JPH0598164A - 品質の向上した舗装用アスフアルトを製造する方法及びそれによつて製造される製品 - Google Patents

品質の向上した舗装用アスフアルトを製造する方法及びそれによつて製造される製品

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JPH0598164A
JPH0598164A JP3155696A JP15569691A JPH0598164A JP H0598164 A JPH0598164 A JP H0598164A JP 3155696 A JP3155696 A JP 3155696A JP 15569691 A JP15569691 A JP 15569691A JP H0598164 A JPH0598164 A JP H0598164A
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asphalt cement
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アイ．カメル ネイビル
Laverne J Miller
ジエイ．ミラー ラヴアーン
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
    • C10C3/005—Working-up pitch, asphalt, bitumen by mixing several fractions (also coaltar fractions with petroleum fractions)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ２つの段階からなる舗装用アスファルトを製
造する方法である。第１段階では、高品質舗装用アスフ
ァルト先駆物質、低品質舗装用アスファルト先駆物質、
非舗装アスファルト先駆物質またはそれらの混合物を触
媒酸化して、舗装用アスファルトセメントを生成する。
第２段階では、その触媒酸化された舗装用アスファルト
セメントを１つまたは複数の高品質舗装用アスファルト
先駆物質、低品質舗装用アスファルト先駆物質、非舗装
アスファルト先駆物質またはそれらの混合物と混合す
る。 【効果】 低品質アスファルト先駆物質を使用しても、
品質が改善されたアスファルトセメントを製造すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、骨材と混合した時に、
従来の方法によって製造された高品質アスファルト混合
物に比較して優れた性能特性を示すアスファルト混合物
を形成する舗装用のプレミアムアスファルトセメント
（以下「特殊品質舗装用アスファルト」と呼ぶ）を製造
する方法に関するものである。さらに詳しく言えば、本
発明は、従来のアスファルト製造方法で処理した場合に
は特殊品質舗装用アスファルトとならないようなアスフ
ァルト先駆体から特殊品質舗装用アスファルトを製造す
る方法に関するものである。また、本発明は、従来のア
スファルト製造方法で処理した場合には、通常ユーザの
指定に合ったアスファルトを生成し得えないような粗製
油留分（残留物）（以下、「非舗装用アスファルト先駆
体」と呼ぶ）のグレードを上げて、これらの留分から舗
装用アスファルト生成物を製造できるようにるする方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アスファルトは過去数10年の間、路面を
作るために使用されてきた。従来、舗装用アスファルト
混合物の主成分はアスファルトセメント（約５重量％）
と骨材材料（約95重量％）である。アスファルトセメン
トは骨材材料と一緒に結合されて荷重が加わった時のモ
ビリティーが制限される。アスファルトセメントは、当
業者には公知の方法によって粗製油から得られる。一般
には、アスファルトセメントは、真空蒸留塔のボトム
（塔底成分、ＶＴＢ）を含んでいる。従来、このＶＴＢ
は合成石油粗製油の精製時に生成する留分であり、この
真空蒸留塔の塔底部は、必要に応じてさらに処理されて
からアスファルト混合物に使用される。以下の説明では
説明を簡単にするために、アスファルトセメントとして
として従来使用されてきた物質を「舗装用アスファルト
先駆体」と呼ぶことにする。舗装用アスファルト混合物
の問題点は、それらが流動素材であることである。特に
暖かい温度で荷重をかけると、道路アスファルト混合物
は、荷重の高い位置から荷重の低い位置に移動する、す
なわち、横移動する傾向がある。これは轍として公知の
道路アスファルトの変形の原因となることが多い。道路
アスファルトの轍は、舗装面に溝を形成し、安全性を損
なう原因となるので、望ましくない。そのような轍は、
湿潤な天候では水を集め、従って、タイヤ−舗装面の摩
擦の程度をかなり減少させ、スキップ及び／または横滑
りによって車の制御がきかなくなる原因とする。舗装面
の轍は、路面を修理する維持計画に関係するコストとな
り、また、高速道路の安全性に轍が作用するので、役所
や政府の運輸部門の全てのユーザにとって大きな関心事
である。各アスファルトのレオロジーファクタが、同じ
状態でできる轍の程度に影響する。これらのファクタ
は、アスファルトの浸透性（ＡＳＴＭ Ｄ−５によって
測定）、アスファルトの動粘度（ＡＳＴＭ Ｄ−2170に
よって測定) 、アスファルトの絶対粘度（ＡＳＴＭ Ｄ
−2171によって測定) 及び温度感受性等である。
【０００３】多くの国で、アスファルトセメントは、各
々異なる基準によってグレード化されている。浸透性の
ＡＳＴＭ規格指定によって、舗装面建造に使用されるグ
レード化されたアスファルトセメントであるアスファル
トＤ−946−82e1は、以下の範囲の浸透性、すなわち、4
0〜50、60〜70、85〜100、120〜150及び200〜300の浸透
性を有するものでグレード化されている。粘度のＡＳＴ
Ｍ規格指定によって舗装面建造に使用されるグレード化
されたアスファルトセメントであるアスファルトＤ−33
81−83e1は、ＡＣ−2.5(粘度； 250±50、Ｐ＠60℃) 、
ＡＣ−５(500±100)、ＡＣ−10(1000 ±200)、ＡＣ−20
(2000±400)及びＡＣ−40 (4000±800)としてグレード
化される。カナダでは、多くの場合、アスファルトのそ
の浸透性(pen) によってグレード化されている。アメリ
カ合衆国では、アスファルトはその粘度によってグレー
ド化されている。浸透性または粘度によって測定された
アスファルトの下記グレード内で、さらにアスファルト
セメントはその品質によってグレード化される。アスフ
ァルトセメントをその浸透性に応じてグレードを付けた
時、同じ浸透性でより高い粘度を示すアスファルトは、
通常、より高品質である。同様に、アスファルトセメン
トをその粘度によってグレード化すると、所定の粘度で
より高い浸透性を示すアスファルトセメントは、より高
品質である。例えば、高品質の85〜100penの舗装用アス
ファルトセメントの粘度は135 ℃で約280cSt以上である
が、同じ浸透性を有するより品質の低い舗装用アスファ
ルトセメントの粘度の範囲は約150cStから約250cStであ
る。同様に、高品質ＡＣ−20舗装用アスファルトセメン
トの浸透性は約50〜80であり、より品質の低い舗装用ア
スファルトセメントの浸透性は40〜60の範囲にある。下
記表１は、２つの粗製油ソースから従来製造されている
舗装用アスファルトセメントの例を示したものである。
粗製油ソースＡは、高品質アスファルトセメントを提供
する。粗製油ソースＢは、低品質アスファルトセメント
であり、多くのユーザの設計書には含まれない。以下で
説明するように、高品質アスファルトセメントの原料粗
製油‘Ａ’を「高品質舗装用アスファルト先駆体」とし
て参照する。同様に、低品質舗装用アスファルトセメン
トを「低品質舗装用アスファルト先駆体」として参照す
る。また、この表には本発明の指示によって調製された
優れた舗装性能を示す特殊品質アスファルトセメントの
３つの例も示してある。これらの３つの特殊品質舗装用
アスファルトセメントは、高品質舗装用アスファルト先
駆体、低品質舗装用アスファルト先駆体及びそれらの混
合物から調製される。
【０００４】
【表１】
【０００５】上記の表１は、いくつかの85〜100penのア
