WO2022070764A1 - アスファルト混合物の配合設計方法、アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物 - Google Patents

アスファルト混合物の配合設計方法、アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物 Download PDF

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mass
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asphalt mixture
surface area
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悦樵 呉
彰 瀬尾
健太郎 野口
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出光興産株式会社
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • 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 method for designing a formulation of an asphalt mixture, a method for producing an asphalt mixture, and an asphalt mixture that can exhibit an appropriate void ratio and saturation.
  • the calcium carbonate thus produced is called synthetic calcium carbonate (also referred to as precipitated calcium carbonate or light calcium carbonate).
  • the asphalt mixture used for asphalt pavement contains a certain amount of stone powder produced by crushing limestone as a filler.
  • the standards include pavement design and construction guidelines (Japan Road Association 2006 edition) and pavement limestone powder (JIS A 5008).
  • the main component of stone powder is calcium carbonate (also called heavy calcium carbonate) formed by crushing limestone, but the particle size distribution of heavy calcium carbonate is significantly different from that of synthetic calcium carbonate.
  • the particle size is evaluated using a sieve, so even if the particle size of the asphalt mixture is adjusted using synthetic calcium carbonate, the asphalt mixture is appropriate. It is not possible to obtain a formulation of an asphalt mixture that exhibits various martial property values, particularly void ratio and saturation.
  • Patent Document 1 has been disclosed as a technique relating to a filler for an asphalt mixture for reducing an environmental load.
  • it is composed of recycled fine powder obtained by heating and grinding concrete waste material, and is mixed with an asphalt mixture constituting a pavement surface layer.
  • Patent Document 1 the particle size of the regenerated fine powder is evaluated by sieving. Therefore, even if a sieve is used to adjust the particle size of the asphalt mixture using synthetic calcium carbonate, it is not possible to obtain an asphalt mixture that exhibits an appropriate porosity and saturation.
  • the present disclosure has been devised in view of the above circumstances, and the purpose thereof is that the asphalt mixture develops an appropriate porosity and saturation even when synthetic calcium carbonate is used. It is to provide the technology that makes it possible.
  • the BET specific surface area B1 (m 2 / g) of the first filler containing the synthetic calcium carbonate powder produced by reacting with carbon dioxide gas is defined, and at least the synthetic calcium carbonate powder is produced.
  • the BET specific surface area of the second filler containing different calcium carbonate powders is B2 (m 2 / g), and the ratio of the mass of the first filler to the sum of the mass of the first filler and the mass of the second filler is r1 ( Mass%), and when the ratio of the mass of the second filler to the sum of the mass of the first filler and the mass of the second filler is r2 (mass%), the converted specific surface area B0 that satisfies the following formula (1) is satisfied.
  • Ratio of mass of the first filler to be mixed with the asphalt composition so that (m 2 / g) is 5.00 (m 2 / g) or less Ratio of mass of the first filler to r1 (mass%). It is possible to provide a technique characterized by comprising a determination step of determining r2 (% by mass).
  • the present inventors have diligently studied a method for designing a formulation of an asphalt mixture, a method for producing an asphalt mixture, and an asphalt mixture.
  • m 2 / g) and the converted specific surface area B0 (m 2 / g) calculated based on the ratio r1 (mass%) of the mass of the first filler and the ratio r2 (mass%) of the mass of the second filler.
  • the BET specific surface area B1 (m 2 / g) of the first filler containing the synthetic calcium carbonate powder is used, and at least the calcium carbonate powder having a different production process from the synthetic calcium carbonate powder is used.
  • the BET specific surface area B2 (m 2 / g) of the second filler contained is defined as the ratio of the mass of the first filler to the sum of the mass of the first filler and the mass of the second filler r1 (mass%).
  • the ratio of the mass of the second filler to the sum of the mass of the first filler and the mass of the second filler is r2 (mass%)
  • the converted specific surface area B0 (m 2 / g) satisfying the following formula (1).
  • the ratio r1 (mass%) of the first filler to be mixed with the asphalt composition and the ratio r2 (mass%) of the second filler to be mixed so as to be 5.00 (m 2 / g) or less are determined. It has a decision process.
  • the method for producing the asphalt mixture in the present embodiment is a BET specific surface area B1 (m 2 / g) of the first filler containing the synthetic calcium carbonate powder, and at least contains a calcium carbonate powder having a different production process from the synthetic calcium carbonate powder.
  • the BET specific surface area B2 (m 2 / g) of the second filler is defined as the ratio of the mass of the first filler to the sum of the mass of the first filler and the mass of the second filler r1 (mass%).
  • the asphalt mixture in this embodiment is produced by the method for producing an asphalt mixture in this embodiment.
  • the asphalt mixture in the present embodiment contains one or both of the first filler and the second filler, an asphalt composition, a fine aggregate, and a coarse aggregate.
  • the asphalt mixture used for general pavement is asphalt composition: about 5%, filler (first filler + second filler): about 5%, fine aggregate and coarse aggregate (crushed stone, sand): about 90. %, Is designed to be.
  • the asphalt mixture disclosed in the present disclosure can be used not only for general pavements but also for pavements in general, such as those using a mixture of fillers, aggregates, and asphalt compositions for pavements on bridges. ..
