JP6351156B2 - 再生アスファルト材の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、道路等の舗装工事現場において再生アスファルト材の品質を施工前に検査する再生アスファルト材の検査方法に関する。

アスファルト舗装道路が劣化すると、路盤から舗装材を剥ぎ取り、新たな舗装材を敷設する。剥ぎ取った舗装材（以下、劣化アスファルト材という）を廃棄又は一時保管するために十分な広さを有している場所がないため、高速道路を除く自治体が管理する道路については、劣化アスファルト材を舗装に再使用することが義務付けられている。現在では、再生舗装技術の普及と進展とによって、再生材の使用率が向上し、また、繰り返し再生処理された再生アスファルト材（以下、繰り返し再生アスファルト材という）も舗装に再使用している。

舗装の性能指標となる基準値は、表１に示す国土交通省が定める舗装設計施工指針（平成13年12月）によって与えられている。この指針は、舗装の性能指標の基準値として、７つの等級N1〜N7に区分した交通量（舗装計画交通量）と、それらに対応した疲労破壊輪数とを示している。

繰り返し再生アスファルト材は、舗装→撤去→再生→舗装のサイクルに従って繰り返し何回も使用されるため品質低下が予想される。しかしながら、現状では、作業性の目安となる針入度推定試験が行われているだけで、それ以外の検査は何もなされていない。そのため、工事対象道路に要求される舗装の性能等級にまったく適合しない、品質が劣悪な繰り返し再生アスファルト材が、工場から現場に持ち込まれるという不都合が頻繁に発生する。

繰り返し再生アスファルト材の品質が道路に要求される舗装の性能等級を満足させないものであるとすると、発注者が当初見込んでいた耐用年数（例えば１０年）よりもかなり短い期間（例えば１〜２年）で、ひび割れ、陥没、段差などの欠陥を路面に生じることがある。このような欠陥が道路の予定寿命よりも短い期間で発生すると、その原因が劣悪な品質の繰り返し再生アスファルト材の使用にあったにもかかわらず、施工に問題があったとして施工業者側に責任が転嫁される場合が多い。これでは、問題の真の解決は得られない。

このような事情を背景として、業界では、施工前の繰り返し再生アスファルト材の品質を適正に評価するための検査方法を確立することが要望されている。

従来の検査方法として、ＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠するマーシャル安定度試験による再生骨材のアスファルト針入度推定試験方法（以下、針入度試験法という）が非特許文献１に記載されている。針入度試験法は、繰り返し再生アスファルト材の出荷前に再生工場において行う評価試験方法である。この評価試験方法では、先ず、劣化アスファルト材に新しいアスファルト（以下、新生アスファルト材という）や新しい骨材を混ぜ、この混合物を細かく砕き、これに有機溶剤を含む再生添加剤を添加し、加熱して軟らかい状態としてモールドに充填し、これをランマーで締固める。これに、特定の条件下で規定の針を進入させ、針の進入距離から繰り返し再生アスファルト材の硬さ（軟らかさ）を推定する。

再生アスファルト材の品質は、その針入度（進入距離０．１ｍｍを針入度１としている）に応じて３つの等級「４０〜６０」、「６０〜８０」、「８０〜１００」に区分されており、繰り返し再生アスファルト材の品質の合否は上記の等級に照らして判断している。合格であると判定した繰り返し再生アスファルト材は、再生工場から工事現場へトラック輸送し、一定の温度管理下で舗装工事に供する。

「舗装試験法便覧別冊（暫定試験方法）」、平成８年１０月２０日 初版第１刷発行、発行所；社団法人日本道路協会、197-203頁

針入度試験法による判定結果は、アスファルト舗装の作業性の目安とはなるものの、繰り返し再生アスファルト材の舗装材としての品質又は性能を示すものではない。また、試験は工事現場で行なわれるものではなく、再生工場又は試験検査場で行われるものであるため、品質管理及びトレーサビリティーの観点からも工事現場で実施可能な試験検査法が望まれている。そして、再生添加剤には特定化学物質を用いないことになっているが、特定化学物質が用いられていないことを工事現場で確認する方法がない。そのため、廃油などの劣悪な品質の再生添加剤が添加された繰り返し再生アスファルト材が工場から現場に持ち込まれることがある。

