舗装補修修繕復旧用材料
【課題】 本発明の目的は、舗装の補修修繕や復旧工事において、隣接する合材と同等の種類で施工品質の高い合材材料を随時に必要量を提供することにある。 従来では規格合材のブロックや回収合材の再加熱によって高品質な加熱合材を得る試みが為されたが再加熱時に噴煙と悪臭公害、着火火災を発生させ広範に普及できなかった物性を、安全で無公害で取扱いに優れた物性とする。
【解決手段】 アスファルトプラントで種類別の高温骨材に所定量より大幅に低い重量比１％以下のバインダーを噴射して物性を安定させ粉塵公害防止と冷却後の包体への結合を防止することで廉価な大量生産を可能とし、再加熱時には噴煙悪臭公害や火災を発生させず、骨材の加熱後に追加されるバインダーに強化骨材を混合して品質を向上させ、包体を合材強化に有効利用する。
【解決手段】 アスファルトプラントで種類別の高温骨材に所定量より大幅に低い重量比１％以下のバインダーを噴射して物性を安定させ粉塵公害防止と冷却後の包体への結合を防止することで廉価な大量生産を可能とし、再加熱時には噴煙悪臭公害や火災を発生させず、骨材の加熱後に追加されるバインダーに強化骨材を混合して品質を向上させ、包体を合材強化に有効利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舗装補修修繕復旧用合材の骨材と該骨材を用いた合材の製造及び骨材とその包体の処理方法に係り、さらに詳しくは、少量であるために遠隔地のアスファルトプラントからの輸送高コストの低減化及び温度の急速な低下による品質管理と施工管理への難点の解消のために設置される施工現地加熱混合用ミニプラントへの材料の供給と施工品質の向上、並びに、産業廃棄物となる包体の再利用の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より舗装路面の機能的破損や路床に及ばない構造的破損には臨時処置としては各種の常温合材による転圧補修、常温合材で対応できない場合はアスファルトプラント製造の加熱合材による部分打替えやオーバーレイが施工されている。 又、マンホールや水道、ガス、電線管等の地下埋設物の改修改良新設に伴う舗装の復旧が施工されているが、これらに共通することは舗装用材料が大部分例えば３００ｋｇ以下の少量施工が多いことである。
【０００３】
又、アスファルト混合物の主たる種類と粒度範囲は、粗粒度、密粒度、細粒度アスファルト合材と密粒度、細粒度ギャップアスファルト等と開粒度アスファルトがあり、石油樹脂（脱色）混合物ではカラー舗装材がある。
路面の破損や破壊の補修修繕復旧は隣接する材料と同等のものが望ましいのは言うまでもないが、破損ゃ破壊は緊急性を伴う場合が多々あり、同等の材料を随時調達することに難点がある。
従来の技術としては、合材を加熱する材料としては特開平６ー４１９０６があり、これを間接加熱するする装置としては、特開２００２ー２２７１１９があり、合材リサイクルを対象とした直接及び間接加熱装置としては特開２００１ー４０６１３がある。又、公知の技術としてはアスファルトプラントがある。
アスファルトプラントは主として大規模工事量に対応しており、小規模工事に対応すべく上記の提案が為されたが、材料としてはバインダー成分の分解を抑えるために加熱版の過度の昇温は避けねばならず、これに起因して長時間の加熱を要してしまい繰り返し使用時には実用的ではない。又、合材リサイクル装置では破砕合材自体に重量比５〜７％のバインダーを含んでおりこれを閉鎖個所で直接加熱すると昇温に比例して噴煙を排出し市街地等では公害の原因となる。
更に、開粒度アスファルトによる排水性舗装では特開２０００ー２８２４０６に示される様に１２時間保証の大量生産システムはプラントで確立しているが、同等の材料を少量随時に入手することでは困難を極める。このため排水性舗装の補修修繕には排水性のない密粒度アスファルトを使用せざるを得なく舗装の機能を失う場合も多々生じている。
【０００４】
更に、取り壊した舗装合材を施工現場上で加熱再生させる方法も多々開発されているが、市街地では施工温度に達するまで長時間加熱するため、噴煙と悪臭の公害発生要素が避けられず、低公害の材料の開発が待たれていた。
【特許文献１】特開平６−４１９０６
【特許文献２】特開２００２−２２７１１９
【特許文献３】特開２０００−２８２４０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、舗装現場の近傍で稼働するアスファルトミニプラントに施工に適合する構成骨材の必要量、例えば粗粒度アスコンと密粒度アスコンの２種２層組み合わせにあっても随時に供給可能とすることによって、補修修繕及び打替え復旧個所と同等種類の高品質なアスファルト混合物を得るための材料が提供されることであり、大量貯蔵及び輸送に耐え得る機能を付与することである。
又、路面を構成する骨材の構成粒子には粉塵公害を発生させる成分が多量に存在するため、骨材の配合段階でこれを防止し制御することである。
又、熱分解してその機能が失い易いバインダー成分を含む合材では、バインダーを含まない骨材と混合することで機能を維持し、且つ、ミキサー内壁付着のバインダーを分散させることで熱吸収性を増加させ、且つ、再加熱によって機能が減少する成分を加熱終了後に追加可能とすることである。
又、加熱合材の追加バインダーに取扱い性能が良く、且つ、混合することで粉塵公害が解消される機能性を持たせることである。
更に、市街地等での施工にあっては噴煙や悪臭公害を大幅に低減可能とすることである。
更に又、骨材の包体をアスファルト合材に投入混合する場合に完全に溶解混合しない物性をコントロールすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
骨材の配合及び温度は通常アスファルトプラント内でコンピューター管理され、バインダーの石油アスファルト、改質アスファルト、石油樹脂の混合値は舗装の種類、施工方法、交通量及び気象条件等に適したものが設計採用される。
ここで本発明の要旨とするところは、小面積の施工現場で稼働するミニプラントに少量の適合材料を適量提供し、且つ、公害要素を除去することである。
又、温度管理の容易な高品質な合材を随時に提供することである。
加熱合材の骨材の粒度別材料は常にアスファルトプラントに貯蔵されており、これを製品別に組み合わせて加熱処理をすることによって商品化される。
本発明ではこの能率的な能力に着目すると共に、加熱された骨材にこれも加熱溶解されたバインダーを必要量噴射できる能力に着目した。
【０００７】
通常商品としての合材は転圧冷却されることで路面を形成するが、強粘結であることは言うまでもない。この合材をブロック化して商品化することが試みられたが、ブロック化するまでは容易だが、これを貯蔵し且つ施工現場まで輸送するためには強固な輸送用の型枠容器を必要とし且つ壁面を軽油等でカットバックする必要があり周辺を汚染する。型枠を使用せずに包体を使用した場合には貯蔵時に型崩れを起こし強粘結に起因して包体への付着と破壊が進み取扱い利便性のあるブロックとしての機能を失うことになり、且つ、包体が合材の生産の障害となり大量の産業廃棄物を出すことになると共に直接加熱型のミニプラントでは合材の温度上昇によって揮発成分に着火してリサイクル合材同様に火災となる。
【０００８】
本発明ではアスファルトプラントの優れた能力に着目し、１６０〜１８０℃の熱間骨材への噴射バインダー量を骨材の構成種別に重量比０．１〜１％に制御することで、従来にない取扱い性能が良く廉価で公害発生のない新規な材料の大量生産手段の開発に成功した。
即ち、密粒度アスコン（１３）の例で説明すると、所定の規定を満足する１ｔの加熱用骨材構成で加熱ミックスし、所定のアスファルト量５〜７％の噴射量に対し重量比０．５％及び１％の噴射量にしたところ、ホッパーからダンプトラックの荷台に落下した製品は細粒部分が適度に粗骨材に付着して分布しており、ホッパーからの粉塵も皆無であった。又、１％以上では再加熱時に噴煙が多くなり火災となる。