スファルトセメントの特性を示している。前記のよう
に、多くの国で、アスファルトセメントは、浸透性によ
ってグレード化されている。他の国、例えばアメリカ合
衆国では、粘度によってアスファルトのグレードを決定
している。この点に関しては、上記のように、ＡＳＴＭ
Ｄ−3381規格を参照する。アスファルト先駆体は、浸透
性だけではなく、粘度によっても分類される。従って、
ＡＳＴＭ規格を参照すると、「高品質舗装用アスファル
ト先駆体」は、ＡＳＴＭ Ｄ−3381で測定される要求
（表４）を満たす舗装用アスファルトセメントの製造に
適した粗製油または粗製油混合物の精製によって生成す
る真空蒸留塔の塔底残留物である。また、「低品質舗装
用アスファルト先駆体」は、ＡＳＴＭ Ｄ−3381で測定
される要求（表４）を満たす舗装用アスファルトセメン
トの製造に適さないが、ＡＳＴＭ Ｄ−3381で測定され
る要求（表３）を満たす舗装用アスファルトセメントの
製造に適した粗製油または粗製油混合物の精製によって
生成する真空塔底残留物である。さらに、「非舗装用ア
スファルト先駆体」とは、ＡＳＴＭ Ｄ−3381で測定さ
れる要求（表３または表４）を満たす舗装用アスファル
トセメントの製造に適さない粗製油または粗製油混合物
の精製によって生成する真空蒸留塔の塔底残留物であ
る。
【０００６】高品質舗装用アスファルトセメントは、そ
のアスファルトセメントを製造する原料である粗製油と
真空蒸留塔の塔底残留物を得るために使用される操作条
件を注意深く選択することによって得られる。適切な選
択をすると、高品質舗装用アスファルトセメントが得ら
れる。そのような粗製油及び操作条件は、当業者には公
知である。説明を簡単にするために、高品質舗装用アス
ファルトの製造原料として使用さているか、高品質舗装
用アスファルトセメントが得られるＶＴＢおよびその類
似材料を高品質舗装用アスファルト先駆体ということに
する。逆に、高品質舗装用アスファルトセメントが得ら
れない舗装用アスファルト先駆体は、以下「非高品質舗
装用アスファルト先駆体」と呼ぶ。同様に、低品質舗装
用アスファルトセメントの製造原料として使用さている
か、低品質舗装用アスファルトセメントとして使用され
るＶＴＢおよびその類似材料を低品質舗装用アスファル
ト先駆体という。非高品質舗装用アスファルト先駆体に
は低品質舗装用アスファルト先駆体と非舗装用アスファ
ルト先駆体が含まれる。この選択システムの欠点は、少
ない数の粗製油でしか高品質舗装用アスファルトセメン
トを得ることができないことである。また、これらの材
料をパイプライン等で輸送すると、少なくともある程度
まで混合され、もはや高品質アスファルトセメントを回
収することができなくなることがある。高品質舗装用ア
スファルト粗製油は、地域的に必ずしも手に入るとは限
らないので、他の代替物が開発された。例えば、ポリマ
ー及び添加剤等の性能強化剤が当業者には公知であり、
アスファルトセメントに混入して、高品質舗装用アスフ
ァルトセメントの要求を満たしてきた。そのようなポリ
マー性能強化剤の例としてはスチレンブタジエンスチレ
ン（ＳＢＳ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、スチレ
ンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びポリエチレン等があ
る。この方法の１つの欠点は、ポリマーをアスファルト
に混入することによって、それによって製造される舗装
用アスファルト混合物のコストが飛躍的に高くなること
である。従って、高品質アスファルトセメントを製造す
るためには、特別に選択した粗製油を、他の粗製油と混
合しないように製造工場に輸送して使用しなければなら
ない。また、ポリマーや他の高価な添加剤を使用しなけ
ればならないので、得られるアスファルト混合物の価格
が飛躍的に高くなる。いずれにせよ、高品質アスファル
トセメントを製造するために選択される粗製油の数は限
定されている。
【０００７】アスファルト残留物の触媒酸化は当業者に
は公知である。一定の軟化点でより高い浸透性を有する
アスファルトセメントを製造するために使用される触媒
酸化は、一般に、低温での撓み性が大きいことが必要な
屋根ふき用アスファルトの製造にのみ使用されてきた。
触媒酸化について最初に記載されたものとしては、本出
願人の知る限り、アメリカが合衆国特許第1,782,186 号
がある。この特許では、非アルカリ土類金属塩（塩化鉄
等）を石油残留物に混入した後に、残留物をブローイン
グする。ブローされた製品は浸透性が大きくなり、それ
に対応して脆性が小さくなることが報告されている。そ
れ以後、触媒酸化は、屋根ふき用アスファルトセメント
を製造する屋根関連産業において広く使用されている。
アスファルト屋根板は一般的に極めて薄く、大きな一日
の温度変化を受けるので、屋根関連産業では触媒酸化は
好ましい。これらの使用条件によって、アスファルト板
は、高い粘度（高い軟化点）を有し、それらの可撓性
（高い浸透性）を保持する必要がある。屋根ふき用アス
ファルトセメントを触媒酸化することによって、所定の
軟化点で可撓性が向上したアスファルトセメントが得ら
れる。また、触媒酸化によって、酸化時間が短くなる。
アスファルトセメントの触媒酸化についてはアメリカ合
衆国特許第4,338,137号により詳細に記載されている。
この特許は、塩化第一鉄の存在下でのアスファルトの空
気吹込み方法を開示している。この特許の第１段、第12
〜16行に記載されているように、空気吹込みによって所
定の軟化点でのアスファルトセメントの浸透性を大きく
することができる。
【０００８】道路アスファルトの製造に触媒酸化を使用
することについては、最近まであまり注意が払われてい
なかった。1980年代の初期には、触媒酸化したビチュー
メン材料を使用して、舗装用アスファルトを製造するこ
とが考案された。例えば、ジェー. エス. バール(J.S.B
ahl)及びヒンマット サイン(Himmat Singh)「ビチュー
メンの空気吹込成形：方法の変形及び構造的なパラメー
タ(Air-blowing ofBitumens: Process Variables andSt
ructural Parameters)」（フランス石油学院誌(Revue d
e l'Institut Francais du Petrole) 、第38巻、第３
号、1983年５−６月）及びエル．エヌ．シャバリン(L.
N.Shabalin)その他「塩化鉄の存在下での石油タールの
小規模試験工場酸化(Pilot Plant Oxidation of Petrol
eum Tarin the Presence of Iron Chloride) 」 (ネフ
テルプロラブ(Neferperrab) 、ネフテルキョング(Nefte
rkhyng) 、モスクワ(Moscow)、1979年) を参照すること
ができる。より最近では、アメリカ合衆国特許第 4,45
6,523号及び第 4,456,524号が、ハイグレードアスファ
ルト材料の製造方法を開示している。その方法は、酸化
触媒として触媒量の無機炭酸塩または有機炭酸塩の存在
下でビチューメン材料を所望のグレードにブローする方
法である。アメリカ合衆国特許第4,456,523 号の第１
段、第15〜17行には、この発明が化学的に製造される舗
装用のグレードのアスファルトセメントの１実施態様に
関するものであることを記載している。この特許の主眼
は、安価で、入手が容易な新規な非腐食性の触媒を使用
することである。これらの触媒を使用すると、極めて腐
食性が高い塩化第一鉄もしくは塩化第二鉄等のリュイス
(Lewis) 酸触媒より好ましい（第２段、第57〜65行)。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】特殊品質舗装用アスフ
ァルトを提供することが望ましい。これらの舗装用アス
ファルトセメントの性能特性は、ポリマーや添加剤を使
用しないでも、高品質舗装用アスファルトセメントの性
能特性以上である。また、粗製油残留物のグレードを上
げることによって、そうしなければ高品質または低品質
舗装用アスファルトセメントが製造し得ない粗製油から
舗装用アスファルトセメントを得ることができる方法を
提供することが望ましい。さらに、良好な性能特性を有
する舗装用アスファルトセメントを製造するのに使用さ
れる粗製油の数を多くする手段を提供することが望まし