品質が劣悪な繰り返し再生アスファルト材を用いて舗装工事を行うと、以下に述べる種々の問題が発生する。

（１）環境負荷の増大
工事中においては、舗装面から有機溶剤などが大量に揮発して悪臭を発するため、舗装作業者及び周辺住民から苦情が出る。

（２）舗装材の早期劣化
工事後においては、舗装材の劣化が著しく速いため、例えば１０年の耐用年数を見込んだ舗装に工事から１年程度でひび割れ、陥没、段差などの損傷が発生し、損傷箇所を頻繁に補修しなければならない。

（３）舗装寿命が短い
上記（２）と関連するが、部分的な補修では賄いきれなくなり、当初見込んでいた寿命よりも短い期間で、舗装が劣化した道路を全面的に新しく舗装し直す必要がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、再生アスファルト材の品質を舗装に使用する前に迅速かつ比較的簡便に検査することが可能な検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係る検査方法は、使用済みのアスファルト材に再生添加剤を添加し、１４０℃以上に温度調節した再生アスファルト材の品質を、前記再生アスファルト材を舗装に使用する前に検査する検査方法であって、前記再生アスファルト材の温度を１４０℃以上に保ったまま、前記再生アスファルト材又はその一部が一定期間内に放出するガスの総量と、一定期間内に生じる前記再生アスファルト材又はその一部の質量減少との少なくとも一方を測定することと、この測定の結果に基づいて、前記再生アスファルト材の品質を判断することとを含んだことを特徴とする。

以下に本明細書中で用いられる重要な用語をそれぞれ定義する。

「劣化アスファルト材」とは、道路等から剥ぎ取られたアスファルト舗装材のことをいう。なお、道路等には、国道、県道、市道、その他の一般道路の他に、歩道や自転車道や連絡通路、或いは駐車場や駐輪場のような交通量が少ない用地又は道も含まれる。

「再生アスファルト材」とは、粉砕された劣化アスファルト材に再生添加剤を添加して加熱し、撹拌し、混合することにより再生処理された再生材、又は、この再生材と、新品の骨材、充填剤及びアスファルト組成物を含んだ新生材とを混合したアスファルト材のことをいう。劣化アスファルト材と再生添加剤との合計が再生アスファルト材に占める割合は、例えば、５乃至１００質量％の範囲内にある。

「繰り返し再生アスファルト材」とは、再生アスファルト材のうち、再生処理された回数が２回以上のアスファルト材のことをいう。

「再生添加剤」とは、劣化アスファルト材の針入度の性状を回復させるために再生アスファルト又は繰り返し再生アスファルトの製造時に工場で添加される添加物をいう。再生添加剤は、アスファルト系及び石油潤滑油系を主体とするもので、成分の一部として有機溶剤やアスファルテンを含むものもある。油分には、機械油、飽和炭化水素（パラフィン、ナフテン等）、芳香族炭化水素（ベンゼン等）などが挙げられる。樹脂には、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン・イソブチレン・スチレンブロック共重合体、スチレン・ブタジエンブロック共重合体、スチレン・エチレン・ブテン共重合体（縮合多環芳香族）などが挙げられる。ゴムには、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴムなどが挙げられる。有機溶剤には、アセトン、キシレン、トルエンなどが挙げられる。アスファルテンは、縮合環の芳香族炭化水素が架橋結合してできた高分子化合物である。なお、再生添加剤の品質を表す項目には、「舗装設計施工指針（平成18年改訂版；社団法人日本道路協会）」に規格値が示されているものもあるが、アスファルト混合物や舗装の性能との関連性が十分に確認できていないものが多く残っているのが現状である。

「アスファルト舗装」とは、アスファルト混合物を敷いた舗装をいう。アスファルト混合物には、砂利のような骨材、石灰粉のような充填材、及び各種のアスファルト組成物が含まれる。アスファルト組成物には、ストレートアスファルトやブローンアスファルトの他に各種の舗装用改質アスファルトが含まれる。一般的なアスファルト舗装の構造は、表層、基層、上層路盤、下層路盤の４つの層からなり、アスファルト舗装とその下部構造の路床とが一体となって上からの交通荷重を支持し分散させるようになっている。

「路盤」とは、アスファルト舗装の上層から伝達される交通荷重を下部構造の路床に分散させるアスファルト舗装の下層構造物をいう。路盤には、粒度の揃った砕石やスラグが敷き詰められるか、又は、砕石などに瀝青、消石灰、生石灰、セメントなどを加えたものが敷かれる。

