JP7180229B2 - アスファルト舗装材梱包体及びアスファルト舗装補修方法 - Google Patents
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Description
さらにポットホールは、視界の悪い雨天時に発生することが多くあり、このような場合は直ちに補修を行わないと車両事故を招く危険がある。損傷原因又は損傷程度により、その補修方法は異なり、著しく損傷している箇所では、舗装表面を切削し、新たに加熱アスファルト舗装を舗設する。一方、損傷程度が小さく、緊急補修を要している場合は、雨天時にも関わらず、ポットホール補修用混合物を補修対象箇所に敷きならし、転圧することで対応する。
また、特許文献1の常温アスファルト舗装材を袋詰した補修材を用いた場合、常温アスファルト舗装材が強度を発現するまでに時間を要する問題がある。
そこで、本発明は、水溶性の高い梱包体に袋詰した水硬性アスファルト混合物を補修対象箇所に設置した後に、水が付与されることで、包装部材が溶解消失し、水硬性アスファルト混合物が強度発現することにより、補修後にアスファルト舗装内に包装部材等の不純物が残存せずに、強度及び耐久性が高いアスファルト補修が可能なアスファルト舗装材梱包体及びアスファルト舗装補修方法を提供する。
[1]水溶性を有するポリビニルアルコール樹脂製の包装部材と、前記包装部材に内包され、骨材、アスファルト及び潤滑性固化材を含有する水硬性アスファルト混合物とを備えるアスファルト舗装材梱包体。
[2]前記潤滑性固化材は、重合脂肪酸及び前記重合脂肪酸の誘導体からなる群から選択される少なくとも1種を前記アスファルトに対して0.5質量%以上95質量%以下の割合で含有する[1]のアスファルト舗装材梱包体。
[3]前記水硬性アスファルト混合物は、アルカリ性添加材を含有する[1]又は[2]のアスファルト舗装材梱包体。
[4]前記アルカリ性添加材は、水溶液中でアルカリ性を示す無機物及び有機物からなる群から選択される少なくとも1種である[3]のアスファルト舗装材梱包体。
[5]前記水硬性アスファルト混合物中における前記アルカリ性添加材の含有比率は、0.5質量%以上10質量%以下である[3]又は[4]のアスファルト舗装材梱包体。
[6]前記包装部材は、20℃の水100gに対して1g以上溶解する[1]~[5]のいずれかのアスファルト舗装材梱包体。
[7]前記包装部材は、水と接触することで完全に溶解する[1]~[6]のいずれかのアスファルト舗装材梱包体。
[8]前記包装部材は10gを2℃の水100gに溶かした時、24時間以内に完全溶解する[1]~[7]のいずれかのアスファルト舗装材梱包体。
[9]前記包装部材の膜厚の平均厚さは、30μm以上1200μm以下である[1]~[8]のいずれか1項に記載のアスファルト舗装材梱包体。
[10]前記包装部材の外周にフィラーがまぶされている[1]~[9]のいずれかのアスファルト舗装材梱包体。
[11]前記包装部材に対する前記水硬性アスファルト混合物の充填率は、40質量%以上97質量%以下である[1]~[10]のいずれかのアスファルト舗装材梱包体。
[12][1]~[11]のいずれかのアスファルト舗装材梱包体を、アスファルト舗装に存在する補修対象箇所に設置する工程と、前記アスファルト舗装材梱包体に水を付与する工程と、前記アスファルト舗装材梱包体が水と反応して包装部材が溶解消失する工程と、前記包装部材に内包される水硬性アスファルト混合物が水と反応して硬化する工程とを含むアスファルト舗装補修方法。
本発明の実施の形態に係るアスファルト舗装材梱包体1は、図1に示すように、水溶性を有するポリビニルアルコール樹脂製の包装部材10と、包装部材10に内包され、骨材、アスファルト及び潤滑性固化材を含有する水硬性アスファルト混合物20とを備える。
アスファルト舗装材梱包体1は、図2に示すように、袋状の包装部材10の開口部11から水硬性アスファルト混合物20を投入し、開口部11を封止することで作製される。
