JPH0251464B2 - - Google Patents
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- JPH0251464B2 JPH0251464B2 JP57058586A JP5858682A JPH0251464B2 JP H0251464 B2 JPH0251464 B2 JP H0251464B2 JP 57058586 A JP57058586 A JP 57058586A JP 5858682 A JP5858682 A JP 5858682A JP H0251464 B2 JPH0251464 B2 JP H0251464B2
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Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
本発明は重交通舗装、寒冷地舗装、滑り止め舗
装に適する舗装用混合物の調製方法に関するもの
であり、とくに長期間にわたつて舗装面の変形が
生じにくい舗装用混合物に関するものである。 今日、道路の舗装にはアスフアルト舗装やコン
クリート舗装が施こされているが、わが国ではと
くにアスフアルト舗装が多い。近年、産業の発展
に伴ないとくに重量車輛の通行量が増大し、幹線
道路では夏季高温時、この種の重交通によつてア
スフアルトが流動を起こし、路面の波打ちやわだ
ち堀れなどの路面変形が生じ易くなつてきてい
る。また寒冷地においては、冬季の積雪、路面凍
結に際し使用されるタイヤチエーンあるいはスパ
イクタイヤによる路面の摩耗に起因する路面変形
が生じ易くなつてきている。これらの路面変形は
事故原因となるため早期に改修されなければなら
ないが、その頻度が増大すると改修に要する費用
はもちろんのこと交通遮断時の物資流通の混乱を
招く。かかる路面変形を予防する対策としてアス
フアルトの改質、アスフアルトに樹脂やゴム系ラ
テツクスあるいは繊維状物を混合する方法、さら
には砕石粒度の調製など種々の方法が検討されて
きているが、これらの方法はアスフアルト混合物
製造時に高温で混合しなければならないもの、施
工後に低温時（冬期）にひび割れにより早期に破
壊するもの、コストに比較して効果が顕著でない
ものなど種々の問題を含んでおり、いまだにすぐ
れた方法は見出されていない。とくにアスフアル
トに繊維を混合する方法にあつては、砕石材料を
共存させずにアスフアルトに繊維を混合する方法
（特公昭47−30605号公報参照）とか、アスフアル
トにゴムや樹脂、繊維状物および砕石材料を同時
に混合して舗装用混合物とする方法（特開昭54−
69136号公報参照）がすでに知られているが、従
来技術としては本発明の特徴とする砕石材料に繊
維を混合したのちにアスフアルトを混合して一体
化された舗装用混合物とすることについては開示
されていない。とくに後者の従来技術と本発明の
舗装用混合物としての組成上の大きな差異点は、
前記混合方法とともに本発明ではアスフアルトは
原則的にはゴムとか樹脂を含有しないものである
に対して従来技術ではそれを必須成分とする点で
ある。本発明を後者の技術と対比するならば、本
発明においてはアスフアルトにゴムや樹脂を混ぜ
込まないいわゆるストレートアスフアルト（以下
ストアスと略称する場合もある）として用いるこ
とによつて繊維補強の効果が得られるに対して、
前記従来技術によつてはアスフアルトに混ぜ込む
ゴムや樹脂が繊維の場合以上の高温での混合が必
要であり、そのためアスフアルトの特性を若干劣
化する方向に働くためにアスフアルトの種類とし
ては望ましくない。すなわち、当業界においては
舗装用混合物を得るための粘度としては２ポイズ
（poise）程度が適当とされており、そのときの温
度ができるだけ低くて済むようなアスフアルトの
種類であることがアスフアルトの熱劣化を生じさ
せないためおよび施工を容易にするために望まし
いのである。その点、２ポイズ程度はストアスは
約150℃であるのに対してSBRラテツクスを約３
％混合したアスフアルトのそれは約175℃、ポリ
ブタジエンを約５％混合したアスフアルトのそれ
は約180℃であるので、アスフアルトの種類とし
てはストアスとすべきである。なお、参考迄にビ
ニロン約５％混合したアスフアルトのそれは約
160℃であるので混合時にアスフアルトを熱劣化
させる恐れはなく、施工も従来のストアスと大差
なく容易にできる。このように、本発明ではスト
アスを前提とした発明であつて、その場合に砕石
材料と繊維をまず混合しておいてからストアスを
混合し均一な舗装用混合物を得んとするものであ
る。以下、本発明にかかるこの混合方法（砕石材
料に繊維を加え混合してからアスフアルトを添加
混合する方式）を前混合法と呼ぶことにし、後混
合法すなわち砕石材料に対してアスフアルトと繊
維の混合物を添加混合する方式や別混合法すなわ
ち砕石材料とアスフアルトの混合物に対して繊維
を添加混合する方式と区分する。 さて、本発明においてこのような砕石、繊維お
よびアスフアルト３者の前混合法とした理由は、
そうすることによつて得られる舗装用混合物の特
性がすぐれていることを見出したからであり、本
発明者らは評価のための基準として舗装用混合物
の耐流動性、耐ひび割れ性をそれぞれつぎのよう
に定めた。 耐流動性：ホイールトラツキングテスト（60℃、
6.4Kg/cm3）において動的安定度（DS）が1.5×
103回／mm以上であること 耐ひび割れ性：高速曲げ試験（０℃、4.5×
10-11／sec）において曲げ破壊強度が96Kg/cm3
以上かつ曲げ破壊歪が1.7×10-3以上であるこ
と すなわち、本発明者らはこのような評価基準に
合致する舗装用混合物を得るための諸条件たとえ
ば繊維の種類やその形状、混合量等について特定
の範囲であるべきことを見出したものである。本