「ＣＢＲ」とは、路床・路盤の支持力を表わす指標である。

「設計ＣＢＲ」とは、アスファルト舗装の厚さを決定する場合に用いる、路床の支持力を表す指標である。路床土がほぼ一定の区間内で道路延長方向と路床の深さ方向とについて求めたいくつかのＣＢＲの測定値から、それらを代表するように決めたものである。

「等値換算厚（ＴＡ）」とは、アスファルト舗装の路盤から表層までの全層を全てアスファルト混合物でつくると仮定した場合に、上からの荷重に耐えるのに必要な厚さをいう。

「ＴＡ法」とは、アスファルト舗装の構造設計手法の一つであって、路床の設計ＣＢＲ及び設計交通量から等値換算厚（ＴＡ）を求め、これを下回らないように舗装の各層の厚さを決定する方法をいう。

「再生アスファルト材の品質等級」とは、再生アスファルト材から放出されるガスを用いて判定される、再生アスファルト材の劣化の程度に関する等級をいう。ここでは、再生アスファルト材の格付けには、再生アスファルト材から放出されるガスを用いて、具体的には、計測機器を利用して求められる再生アスファルト材のガス放出量又はそれに伴うその質量減少と、任意に放出ガスの組成とを、判断基準として用いる。また、再生アスファルト材の品質等級は、例えば、上級、中級、下級の３つのグレードに分類する。

「上級」とは、再生アスファルト材の劣化の程度が小さい品質等級をいう。例えば、ガス放出量が０．１％未満の再生アスファルト材は上級と推定する。

「中級」とは、再生アスファルト材の劣化の程度が中位の品質等級をいう。例えば、ガス放出量が０．１％以上０．５％以下の再生アスファルト材は中級と推定する。

「下級」とは、再生アスファルト材の劣化の程度が大きい品質等級をいう。例えば、ガス放出量が０．５％を超える再生アスファルト材は下級と推定する。

「バックグラウンドの安定性が良い」とは、ガス測定装置において測定直前の圧力変動が数％以内と小さく、ガス測定の再現性が良いことをいう。

本発明によれば、再生アスファルト材の品質を舗装に使用する前に迅速かつ簡便に検査することができる。

本発明によれば、例えば、評価した再生アスファルト材をその品質等級に見合った等級の道路等に振り分けて使用することが可能になり、工事対象道路の等級と再生アスファルト材の等級とのミスマッチが発生しなくなる。例えば、交通量区分Ｎ６以上の道路に対しては上級の再生アスファルト材を適用し、交通量区分Ｎ４又はＮ５の道路に対しては中級の再生アスファルト材を適用し、交通量区分Ｎ３以下の小型道路、駐車場や駐輪場に対しては下級の再生アスファルト材を適用する。このように、本発明の検査方法を用いて再生アスファルト材の品質等級を評価付けすることにより、設計仕様から大きく外れることなく適材適所の舗装を施工することができるようになる。

アスファルト材のリサイクルを説明するための概略工程図。 （ａ）〜（ｄ）は再生アスファルト材の検査及び舗装施工の手順を模式的に示す工程図。 実施の形態に係る舗装用再生アスファルト材の検査方法の概要を示す工程図。 再生アスファルト材の工場出荷から舗装工事完了までを時系列で示すタイムチャート。 各種の再生アスファルト材及び新生アスファルト材について質量の経時変化を調べた結果を示すグラフ。 縦軸を拡大して示した図５のグラフ。 測定ガス中に含まれる成分を定性的に解析するガス成分解析システムを模式的に示す概略構成図。 各種の再生アスファルト材及び新生アスファルト材からそれぞれ放出されるガスについて得られた質量スペクトルを示すグラフ。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る舗装用再生アスファルト材の検査方法を説明する。

