WO2011086722A1 - 常温施工型加熱アスファルト混合物およびその製造方法、ならびにそれを用いた舗装方法 - Google Patents

常温施工型加熱アスファルト混合物およびその製造方法、ならびにそれを用いた舗装方法 Download PDF

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asphalt mixture
fatty acid
asphalt
mixture
alkaline additive
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孝夫 市岡
博 谷口
慶吾 畠山
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前田道路株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/26—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch

Definitions

  • the present invention relates to a room temperature construction type heated asphalt mixture used for road pavement and the like, a method for producing the mixture, and a pavement method using the mixture.
  • the heated asphalt mixture is carried out at an initial rolling temperature in the range of 110 to 140 ° C. as shown in the paving manual and the like.
  • a heated asphalt mixture using an intermediate temperature technique that is, an intermediate temperature asphalt mixture, can generally extend the usable temperature range of the heated asphalt mixture by about 30 ° C. to the lower limit side.
  • the heated asphalt mixture can obtain a large strength immediately after paving, its pot life is the time until the temperature of the mixture decreases, so when using a small amount of the mixture in several times, When the mixture is transported for a long time, it is difficult to apply it when the construction thickness is thin, such as a thin-layer overlay method, and a significant temperature drop occurs immediately after laying.
  • the intermediate temperature asphalt mixture can generally expand the usable temperature range to the lower limit side by about 30 ° C. compared to the heated asphalt mixture, but under each condition as described above, a sufficient effect can be obtained. Is hard to say.
  • various asphalt mixtures of a normal temperature construction type in which the asphalt mixture is applied at normal temperature have been proposed.
  • a so-called cutback asphalt mixture has been proposed in which the viscosity of the asphalt mixture is forcibly reduced using mineral oil or the like.
  • the cutback asphalt mixture softens the asphalt with a cutback material such as mineral oil, and develops the strength of the asphalt mixture as the cutback material volatilizes.
  • a room temperature asphalt mixture using an asphalt emulsion has been proposed, but the mixture does not need to be heated and dried, but the strength is relatively small and the decomposition rate of the asphalt emulsion must be considered. In other words, the usable range may be limited.
  • the present invention has been proposed in view of the above, and when producing a heated asphalt mixture, the viscosity of the asphalt is reduced by adding and mixing oil and / or fatty acid and an alkaline additive to the aggregate and asphalt. This allows construction even when the temperature of the mixture is lowered to room temperature. By supplying a curing accelerator to the mixture at the time of construction, the added oil and / or fatty acid and the alkali component saponify and thicken.
  • an object of the present invention is to provide an asphalt mixture capable of developing strength in a relatively short time.
  • it is a normal temperature construction type heating asphalt mixture formed by mixing aggregate, asphalt, fats and oils and / or fatty acids, and an alkaline additive.
  • a curing accelerator By adding a curing accelerator to the mixture, the oil and / or fatty acid undergoes a saponification reaction with an alkali component, thereby providing a room temperature construction type heated asphalt mixture characterized in that the strength is improved.
  • the strength is improved by adding a curing accelerator to the room temperature construction type heated asphalt mixture and saponifying the fat and / or fatty acid with an alkali component.
  • a paving method is provided.
  • a method for producing the above-mentioned room temperature construction type heated asphalt mixture wherein the aggregate heated to 100 to 170 ° C. and the asphalt heated to 130 to 170 ° C. are mixed by a mixing device. 1 step, a second step of adding and mixing the fat and / or fatty acid to the mixture obtained in the first step, and adding and mixing the alkaline additive to the mixture obtained in the second step.
  • the manufacturing method of the normal temperature construction type heating asphalt mixture characterized by including the 3rd process to perform is provided.
  • an asphalt mixture that can be constructed at room temperature by adding low-viscosity fats and / or fatty acids is supplied with a curing accelerator during construction, whereby the alkaline additive in the mixture is ionically decomposed, By saponifying with and / or fatty acid, high strength can be expressed at an early stage.
  • FIGS. 1 (a) and 1 (b) are explanatory diagrams showing a state before the saponification reaction of a normal temperature construction type heated asphalt mixture according to the present invention
  • FIGS. 1 (c) and 1 (d) are diagrams illustrating the present invention. It is explanatory drawing which shows the state after the saponification reaction of the normal temperature construction type heating asphalt mixture which concerns.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the concept of the construction temperature range between the normal temperature construction type heated asphalt mixture according to the present invention and the conventional ordinary temperature construction type heated asphalt mixture.
  • FIG. 3 is a diagram conceptually showing the asphalt mixture obtained by the production method of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram at the time of construction and construction in the first embodiment of the room temperature construction type heated asphalt mixture according to the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram at the time of construction and construction in the second embodiment of the room temperature construction type heated asphalt mixture according to the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a change in Marshall stability with respect to a change in the amount of cement added in the normal temperature construction type heated asphalt mixture according to the present invention.
  • FIG. 7A and FIG. 7B are explanatory diagrams showing changes in the total alkaline additive amount and the Marshall stability in the second aspect of the room temperature construction type heated asphalt mixture according to the present invention.
  • the room temperature construction type heated asphalt mixture of the present invention (hereinafter referred to as “asphalt mixture” as appropriate) is a room temperature construction type obtained by mixing asphalt, aggregate, oil and / or fatty acid, and an alkaline additive. It is an asphalt mixture.
  • a curing accelerator By adding a curing accelerator during construction, the fat and oil and / or fatty acid undergoes a saponification reaction with an alkali component, whereby the strength is improved.
  • examples of the curing accelerator include water.
  • the saponification reaction may be a reaction that generates a fatty acid alkali salt.
  • a saponification method that generates a fatty acid alkali salt (soap) and glycerin by adding alkaline water to a higher fatty acid ester.
  • a neutralization method in which higher fatty acids are neutralized with alkaline water.
  • the saponification reaction when an alkali component is added in a solid state, the reaction generally does not start unless a solvent such as water is present.
  • An example of a saponification reaction by a saponification method when a higher fatty acid ester and sodium hydroxide (alkali) are used is shown in the following formula (1) by a neutralization method when a higher fatty acid and sodium hydroxide are used.
  • Examples of the saponification reaction are shown in the following formula (2), respectively.
  • FIG. 1 (a) to FIG. 1 (d) are explanatory views showing the concept of the asphalt mixture according to the present invention.
  • FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) are diagrams showing the state of the asphalt mixture according to the present invention before the saponification reaction
  • FIG. 1 (c) and FIG. It is a figure which shows the state after the saponification reaction of the asphalt mixture which concerns.
  • the asphalt mixture according to the present invention has a lubricating film 10 composed of low-viscosity oils and / or fatty acids 13 and an alkaline additive 14 asphalt. It is interposed between the aggregates 11 on which the film is formed, and thereby, a slipping effect is exhibited, and the pavement before the saponification reaction is kept in a low viscosity state.
  • a curing accelerator for example, water
  • a hardening accelerator for example, water
  • the fats and / or fatty acids 13 contained in the asphalt mixture and the alkaline additive 14 are saponified and solidified by a curing accelerator (for example, water), so that the strength can be improved.
  • a curing accelerator for example, water
  • the compaction method is not limited to the method using roller rolling, and may be appropriately selected according to the purpose of paving. Depending on the purpose, for example, a stepping method may be employed.
  • FIG. 2 shows the usable temperature range (construction temperature range) and binder viscosity of the asphalt mixture of the present invention and a conventional heated asphalt mixture (heated asphalt mixture not containing fat and / or fatty acid 13 and alkaline additive 14). It is the figure which showed the relationship.
  • the asphalt mixture of the present invention has a wider usable temperature range than conventional heated asphalt mixtures and can be applied even at 100 ° C. or lower. Further, by adding a curing accelerator (for example, water), it becomes possible to quickly increase the binder viscosity to the same level as that of the conventional heated asphalt mixture.
  • a curing accelerator for example, water
  • the asphalt mixture of the present invention comprises aggregate, asphalt, fats and / or fatty acids, and an alkaline additive.
  • the aggregate is not particularly limited, and those used for ordinary paving asphalt, such as crushed stone, sand, and stone powder, can be used as appropriate.