  • the first filler in the present embodiment contains at least powdered synthetic calcium carbonate produced by reacting carbon dioxide gas (carbon dioxide).
  • carbon dioxide gas carbon dioxide
  • the synthetic calcium carbonate for example, precipitated calcium carbonate (also referred to as light calcium carbonate) produced by a carbonic acid gas method of precipitating when carbonic acid gas is blown into a solution containing calcium ions such as lime water is used.
  • the synthetic calcium carbonate may be produced by, for example, a soluble salt reaction method in which a solution of a soluble salt such as a sodium carbonate solution is mixed with a calcium chloride solution produced as a by-product of the ammonia soda method.
  • well-known synthetic calcium carbonate produced by reacting carbon dioxide gas can be used.
  • the second filler in the present embodiment contains at least calcium carbonate whose production process is different from that of synthetic calcium carbonate.
  • the second filler contains at least stone powder (also referred to as heavy calcium carbonate) produced by crushing limestone.
  • the second filler may include, for example, an egg shell containing calcium carbonate as a main component, dolomite (domite: CaMg (CO 3 ) 2 ), calcite or the like in powder form.
  • the first filler and the second filler pass through a 0.075 mm sieve by 70% by mass or more.
  • the sum of the masses of the first filler and the second filler is contained in a predetermined amount as necessary, but is contained in an amount of, for example, 3% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the total mass of the asphalt mixture.
  • the ratio of the mass of the first filler to the sum of the mass of the first filler and the mass of the second filler is r1 (mass%)
  • the BET specific surface area of the first filler is B1 (m 2 / g), and the BET specific surface area of the second filler is B2 (m 2 / g).
  • the BET specific surface area of the first filler is B1 (m 2 / g), and the BET specific surface area of the second filler is B2 (m 2 / g), which can be measured by a well-known BET specific surface area measuring device.
  • the relative pressure P / P0 when measuring the BET specific surface area in the present disclosure may be 0 or more and 0.5 or less, preferably 0.05 or more and 0.4 or less, and 0.1 or more and 0.3 or less. More preferred. By measuring the BET specific surface area within this relative pressure range, it is possible to appropriately obtain the BET specific surface area P / P 0 of the first filler and the second filler.
  • the converted specific surface area B0 satisfies the following mathematical formula (1).
  • the compacted aggregate gap must be filled with asphalt, leaving a certain amount of gap.
  • the percentage of the total mixture occupied by the remaining gaps is the “porosity” and the percentage of the aggregate gaps filled with asphalt (asphalt composition) is the “saturation”.
  • Porosity is a very important property that affects the stability and durability of asphalt pavement, and a mixture with a large porosity is inferior in durability because it has low watertightness and progresses in aging. On the other hand, a mixture having a too small porosity tends to become unstable due to consolidation due to heavy traffic and thermal expansion of asphalt at high temperature.
  • Saturation is the degree to which the asphalt fills the gaps between the aggregates in the asphalt mixture, and a mixture with too high saturation has a smaller void ratio, resulting in consolidation due to heavy traffic and heat of the asphalt at high temperatures. Due to swelling, it tends to be unstable. On the other hand, a mixture having an excessively low degree of saturation has a high porosity, low watertightness, and a large progress of aging, and thus is inferior in durability.
  • the desirable porosity is, for example, about 3 (volume%) or more and 6 (volume%) or less as shown in the dense-grained asphalt mixture (13) in the pavement design and construction guideline (Japan Road Association, 2006 edition), which is desirable.
  • the degree of saturation is 70% or more and 85% or less. Therefore, in the present embodiment, when the porosity is 3 (volume%) or more and 6 (volume%) or less and the saturation degree is 70% or more and 85% or less, an appropriate porosity and saturation degree are exhibited. Notation that it can be done.
  • the converted specific surface area B0 in this embodiment is 5.00 (m 2 / g) or less. This makes it possible to develop an appropriate porosity and saturation as an asphalt mixture.
  • the converted specific surface area B0 exceeds 5.00 (m 2 / g)
  • asphalt easily permeates and the amount that can be adhered increases. Therefore, for the same aggregate particle size and asphalt content, the amount of asphalt that should originally fill the aggregate gap decreases, the porosity increases, and the saturation degree decreases. As a result, it is not possible to develop an appropriate porosity and saturation as an asphalt mixture.
  • the converted specific surface area B0 is preferably 0.30 (m 2 / g) or more.
  • Asphalt composition As the asphalt composition in the present embodiment, any asphalt composition such as a straight asphalt composition and a polymer-modified asphalt composition can be used.
  • the mass of the asphalt composition is contained in a predetermined amount as necessary, and is, for example, 3.5% by mass or more and 9.5% by mass or less with respect to the total mass of the asphalt mixture.
  • the fine aggregate in the present embodiment is, for example, an aggregate that passes through a 2.36 mm sieve.
  • a well-known material used for an asphalt mixture is used, and for example, natural sand such as river sand, mountain sand, or sea sand, screenings, artificial sand such as crushed stone dust, and the like.
