JP7565694B2

JP7565694B2 - 再生アスファルト混合物の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP7565694B2
Application number: JP2020034616A
Authority: JP
Inventors: 義伸志賀; 多佳宮本
Original assignee: Nippo Corp
Current assignee: Nippo Corp
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2024-10-11
Anticipated expiration: 2040-03-02
Also published as: JP2021139101A

Description

本発明は、アスファルト再生骨材を利用した再生アスファルト混合物の製造方法及び製造装置に関する。

近年、アスファルト舗装の表層と基層に施工されたアスファルト混合物の廃材を破砕することでアスファルト再生骨材が製造されている。このアスファルト再生骨材は再生アスファルト混合物の材料として用いられ、新規のアスファルト及び新規の骨材とを混ぜ合わせて再生アスファルト混合物としてアスファルト舗装道路に広く施工されている。
例えば、従来の再生アスファルト混合物の製造方法では、図５に示すように、アスファルト再生骨材(以下、単に再生骨材という)１００をドライヤ１０１で加熱する。そして、加熱した再生骨材１００を、加熱した新規の細骨材１０２及び粗骨材１０３、新規のアスファルト１０４と共にミキサー１０５に投入して攪拌混合することで再生アスファルト混合物を製造し、再生アスファルト舗装として路面に敷設している。

再生骨材１００は廃材となった旧骨材の表面に旧アスファルトが被覆されている。アスファルト舗装の再生骨材１００を繰り返して再生することにより旧アスファルトが製造時の再加熱や使用中の紫外線等で劣化し油分が脱落する。そのため、再生骨材１００等を混合した再生アスファルト混合物は次第に性能が劣化し、旧アスファルトが経年硬化してしまう。すると、再生アスファルト舗装に短期間で轍掘れやひび割れ等が発生し、旧アスファルトを使用できなくなるという問題が生じる。

この問題を改善するため、例えば特許文献１に記載された再生骨材は、油分が付着した表面を回転ドラム内で熱風、放射熱で加熱することで燃焼や劣化を促して旧アスファルトに付着した油分量を少なくする。そして、その後の加熱工程において、再生骨材に再生用添加剤を添加して新規のアスファルトと混合することで、再生アスファルト混合物の性能を高めるとしている。

特開２００９－１０２８８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された再生アスファルト混合物は、その性能が十分回復しているとはいえない。そのため、この場合でも比較的短期間で再生アスファルト舗装面が劣化して舗装面の硬化やひび割れ等が発生するという問題が生じる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、劣化した旧アスファルトの柔軟性を回復させて疲労耐久性を向上できる再生アスファルト混合物の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法は、旧アスファルトを含む第一の再生骨材について、分離機によって第一の再生骨材から表面の旧アスファルトを剥離させて分離することを特徴とする。
本発明によれば、分離機によって第一の再生骨材の表面の旧アスファルトを剥離させて粒径の小さいものとして分離することで流動性を向上させると共に、第一の再生骨材を骨材として再利用できる。

また、分離された旧アスファルトを含む第一の再生骨材を、分級手段によって比較的粒径の大きい第三の再生骨材と比較的粒径の小さい第四の再生骨材とに分級することが好ましい。
第一の再生骨材を分離機を介して分級することで、粒径の小さい旧アスファルトの流動性を向上させると共に、第一の再生骨材を骨材として再利用し易くなる。

また、第四の再生骨材を、母材であるアスファルト再生骨材を分級した比較的粒径の小さい第二の再生骨材と混合することが好ましい。
粒径の比較的小さい第二の再生骨材及び第四の再生骨材を混合すると、粒径が同程度であるため流動性が高く旧アスファルトの再生効率が高まる。

また、第二の再生骨材及び第四の再生骨材を混合したものに、施工性改善剤、再生用添加剤、新規アスファルトの少なくともいずれかを混合することでアスファルトモルタルを製造することが好ましい。
第二の再生骨材及び第四の再生骨材を混合したものに施工性改善剤、再生用添加剤、新規アスファルトの少なくともいずれかを混合することで油性成分が追加されるため、旧アスファルトに柔軟性と流動性を回復させることができ、高品質のアスファルトモルタルを製造できる。

また、アスファルトモルタルに、第三の再生骨材を混合することで再生アスファルト混合物を製造することができる。
柔軟性と流動性の高いアスファルトモルタルに比較的粒径の大きい第三の再生骨材を粗骨材として加えることで、柔軟性と疲労耐久性の高い再生アスファルト混合物を製造できる。