又、加熱しない同比率の骨材をミックスして１％のバインダーの噴射をしたところ混合状態は斑模様となり、粉塵も発生し粗骨材表面にも厚く分布する部分があり分包には適しない素材となった。
【０００９】
通常の製品製造プロセスのバインダー噴射量を制御することによって、ホッパーからの粉塵公害も除去されるとともに、冷却後の分包工程ではバインダーの強粘結性の障害を除去することに成功し、極めて良好な工程管理が実現した。
舗装の種類に対応した骨材構成を持ち、且つ、必要量に正確に対応し、且つ、ミニプラントで再加熱後に追加されるバインダーが完全にミックス可能な材料は従来にない新規性能があり、且つ、分包工程に障害を持たず貯蔵が容易であるという新規な利便性をも併せて獲得した。
【００１０】
ここで粗粒を主とする排水性舗装材では、重量比０．２〜１％の範囲にバインダーを混合した４．７５ｍｍ以下の骨材と２．３６ｍｍ以上のバインダーを持たない骨材とを分包工程で混合又は種別にバッグインバッグ、或は、カートンインバッグと分別することもできる。又、細粒に４．７５ｍｍの粗粒を加えることによってバインダーは適度に分散し分粒が容易となる。更に、バインダーを持たない粗粒に２．３６ｍｍの細粒を加えることによって粗粒へのバインダー移行がスムーズになる。
又、重量比０．２〜１．５％の範囲にバインダーを混合する工程を経た４．７５ｍｍ以下の骨材と２．３６ｍｍ以上の骨材に重量比０．０１〜０．５％好ましくは０．１〜０．２％のバインダーを混合する工程を経た２種の骨材を混合することもできる。この場合は加熱昇温速度が速くなる利点がある。
上記の骨材構成においては、粗粒が７５％前後を構成材料とすることから分包或は分別工程で骨材分離が生じ易く、単位当たりの骨材構成にバラツキが生ずるため、計量時点で２種混合或はバッグインバッグ、加熱時点で２種混合をすることにより品質の安定性が得られる手段となる。
この骨材と骨材を分離する工程を加える骨材構成の方法は、排水性舗装のゴム、エラストマー混練改質材を使用する場合、骨材を再加熱する工程で主骨材である粗骨材の表面に熱劣化成分を微量化することによって品質劣化が防止される有効な手段となる。
【００１１】
次に、１０〜２０ｋｇに分包される骨材の包体は通常は使用後に廃棄されるが、その素材構成を選定することによりミニプラントの排気熱を利用して溶融し液化して骨材に添加することで改質アスファルトとすることができる。
改質アスファルト１型、２型では改質材としてスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・ブタジエンブロックポリマー（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレンブロックポリマー（ＳＩＳ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等のゴムや熱可塑性エラストマーを改質材として用いる。
本発明では、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）の袋状シートを用いた。このシートはミニプラントの骨材加熱時間内には回転する骨材からの熱伝達が間欠的になるため完全には分子切断できないことは実験により判明しており舗装施工上の障害物となることも判明している。
【００１２】
本発明では、骨材加熱の２００℃以上の排気熱が常時得られることにに着目しミニプラントの上部に有孔ホルダーを設け、これに包体を投入したところ順調に融点に達し回転する骨材にスムーズに滴下混練した。
この新規な混練方法は包体にポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等、施工転圧によって分子配向強度を得られる素材を用いることが可能であることを示し、従来では舗装材として不適とされた素材を、ことに廃棄物回収レジンも舗装材として有効利用できる途を開拓できる新規性を獲得したことを示すものである。
【００１３】
又、アスファルトプラントで噴射されたバインダーは細粒部分に吸収される性質があり、ミニプラントで再加熱される際にこれが引火点以上の温度下では焼損或は炭化して相互が結合して粒度が上がり、ことにフィラーを始めとする細粒の機能が低下することがある。
このことは、合材の施工強度に大きな影響を与えることになるため、熱風を止めてからの溶融バインダーの混練工程で予めバインダーに失われる成分を混練しておくことにより失われた成分を補完することが可能となり現場工程も増加することもなく粉塵公害も発生させない補強手段となる。
【００１４】
又、２．３６ｍｍや６００μｍ、３００μｍ、１５０μｍ、７５μｍの細骨材又は繊維を設計値に基づいて選定し、バインダーに添加して熱間混練し、これを粒化或は小ブロック化する等、細分化することによってミニプラント内での溶融スピードと均一分散性を上げることができる。
バインダー間は強粘着性であるため、粒子或は小ブロック間に骨材成分である６００μｍ以下の細粒を付着させることによって界面は遮断され取扱いは容易となり計量分包も正確にできることとなる。これをミニプラントに投入することで界面の細粒は新規に骨材となる。
【００１５】
又、アスファルトプラントで通常より低い値で噴射されたアスファルトは細粒部分に大部分吸収されるが粗骨材にも微量の残存部があり、この成分がアスファルトの追加時に骨材に対する濡れをはやめると共に全面分散し施工時施工後の剥離を防止する手段となるものである。
又、排水性開粒度アスコンのように粗骨材が７５％以上を占める合材では、アスファルトプラント内でバインダーを０．２〜０．５％に制御したとしてもそれを吸着できる細骨材の量が不足し、粗骨材の表面にバインダーが残存し自然冷却時に分包分別分粒の妨げとなる。
このため、２５％の細骨材を中心にバインダーを制御して噴射して粉塵公害と細骨材の分離を防いだ後、一工程を追加して７５％の粗骨材と混合する手段を採用し、ミニプラントでの加熱時にバインダーを含まない粗骨材或は微量のバインターを含む粗骨材がミキサー内壁の残存バインダーを清掃吸着できる能力を利用すると共にバインダーを含む成分からの熱間分散をする方法によって黒色成分が粗骨材表面に付着し、これに起因して新規に熱吸収速度を上げる手段となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の舗装補修修繕復旧用材料は、舗装の種類に応じた骨材構成を規格品と同等としつつ、そのバインダー、例えば石油アスファルトや石油樹脂やエラストマーやその複合材を骨材の配合段階、合材の製造段階で制御することによって粉塵公害発生源とならない効果があり、再加熱時に噴煙公害が防止され着火火災の危険性のある従来の加熱方法を革命的に改善する効果がある。
【００１７】
舗装の普及率が高いのは言うまでもないが、舗装にはその交通量と自然現象に伴って破壊や劣化が必然的に生起する。又、地下埋設工事等に伴う舗装の破壊と復旧は日常的に行われている。これに対する維持管理と復旧には膨大な労力と資材が消費されている。本発明は、比較的に小規模な施工条件に機動的に対応できる効果があり、労力と資材の低減効果、特に緊急時や寒冷期には見るべきものがある。
又、骨材の配合はプラントの能力に依存しながら、これに対するバインダーの噴射量を制御して粉塵公害を防止する効果にもみるべきものがある。
又、骨材の表面結合力を制御することで等分された骨材構成を維持したまま包体への分包や分別が容易となる効果は合材の品質の向上効果として現れると共に保管、貯蔵、輸送、施工面ではバインダーによる周辺の汚染源とならない効果と機械化による大量生産への途を実現してコストを低減する効果がある。
【００１８】
品質面での効果は、施工現場の近傍で加熱合材を製造できることによって合材の最も重要な温度管理、ことに寒冷期の施工管理や品質管理には他に替えがたい効果がある。