先ず、図１と図４を参照して、舗装用アスファルト材のリサイクルの流れを概略的に説明する。

アスファルト舗装道路から剥ぎ取った劣化アスファルト材を、大型トラック等の荷台に積載し、工事現場から近隣の再生工場に搬送する（工程Ｓ７→工程Ｓ１）。

劣化アスファルト材を工場に搬入すると、先ず粉砕機のなかに劣化アスファルト材のブロック塊を投入し、粉々になるまで粉砕する。粉砕した劣化アスファルト材を撹拌機付きミキサーに投入し、これに適量の再生添加剤を添加する。劣化アスファルト材と再生添加剤との混合物を、その軟化点以上の温度に加熱して軟化させ、軟化した混合物を撹拌機により撹拌して更に混合する。これにより、粉化した劣化アスファルト材と再生添加剤とが十分に混ざり合い、劣化アスファルト材が再生されて再生アスファルト材が得られる（工程Ｓ２）。

次いで、舗装工事の施工開始予定時刻t2の約３０分前の時刻t1に現場に到着するように輸送時間等（t0〜t1）を考慮して逆算した時刻t0になったときに（図４参照）、工場の出荷設備にトラックを横付けし、温度調整された再生アスファルト材、例えば繰り返し再生アスファルト材をトラックに搭載して出荷する（工程Ｓ３）。

工場においては、出荷直前の温度が例えば１４０℃以上１７０℃以下の範囲に入るように、再生アスファルト材の温度を管理する。

工事管理者又はトラック運転手は、輸送中及び現場待機中において再生アスファルト材の温度が降下しないように、荷台を保温シートで覆う。このようにして、再生アスファルト材の温度が施工可能な下限値温度（例えば１４０℃）を下回らないように厳しく管理する（工程Ｓ４）。特に冬季では外気温度が低下するため、再生アスファルト材の温度管理は重要である。一方、外気温度が上昇する夏季では、放出ガス量が増加する傾向にあり、近隣に悪臭がひろがることになるため、荷台をシートで覆うなどの措置が必要になる。

トラックが工事現場に到着すると、再生アスファルト材に対する受け入れ検査を行う。受け入れ検査では、再生アスファルト材に対して各種の測定を行い、この測定の結果に基づいて再生アスファルト材の品質を判断する。例えば、再生アスファルト材の温度を１４０℃以上に保ったまま、再生アスファルト材又はその一部が一定期間内に放出するガスの総量と、一定期間内に生じる再生アスファルト材又はその一部の質量減少との少なくとも一方を測定する。そして、この測定の結果に基づいて、再生アスファルト材の品質を判断する。

品質の判断は、測定結果を基準値と比較することにより行う。この基準値は、例えば、再生アスファルト材に対して行う測定と同様の測定を、新生アスファルト材に対して行うことによって得ることができる。

受け入れ検査は、具体的には、例えば、以下のように行う。
先ず、トラックの荷台から、所定量の再生アスファルト材をフィニッシャー上に移載する。次いで、図２（ａ）に示すように、フィニッシャー２上の再生アスファルト材５に温度計８のセンサ部８ａ及びガス測定装置２１の採集管２１ａをそれぞれ差し込み、再生アスファルト材５の内部温度を測定するとともに、放出ガスの分析を行う（工程Ｓ５）。

更に、トラック荷台上又はフィニッシャー２上の再生アスファルト材から適量のサンプルを採取し、採取したサンプルをステンレス鋼製の容器に収納し、この容器を荷重測定試験装置の秤量用フックに吊り下げ、再生アスファルト材サンプルの質量を測定する（工程Ｓ５）。サンプル収納容器の外周にはヒータが配置されており、収納容器ごとサンプルを所望の施工可能温度以上に、例えば１４０℃以上に加熱しながらサンプルの質量を測定することができる。収納容器は、ステンレス鋼メッシュ等の通気性のある材料でつくられており、サンプルから放出されたガスは、容器外部に放散される。このため、サンプルに含まれる成分の揮発により時々刻々減少するサンプル質量が、例えば連続的に測定される。

これらの測定結果を全て記録し保存する。なお、本実施形態では、フィニッシャー２上の再生アスファルト材について温度測定及びガス分析を行うが、これらをトラックの荷台上の再生アスファルト材に対して行ってもよい。

受入検査においては、再生アスファルト材の品質を判断する。例えば、その品質等級を、上級、中級、下級の３つのグレードのうちから決定する。受入検査の結果において再生アスファルト材の品質等級が工事対象道路に要求される品質等級よりも低い場合は、ミスマッチが生じたものと判定し、その再生アスファルト材は再生工場に返送する（工程Ｓ５→工程Ｓ１）。工場に返送された再生アスファルト材は、更に低い等級の道路等の舗装工事に回すか、又は、再び再生処理を施す。

