JP7490582B2 - ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物 - Google Patents
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Description
(i)環境適合性の向上、
(ii)CO2フットプリントの改善、
(iii)可塑性改質剤などの化学薬品の必要性の減少、
(iv)泡立ちの減少、したがって例えば、消泡剤の必要性がないか、必要性が少ない、
(v)結合剤、例えばビチューメン、組成物中のより高度なダイジェステート、
(vi)ダイジェステートは、例えば、少なくとも部分的には、より安価なダイジェステートに置き換えられ得るまたは置換され得るSBS(スチレン-ブタジエン-スチレン)またはその他のポリマーもしくは成分よりも安価であるため、コスト削減、
(vii)例えば、ダイジェステートの存在下での結合剤、例えば、ビチューメンの混合中、ならびに/または例えば、空気および/もしくは酸素に暴露された表面の酸化の低減または防止、
(viii)ダイジェステートの存在によるUV耐性の改善、
(ix)結合剤組成物、例えば、ビチューメン組成物、道路、舗装、アスファルトルーフィング、防水材料、接着剤、または結合剤組成物、例えば、本明細書に開示されるビチューメン組成物を含む任意の構造物の平均余命(寿命)の増加、
(x)貫入耐性の増加、および/または
(xi)軟化点の上昇。
舗装ユニットは、典型的に、舗装作業を開始する前に加熱して、アスファルト混合物組成物が機械の敏感な部分に付着するのを防ぐ必要がある。現代のペーバでは、スクリードの圧縮システムを個別に作動させることができる。特に、高圧縮スクリードは、非常に良い圧縮を達成する。その結果、ペーバの後ろのローラは、指定された最終的な圧縮度を達成するために必要なパスが少なくなる。
アスファルト混合物組成物の圧縮は、温度の上昇とともにより効果的になる。最も有利な温度範囲は、アスファルト混合物組成物の組成、舗装の厚さ、および使用する結合剤のタイプに依存する。標準的なアスファルト混合物組成物を舗装する場合、圧縮に十分な時間を確保するために、温度は、通常110℃を超えたままである必要がある。
正しいアスファルト混合物組成物を取得する
ほとんどの道路舗装は、組み合わせることで道路を強く耐久性のあるものにする種々の材料のいくつかの層からなる。アスファルト舗装は、しばしば柔軟な舗装として説明され、これは、それらが交通および天候によって課せられる応力を亀裂なしで吸収する能力を暗示している。このような舗装の成分層の例を図1に例示する。本発明のアスファルト混合物組成物は、これらの層の1つまたは複数における使用に適している。
路床は、典型的に、自然の土であり、古い道路では、通常は交通によって十分に圧縮されており、新しい道路では、適切なレベルおよびプロファイルに慎重に成形され、圧縮されている。路床の改善は、石灰、セメント、高炉スラグ微粉末(GGBS)で土を処理するか、または低品質の骨材の「キャッピング層」を添加することで可能であり得る。サブベースは、最下層であり、舗装の強度を高めるのを助けるために配置される。それは、上の層の敷設および圧縮に使用される機械の作業プラットフォームも提供する。それは通常、砕石および/または砂利から作られている。
道路および他の舗装された領域は、下にある土や舗装層に過度の応力がかからないように、交通負荷を分散するのに十分な強度および剛性を持たせるように設計する必要がある。したがって、新しい舗装を設計する際の重要なパラメータは、土の路床の強度、予想される交通の重量および強度、および種々の舗装層を構成するために利用できる材料の剛性である。しかしながら、水による舗装および路床の損傷の可能性が高いため、適切に設計された舗装排水システムも含むことが必須である。舗装設計方法は、それらが意図された環境を反映しなければならず、例えば、英国の比較的湿った気候と重い粘土質の土では、英国の方法は、土路床の耐負荷特性を正しく評価することの重要性、および推定交通負荷の正しい評価にかなりの重点を置いている。重いホイールの負荷は、特に損傷を与える。
アスファルト混合物組成物は、交通負荷の下での亀裂、ポットホーリング、または変形などの徴候を示している舗装の強化に使用するのに理想的な特性を有する。それらは、既存の道路にオーバーレイとして重ね合わせることができるため、これらの道路は、当初の設計よりも重い交通を引き続き支えることができる。代わりに、舗装の増加した強度は、1つまたは複数の古い表面層を新しいアスファルト混合物組成物に置き換えることによって得られる。
