JP7163113B2

JP7163113B2 - 再生アスファルト混合物の製造方法及び再生アスファルト混合物

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Publication number: JP7163113B2
Application number: JP2018164924A
Authority: JP
Inventors: 誠也門田; 章吾吉田; 雅義吉田
Original assignee: Nippo Corp
Current assignee: Nippo Corp
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2022-10-31
Anticipated expiration: 2038-09-03
Also published as: JP2020037798A

Description

本発明は、アスファルト再生骨材を利用した再生アスファルト混合物の製造方法及びその製法で得られた再生アスファルト混合物に関する。

近年、アスファルト舗装の表層と基層に施工されたアスファルト混合物の廃材を破砕することでアスファルト再生骨材が製造される。このアスファルト再生骨材は再生アスファルト混合物の材料として用いられ、アスファルト舗装道路に広く施工されている。
例えば、従来の再生アスファルト混合物の製造方法では、アスファルト再生骨材をドライヤで加熱する。そして、加熱した再生骨材を、加熱した新規の細骨材及び粗骨材、新規のアスファルトと共にミキサーに投入して混合することで、再生アスファルト混合物を製造している。

しかし、アスファルト舗装のアスファルト再生骨材を繰り返して再生することにより、再生アスファルト混合物は従来の再生アスファルト混合物よりも次第に性能が劣化してしまい、短期間で再生アスファルト舗装に轍掘れやひび割れ等が発生するという問題が生じる。
この問題を解決するため、例えば特許文献１に記載された再生骨材では、油分が付着した表面を削り取ることによって付着した油分量を少なくし、その後の加熱工程において、再生骨材に再生用添加剤を添加してアスファルトと混合することで、再生アスファルト混合物の性能を高めるとしている。

特開２００９－１０２８８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された再生アスファルト混合物は、その性能が十分とはいえない。そのため、この場合でも比較的短期間で再生アスファルト舗装に轍掘れやひび割れ等が発生するという問題が生じる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、より優れた耐久性を発揮できる再生アスファルト混合物の製造方法及び再生アスファルト混合物を提供することを目的とする。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法は、常温下で、または加温して、アスファルト再生骨材に再生用添加剤及び／または施工性改善剤を添加する工程と、アスファルト再生骨材を養生する工程と、養生後のアスファルト再生骨材と新規の骨材及び新規のアスファルトを混合する工程と、を備え、前記アスファルト再生骨材は、アスファルト廃材を適切なサイズに破砕したものであり、骨材と、該骨材に付着した旧アスファルトを含み、前記アスファルト再生骨材は、全質量に対して前記旧アスファルトが３．８質量％以上含まれていることを特徴とする。
本発明によれば、常温下で、または加温して、アスファルト再生骨材に再生用添加剤及び／または施工性改善剤を添加することで、アスファルト再生骨材に対して再生用添加剤及び／または施工性改善剤が旧アスファルト内部に深く浸透するため、アスファルト舗装における車両等による轍掘れを抑制して動的安定度が良好で、ひび割れを起こしにくく疲労破壊回数が大きい。
また、本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法は、前記再生用添加剤が、飽和分、芳香族分、レジン分を含んだ石油潤滑油系のものであり、前記再生用添加剤の添加量は、前記アスファルト再生骨材の全質量に対して０．１質量％以上であってもよい。
また、本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法は、前記施工性改善剤が、脂肪酸系化合物またはグリコールエーテル系化合物であり、前記施工性改善剤の添加量は、前記アスファルト再生骨材の全質量に対して０．０２質量％以上であってもよい。
また、本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法は、前記再生用添加剤及び／または前記施工性改善剤を添加するときの温度は、－１０℃以上１３０℃以下であってもよい。

また、アスファルト再生骨材を養生する工程は３日以上とすることが好ましい。
アスファルト再生骨材に再生用添加剤及び／または施工性改善剤を添加して養生する期間を３日以上に設定したため、再生骨材に対して再生用添加剤及び／または施工性改善剤が旧アスファルト内部に深く浸透して高い柔軟性を確保できる。

また、アスファルト再生骨材を養生した後で、アスファルト再生骨材を加熱することが好ましい。
アスファルト再生骨材に再生用添加剤及び／または施工性改善剤を添加して養生した後で加熱することで、アスファルト再生骨材を乾燥させることができる。

また、再生用添加剤及び／または施工性改善剤は、アスファルト再生骨材に噴射することで添加することが好ましい。
再生用添加剤及び／または施工性改善剤をアスファルト再生骨材に噴射して添加するため、アスファルト再生骨材の表面に均一に被覆することができる。