  • the aggregate has an opening of 2.36 mm. It is preferable to use particles having a 2.36 mm sieve passing mass percentage, which is a ratio of particles passing through the sieve mesh, of preferably 25 to 45%, more preferably 30 to 40%. 2.
  • Asphalt mixture of the present invention is compacted by using an aggregate having a mass percentage passing through a 36 mm sieve of 25 to 35%, and then water as a hardening accelerator is added to the asphalt mixture after compaction Even in this case, it is preferable because water can be sufficiently permeated into the inside, and thereby the strength of the obtained pavement can be made sufficient.
  • asphalt straight asphalt 40/60, 60/80, 80/100, 100/120, etc. can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
  • recycled aggregate may be used as aggregate and asphalt instead of ordinary aggregate.
  • Fats and / or fatty acids may be fats or fatty acids and are not particularly limited, but plant-derived fatty acids such as tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, sunflower oil fatty acid, And esters thereof.
  • plant-derived fatty acids such as tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, sunflower oil fatty acid, And esters thereof.
  • the content ratio of fats and oils and / or fatty acids in the asphalt mixture of the present invention is preferably in the range of 10:90 to 90:10 in terms of the weight ratio of “asphalt: fats and / or fatty acids”.
  • the addition amount of fats and oils and / or fatty acids is preferably determined according to the construction conditions.
  • the alkaline additive is not particularly limited as long as it is a compound that becomes an alkali component due to the action of a curing accelerator (for example, water). It is desirable to have a concentration (that is, a high pH), and it is possible to use sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc., which are usually used in soap production, but from an environmental point of view, as a general civil engineering material Among the cements used, ordinary cement (ordinary Portland cement) exhibiting a low hydrogen ion concentration by the action of a curing accelerator is preferably used.
  • the ordinary portland cement for example, tricalcium silicate (3CaO ⁇ SiO 2), dicalcium silicate (2CaO ⁇ SiO 2), calcium aluminate (3CaO ⁇ Al 2 O 3) , calcium alumino ferrite (4CaO ⁇ Al 2 O 3 ⁇ Fe 2 O 3 ), calcium sulfate (CaSO 4 ⁇ 2H 2 O), or the like can be used as a main component.
  • an aqueous solution containing metal ions such as sodium ion (Na +), potassium ion (K +), magnesium ion (Mg 2+ ), calcium ion (Ca 2+ ), or water
  • the powder containing the metal salt which decomposes into the above ions by adding, sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ) or the like can be used.
  • the content ratio of the alkaline additive in the asphalt mixture of the present invention is preferably in the range of 100: 10 to 100: 300 as the weight ratio of “oil and fat and / or fatty acid: alkaline additive”.
  • additives usually used in the field of asphalt pavement can be added to the asphalt mixture of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • additives include, but are not limited to, fillers, plant fibers, pigments, antifreezing agents, and the like.
  • the asphalt mixture of the present invention is produced by, for example, the method described below, and the obtained mixture is sealed in a bag provided with a moisture permeation preventive layer and a heat fusion layer, for long-term storage (for example, , About 6 months).
  • FIG. 3 is a diagram conceptually showing the asphalt mixture obtained by the method described below. Hereafter, the manufacturing method of the asphalt mixture of this example is demonstrated.
  • the aggregate is charged into the mixing device, and the aggregate is dry-mixed. Dry mixing is performed in a state where the aggregate is heated to 100 to 170 ° C., preferably 110 to 130 ° C.
  • the temperature and time of dry mixing are not particularly limited, but the temperature of dry mixing is usually 100 to 140 ° C., preferably 110 to 130 ° C., and the time of dry mixing is usually about 1 second to 1 minute. is there.
  • the moisture content contained in the aggregate can be controlled by using the aggregate in a state heated to the above temperature, thereby improving the storage stability of the resulting asphalt mixture. .
  • asphalt is added to the mixing device, and the aggregate and asphalt are mixed.
  • the asphalt is heated to 130 to 170 ° C., preferably 140 to 160 ° C., and added to the mixing device, and then the aggregate and asphalt are mixed.
  • the mixing temperature and the mixing time are not particularly limited as long as the asphalt layer is uniformly formed on the surface of the aggregate, but the mixing temperature is usually 100 to 140 ° C., preferably 110 ° C.
  • the mixing time is usually about 1 second to 5 minutes.
  • fats and / or fatty acids are added to the mixing device, and the mixture obtained above is mixed with the fats and / or fatty acids.
  • the fats and oils and / or fatty acids may be used at room temperature, but are preferably heated to about 15 to 25 ° C. during the cold season.
  • the mixing temperature and mixing time are not particularly limited, but the mixing temperature is usually 100 to 140 ° C., preferably 110 to 130 ° C., and the mixing time is usually about 1 second to 5 minutes. is there.
  • an alkaline additive is added to the mixing apparatus, and the mixture obtained above is mixed with the alkaline additive.
  • the mixing temperature and mixing time at this time are not particularly limited, but the mixing temperature is usually 100 to 140 ° C., preferably 110 to 130 ° C., and the mixing time is usually about 1 second to 5 minutes.
  • the asphalt mixture obtained by adding and mixing oil and fat and / or fatty acid and alkaline additive in this order is as shown in FIG.
  • the asphalt coating 12 is formed on the surface of the aggregate 11
  • a layer made of fats and / or fatty acids 13 is formed on the surface of the asphalt coating 12
  • the surface of the layer made of fats and / or fatty acids 13 is It can be set as the structure which the solid alkaline additive 14 covers.
  • the reaction efficiency between the alkaline additive 14 and the curing accelerator can be increased, and even when the addition amount of the alkaline additive 14 is relatively small, the strength improvement effect when the curing accelerator is added. Can be expressed sufficiently.
  • the asphalt mixture obtained can be made excellent in storage stability by making the addition amount of the alkaline additive 14 relatively small.
  • the asphalt mixture of this example can be produced by taking out the mixture obtained above from the mixing apparatus while maintaining the temperature at 100 to 130 ° C.
  • the asphalt mixture thus obtained is filled into a bag having a moisture permeation preventing layer and a heat-sealing layer, and then the heat-sealing layer is heat-pressed with a heat sealer or the like. Then, the asphalt mixture is sealed in the bag by heat-sealing the heat-sealing layer.
  • the amount of moisture entering the bag can be reduced (for example, the amount of moisture in the bag is reduced to 0.1. As a result, the asphalt mixture can be made excellent in storage stability.
  • the alkaline additive contained in the asphalt mixture reacts with water, thereby losing the alkaline additive. Since it can prevent activating, the compounding quantity of an alkaline additive can be made comparatively few.
  • the blending amount of the alkaline additive can be preferably in the range of 100: 15 to 100: 40 by the weight ratio of “oil and fat and / or fatty acid: alkaline additive”.
  • the material constituting the moisture permeation preventive layer examples include nylon and ethylene vinyl alcohol copolymer.
  • polyolefin etc. are mentioned as a material which comprises a heat-fusion layer.
  • the bag having a moisture permeation preventing layer and a heat fusion layer preferably has a three-layer structure of heat fusion layer / water permeation prevention layer / heat fusion layer. Those having a three-layer structure of nylon layer / polyolefin layer are particularly preferred.
  • a base material parts other than a water permeation prevention layer and a heat sealing layer which comprises the bag provided with the water permeation prevention layer and the heat sealing layer used in this example, for example, paper or aluminum foil Etc.
  • the asphalt mixture obtained in this way is taken out from the bag provided with a moisture permeation preventive layer and a heat fusion layer, for example, and after applying, a hardening accelerator (for example, water) is added and compacted.
  • a hardening accelerator for example, water
  • the fats and / or fatty acids 13 contained in the asphalt mixture and the alkaline additive 14 are saponified and solidified by the hardening accelerator.
  • strength can be expressed.
  • the asphalt mixture of this example has an improved initial strength and a rapid onset of strength compared to conventional bag-packed normal temperature composites.
  • Fig. 4 shows the storage state of the asphalt mixture of this example and a conceptual diagram during construction.
  • the asphalt mixture of this example is a mixture in which asphalt and fats and / or fatty acids and an alkaline additive are mixed at the time of manufacture, and a hardening accelerator (for example, water) is added at the time of construction. It is.
  • a hardening accelerator for example, water
  • an alkaline additive is added in addition to the curing accelerator (for example, water).