・車両駐車場
・住宅道路
・歩道
・レクリエーションエリア-テニスコート、遊び場など
・農業用途-農道、動物キュービクル、舗装された領域など
・飛行場-滑走路および連絡道路など
舗装駐車場および保管場所
・水圧アプリケーション:ダム建設、沿岸保護など。
欧州のアスファルト標準の要件とのアスファルト混合物組成物の適合性の評価および実証は、少なくともBS EN13108シリーズの2つの標準でカバーされており、PD 6691でさらに説明およびガイダンスが提供されている。2つの標準は、以下のとおりである。
・BS EN13108-20Type Testing
・BS EN13108-21Factory Production Control
石油精製プラントおよびアスファルト製造者からの排出は、粉塵および粒子状物質を再収集し、それらを加熱プロセスで再利用する機器を使用して制御される。これにより、それらが環境に放出されるのを防ぎ、加熱プロセスの効率も向上する。アスファルトのリサイクルも環境にプラスの影響を与える。毎年少なくとも9千万トンの古いアスファルト舗装が粉砕され、新しいアスファルトにリサイクルされる。
環境にやさしい廃棄物プロセシング方法は、生物学に基づいたRenescience(登録商標)テクノロジーであり、ここで、通常の分別されていない、および/または分別された/部分的に分別された家庭廃棄物などの有機物質を含む廃棄物は、食品廃棄物、段ボール、紙ラベルなどの有機性廃棄物を液化かつ/または糖化し、嫌気性消化プロセスを介したバイオガスの生産に使用できる生物学的液体に変換するために、水、1つまたは複数の酵素、および任意選択で微生物と混合される。
a)廃棄物をバイオリアクター内で酵素処理と微生物処理の組合せに供することであって、微生物処理が乳酸産生菌を含む、供することと、
b)ステップa)からの処理された廃棄物を1つまたは複数の分離ステップ(複数可)に供することであって、それによって生物学的液体画分が提供される、供することと、
c)任意選択で、生物学的液体画分を嫌気性消化(AD)に供することと
を含む、廃棄物から生物学的液体を提供する方法を指し、ここで、
ステップa)での廃棄物の酵素処理と微生物処理の組合せは、バイオリアクター内で行われる。処理は、1つまたは複数の加水分解酵素を添加することによって、および廃棄物に存在する細菌によって行われる。任意選択で、標準的な、培養された、もしくは操作された酵母、細菌、または廃棄物中に存在する有機物質を、嫌気性消化プロセスでのその後のバイオガス生成に適した有機酸もしくは他の組成物に変換する能力がある任意の他の微生物をバイオリアクターに加えることができる。酵素は、天然の形またはそのような酵素の蓄積を引き起こす微生物の形で供給される。
このステップでは、生物学的液体が非分解性画分から分離される。分離は、典型的に、1つまたは複数の分離ステップ手段によって行われ、これは、1つまたは複数のバリスチックセパレーター(複数可)、ふるい(複数可)、洗浄ドラム(複数可)、プレスおよび/または水圧プレスのものによって例示的に行われ得る。1つまたは複数の分離手段は、酵素および微生物作用の組合せで処理されたMSWなどの廃棄物を、生物学的液体、例えば、非生分解性である2D材料の画分、および例えば、非生分解性である3D材料の画分に分離する。3D画分(缶およびプラスチックボトルなど)は、大量の生物学的液体を結合しないため、単一の洗浄ステップが3D画分を浄化するのにしばしば十分である。2D画分(例えば、繊維およびホイル)は、典型的に、かなりの量の生物学的液体を結合する。したがって、2D画分は、典型的に、生物学的液体の回収を最適化し、よりきれいで乾燥した2D画分を得るために、例えば、スクリュープレスを使用してプレスされ、洗浄され、再びプレスされる。砂およびガラスである不活性材料は、典型的に、除去される、例えば、生物学的液体からふるいにかけられる。金属は、典型的に、言及されたすべての画分から除去される。1つまたは複数の洗浄ドラムで使用される水は、再循環され、加熱され、次いで、第1のステップの間に廃棄物の加熱に使用され得る。2D画分は、リサイクル可能なものならびに/またはSRF(廃棄物固形燃料)、RDF(ごみ固形燃料)、および/もしくは不活性材料などの残留物にさらに分離され得る。3D画分もまた、リサイクル可能なものならびに/または金属、3Dプラスチック、および/もしくはRDFなどの残留物にさらに分離され得る。