本発明による再生アスファルト混合物は、再生用添加剤及び／または施工性改善剤が添加されて養生したアスファルト再生骨材と新規の骨材及びアスファルトとが混合されてなる再生アスファルト混合物であって、アスファルト再生骨材はその表面から内部の旧アスファルト内に再生用添加剤及び／または施工性改善剤が浸透しており、前記再生用添加剤は、飽和分、芳香族分、レジン分を含んだ石油潤滑油系のものであり、前記再生用添加剤の添加量は、前記アスファルト再生骨材の全質量に対して０．１質量％以上であり、前記施工性改善剤は、脂肪酸系化合物またはグリコールエーテル系化合物であり、前記施工性改善剤の添加量は、前記アスファルト再生骨材の全質量に対して０．０２質量％以上であることを特徴とする。
本発明によれば、常温下で、または加温して、アスファルト再生骨材に再生用添加剤及び／または施工性改善剤を添加して養生することで、再生用添加剤及び／または施工性改善剤が再生骨材の旧アスファルト内部まで浸透して柔軟性を回復することができるため、新規の骨材及び新規のアスファルトと共にミキサー等で混合して製造された再生アスファルト混合物は柔軟性を回復でき、アスファルト舗装の轍掘れとひび割れを長期間にわたって抑制して耐久性が向上する。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法及び再生アスファルト混合物によれば、アスファルト再生骨材に常温で、または加温して、再生用添加剤及び／または施工性改善剤を添加して養生することで、再生骨材の柔軟性と耐久性を回復できるため、アスファルト舗装の轍掘れとひび割れを長期間にわたって抑制して耐久性が向上する。

本発明の実施形態による再生アスファルト混合物の製造装置を示す模式図である。図１に示す再生アスファルト混合物の製造装置において、再生アスファルト混合物に再生用添加剤を噴射する状態を示す図である。再生骨材に再生用添加剤を添加した図を示すものであり、（ａ）はアスファルト再生骨材の図、（ｂ）は実施形態による常温下で、または加温して、アスファルト再生骨材に再生用添加剤を添加した状態の図、（ｃ）は従来例による加熱状態でアスファルト再生骨材に再生用添加剤を添加した状態の図である。アスファルト再生骨材に再生用添加剤を添加して養生した試験例と疲労破壊回数との関係を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による再生アスファルト混合物の製造方法と再生アスファルト混合物について説明する。
図１は本発明の実施形態による再生アスファルト混合物Ａの製造装置１を示すものである。再生アスファルト混合物Ａの製造装置１は、新規なアスファルトｃを収容して加熱可能なアスファルト貯蔵サイロ２と、新規な粗骨材（石、砕石）ｂと細骨材(砂)ｄを加熱するための骨材加熱用ドライヤ３とを備えている。更に、この製造装置１は、アスファルト再生骨材ａに再生用添加剤と施工性改善剤のいずれか一方または両方を添加して養生した後、このアスファルト再生骨材ａを加熱するための再生骨材加熱用ドライヤ４と、を備えている。

また、再生アスファルト混合物Ａの製造装置１は、アスファルト再生骨材ａと新規のアスファルトｃと粗骨材ｂ及び細骨材ｄとを投入して攪拌混合するミキサー５を備えている。ミキサー５内で攪拌混合された再生アスファルト混合物Ａは例えばダンプトラック６に投下されてアスファルト舗装の施工現場に搬送される。或いは、現場でミキサー５から直接、再生アスファルト混合物Ａを排出して施工してもよい。
新規のアスファルトｃとして、例えばストレートアスファルトやブローンアスファルト、ゴムやポリマーなどを添加した改質アスファルト等の一般的に舗装に用いられるものを採用できる。

本実施形態で用いるアスファルト再生骨材ａは、既設のアスファルト舗装の補修時や打ち換え時等に発生するアスファルト廃材を適切なサイズに破砕したものである。アスファルトｃは飽和分、芳香族分、レジン分、アスファルテン(炭素)の４成分を含んでおり、再生を繰り返して古くなるとオイル分が少なくなり、アスファルテンが多くなる特性を有する。これを旧アスファルトという。アスファルト再生骨材ａには、骨材と骨材に付着した旧アスファルトを含んでいる。また、アスファルト再生骨材ａは、全質量に対して旧アスファルトｃ´が３．８質量％以上含まれることが好ましい。
しかも、この旧アスファルトｃ´の針入度（１/１０ｍｍ）は１０以上であることが好ましい。針入度は回収されたアスファルトの硬さを示す指標であり、針入度試験によって測定される。また、旧アスファルトの圧裂係数（ＭＰａ）は１．９０以下であることが好ましい。圧裂係数はアスファルト再生骨材の粘弾性(粘り強さや軟らかさ)を表す指標であり、圧裂係数試験によって測定される。

