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JP7595853B2 - Porous Asphalt Paving Mixture - Google Patents

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JP7595853B2
JP7595853B2 JP2019012227A JP2019012227A JP7595853B2 JP 7595853 B2 JP7595853 B2 JP 7595853B2 JP 2019012227 A JP2019012227 A JP 2019012227A JP 2019012227 A JP2019012227 A JP 2019012227A JP 7595853 B2 JP7595853 B2 JP 7595853B2
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亜州夫 米倉
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株式会社米倉社会インフラ技術研究所
吉田 利兵衛
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Description

特許法第30条第2項適用 1)集会での発表 [開催日]平成30年2月22日 [集会名、開催場所]PM研究会舗装分科会会合、学校法人鶴学園広島工業大学 [公開者]米倉亜州夫 [公開された発明の内容]ポーラスアスファルト舗装についての発表で、廃棄カーボンブラックを添加した炭化物添加ポーラスアスファルト混合物が従来に比較して性能を向上させたことを発表した。 2)説明会での発表 [開催日]平成30年2月28日 [集会名、開催場所]広島県商工労働局海外ビジネス課主催環境ビジネス海外展開報告会、リーガロイヤルホテル広島 [公開者]米倉亜州夫 [公開された発明の内容]インドネシアへビジネス展開することを目的とした説明会でインドネシアの人等に、廃棄カーボンブラックを添加した炭化物添加ポーラスアスファルト混合物が従来に比較して性能を向上させることを説明した。Patent Law Article 30, paragraph 2 applies 1) Presentation at a meeting [Date held] February 22, 2018 [Name of meeting, location] PM Study Group Pavement Subcommittee Meeting, Tsuru Gakuen Hiroshima Institute of Technology [Discloser] Yonekura Asia [Disclosed invention] In a presentation on porous asphalt pavement, it was announced that a carbide-added porous asphalt mixture to which waste carbon black has been added has improved performance compared to conventional methods. 2) Presentation at an explanatory meeting [Date held] February 28, 2018 [Name of meeting, location] Environmental business overseas expansion report meeting hosted by the Overseas Business Division of the Hiroshima Prefectural Bureau of Commerce, Industry and Labor, Rihga Royal Hotel Hiroshima [Discloser] Yonekura Asia [Disclosed invention] At an explanatory meeting aimed at expanding business into Indonesia, it was explained to Indonesians that a carbide-added porous asphalt mixture to which waste carbon black has been added has improved performance compared to conventional methods.

本発明は、透水機能を有する舗装に使用される、ポリマー改質アスファルトやカーボンブラックを使用したポーラスアスファルト舗装混合物に関する。 The present invention relates to a porous asphalt pavement mixture using polymer-modified asphalt and carbon black, which is used for pavements with water permeability.

ポリマー改質アスファルトH型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の発明として、特許文献1には、骨材、フィラーおよびアスファルト系バインダから構成されるアスファルト混合物からなる既設アスファルト舗装を取り壊して得られる粒状のアスファルト廃材を洗浄して微細粒子を取り除く洗浄工程と、前記洗浄後のアスファルト廃材に付着しているアスファルトを剥がす摩砕工程とを設けて製造した再生骨材を使用した再生ポーラスアスファルト舗装混合物が開示されている。そして、ポリマー改質アスファルトH型を使用した再生ポーラスアスファルトのカンダブロ試験結果等が掲載されている。 As an invention of a porous asphalt pavement mixture using polymer-modified asphalt H type, Patent Document 1 discloses a recycled porous asphalt pavement mixture using recycled aggregate produced by demolishing an existing asphalt pavement consisting of an asphalt mixture composed of aggregate, filler, and asphalt-based binder, and implementing a washing process for washing and removing fine particles from granular asphalt waste material obtained by demolishing the existing asphalt pavement, and a grinding process for removing the asphalt adhering to the washed asphalt waste material. It also publishes the results of a Candabro test on recycled porous asphalt using polymer-modified asphalt H type.