  • the coarse aggregate in this embodiment is, for example, an aggregate that stays on a 2.36 mm sieve.
  • a well-known material used for an asphalt mixture is used, for example, crushed stone, gravel, boulder or crushed gravel.
  • the asphalt mixture compounding design method includes a measurement step S110 and a determination step S120.
  • Measurement step S110 In the measurement step S110, the BET specific surface area B1 of the first filler and the BET specific surface area B2 of the second filler are measured by using the BET specific surface area measuring device. When the BET specific surface area B1 of the first filler and the BET specific surface area B2 of the second filler are measured in advance, the measurement step S110 can be omitted.
  • the ratio r1 and the ratio r2 are determined so that the converted specific surface area B0 calculated by the above mathematical formula (1) is 5.00 (m 2 / g) or less.
  • a converted specific surface area B0 satisfying the above formula (1) is obtained from the BET specific surface area B1 of the first filler, the BET specific surface area B2 of the second filler, the arbitrary ratio r1, and the arbitrary ratio r2. Calculate each. Then, of the converted specific surface area B0 calculated respectively, the ratio r1 and the ratio r2 for which the converted specific surface area B0 is calculated to be 5.00 (m 2 / g) or less are mixed with the asphalt composition as the ratio of the first filler. It may be determined as the ratio r2 of r1 and the second filler.
  • the converted specific surface area B0 from the BET specific surface area B1 of the first filler and the BET specific surface area B2 of the second filler satisfies 5.00 (m 2 / g) or less, and the upper limit of the ratio r1.
  • the range of the lower limit value and the range of the upper limit value and the lower limit value of the ratio r2 are calculated.
  • the ratio r1 is determined within the range of the upper limit value and the lower limit value of the calculated ratio r1
  • the ratio r2 of the second filler to be mixed with the asphalt composition is determined within the range of the upper limit value and the lower limit value of the ratio r2. do.
  • the method for producing an asphalt mixture includes a measurement step S110, a determination step S120, and a mixing step S130. Since the measurement step S110 and the determination step S120 are the same as described above, they are omitted.
  • the mixing step S130 the first filler having a ratio of r1 (mass%) and the second filler having a ratio of r2 (% by mass) determined in the determination step S120 are mixed with the asphalt composition. Further, in the mixing step S130, the fine aggregate and the coarse aggregate are mixed with the asphalt composition. Then, in the mixing step S130, these are stirred in a stirring container or the like to produce an asphalt mixture.
  • the BET specific surface area B1 (m 2 / g) of the first filler containing the synthetic calcium carbonate powder is set, and at least the second filler containing the calcium carbonate powder having a different production process from the synthetic calcium carbonate powder is used.
  • the BET specific surface area B2 (m 2 / g) is defined as the ratio of the mass of the first filler to the sum of the mass of the first filler and the mass of the second filler r1 (mass%), and the mass of the first filler is defined as r1 (mass%).
  • the converted specific surface area B0 (m 2 / g) satisfying the above formula (1) is 5.00 (m 2 / g).
  • a determination step is provided for determining the ratio r1 (mass%) of the first filler to be mixed with the asphalt composition and the ratio r2 (mass%) of the second filler so as to be m 2 / g) or less.
  • the first filler containing synthetic calcium carbonate powder when the first filler containing synthetic calcium carbonate powder is mixed with the asphalt composition, it contributes to the reduction of carbon dioxide gas. Therefore, it is possible to reduce the environmental load in the production of the asphalt mixture.
  • a specimen of asphalt mixture was prepared.
  • the specimen is a cylindrical marshall with a predetermined shape based on the "B001 Marshall Stability Test Method" described in the Pavement Evaluation and Test Method Handbook (edited by Japan Road Association, June 2007).
  • a specimen was prepared.
  • the first filler A and the first filler B having different BET specific surface areas were used as the first filler.
  • Table 3 shows the ratio of the first filler ratio r1 and the second filler ratio r2 of each specimen.
  • A represents the first filler A
  • B represents the first filler B
  • C represents the second filler C.
  • the compacted aggregate gap must be filled with asphalt, leaving a certain amount of gap.
  • the percentage of the total mixture occupied by the remaining gaps is the “porosity” and the percentage of the aggregate gaps filled with asphalt is the “saturation”.
  • Porosity is a very important property that affects the stability and durability of asphalt pavement, and a mixture with a large porosity is inferior in durability because it has low watertightness and progresses in aging. On the other hand, a mixture having a too small porosity tends to become unstable due to consolidation due to heavy traffic and thermal expansion of asphalt at high temperature.
  • Saturation is the degree to which the asphalt fills the gaps between the aggregates in the asphalt mixture, and a mixture with too high saturation has a smaller void ratio, resulting in consolidation due to heavy traffic and heat of the asphalt at high temperatures. Due to swelling, it tends to be unstable. On the other hand, a mixture having an excessively low degree of saturation has a high porosity, low watertightness, and a large progress of aging, and thus is inferior in durability.
  • the desirable porosity is about 3 (volume%) or more and 6 (volume%) or less, and the desirable saturation degree is 70% or more and 85% or less. Therefore, in this example, when the porosity is 3 (volume%) or more and 6 (volume%) or less and the saturation degree is 70% or more and 85% or less, an appropriate porosity and saturation degree are expressed. Notation that it can be done.