い。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）アスフ
ァルト先駆体を触媒酸化して触媒酸化されたアスファル
トセメントを製造し、（ｂ）得られた触媒酸化されたア
スファルトセメントをアスファルト先駆体と混合して舗
装用アスファルトセメントを製造する段階からなる舗装
用アスファルトセメントの製造方法を提供する。この２
つの段階からなる方法は種々の製品を得るために使用す
ることができる。ａ段階及びｂ段階で使用されるアスフ
ァルトセメントは、高品質舗装用アスファルト先駆体、
低品質舗装用アスファルト先駆体、まはた、非舗装用ア
スファルト先駆体及びそれらの混合物の１つまたは複数
から各々別々に選択される。本発明の１実施態様では、
特殊品質舗装用アスファルトを調製する方法が提供され
る。前記のように、特殊品質舗装用アスファルトとは、
従来の方法によって製造されるアスファルトセメントが
示す舗装性能よりも優れた舗装性能を有する舗装用アス
ファルトセメントである。本出願によって提案された方
法によると、舗装用アスファルト先駆体を触媒酸化し、
次に、舗装用アスファルト先駆体と混合して、特殊品質
アスファルトセメントを生成させる。触媒酸化される舗
装用アスファルト先駆体は、好ましくは、高品質舗装用
アスファルト先駆体である。さらに好ましくは、触媒酸
化されたアスファルトに混合される舗装用アスファルト
先駆体は、高品質舗装用アスファルト先駆体である。本
発明の別の実施態様では、非高品質舗装用アスファルト
先駆体を触媒酸化した後に、この触媒酸化した生成物を
舗装用アスファルト先駆体または非舗装用アスファルト
先駆体と混合することによって、非高品質舗装用アスフ
ァルト先駆体のグレードを上げて高品質舗装用アスファ
ルトセメントにする。この非高品質舗装用アスファルト
先駆体は低品質舗装用アスファルト先駆体か非舗装用ア
スファルト先駆体のどちらかである。好ましくは、この
２つの段階で各々使用される先駆体は、低品質舗装用ア
スファルト先駆体である。本発明のまた別の実施態様で
は、先駆体を触媒酸化し、この触媒酸化された先駆体を
先駆体（好ましくは非舗装用アスファルト先駆体）と混
練することによって舗装用アスファルトまたは特殊品質
舗装用を生成するにことによって、非舗装用アスファル
ト先駆体のグレードを上げて舗装用アスファルトセメン
トにすることができる。好ましくは、先駆体は、当業者
には公知の従来のまたは合成粗製油の蒸留によって得ら
れる真空蒸留塔の塔底成分である。この塔底成分の浸透
性はＡＳＴＭＤ−５ ＠25℃によって測定して約60〜60
0 、好ましくは約 150〜400 の範囲にある。好ましく
は、使用する真空蒸留塔の塔底成分は最低引火点が触媒
酸化温度よりも高い最も柔らかい物質である。
【００１１】触媒酸化は、好ましくは、酸化される総重
量に対して0.01〜１重量％、特に好ましくは0.2 〜0.5
重量％の乾燥触媒を使用して実施される。触媒酸化は約
205℃(400゜Ｆ）〜約290 ℃(550゜Ｆ）、好ましくは約
230 ℃(450゜Ｆ）〜約260 ℃(500゜Ｆ）の温度で実施さ
れる。先駆体は、ＡＳＴＭ規格Ｄ−５で25℃で測定した
その浸透性が約５〜100 、好ましくは約15〜40、特に好
ましくは15〜30になるまで触媒酸化される。触媒は、当
業者には公知の触媒のいずれかを使用すればよい。適し
た触媒は、アメリカ合衆国特許第1,782,186 号、第2,45
0,756 号、第2,375,117 号、及び第2,649,384 号に記載
されている。また、ヨーロッパ特許出願第00535041号に
記載の触媒を使用することもできる。触媒は、好ましく
は、塩化鉄、すなわち、塩化第一鉄または塩化第二鉄で
ある。触媒酸化された先駆体を再度、酸化していない真
空蒸留塔の塔底成分と混合することができる。この２つ
の生成物を混合することによって所望の浸透性を有する
生成物が得られる。酸化していない塔底部と触媒酸化さ
れた生成物とを混合して、25℃で約40〜400 の浸透性を
有するアスファルト生成物を製造することができる。特
に好ましくは、配合された材料は 200〜300, 150〜200,
120〜150 、85〜100, 60〜70または40〜50の浸透性を
有する。対応する粘度をグレード化すると、ＡＣ−40、
ＡＣ−30、ＡＣ−20、ＡＣ−10、ＡＣ−５及びＡＣ−2.
5 の生成物が製造される。
【００１２】上記の実施態様に記載した方法を使用する
と、粗製油の選択の幅をかなり広くして、高品質舗装用
アスファルトの性能品質より優れた性能品質を示す特殊
品質舗装用アスファルト混合物を製造することができ
る。また、本発明の方法を使用することによって、低品
質舗装用アスファルトセメントとして使用するのにさえ
適さない残留物の粗製油を用して、高品質アスファルト
以上の性能特性を示す舗装用アスファルトを製造するこ
とができる。また、上記の実施態様によって製造された
特殊品質アスファルトはポリマー変性アスファルトを使
用して得られた混合性能特性よりも優れた混合性能特性
を示す。驚くべきことに、本発明のアスファルトセメン
トを使用して製造されたアスファルト混合物を用いるこ
とによって、轍は75％まで減少することが示され、従来
の品質の舗装用アスファルトに比較して、同じ量の変形
が起こるまでの交通荷重を1000％以上に大きくすること
ができる。また、このアスファルトの示す低温混合剛性
は50％に減少し、それによって、舗装の低温割れを大幅
に防止することができる。本発明の特徴及び利点は、添
付図面を参照した以下の説明からより完全に且つ十分に
明らかになろう。
【００１３】本発明の第１段階では、舗装用アスファル
ト先駆体を触媒酸化して、触媒酸化されたアスファルト
セメントを製造する。上記のように、舗装用アスファル
トは、当業者には公知の複数の原料から由来するアスフ
ァルト材料から製造される。本発明の方法で使用される
出発材料としては、高品質舗装用アスファルト先駆体、
従来のアスファルト製造方法によって処理した場合には
舗装用アスファルトセメントを製造し得ないような粗製
油残留物（非舗装用アスファルト先駆体）及び従来のア
スファルト製造方法によって処理した場合には高品質舗
装用アスファルトセメントを製造し得ないような粗製油
留分（非高品質舗装用アスファルト先駆体）が含まれ
る。特殊品質舗装用アスファルトセメントを得る本発明
の方法の出発材料として使用さる各種の先駆材料は、ア
スファルトセメントして従来から使用されているもので
あるということを特に注意しなければならない。特に、
本発明では、高品質舗装用アスファルト先駆体として高
品質舗装用アスファルトセメントを使用して特殊品質舗
装用アスファルトを製造することもできる。同様に、低
品質舗装用アスファルト先駆体として低品質舗装用アス
ファルトセメントを使用して、高品質舗装用アスファル
トセメント及び特殊品質舗装用アスファルトを製造する
こともできる。また、２、３の限定された例外を除い
て、本発明では、低品質アスファルトとしても使用でき
ないような残留物を非舗装用アスファルト先駆体として
使用して、低品質舗装用アスファルトセメント、高品質
舗装用アスファルトセメント、または、場合によっては
特殊品質アスファルトを製造することができる。
【００１４】本発明で使用される舗装用アスファルト先
駆体は種々の特性を有し、舗装用アスファルト先駆体及
び非舗装用アスファルト先駆体を含む。舗装用アスファ
ルト先駆体は、高品質舗装用アスファルト先駆体または
低品質舗装用アスファルト先駆体の２つの分類に分ける
ことができる。これらの先駆体（アスファルトセメン
ト）は、石油残留物、この残留物からの真空蒸留ガス留
分から揮発性の炭化水素を分離して得られる残留フラッ
クス、または、石油精製から得られる比較的高分子量の
抽出物または天然産のアスファルトである。当業者には
公知のように、石油残留物またはフラックスは、約340
〜400 ℃の温度で従来のまたは合成粗製油を分留塔に導
入することによって得られる。軽質留分は塔頂成分とし
て分離される。分留塔からの残留物は直接還元されたア
スファルトセメントである。粗製油は、通常、沸点の高
い留分を高い割合で含むので、現在では、粗製油を大気
圧で蒸留して舗装用アスファルトセメントを製造するこ
とはない。従って、大気圧蒸留に第２分別塔（真空蒸留