また、アスファルト再生骨材ａに添加する再生用添加剤は、旧アスファルトｃ´の柔軟性等の性状を回復させる効果のある添加剤であり、石油潤滑油系のものが挙げられ、例えばＲＤＥＸ、ＲＪ－１、ＲＪ－Ｔ等がある。再生用添加剤の成分は飽和分、芳香族分、レジン分を含んでいる。再生用添加剤の添加量はアスファルト再生骨材ａの全質量に対して０．１質量％以上であることが好ましい。
また、施工性改善剤は、再生アスファルト混合物Ａの施工性を改善させる添加剤であり、具体的には再生アスファルト混合物Ａの粘度を低下させることができる。そのため、スコップやレーキ等の舗装道具を用いた再生アスファルト混合物Ａの敷き均し作業が容易になる。施工性改善剤として動植物油系や石油系が挙げられ、例えば脂肪酸系化合物、グリコールエーテル系化合物等がある。施工性改善剤の添加量はアスファルト再生骨材ａの全質量に対して０．０２質量％以上であることが好ましい。
また、再生用添加剤と施工性改善剤の両方を用いる場合には、その比率によって各添加量が設定される。

次に、本実施形態による再生アスファルト混合物の製造方法について、図１乃至図３を参照して説明する。
まず、前工程として、既設のアスファルト舗装の補修時や打ち換え時等に掘り起こしたアスファルト廃材を適当な大きさに破砕してアスファルト再生骨材ａを製造する。破砕されたアスファルト再生骨材ａの粒子は適宜の粒径、例えば粒径１３ｍｍ～０ｍｍの範囲とし、分級しなくてもよい。アスファルト再生骨材ａは、例えば図３（ａ）に示す形状であり、粗骨材ｂや細骨材ｄ等からなる塊状の骨材ｅの表面に旧アスファルトｃ´と細骨材ｄが付着して適宜厚さの被膜の状態とされている。

このアスファルト再生骨材ａを、図２に示すように、例えばベルトコンベア８で再生骨材貯蔵サイロ９に運搬する。しかも、ベルトコンベア８から再生骨材貯蔵サイロ９にアスファルト再生骨材ａを投下する際、噴射機１０によって常温下で、または加温して、再生用添加剤及び/または施工性改善剤をアスファルト再生骨材ａに噴霧する。なお、常温下で、または加温して、アスファルト再生骨材ａに再生用添加剤および／または施工性改善剤を添加するときの温度は、－１０℃～１３０℃が好ましく、５℃～１００℃がより好ましい。このときの温度は、再生骨材加熱用ドライヤ４やミキサー５での混合温度である１３０℃超～１７０℃とすると、再生用添加剤および／または施工性改善剤を添加後の養生状態における含浸効果が得難いため、上限を１３０℃とした。
これら再生用添加剤及び/または施工性改善剤を添加したアスファルト再生骨材ａは再生骨材貯蔵サイロ９で養生される。アスファルト再生骨材ａの養生期間は、少なくとも３日とする。養生が３日より少ないと、再生用添加剤及び/または施工性改善剤の、骨材ｅの旧アスファルトｃ´への浸透が不十分であり性状を十分改善できない。ここで、再生骨材貯蔵サイロ９に代えて、再生骨材貯蔵ヤードを使用してもよい。

本実施形態では、常温下で、または加温して、アスファルト再生骨材ａの表面に再生用添加剤及び/または施工性改善剤を噴霧して３日以上養生させるため、図３（ｂ）に示すようにアスファルト再生骨材ａの表面に付着し被覆された再生用添加剤及び/または施工性改善剤が旧アスファルトｃ´内部に浸透して油分が多くなり軟らかくなる。この場合、再生用添加剤及び/または施工性改善剤はアスファルト再生骨材ａの骨材ｅ内まで浸透する必要はないが、表面から旧アスファルトｃ´内部の深い所まで(好ましくは骨材ｅの表面まで)均一に混ざり合うため、アスファルト混合物Ａの品質が向上する。
これに対し、図３（ｃ）に示す従来のアスファルト再生骨材ａは、加熱した状態で再生用添加剤及び/または施工性改善剤を噴霧するため、骨材ｅと旧アスファルトｃ´及び細骨材ｄが熱で固くなり、再生用添加剤及び/または施工性改善剤は表面に付着して被膜となり、旧アスファルトｃ´の内部には十分浸透しない。そのため、アスファルト再生骨材ａの性状は十分回復しない。