本発明による再生アスファルト混合物の製造装置は、旧アスファルトを含む第一の再生骨材から旧アスファルトを剥離し分離させる分離機を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、分離機によって第一の再生骨材の表面の旧アスファルトを剥離させることで旧アスファルトを粒径の小さいものに分離することができて流動性を向上させると共に、第一の再生骨材を骨材として再利用できる。

また、分離された旧アスファルトを含む第一の再生骨材を、比較的粒径の大きい第三の再生骨材と比較的粒径の小さい第四の再生骨材とに分級する分級手段と、を備えたことを特徴とする。
分離された旧アスファルトを含む第一の再生骨材を、分級手段によって第三の再生骨材と第四の再生骨材に分級することで、疲労耐久性の高い再生アスファルト混合物を容易に製造できる。

また、粒径の比較的小さい第二の再生骨材及び第四の再生骨材を混合すると共に、施工性改善剤、再生用添加剤、新規アスファルトの少なくともいずれかを混合することでアスファルトモルタルを製造する混合釜と、アスファルトモルタルと第三の再生骨材とを攪拌混合することで再生アスファルト混合物を製造するミキサーと、を備えていることが好ましい。
粒径の比較的大きい第一の再生骨材を分離機にかけた後で分級手段によって分級させ、同程度に粒径が小さい第二の再生骨材及び第四の再生骨材を混合釜で混合することで、旧アスファルトの流動性が高まり、更に施工性改善剤、再生用添加剤、新規アスファルトの少なくともいずれかを混合することで旧アスファルトに油性成分を付加して柔軟性と流動性を回復できてアスファルトモルタルを製造できる。更にミキサー内でアスファルトモルタルと第三の再生骨材を混合することで疲労耐久性の高いアスファルト混合物を製造できる。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法によれば、アスファルトを含む再生骨材について、分離機によって第一の再生骨材の表面の旧アスファルトを剥離させることで旧アスファルトを粒径の小さいものに分離し、流動性及び柔軟性を向上させると共に、残った第一の再生骨材を骨材として再利用できる。

本発明の実施形態による再生アスファルト混合物の製造装置を示す模式図である。整粒機の説明図である。旧アスファルトを含む再生骨材に基づいてアスファルト混合物を製造する工程を示すフロー図である。実施形態によるアスファルト混合物の製造方法の試験例を示す図である。従来例による再生アスファルト混合物の製造装置と製造方法を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による再生アスファルト混合物の製造装置及び製造方法について図１から図４により説明する。
先ず、再生アスファルト混合物Ａを製造するために添加する再生骨材として、既設のアスファルト舗装の補修時や打ち換え時等に掘り起こしたアスファルト廃材を適当な大きさに破砕してアスファルト再生骨材を製造する。破砕されたアスファルト再生骨材は適宜範囲の粒径、例えば粒径（R）１３ｍｍ～０ｍｍの範囲を有する母材とされている。

再生アスファルト混合物Aの製造装置１について、図１乃至図３により説明する。
図１は本発明の実施形態による再生アスファルト混合物Ａの製造装置１を示すものである。再生アスファルト混合物Ａの製造装置１において、アスファルトを含む再生骨材を母材として、母材のアスファルト再生骨材Ｂは例えば６．３ｍｍの網目の篩２からなる分級装置によって粒径５ｍｍ超、即ち粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第一の再生骨材（粗骨材）ａと、粒径５ｍｍ～０ｍｍの第二の再生骨材(細骨材)ｂとに分級するものとする。
なお、第一の再生骨材ａは粒径５ｍｍ～０ｍｍの範囲のものが含まれていてもよい。第一の再生骨材ａには旧アスファルトが例えば２質量％程度含まれ、第二の再生骨材ｂには旧アスファルトが例えば８質量％程度含まれている。

第一の再生骨材ａは、整粒機３と分級手段である篩４を備えた分離装置５において処理され、再度分級される。整粒機３は第一の再生骨材ａを投入してその外周面に位置する旧アスファルトの一部をはぎ取る装置である。整粒機３は、図２に示すように、第一の再生骨材ａが原料投入口７から開口８に投入され、回転するローター９によって適宜の速度で回転させられる。第一の再生骨材ａは、回転するローター９の吐出口９ａを介して遠心力で破砕室１０に飛散させられる。
飛散させられた第一の再生骨材ａは破砕室１０の内壁にデッドストックされ、次に飛散する第一の再生骨材ａと衝突することで、表面の旧アスファルトが破砕され、剥離されて粒径が球体に近づく形状に調整される。剥離された旧アスファルトは小径の粒体や粉体になる。また、第一の再生骨材ａは表面の旧アスファルトだけでなく骨材部分も一部破砕されて石粉等として分離することがある。整粒機３を通すことで、第一の再生骨材ａは表面の旧アスファルトの一部が破砕され、或いは剥離され、はく奪されることで、分離される。