  • the prepared specimen is based on the "B008 asphalt mixture density test method" described in the Pavement Evaluation / Test Method Handbook (edited by Japan Road Association, June 2007). The void ratio and the degree of saturation were measured.
  • Table 4 shows the results of measuring the porosity and saturation.
  • the porosity is 3 (volume%) or more and 6 (volume%) or less and the saturation degree is 70% or more and 85% or less
  • the porosity and saturation appropriate for the asphalt mixture are expressed. It is evaluated as being able to be used, and is represented as " ⁇ " in Table 4. In other cases, it is evaluated as being unable to develop an appropriate porosity and saturation as an asphalt mixture, and is represented by "x" in Table 4.
  • Table 4 shows the converted specific surface area B0 of each specimen calculated based on the above mathematical formula (1).
  • the converted specific surface area B0 was 5.00 (m 2 / g) or less.
  • the porosity and the degree of saturation satisfied the evaluation criteria. Therefore, when the converted specific surface area B0 is 5.00 (m 2 / g) or less, it is possible to develop an appropriate porosity and saturation as an asphalt mixture.
  • Comparative Example 1 the converted specific surface area B0 exceeded 5.00 (m 2 / g). As a result, in Comparative Example 1, the porosity and the saturation did not satisfy the evaluation criteria. Therefore, when the converted specific surface area B0 exceeds 5.00 (m 2 / g), it is not possible to develop an appropriate porosity and saturation as an asphalt mixture.
  • the composition of the asphalt mixture using the first filler A and the second filler C for example, from the ratio r1 and the ratio r2 in which the converted specific surface area B0 is 5.00 (m 2 / g) or less, for example.
  • the ratio r1 of the first filler to be mixed with the asphalt composition is 50%
  • the ratio r2 of the second filler is 50%.
  • the converted specific surface area B0 is 5.00 (m 2 / g) or less, r1 ⁇ 0 (mass%), r2 ⁇ .
  • the ratio r1 and the ratio r2 may be determined within the range of the above formula (2). ..
  • the composition of the asphalt mixture using the first filler B and the second filler C for example, from the ratio r1 and the ratio r2 in which the converted specific surface area B0 is 5.00 (m 2 / g) or less, for example.
  • the ratio r1 of the first filler to be mixed with the asphalt composition is 60%, and the ratio r2 of the second filler is 40%.
  • the converted specific surface area B0 is 5.00 (m 2 / g) or less, r1 ⁇ 0 (mass%), r2 ⁇ .
  • the ratio r1 and the ratio r2 may be determined within the range of the above formula (3).

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Abstract

合成炭酸カルシウムを用いた場合であっても、アスファルト混合物が適切な空隙率と飽和度を発現することを可能とする技術を提供する。　本開示のアスファルト混合物の配合設計方法は、合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）とし、少なくとも上記合成炭酸カルシウム粉末とは生成過程の異なる炭酸カルシウム粉末を含む第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）とに基づいて算出される換算比表面積Ｂ０（ｍ２／ｇ）が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、アスファルト組成物に混合する上記第１フィラーの比率ｒ１（質量％）と、上記第２フィラーの比率ｒ２（質量％）と、を決定する決定工程を備える。