発明のかかる条件採用による混合物特性が優れて
いることについては、各種比較例とともに具体的
に後述実施例中の表として示したので一見明瞭と
考える。 以下本発明について詳述する。 まず、本発明で用いるアスフアルトは当業界で
一般的に用いられているストレートアスフアルト
（以下ストレスと略称）であればその針入度は問
わない。また、砕石材料としてもストアス同様に
に当業界で一般に知られている任意の粒径分布を
持つすべてのものが使用可能であり、ストアス、
砕石材料ともにとくに限定が加えられることはな
い。本発明はこのような材料を前提として見出さ
れた発明であるので、発明のポイントは混合すべ
き繊維およびそれを前混合法で用いる点にある。
以下このことについて理論的説明も含めて本発明
に至つた経緯を説明する。 まず、繊維の形状としては当然のことながら長
繊維（フイラメント）では分散性から言つて使用
不可能であり、短繊維（ステープル）であるべき
である。その際に繊維の形状と物性が関与する
が、まず物性としては融点と強度的性質から規定
されるので、融点150℃以上、０℃における強度
0.5Kg/mm2以上、初期弾性率20Kg/mm2以上とした根
拠について説明する。まず融点150℃以上が必要
であることについては、舗装用ストアスの混合温
度は当業界では一般に約150℃以上であるのでこ
れに耐えるものでなければならないからである。
また強度、初期弾性率についてもストアスの０℃
における強度は最大0.5Kg/mm2程度であるので補強
効果を与える繊維の強度的性質はそれぞれの値以
上である必要がある。これらの物性を満足する繊
維であれば有機繊維でも無機繊維でもよく、たと
えばポリビニルアルコール繊維（ビニロン）、ポ
リエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロ
ニトリル繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、スチ
ール繊維等をあげることができる。そして、これ
らの繊維はアスフアルトとの親和性を向上させる
ために繊維表面に凹凸を設けるとか、断面形状に
ついてもなんら制約を設けるものではなく、まだ
繊維表面に適宜の化学処理を施したものでもかま
わない。 つぎにかかる物性を有する繊維が形状も特定さ
れるべきであつて、繊維直径ｄと繊維長ｌおよび
σf（60℃における使用される繊維強度であつてKg/
mm2で表わされる）の関係においてｌはσfd／2.8以上の 長さでなければならないことを見出した。これ以
下である場合には、夏期の舗装道路表面温度とさ
れている60℃において繊維混合の効果がなく添加
量を増やしても舗装混合物の耐流動性向上効果が
現われにくい。しかも一般に、ｌ＜１mmでは舗装
混合物の耐ひび割れ性の向上が認められないの
で、本発明においてはｌ≧１mmにして同時にｌ≧
σfd／2.8を満足する下限繊維長とすべきである。この 下限のより好ましいｌはｌ≧２mmにしてｌ≧σfd／1.4 である。一方、ｌの上限はストアス中に繊維が均
一分散するかどうかということによつて決められ
るが、ｌが2/3√900より大きいとストアス中に
繊維が塊状となつて空洞部を形成しやすい（低密
度となる）のでそれ以下好ましくは2/3√500以
下とすると本発明の前混合法においては繊維がス
トアス中にまつたく均一に分散することがわかつ
た。それ故、本発明で用いられる繊維のｌは１mm
以上好ましくは２mm以上にしてσfd／2.8≦ｌ≦2/3√ 900d好ましくはσfd／1.4≦ｌ≦2/3√500であつて、 その実例については比較例とともに後述する。こ
のように、本発明におけるｌはストアス中への分
散性の観点から一般的に説明したが、かかる繊維
のｌとその混合量について以下に説明する舗装用
混合物としての耐ひび割れ性とともに耐流動性の
観点から詳細に説明する。 すなわち、本発明者らは本発明にかかる舗装用
混合物の評価基準として、耐流動性を、60℃にお
けるホイールトラツキングテストによる動的安定
度（DS）、耐ひび割れ性を、０℃における高速曲
げ試験における曲げ破壊強度および同試験におけ
る曲げ破壊歪の３基準ならびに施工時の混合温の
上限値170℃を定めた。 耐流動性について 第１図の結果から明らかのように、同じ繊維
（PVA繊維ビニロン）およびアスフアルト（ス
トアス60／80）を用いても混合の方式により耐
流動性能が大きく異なり、本発明の方式（前混
合法）がいかに有効であるか理解できよう。な
おここで、ビニロンのｄは0.01mm、ストアスに
対する添加量は6.8体積％である。また、ビニ
ロンの繊維長ｌについてはｌが2/3√500を越
えると耐流動性は徐々に低下しはじめ、ｌが2/3
√900を越すと繊維添加の効果がほとんどな
くなり、さらに長くすると逆に無添加より耐流
動性が悪くなつてしまう。この理由は繊維長が
ある限界を越すとアスフアルトへの分散が非常
に困難になり混合物密度に低下を生じるためで
ある。ここで、混合物密度はホイールトラツキ
ング特性に大きな関係を持つており、これは車
輪の通過による舗装面の厚さの減少がアスフア
ルトの流動によつて生じるより前に自身内部に
存在する過大な空〓の、圧縮による消滅によつ
て密度増大して行く過程で厚さ減少するためで
あり、動的安定度は大幅に低下する。したがつ
て、ｌ≦2/3√900好ましくはｌ＝2/3√500の
範囲にあることが望ましい。また下限のｌは約
１mmであることがわかる。 第２図は、第１図で用いたビニロン（d0.01
mm）より太いｄが0.024mmのビニロンおよび他
種繊維を用いて繊維長の効果を測定したもので
ある。いづれの繊維も第１図のビニロンと同様
にｌ≧2/3√900ではほとんど効果を示さない
か逆効果となることがわかる。ここでも下限ｌ
は約１mmであることがわかる。また、第３図で