包装部材10として用いられるポリビニルアルコール樹脂は、温度20℃、相対湿度65%RH環境下で、引張強度が20~40MPaであることが好ましく、23~35MPaであることがより好ましく、26~30MPaであることがさらに好ましい。また、包装部材10として用いられるポリビニルアルコール樹脂は、温度20℃、相対湿度65%RH環境下で、引張伸度が90~240%であることが好ましく、120~225%であることがより好ましく、150~190%であることがさらに好ましい。包装部材10として用いられるポリビニルアルコール樹脂は、上記範囲であることによって、水硬性アスファルト混合物20を梱包しても破れることがなく、密封することができる。
以上のことから、包装部材10の膜厚の平均厚さは、30μm以上であることが好ましく、40μm以上であることがより好ましい。ここで、「平均厚さ」とは、包装部材10の異なる10箇所の厚さを測定し、測定した10箇所の平均値をいう。包装部材10の厚さが上記規定の下限値以上であることによって、水硬性アスファルト混合物20を内包し得る耐久性が得られる。
しかし、包装部材10の膜厚を厚くしすぎてしまうと、水に溶けるまでに時間を要してしまい、溶けきれずに包装部材10がアスファルト舗装内に残存してしまうことがある。そこで、包装部材10の膜厚の平均厚さの上限値は、1,200μm以下であることが好ましく、900μm以下であることがより好ましく、600μm以下であることがさらに好ましい。包装部材10の厚さが上記規定の上限値以下であることによって、水と接触することで溶解し、アスファルト舗装内に残存物が残らない。
包装部材10の外周にまぶすフィラーの量は、アスファルト舗装材梱包体1の全質量に対して10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、ここでの充填率とは、包装部材10の容積に対する包装部材10に内包する水硬性アスファルト混合物20の体積をいう。
包装部材10の形状は、特に制限はなく、直方体、立方体及び楕円体等の種々の形状を採用することができる。
水硬性アスファルト混合物20は、骨材、アスファルト及び潤滑性固化材を含有し、性状として水硬性を有するものであることを特徴とする。
骨材は、一般的な舗装用アスファルト混合物に用いられるものを使用することができる。骨材としては、粗骨材(砕石)と細骨材(砂)とを混合した骨材、又は細骨材のみからなる骨材を用いることができる。骨材は、さらにフィラーを混合したものでもよい。
アスファルトとしては、舗装用石油アスファルトであるストレートアスファルトを主成分とするもの、或いは、該ストレートアスファルトに、スチレン・ブタジエン・ブロック共重合体(SBS)、スチレン・イソプレン・ブロック共重合体(SIS)、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)などの熱可塑性エラストマーを添加して改質した、改質アスファルトであってもよい。また、既設のアスファルト舗装に含まれる舗装用バインダ及び骨材から再生された再生アスファルトであってもよい。
潤滑性固化材は、重合脂肪酸及び重合脂肪酸の誘導体からなる群から選択される少なくとも1種をアスファルトに対して0.5質量%以上95質量%以下の割合で含有することが好ましく、1.0質量%以上90質量%以下の割合で含有することがより好ましく、1.5質量%以上85質量%以下の割合で含有することがさらに好ましい。潤滑性固化材は、重合脂肪酸及び重合脂肪酸の誘導体からなる群から選択される少なくとも1種を上記範囲で含有することで、水硬性アスファルト混合物20の固化特性を向上させることができる。
水硬性アスファルト混合物20として用いる各種混合物における最大粒径は、様々なポットホールの形状に追従し、既設路面との密着性を得ることができるという観点から、20mm以下であることが好ましく、13mm以下であることがより好ましく、5mm以下であることがさらに好ましい。
本発明の実施の形態に係るアスファルト舗装補修方法は、上述したアスファルト舗装材梱包体1を、アスファルト舗装に存在する補修対象箇所に設置する工程と、アスファルト舗装材梱包体1に水を付与する工程と、アスファルト舗装材梱包体1が水と反応して包装部材10が溶解消失する工程と、包装部材10に内包される水硬性アスファルト混合物20が水と反応して硬化する工程とを含む。
