JP2001131321A - 舗装用アスファルト混合物、その添加剤及びその施工方法 - Google Patents
舗装用アスファルト混合物、その添加剤及びその施工方法Info
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Abstract
に、より低い温度で施工可能なアスファルト混合物、そ
の施工方法を提供すること。 【解決手段】 本発明は、アスファルト及び骨材を必須
成分とするアスファルト混合物に;1,1’−アゾビス
ホルムアミド、N、N’−ジニトロソペンタメチレンテ
トラミン、及び4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホ
ニルヒドラジド)から成る群から選ばれる有機発泡剤;
並びにアルカリ土類金属水酸化物から選ばれる発泡助剤
とを添加してなる舗装用アスファルト混合物、及び舗装
用アスファルト混合物用添加剤である。本発明によれば
従来の方法よりも約30℃低い温度でアスファルト舗装
の施工が可能となる。
Description
用するためのアスファルト混合物を、特により低い温度
で製造することができ、舗装現場で良好な施工性を有す
るアスファルト混合物、その添加剤、及びその施工方法
に関する。
合物は、そのバインダーとしてアスファルトが使用さ
れ、加熱して砕石、砂利等の他の材料と混合して製造さ
れるが、このアスファルト混合物を製造施工する時には
粘度が低く十分に混合、締め固めできる必要があり、一
方、施工後は温度の低下により高粘性となり、砕石その
他の材料を強固に結合するいわゆるバインダーとしての
性質を有する必要がある。このアスファルトの粘度は温
度によって大きく変化することから、使用する材料や施
工方法等によって適切な材料の混合性或いは適切な締め
固め性が得られるようにアスファルトの種類と混合時及
び施工時の温度条件を選択する必要がある。例えば、一
般的なストレートアスファルトを使用したアスファルト
混合物の混合温度は160℃前後、施工温度は110℃
〜150℃程度であり、改質アスファルト(改質II型)
を使用したアスファルト混合物の混合温度は180℃程
度、施工温度は170℃〜140℃程度であり、排水性
舗装用のアスファルト混合物の場合には、それは混合温
度は180℃程度、施工温度は170℃〜140℃程度
である。
造及び施工における適切な温度条件は使用するアスファ
ルトの粘度特性によって変化し、製造時の良好な混合性
及び施工現場での良好な締め固め等の施工性を発揮する
ためには、製造時の混合温度或いは施工時のローラ転圧
等による締め固め温度を厳密に管理することが重要であ
る。また、このアスファルトは加熱により劣化を起こし
やすく、これを避けるためにはできるだけ低温で製造・
施工できることが好ましい。また、近年、地球環境の保
護、地球の温暖化防止のために地球温暖化防止条約が締
結され、炭酸ガスの排出削減の合意が為され、炭酸ガス
の排出量を削減することが各産業の大きな課題となって
いる。我が国における全産業の炭酸ガス排出量のうち土
木事業・建設事業のそれが約23%を占めるともいわ
れ、土木事業のうちの道路舗装に関連する炭酸ガス排出
量が約25%とかなりの割合を占めるといわれている。
道路舗装等においては、加熱アスファルト混合物の製造
に重油が使用され、その使用量は加熱温度と使用する骨
材等の含水量によって変化する。従って、道路舗装にお
ける炭酸ガスの排出量を削減するためには、できるだけ
含水量の少ない材料を使用するとともに、アスファルト
混合物の加熱温度を低下することが有効な手段となる。
合物の加熱温度を低下させることは省エネルギーとして
も有効であり、また道路舗装においては交通を遮断又は
規制して行なうことが多く、このような施工温度の低温
化は、早期に交通開放することを可能にするという利点
も有する。
ト混合物の材料の混合温度、舗装施工時の温度を下げる
試みは従来から種々行われており、混合時の温度を30
℃程度下げることを目標にしたものが多く、いわゆる中
温化技術といわれている。このような混合温度や施工温
度を低下させることはそのままではアスファルトの大幅
な粘度の上昇をもたらし、アスファルトと骨材等の材料
との混合が困難となるため、アスファルトの粘度の上昇
を防止したり、或いは流動性を高めることが必要とな
り、種々の検討が行われている。
えば、加熱アスファルトに少量の水を加え、アスファル
トの熱によって添加された水が急激に気化してアスファ
ルトを泡状化し、アスファルトの粘性を低下させる方法
がある。この方法は、アスファルトの温度の低下と共に
水蒸気による泡が急速に消失し、気泡の持続性が不十分
という問題がある。このようないわゆるフォームドアス
ファルト工法では、発泡量及び泡の持続時間がまだ十分
なものが得られておらず、より高い発泡量でかつ気泡が
長時間にわたって持続するものが求められている。ま
た、他の方法として、アスファルトに特殊な乳化剤を添
加し、エマルジョン状態としてより低い温度で骨材等と
混合する方法がある。この方法は、特殊な添加剤を使用
するため原料コストが上昇すると共に、施工温度や施工
性の更なる改良が必要とされている。