明らかのように、各繊維ともほぼ同じ繊維長、
太さ、添加量であるにもかかわらず耐流動効果
はビニロン＞ポリエステル＞ガラスの順とな
る。 これは各繊維固有のアスフアルトとの界面化
学的性質に依存するアスフアルトとの接着性の
差異によるものである。 第３図は各種繊維の対アスフアルト体積比
（％）で表わした添加量を変化させて耐流動性
を測定したものである。ここで、繊維添加の物
理的意味は繊維とアスフアルト間の接着性が主
要因であり、このため好ましくは添加繊維の表
面積で表わした添加率を考えるべきであるが、
実用的な繊維太さには限界があり、実用性の限
界内で考えるならば、体積で表わした添加率で
代用しても大きな問題はない。 さて、第３図においていづれの繊維も添加量
15〜20体積％でDSが極大を示し、20体積％を
越すと低下して行く。これは、アスフアルトに
対する砕石材料のバインダーとしての効果が低
下し流動し易くなつてくるのと同時に、繊維間
相互作用が増大し分散性が不良となつてくるた
めである。第３図から、対アスフアルト繊維添
加量Vfaは２〜25体積％好ましくは５〜15体積
％である。 なお、前記第１〜第３図の実験条件の詳細は
つぎのとおりである。 第１〜３図関連実験条件 １） 供試体材料 (1) 砕石：密粒度砕石混合物 (2) アスフアルト：ストアスPen60／80 (3) 繊維（第１表参照） (a) PVA繊維（クラレビニロン） (b) ポリエステル繊維（クラレエステル） (c) ガラス繊維 (d) スチール繊維 (4) 材料混合率 第１表に示す石粉６重量％の１部を繊維に置
換し（石粉＋繊維）が６重量％となるように混
合した。アスフアルトの混合比率は（全砕石＋
繊維）の重量に対し６重量％とした。繊維添加
量はアスフアルトに対する体積％で決定した。
装に適する舗装用混合物の調製方法に関するもの
であり、とくに長期間にわたつて舗装面の変形が
生じにくい舗装用混合物に関するものである。 今日、道路の舗装にはアスフアルト舗装やコン
クリート舗装が施こされているが、わが国ではと
くにアスフアルト舗装が多い。近年、産業の発展
に伴ないとくに重量車輛の通行量が増大し、幹線
道路では夏季高温時、この種の重交通によつてア
スフアルトが流動を起こし、路面の波打ちやわだ
ち堀れなどの路面変形が生じ易くなつてきてい
る。また寒冷地においては、冬季の積雪、路面凍
結に際し使用されるタイヤチエーンあるいはスパ
イクタイヤによる路面の摩耗に起因する路面変形
が生じ易くなつてきている。これらの路面変形は
事故原因となるため早期に改修されなければなら
ないが、その頻度が増大すると改修に要する費用
はもちろんのこと交通遮断時の物資流通の混乱を
招く。かかる路面変形を予防する対策としてアス
フアルトの改質、アスフアルトに樹脂やゴム系ラ
テツクスあるいは繊維状物を混合する方法、さら
には砕石粒度の調製など種々の方法が検討されて
きているが、これらの方法はアスフアルト混合物
製造時に高温で混合しなければならないもの、施
工後に低温時（冬期）にひび割れにより早期に破
壊するもの、コストに比較して効果が顕著でない
ものなど種々の問題を含んでおり、いまだにすぐ
れた方法は見出されていない。とくにアスフアル
トに繊維を混合する方法にあつては、砕石材料を
共存させずにアスフアルトに繊維を混合する方法
（特公昭47−30605号公報参照）とか、アスフアル
トにゴムや樹脂、繊維状物および砕石材料を同時
に混合して舗装用混合物とする方法（特開昭54−
69136号公報参照）がすでに知られているが、従
来技術としては本発明の特徴とする砕石材料に繊
維を混合したのちにアスフアルトを混合して一体
化された舗装用混合物とすることについては開示
されていない。とくに後者の従来技術と本発明の
舗装用混合物としての組成上の大きな差異点は、
前記混合方法とともに本発明ではアスフアルトは
原則的にはゴムとか樹脂を含有しないものである
に対して従来技術ではそれを必須成分とする点で
ある。本発明を後者の技術と対比するならば、本
発明においてはアスフアルトにゴムや樹脂を混ぜ
込まないいわゆるストレートアスフアルト（以下
ストアスと略称する場合もある）として用いるこ
とによつて繊維補強の効果が得られるに対して、
前記従来技術によつてはアスフアルトに混ぜ込む
ゴムや樹脂が繊維の場合以上の高温での混合が必
要であり、そのためアスフアルトの特性を若干劣
化する方向に働くためにアスフアルトの種類とし
ては望ましくない。すなわち、当業界においては
舗装用混合物を得るための粘度としては２ポイズ
（poise）程度が適当とされており、そのときの温
度ができるだけ低くて済むようなアスフアルトの
種類であることがアスフアルトの熱劣化を生じさ
せないためおよび施工を容易にするために望まし
いのである。その点、２ポイズ程度はストアスは
約150℃であるのに対してSBRラテツクスを約３
％混合したアスフアルトのそれは約175℃、ポリ
ブタジエンを約５％混合したアスフアルトのそれ
は約180℃であるので、アスフアルトの種類とし
てはストアスとすべきである。なお、参考迄にビ
ニロン約５％混合したアスフアルトのそれは約
160℃であるので混合時にアスフアルトを熱劣化
させる恐れはなく、施工も従来のストアスと大差
なく容易にできる。このように、本発明ではスト
アスを前提とした発明であつて、その場合に砕石
材料と繊維をまず混合しておいてからストアスを
混合し均一な舗装用混合物を得んとするものであ
る。以下、本発明にかかるこの混合方法（砕石材
料に繊維を加え混合してからアスフアルトを添加
混合する方式）を前混合法と呼ぶことにし、後混
合法すなわち砕石材料に対してアスフアルトと繊
維の混合物を添加混合する方式や別混合法すなわ
ち砕石材料とアスフアルトの混合物に対して繊維
を添加混合する方式と区分する。 さて、本発明においてこのような砕石、繊維お