又、細骨材をバインダーに混合することによって舗装の仕上がり強度が安定して得られる効果も大きい。
更に、混合バインダーを細分化することで作業員は危険物である溶融バインダーを取扱わなくても良くなり、安全管理に多大な効果がある。
更に又、包体を産業廃棄物としてではなく舗装の一部として利用できるようにしたことで資源の有効活用の効果も大きく、更に、舗装の品質向上効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１の要部断面の模式図、及び、図２はその比較模式断面図である。図１の実施の形態において、本発明に係る舗装補修修繕復旧用材料は、アスファルト舗装要綱に示す仕上がり厚３〜５ｃｍ、最大粒径１３．２ｍｍの密粒度アスファルト混合物となる規格骨材構成であるが粒径が多岐にわたるため、骨材の相互の相関を示す模式図で説明する。又、粒径が６００μｍ以下のものは黒点で表す。
【００２０】
図１に示す骨材の篩い通過最大粒径は、骨材１は１３．２ｍｍ、骨材２は４．７５ｍｍ、骨材３は２．３６ｍｍ、骨材４は６００μm 、骨材５は３００μm 、骨材６は１５０μm 、骨材７は７５μm を示す。
骨材に付着したバインダー（ここではストレートアスファルト）の層厚は１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａで示すように粒度の小さくなるほど層厚が増加することを示す。１ａ、２ａは図示できない範囲にあるため、その位置を示す。
本発明の特徴では、プラント製造段階で粉塵公害が防止され分包或は分別する際に簡易に分粒して計量できると共に包材から取り出す場合に包材に付着しない性質を持つことが重要であり、且つ、分包分別工程で骨材分布が偏在しないことを実現することが重要である。更に、ミニプラントで骨材を再加熱してバインターを追加する工程で骨材全面に施工条件を満たすバインダー量が分布し、且つ、施工時点で転圧剥離を起こさないことも重要である。
【００２１】
ここで、図１の骨材１の表面のバインダー１ａはアスファルトプラント内での基準値である重量比５％に対し０．５％乃至１％の噴射を受けた時点では全面に分布するが、骨材の粒径が減ずる程に付着度が増加する物理現象に従い、プラントの混練工程でバインダーの移行が進行し骨材１、２のバインダー１ａ、２ａは図示できないほど希薄であり包体に付着して固着する濃度にはならなくなる。骨材２ではこの現象は８０％以上みられる。
この新規な知見に従い冷却後の骨材３、４、５、６、７を観察すると質量の大から小に向かって粒径順になだらかに付着度が増加していることが判明した。
又、バインダー量の付着量の多い粒径間の結合は高温（１８０℃）下ではフィラー以外では大量に生起しないことも判明し、冷却後の粒度分布は振動を与えない限り満足するものであった。
上記のバインダーの分布と骨材の分布度によって包体に安定した材料の分包が可能となった。又、包体をカートンに替えて分別することもできこの場合は５０〜１００ｋｇ詰め多段積み上げで流通される。
【００２２】
比較例として重量比５％のバインダー噴射量を持つ合材を示す図２では１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７の骨材間には空隙１８を除いて１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａのバインダーが密度濃く骨材相互を結合させており、特に骨材１１、１２の表面には１１ａ、１２ａと全面に付着されていることが判明する。
このことは、冷却された時点でバインターは固着することから、熱間分包以外これを均等に分包分別することは不可能であることは明白である。
【００２３】
次に、本発明では、赤外線と直接熱風を骨材とプラント内壁に吹きつける図３のミニプラントを用いた。ミニプラントには回転しながら骨材に対して赤外線と併用して直接熱風を吹きつけるタイプとミキサーの底部から加熱する間接加熱タイプ、そしてこの両者併用タイプがある。
ミニプラントの回転ミキサー２１は１０分間予熱した後に、図１に示す密粒度アスコンの骨材、１０ｋｇ袋を１０袋、計１００ｋｇを開袋して投入して回転を開始し、次にバーナーに再着火した。
再着火後の回転ミキサーからの排煙量は極めて少ない状態であり、噴煙公害に至らない状態であった。１８分経過後にレーザー温度計により計測して骨材の温度が１８０℃の施工温度に達したことを確認し、バーナーを消火した後に重量比４．５％、４．５ｋｇのストレートアスファルトに重量比１％、１ｋｇのフィラーを混合溶融した１２０℃の加熱バインダーを追加して回転混練し良質な密粒度（１３）のアスファルト合材を得た。
【００２４】
次に、図示しないがバインダーを混合コーティングしない２．３６ｍｍの骨材を含む粗骨材に、重量比０．５％のバインダーを混合した４．７５ｍｍの粗骨材を含む細骨材を７５：２５の構成で２種混合した改質２型の排水性開粒度アスコン用骨材１０袋１００ｋｇを前記同様に回転加熱したところ、加熱開始時点ではバインダーコーティングされない骨材の熱反射が見られたが、加熱開始５分後にはミキサーの内壁からのバインダー分散とバインダーを持つ骨材からのバインダー分散が急速に進むと同時に熱吸収が急速になった。ここで、２．３６ｍｍの細粒が壁面からのバインダー移行に有効に作用することが判明した。
又、骨材の加熱開始後図３の有孔ホルダーに１枚３３ｇの包体１０枚、計３３０ｇを順次挿入した。これの対重量比は１００ｋｇに対して微量ではあるがバインダー効果として大きなものがある。
使用された包体の材質はＥＶＡであり、これは改質成分の一部を構成しておりこれを溶解して加えることはバインダーが強化されたことを意味すると共に熱風で失われる成分を補充する作用もある。
又、高分子成分の劣化を防止するために回転速度を密粒度アスコンの加熱時より２０％以上げることで熱風接触時間を短縮調整し熱劣化は減少される。
骨材温度が１８０℃に達した時点で細粒度骨材と植物繊維が混合された改質アスファルトペレットを投入ミキサー混練して高品質な開粒度アスコンを得た。
排水性のある開粒度アスコンは空隙率が１５〜２５％であり、熱し易く冷め易い特徴がある。アスファルトプラントからの少量の輸送は通常の密粒度アスコンより５０％は冷却が早く進み少量輸送では温度管理が困難となる。このことは本発明の材料とその処理方法が品質管理上において決定的な解決法となる。
【００２５】
次に、舗装の基層に起因する構造的破損の修繕では、基層に粗粒度アスコンを使用し表層には密粒度アスコンを使用する。ここで少量２種類の舗装材料を必要とする施工ではミニプラント及び本発明の材料は高品質を保持しつつ現地生産のメリットを発揮する。
第一に、破損した基層は強度が不足したことに起因することは明白であり、この修繕材料として同等の強度を持つ材料は再度の破損を招く恐れがある。ここで、基層材料である粗粒度アスコンの現地生産に際し包体を溶融混練することによって改質型粗粒度アスコンが簡易に得られることになり、強度は格段に上昇することは明白である。
第二に現場生産と施工が実現することで寒冷期における温度管理の容易さは施工管理、品質管理を容易にし施工後の品質が格段に向上するメリットがある。
【００２６】
カラー舗装の補修修繕においては、石油樹脂バインダーの炭化を防止することが仕上がりの絶対条件であるため、ミニプラントは間接加熱が好ましくバインダーを持つ細粒骨材の投入後は間接加熱されることで良質な舗装材が得られる。
【実施例】
【００２７】
骨材ヘの直接加熱型（赤外線発生装置付き）で３００ｋｇの処理能力を有するミニプラントでバインダー量の異なる密粒度アスコン（１３）を製造した。
【００２８】
使用した骨材は、規格骨材構成１ｔに対しアスファルト量は規格５〜７％の内で重量比５％を採用して比較のための規格品１ｔと、本発明の骨材のためのバインダー（ストレートアスファルト）０．５％噴射量のアスファルト合材１ｔ、及び、バインダー（ストレートアスファルト）１％噴射量のアスファルト合材１ｔを夫々アスファルトプラントで製造した。