  • the curing accelerator for example, water
  • a curing accelerator for example, water
  • the alkaline additive added together with the curing accelerator for example, the alkaline additive described above can be used, but potassium pyrophosphate is particularly preferable.
  • an alkaline additive is added to the asphalt mixture by adding an alkaline additive in addition to the curing accelerator.
  • the ratio of the alkaline additive in the asphalt mixture in this case is preferably a weight ratio of “oil and / or fatty acid: alkaline additive”, preferably in the range of 100: 1 to 100: 10. .
  • no alkaline additive may be added.
  • the asphalt mixture of this example has improved initial strength and quicker strength development than conventional bag-packed normal temperature composites.
  • Example 1 An experimental example in which tall oil fatty acid is used as the fat and / or fatty acid and ordinary Portland cement (hereinafter, ordinary Portland cement is simply abbreviated as “cement”) is used as the alkaline additive will be described. In addition, in the following, it investigated by the synthetic particle size shown in Table 1.
  • cement ordinary Portland cement
  • Table 2 shows the compaction characteristics of the mixture by changing the amount of tall oil fatty acid added and the compaction temperature in order to evaluate the effect of improving the workability by adding tall oil fatty acid as fat and / or fatty acid. This is the result of verification. That is, it shows changes in the degree of compaction of the mixture when the amount of tall oil fatty acid added in the asphalt mixture of the present invention and the tamping temperature are changed. In this example, the total binder amount (total amount of asphalt + tall oil fatty acid) was 4.6% by weight. Further, in Table 2, the amount of tall oil fatty acid added is shown as an internal ratio with respect to the amount of binder.
  • the density of the conventional heating asphalt mixture (mixture consisting of aggregate and asphalt) is used for the reference density.
  • the compaction degree at a tamping temperature of 140 ° C. is 100.3%
  • the compaction degree at a tamping temperature of 120 ° C. is 99.7%
  • the tamping temperature is 100 ° C.
  • the degree was 98.6%
  • the compaction degree at a tamping temperature of 100 ° C. was 100.0%
  • the compaction degree at a tamping temperature of 80 ° C. was 99.2%.
  • the degree of compaction at a tamping temperature of 60 ° C. was 100.2%
  • the degree of compaction at a tamping temperature of 40 ° C. was 98.6%
  • the compaction degree at a tamping temperature of 40 ° C. was 101.0%
  • the compaction degree at a tamping temperature of 20 ° C. was 97.3%.
  • the degree of compaction at a tamping temperature of 0 ° C. was 100.4%.
  • the tall oil fatty acid addition amount is 50% by weight or more, specifically, when it is 50% by weight, 60% by weight, 70% by weight, 80% by weight, 90% by weight, ordinary asphalt
  • the compaction degree is 100% or more within the construction temperature range of the mixture. In this way, by adding tall oil fatty acid, the workability of the heated asphalt mixture is improved, and even at a tamping temperature of 100 ° C. or less, it satisfies the standard value of 96% or more, which is a standard value of a general pavement compaction degree. It can be seen that the density is obtained.
  • FIG. 6 shows the results of evaluating the mixture strength at the initial stage of curing (curing for 3 hours) by changing the addition amount of cement as an alkaline additive.
  • the amount of tall oil fatty acid added was set to 10% by weight and 90% by weight (both are internal to the binder amount). On the other hand, it was divided.
  • the water required for the saponification reaction was added immediately before the mixture was tamped and tamped.
  • the mixture strength is improved by the saponification reaction by adding 10% by weight, 20% by weight, and 30% by weight of the cement oil as the alkaline additive to the tall oil fatty acid. Recognize.
  • Table 3 shows the results of evaluating the mixing property. As is apparent from Table 3, when the addition amount of cement as the alkaline additive exceeds 400% by weight, mixing failure may occur.
  • Example 2 the synthetic particle size was as shown in Table 1 above, and the blending ratio of the binder (asphalt and tall oil fatty acid as fat and / or fatty acid) and the alkaline additive was as shown in Table 4.
  • the asphalt mixture of the present invention can be set at a workable temperature by changing the amount of tall oil fatty acid added.
  • Example 2 an example in which the workable temperature of the asphalt mixture is set to 60 ° C. or more and the amount of tall oil fatty acid added is 30% by weight (inside of the binder amount) will be described.
  • “(13)” of the mixture (13) indicates that the 13-mm passing mass percentage is 95% by weight or more (the same applies to Table 5).
  • a method for producing an asphalt mixture in a room in this example will be described.
  • 1) Mixing machine As a mixing machine to be used, a biaxial pug mill type mixer (1 batch: 30 to 60 kg) was used in consideration of dispersibility when mixing tall oil fatty acid and cement.
  • 2) Mixing procedure The mixing procedure was as follows: aggregate, asphalt, tall oil fatty acid, cement. The aggregate heating temperature was 120 ° C., asphalt was 165 ° C., and the other members were at room temperature.
  • 3) Specimen preparation procedure In the specimen preparation procedure after the mixture was manufactured, first, it was cured with a dryer (in a bag) until a constant temperature of 60 ° C was reached. Next, the mixture was put into a mold (formwork) and then water was added. Next, it compacted (50 times on both sides) and cured in a thermostatic chamber. The temperature-controlled room was set to room temperature 20 ° C. and humidity 60%.
  • the Marshall stability is 11.4 kN for the asphalt mixture of the present invention and 13.0 kN for the conventional heated asphalt mixture.
  • the asphalt mixture of the present invention is 84.7% and the conventional heated asphalt mixture is 81.3%.
  • dynamic stability the asphalt mixture of the present invention was 6000 + times / mm, and the conventional heated asphalt mixture was 520 times / mm.
  • the aggregate scattering rate is 0.7% for the asphalt mixture of the present invention and 18.7% for the conventional heated asphalt mixture.
  • the bending strength of the asphalt mixture of the present invention was 5.3 (MPa), and that of the conventional heated asphalt mixture was 7.6 (MPa).
  • the asphalt mixture of the present invention was 2.3 ⁇ 10 ⁇ 3
  • the conventional heated asphalt mixture was 2.3 ⁇ 10 ⁇ 3
  • the marshall stability, residual stability, bending strength, and bending strain of the asphalt mixture of the present invention during 7-day curing showed values similar to those of the conventional heated asphalt mixture.
  • the asphalt mixture of the present invention is remarkably superior to the conventional heated asphalt mixture in terms of dynamic stability, which is an index of fluid resistance, and aggregate scattering rate, which is an index of aggregate scattering resistance. The value is shown.
  • Example 3 is an example corresponding to the second aspect described above.
  • Table 6 shows the relationship between the minimum tamping temperature and the amount of tall oil fatty acid added to the normal temperature construction-type heated asphalt mixture according to the present invention.
  • the amount of tall oil fatty acid added is shown as an internal percentage with respect to the amount of binder.
  • the density of the conventional heating asphalt mixture (mixture consisting of aggregate and asphalt) is used for the reference density. From Table 6, when the amount of tall oil fatty acid added was 30% by weight, the minimum tamping temperature was 100% at 60 ° C. and 98.9% at 40 ° C. When the tall oil fatty acid addition amount was 35% by weight, the minimum tamping temperature was 100.2% at 40 ° C. and 97.1% at 20 ° C. When the tall oil fatty acid addition amount was 40% by weight, the minimum tamping temperature was 100.7% at 40 ° C, 97.9% at 20 ° C, and 95.5% at 0 ° C.
  • the minimum tamping temperature was 101.3% at 20 ° C. and 98.5% at 0 ° C.
  • the minimum tamping temperature was 100.3% at 0 ° C.
  • the degree of compaction is 100% or more within the construction temperature range of the normal asphalt mixture.
  • Table 7 shows standard synthetic particle sizes, and the above measurement can be performed using such synthetic particle sizes.
  • the passing mass percentage is 100% when the particle size is 19.0 mm, 98.2% when the particle size is 13.2 mm, 58.3% when the particle size is 4.75 mm,
  • the diameter is 2.36 mm, 42.0%, when the particle diameter is 600 ⁇ m, 24.5%, when the particle diameter is 300 ⁇ m, 16.1%, when the particle diameter is 150 ⁇ m, 9.0%
  • the diameter is 75 ⁇ m, it is 5.8%, and the total binder amount is 5.6% by weight.