よびアスフアルト３者の前混合法とした理由は、
そうすることによつて得られる舗装用混合物の特
性がすぐれていることを見出したからであり、本
発明者らは評価のための基準として舗装用混合物
の耐流動性、耐ひび割れ性をそれぞれつぎのよう
に定めた。 耐流動性：ホイールトラツキングテスト（60℃、
6.4Kg/cm3）において動的安定度（DS）が1.5×
103回／mm以上であること 耐ひび割れ性：高速曲げ試験（０℃、4.5×
10-11／sec）において曲げ破壊強度が96Kg/cm3
以上かつ曲げ破壊歪が1.7×10-3以上であるこ
と すなわち、本発明者らはこのような評価基準に
合致する舗装用混合物を得るための諸条件たとえ
ば繊維の種類やその形状、混合量等について特定
の範囲であるべきことを見出したものである。本
発明のかかる条件採用による混合物特性が優れて
いることについては、各種比較例とともに具体的
に後述実施例中の表として示したので一見明瞭と
考える。 以下本発明について詳述する。 まず、本発明で用いるアスフアルトは当業界で
一般的に用いられているストレートアスフアルト
（以下ストレスと略称）であればその針入度は問
わない。また、砕石材料としてもストアス同様に
に当業界で一般に知られている任意の粒径分布を
持つすべてのものが使用可能であり、ストアス、
砕石材料ともにとくに限定が加えられることはな
い。本発明はこのような材料を前提として見出さ
れた発明であるので、発明のポイントは混合すべ
き繊維およびそれを前混合法で用いる点にある。
以下このことについて理論的説明も含めて本発明
に至つた経緯を説明する。 まず、繊維の形状としては当然のことながら長
繊維（フイラメント）では分散性から言つて使用
不可能であり、短繊維（ステープル）であるべき
である。その際に繊維の形状と物性が関与する
が、まず物性としては融点と強度的性質から規定
されるので、融点150℃以上、０℃における強度
0.5Kg/mm2以上、初期弾性率20Kg/mm2以上とした根
拠について説明する。まず融点150℃以上が必要
であることについては、舗装用ストアスの混合温
度は当業界では一般に約150℃以上であるのでこ
れに耐えるものでなければならないからである。
また強度、初期弾性率についてもストアスの０℃
における強度は最大0.5Kg/mm2程度であるので補強
効果を与える繊維の強度的性質はそれぞれの値以
上である必要がある。これらの物性を満足する繊
維であれば有機繊維でも無機繊維でもよく、たと
えばポリビニルアルコール繊維（ビニロン）、ポ
リエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロ
ニトリル繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、スチ
ール繊維等をあげることができる。そして、これ
らの繊維はアスフアルトとの親和性を向上させる
ために繊維表面に凹凸を設けるとか、断面形状に
ついてもなんら制約を設けるものではなく、まだ
繊維表面に適宜の化学処理を施したものでもかま
わない。 つぎにかかる物性を有する繊維が形状も特定さ
れるべきであつて、繊維直径ｄと繊維長ｌおよび
σf（60℃における使用される繊維強度であつてKg/
mm2で表わされる）の関係においてｌはσfd／2.8以上の 長さでなければならないことを見出した。これ以
下である場合には、夏期の舗装道路表面温度とさ
れている60℃において繊維混合の効果がなく添加
量を増やしても舗装混合物の耐流動性向上効果が
現われにくい。しかも一般に、ｌ＜１mmでは舗装
混合物の耐ひび割れ性の向上が認められないの
で、本発明においてはｌ≧１mmにして同時にｌ≧
σfd／2.8を満足する下限繊維長とすべきである。この 下限のより好ましいｌはｌ≧２mmにしてｌ≧σfd／1.4 である。一方、ｌの上限はストアス中に繊維が均
一分散するかどうかということによつて決められ
るが、ｌが2/3√900より大きいとストアス中に
繊維が塊状となつて空洞部を形成しやすい（低密
度となる）のでそれ以下好ましくは2/3√500以
下とすると本発明の前混合法においては繊維がス
トアス中にまつたく均一に分散することがわかつ
た。それ故、本発明で用いられる繊維のｌは１mm
以上好ましくは２mm以上にしてσfd／2.8≦ｌ≦2/3√ 900d好ましくはσfd／1.4≦ｌ≦2/3√500であつて、 その実例については比較例とともに後述する。こ
のように、本発明におけるｌはストアス中への分
散性の観点から一般的に説明したが、かかる繊維
のｌとその混合量について以下に説明する舗装用
混合物としての耐ひび割れ性とともに耐流動性の
観点から詳細に説明する。 すなわち、本発明者らは本発明にかかる舗装用
混合物の評価基準として、耐流動性を、60℃にお
けるホイールトラツキングテストによる動的安定
度（DS）、耐ひび割れ性を、０℃における高速曲
げ試験における曲げ破壊強度および同試験におけ
る曲げ破壊歪の３基準ならびに施工時の混合温の
上限値170℃を定めた。 耐流動性について 第１図の結果から明らかのように、同じ繊維
（PVA繊維ビニロン）およびアスフアルト（ス
トアス60／80）を用いても混合の方式により耐
流動性能が大きく異なり、本発明の方式（前混
合法）がいかに有効であるか理解できよう。な
おここで、ビニロンのｄは0.01mm、ストアスに
対する添加量は6.8体積％である。また、ビニ
ロンの繊維長ｌについてはｌが2/3√500を越
えると耐流動性は徐々に低下しはじめ、ｌが2/3
√900を越すと繊維添加の効果がほとんどな
くなり、さらに長くすると逆に無添加より耐流
動性が悪くなつてしまう。この理由は繊維長が
ある限界を越すとアスフアルトへの分散が非常
に困難になり混合物密度に低下を生じるためで
ある。ここで、混合物密度はホイールトラツキ