整粒機３によって第一の再生骨材ａを破砕することなく、表面の旧アスファルトの一部を主に分離させるために、ローター９は例えば周速１０～６０ｍ/秒の範囲で適宜な周速に調整される。好ましくは、整粒機３は周速２０～５０ｍ／秒程度に設定される。低速から高速までの適宜の速度を選択することで、第一の再生骨材ａの破砕割合を調整できる。整粒機３にかける時間が長くなると例えば粒径５ｍｍ～０ｍｍの第四の再生骨材(細骨材)ｂｂが相対的に増大するので、必要に応じて稼働時間を調整する必要がある。
整粒機３を通過した第一の再生骨材ａは、篩４によって再度分級されて、粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第三の再生骨材（粗骨材）ａｂと、粒径５ｍｍ～０ｍｍの第四の再生骨材(細骨材)ｂｂとに分級される。第三の再生骨材ａｂと第四の再生骨材ｂｂのアスファルト量は例えば２～８質量％、好ましくは３～６質量％とされている。

また、再生アスファルト混合物Ａの製造装置１は、新規アスファルトｃを収容して加熱可能なアスファルト貯蔵サイロ１３と、新規アスファルトｃと再生用添加剤ｄと第二の再生骨材ｂと第四の再生骨材ｂｂを加熱混合するための混合釜１４とを備えている。混合釜１４は内部に攪拌羽根１５が内蔵されている。なお、再生用添加剤ｄに代えて、或いは再生用添加剤ｄと共に施工性改善剤ｅを添加してもよい。
また、製造装置１には、混合釜１４で攪拌されて製造されるアスファルトモルタルと第三の再生骨材ａｂとを攪拌羽根１９によって攪拌混合するミキサー１８が設けられている。ミキサー１８によって再生アスファルト混合物Ａが製造される。

次に、再生アスファルト混合物Aの製造装置１による再生アスファルト混合物Ａの製造方法について、図１及び図３に示すブロックを用いたフロー図により説明する。
図３において、アスファルト再生骨材Ｂは例えば６．３ｍｍの網目の篩２によって、粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第一の再生骨材（粗骨材）ａと粒径５ｍｍ～０ｍｍの第二の再生骨材(細骨材)ｂとに分級する（ステップＳ１）。なお、第一の再生骨材ａには粒径５ｍｍ～０ｍｍの範囲のものが含まれていてもよい。第一の再生骨材ａには旧アスファルトが例えば２質量％程度含まれ、第二の再生骨材ｂには旧アスファルトが例えば８質量％程度含まれている。

つぎに図３において、第一の再生骨材ａは、整粒機３と篩４を備えた分離装置５において処理され分級される。先ず、第一の再生骨材ａを整粒機３に投入して表面の旧アスファルト部分を破砕し剥離させる(ステップＳ２)。例えば、第一の再生骨材ａに尖ったアスファルト部分があると割れや欠け等を生じ易いため、整粒機３に投入して尖った部分や角等を剥離させることで粒径をより滑らかなものに整えることができる。剥離された表面の旧アスファルトは粉体や微小な粒体となって第一の再生骨材ａから分離し、第一の再生骨材ａは角部や尖った部分等が削れて滑らかな曲面形状に近づくよう整粒化される。また、表面に露出する骨材の一部は、旧アスファルトと共に破砕されて細骨材や石粉等となることがある。

整粒機３で破砕処理されたこれら第一の再生骨材ａは篩４で再度分級され(ステップＳ３)、旧アスファルトがはく奪された粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第三の再生骨材ａｂと、粒径５ｍｍ～０ｍｍの第四の再生骨材ｂｂとに分級される。この場合、第三の再生骨材ａｂは第一の再生骨材ａよりも旧アスファルトの含有量が少なくなっている。
次に、混合釜１４において、それぞれ同程度（粒径５ｍｍ～０ｍｍ）に分級された第二の再生骨材ｂと第四の再生骨材ｂｂを混合する(ステップＳ４)。この場合、第四の再生骨材ｂｂは第一の再生骨材ａから旧アスファルトが整粒機３で剥離されているため旧アスファルトの粉体等が含まれている。そのため、第二の再生骨材ｂと第四の再生骨材ｂｂの混合物は粒度が細かく流動性が向上し、アスファルトの再生効率が高い。