【００２９】
１．規格品は温度の低下と共に仕分け分包が困難となるため９０℃に温度降下時 点で１０ｋｇ詰め２０袋を製造し地上に山積みの状態で貯蔵した。
２．アスファルト量が０．５％の骨材は常温１８℃に冷却後、１回量１０ｋｇの スコップ型計量器を用いて１０ｋｇ詰め２０袋を製造し地上に山積みの状態で 同じく貯蔵した。
３．アスファルト量が１％の骨材は０．５％と同様常温１８℃に冷却後、同じく １回量１０ｋｇのスコツプ型計量器を用いて１０ｋｇ詰め２０袋を製造し地上 に同じく山積みの状態で貯蔵した。
【００３０】
次に、１００ｋｇの加熱合材を得るためのミニプラントでの追加アスファルトの種類はアスファルトプラントと同様針入度６０〜８０のものを使用した。
このアスファルト１０ｋｇを１２０℃に加熱溶融した後に２つの計量容器に１つは４．５ｋｇ、もう一方は４．０ｋｇ注ぎ込み、これにフィラー（消石灰）を１ｋｇ夫々混練した。前者の混合アスファルトをＥＶＡシート製の袋に流し込み冷却した。後者の混合アスファルトは剥離紙を敷いた平板状の型に流し込み冷却後、裁断機を用いて略２×３×５（ｃｍ）の板状小片に加工した後消石灰（フィラー）を散布し相互の接着を防止した。
又、混合アスファルトや改質アスファルトは工業的にペレット化することも可能であり、必要量を計量器を用いて簡易に計量することが好ましいが、その形状に関してはいかなる手段を用いてもよい。
【００３１】
次に、ミニプラントのミキサーを回転させながら１０分間予熱し９０℃に達した時点で回転を止め、前記２に示したアスファルト０．５％噴射量の骨材１０袋１００ｋｇを順次投入し、バーナーに着火してミキサーを毎分３０回転に設定し加熱を開始した。この間に袋詰めの複合アスファルト４．５ｋｇを溶解装置に投入し加熱溶解した。
２０分間加熱後に骨材が１９０℃に達したためバーナーを消火し、ミキサーを毎分１０回転に落として溶融混合アスファルトをミキサー内に注入追加した。
注入後はバーナーを消火したままにし、回転を元に戻して骨材とアスファルトの混合を５分間行い、目視で混合を確認した後、ミキサーの口を下降させると共に逆回転させて加熱合材を手押し運搬車に取り出し、高品質な合材を得た。
上記の合材を用いて横５５ｃｍ、縦３．４ｍ、深さ５ｃｍ（ｔ＝５）で１．８７平方メートルの舗装補修修繕工事を施工した。
ここで、骨材の加熱及びアスファルト加熱に伴う排煙は極めて希薄であり、悪臭公害は発生しない状態であった。このことは、本発明の骨材構成が市街地で常時使用できることを示し、従来にない新規性と優秀性を持つことが証明された。又、騒音も軽度であった。
【００３２】
次に、予熱のあるミキサー内に前記３に示したアスファルト１％噴射量の骨材１０袋１００ｋｇを順次投入し、包体（ＥＶＡ）１０枚は骨材の投入後に溶解ホルダーに挿入し、バーナーに着火してミキサーを毎分３０回転に設定して加熱を開始した。
加熱開始１５分後に骨材が１９０℃に達し、且つ、包体の溶解が完了したため、バーナーを消火し、ミキサーを毎分１０回転に落として混合アスファルトの板状小片５ｋｇを等間隔に投入した。
混合アスファルト片を投入後にはバーナーを消火したままにし、回転を元に戻して骨材とアスファルトの混合を８分間行い、目視で混合を確認した後、ミキサーの口を下降させると共に逆回転させて加熱合材を手押し運搬車に取り出し、高品質な合材を得た。
上記の合材を用いて横５０ｃｍ、縦３．６ｍ、深さ５ｃｍ（ｔ＝５）で１．８平方メートルの舗装補修修繕工事を施工した。
加熱時間が前段より速くなったのは骨材表面のアスファルト量が多いために赤外線の吸収率が上昇したものと考えられる。
加熱に伴う排煙は前段より多少濃度の増加がみられたが、悪臭公害は発生させない状態であった。
【００３３】
次に、比較例として前記１の規格品１０袋をミニプラントに投入した。ここで、包体である袋と合材は密着して不可分であるためそのまま投入せざるを得なかった。バーナーに着火後３分後には濃度の濃い排煙が出始め１０分後には噴煙となり、激しい悪臭公害源となった。更に、１５分後には噴煙に着火したため、ミニプラントの運転を停止した。鎮火を待って合材を取り出したところ合材としての品質劣化は顕著であるため、施工は中止された。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る舗装補修修繕復旧用材料の模式断面図である。
【図２】規格合材のアスファルト量を示す模式断面図である。
【図３】本発明の舗装補修修繕復旧用材料から加熱合材を製造するミニプラントの斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ １３．２ｍｍの粗骨材
２ ４．７５ｍｍの粗骨材
３ ２．３６ｍｍの細骨材
４ ６００μｍの細骨材
５ ３００μｍの細骨材
６ １５０μｍの細骨材
７ ７５μｍの細骨材
８ 空隙
１ａ １３．２ｍｍの粗骨材表面のバインダー
２ａ ４．７５ｍｍの粗骨材表面のバインダー
３ａ ２．３６ｍｍの細骨材表面のバインダー
４ａ ６００μｍの細骨材表面のバインダー
５ａ ３００μｍの細骨材表面のバインダー
６ａ １５０μｍの細骨材表面のバインダー
７ａ ７５μｍの細骨材表面のバインダー
１１ １３．２ｍｍの粗骨材
１２ ４．７５ｍｍの粗骨材
１３ ２．３６ｍｍの細骨材
１４ ６００μｍの細骨材
１５ ３００μｍの細骨材
１６ １５０μｍの細骨材
１７ ７５μｍの細骨材
１１ａ １３．２ｍｍの粗骨材表面のバインダー
１２ａ ４．７５ｍｍの粗骨材表面のバインダー
１３ａ ２．３６ｍｍの細骨材表面のバインダー
１４ａ ６００μｍの細骨材表面のバインダー
１５ａ ３００μｍの細骨材表面のバインダー
１６ａ １５０μｍの細骨材表面のバインダー
１７ａ ７５μｍの細骨材表面のバインダー
１８ 空隙
２０ ミニプラント
２１ 回転ミキサー
２２ バーナー
２３ 有孔ホルダー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舗装補修修繕復旧用合材の骨材と該骨材を用いた合材の製造及び骨材とその包体の処理方法に係り、さらに詳しくは、少量であるために遠隔地のアスファルトプラントからの輸送高コストの低減化及び温度の急速な低下による品質管理と施工管理への難点の解消のために設置される施工現地加熱混合用ミニプラントへの材料の供給と施工品質の向上、並びに、産業廃棄物となる包体の再利用の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より舗装路面の機能的破損や路床に及ばない構造的破損には臨時処置としては各種の常温合材による転圧補修、常温合材で対応できない場合はアスファルトプラント製造の加熱合材による部分打替えやオーバーレイが施工されている。 又、マンホールや水道、ガス、電線管等の地下埋設物の改修改良新設に伴う舗装の復旧が施工されているが、これらに共通することは舗装用材料が大部分例えば３００ｋｇ以下の少量施工が多いことである。
【０００３】
又、アスファルト混合物の主たる種類と粒度範囲は、粗粒度、密粒度、細粒度アスファルト合材と密粒度、細粒度ギャップアスファルト等と開粒度アスファルトがあり、石油樹脂（脱色）混合物ではカラー舗装材がある。
路面の破損や破壊の補修修繕復旧は隣接する材料と同等のものが望ましいのは言うまでもないが、破損ゃ破壊は緊急性を伴う場合が多々あり、同等の材料を随時調達することに難点がある。
従来の技術としては、合材を加熱する材料としては特開平６ー４１９０６があり、これを間接加熱するする装置としては、特開２００２ー２２７１１９があり、合材リサイクルを対象とした直接及び間接加熱装置としては特開２００１ー４０６１３がある。又、公知の技術としてはアスファルトプラントがある。