ング特性に大きな関係を持つており、これは車
輪の通過による舗装面の厚さの減少がアスフア
ルトの流動によつて生じるより前に自身内部に
存在する過大な空〓の、圧縮による消滅によつ
て密度増大して行く過程で厚さ減少するためで
あり、動的安定度は大幅に低下する。したがつ
て、ｌ≦2/3√900好ましくはｌ＝2/3√500の
範囲にあることが望ましい。また下限のｌは約
１mmであることがわかる。 第２図は、第１図で用いたビニロン（d0.01
mm）より太いｄが0.024mmのビニロンおよび他
種繊維を用いて繊維長の効果を測定したもので
ある。いづれの繊維も第１図のビニロンと同様
にｌ≧2/3√900ではほとんど効果を示さない
か逆効果となることがわかる。ここでも下限ｌ
は約１mmであることがわかる。また、第３図で
明らかのように、各繊維ともほぼ同じ繊維長、
太さ、添加量であるにもかかわらず耐流動効果
はビニロン＞ポリエステル＞ガラスの順とな
る。 これは各繊維固有のアスフアルトとの界面化
学的性質に依存するアスフアルトとの接着性の
差異によるものである。 第３図は各種繊維の対アスフアルト体積比
（％）で表わした添加量を変化させて耐流動性
を測定したものである。ここで、繊維添加の物
理的意味は繊維とアスフアルト間の接着性が主
要因であり、このため好ましくは添加繊維の表
面積で表わした添加率を考えるべきであるが、
実用的な繊維太さには限界があり、実用性の限
界内で考えるならば、体積で表わした添加率で
代用しても大きな問題はない。 さて、第３図においていづれの繊維も添加量
15〜20体積％でDSが極大を示し、20体積％を
越すと低下して行く。これは、アスフアルトに
対する砕石材料のバインダーとしての効果が低
下し流動し易くなつてくるのと同時に、繊維間
相互作用が増大し分散性が不良となつてくるた
めである。第３図から、対アスフアルト繊維添
加量Vfaは２〜25体積％好ましくは５〜15体積
％である。 なお、前記第１〜第３図の実験条件の詳細は
つぎのとおりである。 第１〜３図関連実験条件 １） 供試体材料 (1) 砕石：密粒度砕石混合物 (2) アスフアルト：ストアスPen60／80 (3) 繊維（第１表参照） (a) PVA繊維（クラレビニロン） (b) ポリエステル繊維（クラレエステル） (c) ガラス繊維 (d) スチール繊維 (4) 材料混合率 第１表に示す石粉６重量％の１部を繊維に置
換し（石粉＋繊維）が６重量％となるように混
合した。アスフアルトの混合比率は（全砕石＋
繊維）の重量に対し６重量％とした。繊維添加
量はアスフアルトに対する体積％で決定した。
【表】
【表】
記載省略。
２） 舗装用混合物作製法 (1) 繊維を混合しないもの 砕石をアスフアルトの混合温度にして同
温度のアスフアルトを混合 (2) 繊維を混合したもの 前混合 砕石をアスフアルトの混合温度にし、繊
維を混合して30秒撹拌を加えた後、同温度
のアスフアルトを該砕石＋繊維混合物に混
合 後混合 アスフアルトの混合温度において繊維を
アスフアルトに分散混合し30秒撹拌を加え
後、該アスフアルト＋繊維混合物を同温度
の砕石に混合 別混合 アスフアルトの混合温度において混合し
たアスフアルト＋砕石の混合物に対し繊維
を添加混合し30秒撹拌を加えた
２） 舗装用混合物作製法 (1) 繊維を混合しないもの 砕石をアスフアルトの混合温度にして同
温度のアスフアルトを混合 (2) 繊維を混合したもの 前混合 砕石をアスフアルトの混合温度にし、繊
維を混合して30秒撹拌を加えた後、同温度
のアスフアルトを該砕石＋繊維混合物に混
合 後混合 アスフアルトの混合温度において繊維を
アスフアルトに分散混合し30秒撹拌を加え
後、該アスフアルト＋繊維混合物を同温度
の砕石に混合 別混合 アスフアルトの混合温度において混合し
たアスフアルト＋砕石の混合物に対し繊維
を添加混合し30秒撹拌を加えた
【表】
３） 供試体作製法
作製した混合物を30×30×５cmのモールド
に入れマーシヤル試験の締固め度の100±１
％の締固め度になるように締固めを行なつ
た。 ４） 試験方法 (i) 密度：アスフアルト舗装要項（日本道路
協会） 付録４−８に準じた。 (ii)ホイールトラツキング試験：同上 （条件）温度60±１℃、接地圧6.4Kg/cm2 結果は45分と60分の間の15分間の変形量か
ら動的安定度DS（回／mm）で表わした 第２図関連実験条件
に入れマーシヤル試験の締固め度の100±１
％の締固め度になるように締固めを行なつ
た。 ４） 試験方法 (i) 密度：アスフアルト舗装要項（日本道路
協会） 付録４−８に準じた。 (ii)ホイールトラツキング試験：同上 （条件）温度60±１℃、接地圧6.4Kg/cm2 結果は45分と60分の間の15分間の変形量か
ら動的安定度DS（回／mm）で表わした 第２図関連実験条件
【表】
【表】
第３図関連実験条件
１） 使用繊維
ビニロン 直径0.01mm、長さ0.3、3.0mm
ポリエステル 直径0.023mm、長さ3.0mm
ガラス 直径0.009mm、長さ3.0mm
２） アスフアルト ストアス60／80
３） 混合法 前混合方式
４） 混合温度 170℃、転圧温度155℃
５） 材料混合比
砕石重量Ｍ（ｇ）
繊維重量ｘ（ｇ） 繊維比重ρf（ｇ/cm3）
アスフアルト重量ｙ（ｇ） アスフアルト
比重ρa（ｇ/cm3） とするとき繊維添加率Ｋは次のようになる。 Ｋ＝ｘ／Ｍ＋ｘ またアスフアルト重量ｙ、アスフアルト添
加率をＺとすると ｙ＝（Ｍ＋ｘ）Ｚ 繊維の対アスフアルト体積比Vfaは Vfa＝ｘ／ρf／（Ｍ＋ｘ）Ｚ／ρa となる。これを変形して Vfa＝ｘ／Ｍ＋ｘ・１／Ｚ・ρa／ρf ＝Ｋ／Ｚ・ρa／ρf となる。ここでρa，ρfは20℃の値を与えるこ
とにすればρa＝1.03ｇ/cm3としてもよい。ま
たＺは一般に0.05〜0.07の範囲である。本実