一方、受入検査の結果において再生アスファルト材の品質等級が工事対象道路に要求される品質等級以上である場合は、現場に到着した再生アスファルト材を用いて舗装工事を開始する（工程Ｓ５→工程Ｓ６）。再生アスファルト材の現場到着から工事開始までの時間t1〜t2は、約３０分以内が目安となる。そのため、受入検査を長い時間を掛けずに迅速に行う必要がある。

一連の舗装工事が終了し、施工業者から発注者に工事完了の引き渡しが終わると、舗装された道路は一般の使用に供される。アスファルト舗装道路を構成する舗装材は、交通量と車両重量による繰り返し交通荷重で経年劣化する。経年劣化した舗装材は、骨材同士を接着する結合力が低下して交通荷重に耐えられなくなり、ひび割れ、陥没、段差などの損傷を路面に生じる。路面損傷の程度が著しくなると、損傷箇所の部分補修だけでは賄いきれなくなり、その道路区間全体を新しく舗装し直す必要性を生じる。即ち、経年劣化した舗装材の剥ぎ取り撤去工事を行い（工程Ｓ７）、アスファルト舗装道路から剥ぎ取った劣化アスファルト材を、再生工場において上述のようにして再生処理し、舗装工事に再利用する（工程Ｓ７→工程Ｓ１〜Ｓ６）。

次に、図２〜図４を参照しながら再生アスファルト材の検査方法を説明する。
舗装工事開始予定時刻t2の例えば約３０分前の時刻t1に、再生アスファルト材を工事現場に搬入する。到着した再生アスファルト材は、工場出荷後の搬送中においても１４０℃以上、好ましくは１６０℃以上の温度を保つように管理する。

トラックの荷台からフィニッシャー２に再生アスファルト材を移載し、フィニッシャー２上において再生アスファルト材の温度を測定する（工程Ｓ５１）。温度の測定には、佐藤計量器製作所のＭＯＤＥＬ ＳＫ-１２５０ＭＣＩＩＩαを使用した。

また、再生アスファルト材の一部を採取し、この採取したサンプルが一定期間内に放出するガスの総量又は一定期間内に生じるサンプルの質量減少を荷重測定試験装置において測定し、更に放出ガス組成を分析する（工程Ｓ５２）。

これにより、フィニッシャー２に移載した再生アスファルト材が施工可能な１４０℃以上の温度であることを確認するとともに、再生アスファルト材からの放出ガス量又は再生アスファルト材の質量に基づいて再生アスファルト材の質量変化率が算出される。また、ガス成分解析システムを用いて再生アスファルト材から放出されるガスの組成が求まる。

この定量分析には、特許第３９７３４９７号公報に記載された方法及び装置を使用した。また、ガスの定性分析には、特許第４０５２５９７号公報に記載された方法及び装置を使用した。

次いで、図の（ｂ）に示すように、路盤３上にフィニッシャー２から再生アスファルト材５を供給する。図２（ｃ）に示すように、路盤３上には所望の平均高さh2となるように再生アスファルト材５を盛り付ける。

次いで、図２（ｄ）に示すように、盛り付けた再生アスファルト材５に上方から所定の圧力を印加して、再生アスファルト材５を圧縮するとともに、上面を平坦化する。この圧力の印加には、転圧ローラ６を用いてもよいし、プレートコンバクタ又はランマー７を用いてもよい。これらの機器は、少なくとも５００kg/m²の圧力を印加する性能を有し、路面を平坦化するものである。

圧縮平坦化されたアスファルト材５は、平均高さがh1(＜h2)にされる。アスファルト材５は、例えば、最終的に比重が２．３５±０．１になるように締め固められる。

なお、再生アスファルト材５に圧力を印加すると、アスファルト材の上面に液体５ａが滲み出すことがある。圧力が大きくなるほど滲み出る液体５ａの量が増加する傾向にある。滲み出た液体５ａは、再生添加剤の成分（有機溶剤や油脂類など）の一部であり、その量は、後述する放出ガス量との間に強い相関性がある。また、一般に固体よりは液体のほうが同じ温度での蒸気圧が高いため、再生添加材の量が増加すると放出ガス量も増加する。

