JPS5933724B2 - アスファルト−骨材調合材料粒子の加熱混合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 使用済みのアスファルト−骨材調合材料を在来乾燥器ド
ラムへ再循環させる在来の試みは概してまだ成功してい
ない。

この種の使用済み材料を再循環させることは、風雨、寒
暑及び重量荷重に長い間曝されたせいで沈下し、き裂し
かつその他の劣化した古い道路及びその他のアスファル
ト舗装面に於いて基本的原材料たるアスファルト及び骨
材が多量に入手可能であるから、非常に重要である。

使用済み材料を徐々に加熱しかつ混合すること及び適正
な才たは望ましいアスファルト対骨材比及び貫入特性を
得るためにある組成、特に補給アスファルトを添加する
ことが再循環処理の際に必要である。

この処理を高温炎の導入される在来の回転可能乾燥器ド
ラム内で達成しようとする試みは、高いアスファルト含
量を有する粒子の一部分がドラムの最高温部に於いて炎
及び極めて高い温度のガスに直接に曝されて過熱され従
って焼かれてコークス化されるので成功しない。

この事態は単にアスファルトを望ましくなく劣化させて
、得られる製品に実質的に悪影響を及ぼすだけではなく
て、煙及びその他の有毒煙霧及び揮発ガスを大気へ直接
に放出せしめる。

その結果は餡質製品であり、かつ大気汚染の見地から望
ましくない。

本発明の目的はこうした問題を解消することにある。

本発明は改造された在来乾燥器ドラムを使用して製品の
劣化なしにかつ大気汚染を最低限にする再循環処理に使
用済みアスファルト・骨材粒子を導入する方法を提供す
る。

従って、本発明の目的は処理に必要な加熱によって分解
されたり劣質化されたりすることのない再循環させられ
たアスファルト−骨材調合材料を生産する方法を提供す
るにある。

その上、本発明は更に改変されれば、アスファルト−骨
材粒子を過熱せずに炎及び高温燃焼ガスを導入する方法
をも提供する。

本発明のもう一つの目的はこの再循環処理を達成するよ
うに改造された在来乾燥器ドラムを提供するにある。

上記及びその他の目的は以下の説明から明らかになる。

添付図面を参照すれば、中空ドラムの内部室を包囲して
円筒形外側カバー即ち表面１３、入力端壁４７及び固定
された排出及び出力端カバー４５を有する回転可能乾燥
器式ドラム１０が示されている。

ドラウ内表面に装着されて複数の細長い持上げ器１８が
ドラム内部の実質的に全長に亘って延びている。

これらの持上げ器の目的は、ドラムの回転するに従って
調合材料を持上げることによって同材料の混合を助ける
にある。

次いで調合材料は混合及び加熱処理中に上昇する持上げ
器から回転しているドラムの底へ滝のようにかつ自重に
よって落下する。

アスファルト−骨材調合材料を混合しかつ加熱するため
のこの一般形式の在来混合ドラムは米国特許第３８３２
２０１号及び第３８４０２１５号に言ｖ我されている。

このドラムは入力端１６に於いて導入される調合材料が
出力端１７の方へ自重で徐々に進められることになるよ
うに図示の如く好ましくは傾けられている。

従って入力端は出力端に較べて高くされている。

このドラムは同ドラムを回転するための図示されていな
い装置、例えば、歯車ともかみ合うチェーンの装着され
るようにドラム表面１３を包囲して延びているスプロケ
ット及びモータまたはその他の駆動装置を有している。

このドラムはローラ及び適当なフレームの上に支えられ
ても構わない。

ドラムを回転しかつ支えるためのこのような装置は本発
明の一部ではなく、かつ本技術分野に精通せる人々によ
って理解されることになる。

処理中にドラムへ導入された調合材料は、何か適当な在
来の油またはガス燃焼形式を有して、同ドラムの内部へ
入力端壁４７に適当に位置せしめられたオリフィス即ち
孔を通して向けられる炎及び高温ガスを発生することに
なるバーナ１２から出される高温燃焼ガスによって加熱
される。