Description

アスファルト混合物の配合設計方法、アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物
　本発明は、適切な空隙率と飽和度を発現することが可能となるアスファルト混合物の配合設計方法、アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物に関する。
　二酸化炭素を削減するために、カルシウムイオンに二酸化炭素を固定化して炭酸カルシウムを生成する手法が知られている。このように生成された炭酸カルシウムは、合成炭酸カルシウム（沈降炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムともいう。）と呼ばれている。
　アスファルト舗装に用いられるアスファルト混合物は、フィラーとして石灰岩を粉砕して生成される石粉が一定量配合されている。その規格として舗装設計施工指針（公益社団法人日本道路協会　平成１８年版）や、舗装用石灰石粉（ＪＩＳ　Ａ　５００８）等がある。石粉の主成分は、主に石灰岩を粉砕して形成した炭酸カルシウム（重質炭酸カルシウムともいう）であるが、重質炭酸カルシウムの粒径分布は、合成炭酸カルシウムのものと大きく異なる。上述した舗装設計施工指針で示されるアスファルト混合物配合設計手法では、ふるいを用いて粒度を評価しているため、合成炭酸カルシウムを用いてアスファルト混合物の粒度を調整したとしても、当該アスファルト混合物は、適切なマーシャル特性値、特に空隙率と飽和度を発現するアスファルト混合物の配合を得ることができない。
　従来、環境負荷を低減するためのアスファルト混合物用フィラーに関する技術として、特許文献１が開示されている。特許文献１の開示技術では、コンクリート廃材を加熱、磨砕して得られた再生微粉末からなり、舗装表層を構成するアスファルト混合物に混合されるものである。
　しかしながら、特許文献１の開示技術では、再生微粉末の粒度をふるいにより評価している。このため、合成炭酸カルシウムを用いてアスファルト混合物の粒度を調整する際にふるいを用いたとしても、適切な空隙率と飽和度を発現するアスファルト混合物を得ることができない、という事情がある。
特開２００３－２６１９０５号公報
　そこで、本開示は上述した事情に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、合成炭酸カルシウムを用いた場合であってもアスファルト混合物が適切な空隙率と飽和度を発現することを可能とする技術を提供することにある。
　本開示の一態様によれば、炭酸ガスを反応させて生成される合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）とし、少なくとも上記合成炭酸カルシウム粉末とは生成過程の異なる炭酸カルシウム粉末を含む第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）としたとき、以下数式（１）を満たす換算比表面積Ｂ０（ｍ２／ｇ）が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、アスファルト組成物に混合する上記第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）と上記第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）と、を決定する決定工程を備えることを特徴とする技術を提供することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　本開示によれば、適切な空隙率と飽和度を発現することが可能となる技術を提供することができる。
本実施形態において好適に用いられるアスファルト混合物の配合設計方法の一例を示すフローチャートである。 本実施形態において好適に用いられるアスファルト混合物の製造方法の一例を示すフローチャートである。
　上述したように、本発明者らはアスファルト混合物の配合設計方法、アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物について鋭意検討を行った。その結果、合成炭酸カルシウムを含む第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）と、少なくとも上記合成炭酸カルシウム粉末とは生成過程の異なる炭酸カルシウム粉末を含む第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とし、第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）と、第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）と、に基づいて算出される換算比表面積Ｂ０（ｍ２／ｇ）が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、アスファルト組成物に混合する第１フィラーの比率ｒ１（質量％）と、第２フィラーの比率ｒ２（質量％）と、を決定することを新たに見出し、本開示の技術を完成させるに至った。
　以下、本実施形態におけるアスファルト混合物の配合設計方法、アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物について詳細に説明する。
　本実施形態におけるアスファルト混合物の配合設計方法は、合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）とし、少なくとも上記合成炭酸カルシウム粉末とは生成過程の異なる炭酸カルシウム粉末を含む第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）としたとき、以下数式（１）を満たす換算比表面積Ｂ０（ｍ２／ｇ）が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、アスファルト組成物に混合する第１フィラーの比率ｒ１（質量％）と、上記第２フィラーの比率ｒ２（質量％）と、を決定する決定工程を備える。
　本実施形態におけるアスファルト混合物の製造方法は、合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）とし、少なくとも上記合成炭酸カルシウム粉末とは生成過程の異なる炭酸カルシウム粉末を含む第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）としたとき、以下数式（１）を満たす換算比表面積Ｂ０（ｍ２／ｇ）が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、アスファルト組成物に混合する第１フィラーの比率ｒ１（質量％）と、第２フィラーの比率ｒ２（質量％）と、を決定する決定工程と、比率ｒ１（質量％）の第１フィラーと、比率ｒ２（質量％）の第２フィラーと、をアスファルト組成物に混合する混合工程と、を備える。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　本実施形態におけるアスファルト混合物は、本実施形態におけるアスファルト混合物の製造方法により製造されるものである。