これらのことから、表１に示す舗装計画交通量が増えるに従って、再生アスファルト材から油分や有機溶剤などの揮発性成分が分離・揮発する速度が上昇することが推察される。

次に、再生アスファルト材の評価試験方法及び評価試験結果をそれぞれ説明する。

１．評価試験方法
［供試材］
供試材は、再生アスファルト材及び新生アスファルト材である。

再生アスファルト材は、劣化アスファルト材、新生アスファルト材及び新しい骨材を細かく砕き、これに再生添加剤を混ぜて軟らかい状態としたものである。

一方、新生アスファルト材は、新しい骨材と新しいアスファルトとを混合したものである。

供試材として６つの実施例サンプルE11,E12,E13,E2,E3,E4と１つの参考例サンプルRをそれぞれ準備し、それらを評価試験に用いた。

実施例サンプルE11,E12,E13,E2,E3,E4は、いずれも再生アスファルト材であって、再生前の劣化アスファルトが針入度３０以上を満足し、道路舗装用材料として同じ工場で製造され、一般に流通しているものである。なお、これら再生アスファルト材には、再生添加剤が２〜５質量％の範囲で含まれている。

参考例のサンプルRは、１００％新生アスファルト材からなる。新生アスファルト材は、アスファルテン、ナフテン、パラフィン、レジン、ストレートアスファルト、ブローンアスファルトなどの天然生成物を含む混合物である。

２．評価試験結果
［温度の測定結果］
施工前にフィニッシャー上で温度を測定した結果、サンプルE11,E12,E13,E2,E3,E4の平均温度（３点測定の平均の内部温度）は、それぞれ、１６４℃，１６３℃，１６５℃，１６４℃，１６６℃，１６５℃であった。

［放出ガスの測定結果と評価］
再生アスファルト材を積載したトラックが工事現場に到着した直後に、トラック上に積載された状態のアスファルト材が放出するガスを採集する。

図２（ａ）に示すように、ガス測定装置のガス採集管２１ａをアスファルト材のなかに差し込み、ガス採集管２１ａを通して図示しない所定容量の容器に放出ガスを採集する。ガス採集管２１ａには、細径のステンレス鋼管を用いることができる。

図５及び図６は、横軸にサンプルを荷重測定試験装置の秤量用フックに吊り下げたときからの経過時間（分）をとり、縦軸に各種サンプルの質量変化率（％）をとって、各種サンプルの質量の経時変化をそれぞれ示すグラフである。図６は、図５の縦軸を拡大して見やすくした図である。

６種類の再生アスファルト材の試料E11,E12,E13,E2,E3,E4を夫々専用容器に入れ、１５０〜１７０℃に保持した状態でそれぞれの質量変化率を測定した。荷重測定試験装置のサンプルを収容する容器の内部空間は、測定開始前にヒータで１６０±１０℃に加熱保持しておいた。

質量変化率は、ΔＷ（Ｘ）_t／Ｗ（Ｘ）₀で与えられる。ここで、Ｗ（Ｘ）₀はサンプルＸの初期質量、Ｗ（Ｘ）_tはサンプルＸの時間ｔを経過した時点での質量、ΔＷ（Ｘ）_t（＝Ｗ（Ｘ）_t−Ｗ（Ｘ）₀）はサンプルＸの時間ｔを経過した時点での初期質量に対する質量変化を示す。

評価試験結果と再生アスファルト材の劣化の程度（品質等級）との関係は重要である。再生アスファルト材の品質等級は、例えば、おおまかに上級、中級、下級の３つのグレードに分類される。

ここでは、一例として、質量変化率が０．１％未満であれば該再生アスファルト材の品質等級を上級と推定し、質量変化率が０．１％以上０．４％未満であれば該再生アスファルト材の品質等級を中級と推定し、質量変化率が０．４％以上であれば該再生アスファルト材の品質等級を下級と推定する。

図中の曲線E11,E12,E13,E2,E3,E4は、実施例サンプルE11,E12,E13,E2,E3,E4の結果をそれぞれ示したものである。また、図中の曲線Rは、参考例サンプルRの結果を示したものである。