このバーナは固定されることになり、かつ背後カバー２
２に装架されても構わず、カバー２２も固定されかつこ
のカバーにはドラム内部へ補給アスファルトを供給する
ための管１４が貫通装着されている。

バーナしゃ蔽即ち邪魔板（図示せず）を組入れ、同板に
バーナ１２から噴射される炎が吹付けられて、同板全体
に極めて高い温度の燃焼ガスを一層よく分散させるよう
にするのが好ましいこともある。

高温ガスは混合する調合材料を除々に加熱するための熱
を与えるのにドラム内部へ吸引される。

ドラムの反対側の前方出力端は、口４２を底に有する固
定排出カバー４５によって覆われており、加熱されかつ
混合された調合材料は口４２を通して回収される。

その調合材料は単にこの口を通ってコンベヤ３８の上に
落下するに過ぎない。

その他の同等な製品回収装置が使用されても構わず、従
って図示されているのは単に例示を目的とするに過ぎな
い。

従って、ドラムの出力端は端壁を持たずに開放されて、
排出がパーはこのカバーがなければ開放されているこの
端を覆っている。

このカバーはドラムの回転している間静止したままであ
り、かつ調合材料は持上げ器によって助けられて排出カ
バーの底へ自重によって徐々に進入して口から出る。

カバーはドラムの回転を妨げるのを避けるのにドラム端
面から少くとも少し離されている。

排出カバーの頂上または頂上付近にはガス抜き煙突５０
があり、同煙突は高温ガスを大気へ排出するのにバーナ
１２からドラムを通して同煙突へ吸引するように排気送
風機４３と協力する。

本発明の方法及び装置の際立った改良点は使用済みのア
スファルト−骨材調合材料が加熱混合ドラムへ導入され
る態様及びそれによって得られる改良された有利な結果
である。

装置内にあって、大きい方の粒子の導入される帯域に較
べて温度の低い帯域へ小さい方の粒子を導入することに
よってアスファルトの劣質化は皆無にされないにしても
実質的に減らされ、改良された製品が得られ、かつ大気
へ放出される煙、未燃焼炭化水素、有毒ガス及び煙霧に
よる大気汚染問題は回避されることが判明している。

明細に説明すれば、アスファルト−骨材舗道が壊されて
、再循環処理の際に処理されるべき調合材料の得られる
時に、粒度の範囲は粗と細との間に得られる。

比粒度範囲及び粗粒対細粒比は調合材料の得られる舗道
の形式如何によって決捷ることになる。

例えば、駐車場及び乗入れ道路の表面は交通量の激しい
主要道路に較べて細かい骨材を混入されており、従って
前者を壊して得られる大きい粒子は約１２．７ミリメー
ト・犬であるけれども後者から得られ るのは約３８．１ミリメートル（１−インチ）犬である
。

然し、市街地道路から一般に得られる粒子■ は公称６．３５ミリメートル（−インチ）以上、即ち６
．３５ミリメートル（−インチ）のふるい目を通過する
ことにならない粗粒とそれよりも小さい細粒とから成っ
ている。

細粒は重量で粗粒よりも遥かに高いアスファルト含量を
有することも判明している。

再循環させられる製品を造るのに、できるだけ多量の原
材料を使用済み調合材料に保有することが車重れるから
、明らかに微粉または細粒は捨てられるべきでない。

図示の如き装置では、バーナー２によって発生させられ
た高温燃焼ガスはドラムの内部へ向けられる。

車重しいのは調合材料を加熱する際に熱の利用を最大限
にすることであるけれども、既述の如く粒子を過熱する
のを避（へ）ることも重要である。

炭化水素（油またはガス）を燃料とするほとんどのバー
ナに於いては、急速に酸化する炭化水素の炎即ち発光部
分即ち輝く部分がある距離に亘ってバーナノズルの前方
に存在するのが通例である。