道路の劣化は、市や国にとって常に問題であるため、例えば、疲労亀裂特性およびエイジング特性などの他のパラメータ/特性の中で、舗装の厚さ、アスファルト混合物組成物の組成、ならびにホイールトラッキング、曲げ剛性率、および感水性によって決定されるわだち深さ、ならびに軟化点および貫入などの結合剤の特性などのアスファルト混合物組成物の品質および性能を向上させる添加剤および任意選択で充填剤を有する経済的な舗装材料を提供する必要がある。
1)Renescience(登録商標)ダイジェステートをリサイクルするための持続可能な解決策。
2)アスファルト混合物組成物の耐久性、安全性および性能に関する他の関連する品質評価特性の中でも、ホイールわだち掘れ、曲げ剛性率、感水性または舗装層の厚さなどのアスファルト混合物組成物ならびに軟化点貫入、およびアンチエイジング特性などのアスファルト組成物に含まれる結合剤(複数可)の改善または保存された特性。
Renescience(登録商標)ダイジェステート添加剤は、WO2014/198274およびWO2013/18778に記載されているように、例えば、1つまたは複数の添加された酵素およびその後の嫌気性消化に供されることからの酵素処理を含むRenescience(登録商標)テクノロジーで処理された分別されていない都市固形廃棄物(MSW)から調製される。
(i)バイオメタン精製およびその他のプロセスに適している、生物学的液体とも呼ばれる生体スラリー、
(ii)リサイクル用のガラスおよび砂などの不活性物質、
(iii)「2次元」(2D)画分、
(iv)ごみ固形燃料(RDF)および廃棄物固形燃料(SRF)生成、ならびに金属、プラスチック、および木材のリサイクルに適した、無機材料を含む2Dおよび3D画分の「3次元」(3D)画分。
食品廃棄物ダイジェステート添加剤は、最先端のADシステムを使用した食品廃棄物の嫌気性消化(AD)によって調製される。固形食品廃棄物ダイジェステートは、例えば、混合食品廃棄物供給原料で作動している産業ADプラントから取得され得る。「固形ダイジェステート」は、約25%の総固形分を含む、すなわち、湿っていてアスファルトに使用可能ではない。食品廃棄物ダイジェステートは、それが10%未満の水分含有量まで乾燥され、典型的に、粉末に粉砕される前は、正しい「食品廃棄物ダイジェステート添加剤」ではない。「食品廃棄物ダイジェステート添加剤」は、ペレットおよび/または例えば、1~10mmの直径を有する顆粒の形態とすることができる。
固形下水汚泥ダイジェステートは、例えば、大都市の都市下水処理場から取得され得る。廃水は、典型的な廃水処理を経て、一次汚泥および二次汚泥を生成し、下水処理場で脱水される下水汚泥ダイジェステートを生じる。
ダイジェステート添加剤は、家庭廃棄物、下水汚泥、一般食品廃棄物、産業廃棄物、セルロース廃棄物、植物廃棄物、動物廃棄物、動物性食品廃棄物、植物性食品廃棄物、紙および/またはカートン廃棄物、繊維廃棄物、レストラン産業、食品加工産業、一般産業などの産業からの廃棄物画分、製紙産業からの廃棄物画分、リサイクル施設からの廃棄物画分、食品または飼料産業からの廃棄物画分、医薬品または製薬産業からの廃棄物画分、病院および診療所からの廃棄物画分、農業または農業関連部門からの廃棄物画分、砂糖またはデンプンが豊富な製品のプロセシングからの廃棄物画分、食品または飼料の目的で利用できない穀物、ジャガイモ、ビートなどの汚染された、または他の方法で損なわれた農産物、庭のゴミ、脂肪酸が豊富な供給原料などのアージェント供給原料、ならびにデンプン産業供給原料からなる群から選択される1つまたは複数のタイプの廃棄物/供給原料の最先端の嫌気性消化からのダイジェステートとすることができる。
ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を製造するための方法であって、
a)ダイジェステート添加剤を提供するステップと、
b)骨材(複数可)および任意選択で充填剤(複数可)を提供するステップと、
c)結合剤(複数可)を提供するステップと、
d)骨材(複数可)、任意選択で充填剤(複数可)および結合剤(複数可)をダイジェステート添加剤と混合して、アスファルト混合物組成物を得るステップと
を含む、ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を製造するための方法であって、
(i)ダイジェステート添加剤が、食品廃棄物、段ボール、紙ラベルなどの有機性廃棄物を液化かつ/または糖化し、嫌気性消化プロセスを介したバイオガスの生産に使用できる生物学的液体に変換するために、通常の分別されていない、および/または分別された/部分的に分別された家庭廃棄物などの有機物質を含む廃棄物を、水、酵素、および任意選択で微生物と混合することによって得られ、