  • Table 8 shows the results of evaluating the workability and storability in the second embodiment described above when the bag for sealing does not have a moisture permeation preventing layer and is not highly sealed. ing.
  • the amount of tall oil fatty acid added as fat and / or fatty acid is in the range of 30 to 50% by weight (inside of the amount of binder), if the construction temperature is 60 ° C. to 0 ° C., the compaction is 100%. Degree.
  • the proportion of cement as an alkaline additive added at the time of manufacture is 20% by weight or less (extra percentage of the amount of tall oil fatty acid), it indicates that storage for one month or more is possible.
  • Table 9 shows the amount of addition of the alkaline additive and the storage period in the second embodiment described above when the bag for sealing does not have a moisture permeation preventive layer and is not highly sealed. It shows the relationship.
  • the amount of the alkaline additive exceeds 20% by weight, it becomes difficult to store for one month or longer. Therefore, the amount of the alkaline additive added is preferably 20% by weight or less.
  • the alkaline additive added at the time of manufacture shall be 7.5 weight% or less.
  • Fig.7 (a) shows the experimental result which examined the addition amount of potassium pyrophosphate as an alkaline additive added with water as a hardening accelerator at the time of construction.
  • asphalt mixture binder content 5.6% by weight, content of tall oil fatty acid in binder 45% by weight
  • cement addition amount at the time of production is 7.5. % By weight (extra proportion to the amount of tall oil fatty acid)
  • the amount of water added was 50 cc
  • the preparation temperature was 20 ° C. From the results of the above experiment, when the amount of potassium pyrophosphate added was 30% by weight (ratio to water), the effect of addition became higher.
  • FIG. 7 (a) shows the experimental result which examined the addition amount of potassium pyrophosphate as an alkaline additive added with water as a hardening accelerator at the time of construction.
  • asphalt mixture bin content 5.6% by weight, content of tall oil fatty acid in binder 45% by weight
  • cement addition amount at the time of production is 7.5. % By weight (extra proportion to
  • Example 4 is an example corresponding to the first aspect described above. That is, in Example 4, the asphalt mixture manufactured by the manufacturing method described in the first aspect described above was used as a bag (with paper as a base material, polyolefin layer / nylon) having a moisture permeation preventing layer and a heat fusion layer. Layer / polyolefin layer), and the storage stability was evaluated.
  • the composition of the asphalt mixture is as shown in Table 7 for the synthetic particle size.
  • the binder content is 5.6% by weight, and the content of tall oil fatty acid as fat and / or fatty acid is 45% by weight (internal ratio to the amount of binder).
  • the addition amount of cement as the alkaline additive was 100: 15, 100: 25, and 100: 40 in terms of the weight ratio of “tall oil fatty acid: cement”.
  • the amount of cement added is 15% by weight, 25% by weight, and 40% by weight based on the total amount of tall oil fatty acid, even after storage for 6 months, the conventional heated asphalt mixture and It had similar mixing properties.
  • the tamping test and the measurement of the Marshall stability were performed using these, good results could be obtained in both cases.
  • Example 5 In Example 5, as shown in Table 10, Samples 1 to 5 having a 2.36 mm sieve passing mass percentage of 30%, 40%, 50%, 60%, and 70%, respectively, were used as aggregates. It is. Specifically, the aggregates shown in Table 10 are used as aggregates, respectively, and when the specimen is prepared, the mixture is put into a mold (formwork) and then compacted, and then water is added. Various property tests were conducted in the same manner as in Example 2 described above except that. As a result, as shown in Table 11, with respect to Samples 1 and 2 having a 2.36 mm sieve passing mass percentage of 30% and 40%, water as a hardening accelerator penetrated into the interior of the pavement, and the above-described implementation was performed. The result showed substantially the same properties as Example 2. On the other hand, Samples 3 to 5 having a 2.36 mm sieve passing mass percentage of 40%, 50% and 60% had insufficient penetration of water as a curing accelerator.