アスファルトプラントは主として大規模工事量に対応しており、小規模工事に対応すべく上記の提案が為されたが、材料としてはバインダー成分の分解を抑えるために加熱版の過度の昇温は避けねばならず、これに起因して長時間の加熱を要してしまい繰り返し使用時には実用的ではない。又、合材リサイクル装置では破砕合材自体に重量比５〜７％のバインダーを含んでおりこれを閉鎖個所で直接加熱すると昇温に比例して噴煙を排出し市街地等では公害の原因となる。
更に、開粒度アスファルトによる排水性舗装では特開２０００ー２８２４０６に示される様に１２時間保証の大量生産システムはプラントで確立しているが、同等の材料を少量随時に入手することでは困難を極める。このため排水性舗装の補修修繕には排水性のない密粒度アスファルトを使用せざるを得なく舗装の機能を失う場合も多々生じている。
【０００４】
更に、取り壊した舗装合材を施工現場上で加熱再生させる方法も多々開発されているが、市街地では施工温度に達するまで長時間加熱するため、噴煙と悪臭の公害発生要素が避けられず、低公害の材料の開発が待たれていた。
【特許文献１】特開平６−４１９０６
【特許文献２】特開２００２−２２７１１９
【特許文献３】特開２０００−２８２４０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、舗装現場の近傍で稼働するアスファルトミニプラントに施工に適合する構成骨材の必要量、例えば粗粒度アスコンと密粒度アスコンの２種２層組み合わせにあっても随時に供給可能とすることによって、補修修繕及び打替え復旧個所と同等種類の高品質なアスファルト混合物を得るための材料が提供されることであり、大量貯蔵及び輸送に耐え得る機能を付与することである。
又、路面を構成する骨材の構成粒子には粉塵公害を発生させる成分が多量に存在するため、骨材の配合段階でこれを防止し制御することである。
又、熱分解してその機能が失い易いバインダー成分を含む合材では、バインダーを含まない骨材と混合することで機能を維持し、且つ、ミキサー内壁付着のバインダーを分散させることで熱吸収性を増加させ、且つ、再加熱によって機能が減少する成分を加熱終了後に追加可能とすることである。
又、加熱合材の追加バインダーに取扱い性能が良く、且つ、混合することで粉塵公害が解消される機能性を持たせることである。
更に、市街地等での施工にあっては噴煙や悪臭公害を大幅に低減可能とすることである。
更に又、骨材の包体をアスファルト合材に投入混合する場合に完全に溶解混合しない物性をコントロールすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
骨材の配合及び温度は通常アスファルトプラント内でコンピューター管理され、バインダーの石油アスファルト、改質アスファルト、石油樹脂の混合値は舗装の種類、施工方法、交通量及び気象条件等に適したものが設計採用される。
ここで本発明の要旨とするところは、小面積の施工現場で稼働するミニプラントに少量の適合材料を適量提供し、且つ、公害要素を除去することである。
又、温度管理の容易な高品質な合材を随時に提供することである。
加熱合材の骨材の粒度別材料は常にアスファルトプラントに貯蔵されており、これを製品別に組み合わせて加熱処理をすることによって商品化される。
本発明ではこの能率的な能力に着目すると共に、加熱された骨材にこれも加熱溶解されたバインダーを必要量噴射できる能力に着目した。
【０００７】
通常商品としての合材は転圧冷却されることで路面を形成するが、強粘結であることは言うまでもない。この合材をブロック化して商品化することが試みられたが、ブロック化するまでは容易だが、これを貯蔵し且つ施工現場まで輸送するためには強固な輸送用の型枠容器を必要とし且つ壁面を軽油等でカットバックする必要があり周辺を汚染する。型枠を使用せずに包体を使用した場合には貯蔵時に型崩れを起こし強粘結に起因して包体への付着と破壊が進み取扱い利便性のあるブロックとしての機能を失うことになり、且つ、包体が合材の生産の障害となり大量の産業廃棄物を出すことになると共に直接加熱型のミニプラントでは合材の温度上昇によって揮発成分に着火してリサイクル合材同様に火災となる。
【０００８】
本発明ではアスファルトプラントの優れた能力に着目し、１６０〜１８０℃の熱間骨材への噴射バインダー量を骨材の構成種別に重量比０．１〜１％に制御することで、従来にない取扱い性能が良く廉価で公害発生のない新規な材料の大量生産手段の開発に成功した。
即ち、密粒度アスコン（１３）の例で説明すると、所定の規定を満足する１ｔの加熱用骨材構成で加熱ミックスし、所定のアスファルト量５〜７％の噴射量に対し重量比０．５％及び１％の噴射量にしたところ、ホッパーからダンプトラックの荷台に落下した製品は細粒部分が適度に粗骨材に付着して分布しており、ホッパーからの粉塵も皆無であった。又、１％以上では再加熱時に噴煙が多くなり火災となる。
又、加熱しない同比率の骨材をミックスして１％のバインダーの噴射をしたところ混合状態は斑模様となり、粉塵も発生し粗骨材表面にも厚く分布する部分があり分包には適しない素材となった。
【０００９】
通常の製品製造プロセスのバインダー噴射量を制御することによって、ホッパーからの粉塵公害も除去されるとともに、冷却後の分包工程ではバインダーの強粘結性の障害を除去することに成功し、極めて良好な工程管理が実現した。
舗装の種類に対応した骨材構成を持ち、且つ、必要量に正確に対応し、且つ、ミニプラントで再加熱後に追加されるバインダーが完全にミックス可能な材料は従来にない新規性能があり、且つ、分包工程に障害を持たず貯蔵が容易であるという新規な利便性をも併せて獲得した。
【００１０】
ここで粗粒を主とする排水性舗装材では、重量比０．２〜１％の範囲にバインダーを混合した４．７５ｍｍ以下の骨材と２．３６ｍｍ以上のバインダーを持たない骨材とを分包工程で混合又は種別にバッグインバッグ、或は、カートンインバッグと分別することもできる。又、細粒に４．７５ｍｍの粗粒を加えることによってバインダーは適度に分散し分粒が容易となる。更に、バインダーを持たない粗粒に２．３６ｍｍの細粒を加えることによって粗粒へのバインダー移行がスムーズになる。
又、重量比０．２〜１．５％の範囲にバインダーを混合する工程を経た４．７５ｍｍ以下の骨材と２．３６ｍｍ以上の骨材に重量比０．０１〜０．５％好ましくは０．１〜０．２％のバインダーを混合する工程を経た２種の骨材を混合することもできる。この場合は加熱昇温速度が速くなる利点がある。
上記の骨材構成においては、粗粒が７５％前後を構成材料とすることから分包或は分別工程で骨材分離が生じ易く、単位当たりの骨材構成にバラツキが生ずるため、計量時点で２種混合或はバッグインバッグ、加熱時点で２種混合をすることにより品質の安定性が得られる手段となる。
この骨材と骨材を分離する工程を加える骨材構成の方法は、排水性舗装のゴム、エラストマー混練改質材を使用する場合、骨材を再加熱する工程で主骨材である粗骨材の表面に熱劣化成分を微量化することによって品質劣化が防止される有効な手段となる。
【００１１】
次に、１０〜２０ｋｇに分包される骨材の包体は通常は使用後に廃棄されるが、その素材構成を選定することによりミニプラントの排気熱を利用して溶融し液化して骨材に添加することで改質アスファルトとすることができる。
改質アスファルト１型、２型では改質材としてスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・ブタジエンブロックポリマー（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレンブロックポリマー（ＳＩＳ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等のゴムや熱可塑性エラストマーを改質材として用いる。
本発明では、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）の袋状シートを用いた。このシートはミニプラントの骨材加熱時間内には回転する骨材からの熱伝達が間欠的になるため完全には分子切断できないことは実験により判明しており舗装施工上の障害物となることも判明している。
