JPH0830321B2

JPH0830321B2 - 舗装材

Info

Publication number: JPH0830321B2
Application number: JP1223911A
Authority: JP
Inventors: 和雄佐藤; 弘幸相馬; 賢一安戸; 正志烏; 洋二佐藤; 明男岡本; 輝雄多郎浦
Original assignee: SUMIKIN KASHIMA SOGO SAABISU KK; Nippon Hodo Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: SUMIKIN KASHIMA SOGO SAABISU KK; Nippon Steel Corp; Nikko Corp Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0387401A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高炉からの副成品とアスファルト乳剤とを
含有する舗装材に関する。

〔従来の技術〕

道路、広場または屋内外床面などのアスファルト舗装
体のポットホールの補修材あるいは舗装版としては、常
温で施工できることが望ましい。

一方、高炉から副成する高炉スラグを骨材としてアス
ファルト舗装に利用することが提案されている。

これを施工方式により大別すると、ストレートアスフ
ァルトを使用する加熱混合方式と、アスファルト乳剤な
どを使用する常温混合方式とである。

しかし、前者の加熱混合方式では、混合材料の加熱混
合の際に、硫黄ガスの発生による環境問題が大きい。ま
た、後者の常温混合方式では、骨材とアスファルト乳剤
とのなじみが悪く、混合材料の分離、高炉スラグから溶
出するアルカリの存在のために、混合物中のアスファル
ト乳剤の分解硬化が早くなり、このために付着性や作業
性が低下し、舗装した舗装体の骨材相互間の結合力に欠
ける、さらに高含水率の骨材を用いた場合、舗装材の流
動性が過度に大きくなる欠点を有する。

そこで、後者の常温混合方式において、前記の欠点を
解消するために、特開昭51−13131号公報では、第４級
アンモニウム塩を用いて、高炉スラグの表面を被覆し
て、アルカリの溶出を防止すること（先行例１という）
が、特開昭52−69429号公報では、アスファルト乳剤を
製造する段階で第４級アンモニウム塩を添加すること
（先行例２という）がそれぞれ提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、先行例１では、第４級アンモニウム塩を使用
しているので、高炉スラグが水と反応してできる水酸化
カルシウムの生成を阻害する。

先行例２では、アスファルト乳剤として、特別に第４
級アンモニウム塩を添加したものを使用せねばならず、
使用者がわから見れば、汎用的でなく、材料の入手が困
難となることが多い。また、複雑な製造工程を採るため
に、材料費が嵩む。

しかも、両者ともに、大掛かりな装置または高度な専
門知識を必要とする難点もある。

そこで、本発明の主たる目的は、前記従来の問題点の
みならず、前記各先行例の欠点も悉く解消し、容易かつ
安価に材料を得ることができるとともに、施工性が良好
であり、かつ強度などの特性に優れる舗装材を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、高炉からの溶融スラグを徐冷処理した最
大粒径が20mmまたは13mmの徐冷スラグと、急冷処理した
10mm篩いを全部通り5mm篩いを90重量％以上通過する水
砕スラグと、この水砕スラグを微粉化した比表面積3000
〜5000cm²/g水砕スラグ微粉末とを骨材の主体とし、前
記骨材中に重量％で、徐冷スラグが27〜83％、水砕スラ
グが60〜15％、水砕スラグ微粉末が13〜2.0％含有し、
かつ重量％で前記骨材91〜75％に対してアスファルト乳
剤が９〜25％添加され、前記骨材のバインダーとされて
いることで解決できる。

〔作用〕

本発明では、高炉の徐冷スラグ、水砕スラグ、水砕ス
ラグ微粉末およびアスファルト乳剤を主体とし、これら
は汎用品であるから、材料の入手が容易であるととも
に、安価である。

ところで、高炉スラグまたは高炉滓とは、一般的に、
高炉からの溶融スラグをドライピットまたは冷却ヤード
に流し込み、自然放冷と適度の散水によって冷却する徐
冷処理により得られた結晶質の徐冷スラグを意味する。
この徐冷スラグは水と接触することで、水酸化カルシウ
ムを生成し、硬化する水硬性を示す。これに対して、前
記の溶融スラグを加圧水を噴射するなどして急激に冷却
する急冷処理によって得られたものが、ガラス質（非晶
質）の水砕スラグである。この水砕スラグは、無数の気
泡を有し、アルカリ刺激を受けると、固化する性質を有
する。さらに、水砕スラグ微粉末は、水砕スラグを微粉
化したもので、強い潜在水硬性を示す。