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Abstract

　本発明のアスファルト混合物では、アスファルトと骨材と油脂および／または脂肪酸とアルカリ性添加材とを混合してなり、粘性の低い油脂および／または脂肪酸を添加することで常温でも施工可能としたアスファルト混合物を、施工時には硬化促進剤を供給することにより、混合物中のアルカリ分がイオン分解し、油脂または脂肪酸と鹸化反応することで早期に高い強度を発現することができる。

Description

常温施工型加熱アスファルト混合物およびその製造方法、ならびにそれを用いた舗装方法
　本発明は、道路舗装等に使用する常温施工型加熱アスファルト混合物およびその製造方法、ならびにそれを用いた舗装方法に関するものである。
　通常、加熱アスファルト混合物は、舗装施工便覧等に示されるように、初期転圧温度は１１０～１４０℃の範囲内で行われている。
　また、中温化技術を使用した加熱アスファルト混合物、すなわち中温化アスファルト混合物は、一般的には加熱アスファルト混合物の可使温度範囲を下限側に３０℃程度拡げることができるとされている。
　しかし、加熱アスファルト混合物は、舗設直後から大きな強度が得られるものの、その可使時間は混合物の温度が低下するまでの時間であり、そのため、少量の混合物を数回に分けて使用する場合や、長時間混合物を運搬する場合、さらには、薄層オーバーレイ工法など施工厚さが薄く敷きならし直後に大幅な温度低下がともなう場合などにおいては、その適用が困難となる。
　一方、中温化アスファルト混合物は、通常、加熱アスファルト混合物に比べて可使温度範囲を下限側に３０℃程度拡げることができるが、前述したような各条件下においては、十分な効果が得られるとは言い難い。
　そこで、アスファルト混合物を常温（１００℃以下）で施工する常温施工型のアスファルト混合物が種々提案されている。
　例えば、アスファルト混合物の粘度を、鉱物油等を使用して強制的に低下させる、いわゆるカットバックアスファルト混合物が提案されている。カットバックアスファルト混合物は、特許文献１に示すように鉱物油等のカットバック材でアスファルトを軟質化させ、カットバック材の揮発に伴って、アスファルト混合物の強度を発現させるものである。
　また、アスファルト乳剤を用いた常温アスファルト混合物も提案されているが、該混合物は、骨材を加熱、乾燥させる必要がないが、強度が比較的小さく、また、アスファルト乳剤の分解速度を考慮しなければならず、使用できる範囲が限定されてしまう場合があった。
特開平１１－１２４７５号公報
　しかし、上記したようにアスファルト混合物を、鉱物油等を使用してカットバックし、施工時の粘度を強制的に低下させる方法では、例えば、道路の交通開放時点の混合物強度が極端に低下すると共に、養生時間が長くなるという欠点が存在した。この問題を解決するには、カットバックアスファルトを施工後、急速に固化させる必要があるが、現在のところ常温で鉱物油を固化させることはできない。また、アスファルト乳剤を用いた常温アスファルト混合物は、舗装施工後のアスファルト乳剤の分解前に雨が降ったりすると、乳剤が流れ出してしまうというおそれがあった。
　この発明は、上記に鑑み提案されたもので、加熱アスファルト混合物を製造するにあたって、骨材およびアスファルトに、油脂および／または脂肪酸とアルカリ性添加材とを添加・混合することで、アスファルトの粘度を低下させることにより、混合物温度が常温に低下しても施工を可能とし、施工時に混合物へ硬化促進剤を供給することにより、添加した油脂および／または脂肪酸とアルカリ成分とが鹸化反応し、増粘することで、比較的短い時間で強度を発現可能なアスファルト混合物を提供することを目的とするものである。
　上記目的を達成する為に、本発明によれば、骨材と、アスファルトと、油脂および／または脂肪酸と、アルカリ性添加材とを混合してなる常温施工型加熱アスファルト混合物であって、施工時に、前記混合物に硬化促進剤を添加することにより、前記油脂および／または脂肪酸が、アルカリ成分と鹸化反応することで、強度が向上することを特徴とする常温施工型加熱アスファルト混合物が提供される。
　また、本発明によれば、上記常温施工型加熱アスファルト混合物に、硬化促進剤を添加し、前記油脂および／または脂肪酸とアルカリ成分とを鹸化反応させることで、強度を向上させることを特徴とする舗装方法が提供される。
　さらに、本発明によれば、上記常温施工型加熱アスファルト混合物を製造する方法であって、１００～１７０℃に加熱した骨材と、１３０～１７０℃に加熱したアスファルトとを混合装置で混合する第１工程と、前記第１工程で得られた混合物に、前記油脂および／または脂肪酸を添加・混合する第２工程と、前記第２工程で得られた混合物に、前記アルカリ性添加材を添加・混合する第３工程とを備えることを特徴とする常温施工型加熱アスファルト混合物の製造方法が提供される。
　この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
　本発明では、粘性の低い油脂および／または脂肪酸を添加することにより常温でも施工可能としたアスファルト混合物を、施工時には硬化促進剤を供給することで、混合物中のアルカリ性添加材がイオン分解し、油脂および／または脂肪酸と鹸化反応することにより、早期に高い強度を発現することができる。
図１（ａ）、図１（ｂ）は、本発明に係る常温施工型加熱アスファルト混合物の鹸化反応前の状態を示す説明図、図１（ｃ）、図１（ｄ）は、本発明に係る常温施工型加熱アスファルト混合物の鹸化反応後の状態を示す説明図である。 図２は、本発明に係る常温施工型加熱アスファルト混合物と従来の常温施工型加熱アスファルト混合物との施工温度範囲の概念を示す説明図である。 図３は、本発明の製造方法により得られるアスファルト混合物を概念的に示した図である。 図４は、本発明に係る常温施工型加熱アスファルト混合物の第１の態様における保存状態及び施工時の概念図である。 図５は、本発明に係る常温施工型加熱アスファルト混合物の第２の態様における保存状態及び施工時の概念図である。 図６は、本発明に係る常温施工型加熱アスファルト混合物におけるセメントの添加量変化に対する、マーシャル安定度の変化を示す説明図である。 図７（ａ）、図７（ｂ）は、本発明に係る常温施工型加熱アスファルト混合物の第２の態様における総アルカリ性添加材量とマーシャル安定度の変化を示す説明図である。
　本発明の常温施工型加熱アスファルト混合物（以下、適宜、「アスファルト混合物」とする。）は、アスファルトと、骨材と、油脂および／または脂肪酸と、アルカリ性添加材とを混合してなる常温施工型アスファルト混合物であり、施工時に、硬化促進剤を添加することにより、油脂および／または脂肪酸が、アルカリ成分と鹸化反応することで、強度が向上するものである。本発明において、硬化促進剤としては、たとえば、水などを挙げることができる。
　ここで、本発明において、鹸化反応としては、脂肪酸アルカリ塩を生成させる反応であればよく、たとえば、高級脂肪酸エステルにアルカリ水を加えることにより、脂肪酸アルカリ塩（石鹸）とグリセリンを生成する鹸化法や、高級脂肪酸をアルカリ水で中和する中和法等が挙げられる。
　また、鹸化反応においては、アルカリ分を固形状態で添加した場合には、水などの溶媒が存在しない場合には、一般的には反応は開始しない。その一方で、水などの溶媒が存在する場合には、「油脂および／または脂肪酸＋アルカリ性添加材＋水＝石鹸（固体）」の反応が起こり、石鹸が生成する。以下に、高級脂肪酸エステルと水酸化ナトリウム（アルカリ）とを使用した場合における鹸化法による鹸化反応の例を下記式（１）に、高級脂肪酸と水酸化ナトリウムとを使用した場合における中和法による鹸化反応の例を下記式（２）に、それぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　次いで、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１（ａ）～図１（ｄ）は本発明に係るアスファルト混合物の概念について示した説明図である。具体的には、図１（ａ）、図１（ｂ）は、本発明に係るアスファルト混合物の鹸化反応前における状態を示す図、図１（ｃ）、図１（ｄ）は、本発明に係るアスファルト混合物の鹸化反応後における状態を示す図である。
　図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、本発明に係るアスファルト混合物は、粘性の低い油脂および／または脂肪酸１３と、アルカリ性添加材１４とから構成される潤滑膜１０が、アスファルト被膜が形成された骨材１１の間に介在しており、これにより、滑性効果を発現し、鹸化反応前における舗装体は、低粘度状態に保たれている。
　そして、このような本発明に係るアスファルト混合物を、施工した後、図１（ｃ）に示すように、硬化促進剤（たとえば、水）を散布し、ローラで転圧する。あるいは、ローラで転圧した後、硬化促進剤（たとえば、水）を散布する。これにより、アスファルト混合物中に含まれる油脂および／または脂肪酸１３と、アルカリ性添加材１４とが、硬化促進剤（たとえば、水）により、鹸化反応し、固化するため、強度を向上させることが可能となる。たとえば、油脂および／または脂肪酸１３が、高級脂肪酸エステルであり、アルカリ性添加材１４が硬化促進剤としての水の作用により、水酸化ナトリウムとなる化合物（たとえば、炭酸水素ナトリウム）である場合には、上記式（１）に示鹸化反応が起こることとなる。なお、本発明に係るアスファルト混合物を用いて、舗装を行なう際には、締固め方法としては、ローラ転圧による方法に限定されず、舗装の目的に応じて適宜選択すればよいが、舗装の目的によっては、たとえば、踏み固めによる方法などを採用してもよい。
　図２は、本発明のアスファルト混合物と従来の加熱アスファルト混合物（油脂および／または脂肪酸１３ならびにアルカリ性添加材１４を含有しない加熱アスファルト混合物）との可使温度範囲（施工温度範囲）とバインダ粘度との関係を示した図である。本発明のアスファルト混合物は従来の加熱アスファルト混合物に比べて可使温度範囲が広く１００℃以下でも施工が可能である。また、硬化促進剤（たとえば、水）を添加することで、従来の加熱アスファルト混合物と同程度のバインダ粘度まで早期に高めることが可能となる。