この可視部分即ち炎は温度が極めて高くて、例えば、炎
の直前の高温燃焼ガスよりも２６０〜５３８℃（５００
〜１０００’Ｆ）だけ高温である。

調合材料の大きい方の粒子はアスファルトの燃焼なしに
熱を吸収する犬さい降温媒体であるのに小さい方の粒子
は同じ温度に曝された時に過熱されるおそれがあること
が既に判明している。

従って、有利なのは粗粒を図示の如く入力端に於いてド
ラムへ導入して、同粗粒が入力端に於いてドラムへ進入
する最高温ガスに曝されて同ガスを通ることになるよう
にすることである。

細粒は入力端からある距離に距てられた所にあって、ア
スファルトを過熱しかつ劣化せしめることになる温度よ
りも低い温度を有する少くとも１帯域へ導入される。

第１図に示されているように粗粒２５は入力端１６に於
いて端壁４７のすぐ内側でドラム１０へ向けられ、ドラ
ムの第１の最高温域に於いてバーナ１２から送られるガ
スに直接に曝される。

ドラムのこの帯域はバーナの大ささ及び出力並びに炎及
び高温ガスの分散に応じて例えば約５３８’Ｃ（１００
０°Ｆ）と約１０９３℃（２０００’Ｆ）との間及び更
に高い温度を有することがある。

再び、もしも粗粒が十分な大きさであるならば過熱され
ることにならずに非常に高い温度の炎を通過することが
できる。

反対に、もしも粗粒が炎に曝されて耐え得るほど大きく
ないならば、邪魔板または同様な炎弱め器が使用されて
も構わない。

やはり図示されているように中間粒度の粒子３５は装置
の入力端から前方下流側へ、即ち出力端の方へある距離
をおいて、更に温度の第２帯域へ導入されまた更に細か
い粒子は第１及び第２帯域から更に前方の何れよりも低
い温度の第３帯域へ導入される。

温度の低い方の帯域の比温度は高温入力端から細かい方
の粒子の導入される所までの距離並びに装置に使用され
るバーナの出力即ち容量に左右されて決まることになる
。

普通は、ドラム内部へ進入する細粒のコークス化または
焼損を防ぐのに適当な温度は約４２７℃（８００°Ｆ）
よりも低く、好ましくは約３１６°Ｃ（６００°Ｆ）よ
りも低いことになる。

従って粒子は細かければ細かいほど益々低い温度に於い
て導入され、特定帯域の高温ガス温度は粒子を適切に加
熱するに足るだけ高いけれども、焼損、アスファルトの
劣化、貧弱な製品特性をもたらすことになるコークス化
、及び大気へ多量の揮発性炭化水素などが放出される煙
及び望ましくない煙霧の形をした損失を防ぐに足るだけ
低い。

図示特定実施例に、３帯域が使用されれば中間粒度の粒
子は第２帯域へ、かつ細粒は第３帯域へ導入される。

理解されるべきは、調合材料の導入される如何に多数の
帯域即ち位置が装置設計に考慮されるべき実用的条件及
び所望される種々の粒度の選別及び取扱かいに応じて使
用されても構わないことである。

従って、一つは粗粒に対して高温なのと、一つはもつと
細かい細粒に対してもつと低温なのと二つの帯域が十分
なこともあるけれども、図示されかつ既に説明されたよ
うな３帯域はほとんどの街路縁アスファルトー骨材調合
材料を再循環させるのに好まれる。

更に、ある種の材料に対しては４帯域またはもつと多数
の帯域さえ望ましいことがある。

更にまた、もしも装置が２よりも多数の帯域へ調合材料
を導入するための装置を設けられているならば、実際に
は２帯域しか使用される必要がない。

帯域間の比距離はバーナ容量、粒度及び類似因子に左右
されるので、第１図は実際の距離が異なる装置間では変
っても構わないからドラムの分割された諸帯域を示して
いる。

既に説明されたように、もしも街路縁調合材料が２粒度
範囲に選別されるならば粗いのは公称６．３５ミリメー
トル（−インチ）及び更に大きい粒子であって、細粒は
更に小さい。