(ii)骨材および任意選択で充填剤が、乾燥していない場合、例えば、約110±15℃で乾燥されて、恒量に達し、
(iii)次いで、骨材と任意選択で充填剤が混合されて、好ましくは、EN13108-1:2016によるAC20 Dense Bin40/60の要件を満たし、
(iv)結合剤が典型的に、例えば、約155±25℃まで、例えば1~12時間、好ましくは、4~8時間加熱され、撹拌され、
(v)骨材(複数可)がダイジェステート添加剤と混合されて、アスファルト混合物組成物の重量で約0.5%、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%または70%のダイジェステート添加剤の所望の濃度に達し、
(vi)結合剤が混合物に添加され、典型的に、骨材(複数可)が結合剤(複数可)で完全にコーティングされるまで混合される、ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を製造するための方法が本明細書で提供される。
主なアスファルト結合剤改質は、機械的耐性、温度感受性、接着性、および弾性などのアスファルト結合剤サービス特性を増強する、例えば、スチレン-ブタジエン-スチレン(SBS)のようなポリマーの添加によって行われてきた。しかしながら、ビチューメンに関連するこれらの石油由来生成物の高価格は、ビチューメンマトリックス中のその濃度を制限する。
本発明の文脈では、「骨材(複数可)」または「充填剤(複数可)」という用語は、互換的に使用され得、典型的に、しかし排他的にではなく、例えば、質量で92~96%のアスファルトの最大の構成要素を含むことを意味する。骨材のタイプ、その鉱物学、および物理的および化学的特性は、アスファルトの性能に大きな影響を与えると考えられている。欧州のアスファルト混合物組成物に準拠するために使用するのに適した骨材およびその特性は、EN13043(BSI、2002)などの国または地域の標準により指定され得る。この標準は、骨材を「建設に使用される粒状材料」と定義し、これを、以下のように記載された(i)天然骨材、(ii)製造された骨材、(iii)リサイクルされた骨材の3つのタイプの1つに分ける:(i)天然骨材:「機械的プロセシングのみに供された鉱物源からの骨材」(しばしば一次骨材と呼ばれる、例えば、砕石、砂、砂利)、(ii)製造された骨材:「熱的またはその他の改質を伴う工業プロセスから生じる鉱物起源の骨材」(例えば、高炉スラグ)、および(iii)リサイクルされた骨材:「以前に建設に使用された無機または鉱物材料のプロセシングから生じた骨材」(例えば、再生アスファルト)。
25℃の温度で100gの負荷の下で標準の針が5秒でビチューメンに貫入する10分の1ミリメートルの深さである、許容範囲の貫入値(例えば、40/60、100/150penグレード)で示される、比較的硬いビチューメンである、舗装グレードビチューメン、
例えば、EME2などの、典型的に、ベースおよび結合層のアスファルトで使用される、非常に交通量が多く、かつ/または負荷がかかる高速道路アスファルトで使用するための「より硬い」グレードのビチューメンである、ハード舗装グレードビチューメン(10/20および15/25pen)、
揮発性オイルとブレンドすることにより、舗装グレードビチューメンの粘度を下げて、舗装グレードビチューメンよりも低温での使用に便利になっている(ブレンドは、アスファルトプラント上のミキサーでしばしば行われる)、カットバックビチューメン、カットバックビチューメンを使用して製造されたアスファルトは、主に一時的な回復に使用される。
これもまた、低温で、または舗装グレードビチューメンよりも低温で、一部のエマルジョンを用いて使用するのに便利にするために、舗装グレードのビチューメンが非常に小さな小球の形で水に分散しているビチューメンエマルジョンであり、ビチューメンは、特殊な乳化剤を使用して懸濁状態に保たれる。
それらが使用されるアスファルト混合物組成物に強化された特性を提供するためにポリマーなどの適切な改質剤とブレンドされたビチューメンである、改質ビチューメン、
ビチューメン混合物、すなわちビチューメンとトリニダードレイクアスファルト(TLA)のブレンドで、通常はアスファルトプラントでブレンドされる。
1.少なくとも1つの結合剤と、
骨材と、
添加剤と
を含む、アスファルト混合物組成物であって、
少なくとも1つの添加剤がダイジェステートである、アスファルト混合物組成物。
a)表層
b)結合層
c)基層
d)サブベース
e)路床。
a)ダイジェステート添加剤を提供するステップと、
b)骨材(複数可)を提供するステップと、