　以下、本実施形態におけるアスファルト混合物の配合設計方法、アスファルト混合物の製造方法、及びアスファルトについて説明をする。
（アスファルト混合物）
　本実施形態におけるアスファルト混合物は、第１フィラー及び第２フィラーの何れか一方又は両方と、アスファルト組成物と、細骨材と、粗骨材と、を含む。一般的な舗道に使用されるアスファルト混合物は、アスファルト組成物：約５％、フィラー（第１フィラー＋第２フィラー）：約５％、細骨材と粗骨材（砕石、砂）：約９０％、となるように設計されている。なお、本開示のアスファルト混合物は、一般的な舗道用に限らず、橋梁上の舗道等のフィラー、骨材、アスファルト組成物を混合して用いるものなど、舗道全般に利用することが可能である。
（第１フィラー及び第２フィラー）
　本実施形態における第１フィラーは、少なくとも炭酸ガス（二酸化炭素）を反応させて生成される粉末状の合成炭酸カルシウムを含む。合成炭酸カルシウムとして、例えば、石灰水等のカルシウムイオンが含まれる溶液に炭酸ガスを吹き込んだ際に沈降させる炭酸ガス法により生成される沈降炭酸カルシウム（軽質炭酸カルシウムともいう。）が用いられる。合成炭酸カルシウムとして、例えば、アンモニアソーダ法の副産物として生成した塩化カルシウム溶液に炭酸ナトリウム溶液等の可溶性塩の溶液を混合させて合成する可溶性塩反応法により生成されるものであってもよい。このほか、炭酸ガスを反応させて生成される周知の合成炭酸カルシウムを用いることができる。
　本実施形態における第２フィラーは、少なくとも合成炭酸カルシウムとは生成過程の異なる炭酸カルシウムを含む。第２フィラーは、少なくとも石灰岩を粉砕して生成される石粉（重質炭酸カルシウムともいう）を含む。第２フィラーとして、例えば、炭酸カルシウムを主成分とする卵の殻、ドロマイト（苦灰石：ＣａＭｇ（ＣＯ３）２）、方解石等を粉末状にしたもの等を含むものであってもよい。
　第１フィラー及び第２フィラーは、０．０７５ｍｍふるいを７０質量％以上通過する。第１フィラー及び第２フィラーの質量の和は、必要に応じて所定量含まれるが、アスファルト混合物全体の質量に対して、例えば、３質量％以上５質量％以下で含まれる。
　アスファルト組成物に添加するフィラーを１００（質量％）とした場合、第１フィラーの質量と第２フィラーの質量の和に対する第１フィラーの質量の比率をｒ１（質量％）とし、第１フィラーの質量と第２フィラーの質量の和に対する第２フィラーの質量の比率をｒ２（質量％）とすると、ｒ１＋ｒ２＝１００（質量％）である。
　また、本開示では、第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）とし、第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とする。第１フィラーのＢＥＴ比表面積をＢ１（ｍ２／ｇ）と、第２フィラーのＢＥＴ比表面積をＢ２（ｍ２／ｇ）とは、周知のＢＥＴ比表面積測定装置により測定することができる。なお、本開示におけるＢＥＴ比表面積を測定する際の相対圧Ｐ／Ｐ０は、０以上０．５以下、好ましくは０．０５以上０．４以下、０．１以上０．３以下とすることがより好ましい。この相対圧の範囲でＢＥＴ比表面積を測定することで、第１フィラーと第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｐ／Ｐ０を適切に得ることが可能となる。
　換算比表面積Ｂ０は、以下の数式（１）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ここで、締固められた骨材間隙は、ある間隙量を残してその他の間隙はアスファルトで満たさなければならない。残された間隙が占める全混合物の割合は「空隙率」であり、アスファルト（アスファルト組成物）によって満たされた骨材間隙の割合は「飽和度」である。
　空隙率は、アスファルト舗装の安定性や耐久性に影響を与える非常に重要な特性であり、空隙率の大きな混合物は水密性が小さく、老化の進み方も大きいことから、耐久性に劣る。一方、空隙率の小さすぎる混合物は、重交通による圧密や高温時のアスファルトの熱膨張により、不安定になる傾向がある。
　飽和度は、アスファルト混合物の中の骨材の間の隙間をアスファルトが満たしている度合いであり、飽和度が高すぎる混合物は、空隙率が小さくなり、重交通による圧密や高温時のアスファルトの熱膨張により、不安定になる傾向がある。一方、飽和度が小さすぎる混合物は、空隙率が高くなり、水密性が小さく、老化の進み方も大きいことから、耐久性に劣る。
　すなわち、交通荷重によって混合物が十分締固められた状態でも、また高温時にアスファルトが膨張したときでも、不安定な状態を起こさず、かつ耐久性や不透水性が確保できるだけの間隙を有していることが必要である。望ましい空隙率としては、例えば舗装設計施工指針（公益社団法人日本道路協会　平成１８年版）に密粒度アスファルト混合物（１３）示される、３（体積％）以上６（体積％）以下程度であり、望ましい飽和度としては７０％以上８５％以下とされている。このため、本実施形態においては、空隙率が３（体積％）以上６（体積％）以下であり、かつ、飽和度が７０％以上８５％以下の場合、適切な空隙率と飽和度を発現することができると表記する。
　本実施形態における換算比表面積Ｂ０は、５．００（ｍ２／ｇ）以下である。これにより、アスファルト混合物として適切な空隙率と飽和度とを発現することができる。換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）を超える場合、アスファルトが染み込みやすく、付着可能な量が増えてしまう。そのため、同じ骨材粒度及びアスファルト含有量の場合、本来骨材間隙を埋めるべきアスファルトが減ってしまい、空隙率が上昇し、飽和度が下がってしまう。その結果、アスファルト混合物として適切な空隙率と飽和度を発現することができない。換算比表面積Ｂ０は、０．３０（ｍ２／ｇ）以上であることが好ましい。
　換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下である場合には、ｒ１＝１００（質量％）とし、ｒ２＝０（質量％）としてもよい。このとき、アスファルト混合物には、第１フィラーのみが混合されることとなる。また、ｒ１＝０（質量％）とし、ｒ２＝１００（重量％）としてもよい。このとき、アスファルト組成物には、第２フィラーのみが混合されることとなる。
（アスファルト組成物）
　本実施形態におけるアスファルト組成物は、ストレートアスファルト組成物、ポリマー改質アスファルト組成物等の任意のアスファルト組成物を用いることができる。アスファルト組成物の質量は、必要に応じて所定量含まれるが、アスファルト混合物全体の質量に対して、例えば、３．５質量％以上９．５質量％以下である。