はとんどのこのような調合材料に対して、これらの２種
の粒度の比は重量で約１対２と約２対１との間にかつし
ばしば１対１であることになる。

３帯域及び３種の粒度が好適実施例に従って使用される
べき場合に、はとんどの街路用アスファルト−骨材調合
材料に対する便宜な粒度分類は公称１２．７ ミ’Ｊメ
ートル（−インチ）以上の粗粒、Ａ８Ｕ、Ｓ。

シリ−ズふるい目よりも大きくかつ約１２．７ミリメー
ドル（−インチ）ふるい目までの中間粒、及び中開校即
ち＆８Ｕ、Ｓ。

シリーズふるい目よりも小サイのト、更に小さい（更に
大きいメツシュ数）のどを併せた細粒である。

然し、これらの粒度範囲は再循環させられるベキ総べて
のアスファルトコンクリ−）ｔたは表層用アスファルト
−骨材調合材料に便宜または実用的に適用されないこと
があるから、調合材料の重量割合に基く粒度範囲の方が
実用的である。

従って、３種粒度の実施例に於いて粗粒は重量で調合材
料の４０％±１５係を、中間粒は３０係±１５係を、か
つ細粒は３０％±１５ｑｂをそれぞれ含有することにな
る。

このような定義は特定粒度範囲にかかわすか＜、これら
の再循環させられる調合材料に対して普遍的に適用され
ることができ、かつドラムの異なる３帯域へ導入される
異なる粒度の材料は何れかと言えば均等に分布させる際
には便宜でありかつ実用的である。

同様に、２種の粒度しか使用されない場合には、粗い材
料の有用な選定は全調合材料の重量で６０係±２０％で
ありかつ最大の粒子を含有し、また細粒は最小の粒子及
び重量で４０係±２０係である。

使用済みのアスファルト−骨材調合材料の粒子は何か適
当な方式で、例えばシュートまたはホッパによって、そ
れぞれの帯域へ既述の如く導入されることができるけれ
ども、好適実施例は第１図に示されているように調合材
料を容れられるといと協力するようにドラムの外側に装
着されたすくい器を利用している。

図示の如く、両側２７及び２９を有するとい２６が入力
端壁４７に隣接して円筒形ドラム１０の周囲に固定装着
されている。

複数の相互てられた口３０がドラム表面周囲に配置され
て、これらの口はドラム内部へ開口しかつ同ドラムの外
部と連通している。

すくい器２８がドラムの外側に装着されて各日３０を覆
っており、かつ同すくい器は前記口と連通ずる空洞と、
ドラムの回転するに従って調合材料と係合するための表
面を具えている縁とを有している。

とい２６はドラムを包囲してすくい器を覆っており、か
つ空洞を形成して同空洞内にすくい器が配置されてドラ
ムの回転する従って同空洞内を通る。

シュート２０がとい２６と連通して、同シュートを通し
て同といへ導入された調合材料粒子が次いですくい器に
よって拾われかつ自重で口３０を通ってドラム内部へ落
下するようになっている。

このといの大ｔさ及び形は、すくい器が抵抗なしにこの
といを通るのを、かつこのといの空洞へ導入された調合
材料を拾うのを可能ならしめろ程度にされるべきである
。

このといの両側はこれら両側の包囲するドラム外側の全
形に倣った形の縁を好ましくは有することになるけれど
も、これらの縁はといが固定位置に維持された状態でド
ラムが回転するから、接触を避けるのにドラム表面から
少くとも少し距てられている。