状に鑑み、前記フォームドアスファルト法において、更
に優れた発泡能力と気泡の持続性を有する添加剤につい
て鋭意研究し、本発明を完成した。
ムアミド、N、N’−ジニトロソペンタメチレンテトラ
ミン、及び4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニル
ヒドラジド)から成る群から選ばれる有機発泡剤;並び
にアルカリ土類水酸化物から選ばれる発泡助剤とを含有
する舗装用アスファルト混合物用添加剤である。
必須成分とするアスファルト混合物に;1,1’−アゾ
ビスホルムアミド、N、N’−ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン、及び4,4’−オキシビス(ベンゼンス
ルホニルヒドラジド)から成る群から選ばれる有機発泡
剤;並びにアルカリ土類水酸化物から選ばれる発泡助剤
とを添加してなる舗装用アスファルト混合物である。
必須成分とするアスファルト混合物を、1,1’−アゾ
ビスホルムアミド、N、N’−ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン、及び4,4’−オキシビス(ベンゼンス
ルホニルヒドラジド)から成る群から選ばれる有機発泡
剤、並びにアルカリ土類水酸化物から選ばれる発泡助剤
とを添加して発泡アスファルト混合物を形成せしめ、こ
れを路面に敷き均しし、締め固めを行なうことを特徴と
するアスファルト舗装の施工方法である。
般的にバインダーであるアスファルトと砕石、砂利等か
らなる骨材その他の材料からなる。本発明で使用するこ
とができるアスファルトとしては、石油アスファルトの
うち針入度40〜120程度のストレートアスファル
ト、セミブローンアスファルト、石油アスファルトにゴ
ム・エラストマーなどの改質剤を加えた改質アスファル
ト、排水性舗装用高粘度アスファルト、脱色バインダー
等が使用することができる。また、アスファルト混合物
を破砕したアスファルト再生骨材を使用した再生アスフ
ァルト混合物にも適用することができる。再生アスファ
ルト混合物は資源の有効利用とリサイクルの点から有意
義である。
ラグ等の粗骨材;川砂、山砂、砕砂等の細骨材;石粉等
のフィラーである。骨材の大きさは種々のものがあり、
一般的に2.5mmふるいに止まるものを粗骨材、2.5
mmふるいを通過するものを細骨材と分類され、舗装体の
必要強度、表層使用か基層使用かという使用する舗装体
の部位、透水性の要否等によって適宜選択して使用す
る。
材料を混合したものをアスファルト混合物と呼ぶが、使
用する骨材の大きさにより粗粒度アスファルトコンクリ
ート、密粒度アスファルトコンクリート、細粒度アスフ
ァルトコンクリート、開粒度アスファルトコンクリー
ト、密粒度ギャップアスファルトコンクリート、細粒度
ギャップアスファルトコンクリート等と呼ばれる。ま
た、その他に砕石マスチック混合物、ロールドアスファ
ルト混合物、排水性アスファルト混合物などと呼ばれる
ものにも使用できる。
発泡させ、得られた気泡を持続させるために、特定の有
機発泡剤及び発泡助剤を使用する。本発明に使用する有
機発泡剤は、1,1’−アゾビスホルムアミド(以下
「ABFA」と略記する)、N、N’−ジニトロソペン
タメチレンテトラミン(以下「DPT」と略記する)、
及び4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラ
ジド){以下「OBSH」と略記する}から成る群から
選ばれる化合物を有効成分として含むものである。これ
らの化合物は、いずれも加熱すると160℃〜210℃
で分解し、窒素ガスを発生し、この窒素ガスによって気
泡を形成することができるものである。また、これらの
有機発泡剤に、脂肪酸金属塩、酸化亜鉛等の金属酸化
物、尿素系化合物等の分解温度調整剤を併用して、その
分解温度を広範囲に低温への調節が可能である。本発明
のアスファルト混合物に使用する場合には、アスファル
トの混合時の温度近傍に分解温度を調節したものを使用
することが好ましい。これらの有機発泡剤の中ではその
発泡特性からABFA系発泡剤が最も好ましい。
泡助剤としてアルカリ土類水酸化物を使用する。アルカ
リ土類水酸化物のうちでも、水酸化カルシウム又は水酸
化マグネシウムが好ましい。発泡助剤はアルカリ土類水
酸化物単独でも有効であるが、これに更に、発泡助剤と
して炭素数14〜18の飽和脂肪酸、例えばステアリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸を併用して使用するこ
とが好ましい。これらの発泡助剤を使用することによっ
てアスファルト中での発泡能力を著しく増強することが
できると共に、発生した気泡を長時間にわたって安定に
アスファルト中に保持することができる。これらの発泡
助剤のうちでは、水酸化カルシウムが最も泡立ちの増強
効果と発生した気泡の安定性に優れ、発生した気泡を長
時間にわたって安定にアスファルト混合物の中に保持す
ることができる。更に、これらの発泡助剤に加えて、発
泡剤の添加初期の発泡の立ち上がりを良くするために炭
酸カルシウムを加えることができる。
ては、有機発泡剤をアスファルトに対して0.5〜4.