験ではアスフアルト添加重量ｙは（砕石＋繊
維）重量に対して６重量％としているからＺ
＝0.06である。 以上の説明によつて、本発明の前混合法の必
要性と繊維の形状の必要性について耐流動性と
の関連において明らかになつたものと考える。
つぎに本発明の他の評価基準である耐ひび割れ
性についての実験結果について説明する。 耐ひび割れ性について 第４図および第５図はそれぞれ各種アスフア
ルト混合物の曲げ強度および破断歪の温度依存
性を示した実験結果であるが、繊維添加前混合
方式は強度およびひずみとも大きい値を示す。
曲げ強度は一定の歪速度条件下で温度とともに
変化し、ある温度でピークを持つ。ピークにお
ける曲げ破壊強度は材料にとつてほぼ特定の値
であり、ひずみ速度が変化してもほぼ同じ強度
を示すが、ピークの位置を与える温度は高速ひ
ずみ速度になるほど高温側にシフトする。高速
ひずみ速度の場合、０℃近傍の温度ではアスフ
アルト混合物はほとんど剛体として挙動し、そ
の強度は繊維とアスフアルト間の接着力が十分
高ければ繊維強度およびその添加体積率に比例
する。しかし、ストアスの０℃における高速び
ずみ下での初期弾性率は20Kg/mm2のオーダーで
あるため補強繊維のそれも20Kg/mm2以上が必要
である。一般に、繊維を混入するとアスフアル
トの破断ひずみも増大する。これはアスフアル
ト自体の破断ひずみが増大する訳ではないが、
アスフアルトが破断ひずみに達し破断しても補
強繊維は破断せずクラツクの成長を止めさらに
変形できるためである。さらに、本発明の前混
合方式では砕石と繊維がよく混合されているた
め砕石と砕石にはさまれた繊維が多数存在し、
曲げの外側における砕石とアスフアルト間の界
面剥離によつて発生したクラツクが成長して行
くのを阻止する効果も無視できない。第４図に
おける後混合方式は繊維無添加より性能が低下
する。 一方、第６図および第７図より明らかなよう
に、繊維長は分散に問題がないならば長いほど
望ましいが、2/3√900＜ｌとなると分散不良を
生じ曲げ強度は低下してくる。また繊維長の下
限側では１mmと２mmの間に大きな差が出てく
る。したがつて、繊維長は１mm以上必要であり
好ましくは２mm以上である。また添加量の増大
とともに曲げ強度は増大して行くが、15体積％
以上になると低下し始める。これは耐流動性と
同様に分散性に問題が生じてくるためである。
なお、第４〜７図の実験条件はつぎのとおりで
ある。 第４〜５図関連実験条件 １） 供試体材料 (1) 砕石 密粒度砕石混合物 (2) アスフアルト (a)ストアスPen60／80 (b) 市販プレミツクス熱可塑性樹脂
アスフアルト（５％） (c) 市販プレミツクスSBRゴムア
スフアルト（３％） (3) 繊維 ビニロン 直径0.01mm、長さ３mm、60℃強度73Kg/
mm2 ２） 供試体作製法 各混合物を30×30×５cmのモールドに入
れ、マーシヤル試験における締固め度の100
±１％の締固め度となるように締固めを行な
つた。この試料より2.5×2.5×25.0cmの大き
さの６面カツト試料を作製し曲げ試験用供試
体とした。 ３） 高速曲げ試験条件 スパン長 20cm ひずみ速度 4.5×10-1（１／sec） 試験温度 −５〜30℃ この試験の解析は以下に示す弾性解を用いて各
種破壊特性を計算した。 σb＝3Pbｌ／2ab2、εb＝6bdb／l2、ε＝6bd／l2 σb：曲げ破壊強度（Kg/cm2）、εb；破壊時ひ
ずみ ε；みずみ速度（１／sec）、ｄ：変位速度
（cm／sec） ａ；供試体の幅（cm）、ｂ；供試体厚さ
（cm） ｌ；スパン長（cm）、db；破壊時たわみ
（cm） Pb；破壊時荷重（Kg） 第６図関連実験条件
比重ρa（ｇ/cm3） とするとき繊維添加率Ｋは次のようになる。 Ｋ＝ｘ／Ｍ＋ｘ またアスフアルト重量ｙ、アスフアルト添
加率をＺとすると ｙ＝（Ｍ＋ｘ）Ｚ 繊維の対アスフアルト体積比Vfaは Vfa＝ｘ／ρf／（Ｍ＋ｘ）Ｚ／ρa となる。これを変形して Vfa＝ｘ／Ｍ＋ｘ・１／Ｚ・ρa／ρf ＝Ｋ／Ｚ・ρa／ρf となる。ここでρa，ρfは20℃の値を与えるこ
とにすればρa＝1.03ｇ/cm3としてもよい。ま
たＺは一般に0.05〜0.07の範囲である。本実
験ではアスフアルト添加重量ｙは（砕石＋繊
維）重量に対して６重量％としているからＺ
＝0.06である。 以上の説明によつて、本発明の前混合法の必
要性と繊維の形状の必要性について耐流動性と
の関連において明らかになつたものと考える。
つぎに本発明の他の評価基準である耐ひび割れ
性についての実験結果について説明する。 耐ひび割れ性について 第４図および第５図はそれぞれ各種アスフア
ルト混合物の曲げ強度および破断歪の温度依存
性を示した実験結果であるが、繊維添加前混合
方式は強度およびひずみとも大きい値を示す。
曲げ強度は一定の歪速度条件下で温度とともに
変化し、ある温度でピークを持つ。ピークにお
ける曲げ破壊強度は材料にとつてほぼ特定の値
であり、ひずみ速度が変化してもほぼ同じ強度
を示すが、ピークの位置を与える温度は高速ひ
ずみ速度になるほど高温側にシフトする。高速
ひずみ速度の場合、０℃近傍の温度ではアスフ
アルト混合物はほとんど剛体として挙動し、そ
の強度は繊維とアスフアルト間の接着力が十分
高ければ繊維強度およびその添加体積率に比例
する。しかし、ストアスの０℃における高速び
ずみ下での初期弾性率は20Kg/mm2のオーダーで
あるため補強繊維のそれも20Kg/mm2以上が必要
である。一般に、繊維を混入するとアスフアル
トの破断ひずみも増大する。これはアスフアル
ト自体の破断ひずみが増大する訳ではないが、
アスフアルトが破断ひずみに達し破断しても補
強繊維は破断せずクラツクの成長を止めさらに
変形できるためである。さらに、本発明の前混
合方式では砕石と繊維がよく混合されているた
め砕石と砕石にはさまれた繊維が多数存在し、