特開2008-208606号公報JP 2008-208606 A

普通アスファルト舗装である密粒度アスファルト舗装は空隙率3~5%であるので、図2に示すように降雨4があると雨水が密粒度アスファルト舗装2の表面を雨水の舗装表面流れ5bとなって流れ、道路舗装路面に水がたまるという問題があったので、道路舗装路面の排水を行うために、ポーラスアスファルト舗装1は降雨4が舗装内のアスファルトの空隙を通って滴り落ちるように空隙率を約20%にしてアスファルト舗装の空隙を多くして透水機能を高めたアスファルト舗装である。ポーラスアスファルト舗装1の場合は、図1に示すように、降雨4は雨水の浸透流れ5aに示すようにアスファルト舗装内を透水し不透水層3の上に沿って流れ排水溝に流れていく。 Normal asphalt pavement, dense-graded asphalt pavement, has a void ratio of 3-5%, so as shown in Figure 2, when there is rainfall 4, rainwater flows over the surface of the dense-graded asphalt pavement 2 as rainwater pavement surface flow 5b, causing the problem of water accumulating on the road pavement surface. To drain the road pavement surface, porous asphalt pavement 1 is an asphalt pavement with a void ratio of about 20%, increasing the number of voids in the asphalt pavement and improving the permeability so that rainfall 4 can drip through the voids in the asphalt within the pavement. In the case of porous asphalt pavement 1, as shown in Figure 1, rainfall 4 permeates through the asphalt pavement as shown in the rainwater infiltration flow 5a, flows over the impermeable layer 3, and flows into the drainage ditch.

特許文献1の発明は、再生ポーラスアスファルト(ポリマー改質H型)の、すり減りや骨材飛散抵抗性を評価するカンタブロ試験結果が基準損失率20%に対して、特許文献1の表19に8.0~11.4%であることは記載されているが、基準損失率20%をクリアしたとしてもポーラスアスファルト舗装は空隙率が高いことなどから長年による使用により骨材飛散が発生しやすく、寿命が密粒度アスファルト舗装に比較して60~70%しかない。例えば、普通アスファルト舗装が約12年で補修するとすれば、ポーラスアスファルト舗装は、図4に示すように実際の道路からサンプルを取ってカンタブロ試験などのアスファルト舗装試験を実施した結果、約9年で舗装の性能が減少してアスファルト舗装の要求性能を満たさなくなり、表層を補修しなければならないという問題があった。 The invention of Patent Document 1 states that the results of the Cantabro test, which evaluates the wear and resistance to aggregate scattering of recycled porous asphalt (polymer modified H type), are 8.0 to 11.4% compared to a standard loss rate of 20% in Table 19 of Patent Document 1. However, even if the standard loss rate of 20% is cleared, porous asphalt pavement is prone to aggregate scattering over many years of use due to its high void ratio, and its lifespan is only 60 to 70% compared to dense-graded asphalt pavement. For example, while normal asphalt pavement is repaired after about 12 years, porous asphalt pavement, as shown in Figure 4, has a problem in that the performance of the pavement decreases in about 9 years and no longer meets the required performance of asphalt pavement, and the surface layer must be repaired.

すり減りや骨材飛散抵抗性を評価する現在のカンタブロ試験は、供試体1個をロサンゼルス試験機のドラムに入れ、鋼球を使用しないでドラムを300回転させた後の前記供試体の重量減を測り損失量を求める試験である。通常は室温の乾燥状態で行うが、低温で行ったり、水浸後の供試体を用いたりする試験でもある。この試験では紫外線曝露後の供試体を試験することを規定していない。 The current Cantabro test, which evaluates abrasion and aggregate scattering resistance, involves placing one specimen in the drum of a Los Angeles testing machine, rotating the drum 300 times without using steel balls, and then measuring the weight loss of the specimen to determine the amount of loss. It is usually performed at room temperature in a dry state, but it can also be performed at low temperatures or using specimens that have been immersed in water. This test does not stipulate that specimens be tested after exposure to ultraviolet light.

また、カーボンブラックを製造する工程で床面等に落下した廃棄カーボンブラックは、集塵機で周辺も含めて根こそぎ捕集するため、床面に落下している水分やホコリが混ざって収集される。この廃棄カーボンブラックはカーボンブラックの出荷品質基準を満足してないから出荷することができずに焼却処分になり、廃棄されリサイクルされていないという問題があった。 In addition, waste carbon black that falls onto the floor during the carbon black manufacturing process is collected by a dust collector, including the surrounding area, and is collected together with moisture and dust that has fallen onto the floor. This waste carbon black does not meet the shipping quality standards for carbon black and cannot be shipped, so it is incinerated, creating the problem of being discarded and not recycled.