0重量%の割合で添加して使用する。また、本発明にお
いては、前記有機発泡剤とともに発泡助剤を使用する
が、発泡助剤の使用量は、有機発泡剤100に対して重
量比で約10から約500の割合で使用すると良い。
定の温度に加熱し、同様に加熱した砕石等の骨材その他
の材料とともに、前記有機発泡剤と発泡助剤をこれに添
加し、その温度を維持しつつこれらをミキサー等で混合
して、アスファルト混合物とする。この時に、この加熱
温度においてアスファルトの発泡が始まり、このために
短時間でアスファルトの容積が200%から600%程
度まで増加し、気泡の混入したアスファルト混合物が得
られる。これは当初のアスファルトの容積の数倍の容積
の微細な気泡を含むため、粘度が低く流動性が良好であ
るので、ミキサー等で混合して容易に骨材その他の材料
と均一に混合することができ、アスファルトを骨材等の
表面を十分に被覆するように混合することができる。こ
のようにして加熱されたアスファルト混合物を必要に応
じてトラック等で施工現場に運搬し、敷きならしを行な
い、所定の温度でロードローラー等で締め固めを行って
舗装体を形成する。前記有機発泡剤及び発泡助剤は、ア
スファルトと骨材等を加熱混合するアスファルト混合物
の製造時に全量を一度に添加しても良いが、アスファル
ト混合物の製造時に一定量、例えば全使用量の半分程度
を添加し、残量を一定時間毎に分割して添加する方法で
も良い。
め固め温度が重要であるが、たとえばストレートアスフ
ァルト60/80の場合には、従来の方法では混合温度
が160℃前後、締め固め温度が140℃前後であった
ものが、本発明の方法ではそれぞれ130℃前後、11
0℃前後となり、改質アスファルト(改質II型)の場合
には、従来の方法では混合温度が180℃前後、締め固
め温度が160℃前後であったものが、本発明の方法で
はそれぞれ150℃前後、130℃前後となり、混合温
度で約30℃、締め固め温度で約30℃の低い温度で行
うことが可能となる。
ファルトの容積が200%から600%程度まで増加
し、この気泡は混合時から3時間以上も安定にアスファ
ルト中に保持できるので、例えばある製造プラントで発
泡したアスファルト混合物の製造を行い、これを運搬時
間が2時間程度もかかるかなり長い距離離れた舗装工事
の現場までダンプカー等で運搬することができる。以
下、本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、実
施例中、%、部とあるのは特に別の記載のない限り重量
基準である。
ルトを使用し、舗装工事に準拠して以下のようにしてア
スファルトの発泡試験を行ない、発泡剤を評価した。
178℃) 加熱温度 :150℃ 有機発泡剤 :ABFA系発泡剤 発泡助剤 :下記表1に記載のもの
り付き容器に入れ、150℃に加熱する。これにアスフ
ァルトに対して1.5%の有機発泡剤及び、発泡助剤等
の添加剤として表1に示すものを表1に示す割合となる
ように加え、1分間150℃で混合し、150℃の恒温
槽内に静置する。アスファルトは混合と同時に発泡をは
じめるので、一定時間毎のその容積を測定し、発泡倍率
(アスファルト容積)を次の式によって求めた。
ラフに表わしたものを図1に示す
スファルトの骨材等との十分な混合と骨材への被覆を達
するためには、発泡によって増加したアスファルト容積
(発泡倍率)が200%以上、好ましくは300%以上
必要である。上記の結果から分かるように、発泡助剤と
して水酸化カルシウム又はこれとステアリン酸の混合物
を使用したものは短時間で急速に発泡し、アスファルト
容積も400%以上となり、かつこの状態を180分以
上という長時間にわたっても維持することができ、極め
て優れた発泡性能を示す。これに炭酸カルシウムを加え
たものも特に発泡初期において優れた発泡性を有する。
これに対して、ステアリン酸のみ、炭酸カルシウムの
み、又はこれらの混合物を発泡助剤に使用した場合はほ
とんど発泡効果がが得られず、発泡も短時間で消滅す
る。
配合割合を変えて、実施例1と同様にして発泡試験を行
ない評価した。 (試験条件) アスファルト:改質アスファルトII型、(メーカー推奨
最適混合温度178℃) 加熱温度 :150℃ 有機発泡剤 :ABFA系発泡剤 発泡助剤 :水酸化カルシウム
り付き容器に入れ、150℃に加熱する。これに1.5