塔）を加える。この真空蒸留塔の塔底成分が舗装用アス
ファルトセメントとなる。本発明に適した真空蒸留塔の
塔底成分は空塔底部は25℃で約６〜600 またはそれ以上
の浸透性を有している。より好ましくは、この真空蒸留
塔の塔底成分は約100 〜500 の浸透性を有し、さらに
は、約150 〜400 の浸透性を有しているのが好ましい。
好ましくは、この真空蒸留塔の塔底成分は、触媒酸化を
実施する温度より高い最低引火点を有する柔らかい材料
である。例えば、触媒酸化が約205 ℃(400゜Ｆ）から約
260 ℃(500゜Ｆ）の温度で実施される場合、真空蒸留塔
の塔底成分の最低引火点は約260 ℃(500゜Ｆ）である。
【００１５】前記のように、当業者には触媒酸化は公知
である。本発明の触媒酸化方法は、当業者には公知の方
法で実施される。この触媒酸化方法では、舗装用アスフ
ァルト先駆体を容器内に供給し、温度を約205 ℃(400゜
Ｆ）から約260 ℃(500゜Ｆ）の範囲になるまで加熱す
る。空気等の酸化ガスを舗装用アスファルト先駆体に導
入して、触媒の存在下で先駆体を酸化する。その方法
は、所望の浸透性を有する酸化アスファルトセメントが
得られるのに十分な時間をかけて実施される。前記のよ
うに、触媒はアメリカ合衆国特許第1,782,186 号、第2,
450,756 号、第2,375,117 号及び第2,649,384 号に記載
の触媒のいずれかを使用するとよい。また、その触媒
は、ヨーロッパ特許出願第0053041 号に記載の触媒でも
よい。その触媒としては、五酸化燐及び亜燐酸等の亜燐
酸化合物、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化銅、塩化アンチモン
またはアルミニウム等の塩化物、硫酸亜鉛または硫酸ア
ルミニウム等の硫酸塩、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリ
ウム、重炭酸カルシウム、重炭酸カルシウム、重炭酸マ
グネシウム、重炭酸バリウム、重炭酸ストロンチウム、
重炭酸リチウム、重炭酸アンモニウム、重炭酸カリウ
ム、重炭酸ビスマス、重炭酸鉛、重炭酸テトラアルキル
ホスホニウム、重炭酸テトラアリールホスホニウム、重
炭酸テトラアルキルアンモニウム、重炭酸トリアルキル
アンモニウム、重炭酸ジアルキルアンモニウム等の炭酸
塩、遷移金属または稀土類金属、三弗化硼素、酸化鉛、
ナフテン酸鉛及び硫黄が挙げられる。好ましい触媒は燐
酸、五酸化燐、塩化第一鉄または塩化第二鉄であり、よ
り好ましくは、塩化第一鉄または塩化第二鉄である。触
媒は触媒量を使用する。使用する触媒量は、酸化される
生成物の総重量に対して乾燥触媒が0.05〜１重量％の範
囲で変えることができる。より好ましくは、0.2 〜0.5
重量％の乾燥触媒を使用する。触媒酸化は好ましくは約
205℃(400゜Ｆ）から約290 ℃(550゜Ｆ）、より好まし
くは、約230 ℃(450゜Ｆ）から約260℃(500゜Ｆ）の温
度で実施する。舗装用アスファルト先駆体の触媒酸化に
必要な時間は、原料の種類、アスファルト先駆体のコン
システンシ、触媒酸化が実施される温度、空気の流量、
酸化容器の形状及び触媒量等の多数のファクタによって
変化する。85〜100penの舗装用アスファルト（ＡＣ−10
〜ＡＣ−20) を製造する時、舗装用アスファルト先駆体
の浸透性がＡＳＴＭ規格Ｄ−５で25℃で測定して約５〜
100 、より好ましくは約15〜40、さらに好ましくは約15
〜30になるまで、触媒酸化を実施する。
【００１６】本発明の生成物を使用して、交通荷重を大
きく増加させ、轍を減少させるためには、触媒酸化され
た舗装用アスファルト先駆体を再度非酸化舗装用アスフ
ァルト先駆体と混合する。これらの材料は、従来の装置
を使用して、混合される。触媒酸化されたアスファルト
セメントが混合される先駆体は、この方法の第１段階で
使用されるものと同じである。しかしながら、これは、
必須ではない。触媒酸化されたアスファルトセメント
は、非舗装用アスファルト先駆体、非高品質舗装用アス
ファルト先駆体または高品質舗装用アスファルト先駆体
と混合することができる。使用される先駆体は、触媒酸
化されたアスファルトセメントの特性を考慮して、目標
とする特性が得られるように選択される。好ましくは、
第１段階及び第２段階、すなわち、触媒酸化及び再配合
で使用される先駆体材料は、高品質舗装用アスファルト
先駆体である。酸化されたまたは酸化されていない生成
物を適切な割合で混合して、所望の目標特性を有するア
スファルトセメントを得る。そのような混合物を製造す
る時、まず、所望の目標とする浸透性を選択する。多く
の場合、目標浸透性は、アスファルトが塗布される区域
の地域的な気候及びアスファルト組成物が受ける荷重に
基づいて、選択される。従来、目標浸透性は、地域の行
政機関によって決定される。アスファルトが浸透性では
なく粘度によってグレード化されている場合、目標浸透
性ではなく、目標粘度が決定される。目標浸透性または
目標粘度を決定して、酸化されるアスファルト先駆体と
その非酸化状態で使用されるアスファルト先駆体を選択
する。先駆体の選択は、アスファルトを製造する精製所
で使用できるものに限定される場合もある。前記のよう
に、先駆体は、高品質舗装用アスファルト先駆体、非高
品質舗装用アスファルト先駆体及び非舗装用アスファル
ト先駆体からなる群から選択される。酸化されるアスフ
ァルト先駆体とその非酸化状態で使用されるアスファル
ト先駆体は、同じても異なっていてもよい。使用される
特定の先駆体は、使用できる材料のソース及びコンシス
テンシ、アスファルト先駆体品質及び浸透性及び粘度等
のそれらの物理的特性、及び最終製品で得られることを
目標とする所望の目標浸透性／粘度によって決定され
る。地方行政機関によって設定された、各地方行政機関
によって異なる最終製品の他の物理的／化学的特性を満
たさなければならない。そのような特性の例としては、
薄膜オーブン試験後の残留物に要求される特性、温度感
受性、延性及び工学的性質等が挙げられる。他の全ての
ファクタが等しい場合には、同じ温度で粘度の大きい先
駆体がより高品質であることになる。同様に、同じ粘度
で浸透性が大きい先駆体はより高品質であることにな
る。高品質舗装用アスファルト先駆体を使用すると、低
品質または非舗装用アスファルト先駆体を使用して製造
した特殊品質アスファルトよりも所定の浸透性でより高
い粘度を有し、温度感受性が小さく、工学的性質が向上
した特殊品質アスファルト配合物が生成される傾向があ
る。先駆体材料を選択して、酸化すべき先駆体を触媒酸
化し、次に、触媒酸化された先駆体と酸化していない先
駆体を混合して、所望の目標浸透性／粘度を得る。従っ
て、以下の浸透性のグレード、すなわち、40〜50、60〜
70、85〜100 、120〜150 、150 〜200 、200 〜300 及
び300 〜400 の１つの満たすアスファルトまたは、要求
される他のグレードのいずれかを満たすアスファルトが
製造される。好ましくは、このアスファルト、所望の舗
装工学的特性を備え、舗装変形（轍）と低温割れを最小
にする最適化された浸透性及び／または粘度を有する。
【００１７】非酸化先駆体と混合される触媒酸化された
生成物の量は、約１〜99重量％の範囲で変化する。この
量は、使用される特定の非酸化アスファルト先駆体のコ
ンシステンシ、触媒酸化アスファルト成分のコンシステ
ンシ及び薄膜オーブン試験後の目標コンシステンシ及び
最終製品において残留物に要求される他の特性によって
決定される。所定の触媒酸化されたアスファルトの場
合、最終配合物中で触媒酸化された先駆体をより大量に
使用すると、粘度の低い非酸化アスファルト使用するこ
とができ、その結果、一般的に、所定の浸透性で粘度が
より高く、温度感受性が小さく、工学的特性が全て向上
したアスファルト配合物が得られる。配合物中で触媒酸
化されたアスファルトの使用量を小さくすると、すなわ
ち、より固く、粘度が高い非酸化アスファルト先駆体を
使用すると、一般的に、薄膜オーブン試験後高温老化に
優れ、延性特性を有するアスファルト配合物が得られ
る。他のファクタは全て同じなので、より柔らかい非酸
化先駆体を使用すると、目標生成物を得るためには、多
量の触媒酸化された先駆体を添加する必要がある。触媒
酸化されたアスファルト成分のコンシステンシ（浸透性
／粘度）は、粗製油ソース、使用される特定のアスファ