次に、混合釜１４内にアスファルト貯蔵サイロ１３から例えば新規アスファルトｃを投入して第二の再生骨材ｂ及び第四の再生骨材ｂｂの混合物と混合する(ステップＳ５)。これにより、流動性が高く高品質のアスファルトモルタルを製造できる。
或いは、新規アスファルトｃに代えて再生用添加剤ｄ及び施工性改善剤ｅの一方か両方を添加して混合する。これによっても、油性成分が追加されることで粒度が細かくて柔軟性と流動性の高い良質なアスファルトモルタルを製造できる(ステップＳ５)。

母材であるアスファルト再生骨材Ｂの旧アスファルトは経年劣化で硬くなっているが、第二の再生骨材ｂ及び第四の再生骨材ｂｂの混合物は粒度の細かい旧アスファルトや砂や石粉等を含んでいる。そのため、新規アスファルトｃ、再生用添加剤ｄ及び施工性改善剤ｅの少なくともいずれかを混合させることで、粒度が細かく流動性と柔軟性を高めた良質なアスファルトモルタルを製造できる。これを製品として、或いは他の材料を添加することで、舗装工事や補修工事等に利用することができる。

次いで、製造されたアスファルトモルタルを混合釜１４からミキサー１８に投入すると共に、粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第三の再生骨材ａｂをミキサー１８に投入し、混合することで再生アスファルト混合物Ａを製造する(ステップＳ６)。第三の再生骨材ａｂは旧アスファルトを僅かに含む粗骨材であり、高品質に製造されたアスファルトモルタルと混合することで、ひび割れしにくく疲労耐久性が高い再生アスファルト混合物Ａを得られる。なお、再生アスファルト混合物Ａの製造時に施工性改善剤を添加してもよい。

ミキサー１８内の攪拌羽根１９によって所定時間攪拌されることで得られた再生アスファルト混合物Ａは、例えばダンプトラック２０に投下されてアスファルト舗装の施工現場に搬送される。或いは、現場でミキサー１８から直接、再生アスファルト混合物Ａを排出して施工してもよい。

上述したように、本実施形態による再生アスファルト混合物Ａの製造装置１及び製造方法によれば、母材であるアスファルト再生骨材Ｂを分級した比較的粒径の大きい第一の再生骨材ａから整粒機３によって表面の旧アスファルトを一部引き剥がすことができる。これによって、粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第三の再生骨材ａｂと、粒径５ｍｍ～０ｍｍの微小粒径の旧アスファルトを多く含む第四の再生骨材ｂｂとに分級することができる。そのため、第四の再生骨材ｂｂを第二の再生骨材ｂと混合することで柔軟性と耐久性の高いアスファルトモルタルを製造できる。
更に、旧アスファルトをほとんど含まない第三の再生骨材ａｂと混合することで柔軟性と疲労耐久性の高い高品質の再生アスファルト混合物Ａを製造できる。

次に上述した実施形態による再生アスファルト混合物Ａの製造方法について実施した試験例を図４及び表1により説明する。
図４において、母材としてのアスファルト再生骨材Ｂは例えば粒径１３ｍｍ～０ｍｍであり、含有するアスファルト量は５．４質量％とした。この再生骨材を篩２で粒径の大きい第一の再生骨材ａ（粒径１３ｍｍ～５超ｍｍ）と粒径の小さい第二の再生骨材ｂ（粒径５ｍｍ～０ｍｍ）とに分級した。粒径の大きい第一の再生骨材ａは４０質量％、粒径の小さい第二の再生骨材ｂは６０質量％である。第二の再生骨材ｂの量に占める旧アスファルト量の比率は６．５質量％、全体の再生骨材に対しては３．９質量％であり、分級前の再生骨材の旧アスファルト量は５．４質量％であるため、その含有比率は７２％になる。

また、粒径の大きい第一の再生骨材ａに占める旧アスファルト量は３．８質量％、全体の再生骨材に対しては１．５質量％である。第一の再生骨材ａを分離装置５の整粒機３に投入して剥離し、更に篩４で粒径の大きい第三の再生骨材ａｂ（粒径１３ｍｍ～５超ｍｍ）と粒径の小さい第四の再生骨材ｂｂ（粒径５ｍｍ～０ｍｍ）とに分級した。しかも、母材のアスファルト再生骨材Ｂに対する分離装置５の篩４で分級した粒径の小さい第二の再生骨材ｂ及び第四の再生骨材ｂｂ（粒径５ｍｍ～０ｍｍ）のアスファルト量の比率は４．７質量％／５．４質量％×１００＝８７％である。