【００１２】
本発明では、骨材加熱の２００℃以上の排気熱が常時得られることにに着目しミニプラントの上部に有孔ホルダーを設け、これに包体を投入したところ順調に融点に達し回転する骨材にスムーズに滴下混練した。
この新規な混練方法は包体にポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等、施工転圧によって分子配向強度を得られる素材を用いることが可能であることを示し、従来では舗装材として不適とされた素材を、ことに廃棄物回収レジンも舗装材として有効利用できる途を開拓できる新規性を獲得したことを示すものである。
【００１３】
又、アスファルトプラントで噴射されたバインダーは細粒部分に吸収される性質があり、ミニプラントで再加熱される際にこれが引火点以上の温度下では焼損或は炭化して相互が結合して粒度が上がり、ことにフィラーを始めとする細粒の機能が低下することがある。
このことは、合材の施工強度に大きな影響を与えることになるため、熱風を止めてからの溶融バインダーの混練工程で予めバインダーに失われる成分を混練しておくことにより失われた成分を補完することが可能となり現場工程も増加することもなく粉塵公害も発生させない補強手段となる。
【００１４】
又、２．３６ｍｍや６００μｍ、３００μｍ、１５０μｍ、７５μｍの細骨材又は繊維を設計値に基づいて選定し、バインダーに添加して熱間混練し、これを粒化或は小ブロック化する等、細分化することによってミニプラント内での溶融スピードと均一分散性を上げることができる。
バインダー間は強粘着性であるため、粒子或は小ブロック間に骨材成分である６００μｍ以下の細粒を付着させることによって界面は遮断され取扱いは容易となり計量分包も正確にできることとなる。これをミニプラントに投入することで界面の細粒は新規に骨材となる。
【００１５】
又、アスファルトプラントで通常より低い値で噴射されたアスファルトは細粒部分に大部分吸収されるが粗骨材にも微量の残存部があり、この成分がアスファルトの追加時に骨材に対する濡れをはやめると共に全面分散し施工時施工後の剥離を防止する手段となるものである。
又、排水性開粒度アスコンのように粗骨材が７５％以上を占める合材では、アスファルトプラント内でバインダーを０．２〜０．５％に制御したとしてもそれを吸着できる細骨材の量が不足し、粗骨材の表面にバインダーが残存し自然冷却時に分包分別分粒の妨げとなる。
このため、２５％の細骨材を中心にバインダーを制御して噴射して粉塵公害と細骨材の分離を防いだ後、一工程を追加して７５％の粗骨材と混合する手段を採用し、ミニプラントでの加熱時にバインダーを含まない粗骨材或は微量のバインターを含む粗骨材がミキサー内壁の残存バインダーを清掃吸着できる能力を利用すると共にバインダーを含む成分からの熱間分散をする方法によって黒色成分が粗骨材表面に付着し、これに起因して新規に熱吸収速度を上げる手段となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の舗装補修修繕復旧用材料は、舗装の種類に応じた骨材構成を規格品と同等としつつ、そのバインダー、例えば石油アスファルトや石油樹脂やエラストマーやその複合材を骨材の配合段階、合材の製造段階で制御することによって粉塵公害発生源とならない効果があり、再加熱時に噴煙公害が防止され着火火災の危険性のある従来の加熱方法を革命的に改善する効果がある。
【００１７】
舗装の普及率が高いのは言うまでもないが、舗装にはその交通量と自然現象に伴って破壊や劣化が必然的に生起する。又、地下埋設工事等に伴う舗装の破壊と復旧は日常的に行われている。これに対する維持管理と復旧には膨大な労力と資材が消費されている。本発明は、比較的に小規模な施工条件に機動的に対応できる効果があり、労力と資材の低減効果、特に緊急時や寒冷期には見るべきものがある。
又、骨材の配合はプラントの能力に依存しながら、これに対するバインダーの噴射量を制御して粉塵公害を防止する効果にもみるべきものがある。
又、骨材の表面結合力を制御することで等分された骨材構成を維持したまま包体への分包や分別が容易となる効果は合材の品質の向上効果として現れると共に保管、貯蔵、輸送、施工面ではバインダーによる周辺の汚染源とならない効果と機械化による大量生産への途を実現してコストを低減する効果がある。
【００１８】
品質面での効果は、施工現場の近傍で加熱合材を製造できることによって合材の最も重要な温度管理、ことに寒冷期の施工管理や品質管理には他に替えがたい効果がある。
又、細骨材をバインダーに混合することによって舗装の仕上がり強度が安定して得られる効果も大きい。
更に、混合バインダーを細分化することで作業員は危険物である溶融バインダーを取扱わなくても良くなり、安全管理に多大な効果がある。
更に又、包体を産業廃棄物としてではなく舗装の一部として利用できるようにしたことで資源の有効活用の効果も大きく、更に、舗装の品質向上効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１の要部断面の模式図、及び、図２はその比較模式断面図である。図１の実施の形態において、本発明に係る舗装補修修繕復旧用材料は、アスファルト舗装要綱に示す仕上がり厚３〜５ｃｍ、最大粒径１３．２ｍｍの密粒度アスファルト混合物となる規格骨材構成であるが粒径が多岐にわたるため、骨材の相互の相関を示す模式図で説明する。又、粒径が６００μｍ以下のものは黒点で表す。
【００２０】
図１に示す骨材の篩い通過最大粒径は、骨材１は１３．２ｍｍ、骨材２は４．７５ｍｍ、骨材３は２．３６ｍｍ、骨材４は６００μm 、骨材５は３００μm 、骨材６は１５０μm 、骨材７は７５μm を示す。
骨材に付着したバインダー（ここではストレートアスファルト）の層厚は１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａで示すように粒度の小さくなるほど層厚が増加することを示す。１ａ、２ａは図示できない範囲にあるため、その位置を示す。
本発明の特徴では、プラント製造段階で粉塵公害が防止され分包或は分別する際に簡易に分粒して計量できると共に包材から取り出す場合に包材に付着しない性質を持つことが重要であり、且つ、分包分別工程で骨材分布が偏在しないことを実現することが重要である。更に、ミニプラントで骨材を再加熱してバインターを追加する工程で骨材全面に施工条件を満たすバインダー量が分布し、且つ、施工時点で転圧剥離を起こさないことも重要である。
【００２１】
ここで、図１の骨材１の表面のバインダー１ａはアスファルトプラント内での基準値である重量比５％に対し０．５％乃至１％の噴射を受けた時点では全面に分布するが、骨材の粒径が減ずる程に付着度が増加する物理現象に従い、プラントの混練工程でバインダーの移行が進行し骨材１、２のバインダー１ａ、２ａは図示できないほど希薄であり包体に付着して固着する濃度にはならなくなる。骨材２ではこの現象は８０％以上みられる。
この新規な知見に従い冷却後の骨材３、４、５、６、７を観察すると質量の大から小に向かって粒径順になだらかに付着度が増加していることが判明した。
又、バインダー量の付着量の多い粒径間の結合は高温（１８０℃）下ではフィラー以外では大量に生起しないことも判明し、冷却後の粒度分布は振動を与えない限り満足するものであった。
上記のバインダーの分布と骨材の分布度によって包体に安定した材料の分包が可能となった。又、包体をカートンに替えて分別することもできこの場合は５０〜１００ｋｇ詰め多段積み上げで流通される。
【００２２】
比較例として重量比５％のバインダー噴射量を持つ合材を示す図２では１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７の骨材間には空隙１８を除いて１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａのバインダーが密度濃く骨材相互を結合させており、特に骨材１１、１２の表面には１１ａ、１２ａと全面に付着されていることが判明する。