ルト先駆体のコンシステンシ、触媒の種類、使用量及び
酸化時間によって変化する。通常、より柔らかい先駆体
を使用すると、コンシステンシが向上した触媒酸化され
た生成物が生成する傾向がある。また、触媒の使用量を
多くして、または、異なる触媒を使用して、そのように
コンシステンシを大きくすることができる。しかしあ、
より硬い先駆体を使用すると、一般に、精製所で製造さ
れる。ガソリン及びジーゼル等の軽油製品の収率を最大
にすることができる。これらの製品の市場価値は、より
高い。従って、通常、いずれの状況でも、精製物及び粗
製油を精製する際に製造される製品の量と目標精製物を
得るために必要な先駆体の特性のバランスを取ることが
必要である。
【００１８】本発明の方法を使用すると、非舗装用アス
ファルト先駆体及び舗装用アスファルト先駆体を使用し
て、従来の高品質アスファルト以上の物理的特性（例え
ば、粘度、浸透性及び温度感受性）を備える舗装用アス
ファルト先駆体を製造することができる。また、本発明
の方法によって製造された特殊品質舗装用アスファルト
の荷重性能は、ポリマー変性舗装用アスファルト以上で
ある。従って、本発明によって、従来、高品質舗装用ア
スファルトセメント（非高品質舗装用アスファルト先駆
体）または舗装用アスファルトセメント（非高品質舗装
用アスファルト先駆体）でさえ製造するのに適した留分
が回収されなかった粗製油から舗装用アスファルトセメ
ントを製造することができる。これらの非舗装用アスフ
ァルト先駆体及び非高品質舗装用アスファルト先駆体を
本発明によって使用すると、特殊品質舗装用アスファル
トが製造される。上記のように、本発明によって製造さ
れるアスファルトセメントから製造される舗装用アスフ
ァルトは、従来のアスファルトセメントから製造された
アスファルトの舗装と比較すると、同じ荷重で轍を75％
まで減少させることができる。また、そのようなアスフ
ァルト舗装は、従来の方法によって製造されるアスファ
ルトセメントから製造されるアスファルト舗装に比較す
ると、同じ変形レベルに達するまで、増大した交通荷重
（1000％以上）に耐えることができる。さらに、そのよ
うなアスファルト舗装は、低温撓み性に優れ、低温での
舗装剛性を約50％小さくすることができる。５つのアス
ファルト材料について、その化学的組成を分析した。２
つの先駆体材料、すなわち、粗製油Ａからの高品質先駆
体及び粗製油Ｂからの低品質先駆体を分析した。また、
３つのアスファルトセメント、すなわち、粗製油Ａから
の従来の高品質舗装用アスファルト、粗製油Ａからの特
殊品質舗装用アスファルト及び粗製油Ｂからの特殊品質
舗装用アスファルトを分析した。その結果を以下の表２
に示した。
【００１９】
【表２】
【００２０】添付した図１は、３つのアスファルトのゲ
ル透過クロマトグラフィの結果を示すグラフである。こ
のグラフは応答に対する保持時間を分で表している。こ
のグラフは下記の３つの異なるアスファルトの応答を測
定したものである： １．粗製油ソースＡから従来の方法によって製造された
高品質舗装用アスファルト ２．粗製油Ａからの得られた高品質舗装用アスファルト
先駆体から製造された特殊品質舗装用アスファルト ３．従来の方法では低品質舗装用アスファルトを提供す
る粗製油Ｂから製造され特殊品質舗装用アスファルト 図１に示したように、特殊品質アスファルトは、８分の
点で減少した応答を示し、約5.5 分の点で増大した応答
を示す。特殊品質アスファルトの性能が向上する理由
は、本発明方法によって処理した時にアスファルト成分
の分子構造が変化するためと考えられるが、この理論に
限定されるものではない。アスファルト舗装の性能特性
を比較するために、異なるアスファルトの道路性能を比
較する方法を提供する舗装性能実験装置を開発した。こ
の性能実験装置を以下に説明する。
【００２１】舗装性能実験装置によって、実際の道路条
件をシミュレーションする実物大の動荷重下でアスファ
ルト舗装を試験することができる。この実験装置は、以
下の３つの主な要素で構成されている： （ａ） 舗装材料が現場の構造をシミュレーションする
層状に配置され、圧縮された大きなサイズの舗装試験ピ
ット （ｂ） 大きさ、形状及び頻度をシミュレーションする
重い現場のトラックに動力荷重を課すことのできるＭＴ
Ｓ荷重システム（ＭＴＳ 810型) （ｃ） 試験中に課された荷重及びその結果の変形等の
試験の変数を測定し、ディスプレイする電子データ捕捉
システム。 舗装試験ピットは、幅1.8 ｍ、長さ5.50ｍ、高さ0.90ｍ
である。この試験ピットは、厚さ13mmの鋼から製造され
た壁部と床部によって構成されている。試験ピットは、
厚さ300mm の強化されたコンクリートの基礎の上に配置
されている。試験ピットは舗装の底部とサブグレード層
の水分量を制御する排水機能を備えている。荷重は、荷
重フレームまで安全にされたＭＴＳ荷重システムを介し
て試験ピットに課される。荷重フレームは、試験ピット
の上に配置されており、それによって、あらかじめ設定
された位置で試験するためのものである。試験ピット及
び荷重フレームは、従来の試験荷重40ＫＮ(9.0Kips) 下
で0.13mm以下の総撓みを起こさせるように設計されてい
る。荷重システムの容量は、100KN(22.0Kips) である。
荷重制御装置は、油圧制御ＭＴＳ荷重システム（ＭＴＳ
244−22型) であり、舗装低温テストのための速度を含
む広範囲な速度で試験を実施するために備えられてい
る。試験ピットは、また、60℃までの制御された温度条
件下で舗装構造を試験することのできる環境チャンバを
備える。
【００２２】さらに実際の道路条件をシミュレーション
するために、この試験ピットをサブグレードの材料で充
填した。２フィートのサブグレードの数を試験ピットの
底部に配置して、振動板によって各々厚さ１フィートの
２つの層に圧縮する。トロクスラー(Troxler) ゲージを
使用して密度を測定し、最適な密度が得られたことを確
かめる。サブグレードの材料のサンプルを採り、サブグ
レードの密度と水の含有量を測定する（ＡＳＴＭ Ｄ−
1557及びＤ−698)。通常、３〜６％のサブグレード水分
含有量及び1800〜2000kg/m3のサブグレード密度を使用
して、試験ピットを操作する。カリフォルニア支持比
（ＣＢＲ）試験（ＡＳＴＭ Ｄ−1883) を使用して、サ
ブグレードの強度をその場で測定する。サブグレードの
強度は、試験ピット中の湿気を調節することによって操
作される。サブグレードの最終的な現場密度は、ＡＳＴ
Ｍ Ｄ−2992及びＤ−4017の試験を使用して、トロクス
ラー(Troxler) ゲージによって測定される。調製された
サブグレード面の最終輪郭を荷重を課す中央線で、試験
ピットを介して測定する。通常、実験装置は、８〜12％
ＣＢＲのサブグレード強度を使用して操作される。グレ
ードの高い顆粒状ベース材料をサブグレード層の上に置
いて、圧縮する。この圧縮は、また、振動板を使用して
実施される。顆粒状ベースの最終的な現場密度はトロク
スラー(Troxler) ゲージによって測定され、調製された
ベース面の最終的な横断方向の輪郭を測定する。通常、
実験装置は、３〜６％の水分含有量と2300〜2400kg/m3
の密度を使用して操作される。得られた結果を比較する
ために、均一な方法で、アスファルトコンクリート試験
スラブを製造した。熱混合試験スラブは、予備製造フレ
ームを使用して製造する。予備製造フレームは、試験ピ
ット中のスラブの位置を決定し、アスファルトコンクリ
ートを含み、混合物は圧縮されている。試験スラブは、
長さと幅0.6ｍで、厚さが80mmの正方形に製造される。
ＭＴＳ荷重制御装置と予備製造フレームの内側の面を被
覆する圧縮板を使用して、試験スラブを圧縮する。板で
圧縮する前に、鋼製ローラを使用して、表面を圧縮し、
混練する。試験スラブは、各々厚さ40mmに圧縮された２
層構造である。現場密度とアスファルトセメントの含有
量は、トロクスラー(Troxler) ゲージによって測定する
（ＡＳＴＭ Ｄ−2950) 。得られた通常のアスファルト
密度は、2200〜2250kg/m3であり、マーシャル(Marshal
l)密度の92〜94％である。試験ピットの幅によって、試
験スラブの中心線で舗装の最終表面輪郭をとる。表面輪
郭測定は、電子輪郭計を使用して実施される。この試験
を実施するために、舗装構造に９cps の得度で、40KN
