JP5812585B2 - アスファルト混合物の剥離促進方法 - Google Patents

Description

舗装材料の分析に関する技術が以下に開示される。

近年普及している排水性舗装は、不透水性の基層の上に、開粒度（ポーラス）アスファルト混合物による透水性の表層を形成することにより敷設される。なお、基層も開粒度アスファルト混合物による透水性であれば、路盤へ水分を浸透させる透水性舗装になる。また、最近では、既設舗装を基層としてその上に透水性の表層を新たに敷設することもある。

これら排水性、透水性舗装において、舗設後の側方流動が比較的早期に発生することが知見され、その主な原因が、基層のアスファルト混合物の剥離現象にあることが分かってきている。さらに、不透水性の密粒系舗装においても、舗装後に生じたクラックから基層に水が浸透して劣化に至る場合がある。そこで、事前に、基層のアスファルト混合物について剥離評価試験が実施される。例えば特許文献１に開示されるように剥離評価試験は、基層アスファルト混合物の供試体を用意し、３０℃〜７０℃の温水により透水圧を繰り返しかけて剥離を促進させた透水供試体を生成し、何もしていない標準供試体と比較することにより実施される。その指標として、標準供試体の圧裂強度（標準圧裂強度）に対する透水供試体の圧裂強度（透水圧裂強度）の比を示す圧裂強度比（［透水圧裂強度／標準圧裂強度］×１００）、透水供試体の剥離面積率（目視）が使用される。

特開２００５−１２８００９号公報

剥離評価試験に際し実施される供試体の剥離促進方法は、特許文献１にもあるように、温水で繰り返し透水圧をかける方式で実施される。すなわち、水温３０℃〜７０℃、透水圧５０ＫＰａ〜６００ＫＰａ、供試体側方からの水漏れ防止の封止圧（側圧）１００ＫＰａ〜７００ＫＰａとして、前記透水圧を周期的に所定の時間、供試体に与えることで実施される。現在実施されている当該方式の剥離促進方法では、開始から終了までおおよそ４時間以上を要し、１つの供試体の剥離促進を終えるのに一日がかりとなる。剥離評価試験は、基層の複数箇所の供試体に対して実施しなくてはならないので、多数の供試体の剥離促進に非常に時間がかかるというのが現状である。

この背景に鑑みると、より時間が短くて済む剥離促進方法が必要である。

上記課題に対して提案する、アスファルト混合物の剥離を促進させる剥離促進方法は、密閉容器内の液体中にアスファルト混合物の供試体を浸し、前記密閉容器内圧力を大気圧よりも高くして前記密閉容器内液体温度を大気圧での沸点以上に保ち、当該温度及び圧力条件下で少なくとも３０分の養生時間、前記供試体を養生する、剥離促進方法である。

上記提案に係る剥離促進方法によれば、大気圧を超える圧力下で沸点を超える加圧熱液体の中に供試体を浸して浸透圧をかけることにより、強制的に供試体内部まで浸液させるので、剥離を促進させる養生時間が最短で３０分でよい。すなわち、上記従来の剥離促進方法に比べて試験時間の短縮が実現される。

本発明に係る剥離促進方法に使用する密閉容器の実施形態を示した図。 図１の密閉容器を蓋側から見た図（Ａ）及び底側から見た図（Ｂ）。 図１の密閉容器を断面で示した図。

図１〜図３は、剥離評価試験を行うためにアスファルト混合物の剥離を促進させる剥離促進方法に使用する、密閉容器の実施形態を示す。
本実施形態の密閉容器は、有底の金属製（熱伝導材料）円筒容器１と、この円筒容器１の口部を密閉して容器内部を気密封止する金属製円板形状の蓋２と、を有する。円筒容器１は、口部にフランジ１ａを有すると共に底部に掃除等のためのドレン口１ｂ（図３参照）を有する。また、円筒容器１の胴部には、その周面に、帯状のバンドヒータ３が巻き付けられ、コントローラＣｎｔにより制御される。蓋２は、直径が円筒容器１のフランジ１ａと同径で、蓋２の周縁部がフランジ１ａに当接し、該周縁部が複数のボルト２ａによりフランジ１ａに固定される。ボルト２ａは、蓋２の周縁部に等間隔で設けられた貫通孔２ｂを通り、フランジ１ａのネジ孔１ｃに螺合する（図３参照）。