このことは、冷却された時点でバインターは固着することから、熱間分包以外これを均等に分包分別することは不可能であることは明白である。
【００２３】
次に、本発明では、赤外線と直接熱風を骨材とプラント内壁に吹きつける図３のミニプラントを用いた。ミニプラントには回転しながら骨材に対して赤外線と併用して直接熱風を吹きつけるタイプとミキサーの底部から加熱する間接加熱タイプ、そしてこの両者併用タイプがある。
ミニプラントの回転ミキサー２１は１０分間予熱した後に、図１に示す密粒度アスコンの骨材、１０ｋｇ袋を１０袋、計１００ｋｇを開袋して投入して回転を開始し、次にバーナーに再着火した。
再着火後の回転ミキサーからの排煙量は極めて少ない状態であり、噴煙公害に至らない状態であった。１８分経過後にレーザー温度計により計測して骨材の温度が１８０℃の施工温度に達したことを確認し、バーナーを消火した後に重量比４．５％、４．５ｋｇのストレートアスファルトに重量比１％、１ｋｇのフィラーを混合溶融した１２０℃の加熱バインダーを追加して回転混練し良質な密粒度（１３）のアスファルト合材を得た。
【００２４】
次に、図示しないがバインダーを混合コーティングしない２．３６ｍｍの骨材を含む粗骨材に、重量比０．５％のバインダーを混合した４．７５ｍｍの粗骨材を含む細骨材を７５：２５の構成で２種混合した改質２型の排水性開粒度アスコン用骨材１０袋１００ｋｇを前記同様に回転加熱したところ、加熱開始時点ではバインダーコーティングされない骨材の熱反射が見られたが、加熱開始５分後にはミキサーの内壁からのバインダー分散とバインダーを持つ骨材からのバインダー分散が急速に進むと同時に熱吸収が急速になった。ここで、２．３６ｍｍの細粒が壁面からのバインダー移行に有効に作用することが判明した。
又、骨材の加熱開始後図３の有孔ホルダーに１枚３３ｇの包体１０枚、計３３０ｇを順次挿入した。これの対重量比は１００ｋｇに対して微量ではあるがバインダー効果として大きなものがある。
使用された包体の材質はＥＶＡであり、これは改質成分の一部を構成しておりこれを溶解して加えることはバインダーが強化されたことを意味すると共に熱風で失われる成分を補充する作用もある。
又、高分子成分の劣化を防止するために回転速度を密粒度アスコンの加熱時より２０％以上げることで熱風接触時間を短縮調整し熱劣化は減少される。
骨材温度が１８０℃に達した時点で細粒度骨材と植物繊維が混合された改質アスファルトペレットを投入ミキサー混練して高品質な開粒度アスコンを得た。
排水性のある開粒度アスコンは空隙率が１５〜２５％であり、熱し易く冷め易い特徴がある。アスファルトプラントからの少量の輸送は通常の密粒度アスコンより５０％は冷却が早く進み少量輸送では温度管理が困難となる。このことは本発明の材料とその処理方法が品質管理上において決定的な解決法となる。
【００２５】
次に、舗装の基層に起因する構造的破損の修繕では、基層に粗粒度アスコンを使用し表層には密粒度アスコンを使用する。ここで少量２種類の舗装材料を必要とする施工ではミニプラント及び本発明の材料は高品質を保持しつつ現地生産のメリットを発揮する。
第一に、破損した基層は強度が不足したことに起因することは明白であり、この修繕材料として同等の強度を持つ材料は再度の破損を招く恐れがある。ここで、基層材料である粗粒度アスコンの現地生産に際し包体を溶融混練することによって改質型粗粒度アスコンが簡易に得られることになり、強度は格段に上昇することは明白である。
第二に現場生産と施工が実現することで寒冷期における温度管理の容易さは施工管理、品質管理を容易にし施工後の品質が格段に向上するメリットがある。
【００２６】
カラー舗装の補修修繕においては、石油樹脂バインダーの炭化を防止することが仕上がりの絶対条件であるため、ミニプラントは間接加熱が好ましくバインダーを持つ細粒骨材の投入後は間接加熱されることで良質な舗装材が得られる。
【実施例】
【００２７】
骨材ヘの直接加熱型（赤外線発生装置付き）で３００ｋｇの処理能力を有するミニプラントでバインダー量の異なる密粒度アスコン（１３）を製造した。
【００２８】
使用した骨材は、規格骨材構成１ｔに対しアスファルト量は規格５〜７％の内で重量比５％を採用して比較のための規格品１ｔと、本発明の骨材のためのバインダー（ストレートアスファルト）０．５％噴射量のアスファルト合材１ｔ、及び、バインダー（ストレートアスファルト）１％噴射量のアスファルト合材１ｔを夫々アスファルトプラントで製造した。
【００２９】
１．規格品は温度の低下と共に仕分け分包が困難となるため９０℃に温度降下時 点で１０ｋｇ詰め２０袋を製造し地上に山積みの状態で貯蔵した。
２．アスファルト量が０．５％の骨材は常温１８℃に冷却後、１回量１０ｋｇの スコップ型計量器を用いて１０ｋｇ詰め２０袋を製造し地上に山積みの状態で 同じく貯蔵した。
３．アスファルト量が１％の骨材は０．５％と同様常温１８℃に冷却後、同じく １回量１０ｋｇのスコツプ型計量器を用いて１０ｋｇ詰め２０袋を製造し地上 に同じく山積みの状態で貯蔵した。
【００３０】
次に、１００ｋｇの加熱合材を得るためのミニプラントでの追加アスファルトの種類はアスファルトプラントと同様針入度６０〜８０のものを使用した。
このアスファルト１０ｋｇを１２０℃に加熱溶融した後に２つの計量容器に１つは４．５ｋｇ、もう一方は４．０ｋｇ注ぎ込み、これにフィラー（消石灰）を１ｋｇ夫々混練した。前者の混合アスファルトをＥＶＡシート製の袋に流し込み冷却した。後者の混合アスファルトは剥離紙を敷いた平板状の型に流し込み冷却後、裁断機を用いて略２×３×５（ｃｍ）の板状小片に加工した後消石灰（フィラー）を散布し相互の接着を防止した。
又、混合アスファルトや改質アスファルトは工業的にペレット化することも可能であり、必要量を計量器を用いて簡易に計量することが好ましいが、その形状に関してはいかなる手段を用いてもよい。
【００３１】
次に、ミニプラントのミキサーを回転させながら１０分間予熱し９０℃に達した時点で回転を止め、前記２に示したアスファルト０．５％噴射量の骨材１０袋１００ｋｇを順次投入し、バーナーに着火してミキサーを毎分３０回転に設定し加熱を開始した。この間に袋詰めの複合アスファルト４．５ｋｇを溶解装置に投入し加熱溶解した。
２０分間加熱後に骨材が１９０℃に達したためバーナーを消火し、ミキサーを毎分１０回転に落として溶融混合アスファルトをミキサー内に注入追加した。
注入後はバーナーを消火したままにし、回転を元に戻して骨材とアスファルトの混合を５分間行い、目視で混合を確認した後、ミキサーの口を下降させると共に逆回転させて加熱合材を手押し運搬車に取り出し、高品質な合材を得た。
上記の合材を用いて横５５ｃｍ、縦３．４ｍ、深さ５ｃｍ（ｔ＝５）で１．８７平方メートルの舗装補修修繕工事を施工した。
ここで、骨材の加熱及びアスファルト加熱に伴う排煙は極めて希薄であり、悪臭公害は発生しない状態であった。このことは、本発明の骨材構成が市街地で常時使用できることを示し、従来にない新規性と優秀性を持つことが証明された。又、騒音も軽度であった。
【００３２】
次に、予熱のあるミキサー内に前記３に示したアスファルト１％噴射量の骨材１０袋１００ｋｇを順次投入し、包体（ＥＶＡ）１０枚は骨材の投入後に溶解ホルダーに挿入し、バーナーに着火してミキサーを毎分３０回転に設定して加熱を開始した。
加熱開始１５分後に骨材が１９０℃に達し、且つ、包体の溶解が完了したため、バーナーを消火し、ミキサーを毎分１０回転に落として混合アスファルトの板状小片５ｋｇを等間隔に投入した。
混合アスファルト片を投入後にはバーナーを消火したままにし、回転を元に戻して骨材とアスファルトの混合を８分間行い、目視で混合を確認した後、ミキサーの口を下降させると共に逆回転させて加熱合材を手押し運搬車に取り出し、高品質な合材を得た。