（細骨材）
　本実施形態における細骨材は、例えば、２．３６ｍｍふるいを通過する骨材である。細骨材としては、アスファルト混合物に用いられる周知のものが用いられ、例えば、川砂、山砂、あるいは海砂等の天然砂、スクリーニングス、砕石ダスト等の人工砂等である。
（粗骨材）
　本実施形態における粗骨材は、例えば、２．３６ｍｍふるいに留まる骨材である。粗骨材としては、アスファルト混合物に用いられる周知のものが用いられ、例えば、砕石、砂利、玉石または砂利を砕いた玉砕等である。
　次に本実施形態におけるアスファルト混合物の配合設計方法について説明する。
＜アスファルト混合物の配合設計方法＞
　アスファルト混合物の配合設計方法は、測定工程Ｓ１１０と、決定工程Ｓ１２０と、を備える。
（測定工程Ｓ１１０）
　測定工程Ｓ１１０では、ＢＥＴ比表面積測定装置を用いて、第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１と、第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２と、を測定する。なお、第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１と、第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２と、が予め測定されている場合には、測定工程Ｓ１１０は省略することができる。
（決定工程Ｓ１２０）
　決定工程Ｓ１２０では、上記した数式（１）により算出される換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、比率ｒ１と比率ｒ２とを決定する。
　例えば、決定工程Ｓ１２０では、第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１と第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２と任意の比率ｒ１と任意の比率ｒ２とから、上記した数式（１）を満たす換算比表面積Ｂ０をそれぞれ算出する。そして、それぞれ算出された換算比表面積Ｂ０のうち、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下を算出した比率ｒ１と比率ｒ２とを、アスファルト組成物に混合する第１フィラーの比率ｒ１と第２フィラーの比率ｒ２として決定してもよい。
　例えば、決定工程Ｓ１２０では、第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１と第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２とから換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下を満たす、比率ｒ１の上限値と下限値の範囲と、比率ｒ２の上限値と下限値の範囲とを算出する。決定工程Ｓ１２０では、算出された比率ｒ１の上限値と下限値の範囲で比率ｒ１を決定し、比率ｒ２の上限値と下限値の範囲でアスファルト組成物に混合する第２フィラーの比率ｒ２を決定する。
＜アスファルト混合物の製造方法＞
　アスファルト混合物の製造方法は、測定工程Ｓ１１０と、決定工程Ｓ１２０と、混合工程Ｓ１３０と、を備える。測定工程Ｓ１１０と、決定工程Ｓ１２０は、上記と同様のため、省略する。
　混合工程Ｓ１３０では、決定ステップＳ１２０で決定した比率ｒ１（質量％）の第１フィラーと、比率ｒ２（質量％）の第２フィラーと、をアスファルト組成物に混合する。また、混合工程Ｓ１３０では、アスファルト組成物に、細骨材と粗骨材とを混合する。そして、混合工程Ｓ１３０では、これらを攪拌容器等において攪拌し、アスファルト混合物を製造する。
　本実施形態によれば、合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）とし、少なくとも上記合成炭酸カルシウム粉末とは生成過程の異なる炭酸カルシウム粉末を含む第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）としたとき、上記数式（１）を満たす換算比表面積Ｂ０（ｍ２／ｇ）が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、アスファルト組成物に混合する第１フィラーの比率ｒ１（質量％）と、第２フィラーの比率ｒ２（質量％）と、を決定する決定工程を備える。
　これにより、アスファルト混合物を設計する際に、合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーを混合することを考慮することができる。そして、合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーを混合した場合であっても、適切な空隙率と飽和度を発現することが可能となるアスファルト混合物を製造することができる。
　特に、合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーをアスファルト組成物に混合する場合には、炭酸ガスの削減に寄与する。このため、アスファルト混合物の製造に際して、環境負荷を低減させることが可能となる。
　以下に、上述した本実施形態を用いた場合の実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。
　表１に示す材料を用いて、アスファルト混合物の供試体を作成した。供試体は、舗装評価・試験法便覧（公益社団法人 日本道路協会編、平成１９年６月）に記載されている「Ｂ００１マーシャル安定度試験方法」に基づいて、所定形状の円柱形のマーシャル供試体を作製した。本実施例では、表２に示すように、第１フィラーとして、ＢＥＴ比表面積の異なる第１フィラーＡと第１フィラーＢとを用いた。表３に、各供試体の第１フィラーの比率ｒ１と第２フィラーの比率ｒ２との比率を示す。なお、表３において、Ａは第１フィラーＡを、Ｂは第１フィラーＢを、Ｃは第２フィラーＣを、表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　ここで、締固められた骨材間隙は、ある間隙量を残してその他の間隙はアスファルトで満たさなければならない。残された間隙が占める全混合物の割合は「空隙率」であり、アスファルトによって満たされた骨材間隙の割合は「飽和度」である。
　空隙率は、アスファルト舗装の安定性や耐久性に影響を与える非常に重要な特性であり、空隙率の大きな混合物は水密性が小さく、老化の進み方も大きいことから、耐久性に劣る。一方、空隙率の小さすぎる混合物は、重交通による圧密や高温時のアスファルトの熱膨張により、不安定になる傾向がある。