本発明では、これらの各成分の持つ特性を効果的に利
用したものである。すなわち、粗骨材として徐冷スラグ
が、細骨材として水砕スラグが、フィラーとして水砕ス
ラグ微粉末が機能し、これら異なる粒径の骨材相互が高
い結束力をもって硬化し高い強度を発現する。また、こ
れらの骨材の間隙をアスファルト乳剤が埋め、前記の結
束のバインダー的機能を発揮する。さらに、初期強度の
発現の点においては、水砕スラグおよび水砕スラグ微粉
末は、アスファルト乳剤中の含有水分を吸収し、短時間
に非流動性の混合物を形成し、その際にアスファルト分
が粘着性を与えるために、その粘着力により固化し、早
期の供用が可能となる。

他方で、長期強度の点においては、水砕スラグおよび
水砕スラグ微粉末が、アスファルト乳剤中の含有水分を
吸収する過程で、徐冷スラグもアスファルト乳剤中の含
有水分と反応して水酸化カルシウムを生成し、それ自体
で水硬性を示すほか、このアルカリ成分が溶出し、アル
カリ刺激を受けて水砕スラグおよび水砕スラグ微粉末が
その潜在水硬性により硬化し、高い長期強度を示す。

このとき、本発明においては、単に水砕スラグだけで
なくより強い潜在水硬性を示す水砕スラグ微粉末を用い
ているので、強度がより高くなるとともに、骨材相互の
噛み合わせの度合いが高くなる点からも、強度の向上の
効果が高くなる。

しかも、水分の影響をあまり受けない水砕スラグを用
いるので、雨天時や水溜まり個所への施工が可能とな
り、全天候型の舗装材となる。

さらに、舗装材を得る際に、単純な汎用装置を用いれ
ばよく、かつ混合などに特別な知識や経験を必要とする
ことがない。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明をさらに詳説する。

本発明に係る舗装材は、高炉の徐冷スラグと水砕スラ
グと比表面積3000〜5000cm²/g水砕スラグ微粉末とを主
体とした骨材と、アスファルト乳剤とを主体とする。

この後者のアスファルト乳剤としては、前記先行例２
のような特殊のアスファルト乳剤でなく、JIS−Ｋ−220
8に規定された汎用品を用いることで足りる。

骨材としては、粗骨材として徐冷スラグ、細骨材とし
て水砕スラグ、フィラーとして水砕スラグ微粉末がそれ
ぞれ用いられる。これらの骨材の配合量としては、前記
骨材中に重量％（以下％とあるのは断りない限りの重量
％である）で、徐冷スラグが27〜83％、水砕スラグが60
〜15％、水砕スラグ微粉末が13〜2.0％とされる。

徐冷スラグの配合量が27％未満、水砕スラグの配合量
が60％を超え、また水砕スラグ微粉末の配合量が13％を
超えると、全体的に骨材粒度が細かくなり、舗装材とし
ての骨材相互の噛み合わせが悪く、アスファルト乳剤量
が相対的に多くなるので、流動性が過度になり、またア
スファルト乳剤量の増大により経済性が低下する。かか
る流動性が過度となる舗装材を供用した場合には、特に
夏場における轍の生成が大きくなるなどの問題を生じ
る。

他方、徐冷スラグの配合量が83％を超え、水砕スラグ
の配合量が15％未満、また水砕スラグ微粉末の配合量が
2.0％未満であると、全体的に骨材粒度が粗くなり、各
骨材相互間の噛み合わせが悪くなり、結束力に欠け、強
度が低下する。

水砕スラグの粒径としては、10mm篩いを全部通り、5m
m篩いを90％以上通過するものが選ばれる。また、徐冷
スラグの粒径は、「アスファルト舗装要網」（社団法
人、日本道路協会）において規定された粗骨材に相当す
るものを用いることができ、最大粒径が20mmおよび13mm
のものを用いることができる。

他方、アスファルト乳剤の配合量としては、重量％で
前記各骨材の全体量91〜75％に対して、９〜25％添加さ
れる。このアスファルト乳剤量の設定は、第１図のよう
に、各骨材の配合が設定されたならば、最大密度が得ら
れる量とするのが好ましい。

アスファルト乳剤量が９％未満では、各骨材相互の噛
み合わせが悪く、結束力が弱くなり、強度が低減する。
逆に、25％を超えると、アスファルト乳剤量の増大に伴
って材料費が嵩むとともに、アスファルト成分量の増大
により混合物の流動性が過度になり、整形性が良好でな
くなる。