上記の合材を用いて横５０ｃｍ、縦３．６ｍ、深さ５ｃｍ（ｔ＝５）で１．８平方メートルの舗装補修修繕工事を施工した。
加熱時間が前段より速くなったのは骨材表面のアスファルト量が多いために赤外線の吸収率が上昇したものと考えられる。
加熱に伴う排煙は前段より多少濃度の増加がみられたが、悪臭公害は発生させない状態であった。
【００３３】
次に、比較例として前記１の規格品１０袋をミニプラントに投入した。ここで、包体である袋と合材は密着して不可分であるためそのまま投入せざるを得なかった。バーナーに着火後３分後には濃度の濃い排煙が出始め１０分後には噴煙となり、激しい悪臭公害源となった。更に、１５分後には噴煙に着火したため、ミニプラントの運転を停止した。鎮火を待って合材を取り出したところ合材としての品質劣化は顕著であるため、施工は中止された。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る舗装補修修繕復旧用材料の模式断面図である。
【図２】規格合材のアスファルト量を示す模式断面図である。
【図３】本発明の舗装補修修繕復旧用材料から加熱合材を製造するミニプラントの斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ １３．２ｍｍの粗骨材
２ ４．７５ｍｍの粗骨材
３ ２．３６ｍｍの細骨材
４ ６００μｍの細骨材
５ ３００μｍの細骨材
６ １５０μｍの細骨材
７ ７５μｍの細骨材
８ 空隙
１ａ １３．２ｍｍの粗骨材表面のバインダー
２ａ ４．７５ｍｍの粗骨材表面のバインダー
３ａ ２．３６ｍｍの細骨材表面のバインダー
４ａ ６００μｍの細骨材表面のバインダー
５ａ ３００μｍの細骨材表面のバインダー
６ａ １５０μｍの細骨材表面のバインダー
７ａ ７５μｍの細骨材表面のバインダー
１１ １３．２ｍｍの粗骨材
１２ ４．７５ｍｍの粗骨材
１３ ２．３６ｍｍの細骨材
１４ ６００μｍの細骨材
１５ ３００μｍの細骨材
１６ １５０μｍの細骨材
１７ ７５μｍの細骨材
１１ａ １３．２ｍｍの粗骨材表面のバインダー
１２ａ ４．７５ｍｍの粗骨材表面のバインダー
１３ａ ２．３６ｍｍの細骨材表面のバインダー
１４ａ ６００μｍの細骨材表面のバインダー
１５ａ ３００μｍの細骨材表面のバインダー
１６ａ １５０μｍの細骨材表面のバインダー
１７ａ ７５μｍの細骨材表面のバインダー
１８ 空隙
２０ ミニプラント
２１ 回転ミキサー
２２ バーナー
２３ 有孔ホルダー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面舗装用加熱合材において、骨材に重量比０．１〜１％のバインダーを熱間混合して簡易に分粒可能とし、該骨材構成が合材種類別に選別分包分別されていることを特徴とする舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項２】
路面舗装用加熱合材において、４．７５ｍｍ以下の骨材に重量比０．１〜１％のバインダーを熱間混合した骨材と、バインダーを混合しない２．３６ｍｍ以上の骨材とを混合又は分別した骨材構成を持ち、該骨材が施工目的別に分包分別されていることを特徴とする請求項１記載の舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項３】
骨材加熱後に追加するバインダーに４．７５ｍｍ以下の骨材が混合混練されていることを特徴とする請求項１及び２記載の舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項４】
骨材加熱後に追加するバインダーに舗装の強度を増加させるための繊維が混合混練されていることを特徴とする請求項２記載の舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項５】
骨材の加熱後に追加される複合バインダーを細分化し、該複合材の界面が合材を構成する細粒によって遮断されていることを特徴とする請求項３及び４記載の舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項６】
路面舗装用加熱合材において、加熱ミキサー内壁のアスファルトがバインダーを含まない２．３６ｍｍ以上の骨材表面に分散することで熱線吸収力が増加し、且つ、４．７５ｍｍ以下のバインダーを含む骨材からのアスファルト成分の分散によって昇温速度が速まると共に噴煙並びにバインダー成分の劣化が防止されることを特徴とする請求項２記載の舗装補修修繕復旧用材料の製造方法。
【請求項７】
骨材の包体を融点以上に加熱し、加熱回転する骨材に滴下及び／又は垂下することによって骨材の一部或はバインダーの一部とすることを特徴とする請求項１記載の舗装補修修繕復旧用材料の包体の処理方法。
【請求項１】
路面舗装用加熱合材において、骨材に重量比０．１〜１％のバインダーを熱間混合して簡易に分粒可能とし、該骨材構成が合材種類別に選別分包分別されていることを特徴とする舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項２】
路面舗装用加熱合材において、４．７５ｍｍ以下の骨材に重量比０．１〜１％のバインダーを熱間混合した骨材と、バインダーを混合しない２．３６ｍｍ以上の骨材とを混合又は分別した骨材構成を持ち、該骨材が施工目的別に分包分別されていることを特徴とする請求項１記載の舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項３】
骨材加熱後に追加するバインダーに４．７５ｍｍ以下の骨材が混合混練されていることを特徴とする請求項１及び２記載の舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項４】
骨材加熱後に追加するバインダーに舗装の強度を増加させるための繊維が混合混練されていることを特徴とする請求項２記載の舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項５】
骨材の加熱後に追加される複合バインダーを細分化し、該複合材の界面が合材を構成する細粒によって遮断されていることを特徴とする請求項３及び４記載の舗装補修修繕復旧用材料。
【請求項６】
路面舗装用加熱合材において、加熱ミキサー内壁のアスファルトがバインダーを含まない２．３６ｍｍ以上の骨材表面に分散することで熱線吸収力が増加し、且つ、４．７５ｍｍ以下のバインダーを含む骨材からのアスファルト成分の分散によって昇温速度が速まると共に噴煙並びにバインダー成分の劣化が防止されることを特徴とする請求項２記載の舗装補修修繕復旧用材料の製造方法。
【請求項７】
骨材の包体を融点以上に加熱し、加熱回転する骨材に滴下及び／又は垂下することによって骨材の一部或はバインダーの一部とすることを特徴とする請求項１記載の舗装補修修繕復旧用材料の包体の処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−７７４８６（Ｐ２００６−７７４８６Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６３５４６（Ｐ２００４−２６３５４６）
【出願日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（３９１０１８５５８）
【出願人】（５９３０１２４７９）株式会社雄交 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（３９１０１８５５８）
【出願人】（５９３０１２４７９）株式会社雄交 (3)
【Ｆターム（参考）】
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