%の有機発泡剤と、この有機発泡剤に対して表3に記載
の各種の割合の発泡助剤を添加し、実施例1と同様に1
分間150℃で混合し、150℃の恒温槽内に静置し、
一定時間毎のその容積を測定し、発泡倍率(アスファル
ト容積)を求めた。これらの結果を表3に示す。
に、有機発泡剤のみでは十分な発泡が得られないが、発
泡助剤として水酸化カルシウムを加えたものはいずれも
良好な発泡性を示し、特に、発泡剤100に対して重量
比で50以上の割合で使用した場合は発泡倍率が300
%以上の優れた発泡性能を示し、かつこの発泡状態を1
80分以上にわたって持続させることができる。
変えて、実施例1と同様にして発泡試験を行ない評価し
た。 (試験条件) アスファルト:表4に示す 加熱温度 :150℃ 有機発泡剤 :ABFA系発泡剤 発泡助剤 :水酸化カルシウム、ステアリン酸、及び
炭酸カルシウムの1:1:1の混合物
目盛り付き容器に入れ、150℃に加熱する。これに
1.5%の有機発泡剤と、この有機発泡剤に対して重量
で3倍の発泡助剤を添加し、実施例1と同様に1分間1
50℃で混合し、150℃の恒温槽内に静置し、一定時
間毎のその容積を測定し、発泡倍率(アスファルト容
積)を求めた。これらの結果を表4に示す。
ァルトの種類が変わっても、何れも優れた発泡性とその
持続性を有する。
際の道路での現場舗装試験を行うことによって、本発明
を評価した。
有機発泡剤/発泡助剤の重量比25.0/75.0の混
合物 (ロ) アスファルト:改質アスファルト(改質II型、ポ
リファルトSS)
ァルト5.4重量部と骨材94.6重量部を用い、中温
化添加剤を使用する場合はアスファルトに対して更に
5.0重量%の割合で使用して、これらを混合し、下記
の表5に示す3種類のアスファルト混合物(密粒度アス
ファルト・13)を調製した。
m、長さ60mの試験施工ヤードに、下記の表6に示す
施工条件で標準混合物、温度低減混合物、及び中温化混
合物をそれぞれ20mの長さで試験舗装した。尚、施工
は以下の方法によって行なった。 (イ) 標準混合物 ミキサーから排出された混合物をダンプトラックに積み
込み、混合物の温度を表6の管理温度としたものを施工
箇所に運搬し、次いでアスファルトフィニシャーにより
1.5m/分で速やかに敷均しを行ない、次いでマカダ
ムローラー(8トン級)の2往復による初期転圧、及び
タイヤローラー(15トン級)の3往復による2次転圧
により舗設を行なった。各工程での温度の測定は熱電対
を埋設して行なった。 (ロ) 温度低減混合物、中温化混合物 ミキサーから排出された混合物をダンプトラックに積み
込み、シートで約1時間放置した(ダンプによる運搬を
想定した)。この加熱混合物をショベルに受け、温度測
定を行ない、表6の管理温度としたものをそれぞれの施
工箇所に運搬し、その後は(イ) と同様に敷均し、初期
転圧、2次転圧により舗設を行なった。
から切り取った供試体について、その耐流動性(轍ぼ
れ)を評価するために、以下のようにしてホイールトラ
ッキング試験を行なった。即ち、30cm×30cm×
5cmの前記供試体上を70kgfに荷重調整をした小
型のゴム車輪を42回/分で60分間往復させ、この時
の45分から60分の間の圧密による変形量を測定し、
動的安定度を求めた。これらの結果を表7に示す。尚、
動的安定度は下記の式によって求めた。
た施工現場から切り取った6個の供試体について、その
コア密度を測定し、その平均値と基準品の密度との比較
から、これらの締め固め度を求めた。尚、締固め度は下
記の式によって求めた。
(g/cm3) 基準密度:試験舗装時に室内で作成した供試体密度(g
/cm3) 試験舗装時の基準密度=2.419(g/cm3) これらの結果を表8に示す。
96.0%が必要とされているが、温度低下混合物では
十分な締め固め度が得られない。これに対して、中温化
混合物を使用した場合は、混合温度、施工温度を低くし
たにもかかわらず、標準混合物と同等の締め固め度が得
られる。
埋設深さ5mmの位置に熱電対を埋め込み、施工時から
の経時的な温度変化を測定した。その結果を図2に示
す。この温度が50℃以下になれば交通開放が可能とな
るが、この結果から分かるように、本発明の中温化混合
物では標準混合物に比べて約90分早く交通開放が可能
となった。
ファルト舗装において、アスファルト混合物の混合時の
