説明

アスファルト舗装工法およびアスファルトフィニッシャ

【課題】従来技術に比べてさらに、アスファルト混合物の温度降下を抑制する。
【解決手段】アスファルトフィニッシャは、施工箇所にてダンプトラックが来るまで待機する。外気温が5℃以下になるような環境下では、アスファルトフィニッシャの暖機運転を行い、遮断弁82を閉じ、エンジンからの排気を排気循環路64に導く。この予熱付与により、ホッパ6およびバーフィーダ7の表面温度は20〜60℃となる。この状態で、ダンプトラックからアスファルト混合物をホッパ6に投入する。150〜200℃程度のアスファルト混合物が、予熱付与されたホッパ6およびバーフィーダ7表面に接触すると、最初に投入されたアスファルト混合物の温度は100℃以上となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アスファルト舗装技術に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、アスファルト混合物は合材工場で製造され、ダンプトラックにより搬送され、アスファルトフィニッシャのアスファルト混合物投入部に投入される。アスファルト混合物投入部は、投入されたアスファルト混合物を積み込み一時的に貯蔵するホッパと、積み込まれたアスファルト混合物をスクリード側に搬送するバーフィーダとを有している。スクリード側に搬送されたアスファルト混合物が敷き均されることにより、舗装施工が行われる。
【0003】
ところで、アスファルト混合物は、予め設定される温度範囲で舗装施工をすることが要求される。たとえば、寒冷地や寒冷期、夜間施工などでは、アスファルト混合物の温度降下が早く、所定の締め固め度が得られにくい等の問題が発生しやすい。他にも、敷き均し面に引きずりやドラッギングホールなどの不具合や、舗装のジョイント部の接着が不十分となるといった問題が発生する恐れもある。このため、外気温が5℃以下になるような環境下ではアスファルト舗装施工を避けることが好ましい。特に、アスファルト混合物同士の間に間隙が必要となる排水性舗装においては、温度降下により品質劣化のおそれがあるため、厳しい温度管理が要求される。
【0004】
しかし、発注スケジュールの都合や、通年施工の観点から外気温が5℃以下になるような環境下における施工が避けられない場合もあり、何らかの対策が必要である。たとえば、合材工場出荷時のアスファルト混合物の温度を高くしたり、運搬時にダンプトラックの荷台に保温シートを掛けるといった対策が考えられる。一方、アスファルトフィニッシャへアスファルト混合物投入後、舗装施工までの間に放出される熱も無視できない。
【0005】
特許文献1では、保温機能を有するアスファルトフィニッシャのホッパが提案されている。この保温機能によりアスファルト混合物の熱が外板を介して外気に放散されてしまうことが防止でき、アスファルト混合物の温度降下を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平11−209918号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来技術でもアスファルト混合物の温度降下の抑制は不十分であると本願発明者は考えた。外気温が5℃以下になるような環境下では、ホッパやバーフィーダの表面温度も5℃以下になる。この状態でアスファルト混合物が投入されると、最初に投入されたアスファルト混合物はホッパやバーフィーダの表面に接触し、急速に温度降下する。従来技術のホッパは保温機能があるため、アスファルト混合物自体の熱により、後から投入されるアスファルト混合物の温度降下は抑制される。しかし、最初に投入されたアスファルト混合物の温度降下は避けられない。
【0008】
特に、バーフィーダに関しては、従来技術においても保温機能について提案されていない。バーフィーダの保温機能がなければ、ホッパの保温機能により温度降下が抑制されたアスファルト混合物も、バーフィーダ表面に接触することで、温度降下してしまう。
【0009】
本発明は上記課題を解決するものであり、アスファルト混合物の温度降下をさらに抑制できるアスファルト舗装工法およびアスファルトフィニッシャを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
(1)本発明は、外気温5℃以下環境下のアスファルト舗装工法であって、アスファルトフィニッシャのアスファルト混合物投入部に予め熱を与え20℃以上にする予熱付与ステップと、予熱付与後、前記アスファルト混合物投入部にアスファルト混合物を投入するアスファルト混合物投入ステップと、前記アスファルト混合物投入部からアスファルト混合物を搬送し、敷き均す舗装施工ステップとを備える。
【0011】