その結果、粒径の大きいものは２５質量％、粒径の小さいものは７５質量％であった。粒径の大きいものは旧アスファルト含有量が２．７質量％、アスファルト再生骨材Ｂ全体に対して旧アスファルト量は０．７質量％であった。粒径の小さいものは旧アスファルト含有量が６．３％、再生骨材全体に対して旧アスファルト量は４．７質量％であった。
この試験例におけるアスファルト量の変化を表で示すと、下記の表１に示すものになった。アスファルト量はAs量で表示している。

なお、本発明による再生アスファルト混合物Ａの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、上記実施形態の構成を適宜置換したり変更したりすることができる。以下に、本実施形態による再生アスファルト混合物Ａとその製造方法の変形例について説明するが、上述した実施形態と同一または同様なもの等については同一の符号を用いて説明する。

例えば、本実施形態によるアスファルト混合物の製造方法において、製造されたアスファルトモルタルは舗装面の表面処理材として使用することができる。これによって舗装表面の延命化を低廉に図ることができる。アスファルトモルタルはアスファルト混合物に含まれる。
また、上述した実施形態では、第一の再生骨材ａを整粒機３によって表面の旧アスファルトを剥離し分離したが、旧アスファルトを分離する手段として、整粒機３に限定されることなく破砕機やクラッシャー等、適宜の分離機を採用することができる。

また、本実施形態では分級手段としての篩２、４によって母材であるアスファルト再生骨材Ｂや第一の再生骨材ａを、粒径の比較的大きい再生骨材として粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の粒径のものと、粒径の比較的小さい再生骨材として５ｍｍ～０ｍｍの粒径のものに分級した。しかし、分級の粒度分けは上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜の粒径の再生骨材に分級することができる。

１再生アスファルト混合物の製造装置
２、４篩
３整粒機
５分離装置
１３アスファルト貯蔵サイロ
１４混合釜
１８ミキサー
Ａ再生アスファルト混合物
ａ第一の再生骨材
Ｂアスファルト再生骨材
ｂ第二の再生骨材
ａｂ第三の再生骨材
ｂｂ第四の再生骨材
ｃ新規アスファルト
ｄ再生用添加剤
ｅ施工性改善剤

Claims

アスファルト再生骨材を粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第一の再生骨材と、粒径５ｍｍ～０ｍｍの第二の再生骨材と、に分級し、
旧アスファルトを含む前記第一の再生骨材について、分離機によって前記第一の再生骨材から表面の旧アスファルトを剥離させて分離し、
分離された前記旧アスファルトを含む前記第一の再生骨材を、分級手段によって粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第三の再生骨材と、粒径５ｍｍ～０ｍｍの第四の再生骨材と、に分級し、
前記第四の再生骨材を、母材である前記アスファルト再生骨材を分級した前記第二の再生骨材と混合し、
前記第二の再生骨材及び前記第四の再生骨材を混合したものに、施工性改善剤、再生用添加剤、新規アスファルトの少なくともいずれかを混合釜で混合することでアスファルトモルタルを製造し、
製造された前記アスファルトモルタルに、前記第三の再生骨材をミキサーで混合することで再生アスファルト混合物を製造することを特徴とする再生アスファルト混合物の製造方法。
アスファルト再生骨材を粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第一の再生骨材と、粒径５ｍｍ～０ｍｍの第二の再生骨材と、に分級する篩と、
旧アスファルトを含む前記第一の再生骨材から旧アスファルトを剥離し分離する分離機と、
分離された前記旧アスファルトを含む前記第一の再生骨材を、粒径１３ｍｍ～５ｍｍ超の第三の再生骨材と、粒径５ｍｍ～０ｍｍの第四の再生骨材と、に分級する分級手段と、
前記第二の再生骨材及び前記第四の再生骨材を混合すると共に、施工性改善剤、再生用添加剤、新規アスファルトの少なくともいずれかを混合することでアスファルトモルタルを製造する混合釜と、
前記アスファルトモルタルと前記第三の再生骨材とを攪拌混合することで再生アスファルト混合物を製造するミキサーと、
を備えたことを特徴とする再生アスファルト混合物の製造装置。