（９Kips) 円形荷重をかける。300mm の円形荷重板を介
して、80psi の荷重圧力をかける。この９cps の圧力荷
重は、アスファル上を重量が約40KN（９Kips) のトラッ
クの車輪が速度約50km／時で通過した時の状態をシミュ
レーションする。この試験の間、荷重アプリケータの中
央線の下にある試験スラブの変形を測定する。また、そ
の量の変形が得られるのに必要な周期数を記録する。
「永久変形」とは、三百万の荷重周期後のアスファルト
コンクリート試験スラブの表面に変形を意味する。「舗
装轍の減少パーセント」（ＰＲＰＲ）は下記式１のよう
に定義される。
【００２３】
【式１】ＰＲＰＲ＝ＰＤ1 −ＰＤ2 ／ＰＤ1 ×100 （但し、上記式において、ＰＤ2 は本発明の方法を使用
して製造したセメントである舗装用アスファルトセメン
トを使用して製造した舗装用アスファルト混合物の永久
変形であり、ＰＤ1 は舗装用アスファルト混合物ＰＤ2
を製造するのに使用されるものと同じ骨材（１）と従来
の方法によって製造された高品質舗装用アスファルトセ
メント（２）を使用して製造した舗装用アスファルト混
合物の永久変形である。） 従って、本発明の方法を使用すると、舗装轍がかなり減
少することが分かる。これらの減少は、性能強化剤を使
用しないで得られる。場合によっては、必要ならば、舗
装用アスファルト混合物を製造する前に、舗装用アスフ
ァルトセメントに性能強化剤を混入することができる。
【００２４】以下に、本発明の方法によって製造された
特殊品質アスファルトの性能が優れていることを示す５
つの実施例を記載する。実施例１は、従来の高品質舗装
用アスファルトと同じ粗製油を使用して配合された特殊
品質舗装用アスファルトの性能を比較するものである。
骨剤は、安定性の高い混合物である。実施例２は、実施
例１の２つのアスファルトセメントだが、低安定性骨剤
混合物を使用するアスファルトセメントの性能を比較す
る。実施例３は、特殊品質舗装用アスファルトと２つの
ポリマー変性アスファルトの性能を比較し、実施例４は
従来の方法で処理すると低品質舗装用アスファルトしか
製造できない品質の劣る粗製油から特殊品質舗装用アス
ファルトを製造する際の本発明の方法の適用を示すもの
である。
【００２５】
【実施例】実施例１ ２種類の85-100ペンアスファルトセメントを製造した。
これら両方のアスファルトは以下に簡単に説明されてい
る。 １．粗製油“Ａ”から製造された従来の高品質85-100ペ
ンアスファルトセメント。このサンプルは、規準として
使用される。 ２．粗製油“Ａ”から得られた高品質舗装用アスファル
ト先駆体を使用して本発明の方法に従って製造された触
媒酸化、逆混合特殊品質舗装用アスファルト。酸化は、
232 ℃（450 °Ｆ）で、0.2 乾燥重量％のFeCl3 を使用
して処理された。高品質舗装用アスファルト先駆体は、
浸透性が341 （100 ｇ、５秒間、25℃、ＡＳＴＭ Ｄ−
５）であり、100 ℃での粘度が785cSt（ＡＳＴＭ Ｄ−
2170）であった。このアスファルト先駆体は、約４時間
触媒下で空気が吹き込まれ、浸透性30（25℃、100 ｇ、
５秒間、ＡＳＴＭ Ｄ−５）のアスファルトセメントに
なる。この30ペン舗装用アスファルトセメントは、非酸
化の高品質舗装用アスファルト先駆体と、51：49（触媒
酸化と非触媒酸化原料）の比で逆混合され、表３に示し
た浸透性89の85-100ペン特殊品質アスファルトセメント
となる。これら２種類のアスファルトセメントの特性
は、表３に示してある。
【００２６】
【表３】
【００２７】各アスファルトセメントは、舗装用アスフ
ァルト混合物を製造するのに使用される。この目的のた
めにＨＬ３型混合が使用される。この高安定度混合の総
ての骨材の混合比は、図２に示されている。この混合物
は、40％の粗製砕石、25％の砂、35％のふるい砂および
5.8 ％のアスファルトセメントを含んでいる。これら２
種のアスファルトのマーシャル混合物の特性が測定され
た。表４に結果が示されている。
【００２８】
【表４】
【００２９】アスファルトおよび路床は、前述の舗装性
能シミュレータの説明に従って作製された。建設状態の
テストデータのまとめが表５に示されている。
【００３０】
【表５】
【００３１】試験は、552 ｋpa（80psi)の圧力を300mm
の円形荷重板で付加することにより行われた。40ＫＮ
（９Ｋips)の総荷圧力が、９cps の割合で付加された。
試験は室温（23±2 ℃）で行われた。永久変形が多数の
荷重サイクルにおいて測定された。3,000,000 回荷重を
付加した後の永久変形が測定された。さらに、10mmの永
久変形を起こすのに必要な荷重サイクル数が記録され
た。これらの結果は、表６および表７に示されている。
【００３２】
【表６】
【００３３】
【表７】 * テストデータからの外挿法による概算。3,000,000 回
の荷重サイクルの後で永久変形は６mm。
【００３４】表６および７に示されるよう、この特殊品
質舗装用アスファルトの性能は、従来の高品質舗装用ア
スファルトのそれよりも優れている。規準にしたアスフ
ァルトは、試験を行った２つの領域でより大きい変形
（より悪い性能）をした。本発明に従う特殊品質アスフ
ァルトは、よりよい性能を示した。3,000,000 回の荷重
サイクルの後の試験領域における永久変形を比較する
と、この特殊品質舗装用アスファルトは、轍のつき方が
50％減少していることを示す。
【００３５】試験した２種類のアスファルトをそれぞれ
10mm変形させる荷重サイクル数を比較すると、この特殊
品質舗装用アスファルトは、規準にしたアスファルトが
2,450,000 回の荷重サイクルに耐えるのに対し、約8,00
0,000 回の荷重サイクルに耐えるという優れた性能を示
した。この特殊品質舗装用アスファルトは、舗装荷重耐
久性能が326 ％改善されている。
【００３６】ほとんどの舗装の轍は、夏の暑い時期に生
じるので、高い温度で轍のつき方を試験することは適切
である。実施例１は、舗装試験ピットに使用するよう設
計された環境チャンバを使用して50℃で再度行われた。
この特殊品質アスファルトは、50℃で、舗装の轍のつき
方が75％減少し、舗装荷重耐久性能が10倍以上増加して
いることを示した。この場合、試験は、900,000 回の荷
重サイクルで終了した。900,000 回の荷重サイクル後、
粗製油“Ａ”から製造された従来の高品質アスファルト
25.4mmの永久変形をしていた。それに対し、この特殊品
質アスファルトは、わずか6.4mm しか永久変形していな
かった。この特殊品質アスファルトが６mm永久変形する
のには770,000 回の荷重サイクル数が必要であったが、
従来の高品質アスファルトが６mm永久変形する荷重サイ
クル数は24,000回であった。
【００３７】実施例２ 実施例１の２種類の85-100ペンアスファルトセメントが
この実施例でも使用された。この実施例の骨材は、実施
例１で使用された混合物より安定度が低い。この実施例
で使用された骨材のマーシャル混合物の特性は、表８に
示されている。建設状態試験のデータは表９に示されて
いる。
【００３８】
【表８】
【００３９】
【表９】
【００４０】荷重試験は実施例１の方法に従って、室温
で行われた。1,000,000 回の荷重サイクルの後の永久変
形が測定され、6.0 mmの変形が生じる荷重サイクル数が
記録された。結果は、それぞれ表10および表11に示され
ている。
【００４１】
【表10】
【００４２】
【表11】
【００４３】表10および表11に示されているように、こ
の特殊品質舗装用アスファルトは、等しい粗製油原料か
ら製造された高品質舗装用アスファルトよりも優れた性
能特性を有する。この特殊品質アスファルトは、舗装の
轍のつき方が69％減少し、舗装荷重耐久性能が５倍以上
増加（556 ％）していることを示した。
【００４４】実施例３ この実施例では、３種類のペン舗装用アスファルトセメ
ントが試験され、２種類の高分子化合物により改質され
た舗装用アスファルトと、本発明の方法に従って製造さ
れた特殊品質舗装用アスファルトとが比較された。試験
された市販の高分子化合物改質アスファルトの一方は、
“ＳＢＳ”スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＴＹＲ
ＥＬＦ）が添加され、他方は、“ＥＶＡ”エチレン−ビ