c)結合剤(複数可)を提供するステップと、
d)骨材(複数可)および結合剤(複数可)をダイジェステート添加剤と混合して、アスファルト混合物組成物を得るステップと
を含む、ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を製造するための方法であって、
以下の少なくとも1つまたは複数を満たす、ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を製造するための方法:
(i)Renescience(登録商標)ダイジェステート添加剤、食品廃棄物ダイジェステート添加剤、および/または下水汚泥添加剤などのダイジェステート添加剤が、嫌気性消化によって得られる、
(ii)骨材が5%未満、10%未満、15%未満、または20%未満(w/w)の水分含有量を含む、
(iii)結合剤がその基準圧縮温度(110±25℃)まで、1~12時間、好ましくは、4~8時間加熱され、撹拌される、
(iv)ダイジェステート添加剤が、アスファルト混合物組成物の約0.5重量%、1重量%、5重量%、10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、または70重量%までのダイジェステート添加剤の所望の濃度を達成する、
(v)混合が、骨材(複数可)が結合剤(複数可)で完全にコーティングされるまで行われる。
第1の態様では、本発明は、ビチューメンなどの結合剤と、ダイジェステート添加剤と、任意選択で1つまたは複数のさらなる成分(複数可)とを含む組成物に関する。適切なさらなる成分は、例えば、骨材、任意選択で1つもしくは複数の充填剤、ならびに/または1つもしくは複数の分散剤(複数可)、界面活性剤(複数可)、ハイドロトロピック剤(複数可)、乳化剤(複数可)、保存剤(複数可)、消泡剤(複数可)、粘度調整剤(複数可)、反応性ポリマー(複数可)、およびそれらの任意の組合せなどの1つもしくは複数の活性成分(複数可)を含み得る。
[1.1-Renescience(登録商標)ダイジェステート添加剤およびRenescience(登録商標)ダイジェステート灰の調製]
実験室規模のアスファルト実験用のダイジェステート添加剤を、例えば、WO2014/198274およびWO2013/18778に記載されているように、1つまたは複数の添加された酵素、その後の嫌気性消化に供されることからの酵素処理を含む、実証規模のRenescience(登録商標)プロセスで処理された分別されていない欧州都市固形廃棄物(MSW)から調製した。
・入ってくるMSWストリームを280kg MSW/hの速度で酵素リアクターに導入した。
・約50℃のバッファータンクに保管された後、速度560L水/時間で給湯器で約75℃に加熱された再循環洗浄水の溶液を添加することにより、入ってくるMSWストリームの非水含有量を調整した。
・0.9重量%で入ってくるMSWストリームにCTEC3(商標)を導入した。
・約50℃で約12時間の平均保持時間を達成するように酵素リアクターを実行する。
・2:1 MSW:水
・13、5 Tリアクター充填
食品廃棄物ダイジェステート添加剤を、英国ノースウィッチのRenescience施設にある最先端のADシステムを使用した食品廃棄物の嫌気性消化(AD)によって調製した。
a)消化前に供給原料を低温殺菌した。
b)食品廃棄物を、嫌気性加水分解タンクにおいて、周囲温度で2~5日間の滞留時間で事前に加水分解した。
c)事前に加水分解された食品廃棄物は、3.8の平均pH、17~20重量%の総固形分を有した。
d)事前に加水分解された食品廃棄物を、撹拌された中温性嫌気性ダイジェスターで、39~41℃の温度で、平均水圧滞留時間40日で消化した。
e)食品廃棄物流出物は、8.3の平均pH、約3~4重量%の総固形分を有した。
f)食品廃棄物AD流出物またはADダイジェステートを、デカンター遠心分離機を使用して工業用地で約22~27重量%の乾物含量まで脱水した。脱水プロセスには、カチオン性ポリアクリルアミド凝集剤のポリマー溶液を使用した。
g)食品廃棄物の固形ダイジェステートをバケツに収集し、さらなる試験に必要になるまで-18℃の冷凍庫に保管した。
h)固体食品廃棄物ダイジェステートを105℃で恒量まで乾燥させた。
i)乾燥させた食品廃棄物ダイジェステートを、スクリーンサイズ1mmのRetsch粉砕機モデルZM200で粉砕して、食品廃棄物ダイジェステート添加剤を生成した。
a)廃水は、粗いふるい分けおよび大きな粒子の除去、砂および脂肪の除去、一次スラッジを生成するための一次機械的沈降、リンおよび窒素の除去、二次スラッジを生成するための二次機械的沈降を含む典型的な廃水処理を経る。
