっている。常温施工型アスファルト合材１の周囲には、隙間が存在している。常温施工型アスファルト合材１は、植物繊維を添加したことで、バインダ層３が厚くなっており、施工前の常温施工型アスファルト合材１は、団粒化されている。つまり、バインダ層３の内方には、添加材４ａと接触していない未反応の消石灰が多く存在しているとともに、バインダ層３が転圧されるまで、消石灰が添加材４ａには接触し難くなっている。したがって、貯蔵安定性が高くなっている。

また、バインダを混合する前に、混合工程において骨材２と植物繊維（繊維質材料）６と消石灰（アルカリ性粉末）７を均一に混合しているので、成分が偏ることなく、骨材２の周囲全体に亘って均一厚さのバインダ層３が形成される。したがって、貯蔵時における常温施工型アスファルト合材１間の隙間は大きくなるので、鹸化反応が起こり難い。したがって、貯蔵安定性が高くなる。

また、本実施形態の常温施工型アスファルト合材１は、スピンドルオイルとダイマー酸を含んだ添加材４ａを使用しているので、添加材４ａの揮発性が低い。したがって、かかる常温施工型アスファルト合材１は、貯蔵中における物質の変化が少なく、貯蔵安定性が高くなっている。

さらに、常温施工型アスファルト合材１の表面には、中性である石膏５ａからなる表面被覆層５が形成されていることによって、貯蔵中に合材同士が反応しないので、貯蔵安定性がより一層高くなる。また、石膏５ａは、施工時に散水することで、水との水和反応が起こる。これによって、速効性の初期強度発現が期待できる。

図４に常温施工型アスファルト合材１を施工した後の状態を示している。常温施工型アスファルト合材１は、施工時に転圧されることで、骨材２を被覆しているバインダ層３が潰れて、常温施工型アスファルト合材１同士が一体化される。具体的には、転圧によって、添加材４ａのダイマー酸と、バインダ層３内に位置していた未反応の消石灰のアルカリ成分とが接触して、鹸化反応が起こる。これによってバインダが硬化して接着層１０が形成される。

一方、転圧時には、バインダ層３が潰れて隣り合うバインダ層３と一体になるので、水溜りに施工する場合などでは、水をアスファルト内から容易に排除することができる。なお、図示しないが、接着層１０には、若干の隙間が残っており、雨水などの水路が形成されている。雨水がアスファルト内を流れると、接着層１０内に残存している未反応の石膏５ａと雨水が接触して、水和反応が起こり、強度が大きくなる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。たとえば、前記実施形態では、表面被覆層５を構成する水和反応材を石膏５ａで構成しているが、これに限定されるものではない。水和反応材として鉄鋼スラグを採用してもよい。この場合、施工時に散水することで、鉄鋼スラグと水との水和反応による遅行性の強度発現が期待できる。

１常温施工型アスファルト合材
２骨材
３バインダ層
４添加材層
４ａ添加材
５表面被覆層
５ａ石膏
６植物繊維
７消石灰
１１第一混合体
１２第二混合体
１３第三混合体

Claims

（１）（１−１）骨材、（１−２）繊維質材料、及び（１−３）消石灰またはセメント、の３成分を混合して第一混合体を形成する混合工程と、
（２）（２−１）ストレートアスファルト、（２−２）熱可塑性樹脂、（２−３）可塑剤および安定剤のいずれか、及び（２−４）プロセスオイル、の４成分を加えて構成されたバインダを、前記第一混合体に混合することで前記バインダが被覆された第二混合体を形成するバインダ被覆工程と、
（３）前記第二混合体に、（３−１）スピンドルオイル、（３−２）ダイマー酸、及び（３−３）天然ロジン、の３成分を含んだ添加材を混合することで前記添加材が被覆された第三混合体を形成する添加材被覆工程と、
（４）前記第三混合体に水和反応材を添加して混合する仕上工程と、を備えた
ことを特徴とする常温施工型アスファルト合材の製造方法。
前記（２）バインダ被覆工程では、前記バインダを前記第一混合体に噴射した後に混合する
ことを特徴とする請求項１に記載の常温施工型アスファルト合材の製造方法。
前記（３）添加材被覆工程では、前記添加材を前記第二混合体に噴射した後に混合する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の常温施工型アスファルト合材の製造方法。
（ａ）骨材層と、（ｂ）バインダ層と、（ｃ）添加材層と、（ｄ）表面被覆層とを備えた常温施工型アスファルト合材であって、
（ａ）骨材層は、（１−１）骨材、（１−２）繊維質材料、及び（１−３）消石灰またはセメント、の３成分を含有しており、
前記（ｂ）バインダ層は、前記（ａ）骨材層の周囲に形成されており、
前記（ｂ）バインダ層は、（２−１）ストレートアスファルト、（２−２）熱可塑性樹脂、（２−３）可塑剤および安定剤のいずれか、及び（２−４）プロセスオイル、の４成分を含有するものであり、
前記（ｃ）添加材層は、（ｃ−１）スピンドルオイル、（ｃ−２）ダイマー酸、及び（ｃ−３）天然ロジン、の３成分を含んだ添加材からなり、前記（ｂ）バインダ層の周囲に形成されており、
前記（ｄ）表面被覆層は、石膏または鉄鋼スラグから選ばれる水和反応材によって構成され、前記（ｃ）添加材層の周囲に形成されている、
ことを特徴とする常温施工型アスファルト合材。