　飽和度は、アスファルト混合物の中の骨材の間の隙間をアスファルトが満たしている度合いであり、飽和度が高すぎる混合物は、空隙率が小さくなり、重交通による圧密や高温時のアスファルトの熱膨張により、不安定になる傾向がある。一方、飽和度が小さすぎる混合物は、空隙率が高くなり、水密性が小さく、老化の進み方も大きいことから、耐久性に劣る。
　すなわち、交通荷重によって混合物が十分締固められた状態でも、また高温時にアスファルトが膨張したときでも、不安定な状態を起こさず、かつ耐久性や不透水性が確保できるだけの間隙を有していることが必要である。望ましい空隙率としては３（体積％）以上６（体積％）以下程度であり、望ましい飽和度としては７０％以上８５％以下とされている。このため、本実施例においては、空隙率が３（体積％）以上６（体積％）以下であり、かつ、飽和度が７０％以上８５％以下の場合、適切な空隙率と飽和度を発現することができると表記する。
　そこで、本実施例では、作製した供試体について、舗装評価・試験法便覧（公益社団法人 日本道路協会編、平成１９年６月）に記載されている「Ｂ００８アスファルト混合物の密度試験方法」に基づいて、空隙率と飽和度を測定した。
　表４に空隙率と飽和度を測定した結果を示す。本実施例において、空隙率が３（体積％）以上６（体積％）以下であり、かつ、飽和度が７０％以上８５％以下の場合、アスファルト混合物として適切な空隙率と飽和度とを発現することができるものとして評価し、表４において「〇」として表す。それ以外の場合には、アスファルト混合物として適切な空隙率と飽和度とを発現することができないものとして評価し、表４において「×」として表す。また、表４に、上記数式（１）に基づいて算出した各供試体の換算比表面積Ｂ０を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　実施例１～７については、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下となった。その結果、実施例１～７については、空隙率と飽和度とが評価基準を満足した。このため、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下の場合、アスファルト混合物として適切な空隙率と飽和度とを発現することができる。
　一方、比較例１については、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）を超えた。その結果、比較例１については、空隙率と飽和度とが評価基準を満足しなかった。このため、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）を超える場合、アスファルト混合物として適切な空隙率と飽和度とを発現することができない。
　第１フィラーＡと第２フィラーＣとを用いてアスファルト混合物の配合設計を行う場合、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下となった比率ｒ１と比率ｒ２とから、例えば、アスファルト組成物に混合する第１フィラーの比率ｒ１を５０％とし、第２フィラーの比率ｒ２を５０％として決定する。
　また、第１フィラーＡと第２フィラーＣとを用いてアスファルト混合物の配合設計を行う場合、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下、ｒ１≧０（質量％）、ｒ２≧０（質量％）、ｒ１＋ｒ２＝１００（質量％）をすべて満たすｒ１とｒ２の範囲が以下数式（２）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　このため、第１フィラーＡと第２フィラーＣとを用いてアスファルト混合物の配合設計を行う場合、例えば、上記数式（２）の範囲内で、比率ｒ１と比率ｒ２とを、決定してもよい。
　第１フィラーＢと第２フィラーＣとを用いてアスファルト混合物の配合設計を行う場合、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下となった比率ｒ１と比率ｒ２とから、例えば、アスファルト組成物に混合する第１フィラーの比率ｒ１を６０％とし、第２フィラーの比率ｒ２を４０％として決定する。
　例えば、第１フィラーＢと第２フィラーＣとを用いてアスファルト混合物の配合設計を行う場合、換算比表面積Ｂ０が５．００（ｍ２／ｇ）以下、ｒ１≧０（質量％）、ｒ２≧０（質量％）、ｒ１＋ｒ２＝１００（質量％）をすべて満たすｒ１とｒ２の範囲が以下数式（３）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　このため、第１フィラーＢと第２フィラーＣとを用いてアスファルト混合物の配合設計を行う場合、例えば、上記数式（３）の範囲内で、比率ｒ１と比率ｒ２とを決定してもよい。 

Claims (3)

  1. 　合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）とし、少なくとも上記合成炭酸カルシウム粉末とは生成過程の異なる炭酸カルシウム粉末を含む第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）としたとき、以下数式（１）を満たす換算比表面積Ｂ０（ｍ２／ｇ）が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、アスファルト組成物に混合する上記第１フィラーの比率ｒ１（質量％）と、上記第２フィラーの比率ｒ２（質量％）と、を決定する決定工程を備えること
    　を特徴とするアスファルト混合物の配合設計方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  2. 　合成炭酸カルシウム粉末を含む第１フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ１（ｍ２／ｇ）とし、少なくとも上記合成炭酸カルシウム粉末とは生成過程の異なる炭酸カルシウム粉末を含む第２フィラーのＢＥＴ比表面積Ｂ２（ｍ２／ｇ）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第１フィラーの質量の比率ｒ１（質量％）とし、上記第１フィラーの質量と上記第２フィラーの質量との和に対する上記第２フィラーの質量の比率ｒ２（質量％）としたとき、以下数式（１）を満たす換算比表面積Ｂ０（ｍ２／ｇ）が５．００（ｍ２／ｇ）以下となるように、アスファルト組成物に混合する上記第１フィラーの比率ｒ１（質量％）と、上記第２フィラーの比率ｒ２（質量％）とを決定する決定工程と、
    　上記比率ｒ１（質量％）の上記第１フィラーと、上記比率ｒ２（質量％）の上記第２フィラーと、をアスファルト組成物に混合する混合工程と、を備えること
    　を特徴とするアスファルト混合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  3. 　請求項２記載のアスファルト混合物の製造方法により製造されたアスファルト混合物。
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