また、廃棄カーボンブラックは、水分をいくらか含有しているため、アスファルト混合物製造において、約180℃に加熱した骨材や石粉と、水分を含有した廃棄カーボンブラックとを混合させる工程において水蒸気爆発が発生する危険が予測されるとか、超微粒子の廃棄カーボンブラックが団粒となって混合物が均一に混合されないことにより混合物としての品質が安定しないとか、水分を含有した廃棄カーボンブラックが混ざり込んだアスファルトと骨材との接着力が低下するとかの問題があったため、水分を含有する廃棄カーボンブラックは商品として出荷できないという問題があった。 In addition, because waste carbon black contains some moisture, there are problems with the risk of a steam explosion occurring during the process of mixing the moisture-containing waste carbon black with aggregate and stone powder heated to about 180°C in the production of asphalt mixtures; the ultrafine particles of waste carbon black form agglomerates, preventing the mixture from being mixed uniformly, making the quality of the mixture unstable; and the adhesive strength between the asphalt and aggregate that contains moisture-containing waste carbon black decreases. As a result, there are problems with waste carbon black that contains moisture and cannot be shipped as a product.

また、水分を含む乾留炭化物は、アスファルト舗装混合物製造における約180℃に加熱した骨材や石粉と、水分を含有した廃棄カーボンブラックとを混合させる工程において水蒸気爆発が発生する危険が予測されるという問題があった。 In addition, there was a problem in that the dry distillation charcoal containing moisture was predicted to pose a risk of steam explosion during the process of mixing aggregate and stone powder heated to approximately 180°C with waste carbon black containing moisture in the production of asphalt paving mixture.

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、道路舗装として、舗装の空隙率を大きくして雨水が透水しやすく、かつ骨材飛散が発生しにくいポーラスアスファルト舗装混合物を提供することを課題とする。 The present invention was devised in light of these problems, and its objective is to provide a porous asphalt pavement mixture for road pavement that increases the porosity of the pavement, allowing rainwater to easily permeate, while preventing aggregate scattering.

発明者は、ストレートアスファルトを使用する密粒度アスファルト舗装混合物と、ポリマー改質アスファルトH型を使用するポーラスアスファルト舗装混合物との相違点として、空隙率に約4~6倍の差があること、及び、ポリマー改質アスファルトH型はストレートアスファルトに樹脂などのポリマーを追加していることに着目した。また、図3(a)に示すようにカーボンブラック(CB)を含まないポーラスアスファルト舗装混合物20の場合、施工時はポリマー改質アスファルトH型40aが砂利等の骨材30を覆っているが、経過年数が経つと図3(b)に示すようにポリマー改質アスファルトH型40aが劣化して骨材30がむき出しになっていることにも着目した。 The inventors noticed that the differences between dense-graded asphalt pavement mixtures using straight asphalt and porous asphalt pavement mixtures using polymer-modified asphalt H-type are that the void ratio is about 4 to 6 times larger, and that polymer-modified asphalt H-type adds polymers such as resin to straight asphalt. In addition, the inventors noticed that in the case of porous asphalt pavement mixtures 20 that do not contain carbon black (CB) as shown in Figure 3(a), the polymer-modified asphalt H-type 40a covers aggregates 30 such as gravel at the time of construction, but over the years, the polymer-modified asphalt H-type 40a deteriorates and the aggregates 30 become exposed as shown in Figure 3(b).

また、カーボンブラックには、工業的に品質制御して製造される直径3~500nm程度の炭素の微粒子である新品カーボンブラック、カーボンブラックを製造する工程や袋詰め作業中に床面に落下したカーボンブラックや工程内に滞留したカーボンブラックを集めた廃棄カーボンブラック、廃ゴム乾留炭化物、廃タイヤ乾留炭化物、又は、廃タイヤ乾留炭化物をラジアルタイヤのスチールと乾留炭化物に分離するときに水の中を通した水分含有廃タイヤ乾留炭化物が含まれる。 Carbon black also includes new carbon black, which is fine carbon particles with a diameter of about 3 to 500 nm that are manufactured under industrial quality control; waste carbon black, which is collected from carbon black that has fallen to the floor during the carbon black manufacturing process or during bagging work, or carbon black that has accumulated within the process; carbonized waste rubber; carbonized waste tire; and water-containing carbonized waste tire carbonized waste that has been passed through water when carbonized waste tire carbonized waste is separated into radial tire steel and carbonized waste tire.