なお、本発明の舗装材において、さらにセメント、石
膏、石灰、転炉スラグなどのアルカリ刺激材を、全舗装
材100重量部に対して、9.4部以下の範囲で添加してもよ
い。

このような舗装材の施工にあたっては、たとえば既存
のアスファルト舗装体に発生したポットホールの補修の
場合を参照しながら説明すれば、まずそのポットホール
のまま、あるいは矩形にし好ましくは切断面を逆角錐台
に整形するとともに、清掃を行う。この整形は切断によ
り接着面積の増大を図るためである。その後、必要によ
り、瀝青材系のプライムコートを塗布する。

他方で、予め乾燥させておいた骨材、およびアスファ
ルト乳剤を計量し混合機に搬入する。この際、少なくと
も徐冷スラグについては、表面乾燥または絶対乾燥の状
態としておくのが特に好ましい。次いで、徐冷スラグ、
水砕スラグおよび水砕スラグ微粉末を所定の配合量と
し、混合機において一様に空練りする。その後、この混
合骨材に対して、アスファルト乳剤の所定量を添加し、
混合機において、ムラ無く均一になるまで混練する。

混合機としては、ドラムミキサー、ドラム缶を縦断し
た船形容器を用いハンドキサーにより混合するものなど
の簡易なものを用いることができる。

このようにして混合材料を、対象部位、たとえば前述
のポットホール内に充填し、舗設する。この舗設には、
所定の厚みに材料を敷均しし、転圧仕上げする。かかる
舗設は、もちろん公知の方式をそのまま採用できる。

舗設が終了したならば、そのまま交通を開放してもよ
いが、舗設終了面上に、アスファルト分のタイヤへの付
着防止、転圧により舗装表面に浸出する水分の吸着のた
めに、吸水率が高い水砕スラグを2.0mm程度散布するこ
とが好ましい。これとは別に舗設表面に、たとえば瀝青
材によるシールコートを形成して耐久性を高めることが
できる。

最後に交通を開放する。この交通開放の際、水砕スラ
グがアスファルト乳剤中の水分を吸収して短時間に非流
動性を示すとともに、雨天や水溜まりの施工が可能であ
るので、早期の復旧の面で好適である。石膏などのアル
カリ刺激材の添加は、初期強度の向上の面で好ましい。

また、交通開放の後、長期的には各骨材の硬化反応が
徐々に進行し、高い強度を発現する。

〔実施例〕

以下本発明の効果を実施例により明らかにする。

ある自動車道路において、ポットホール充填舗装を行
った。この道路は、通常の加熱混合舗装材（密粒度13m
m）により路盤厚200mm、アスファルトコンクリート厚50
mmにより舗装されたものである。

骨材として、徐冷スラグとして粒径が13〜5mm、水砕
スラグ2.5〜0mmのもの、水砕スラグ微粉末として4000cm
²/gを用いた。また、徐冷スラグおよび水砕スラグの乾
燥状態は表乾とした。

表乾状態の各骨材を粗粒度の順に、ドラム缶を半裁し
た船形容器に投入し、空練りし、均一に混練された状態
で、所定量のアスファルト乳剤（PK−3:JIS Ｋ 2208
で規定された浸透用カチオン系アスファルト乳剤）を投
入し、さらに混練し混合物を得た。

この混合物を、自然発生したポットホールおよび矩形
に切断整形したポットホールに充填舗装した。この舗装
は、晴天時と雨天時のそれぞれにおいて実施した。また
混合物の敷均しはレーキを用い、小型振動ローラにより
転圧仕上げを行った。さらに、舗装表面には、表面保
護、タイヤへのアスファルト分付着防止および転圧時に
上昇した水分の吸着を目的とする水砕スラグの乾燥品を
散布し、速やかに供用開始した。

また、実施例において使用した配合および通過質量百
分率を第１表に、またこの配合において最大密度が得ら
れるアスファルト乳剤量の決定過程を第１図に示した。
さらに参考に、本発明の常温混合方式ではなく、加熱混
合方式に従う従来のアスファルト舗装材の骨材配合例を
第２表に示した。また、実施配合例〜における最大
密度とアスファルト乳剤量との関係を第３表に示した。

一方、第１表に、本願発明の範囲を外れる比較例Ａ〜
Ｅを併示した。また、本発明の実施配合例〜および
比較配合例Ａ〜Ｅにおける粒度曲線を第２図に示した。
なお、各例において用いた骨材の粒度構成は、第４表に
示すとおりである。