温度と舗装施工時の温度を約30℃下げることが出来、
このように低温化しても従来のアスファルト舗装と同等
のものが得られる。このように低温化することによっ
て、道路等の舗装時の二酸化炭素の排出を削減すること
ができ、省エネルギー効果もある。また、低温で施工で
きるため、従来の方法に比べて短い時間で強度が得られ
て、早期の道路の通行が可能となる。
である。
温度変化を示すグラフである。
Claims (9)
- 【請求項1】 アスファルト及び骨材を必須成分とする
アスファルト混合物に;1,1’−アゾビスホルムアミ
ド、N、N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、
及び4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラ
ジド)から成る群から選ばれる有機発泡剤;並びにアル
カリ土類金属水酸化物から選ばれる発泡助剤とを添加し
てなる舗装用アスファルト混合物。 - 【請求項2】 有機発泡剤の添加量が、アスファルトに
対して0.5〜4.0重量%である請求項1記載の舗装
用アスファルト混合物。 - 【請求項3】 発泡助剤の添加量が、重量比で有機発泡
剤100に対して10〜500である請求項1又は2記
載の舗装用アスファルト混合物。 - 【請求項4】 発泡助剤がアルカリ土類金属水酸化物の
いずれか、及び炭素数14〜18の飽和脂肪酸のいずれ
かを含むものである請求項1乃至3のいずれか1項に記
載の舗装用アスファルト混合物。 - 【請求項5】 1,1’−アゾビスホルムアミド、N、
N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、及び4,
4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)か
ら成る群から選ばれる有機発泡剤;並びにアルカリ土類
金属水酸化物から選ばれる発泡助剤とを含有する舗装用
アスファルト混合物用添加剤。 - 【請求項6】 発泡助剤の添加量が、重量比で有機発泡
剤100に対して10〜500である請求項5記載の舗
装用アスファルト混合物用添加剤。 - 【請求項7】 発泡助剤がアルカリ土類金属水酸化物の
いずれか、及び炭素数14〜18の飽和脂肪酸のいずれ
かを含むものである請求項5又は6に記載の舗装用アス
ファルト混合物。 - 【請求項8】 アスファルト及び骨材を必須成分とする
アスファルト混合物に、1,1’−アゾビスホルムアミ
ド、N、N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、
及び4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラ
ジド)から成る群から選ばれる有機発泡剤、並びにアル
カリ土類金属水酸化物から選ばれる発泡助剤とを添加し
て発泡アスファルト混合物を形成せしめ、これを路面に
敷き均しし、締め固めを行なうことを特徴とするアスフ
ァルト舗装の施工方法。 - 【請求項9】 発泡助剤がアルカリ土類金属水酸化物の
いずれか、及び炭素数14〜18の飽和脂肪酸のいずれ
かを含むものである請求項8記載のアスファルト舗装の
施工方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31709499A JP3839203B2 (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 舗装用アスファルト混合物、その添加剤及びその施工方法 |
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JP31709499A JP3839203B2 (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 舗装用アスファルト混合物、その添加剤及びその施工方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001131321A true JP2001131321A (ja) | 2001-05-15 |
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