　次に、本発明のアスファルト混合物を構成する各材料について説明する。本発明のアスファルト混合物は、骨材と、アスファルトと、油脂および／または脂肪酸と、アルカリ性添加材とを含有してなる。
　骨材としては、特に制限はなく、砕石、砂、石粉など、通常の舗装用アスファルトに用いられるものを適宜用いることができるが、本発明においては、骨材として、目開きが２．３６ｍｍの篩目を通過する粒子の比率である、２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が好ましくは２５～４５％、より好ましくは３０～４０％であるものを用いることが好ましい。２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が２５～３５％である骨材を用いることにより、本発明のアスファルト混合物を締固めて、次いで、締固めた後のアスファルト混合物に、硬化促進剤としての水を添加した場合でも、水を内部まで充分に浸透させることができ、これにより、得られる舗装体の強度を十分なものとすることができるため、好ましい。
　また、アスファルトとしては、ストレートアスファルト４０／６０、６０／８０、８０／１００、１００／１２０等を挙げることができる。これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
　なお、本発明においては、骨材およびアスファルトとして、通常の骨材に代えて、再生骨材を用いてもよい。
　油脂および／または脂肪酸としては、油脂または脂肪酸であればよく、特に限定されないが、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、綿実油脂肪酸、米糠油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸などの植物由来脂肪酸類、およびこれらのエステルなどが挙げられる。これら植物由来脂肪酸類およびそのエステルを用いることにより、バインダとしてのアスファルトの添加量を減らし、その代わりに、このような植物由来の材料に置き換えることができるため、環境負荷を低減することができる。これら植物由来脂肪酸類およびそのエステルのなかでも、本発明の作用効果がより顕著になるという点より、トール油脂肪酸が好ましい。本発明のアスファルト混合物中における、油脂および／または脂肪酸の含有比率は、「アスファルト：油脂および／または脂肪酸」の重量比で、１０：９０～９０：１０の範囲内であることが好ましい。なお、油脂および／または脂肪酸の添加量が増加するに伴い可使温度範囲も広がるため、油脂および／または脂肪酸の添加量は、施工条件にあわせて決定することが好ましい。
　アルカリ性添加材としては、硬化促進剤（たとえば、水）の作用により、アルカリ成分となる化合物であればよく特に限定されず、脂肪酸を中和するために、硬化促進剤の作用により、低い水素イオン濃度（すなわち、ｐＨが大きい）を呈するものが望ましく、石鹸作製において、通常用いられる水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等を用いることも可能であるが、環境的な観点より、一般的な土木材料として使用されるセメントの中でも、硬化促進剤の作用によって低い水素イオン濃度を呈する普通セメント（普通ポルトランドセメント）が好ましく用いられる。普通ポルトランドセメントとしては、たとえば、ケイ酸三カルシウム（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）、ケイ酸二カルシウム（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）、カルシウムアルミネート（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）、カルシウムアルミノフェライト（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）などを主成分とするものを用いることができる。なお、アルカリ性添加材としては、これ以外にも、ナトリウムイオン（Ｎａ+）、カリウムイオン（Ｋ+）、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）等の金属イオンを含む水溶液もしくは、水を添加することで上記のイオンに分解する金属塩を含む粉末、若しくは炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ３）などが使用できる。本発明のアスファルト混合物中における、アルカリ性添加材の含有比率は、「油脂および／または脂肪酸：アルカリ性添加材」の重量比で、１００：１０～１００：３００の範囲内であることが好ましい。
　また、本発明のアスファルト混合物には、本発明の作用効果を損なわない限りにおいて、上記以外に、アスファルト舗装の分野において、通常用いられるその他の添加剤を添加することができる。このような添加剤としては、特に限定されないが、たとえば、フィラー、植物繊維、顔料、凍結防止剤などが挙げられる。
《第１の態様》
　また、本発明のアスファルト混合物は、たとえば、以下に説明する方法により製造を行い、得られた混合物を、水分透過防止層および熱融着層を備える袋内に密封することで、長期保存（たとえば、６ヶ月程度）が可能なものとすることができる。ここで、図３は、以下に説明する方法により得られるアスファルト混合物を概念的に示した図である。
　以下、本例のアスファルト混合物の製造方法について、説明する。
　まず、骨材を混合装置内に仕込み、骨材のドライミキシングを行なう。ドライミキシングは、骨材を１００～１７０℃、好ましくは１１０～１３０℃に加熱した状態で行なう。ドライミキシングの温度および時間は、特に限定されないが、ドライミキシングの温度は、通常、１００～１４０℃、好ましくは１１０～１３０℃であり、ドライミキシングの時間は、通常、１秒～１分程度である。本例においては、骨材を上記温度に加熱した状態で用いることにより、骨材に含まれる水分量を制御することができ、これにより、得られるアスファルト混合物の保存安定性を向上させることができる。
　次いで、混合装置に、アスファルトを添加し、骨材とアスファルトとの混合を行なう。本例においては、アスファルトを１３０～１７０℃、好ましくは１４０～１６０℃に加熱した状態として、混合装置内に添加し、次いで、骨材とアスファルトとの混合を行なう。なお、この際における混合温度および混合時間は、骨材表面にアスファルト層が均一に形成されるような条件とすればよく特に限定されないが、混合温度は、通常、１００～１４０℃、好ましくは１１０～１３０℃であり、混合時間は、通常、１秒～５分程度である。
　次いで、混合装置に、油脂および／または脂肪酸を添加し、上記にて得られた混合物と、油脂および／または脂肪酸との混合を行なう。なお、油脂および／または脂肪酸は、常温のまま用いてもよいが、寒冷期などには、１５～２５℃程度に加温して用いることが好ましい。また、この際における混合温度および混合時間は、特に限定されないが、混合温度は、通常、１００～１４０℃、好ましくは１１０～１３０℃であり、混合時間は、通常、１秒～５分程度である。
　次いで、混合装置に、アルカリ性添加材を添加し、上記にて得られた混合物と、アルカリ性添加材との混合を行なう。この際における混合温度および混合時間は、特に限定されないが、混合温度は、通常、１００～１４０℃、好ましくは１１０～１３０℃であり、混合時間は、通常、１秒～５分程度である。
　なお、本例においては、まず、骨材とアスファルトとを混合し、次いで、油脂および／または脂肪酸、アルカリ性添加材の順に添加・混合することにより、得られるアスファルト混合物を、図３に示すように、骨材１１の表面にアスファルト被膜１２が形成され、このアスファルト被膜１２の表面に油脂および／または脂肪酸１３からなる層が形成され、さらに、この油脂および／または脂肪酸１３からなる層の表面を、固体状のアルカリ性添加材１４が覆うような構成とすることができる。そして、これにより、アルカリ性添加材１４と、硬化促進剤との反応効率を上げることができ、アルカリ性添加材１４の添加量を比較的少なくした場合でも、硬化促進剤を添加した際における強度向上効果を充分に発現可能なものとすることができる。また、アルカリ性添加材１４の添加量を比較的少なくすることにより、得られるアスファルト混合物を保存安定性に優れたものとすることができる。
　次いで、上記にて得られた混合物を、温度１００～１３０℃に保った状態で、混合装置から取り出すことにより、本例のアスファルト混合物を製造することができる。
　そして、本例においては、このようにして得られたアスファルト混合物を、水分透過防止層および熱融着層を備える袋内に充填し、次いで、熱融着層をヒートシーラーなどにより加熱圧着することで、熱融着層を熱融着することで、アスファルト混合物を、袋内に密封する。本例では、アスファルト混合物を密封するための袋として、水分透過防止層を有するものを用いることにより、袋内に進入する水分量を低減することができ（たとえば、袋内における水分量を０．１～１％以下程度とすることができ）、これにより、アスファルト混合物を保存安定性に優れたものとすることができる。また、このように、アスファルト混合物を、水分透過防止層および熱融着層を備える袋内に密封することで、アスファルト混合物に含まれるアルカリ性添加材が水と反応し、これによりアルカリ性添加材が失活してしまうことを防止することができるため、アルカリ性添加材の配合量を比較的少ないものとすることができる。具体的には、アルカリ性添加材の配合量を、「油脂および／または脂肪酸：アルカリ性添加材」の重量比で、好ましくは、１００：１５～１００：４０の範囲とすることができる。
　本例で用いる水分透過防止層および熱融着層を備える袋において、水分透過防止層を構成する材料としては、ナイロン、エチレンビニルアルコール共重合体などが挙げられる。また、熱融着層を構成する材料としては、ポリオレフィンなどが挙げられる。本例においては、水分透過防止層および熱融着層を備える袋としては、熱融着層／水分透過防止層／熱融着層の３層構造を有するものが好ましく、なかでも、ポリオレフィン層／ナイロン層／ポリオレフィン層の３層構造を有するものが特に好ましい。また、本例で用いる水分透過防止層および熱融着層を備える袋を構成する基材（水分透過防止層および熱融着層以外の部分）としては特に限定されないが、たとえば、紙やアルミニウム箔などが挙げられる。