b)一次および二次スラッジおよび少量の脂肪を、平均滞留時間18日で約37~38℃の温度で動作する中温性嫌気性ダイジェスター(AD)に移動する。
c)下水汚泥ダイジェステートを、下水処理場でデカンター遠心分離機を使用して、乾物含量が約25%w/wになるまで脱水する。
d)固形下水汚泥ダイジェステートを収集し、さらなる試験に必要になるまで-18℃の冷凍庫に保管した。
e)固形下水汚泥ダイジェステートを、105℃で恒量まで乾燥させた。乾燥させた下水汚泥ダイジェステートを、スクリーンサイズ8mmのRetsch粉砕機モデルSM300で事前に粉砕し、その後、スクリーンサイズ1mmのRetsch粉砕機モデルZM200で粉砕して、下水汚泥ダイジェステート添加剤を生成した。
実施例2-Renescience(登録商標)ダイジェステート添加剤、食品廃棄物ダイジェステート添加剤、および下水汚泥ダイジェステート添加剤の組成分析および粒度分布。
本発明によるアスファルト組成物を、EN12697-35:2016に従って調製した。
骨材および充填剤は、まだ乾燥していない場合は、110±15℃、好ましくは、110±5℃、最も好ましくは、110℃で乾燥させて、恒量を得た。
Bitumen Penetration Grade40/60を、ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を得るために実施したアッセイの1つで結合剤として使用した。
混合を開始する前に、混合容器を155±25℃、好ましくは、155±5℃、最も好ましくは、155℃に予熱した。
得られたアスファルト混合物組成物の特色に応じて、また我々が実施したい測定に応じて、圧縮が複数の方法に従って実施され得る。
[4.1-ホイールわだち掘れ]
ホイールトラッキングを、EN12697-22の手順B(小型デバイス)により、Cooper Auto Lift Arm ECO Wheel Trackerを使用して行い、アスファルト混合物組成物試料におけるホイールわだち掘れを決定した。
様々なタイプのダイジェステートを含むアスファルト混合物組成物について、わだち深さを決定した(表4)。わだち深さは、設定された回数の頻回の通過後にホイールがアスファルトに作るわだちの深さの尺度である。
様々な濃度のRenescience(登録商標)ダイジェステートを含むアスファルトのホイールわだち掘れ
実施例3に従って調製されたアスファルト混合物組成物を、EN12697-30:2012により、各側に50回の打撃を伴う衝撃圧縮によって圧縮した。
試験片の乾燥サブセット(5つの試験片)を、20±5℃以内で実験室で室温、平らな面上に保管した。
試験片を、空気室で25±2℃の指定された試験温度にした。試験片の間接引張強度を、空気室を出てから1分以内に決定した。
ピーク負荷を記録し、以下の式により間接引張強度(ITS)を計算した。
ITS=2P/πDH*1000
ここで、Pは、ピーク負荷であり、Dは、直径であり、Hは、高さ、ITSは、kPaで表される間接引張強度である。
様々なタイプのダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物について感水性を決定した(表1)。
[試験片の調製]
実施例3に従って調製されたアスファルト混合物組成物を、EN12697-31:2007により旋回圧縮によって圧縮した。曲げ剛性率を、EN12697-26:2004(E)Annex Cにより決定した。
試験前に、すべての試験片を、20±0.4℃で24時間コンディショニングした。試験片を、Cooper Servo-Pneumatic Universal Testing Machineに取り付けた。コンディショニングでは、機器が負荷の大きさおよび持続時間を調整して、指定された水平方向の直径の変形および時間を与えることができるように、少なくとも10個のコンディショニングパルスを適用した。標的変形は、7±2μm、立ち上がり時間は、124±4ms、使用されたポアソン比は、0.35であった。クロスヘッドは、0.60に近い標的負荷面積係数を与えるように配置した。負荷面積係数が0.60±0.10でない場合、結果を却下した。
様々なタイプのダイジェステートを含むアスファルトの曲げ剛性率
Renescience(登録商標)ダイジェステートを含むアスファルト混合物組成物について、曲げ剛性率を決定した(表8)。曲げ剛性率を、道路における構造的挙動を推定するためのデータを得、アスファルトの仕様により試験データを判断するために、舗装における相対的な性能のガイドとして使用した。