そして、本工程として、養生を終えたアスファルト再生骨材ａは再生骨材加熱用ドライヤ４で加熱して乾燥させる。また、新規の細骨材ｄ及び粗骨材ｂ等からなる骨材ｅは骨材加熱用ドライヤ３で加熱して乾燥させ、新規のアスファルトｃもアスファルト貯蔵サイロ２内で加熱して乾燥させる。
図１に示す再生アスファルト混合物Ａの製造装置１において、乾燥を終えたアスファルト再生骨材ａはミキサー５に投入する。また、新規の細骨材ｄ及び粗骨材ｂとアスファルトｃとフィラーもミキサー５に投入して攪拌羽根で攪拌混合して、再生アスファルト混合物Ａを製造する。

新規の骨材として、細骨材ｄと粗骨材ｂ以外に、スラグや再生骨材等を含んでいてもよい。フィラーとして、例えば石粉等、一般的にアスファルト舗装に用いられるものを採用することができる。
新規のアスファルトｃは、ストレートアスファルトやブローンアスファルト、ゴムやポリマー等を添加した改質アスファルト等、一般的に舗装に用いられるものが好ましい。加熱したアスファルトｃに水蒸気や水、特殊添加剤等を添加することで、アスファルトｃを発泡させてもよい。アスファルトｃを発泡させることでアスファルトｃの体積が膨張して粘性が低下するため、通常より低い温度でフォームドアスファルト舗装の施工が可能になる。
また、再生アスファルト混合物Ａの材料としてゴムチップを添加してもよい。

上述したように、本実施形態による再生アスファルト混合物Ａの製造方法及び再生アスファルト混合物Ａは、アスファルト再生骨材ａに常温で、または加温して、再生用添加剤及び/または施工性改善剤を噴霧等で添加した後、３日以上養生する。そのため、アスファルト再生骨材ａの表面に付着した旧アスファルトｃ´に再生用添加剤及び/または施工性改善剤が浸透し、従来のものよりアスファルト再生骨材ａの柔軟性と耐久性を回復できるため、舗装の轍掘れやひび割れの起こりにくい耐久性の高い混合物を得られる。

次に本発明の実施形態による再生アスファルト混合物Ａの実施例について説明する。
アスファルト再生骨材ａのサンプルとして、既設のアスファルト舗装の補修時や打ち換え時等に掘り起こしたアスファルト廃材を適切なサイズに破砕したものを４種類製作し、試験例１，２，３，４とした。これら試験例１，２，３，４に再生用添加剤をそれぞれ添加するものとした。
再生用添加剤の添加量は旧アスファルトｃ´の劣化の程度により、再生骨材ａの全質量に対して０．２９質量％とした。また、製造された再生アスファルト混合物Ａの配合割合は、再生用添加剤を含む再生骨材ａが４９．５質量％、新規骨材ｅが４７．３質量％、新規アスファルトｃが３．２質量％とした。

試験例１は、アスファルト再生骨材ａを加熱した後に０．２９質量％の再生用添加剤を添加し、２時間養生した。試験例１の再生骨材ａは従来から用いられている通常品である。
試験例２は、常温のアスファルト再生骨材ａに０．２９質量％の再生用添加剤を添加し、１日養生した。
試験例３は、常温のアスファルト再生骨材ａに０．２９質量％の再生用添加剤を添加し、３日養生した。
試験例４は、常温のアスファルト再生骨材ａに０．２９質量％の再生用添加剤を添加し、７日養生した。

試験例１はアスファルト再生骨材ａを加熱した後に養生した。試験例２，３，４は、養生後に所定の温度(例えば１６０℃)まで加熱した。各試験例１，２，３，４は、加熱した骨材及び新規アスファルトと共にミキサー５内でそれぞれ混合して再生アスファルト混合物Ａの供試体１，２，３，４を製作した。
放冷後の各供試体１，２，３，４を試験用に成型し、それぞれ各養生槽内で5℃に冷却した。
各供試体１，２，３，４について、舗装調査・試験法便覧Ｂ０１８Ｔ「アスファルト混合物の曲げ疲労試験方法」に準拠して試験を実施した。試験条件は、繰り返し載荷の振幅を３００μm、周波数を１０Ｈｚとした。