両図から明らかなように、実施例サンプルE11,E12,E13では質量変化率が小さいのに対して、実施例サンプルE2,E3,E4では質量変化率が著しく大きくなっている。具体的には、測定開始から３０分経過するまでの期間内に生じた質量減少が、実施例サンプルE11,E12ではそれぞれ0.02％，0.05％となり、実施例サンプルE13では0.14％となり、実施例サンプルE2,E3,E4ではそれぞれ0.65％，0.87％，2.60％となった。なお、参考例サンプルRでは、測定開始から３０分経過するまでの期間内に生じた質量減少は0.02％未満であった。

これらの結果から、実施例サンプルE11,E12の品質等級は上級と推定され、実施例サンプルE13の品質等級は中級と推定され、実施例サンプルE2,E3,E4の品質等級は下級と推定される。これらのうち、特に実施例サンプルE4は、測定開始から３０分経過するまでの間に2.60％もの質量減少を生じ、下級のなかでも極めて劣悪な材料であるといえる。

図７に示す質量スペクトル解析システム２０を用いて、採集ガスの成分を分析した。質量スペクトル解析システム２０は、ガス測定装置２１、データ処理部２２及び表示部２３を有し、外部データベース２４として米国国立標準技術研究所（NIST）のライブラリデータにインターネット回線を介してアクセス可能なシステムである。NISTのライブラリには、約２４万種類の化学物質のデータが随時読み出し可能に保存されている。

質量スペクトル解析システムのガス測定装置２１は、ガス採集管２１ａに連通する試料導入部、試料導入部を介して導入された採集ガスをイオン化するためのイオン源、イオン源によりイオン化されたガス試料を分離して分析する分析部、及び分析部で選別されたイオンを増感して検出する検出部を備えている。

ガス測定装置２１には、特許第４０５２５９７号公報に記載された装置を用いた。ガス測定装置の１サンプル当たりの測定時間は約１０秒間であり、測定結果が迅速に得られる。

ガス測定装置２１で得られた測定データは、バックグラウンドデータ（BGデータ）とともにデータ処理部２２に送られ、データ処理部２２によりデータ処理され、マススペクトルが作成される。データ処理部２２は、得られたマススペクトルをNISTライブラリデータの約２４万種類の化学物質と照合する。すなわち、データ処理部２２は、ガス測定装置２１から測定データ及びバックグラウンドデータ（BGデータ）が入力されると、BGデータの安定性を検証するとともに測定データの補正を行い、被検体ガスの質量スペクトルグラフを作成する一方で、NISTのライブラリデータを呼び出し、作成した被検体ガスの質量スペクトルグラフを約２４万種類の化学物質の質量スペクトルグラフと照合（パターンマッチング）し、被検体ガスに含まれる化学物質を同定するものである。ここで、BGデータの安定性の検証は、測定直前の圧力変動が数％以下と小さく、繰り返し再現性が非常に良いことを確認することである。なお、バックグラウンド圧力は、１０^-5Ｐａ以下の超高真空領域にある。

また、データ処理部２２は、被検体ガスに含まれる化学物質を同定するばかりでなく、作成した被検体ガスの質量スペクトルグラフを表示部２３の画面に表示させるとともに、各種の測定データ（温度の測定結果、ガス放出量の測定結果、質量変化率の算出結果、放出ガスの成分分析結果など）を随時読み出し可能に記録・保存する。

本実施形態では、例えば、現場到着直後の再生アスファルト材の質量と現場到着から一定時間、例えば３０分経過後の再生アスファルト材の質量をそれぞれ測定し、その質量変化率から再生アスファルト材の品質等級を推定する。時間の経過とともに、再生アスファルト材から再生添加剤の成分ガスが放出され、再生アスファルト材の質量が減少する。ここで、再生アスファルト材が再生添加剤の成分ガスを放出すると、骨材同士を結合させるバインダー機能が低下するので、ガス放出量が少ない再生アスファルト材は、品質に優れていると推定される。また、舗装サンプルから放出されるガスの量と組成とには、再生アスファルト材に添加されている再生添加剤の添加量及び成分が強く関係していることが推察される。特に、ガス放出量は、再生添加剤の添加量等と強く関係しているものと推察される。