円筒容器１の底部中央に設けられたドレン口１ｂは、金属製のドレン栓４によって密閉される。ドレン口１ｂに栓をするドレン栓４は、円形のフランジ４ａを頭部に有し、このフランジ４ａの四箇所がボルト４ｂで締め込まれ、円筒容器１の底部中央に固定される。ボルト４ｂは、フランジ４ａの貫通孔４ｃを通り、円筒容器１底部のネジ穴１ｄに螺合する（図３参照）。

蓋２及びドレン栓４と円筒容器１との間は、パッキング材Ｐ１，Ｐ２により気密封止が保たれる。フランジ１ａと当接する蓋２周縁部の当接面には凸条２ｃが円形に周設され、そして、フランジ１ａの当接面には、蓋２の凸条２ｃに相応する凹条１ｅが周設される。蓋２をフランジ１ａに固定すると、凸条２ｃが凹条１ｅに収容され、且つこれら凸条２ｃ及び凹条１ｅの間にパッキング材Ｐ１が挟持される。また、円筒容器１の底部外面においては、ドレン口１ｂを囲むように凹条１ｆが円形に周設され、この凹条１ｆ内にパッキング材Ｐ２が収容される。パッキング材Ｐ２は、ドレン栓４のフランジ４ａにより押圧され、凹条１ｆ内に押し込まれて密着する。

蓋２には、異常圧力を逃がすための通気孔２ｄが設けられ（図３参照）、この通気孔２ｄに、密閉容器内圧力が異常に上昇したときに開く安全弁ＳＶが取り付けられる。蓋２にはさらに、温度計ＴＭ、圧力計ＰＧ、水抜き用のドレンコックＤＣも取り付けられる。温度計ＴＭは、蓋２から水中へ垂下し、水温を測ってコントローラＣｎｔへ計測信号を出力する。圧力計ＰＧは、密閉容器内圧力を測定する。ドレンコックＤＣは、蓋２から水中へ管が垂下しており、剥離促進の終了後にコックを開くことで液体（その蒸気）を外へ逃がし、容器内圧力を大気圧へ減圧する。

以上の構造をもつ密閉容器は、水又は剥離促進に適したその他の液体を円筒容器１内に収容し、蓋２を閉めてバンドヒータ３から熱を加えることにより、容器内が大気圧を超える圧力となって、大気圧下での沸点を超える温度に中の液体を維持することができる。例えば水を使用した場合、バンドヒータ３による加熱で容器内圧力を大気圧＋６００ｋＰａ程度（あるいはこれ以上）に上げることができ、容器内の水温を１００℃以上に上げることができる。この容器内加圧熱水の中にアスファルト混合物の供試体５を浸して剥離促進を実行する。供試体５は、円筒容器１内において台６上に載置される。台６は、例えば天板を４本脚で支える机形のもので、天板は網目状等である。促進実行中、容器内水温は温度計Ｔｍにより計測されてコントローラＣｎｔへ伝えられ、計測値に従ってコントローラＣｎｔがバンドヒータ３を制御する。また、促進実行中の容器内圧力は、圧力計ＰＧにより計測され、監視される。

剥離促進の開始に際し、まず、蓋２を開けて円筒容器１内に、台６に載せて供試体５をセットし、八分目程度まで水を入れた後に蓋２を閉め、すべてのボルト２ａを締め込んで密閉する。そして、バンドヒータ３に通電して加熱を開始する。加熱により容器内圧力が上昇して大気圧を超えると、容器内の水は気化することなく、大気圧での沸点である１００℃を超えた温度の加圧熱水となる。コントローラＣｎｔが水温を監視し、水温が１００℃以上、好適には１２０℃を維持するように、バンドヒータ３を制御する。