EN12697-3:2013に記載されている手順に従うことによって、実施例3により調製したアスファルト混合物組成物から結合剤を回収した。
異なるタイプのダイジェステートを含むアスファルト混合物組成物から抽出されたビチューメンについて、結合剤特性(特に貫入と軟化点)を決定した(表9)。
ダイジェステートを使用して、ポリマー改質ビチューメンの特性を直接改質できる(すなわち、アスファルト混合物組成物中の骨材と混合する前に)ことを示すために、ポリマー改質ビチューメンを用いて一連の実験を行った。
[異なるタイプのダイジェステートを用いたPmBの改質]
ポリマー改質ビチューメン(PmB)を、実施例6により調製した。PmBを、添加剤としてダイジェステートまたはリグニンを使用して、所望の最終濃度までさらに改質した。リグニンを、Larsen,J.ら、2012.Biomass and Bioenergy,46,36-45に記載されているように、Inbiconプロセスから得た。改質を、10分間、Ultra Turrax(S25N-10G Dispersingエレメント、バイアルの底にできるだけ近づけて分散エレメントを用いて10000rpm)を使用して、添加剤を加え均質化することにより行った。負の対照には、添加剤を添加しなかった。
[実施例7.1-エイジングに関するビチューメン試料の調製] Renescience(登録商標)ダイジェステート添加剤を、実施例1に従って調製し、高せん断混合を165℃で10分間使用して、ビチューメン(EN1426:2015による貫入値49dmm、EN1427:2007による軟化点50.2℃を有することを特徴とする)に混合した。
Renescience(登録商標)ダイジェステート添加剤を含むビチューメンの保管安定性を、EN13399:2017により試験した。
実施例8に従ってRTFOエイジングに供したサブ試料を、EN14769:2012により圧力エイジング容器(PAV)エイジングによってさらにエイジングに供し、7~10年の期間にわたってアスファルト道路内の結合剤に発生する稼働中のエイジングをシミュレートした。
短期エイジングビチューメン試料のわだち掘れ耐性パラメータを、EN14770:2012によりMalvern Kinexus Pro+を使用して、DSRによって測定した複素せん断弾性率(G*)および位相角(δ)に基づいて計算した。
長期エイジングビチューメン試料の疲労亀裂パラメータを、EN14770:2012によりMalvern Kinexus Pro+を使用して、DSRによって測定した複素せん断弾性率(G*)および位相角(δ)に基づいて計算した。
長期エイジングビチューメン試料のエイジング指数を、EN14770:2012によりMalvern Kinexus Pro+を使用して、DSRによって測定した複素せん断弾性率(G*)に基づいて計算した。
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Claims (12)
- 少なくとも1つの結合剤と、
骨材と、
ダイジェステートである添加剤とを含む、アスファルト混合物組成物であって、
ダイジェステート添加剤が前記アスファルト混合物組成物の70重量%まで前記結合剤に置き換わり、ポリマーおよびダイジェステート添加剤で改質された結合剤の軟化点が、ポリマーのみで改質された結合剤の軟化点よりも1℃から10℃高く、および、前記ダイジェステートが、都市固形廃棄物(MSW)から生物学的液体を提供する方法によって取得され、前記方法が、
a)廃棄物をバイオリアクター内で酵素処理と微生物処理の組合せに供することであって、前記微生物処理が細菌を生成する乳酸産生菌を含む、供することと、
b)ステップa)からの処理された廃棄物を1つまたは複数の分離ステップに供することであって、それによって生物学的液体画分が提供される、供することと、
c)前記生物学的液体画分を嫌気性消化(AD)に供することと、を含む、アスファルト混合物組成物。 - 前記結合剤がビチューメン結合剤である、請求項1に記載のアスファルト混合物組成物。
- 前記結合剤が、少なくとも1つのポリマーで改質されており、ポリマー改質ビチューメン(PmB)であり、および、前記少なくとも1つのポリマーで改質された結合剤を含む前記アスファルト混合物組成物の70重量%まで置き換えられている、請求項1または2に記載のアスファルト混合物組成物。
- 前記結合剤が前記アスファルト混合物組成物の70重量%までのダイジェステート添加剤を含む場合、前記結合剤が0重量%のダイジェステート添加剤を含む同等のアスファルト混合物組成物に対して、前記結合剤が-80%~+80%の貫入の変化を示す、請求項1~3のいずれか一項に記載のアスファルト混合物組成物。