　そして、このようにして得られるアスファルト混合物は、たとえば、水分透過防止層および熱融着層を備える袋内から取り出し、施工した後、硬化促進剤（たとえば、水）を添加し、締固めることにより（あるいは、締固めた後に、硬化促進剤を添加することにより）、アスファルト混合物中に含まれる油脂および／または脂肪酸１３と、アルカリ性添加材１４とが、硬化促進剤により、鹸化反応し、固化することにより、強度を発現することができる。特に、本例のアスファルト混合物は、従来の袋詰め常温合材に比べ初期強度が向上しており、強度発現が早いものである。
　図４に、本例のアスファルト混合物の保存状態及び施工時の概念図を示す。本例のアスファルト混合物は、図４に示すように、アスファルトと油脂および／または脂肪酸とアルカリ性添加材とを製造時に混合しておくとともに、施工時に、硬化促進剤（たとえば、水）を添加するものである。
《第２の態様》
　あるいは、本発明においては、上記方法により得られる混合物において、油脂および／または脂肪酸とアルカリ成分とを鹸化反応させる際に、硬化促進剤（たとえば、水）に加えて、アルカリ性添加材を添加するような構成としてもよい。すなわち、本例においては、図５に示すように、アスファルトと油脂および／または脂肪酸とアルカリ性添加材とを製造時に混合しておくとともに、施工時に、硬化促進剤（たとえば、水）とアルカリ性添加材とを添加するものである。
　この場合において、硬化促進剤とともに添加するアルカリ性添加材としては、たとえば、上述したアルカリ性添加材を用いることも可能であるが、ピロリン酸カリウムを用いることが特に好ましい。
　本例においては、油脂および／または脂肪酸とアルカリ成分とを鹸化反応させる際に、硬化促進剤に加えて、アルカリ性添加材を添加するような構成とすることにより、アスファルト混合物に含有させるアルカリ性添加材の比率を低く抑えることができ、これにより、アスファルト混合物の保存安定性を向上させることができる。たとえば、この場合における、アスファルト混合物中のアルカリ性添加材の比率は、「油脂および／または脂肪酸：アルカリ性添加材」の重量比で、好ましくは、１００：１～１００：１０の範囲とすることができる。あるいは、この場合においては、アルカリ性添加材を全く加えなくてもよい。そして、この場合においては、アスファルト混合物中のアルカリ性添加材の比率を低く抑えることにより、アスファルト混合物を密封するための袋として、水分透過防止層を有しないものや、密封度の高くないものを用いることも可能である。また、本例のアスファルト混合物は、従来の袋詰め常温合材に比べ初期強度が向上しており、強度発現が早いものである。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
　以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
＜実施例１＞
　油脂および／または脂肪酸としてトール油脂肪酸を使用し、アルカリ性添加材として普通ポルトランドセメント（以下、普通ポルトランドセメントを、単に「セメント」と略記する。）を使用した場合における実験例について説明する。なお、以下においては、表１に示す合成粒度により検討を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２は、油脂および／または脂肪酸としてのトール油脂肪酸を添加することによる施工性の改善効果を評価するために、トール油脂肪酸添加量と締固め温度とを変化させて混合物の締固め特性を検証した結果である。すなわち、本発明のアスファルト混合物におけるトール油脂肪酸の添加量および突固め温度を変化させた時の混合物締固め度の変化を示すものである。なお、本実施例においては、全バインダ量（アスファルト＋トール油脂肪酸の合計量）を、４．６重量％とした。また、表２においては、トール油脂肪酸添加量は、バインダ量に対して内割で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　なお、基準密度には、従来の加熱アスファルト混合物（骨材およびアスファルトからなる混合物）の密度を用いている。トール油脂肪酸添加量が１０重量％の場合、突固め温度１４０℃の締固め度が１００．３％、突固め温度１２０℃の締固め度が９９．７％、突固め温度１００℃の締固め度が９８．６％であった。また、トール油脂肪酸添加量が２０重量％の場合、突固め温度１００℃の締固め度が１００．０％、突固め温度８０℃の締固め度が９９．２％であった。また、トール油脂肪酸添加量が３０重量％の場合、突固め温度６０℃の締固め度が１００．２％、突固め温度４０℃の締固め度が９８．６％であった。また、トール油脂肪酸添加量が４０重量％の場合、突固め温度４０℃の締固め度が１０１．０％、突固め温度２０℃の締固め度が９７．３％であった。また、トール油脂肪酸添加量が５０重量％の場合、突固め温度０℃の締固め度が１００．４％であった。また、これらの結果より、トール油脂肪酸添加量が５０重量％以上の場合、具体的には５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％の場合には通常のアスファルト混合物の施工温度範囲内であれば、締固め度は１００％以上となることは当業者であれば容易に理解できる。このように、トール油脂肪酸を添加することで、加熱アスファルト混合物の施工性は改善され、１００℃以下の突固め温度でも、一般的な舗装の締固め度の規格値である９６％以上を満足する密度が得られることが分かる。
　次いで、鹸化反応による混合物強度の発現について検証するため、アルカリ性添加材としてのセメントの添加量を変化させ、養生初期段階（３時間養生）の混合物強度を評価した結果を図６に示す。なお、本実験例においては、トール油脂肪酸添加量を、１０重量％および９０重量％（いずれも、バインダ量に対して内割）として、実験を行ない、セメントの添加量は、トール油脂肪酸に対して外割とした。また、鹸化反応に必要な水は混合物の突固め直前に添加し突固めを行った。図６より、アルカリ性添加材としてのセメントの添加量を、トール油脂肪酸に対して、１０重量％、２０重量％、３０重量％と添加することで鹸化反応により混合物強度が向上していくことがわかる。ただし、セメントの添加量の増加に伴い、製造時の混合性は低下することが予想される。ここで、混合性について評価した結果を表３に示す。表３から明らかなようにアルカリ性添加材としてのセメントの添加量が４００重量％を超えると混合不良となる場合がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
＜実施例２＞
　実施例２においては、合成粒度を上記表１に示すとおりとし、バインダ（アスファルトならびに油脂および／または脂肪酸としてのトール油脂肪酸）およびアルカリ性添加材の配合割合を表４に示すとおりとした。本発明のアスファルト混合物は、トール油脂肪酸添加量を変化させることで施工可能温度の設定が可能となる。実施例２においてはアスファルト混合物の施工可能温度を６０℃以上に設定し、トール油脂肪酸添加量を３０重量％（バインダ量の内割）とした場合の実施例について示す。なお、表４中において、混合物（１３）の「（１３）」は、１３ｍｍ通過質量百分率が、９５重量％以上であることを示す（表５においても同様）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　本実施例における、アスファルト混合物の室内での製造方法について説明する。
１）混合機械
　使用する混合機械としては、トール油脂肪酸及びセメント混合時の分散性を考慮して、２軸パグミル型ミキサ（１バッチ：３０～６０ｋｇ）を使用した。
２）混合手順
　混合物の混合手順は、骨材、アスファルト、トール油脂肪酸、セメントの順とした。骨材の加熱温度は１２０℃、アスファルトは１６５℃、その他の部材は常温とした。
３）供試体作製手順
　混合物製造後の試験体製作手順は、まず、６０℃の一定温度となるまで乾燥機（袋中）で養生した。次に、混合物をモールド（型枠）内へ投入した後、水分添加した。次に、締固め（両面５０回）を行い、恒温室で養生した。恒温室は、室温２０℃、湿度６０％とした。
　上述の製造方法により作製した混合物を７日間養生させたものを供試体として各種性状試験を実施した。表５に、混合物の性状試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　まず、マーシャル安定度については、本発明のアスファルト混合物は、１１．４ｋＮ、従来の加熱アスファルト混合物では、１３．０ｋＮである。残留安定度については、本発明のアスファルト混合物は、８４．７％、従来の加熱アスファルト混合物では、８１．３％である。動的安定度（ＤＳ）については、本発明のアスファルト混合物は、６０００＋回／ｍｍ、従来の加熱アスファルト混合物では、５２０回／ｍｍであった。ねじり試験については、骨材飛散率が、本発明のアスファルト混合物は、０．７％、従来の加熱アスファルト混合物では、１８．７％である。また、曲げ試験については、曲げ強度が本発明のアスファルト混合物は、５．３（ＭＰａ）、従来の加熱アスファルト混合物では、７．６（ＭＰａ）であった。曲げひずみについては、本発明のアスファルト混合物は、２．３×１０－３、従来の加熱アスファルト混合物では、２．３×１０－３であった。
　表５の試験結果から明らかなように、本発明のアスファルト混合物の７日養生におけるマーシャル安定度、残留安定度、曲げ強度、曲げひずみは、従来の加熱アスファルト混合物と同程度の値を示した。また、耐流動性の一指標である動的安定度、ならびに骨材飛散抵抗性の一指標である骨材飛散率では、本発明のアスファルト混合物は、従来の加熱アスファルト混合物に対して著しく優れた値を示した。
＜実施例３＞