＜考察１＞かかる施工により、次の結果を得た。

（１）初期強度として、供用開始３日目でアスファルト
乳剤が含有するアスファルト分の粘着効果が確認でき
た。

（２）供用開始２週間目には、骨材の噛み合わせ力と水
硬性の効果が相乗して、充分な硬化を生じていることが
判明した。

（３）ポットホールへの充填は、矩に切断整形した場合
の方が、既存の舗装版とのなじみが良好であることが判
った。

（４）晴天でも雨天でも、本発明の舗装材において同等
であることが判った。

（５）供用開始前に充填物表面に散布した水砕スラグ
は、その所期の硬化を発揮した。

（６）徐冷スラグ60％、水砕スラグ33％、水砕スラグ微
粉末５％、石膏２％の配合比に対しアスファルト乳剤量
を内割りで17.8％（最大密度2.057g/cm³）添加してなる
配合により同様に舗装したところ、供用開始10日目にお
いて、既に充分な硬化を示していることが判った。

＜考察２＞他方、比較配合例について検討したところ、第２図に
示すとおり、比較配合例ＡおよびＣの粒度曲線は、実施
配合例と概ね同傾向にあるが、骨材粒度はより細か
く、したがってアスファルト乳剤量が多くなり、流動性
が過度になることが判った。

また、比較配合例ＤおよびＥの粒度曲線は、実施配合
例と概ね同傾向にあるが、中間部の2.36mmまではほぼ
同一の粒度構成を示すが、2.36mm〜0.075mm間における
粒度変化が大きく、粒度構成が悪い。特に、比較配合例
Ｅにおいてその傾向が大きい。したがって、流動性が過
度になるとともに、粒度構成が悪いために、強度が十分
でないことが判った。

比較配合例Ｂは、実施配合例およびと概ね同一の
傾向を示すものの、骨材の粒度は粗く、骨材相互の噛み
合わせが悪く、アスファルト乳剤量が少なく、強度が十
分でないことが判った。

＜考察３＞実施配合例において、その水砕スラグおよび水砕ス
ラグ微粉末に代えて、多種類の砂の中から選定し、と
同質的に同一の粒度構成とした、徐冷スラグ−砂−アス
ファルト乳剤の系からなる舗装材（比較配合例Ｘとい
う）を得た。この場合におけるアスファルト乳剤量は実
施配合例と同一の17.8％とした。

これらの実施配合例と比較配合例Ｘについて、固化
状況を調べた。その結果、実施配合例では、施工後直
ちに供用開始を行った。供用開始後２日目には、水砕ス
ラグとその微粉末がアスファルト乳剤の水分を吸収し、
徐冷スラグから溶出したアルカリの存在も加わって、潜
在水硬性が発現し、固化していることが確認された。こ
れに対して、比較配合例Ｘでは、アスファルト乳剤の水
分を徐冷スラグが吸収したとしても、砂を用いているた
めに、潜在水硬性は発現せず、施工２日目になっても流
動性が大きく、固化していないことが確認された。この
結果、比較配合例Ｘでは、施工後、直に供用開始はでき
ないことが判った。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明によれば、容易かつ安易に材料
を得ることができるとともに、施工性が良好であり、か
つ強度などの特性に優れたものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は密度とアスファルト乳剤量の関係グラフ、第２
図は本発明の実施配合例および比較配合例の骨材粒度曲
線を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤和雄東京都中央区京橋１丁目19番11号日本鋪道株式会社内 (72)発明者相馬弘幸東京都中央区京橋１丁目19番11号日本鋪道株式会社内 (72)発明者安戸賢一茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者烏正志茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者佐藤洋二茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者岡本明男茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住金鹿島総合サービス株式会社内 (72)発明者多郎浦輝雄茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住金鹿島総合サービス株式会社内 (56)参考文献特開昭52−69429（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−55603（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉からの溶融スラグを徐冷処理した最大
粒径が20mmまたは13mmの徐冷スラグと、急冷処理した10
mm篩いを全部通り5mm篩いを90重量％以上通過する水砕
スラグと、この水砕スラグを微粉化した比表面積3000〜
5000cm²/g水砕スラグ微粉末とを骨材の主体とし、前記
骨材中に重量％で、徐冷スラグが27〜83％、水砕スラグ
が60〜15％、水砕スラグ微粉末が13〜2.0％含有し、か
つ重量％で前記骨材91〜75％に対してアスファルト乳剤
が９〜25％添加され、前記骨材のバインダーとされてい
ることを特徴とする舗装材。