外気温5℃以下環境下のアスファルト舗装においては、アスファルト混合材の温度降下に対する抑制対策が必要となる。アスファルトフィニッシャのアスファルト混合物投入部に予め熱を与え20℃以上にすることにより、アスファルト混合物の温度降下をさらに抑制できる。
【0012】
(2)上記(1)の予熱付与ステップにおいて、前記アスファルト混合物投入部に設けられアスファルト混合物を搬送するバーフィーダに予め熱を与える。
【0013】
(3)上記(1)の予熱付与ステップにおいて、前記アスファルト混合物投入部に設けられアスファルト混合物を一時的に貯蔵するホッパに予め熱を与える。
【0014】
(4)上記(1)の予熱付与ステップにおいて、アスファルトフィニッシャのエンジンからの排気により熱を与える。
【0015】
排気を再利用することにより、エネルギー効率やコストの点で有利である。また、排気循環路は簡便な構成であり、故障の恐れが少なくメンテナンスの点で有利である。
【0016】
(5)上記(1)の予熱付与ステップにおいて、前記アスファルト混合物投入部内に設けられた循環路に前記排気を導き、前記循環路に沿って設けられたオイル保持部内のオイルに熱を与える。
【0017】
オイルの保温機能により、エンジン停止後一定期間、アスファルト混合物投入部を20℃以上に維持できる。
【0018】
(6)本発明は、アスファルトフィニッシャを用いたアスファルト舗装工法であって、前記アスファルトフィニッシャのアスファルト混合物投入部に予め熱を与える予熱付与ステップと、予熱付与後、前記アスファルト混合物投入部にアスファルト混合物を投入するアスファルト混合物投入ステップと、前記アスファルト混合物投入部からアスファルト混合物を搬送し、敷き均す舗装施工ステップとを備える。
【0019】
(7)本発明は、アスファルト舗装工法に用いるアスファルトフィニッシャであって、アスファルト混合物投入前に、前記アスファルト混合物投入部に予め熱を与える予熱付与装置を備える。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、従来技術に比べてさらに、アスファルト混合物の温度降下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】アスファルトフィニッシャの概略構成図である。
【図2】ホッパの予熱付与機能を説明する概略図(斜視図)である。
【図3】ホッパの予熱付与機能を説明する概略図(断面図)である。
【図4】バーフィーダの予熱付与機能を説明する概略図(斜視図)である。
【図5】バーフィーダの予熱付与機能を説明する概略図(断面図)である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
〜構成〜
本実施形態にかかるアスファルトフィニッシャの構成について説明する。図1は、アスファルトフィニッシャの概略構成図である。アスファルトフィニッシャは、走行のためのクローラ1と、オペレータが運転作業するための運転席2と、該運転席2の前方に設けられ、アスファルト混合物がダンプトラックから投入されるアスファルト混合物投入部3と、該運転席2の後方に設けられ、アスファルト混合物を舗装幅に均一に広げるためのスクリュースプレッダ4と、スクリュースプレッダ4の後方に設けられ、アスファルト混合物を締固めるタンパ付きのスクリード5等の各種の部材装置から構成されている。
【0023】
アスファルト混合物投入部3は、ホッパ6とバーフィーダ7とを有している。ホッパ6は、バーフィーダ7を挟んで左右に略L字形をした一対の外板が対向配設されることにより形成される。ホッパ6の外板は、シリンダの伸縮作動により、底板面がバーフィーダ7と略平行状になる姿勢(通常は、この姿勢でアスファルト混合物が投入され、一時的に貯蔵される)と左右外側が持ち上がってアスファルト混合物をバーフィーダ7側に滑落させる姿勢とに可変である。バーフィーダ7は、投入されたアスファルト混合物を後方に搬送する。
【0024】
本実施形態の特徴として、ホッパ6およびバーフィーダ7は予熱付与機能を有している。
【0025】
図2および図3は、ホッパ6の予熱付与機能を説明する概略図である。ホッパ6の外板は二枚の鋼板61,62からなる二重板構造であり、鋼板61,62の間には鋼板面に沿って広がる空間が形成される。空間には、複数の角柱63が千鳥状に配置され、この角柱63の配置により、排気循環路64が形成されている。角柱63内部にはオイル65が充填されている。二重板構造に形成されたホッパ6の外板には、排気流入口66と排気流出口67が形成され、排気循環路64の入口と出口になっている。
【0026】
アスファルトフィニッシャのエンジン(図示省略)からの排気は、マフラー管81を介してホッパ6に導かれる。すなわち、マフラー管81の出側端部と排気流入口66とが連続している。マフラー管81には、遮断弁82が設けられている。予熱付与不要であれば、遮断弁82は開かれ、排気は遮断弁82から放出されるが、予熱付与時には、遮断弁82は閉じられ、排気は排気循環路64に導かれる(詳細後述)。