このといへ例えばシュート２０を経由して調合材料を導
入するための装置は特に重要ではなく、かつ何か便宜な
装置が使用されても構わない。

例えば、図示の如きコンベヤ装置が調合材料をシュート
２０まで運び上げても構わず、かつ同材料は次いでホッ
パ及びといへ進入する。

すくい器及びといの太ささ及び形は特に重要ではないけ
れども、好オしくはすくい器に沿う外縁がといの内壁と
同形であるがそれよりも少し小さい程度にされる。

すくい器は調合材料が自重ですくい器内面に沿って日へ
容易に落ち込むことになるように好ましくは傾けられて
もいる。

とい２６から前方に距てられて実質的に同形のとい３６
があり、既述されたのと同様な複数ずつの口及びすくい
器を覆っている。

シュート２４がとい３６の内部と連通して、同とい内へ
向けられた調合材料がすくい器によって拾われかつ自重
でドラム内へ落ち込むようになっている。

とい３６は同といの下にある口がドラムの入力端に隣接
する既述の最高温域よりも温度の低い第２帯域に於いて
ドラム外部と連通することになるように、とい２６から
前方に距てられることになる。

第３のとい４６がとい３６から前方に距てられており、
かつとい４６は既述されたのと実質的に同様なすくい器
３１及び口３３を有している。

このとい及び協力するすくい器及び口によって調合材料
の導入されるドラム帯域はバーナから更に遠いから第２
帯域よりも温度が低い。

従って、粗粒はとい２６及び同といと協力するすくい器
及び口を経由してドラムの最高温域へ導入さ汰中間粒度
粒子は第２シユート２４、協力するどい３６及び下にあ
る口を通して導入され、そして細粒はとい４６及び同と
いの下にあるすくい器及び口を経由して導入されその他
の点では、とい、すくい器及び口は同じであり、唯一の
差は、ドラムの加熱された内部へ導入される細粒を過熱
するのを避けるのにドラムに沿うそれぞれの位置である
。

再び第２及び第３両とい３６及び４６も固定されかつド
ラムに伴って回転しない。

既述の如く、ある調合材料に対して図示装置を使用する
際に車重しいことがあるのは二つの帯域しか使用しない
ことである。

例えば、調合材料が小さい方の粒子から成る場合に有利
なことがあるのは温度の低い第２及び第３両帯域しか使
用しないことであるのに、もつと粗い材料に対しては第
１及び第２または第１及び第３帯域が有用であることが
ある。

すくい器、口及びといの更に明確な細部は本願出願人が
出願中の１９７５年８月１日付米国特許出願第６０１１
７７号に見出されることができ、同特願の説明は参考の
ため本明細書に採入れられている。

既述の如く、本発明の装置は複数の孔１５を有する少く
とも１条の管１４、マたはアスファルトをドラム内へ向
けるための同様な装置を組入れても構わない。

使用済みのアスファルト−骨材調合材料を再循環させる
際には、ある量の補給アスファルＩ・が製品を補充する
のに必要である。

添加される補給アスファルトの特定量は、本技術分野に
精通せる人々によって会得された方法によって、所要の
用途仕様書、貫入特性及び類似要因に応じて決定されて
も構わない。

アスファルトはこのような管を通して容易に送出される
ことがでさて、ドラム内で混合されている粒子に噴射さ
れることができるように、好ましくは高温にされて添加
される。

第２図及び第３図は本発明の装置の他の改良、及び本発
明に従って処理される調合材料を過熱することなく有利
に加熱する際に於りる同改良の用途を示している。

第２図はドラム１０にあって高温燃焼ガスの導入される
端部の縦断面図である。

既に説明されたように、多くの調合材料に対して重要な
ことのあるのは、バーナから出る炎の熱が極端なので、
同炎と、再循環させられる粗粒の接触を避けることであ
る。

更に、この事態は、しばしば炎が完全には制限されない
ことがあるから、第１図に示されているように炎をドラ
ムの方へ向けるバーナを使用すればたとえ邪魔板があっ
ても問題になることがある。

第２図に示されている改良された実施例では、（仮想線
で示されている）バーナ５２は、ノズル５７がカバー５
４の内部に画定された燃焼室５６内でドラム１０の軸線
に垂直に炎を噴射するよ−うに、配置されている。

燃焼室のドラム端に沿って防熱板５８が燃焼室を横切っ
て同室の両側開にかつ同室の底面から延びて、バーナノ
ズルの高さを越えるに足るだけ高くて、この板を越えて
炎の噴射するのを実質的に防ぐようになっている。