ニル−アセテートを添加して改質されている。試験を行
った３種類のアスファルトは、いずれも等しい粗製油
“Ａ”原料から製造されている。特殊品質アスファルト
は、前述の実施例１で説明したように製造されている。
試験したアスファルトの特性は、表12に示されている。
マーシャル混合物の特性は表13に示され、建設状態試験
のデータは表14に示されている。
【００４５】
【表12】
【００４６】
【表13】
【００４７】
【表14】
【００４８】試験は実施例１の方法に従って、室温で行
われた。3,000,000 回の荷重サイクルの後の永久変形が
測定され、6.0 mmの変形が生じる荷重サイクル数が記録
された。結果は、それぞれ表15および表16に示されてい
る。
【００４９】
【表15】
【００５０】
【表16】
【００５１】表15および表16に示された結果は、この特
殊品質アスファルトの優れた性能を示しており、舗装性
能が高分子改質アスファルトと同等またはより以上に改
善されていることを表している。この特殊品質アスファ
ルトは、荷重耐久性能が“ＥＶＡ" 改質アスファルトと
比較して23％、ＳＴＹＲＥＬＦ ＳＢＳ改質アスファル
トと比較して30％改質されている。
【００５２】実施例４ この実施例では、特殊品質アスファルトは、低品質舗装
用アスファルト先駆体から製造されている。試験された
３種類のアスファルトの物理的特性は、表17に示されて
いる。試験された３種類のアスファルトは以下に簡単に
説明されている。 １．粗製油“Ａ”から製造された従来の高品質アスファ
ルト。 ２．粗製油“Ｂ”から従来の方法で製造された低品質ア
スファルト。 ３．粗製油“Ｂ”から得られた低品質アスファルト先駆
体を使用して本発明の方法に従って製造された特殊品質
舗装用アスファルト。触媒酸化生成物の製造に使用され
る低品質アスファルト先駆体は、100 ℃での粘度が420c
St（ＡＳＴＭＤ−2170）であった。酸化は、232 ℃（45
0 °Ｆ）で、0.3 乾燥重量％のFeCl3 を使用して約5.5
時間行われ、浸透性20（25℃、100 ｇ、５秒間、ＡＳＴ
Ｍ Ｄ−５）のアスファルトセメントが得られる。この
20ペン触媒酸化舗装用アスファルトセメントは、34％の
触媒酸化材料と66％の浸透性が205 （100 ｇ、５秒間、
25℃）で、100 ℃での粘度が865cStの低品質舗装用アス
ファルト先駆体との比で逆混合され、粗製油“Ｂ”から
得られた85-100ペン特殊品質アスファルトセメントとな
る。表17に示されているよう最終製品の浸透性は91にな
る。
【００５３】
【表17】
【００５４】この特殊品質アスファルト製品の優れた性
能を示すため、粗製油“Ｂ”が原料のこの特殊品質アス
ファルトと、粗製油“Ａ”が原料の従来の高品質アスフ
ァルトとを舗装性能シミュレータで試験した。この試験
は、前述の実施例１で説明したように室温で行われた。
マーシャル混合物の設計値および建設状態試験のデータ
は表18に示してある。
【００５５】
【表18】
【００５６】3,000,000 回の荷重サイクルの後の永久変
形が測定され、6.0 mmの変形が生じる荷重サイクル数が
記録された。結果は、表19に示されている。
【００５７】
【表19】
【００５８】低品質粗製油“Ｂ”から製造されたこの特
殊品質アスファルトは、優れた性能を備えている。この
製品は、従来の方法で製造された高品質アスファルトの
性能と比較した時、舗装の轍のつき方が70％減少し、舗
装荷重耐久性能が800 ％以上増加していることを示し
た。
【００５９】実施例５ この実施例は、本発明の方法に従って製造されたアスフ
ァルトの優れた温度感受性を示す。この実施例で使用さ
れたアスファルトは以下に簡単に説明されている。 １．粗製油“Ａ”から従来の方法に従って製造された高
品質アスファルト。 ２．高品質粗製油“Ａ”から実施例１で述べた材料およ
び方法を使用して製造した特殊品質アスファルト。 ３．低品質粗製油“Ｂ”から実施例４で述べた材料およ
び方法を使用して製造した特殊品質アスファルト。 改善された温度感受性は、ＰＶＮおよびＰＩの値が改善
されたことで示されている。さらに、優れた温度感受性
は、-18 ℃で実施された舗装剛さ試験および40℃から５
℃の温度範囲で行われた舗装弾性係数試験（ＡＳＴＭ
Ｄ−4123）によっても確認される。これらの結果は表20
に示されている。
【００６０】
【表20】
【００６１】上記からわかるように、本発明の方法を使
用すると、道路性能特性の改善されたアスファルトを得
ることが可能になる。このアスファルトは、舗装性能シ
ミュレータで計測されたように、永久変形がより小さ
い。本発明の特殊品質アスファルトは、永久変形が最大
75％減少し、舗装荷重耐久性能が最大1000％またはそれ
以上増加している。さらに、温度感受性が改善されてい
て、舗装低温剛さが50％減少している。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの特殊品質舗装用アスファルト及び高品質
舗装用アスファルトの保持時間について測定した反応の
グラフである。
【図２】実施例１の舗装用アスファルトの製造に使用す
るＨＬ３ミックスの骨剤の劣化を示している。

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】以下の２つの段階： （ａ）アスファルト先駆体を触媒酸化して、触媒酸化さ
    れたアスファルトセメントを製造し、 （ｂ）十分な量の上記の触媒酸化されたアスファルトセ
    メントをアスファルト先駆体と混合して、所望のグレー
    ドの舗装用アスファルトセメントを得る、ことからな
    る、性能強化剤を含まない舗装用アスファルトセメント
    の製造方法。
  2. 【請求項２】上記（ａ）段階のアスファルト先駆体は、
    １つまたは複数の高品質舗装用アスファルト先駆体、低
    品質舗装用アスファルト先駆体、非舗装用アスファルト
    先駆体またはそれらの混合物であることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    は、１つまたは複数の高品質舗装用アスファルト先駆
    体、低品質舗装用アスファルト先駆体、非舗装用アスフ
    ァルト先駆体またはそれらの混合物と混合されることを
    特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】上記舗装用アスファルトセメントは、性能
    強化剤をほとんど含まないことを特徴とする請求項１〜
    ３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】上記舗装の轍の減少の割合が、20％以上で
    あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】請求項１に記載の（ａ）段階で使用される
    触媒は、燐酸、五酸化燐、塩化第一鉄または塩化第二鉄
    であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
    記載の方法。
  7. 【請求項７】請求項１に記載の触媒酸化段階は、触媒量
    の塩化第一鉄及び塩化第二鉄を使用することを特徴とす
    る請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】上記舗装用アスファルトセメントは、少な
    くとも１つの性能強化剤を含むことを特徴とする請求項
    １〜３のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】以下の２つの段階： （ａ）高品質アスファルト先駆体を触媒酸化して、触媒
    酸化されたアスファルトセメントを製造し、 （ｂ）十分な量の上記の触媒酸化されたアスファルトセ
    メントを高品質アスファルト先駆体と混合して、特殊品
    質の舗装用アスファルトセメントを得る、ことからな
    る、性能強化剤を含まない特殊品質舗装用アスファルト
    セメントの製造方法。
  10. 【請求項10】上記触媒は、塩化第一鉄または塩化第二鉄
    であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項11】上記舗装の轍の減少の割合が、20％以上で
    あることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  12. 【請求項12】以下の２つの段階： （ａ）非高品質アスファルト先駆体を触媒酸化して、触
    媒酸化されたアスファルトセメントを製造し、 （ｂ）十分な量の上記の触媒酸化されたアスファルトセ
    メントを非高品質アスファルト先駆体と混合して、所望
    のグレードの舗装用アスファルトセメントを得る、こと
    からなる、非高品質舗装用アスファルトのグレードを上
    げ、性能強化剤を含まないアスファルトセメントを製造
    する方法。
  13. 【請求項13】上記（ａ）段階によって、低品質舗装用ア
    スファルト先駆体を触媒酸化し、上記（ｂ）段階でその
    触媒酸化されたセメントを低品質舗装用アスファルト先
    駆体と混合することを特徴とする請求項12に記載の方
    法。
  14. 【請求項14】上記（ａ）段階及び上記（ｂ）段階の非高
    品質舗装用アスファルト先駆体を各々別々に低品質舗装
    用アスファルト先駆体、非舗装用アスファルト先駆体ま
    たはそれらの混合物からなる群から選択することを特徴
    とする請求項12に記載の方法。
  15. 【請求項15】請求項12に記載の触媒酸化は、触媒量の塩
    化第一鉄及び塩化第二鉄を使用することを特徴とする請
    求項12〜14のいずれか１項に記載の方法。
  16. 【請求項16】以下の２つの段階： （ａ）非舗装用アスファルト先駆体を触媒酸化して、触
    媒酸化されたアスファルトセメントを製造し、 （ｂ）十分な量の上記の触媒酸化されたアスファルトセ
    メントを舗装用アスファルト先駆体または非舗装用アス
    スファルト先駆体と混合して、所望のグレードのアスフ
    ァルトセメントを得る、ことからなる、非舗装用アスフ
    ァルトのグレードを上げ、性能強化剤を含まないアスフ
    ァルトセメントを製造する方法。
  17. 【請求項17】上記（ｂ）段階のアスファルト先駆体は、
    低品質舗装用アスファルト先駆体、非舗装用アスファル
    ト先駆体またはそれらの混合物であることを特徴とする
    請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項18】上記（ｂ）段階のアスファルト先駆体は、
    非舗装用アスファルト先駆体であることを特徴とする請
    求項16に記載の方法。
  19. 【請求項19】上記舗装の轍の減少の割合が、20％以上で
    あることを特徴とする請求項16〜18のいずれか１項に記
    載の方法。
  20. 【請求項20】請求項16に記載の上記触媒酸化段階は、触
    媒量の塩化第一鉄または塩化第二鉄を使用することを特
    徴とする請求項16〜18のいずれか１項に記載の方法。
  21. 【請求項21】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    の浸透性は、ＡＳＴＭ Ｄ−５ ＠25℃で測定すると、
    約５〜100 であることを特徴とする請求項１、６または
    ７のいずれか１項に記載の方法。
  22. 【請求項22】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    の浸透性は、ＡＳＴＭ Ｄ−５ ＠25℃で測定すると、
    約15〜40であることを特徴とする請求項１、６または７
    のいずれか１項に記載の方法。
  23. 【請求項23】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    の浸透性は、ＡＳＴＭ Ｄ−５ ＠25℃で測定すると、
    約15〜30であることを特徴とする請求項１、６または７
    のいずれか１項に記載の方法。
  24. 【請求項24】上記段階は、触媒酸化されたアスファルト
    セメントをアスファルト先駆体と混合して、舗装用アス
    ファルトセメントを製造することを含むことを特徴とす
    る舗装用アスファルトセメントの製造方法。
  25. 【請求項25】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    は、１つまたは複数の高品質舗装用アスファルト先駆
    体、低品質舗装用アスファルト先駆体、非舗装用アスフ
    ァルト先駆体またはそれらの混合物と混合されることを
    特徴とする請求項24に記載の方法。
  26. 【請求項26】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    は、高品質舗装用アスファルト先駆体、低品質舗装用ア
    スファルト先駆体、非舗装用アスファルト先駆体または
    それらの混合物からなる群から選択されたアスファルト
    先駆体を触媒酸化することによって製造されることを特
    徴とする請求項25に記載の方法。
  27. 【請求項27】上記舗装の轍の減少の割合が、20％以上で
    あることを特徴とする請求項26に記載の方法。
  28. 【請求項28】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    を製造するのに使用する触媒は、燐酸、五酸化燐、塩化
    第一鉄または塩化第二鉄であることを特徴とする請求項
    27に記載の方法。
  29. 【請求項29】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    は、触媒量の塩化第一鉄または塩化第二鉄を使用して製
    造されることを特徴とする請求項27に記載の方法。
  30. 【請求項30】上記舗装用アスファルトセメントは、さら
    に、少なくとも１つの性能強化剤を含むことを特徴とす
    る請求項29に記載の方法。
  31. 【請求項31】上記舗装用アスファルトセメントは、性能
    強化剤をほとんど含まないことを特徴とする請求項29に
    記載の方法。
  32. 【請求項32】触媒酸化されたアスファルトセメントとア
    スファルト先駆体の混合物を含むことを特徴とする、性
    能強化剤を含まない舗装用アスファルトセメント。
  33. 【請求項33】上記触媒酸化されたアスファルトセメント
    は、１つまたは複数の高品質舗装用アスファルト先駆
    体、低品質舗装用アスファルト先駆体、非舗装用アスフ
    ァルト先駆体またはそれらの混合物から製造されること
    を特徴とする請求項32に記載の舗装用アスファルトセメ
    ント。
  34. 【請求項34】上記アスファルト先駆体は、１つまたは複
    数の高品質舗装用アスファルト先駆体、低品質舗装用ア
    スファルト先駆体、非舗装用アスファルト先駆体または
    それらの混合物であることを特徴とする請求項33に記載
    の舗装用アスファルトセメント。
  35. 【請求項35】上記舗装用アスファルトセメントは、さら
    に、少なくとも１つの性能強化剤を含むことを特徴とす
    る請求項34に記載の舗装用アスファルトセメント。
  36. 【請求項36】上記触媒酸化アスファルトセメントは、触
    媒量の燐酸、五酸化燐、塩化第一鉄または塩化第二鉄を
    使用して製造されることを特徴とする請求項32に記載の
    舗装用アスファルトセメント。
  37. 【請求項37】上記触媒酸化アスファルト先駆体は、触媒
    量の塩化第一鉄または塩化第二鉄を使用して製造される
    ことを特徴とする請求項32に記載の舗装用アスファルト
    セメント。
  38. 【請求項38】上記舗装用アスファルトセメントは、性能
    強化剤をほとんど含まないことを特徴とする請求項32、
    35または36のいずれか１項に記載の舗装用アスファルト
    セメント。
  39. 【請求項39】上記舗装用アスファルトセメントは、少な
    くとも１つの性能強化剤を含むことを特徴とする請求項
    32、35または36のいずれか１項に記載の舗装用アスファ
    ルトセメント。
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