以下に、アスファルト舗装補修方法を、図3を参照しながら説明する。
舗装表面に補修対象箇所40が生じた場合、まず、図3(b)に示すように、アスファルト舗装材梱包体1を、アスファルト混合物31に存在する補修対象箇所40に設置する。アスファルト舗装材梱包体1は、小分けされているため、補修対象箇所40のさまざまな形状に対応できる。
そして、図3(c)に示すように、補修対象箇所40に設置されたアスファルト舗装材梱包体1の包装部材10は、散水及び雨水等による水が付与されることにより溶解消失する。また、修対象箇所40に設置されたアスファルト舗装材梱包体1の水硬性アスファルト混合物20は、散水及び雨水等による水と反応することにより硬化が促進される。なお、包装部材10が溶解した水溶液はアルカリ性を示すため、水硬性アスファルト混合物20は、アルカリ性添加材を混合していなくても散水及び雨水等による水と反応することにより硬化が促進される。
さらに、アスファルト舗装材梱包体の包装部材が散水及び雨等による水分によって完全に溶解消失するので、アスファルト舗装内に不純物が残存することがない。そのため、アスファルト舗装の耐久性を維持した補修を行うことができ、補修後にアスファルト舗装内に残存した不純物を取り除く手間が省ける。また、アスファルト舗装材梱包体の水硬性アスファルト混合物が散水及び雨等による水分によって強度発現することができ、強度及び耐久性を高くすることができる。
さらに、アスファルト舗装材梱包体の包装部材は、施工時に散水することで、包装部材が早期に溶解消失し、水硬性アスファルト混合物が早期に強度を発現することができる。
各実施例及び比較例において、以下の方法により各評価を行なった。
包装部材を25cm×20cmの袋状にし、水硬性アスファルト混合物を2kg充填してアスファルト舗装材梱包体を作製した。温度60℃、相対湿度90%RHの条件下にさらし、24時間養生した後、10回揉むごとに包装部材の破損状況を観察した。評価結果を表1に示す。
○:100回以上揉んでも破損が見られない
△:10~100回の間に破損が見られた
×:10回未満で破損が見られた
包装部材を縦5cm×横5cmに切り出したサンプルを、2℃の水100ml入ったビーカーに投入し、マグネットスターラーにて撹拌を行った後のサンプルの状態を以下の基準で評価した。評価結果を表1に示す。
○:1時間以内の撹拌で完全に溶解した場合
△:溶解するが1~24時間の撹拌を要した場合
×:24時間以上撹拌しても溶解しなかった場合
水溶性評価を行ったサンプルに対して、水と接触した後の状態を目視にて確認した。評価結果を表1に示す。
ポリビニルアルコール樹脂「ハイセロン C型-200(商品名)」(日本合成化学工業株式会社製)で膜厚30μmの包装部材を作製した。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
ポリビニルアルコール樹脂「ハイセロン C型-200(商品名)」(日本合成化学工業株式会社製)で膜厚40μmの包装部材を作製した。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
ポリビニルアルコール樹脂「ハイセロン C型-200(商品名)」(日本合成化学工業株式会社製)で膜厚600μmの包装部材を作製した。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
ポリビニルアルコール樹脂「ハイセロン C型-200(商品名)」(日本合成化学工業株式会社製)で膜厚900μmの包装部材を作製した。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
ポリビニルアルコール樹脂「ハイセロン C型-200(商品名)」(日本合成化学工業株式会社製)で膜厚1200μmの包装部材を作製した。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