従って炎は燃焼室に制限される。この防熱板は同板の曝
される極端な熱に耐えることのできる何か適当な組成、
例えばステンレス鋼、耐火れんが及び類似材料の如きで
あっても構わない。

防熱板５Ｂから距てられて拡散板６０があり、拡散板６
０は多数のオリフィス５５を有しかつドラム１０の端壁
になっている。

この拡散板の目的はバーナ及び燃焼室からドラム内部へ
高温燃焼ガスを均等に分布させるにある。

ドラム内には高温端から出力端へ既述の如くガスを吸引
する排気送風機によって発生させられる実質的気流があ
るから、高温ガスは矢印によって図示されているように
、燃焼室から防熱板５８を越えて吸引されかつ拡散板オ
リフィスを通してドラム内へ分布されることになる。

オリフィス５５は拡散板の一部を通してその他の部分を
通してよりも大きい容積のガスが吸引されるのを防ぐよ
うに最大限に分布させるだけ十分な数、位置及び大きさ
にされる。

防熱板５８と拡散板６０との間の間隔もガスの適切な流
れ及び均等な分布を制限しない即ち妨げないだけ十分に
されることになる。

本発明の範囲内にある装置のその他の改変並びにその利
点は本技術分野に積通せる人々には明らかになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は改造された装置の改良された特徴を示すように
一部を断面にしかつ一部を切除して本発明の装置を示す
図、第２図は本発明の改造された燃焼室及びバーナの実
施例を示す一部断面にされた側面図、そして第３図は第
２図の実施例に使用される拡散板を示す図である。 １０・・・回転可能乾燥器式ドラム、１２・・・バーナ
、１６・・・入力端、１７・・・出力端、１８・・頷長
い持上げ器、２０．２４・・ツユート、２５・・・粗粒
、２６゜３６・・・とい、２８・・・すくい器、３０・
・・口、３５・・・中間粒度の粒子、４５・・・固定排
出カバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力端から出力端ヘアスフアルド−骨材調合材料を
   徐々に加熱混合しつつ実質的に回転ドラムの全長に沿っ
   て加熱用高温燃焼ガスを導入されて回転しているドラム
   内に於いて前記調合材料の粒子を加熱しかつ混合する方
   法にして、前記粒子を粗から細捷での範囲内の複数の異
   なる粒度に選別し、粗粒子を高温域に導入すると共に細
   粒子を冷温域に導入する工程を有し、かつ前記冷温域の
   温度が前記粒子のアスファルトを燃焼させることになる
   温度よりも低いことを特徴とするアスファルト−骨材調
   合材料粒子の加熱混合方法。 ２、特許請求の範囲第１項の方法にして、前記高温域の
   温度が少くとも約５３８℃（１０００°Ｆ′）であるこ
   とを特徴とする加熱混合方法。 ３ 特許請求の範囲第１項の方法にして、前記冷温域の
   温度が約４２７℃（８００°Ｆ）よりも低いことを特徴
   とする加熱混合方法。 ４ 長さ方向に沿って延びている軸線の捷わりに回転可
   能な細長いドラム及びこのドラムが回転されるに従って
   調合材料を混合する持上げ装置と、的記ドラウの長さに
   沿って対向する出力端に向けてドラムの入力端で高温燃
   焼ガスを供給するバーナと、 前記高温ガスに直接に曝す前記調合材料の粒子を前記ド
   ラムの高温域へ供給する装置と、前記調合材料が冷温域
   で前記高温ガスに直接に曝されるように前記ドラムの前
   記入力端から距てられた前記冷温域へ前記調合材料の粒
   子を供給する装置と、 加熱されかつ混合された前記調合材料を前記ドラムの出
   力端に於いて回収する装置とを有することを特徴とする
   アスファルト−骨材調合材料準備装置。 ５ 特許請求の範囲第４項の装置にして、少くとも前記
   供給する装置の１つは前記ドラムの周囲で相互てられド
   ラムの内部に連通している複数の口を有していることを
   特徴とする装置。