【0027】
排気循環路64は、排気流入口66から流入した排気を一度ホッパ6最下部に導いたのち、最下部から上方へ蛇行させながら排気流出口67に導き、排気流出口67から排出する。これにより、排気は長い時間ホッパ6内に滞在し、均一に熱を付与することができる。
【0028】
図4および図5は、バーフィーダ7の予熱付与機能を説明する概略図である。バーフィーダ7は、ボトムプレート71とボトムプレート71周りに回動可能に配置される回動部72とを有している。ボトムプレート71内部には空洞が形成され、空洞には、複数の角柱73が千鳥状に配置され、この角柱73の配置により、排気循環路74が形成されている。角柱73内部にはオイル75が充填されている。ボトムプレート71の側壁には、排気流入口76と排気流出口77が形成され、排気循環路74の入口と出口になっている。
【0029】
ホッパ6内の排気循環路64に導かれた排気の一部は、排気循環路64の途中に設けられた分岐口68から分岐管83を介してボトムプレート71内に導かれる。すなわち、分岐管83端部と排気流入口76とが連続している。排気循環路74は、排気流入口76から流入した排気を左右へ蛇行させながら排気流出口77に導き、排気流出口77から排出する。これにより、排気は長い時間バーフィーダ7内に滞在し、均一に熱を付与することができる。
【0030】
本実施形態において、角柱63、排気循環路64、オイル65、角柱73、排気循環路74、オイル75を含む各部材は、予熱付与装置を構成する。
【0031】
〜施工〜
本実施形態のアスファルトフィニッシャを用いたアスファルト舗装工法について説明する。
【0032】
一般に、アスファルト混合物は合材工場で製造され、ダンプトラックにより施工箇所まで搬送される。アスファルトフィニッシャは、施工箇所にてダンプトラックが来るまで待機する。
【0033】
待機中、アスファルトフィニッシャのオペレータは、温度降下抑制対策の要否を判断する。一般に、外気温が5℃以下になるような環境下における施工では、対策が必要である。外気温を測定するのが簡便で好ましいが、ホッパ6やバーフィーダ7の表面温度を直接測定してもよい。外気温またはホッパ6やバーフィーダ7の表面温度が5℃以下である場合は、アスファルトフィニッシャの暖機運転を行い、遮断弁82を閉じ、エンジンからの排気を排気循環路64,74に導く。
【0034】
本願発明者が確認試験を行ったところ、外気温5℃環境下、アスファルトフィニッシャの暖機運転により、排気流入口66付近におけるホッパ6表面温度は60℃になり、排気流出口67付近におけるホッパ6表面温度および排気流出口77付近におけるバーフィーダ7表面温度は20℃以上になった。
【0035】
なお、本願発明者は、ホッパ6表面温度およびバーフィーダ7表面温度が20℃以上であれば、温度降下による影響は許容できる程度に抑制できることを確認している。
【0036】
上記の様に、ホッパ6およびバーフィーダ7に予熱付与した状態で、ダンプトラックからアスファルト混合物をホッパ6に投入する。ダンプトラックから投入されるアスファルト混合物の温度は通常150〜200℃程度である。150〜200℃程度のアスファルト混合物が、予熱付与されて20〜60℃となったホッパ6表面およびバーフィーダ7表面に接触すると、ホッパ6表面温度およびバーフィーダ7表面温度は、100℃以上になった。最初に投入され、ホッパ6やバーフィーダ7の表面に接触したアスファルト混合物の温度も100℃以上であることが推測される。
【0037】
ホッパ6に一時的に貯蔵されたアスファルト混合物はバーフィーダ7により搬送され、スクリュースプレッダ4により広げられ、スクリード5により敷き均される。アスファルト混合物投入後および舗装施工中にも、引続き、エンジンからの排気を排気循環路64,74に導く。ホッパ6およびバーフィーダ7の予熱付与機能は、保温機能として作動する。
【0038】
ところで、待機時間が長くなる場合は、燃料削減(アイドリングストップ)の観点から暖機運転を一時的に中断してもよい。排気が排気循環路64,74を循環する際、オイル65,75を加温する。オイルの保温効果により、暫くの間、ホッパ6表面温度およびバーフィーダ7表面温度を20℃以上に維持できる。ホッパ6表面温度およびバーフィーダ7表面温度を計測し、時間経過により20℃未満になった場合は、再度、暖機運転を行う。
【0039】
〜効果〜
本実施形態によれば、アスファルト混合物投入前にホッパ6およびバーフィーダ7に予熱を付与しておくことで、外気温が5℃以下になるような環境下で最初に投入されたアスファルト混合物がホッパ6やバーフィーダ7の表面に接触しても、アスファルト混合物の温度降下を抑制できる。
【0040】