試験結果から、各試験例（供試体）１，２，３，４の疲労破壊回数結果は図４のグラフに示す結果が得られた。試験例１、２では、ひび割れを起こす疲労破壊回数は１７７００回、１９１００回であった。一方、養生期間が３日、７日となる試験例３、４では疲労破壊回数は２２９００回、２３６００回となり、試験例１，２よりひび割れや轍掘れを起こしにくい再生アスファルト混合物Ａが得られたことが確認できた。
そのため、上述した試験結果から、アスファルト再生骨材ａに常温で再生用添加剤を添加して３日以上養生することで、従来のものよりも耐久性の高い高品質な再生アスファルト混合物Ａが得られた。

なお、本発明による再生アスファルト混合物Ａとその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、上記実施形態の構成を適宜置換したり変更したりすることができる。以下に、本実施形態による再生アスファルト混合物Ａとその製造方法の変形例について説明するが、上述した実施形態と同一または同様なもの等については同一の符号を用いて説明する。

上述した実施形態では、アスファルト再生骨材ａについて分級することなく、例えば１３ｍｍ～０ｍｍの粒径物を混ぜ合わせたものに再生用添加剤を添加したが、再生用添加剤に代えて施工性改善剤を添加してもよいし、両方を添加してもよい。また、アスファルト再生骨材ａを例えば１３ｍｍ～２ｍｍと２ｍｍ～０ｍｍに分級して、いずれかの分級物に再生用添加剤及び/または施工性改善剤を添加してもよい。
また、アスファルト再生骨材ａに対する再生用添加剤及び/または施工性改善剤の添加に際し、実施形態ではベルトコンベア８から再生骨材貯蔵サイロ９に投下する際に、噴射機１０で噴霧するようにしたが、添加の方法は適宜の手法を採用できる。

１再生アスファルト混合物の製造装置
２アスファルト貯蔵サイロ
３骨材加熱用ドライヤ
４再生骨材加熱用ドライヤ
５ミキサー
６ダンプトラック
９再生骨材貯蔵サイロ
１０噴射機
ａ再生骨材
Ａ再生アスファルト混合物
ｂ粗骨材
ｃアスファルト
ｃ´ 旧アスファルト
ｄ細骨材

Claims

常温下で、または加温して、アスファルト再生骨材に再生用添加剤及び／または施工性改善剤を添加する工程と、
前記アスファルト再生骨材を養生する工程と、
養生後の前記アスファルト再生骨材と新規の骨材及び新規のアスファルトを混合する工程と、
を備え、
前記アスファルト再生骨材は、アスファルト廃材を適切なサイズに破砕したものであり、骨材と、該骨材に付着した旧アスファルトを含み、
前記アスファルト再生骨材は、全質量に対して前記旧アスファルトが３．８質量％以上含まれていることを特徴とする再生アスファルト混合物の製造方法。
前記再生用添加剤は、飽和分、芳香族分、レジン分を含んだ石油潤滑油系のものであり、
前記再生用添加剤の添加量は、前記アスファルト再生骨材の全質量に対して０．１質量％以上である請求項１に記載された再生アスファルト混合物の製造方法。
前記施工性改善剤は、脂肪酸系化合物またはグリコールエーテル系化合物であり、
前記施工性改善剤の添加量は、前記アスファルト再生骨材の全質量に対して０．０２質量％以上である請求項１または請求項２に記載された再生アスファルト混合物の製造方法。
前記再生用添加剤及び／または前記施工性改善剤を添加するときの温度は、－１０℃以上１３０℃以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の再生アスファルト混合物の製造方法。
前記アスファルト再生骨材を養生する工程は３日以上とした請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された再生アスファルト混合物の製造方法。
前記アスファルト再生骨材を養生した後で、前記アスファルト再生骨材を加熱するようにした請求項５に記載された再生アスファルト混合物の製造方法。
前記再生用添加剤及び／または前記施工性改善剤は、前記アスファルト再生骨材に噴射することで添加する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載された再生アスファルト混合物の製造方法。
再生用添加剤及び／または施工性改善剤が添加されて養生されたアスファルト再生骨材と新規の骨材及び新規のアスファルトとが混合されてなる再生アスファルト混合物であって、
前記アスファルト再生骨材はその表面から内部の旧アスファルト内に前記再生用添加剤及び／または施工性改善剤が浸透しており、
前記再生用添加剤は、飽和分、芳香族分、レジン分を含んだ石油潤滑油系のものであり、
前記再生用添加剤の添加量は、前記アスファルト再生骨材の全質量に対して０．１質量％以上であり、
前記施工性改善剤は、脂肪酸系化合物またはグリコールエーテル系化合物であり、
前記施工性改善剤の添加量は、前記アスファルト再生骨材の全質量に対して０．０２質量％以上であることを特徴とする再生アスファルト混合物。