- 前記結合剤が前記アスファルト混合物組成物の70重量%までのダイジェステート添加剤を含む場合、前記結合剤が0重量%のダイジェステート添加剤を含む同等のアスファルト混合物組成物に対して、前記結合剤が-30%~40%の軟化点の変化を示す、請求項1~4のいずれか一項に記載のアスファルト混合物組成物。
- 前記アスファルト混合物組成物が、前記アスファルト混合物組成物の70重量%までのダイジェステート添加剤を含み、前記結合剤が0重量%のダイジェステート添加剤を含む同等のアスファルト混合物組成物に対して、5%~400%の曲げ剛性率の変化を示す、請求項1~5のいずれか一項に記載のアスファルト混合物組成物。
- 前記組成物が、前記アスファルト混合物組成物の70重量%までのダイジェステート添加剤を含み、前記結合剤が0重量%のダイジェステート添加剤を含む同等のアスファルト混合物組成物に対して、70%まで低いわだち深さを示す、請求項1~6のいずれか一項に記載のアスファルト混合物組成物。
- Renescienceダイジェステート灰が充填剤である、請求項1~7のいずれか一項に記載のアスファルト混合物組成物。
- ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を製造するための方法であって、
a)前記ダイジェステート添加剤を提供するステップであって、ダイジェステートが、都市固形廃棄物(MSW)から生物学的液体を提供する方法によって取得され、前記生物学的液体を提供する方法が、
a1)廃棄物をバイオリアクター内で酵素処理と微生物処理の組合せに供することであって、前記微生物処理が細菌を生成する乳酸産生菌を含む、供することと、
a2)ステップa1)からの処理された廃棄物を1つまたは複数の分離ステップに供することであって、それによって生物学的液体画分が提供される、供することと、
a3)前記生物学的液体画分を嫌気性消化(AD)に供することと、を含む、ステップと、
b)骨材(複数可)を提供するステップと、
c)結合剤(複数可)を提供するステップと、
d)前記骨材(複数可)および結合剤(複数可)をダイジェステート添加剤と混合して、アスファルト混合物組成物を得るステップと
を含む、ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を製造するための方法であって、
以下:
(i)骨材が20%未満(w/w)の水分含有量を含むこと、
(ii)結合剤がその基準圧縮温度(±25℃)まで、1~12時間加熱され、撹拌されること、
(iii)ダイジェステート添加剤が、前記アスファルト混合物組成物の70重量%までのダイジェステート添加剤の所望の濃度を達成すること、および、
(iv)混合が、前記骨材(複数可)が前記結合剤(複数可)で完全にコーティングされるまで行われること、
のうち少なくとも1つまたは複数を満たす、ダイジェステート添加剤を含むアスファルト混合物組成物を製造するための方法。 - 請求項9に記載の方法から直接的に得られる、アスファルト混合物組成物。
- ダイジェステート添加剤の使用であって、前記ダイジェステート添加剤が、アスファルト混合物組成物の70重量%まで置き換わり、道路敷設、舗装および舗装された領域、屋根材料、乗り物駐車場、住宅道路、歩道、レクリエーション用地、農業用途、飛行場、滑走路および連絡道路、舗装駐車場、保管場所、水圧アプリケーション、または、沿岸保護のためのアスファルト混合物組成物の製造に使用され、
ダイジェステートが、都市固形廃棄物(MSW)から生物学的液体を提供する方法によって取得され、前記方法が、
a)廃棄物をバイオリアクター内で酵素処理と微生物処理の組合せに供することであって、前記微生物処理が細菌を生成する乳酸産生菌を含む、供することと、
b)ステップa)からの処理された廃棄物を1つまたは複数の分離ステップに供することであって、それによって生物学的液体画分が提供される、供することと、
c)前記生物学的液体画分を嫌気性消化(AD)に供することと、を含む、ダイジェステート添加剤の使用。 - 道路敷設、舗装および舗装された領域、屋根材料、乗り物駐車場、住宅道路、歩道、レクリエーション用地、農業用途、飛行場、滑走路および連絡道路、舗装駐車場、保管場所、水圧アプリケーション、または、沿岸保護のための、請求項1~8のいずれか一項に記載されかつ/または請求項9に記載の方法から得られるアスファルト混合物組成物の使用。
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