バンドヒータ３によって水温が１２０℃に保たれるように制御を行いつつ、当該密閉容器内で３０分以上、最長でも１２０分の養生時間、供試体５を養生する。供試体５に対し加圧熱水中で浸透圧がかかることにより、強制的に供試体内部まで浸水し、養生時間中に剥離が促進される。３０分〜１２０分の養生時間は、従来の剥離促進方法に比べて十分に短い。上述のように従来の剥離促進方法では、剥離促進に最短でも４時間程度を要していたので、１日あたり１回しか剥離促進を実施することができなかった。これに比べ、本実施形態の剥離促進方法によれば、６０分ほどで剥離促進を実施することができるので、１日あたり３回は剥離促進を実施できる。また、特許文献１に開示されるような従来の装置に比べて、装置の構造も簡素化されている。

養生時間経過後、密閉容器を冷却し、ドレンコックＤＣから水（水蒸気）を排出する。冷却は、自然冷却、強制冷却のいずれでもよい。水を抜いて減圧した後は、蓋２を開けて供試体５を取り出す。

アスファルト混合物の供試体を用い、何も手を加えないで空気中で養生した標準供試体と、従来の剥離促進方法により剥離促進させた透水供試体と、を用意して剥離評価試験を行い、圧裂強度比及び剥離面積率を測定した。標準供試体の圧裂強度を標準圧裂強度、透水供試体の圧裂強度を透水圧裂強度とすると、圧裂強度比は、［透水圧裂強度／標準圧裂強度］×１００で得ることができる。

一方、静的剥離率の異なる粗骨材を用いたアスファルト混合物の供試体を用い、本実施形態の剥離促進方法により剥離促進させた水浸供試体を用意して剥離評価試験を行い、上記標準供試体との比較から、圧裂強度比及び剥離面積率を測定した。水浸供試体の圧裂強度を浸水圧裂強度とすると、圧裂強度比は、［水浸圧裂強度／標準圧裂強度］×１００で得ることができる。本実施形態の剥離促進方法は、別々の供試体を使用して、水温１００℃・１１０℃・１２０℃・１３０℃・１４０℃・１５０℃で実施し、且つ、それぞれの温度において、０分・３０分・６０分・９０分・１２０分の養生時間を実施した。水温が２００℃を超えるまで高くなると供試体のアスファルトと骨材がおおよそ分離してしまい、剥離の状態を超えてしまうので除外する。また、養生時間が１２０分を超えるのは従来同様に時間がかかり過ぎることになるので、除外した。

上記従来の剥離促進方法による剥離評価試験で得られた圧裂強度比に対し、上記各条件で実施した本実施形態の剥離促進方法による剥離評価試験で得られた圧裂強度比の相関関係（Ｒ）を検討した。その結果、水温１００℃〜１５０℃の間の各温度で養生時間を３０分〜１２０分とした供試体において、比較的良好な相関関係が得られた。相関Ｒ≧０．７と高い相関関係を示す供試体を抽出すると、少なくとも、養生時間３０分の水温１１０℃・１２０℃・１３０℃、養生時間６０分の水温１１０℃・１２０℃・１３０℃、養生時間９０分の水温１１０℃・１２０℃とした供試体が抽出されたので、隣り合う条件がすべて高い相関関係を示す水温１２０℃且つ養生時間６０分が最適条件と判断した。なお、剥離面積率については、従来よりもレンジが広く見られ、より明確に判断できるようになった。

１ 円筒容器
２ 蓋
３ ヒータ
４ ドレン栓
５ 供試体
ＤＣ ドレンコック
ＰＧ 圧力計
ＳＶ 安全弁

Claims (3)

1. アスファルト混合物の剥離を促進させる剥離促進方法であって、
   密閉容器内の水中にアスファルト混合物の供試体を浸し、
   前記密閉容器内圧力を大気圧よりも高くして前記密閉容器内水温を１００℃〜１５０℃に保つように制御し、
   当該温度及び圧力条件下で３０分〜１２０分の養生時間、前記供試体を養生する、
   剥離促進方法。
2. 前記密閉容器内水温を１１０℃〜１３０℃に保つように制御し、前記養生時間を３０分〜９０分とする、請求項１記載の剥離促進方法。
3. 前記密閉容器内水温を１２０℃に保つように制御し、前記養生時間を６０分とする、請求項１記載の剥離促進方法。

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