オブラート「国光オブラート」(国光オブラート株式会社製)で膜厚40μmの包装部材を作製した。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
ポリエチレン「クレラップ」(株式会社クレハ製)で膜厚40μmの包装部材を作製した。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
膜厚50μmの紙製の袋(市販の紙袋)を包装部材とした。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
膜厚50μmの不織布の袋を包装部材とした。当該包装部材について、上述の評価を行った。評価結果を表1に示す。
各実施例及び比較例において、以下の方法により各評価を行なった。
《供試体の作製》
作製したアスファルト舗装材梱包体を、温度20℃に設定した恒温槽にて5時間貯蔵した。
次いで、アスファルト舗装材梱包体を混合容器に移し、アスファルト舗装材梱包体が完全に浸るまで20℃の水に入れた後に混合した。混合することで、包装部材が水分と反応し、包装部材が溶解した。
次いで、溶解した包装部材と水硬性アスファルト混合物が混合したものを、内径101.6mm×高さ88.9mmのモールドに充填した。モールドに充填したものに対して、ヘラ又はコテで周囲に沿って15回、中央部を10回突いて、余剰水を排除した。
次いで、モールドに充填したものに対して、ランマにより50回/片面で両面を突き固めた。
混合容器に水を入れ始めてから約10分後にモールドから脱型し、供試体を得た。得られた供試体の高さを測定した。測定結果を表2に示す。
《試験方法》
作製した供試体を、温度20℃に設定した恒温槽にて30分貯蔵した。
ついで、万能試験機より載荷速度50mm/minにてマーシャル安定度を得た。なお、マーシャル試験の載荷方法については、舗装調査試験法便覧「B0001 マーシャル安定度試験方法」に準拠して行った。測定結果を表2に示す。なお、マーシャル安定度は、高い値であることが好ましく、2.0kN以上であることがより好ましい。
作製したアスファルト舗装材梱包体を、温度5℃に設定した恒温槽にて24時間貯蔵した後、取り出してほぐれやすさを評価した。
○:容易にほぐれた
△:スコップでほぐせばほぐれる
×:固結してほぐれない
《供試体の作製》
安定度試験と同様に、アスファルト舗装材梱包体を、温度20℃、相対湿度90%RHの条件下に設定した恒温槽にて5時間貯蔵した。
次いで、アスファルト舗装材梱包体を混合容器に移し、アスファルト舗装材梱包体が完全に浸るまで20℃の水に入れた後に混合した。混合することで、包装部材が水分と反応し、包装部材が溶解した。
次いで、溶解した包装部材と水硬性アスファルト混合物が混合したものを、内径101.6mmで高さ88.9mmのモールドに充填した。モールドに充填したものに対して、ヘラ又はコテで周囲に沿って15回、中央部を10回突いて、余剰水を排除した。
次いで、モールドに充填したものに対して、ランマにより50回/片面で両面を突き固めた。
混合容器に水を入れ始めてから約10分後にモールドから脱型し、供試体を得た。
《試験方法》
作製した供試体を、速やかに温度20℃に設定したロサンゼルス試験機のドラムに入れた。
混合容器に水を入れ始めてから30分後にドラムを150回転(毎分30~33回転)させた。ドラムは、舗装調査試験法便覧「B010 カンタブロ試験方法」に準拠したものを用いた。
供試体を取り出し質量を測定し、以下の式により供試体作製後30分後の硬化程度を評価した。なお、常温カンタブロ損失率は、低い値であることが好ましく、20%未満であることがより好ましい。
常温カンタブロ損失率(%)=(A-B)/A×100
A:試験前の質量、B:試験後の質量
表2に示す配合量(質量%)に従って材料を配合し、実施例6~13の水硬性アスファルト混合物を得た。
膜厚40μmのポリビニルアルコール樹脂「ハイセロン C型-200(商品名)」(日本合成化学工業株式会社製)(実施例2)で、25cm×20cmの袋状の包装部材を作製した。当該包装部材に実施例6~13の水硬性アスファルト混合物を2kg投入し、開口部を封止することでアスファルト舗装材梱包体を得た。