　実施例３は、上述した第２の態様に対応する実施例である。表６に、本発明に係る常温施工型加熱アスファルト混合物の最低突固め温度とトール油脂肪酸添加量の関係を示す。なお、表６においては、トール油脂肪酸添加量は、バインダ量に対して内割で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　なお、基準密度には、従来の加熱アスファルト混合物（骨材およびアスファルトからなる混合物）の密度を用いている。表６より、トール油脂肪酸添加量が３０重量％の時、最低突固め温度は６０℃で１００％、４０℃で９８．９％であった。また、トール油脂肪酸添加量が３５重量％の時、最低突固め温度は、４０℃で１００．２％、２０℃で９７．１％であった。また、トール油脂肪酸添加量が４０重量％の時、最低突固め温度は、４０℃で１００．７％、２０℃で９７．９％、０℃で９５．５％であった。また、トール油脂肪酸添加量が４５重量％の時、最低突固め温度は、２０℃で１０１．３％、０℃で９８．５％であった。また、トール油脂肪酸添加量が５０重量％の時、最低突固め温度は、０℃で１００．３％であった。上述した実施例１と同様に、トール油脂肪酸添加量が３５重量％以上の場合には通常アスファルト混合物の施工温度範囲内であれば、締固め度は１００％以上となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　表７は、標準的な合成粒度を示すものであり、上記測定は、このような合成粒度をもちいて行なうことができる。本表において、通過質量百分率は、粒径が１９．０ｍｍの時、１００％、粒径が１３．２ｍｍの時、９８．２％、粒径が４．７５ｍｍの時、５８．３％、粒径が２．３６ｍｍの時、４２．０％、粒径が６００μｍの時、２４．５％、粒径が３００μｍの時、１６．１％、粒径が１５０μｍの時、９．０％、粒径が７５μｍの時、５．８％であり全バインダ量では５．６重量％である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　表８は、上述した第２の態様において、密封用の袋として、水分透過防止層を有さない、密封度の高くないものを用いた場合における、施工性および貯蔵性について評価した結果について示している。この態様における、油脂および／または脂肪酸としてのトール油脂肪酸の添加量を３０～５０重量％（バインダ量の内割）の範囲では、施工温度が６０℃～０℃であれば１００％の締固め度となる。また、製造時に添加するアルカリ性添加材としてのセメントの割合が２０重量％以下（トール油脂肪酸量の外割）であれば、１ヶ月以上の貯蔵が可能であることを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　表９は、上述した第２の態様において、密封用の袋として、水分透過防止層を有さない、密封度の高くないものを用いた場合における、アルカリ性添加材の添加量と貯蔵可能期間の関係を示したものである。アルカリ性添加材が２０重量％を超えると１ヶ月以上の貯蔵が困難となるため、アルカリ性添加材の添加量は、２０重量％以下とすることが好ましい。また、貯蔵期間を３ヶ月とするためには、製造時に添加するアルカリ性添加材を７．５重量％以下とすることがより好ましい。
　また、図７（ａ）は、施工時に、硬化促進剤としての水とともに添加する、アルカリ性添加材としてのピロリン酸カリウム添加量を検討した実験結果を示すものである。図７（ａ）においては、混合物の種類としては、アスファルト混合物（バインダ含有量５．６重量％、バインダ中のトール油脂肪酸の含有量４５重量％）、製造時におけるセメント添加量が７．５重量％（トール油脂肪酸量に対して外割）、水の添加量が５０ｃｃ、作成温度は、２０℃とした。以上の実験の結果から、ピロリン酸カリウム添加量を、３０重量％（対水比）とした場合に、添加効果が高くなる結果となった。
　また、図７（ｂ）は、トール油脂肪酸添加量が４５重量％（バインダ量に対して内割）、突固め完了から試験までの養生時間は３時間、試験温度２０℃の場合における総アルカリ性添加材量（重量％）とマーシャル安定度（ｋＮ）を示す図である。この図において、総アルカリ性添加材量が５０％を境として、マーシャル安定度の変化勾配が緩やかとなる。
　以上のように、上述した第２の態様によれば、長期保存が可能となるとともに、初期強度の発現を早くすることができる。また、袋内に密封した場合、混合物の耐久性が向上する。
＜実施例４＞
　実施例４は、上述した第１の態様に対応する実施例である。すなわち、実施例４においては、上述した第１の態様で説明した製造方法にて製造したアスファルト混合物を、水分透過防止層および熱融着層を備える袋（紙を基材とし、ポリオレフィン層／ナイロン層／ポリオレフィン層を有する袋）内に密封し、保存安定性の評価を行った。なお、アスファルト混合物の組成は、合成粒度を表７に示すものとし、バインダ含有量５．６重量％、油脂および／または脂肪酸としてのトール油脂肪酸の含有量４５重量％（バインダ量に対する内割）とし、アルカリ性添加材としてのセメントの添加量を、「トール油脂肪酸：セメント」の重量比で、１００：１５、１００：２５、１００：４０とした。その結果、セメントの添加量を、トール油脂肪酸に対する外割で、１５重量％、２５重量％、４０重量％としたいずれの場合においても、６ヶ月の貯蔵後においても、従来の加熱アスファルト混合物と同様の混合性を有していた。また、これらを用いて、突固め試験およびマーシャル安定度の測定を行なったところ、いずれも良好な結果を得ることができた。
＜実施例５＞
　実施例５は、表１０に示すように、骨材として、２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が、それぞれ３０％、４０％、５０％、６０％、７０％であるＳａｍｐｌｅ１～５を用いた実施例である。具体的には、骨材として、表１０に示すものを、それぞれ用いるとともに、供試体を作製する際に、混合物をモールド（型枠）内へ投入した後、締固めを行い、その後、水分添加した以外は、上述した実施例２と同様にして、各種性状試験を実施した。その結果、表１１に示すように、２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が３０％および４０％であるＳａｍｐｌｅ１，２について、硬化促進剤としての水が、舗装体内部まで浸透し、また、上述した実施例２とほぼ同様の性状を示す結果となった。その一方で、２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が４０％、５０％および６０％であるＳａｍｐｌｅ３～５は、硬化促進剤としての水の浸透が不十分であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
９　　　アスファルト混合物
１０　　潤滑膜
１１　　骨材
１２　　アスファルト被膜
１３　　油脂および／または脂肪酸
１４　　アルカリ性添加材
１５　　ローラ

Claims (10)

  1. 　骨材と、アスファルトと、油脂および／または脂肪酸と、アルカリ性添加材とを混合してなる常温施工型加熱アスファルト混合物であって、
    　施工時に、前記混合物に硬化促進剤を添加することにより、前記油脂および／または脂肪酸が、アルカリ成分と鹸化反応することで、強度が向上することを特徴とする常温施工型加熱アスファルト混合物。
  2. 　前記アスファルトと前記油脂および／または脂肪酸とが、「アスファルト：油脂および／または脂肪酸」の重量比で、１０：９０～９０：１０の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の常温施工型加熱アスファルト混合物。
  3. 　前記油脂および／または脂肪酸と前記アルカリ性添加材とが、「油脂および／または脂肪酸：アルカリ性添加材」の重量比で、１００：１０～１００：３００の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の常温施工型加熱アスファルト混合物。
  4. 　前記油脂および／または脂肪酸と前記アルカリ性添加材とが、「油脂および／または脂肪酸：アルカリ性添加材」の重量比で、１００：１５～１００：４０の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の常温施工型加熱アスファルト混合物。
  5. 　前記骨材は、目開きが２．３６ｍｍの篩目を通過する粒子の比率である、２．３６ｍｍフルイ通過質量百分率が２５～４５％であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の常温施工型加熱アスファルト混合物。
  6. 　骨材と、アスファルトと、油脂および／または脂肪酸と、を混合してなる常温施工型加熱アスファルト混合物であって、
    　施工時に、前記混合物にアルカリ性添加剤および硬化促進剤を添加することにより、前記油脂および／または脂肪酸が、アルカリ成分と鹸化反応することで、強度が向上することを特徴とする常温施工型加熱アスファルト混合物。
  7. 　請求項１～６のいずれかに記載の常温施工型加熱アスファルト混合物に、硬化促進剤を添加し、前記油脂および／または脂肪酸とアルカリ成分とを鹸化反応させることで、強度を向上させることを特徴とする舗装方法。
  8. 　請求項１～６のいずれかに記載の常温施工型加熱アスファルト混合物に、アルカリ性添加剤および硬化促進剤を添加し、前記油脂および／または脂肪酸とアルカリ成分とを鹸化反応させることで、強度を向上させることを特徴とする舗装方法。
  9. 　請求項１～５のいずれかに記載の常温施工型加熱アスファルト混合物を製造する方法であって、
    　１００～１７０℃に加熱した骨材と、１３０～１７０℃に加熱したアスファルトとを混合装置で混合する第１工程と、
    　前記第１工程で得られた混合物に、前記油脂および／または脂肪酸を添加・混合する第２工程と、
    　前記第２工程で得られた混合物に、前記アルカリ性添加材を添加・混合する第３工程とを備えることを特徴とする常温施工型加熱アスファルト混合物の製造方法。
  10. 　前記第３工程で得られた混合物を、水分透過防止層および熱融着層を備える袋内に充填し、次いで、前記熱融着層を熱融着することで、前記混合物を前記袋内に密封する第４工程をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の常温施工型加熱アスファルト混合物の製造方法。
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