なお、アスファルト混合物投入後および舗装施工中には、従来技術同様にアスファルト混合物を保温でき、アスファルト混合物の温度降下を抑制できる。すなわち、予熱付与による効果の分だけ、従来技術に比べて、さらに、アスファルト混合物の温度降下を抑制できる。
【0041】
予熱付与は、エンジンの暖機運転の際に生じる排気を再利用するものであり、エネルギー効率の点で優れ、特別な熱源を必要とせず、コストの点でも優れている。
【0042】
排気循環路64,74は単純な構成であり、故障の恐れが少なく、メンテナンスの点でも優れている。
【0043】
〜変形例〜
(1)本実施形態は、ホッパ6およびバーフィーダ7に予熱付与するものであるが、ホッパ6またはバーフィーダ7のいずれかに予熱付与をしてもよい。本実施形態ほどの効果は得られないものの、従来技術に比べて、アスファルト混合物の温度降下を抑制できる。
【0044】
(2)本実施形態では、ホッパ6内の排気循環路64から分岐してバーフィーダ7内の排気循環路74が設けられているが、排気流入口76がマフラー管81と直接連続していてもよい。
【0045】
(3)本実施形態は、エンジンからの排気により予熱付与しているが、ホッパ6およびバーフィーダ7の内部に電熱線を配線し、アスファルトフィニッシャのバッテリからの電力により予熱付与してもよい。ただし、本実施形態のエネルギー効率やコストに関する効果は得られない。また、ボトムプレート71周りに回動部72が回動すると、回動に起因する振動がボトムプレート71に伝播するため、電気系統の故障の可能性があり、本実施形態のメンテナンスにかかる効果も得られない。
【0046】
(4)本実施形態では、角柱63,73内部にはオイル65,75が充填されているが、保温材として水や空気が充填されていてもよい。
【符号の説明】
【0047】
1 クローラ
2 運転席
3 アスファルト混合物投入部
4 スクリュースプレッダ
5 スクリード
6 ホッパ
7 バーフィーダ
61,62 鋼板
63 角柱
64 排気循環路
65 オイル
66 排気流入口
67 排気流出口
68 分岐口
71 ボトムプレート
72 回動部
73 角柱
74 排気循環路
75 オイル
76 排気流入口
77 排気流出口
81 マフラー管
82 遮断弁
83 分岐管

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外気温5℃以下環境下のアスファルト舗装工法であって、
アスファルトフィニッシャのアスファルト混合物投入部に予め熱を与え20℃以上にする予熱付与ステップと、
予熱付与後、前記アスファルト混合物投入部にアスファルト混合物を投入するアスファルト混合物投入ステップと、
前記アスファルト混合物投入部からアスファルト混合物を搬送し、敷き均す舗装施工ステップと
を備えることを特徴とするアスファルト舗装工法。
【請求項2】
前記予熱付与ステップにおいて、前記アスファルト混合物投入部に設けられアスファルト混合物を搬送するバーフィーダに予め熱を与える
ことを特徴とする請求項1記載のアスファルト舗装工法。
【請求項3】
前記予熱付与ステップにおいて、前記アスファルト混合物投入部に設けられアスファルト混合物を一時的に貯蔵するホッパに予め熱を与える
ことを特徴とする請求項1記載のアスファルト舗装工法。
【請求項4】
前記予熱付与ステップにおいて、アスファルトフィニッシャのエンジンからの排気により熱を与える
ことを特徴とする請求項1記載のアスファルト舗装工法。
【請求項5】
前記予熱付与ステップにおいて、
前記アスファルト混合物投入部内に設けられた循環路に前記排気を導き、
前記循環路に沿って設けられたオイル保持部内のオイルに熱を与える
ことを特徴とする請求項4記載のアスファルト舗装工法。
【請求項6】
アスファルトフィニッシャを用いたアスファルト舗装工法であって、
前記アスファルトフィニッシャのアスファルト混合物投入部に予め熱を与える予熱付与ステップと、
予熱付与後、前記アスファルト混合物投入部にアスファルト混合物を投入するアスファルト混合物投入ステップと、
前記アスファルト混合物投入部からアスファルト混合物を搬送し、敷き均す舗装施工ステップと
を備えることを特徴とするアスファルト舗装工法。
【請求項7】
請求項1乃至6記載のアスファルト舗装工法に用いるアスファルトフィニッシャであって、
アスファルト混合物投入前に、前記アスファルト混合物投入部に予め熱を与える予熱付与装置
を備えることを特徴とするアスファルトフィニッシャ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−113028(P2013−113028A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−261315(P2011−261315)
【出願日】平成23年11月30日(2011.11.30)
【出願人】(592179067)株式会社ガイアートT・K (25)
【Fターム(参考)】