表2に示す配合量(質量%)に従って材料を配合し、比較例5~7の水硬性アスファルト混合物を得た。
膜厚40μmのオブラート「国光オブラート」(国光オブラート株式会社製)(比較例1)で、25cm×20cmの袋状の包装部材を作製した。当該包装部材に比較例5~7の水硬性アスファルト混合物を2kg投入し、開口部を封止することでアスファルト舗装材梱包体を得た。
《骨材》
・砕石:6号「粒径5~13mm」、7号「粒径2.5~5mm」
・砂:粗目砂「粒径5mm以下」、細目砂「粒径2mm以下」
・フィラー:石粉
《アスファルト》
・ストレートアスファルト:針入度60~80
《重合脂肪酸》
・重合脂肪酸:ダイマー酸、商品名「ハリダイマー250」(ハリマ化成株式会社製)
《アルカリ性添加材》
・消石灰
・セメント:普通ポルトランドセメント
10:包装部材
11:開口部
20:水硬性アスファルト混合物
30:アスファルト混合物あるいは路盤
31:アスファルト混合物
40:補修対象箇所
Claims (10)
- 水溶性を有するポリビニルアルコール樹脂製の包装部材と、
前記包装部材に内包され、骨材、アスファルト、アルカリ性添加材、及び重合脂肪酸を含有する水硬性アスファルト混合物とを備え、
前記包装部材の膜厚の平均厚さが、40μm以上600μm以下であり、
前記アルカリ性添加材の含有量が、前記水硬性アスファルト混合物全量基準で、0.3質量%以上6質量%以下であり、
前記重合脂肪酸の含有量が、前記水硬性アスファルト混合物全量基準で、1.0質量%以上である、アスファルト舗装材梱包体。 - 前記重合脂肪酸の含有量が、前記水硬性アスファルト混合物全量基準で、1.0質量%以上95質量%以下である、請求項1に記載のアスファルト舗装材梱包体。
- 前記アルカリ性添加材は、水溶液中でアルカリ性を示す無機物及び有機物からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のアスファルト舗装材梱包体。
- 前記水硬性アスファルト混合物中における前記アルカリ性添加材の含有比率が、0.5質量%以上10質量%以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載のアスファルト舗装材梱包体。
- 前記包装部材は、20℃の水100gに対して1g以上溶解する、請求項1~4のいずれか1項に記載のアスファルト舗装材梱包体。
- 前記包装部材は、水と接触することで完全に溶解する、請求項1~5のいずれか1項に記載のアスファルト舗装材梱包体。
- 前記包装部材は、10gを2℃の水100gに溶かした時、24時間以内に完全溶解する、請求項1~6のいずれか1項に記載のアスファルト舗装材梱包体。
- 前記包装部材の外周にフィラーがまぶされている、請求項1~7のいずれか1項に記載のアスファルト舗装材梱包体。
- 前記包装部材に対する前記水硬性アスファルト混合物の充填率が、40質量%以上97質量%以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載のアスファルト舗装材梱包体。
- アスファルト舗装材梱包体を、アスファルト舗装に存在する補修対象箇所に設置する工程と、
前記アスファルト舗装材梱包体に水を付与する工程と、
前記アスファルト舗装材梱包体が水と反応して包装部材が溶解消失する工程と、
前記包装部材に内包される水硬性アスファルト混合物が水と反応して硬化する工程とを含む、アスファルト舗装補修方法であって、
前記アスファルト舗装材梱包体が、水溶性を有するポリビニルアルコール樹脂製の包装部材と、前記包装部材に内包され、骨材、アスファルト、アルカリ性添加材、及び重合脂肪酸を含有する水硬性アスファルト混合物とを備え、
前記包装部材の膜厚の平均厚さが、40μm以上600μm以下であり、
前記アルカリ性添加材の含有量が、前記水硬性アスファルト混合物全量基準で、0.3質量%以上6質量%以下であり、
前記重合脂肪酸の含有量が、前記水硬性アスファルト混合物全量基準で、1.0質量%以上である、アスファルト舗装補修方法。
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