曲げの外側における砕石とアスフアルト間の界
面剥離によつて発生したクラツクが成長して行
くのを阻止する効果も無視できない。第４図に
おける後混合方式は繊維無添加より性能が低下
する。 一方、第６図および第７図より明らかなよう
に、繊維長は分散に問題がないならば長いほど
望ましいが、2/3√900＜ｌとなると分散不良を
生じ曲げ強度は低下してくる。また繊維長の下
限側では１mmと２mmの間に大きな差が出てく
る。したがつて、繊維長は１mm以上必要であり
好ましくは２mm以上である。また添加量の増大
とともに曲げ強度は増大して行くが、15体積％
以上になると低下し始める。これは耐流動性と
同様に分散性に問題が生じてくるためである。
なお、第４〜７図の実験条件はつぎのとおりで
ある。 第４〜５図関連実験条件 １） 供試体材料 (1) 砕石 密粒度砕石混合物 (2) アスフアルト (a)ストアスPen60／80 (b) 市販プレミツクス熱可塑性樹脂
アスフアルト（５％） (c) 市販プレミツクスSBRゴムア
スフアルト（３％） (3) 繊維 ビニロン 直径0.01mm、長さ３mm、60℃強度73Kg/
mm2 ２） 供試体作製法 各混合物を30×30×５cmのモールドに入
れ、マーシヤル試験における締固め度の100
±１％の締固め度となるように締固めを行な
つた。この試料より2.5×2.5×25.0cmの大き
さの６面カツト試料を作製し曲げ試験用供試
体とした。 ３） 高速曲げ試験条件 スパン長 20cm ひずみ速度 4.5×10-1（１／sec） 試験温度 −５〜30℃ この試験の解析は以下に示す弾性解を用いて各
種破壊特性を計算した。 σb＝3Pbｌ／2ab2、εb＝6bdb／l2、ε＝6bd／l2 σb：曲げ破壊強度（Kg/cm2）、εb；破壊時ひ
ずみ ε；みずみ速度（１／sec）、ｄ：変位速度
（cm／sec） ａ；供試体の幅（cm）、ｂ；供試体厚さ
（cm） ｌ；スパン長（cm）、db；破壊時たわみ
（cm） Pb；破壊時荷重（Kg） 第６図関連実験条件
【表】
第７図関連実験条件
【表】
以下に実施例について具体的に本発明を説明す
る。その実験条件と結果について次表にまとめて
示した。なお、表中のストはストアスのことであ
り、アスはアスフアルトのことである。
る。その実験条件と結果について次表にまとめて
示した。なお、表中のストはストアスのことであ
り、アスはアスフアルトのことである。
【表】
【表】
【表】
◎ 施工性、混合物性能ともに良好 △ 性能良好な
るも施工性に問題あり × 施工性良好なる
も性能に問題あり ×× 施工性、性能ともに問題あ
り
本発明の調製法によつて得られた繊維添加舗装
用混合物の性能的優位性は以上の説明によつて明
らかにした。これらの性能的優位性に加えて見落
すことができないのは、本発明の方法の取扱い性
ならびに施工性における簡便性ならびに施工仕上
りの高品位である。 すなわち、従来のプレミツクスタイプ耐流動ア
スフアルト（樹脂アスおよびゴムアス）では適正
混合粘度とされている２ポイズを与える温度が
180〜200℃と非常に高く、従来のストアスと同じ
扱いができない。そのため高温用に別のストツク
タンクが必要となると同時に施工時の転圧温度も
高くなり冬期などにおいては冷却が早く混合物の
輸送距離に対する制約を受けるか、転圧時粘度が
高すぎ施工後の性能あるいは外観品位に問題を生
じるなどのおそれがあつた。 また一方、従来のストアスの設備を使用できる
プラントミツクスタイプのゴムアスにおいても砕
石とアスフアルトを混合した後にゴム成分を添加
するのが一般的であり、ゴム成分の均一な分散が
不十分となり期待される性能が出ない場合が多
い。 本発明の方法は実際的施工においても従来のス
トアスの施工となんら変わりなく施工でき、車輛
走行後の性能も非常に良好であつた。なお、本発
明のアスフアルト混合物はその構造上低温時の耐
摩耗性に対してもすぐれた性能を示し、寒冷地に
おける耐摩耗アスフアルトとしても十分使用でき
るものである。
るも施工性に問題あり × 施工性良好なる
も性能に問題あり ×× 施工性、性能ともに問題あ
り
本発明の調製法によつて得られた繊維添加舗装
用混合物の性能的優位性は以上の説明によつて明
らかにした。これらの性能的優位性に加えて見落
すことができないのは、本発明の方法の取扱い性
ならびに施工性における簡便性ならびに施工仕上
りの高品位である。 すなわち、従来のプレミツクスタイプ耐流動ア
スフアルト（樹脂アスおよびゴムアス）では適正
混合粘度とされている２ポイズを与える温度が
180〜200℃と非常に高く、従来のストアスと同じ
扱いができない。そのため高温用に別のストツク
タンクが必要となると同時に施工時の転圧温度も
高くなり冬期などにおいては冷却が早く混合物の
輸送距離に対する制約を受けるか、転圧時粘度が
高すぎ施工後の性能あるいは外観品位に問題を生
じるなどのおそれがあつた。 また一方、従来のストアスの設備を使用できる
プラントミツクスタイプのゴムアスにおいても砕
石とアスフアルトを混合した後にゴム成分を添加
するのが一般的であり、ゴム成分の均一な分散が
不十分となり期待される性能が出ない場合が多
い。 本発明の方法は実際的施工においても従来のス
トアスの施工となんら変わりなく施工でき、車輛
走行後の性能も非常に良好であつた。なお、本発
明のアスフアルト混合物はその構造上低温時の耐
摩耗性に対してもすぐれた性能を示し、寒冷地に
おける耐摩耗アスフアルトとしても十分使用でき
るものである。
第１図はビニロン添加舗装混合物の耐流動性に
対する繊維長および混合法の効果、第２図は各種
繊維添加舗装用混合物の耐流動性に対する繊維長
の効果、第３図は繊維添加舗装用混合物の耐流動
性に対する各種繊維の効果、第４図は曲げ強度と
温度曲線、第５図は破断歪と温度曲線、第６図は