従って、測定開始から一定時間、例えば３０分経過するまでの期間内に再生アスファルト材が放出するガスの総量Ｐと、同じ期間内に新生アスファルト材が放出するガスの総量Ｑとを比較することにより、再生アスファルト材の品質等級を推定することができる。例えば、量Ｐ及びＱが測定開始から３０分経過するまでの期間内に放出されるガスの総量である場合、量Ｐが量Ｑの５倍未満であるときに再生アスファルト材の品質等級を上級と推定し、量Ｐが量Ｑの５倍以上１０倍未満であるときに再生アスファルト材の品質等級を中級と推定し、量Ｐが量Ｑの１０倍以上であるときに再生アスファルト材の品質等級を下級と推定することができる。なお、典型的には、量Ｐの測定は工事現場で行い、量Ｑの測定は量Ｐの測定に先立って、工事現場で行うか又は再生工場などの工事現場以外の場所で行う。

質量スペクトル解析法を用いると、ガスに含まれる成分を同定することができる。従って、工事現場へ搬送された再生アスファルト材が放出するガスに対して質量スペクトル解析を行えば、例えば、労働安全衛生法施行令に規定されている特定化学物質が放出ガスに含まれていないことをその場で確認できる。それ故、再生アスファルト材の質量変化率とともに再生アスファルト材から放出されるガスの組成を調べることにより、再生アスファルト材の品質等級の格付け精度が向上する。

図８は、質量スペクトル解析によって得られるデータの例を示すグラフである。図８において、横軸は質量電荷比ｍ/ｚであり、縦軸はイオン化電流比（相対値）である。図８には、３つの実施例サンプルE12,E2,E4及び参考例サンプルRの各々について、得られたスペクトルグラフのピーク点を結んでなる曲線を描いている。

図８に示すイオン化電流比は、アルゴンの質量スペクトルから得られる、質量電荷比ｍ/ｚが４０であるときのイオン化電流を基準とした相対値である。大気中においてアルゴンは9300ppmの量で安定して存在しており、アルゴン（分子量40）は自然界に少ないため、アルゴンのイオン化電流を基準に用いている。

本実施形態によれば、上述のように繰り返し再生アスファルト材の品質等級を現場で推定できるため、工事対象道路の等級に見合った再生アスファルト材を、例えば繰り返し再生アスファルト材を施工に用いることができる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で各構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより種々の発明を形成することができる。

２…フィニッシャー、３…路盤、５…再生アスファルト材、５ａ…滲み出した成分液体（再生添加剤の一部）、６…転圧ローラ又はタイヤローラ、７…プレートコンバクタ又はランマー、８…温度計、８ａ…センサ部、９…ガス分析器、９ａ…ガス検知プローブ、２０…質量スペクトル解析システム、２１…ガス測定装置、２１ａ…ガス採集管、２２…データ処理部、２３…表示部、２４…データベース。

Claims (2)

1. 使用済みのアスファルト材に再生添加剤を添加し、１４０℃以上に温度調節した再生アスファルト材の品質を、前記再生アスファルト材を舗装に使用する前に検査する検査方法であって、
   前記再生アスファルト材の温度を１４０℃以上に保ったまま、前記再生アスファルト材又はその一部が３０分内に放出するガスの総量と、３０分内に生じる前記再生アスファルト材又はその一部の質量減少との少なくとも一方を測定することと、
   前記再生アスファルト材又はその一部が３０分内に放出するガスの総量をＰとし、前記再生アスファルト材又はその一部に対する測定と同じ条件のもとで新生アスファルト材が放出するガスの総量をＱとしたときに、前記総量Ｐが前記総量Ｑの５倍未満であれば前記再生アスファルト材の品質は上級であると判断し、前記総量Ｐが前記総量Ｑの５倍以上１０倍未満であれば前記再生アスファルト材の品質は中級であると判断し、前記総量Ｐが前記総量Ｑの１０倍以上であれば前記再生アスファルト材の品質は下級であると判断する、および／または、前記再生アスファルト材又はその一部の初期質量に対する前記質量減少の比が０．１％未満であれば前記再生アスファルト材の品質は上級であると判断し、前記比が０．１％以上０．４％未満であれば前記再生アスファルト材の品質は中級であると判断し、前記比が０．４％以上であれば前記再生アスファルト材の品質は下級であると判断する、こととを含んだ検査方法。
2. 前記再生アスファルト材又はその一部が放出したガスについて質量スペクトルを測定し、この質量スペクトルから前記ガスに含まれる成分を同定することと、
   同定した前記成分が特定の化学物質を含んでいるか否かを確認することとを更に含んだ請求項１に記載の検査方法。