ビニロン強化舗装用混合物の高速曲げ強度に対す
る繊維長の効果、第７図は第６図と同様に繊維添
加量の効果を示すものである。
対する繊維長および混合法の効果、第２図は各種
繊維添加舗装用混合物の耐流動性に対する繊維長
の効果、第３図は繊維添加舗装用混合物の耐流動
性に対する各種繊維の効果、第４図は曲げ強度と
温度曲線、第５図は破断歪と温度曲線、第６図は
ビニロン強化舗装用混合物の高速曲げ強度に対す
る繊維長の効果、第７図は第６図と同様に繊維添
加量の効果を示すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 砕石材料に対して、繊維長ｌ（mm）とその直
径ｄ（mm）の関係がｌ＝2/3√900である短繊維を
混合したのちアスフアルトを添加混合することを
特徴とする舗装用混合物の調整方法。 ２ 繊維長が１mm以上にして融点150℃以上、０
℃における強度0.5Kg/mm2以上、０℃における初期
弾性率20Kg/mm2以上である短繊維を用いる特許請
求の範囲第１項に記載の舗装用混合物の調製方
法。 ３ 繊維長ｌ（mm）とその直径ｄ（mm）の関係が σfd／2.8≦ｌ≦2/3√900 （ただしσfは60℃における繊維強度Kg/mm2であ
る。） である短繊維を用いる特許請求の範囲第１項また
は第２項に記載の舗装用混合物の調製方法。 ４ σfd／1.4≦ｌ≦2/3√500である短繊維を用いる 特許請求の範囲第３項に記載の舗装用混合物の調
製方法。 ５ 短繊維のアスフアルトに対する体積比Vfaが
0.02≦Vfa≦0.25である特許請求の範囲第１〜４
項のいずれかに記載の舗装用混合物の調製方法。 （ただし、Vfa＝Ｋ／Ｚ×ρa／ρfであり、 ρaは20℃のアスフアルト密度（g/cm3）、 ρfは同温度における繊維の密度（g/cm3）、砕石
材料の重量をＭ（ｇ）、短繊維の重量％をｘ（ｇ）、
アスフアルトの重量をｙ（ｇ）とするときにＫ＝
ｘ／Ｍ＋ｘ、Ｚ＝ｙ／Ｍ＋ｘである。） ６ 0.05≦Vfa≦0.15である特許請求の範囲第５
項に記載の舗装用混合物の調製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5858682A JPS5941361A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 舗装用混合物の調製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5858682A JPS5941361A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 舗装用混合物の調製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941361A JPS5941361A (ja) | 1984-03-07 |
| JPH0251464B2 true JPH0251464B2 (ja) | 1990-11-07 |
Family
ID=13088568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5858682A Granted JPS5941361A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 舗装用混合物の調製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941361A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238620A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-23 | Hitachi Ltd | 画像記録装置 |
| KR100893545B1 (ko) | 2009-02-17 | 2009-04-17 | 현대엔지니어링 주식회사 | 피브이에이섬유 및 자선 전로슬래그를 이용한 고내유동성 아스팔트콘크리트의 시공방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4828520A (ja) * | 1971-08-18 | 1973-04-16 | ||
| JPS4980126A (ja) * | 1972-12-06 | 1974-08-02 | ||
| JPS5469136A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-02 | Honshu Shikoku Renrakukiyou Ko | Mixture for pavement |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP5858682A patent/JPS5941361A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4828520A (ja) * | 1971-08-18 | 1973-04-16 | ||
| JPS4980126A (ja) * | 1972-12-06 | 1974-08-02 | ||
| JPS5469136A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-02 | Honshu Shikoku Renrakukiyou Ko | Mixture for pavement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5941361A (ja) | 1984-03-07 |
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