なお、廃棄カーボンブラックには水分を含有しない廃棄カーボンブラックと水分を含有した廃棄カーボンブラックが含まれ、廃ゴム乾留炭化物は水分を含有していない。 Note that waste carbon black includes waste carbon black that does not contain moisture and waste carbon black that contains moisture, and waste rubber carbonized carbon does not contain moisture.

請求項1に記載のポーラスアスファルト舗装混合物は、ポリマー改質アスファルトH型と、カーボンブラック88.9~96.1重量%、水分0.3~6重量%、塵や微粒分等の不純物0.1~2.1重量%の組成の廃棄カーボンブラックと、砕石と、砕砂と、石粉と、を配合したことからなることを特徴とする。
The porous asphalt pavement mixture according to claim 1 comprises polymer-modified asphalt H type, waste carbon black having a composition of 88.9 to 96.1% by weight of carbon black, 0.3 to 6% by weight of moisture, and 0.1 to 2.1% by weight of impurities such as dust and fine particles. It is characterized in that it is composed of a mixture of crushed stone , crushed sand, and stone powder.

請求項2に記載のポーラスアスファルト舗装混合物は、請求項1において、カーボンブラック88.9~96.1重量%、水分0.3~6重量%、塵や微粒分等の不純物0.1~2.1重量%の組成の前記廃棄カーボンブラックの、前記ポーラスアスファルト舗装混合物に対する添加量が0.01~10重量%であることを特徴とする。
The porous asphalt pavement mixture according to claim 2 is characterized in that the waste carbon black in claim 1 has a composition of 88.9 to 96.1% by weight of carbon black, 0.3 to 6% by weight of moisture, and 0.1 to 2.1% by weight of impurities such as dust and fine particles. The amount of the waste carbon black added to the porous asphalt pavement mixture is 0.01 to 10% by weight.

本発明者は、すり減りや骨材飛散抵抗性を評価する現在のカンタブロ試験は紫外線曝露せずに実施されているが、アスファルト舗装は太陽光による紫外線に曝露されるので紫外線曝露後の供試体のカンダブロ試験も必要と考えた。そして、紫外線曝露後の供試体をカンダブロ試験することとし、前記紫外線曝露は、耐候性試験装置(型式メタルウェザーKU-R5、ダイプラ・ウインテス株式会社製)を使用し、日本の太陽光の20年分に相当する紫外線量として、照度75mV/cm 2 、温度60℃、時間を40日間、フィルターKF-1(可視光線、紫外線用)の条件設定で供試体の紫外線曝露を実施した。 The inventors thought that while the current Cantabro test to evaluate wear and aggregate scattering resistance is performed without exposure to ultraviolet light, as asphalt pavement is exposed to ultraviolet light from sunlight, it would also be necessary to perform a Candabro test on the specimens after exposure to ultraviolet light. They decided to perform a Candabro test on the specimens after exposure to ultraviolet light, and for the ultraviolet light exposure, they used a weather resistance test device (Model Metal Weather KU-R5, manufactured by Daipla Wintes Co., Ltd.) and exposed the specimens to ultraviolet light under conditions of illuminance 75 mV/cm2, temperature 60°C, time 40 days, and filter KF-1 (for visible light and ultraviolet light), which is equivalent to 20 years of sunlight in Japan.

カンタブロ試験は紫外線曝露せずに実施され基準は損失率20%以下である。そこで、紫外線曝露をしない供試体と紫外線曝露した供試体とでカンタブロ試験を実施すると、表8に示すように、ポリマー改質アスファルトII型の場合に、紫外線曝露せずの場合の損失率が19.6%の供試体が紫外線曝露後の損失率が42.5%と基準損失率をクリアできず、また、紫外線曝露せずの場合の損失率が15.2%の供試体が紫外線曝露後の損失率が26.8%と基準損失率をクリアできていない結果が得られた。このことは、ポーラスアスファルト舗装の骨材飛散が長期間使用すると増大するという実情と一致する。 The Cantabro test is conducted without exposure to UV light, and the standard is a loss rate of 20% or less. When the Cantabro test was conducted on specimens that were not exposed to UV light and those that were exposed to UV light, as shown in Table 8, in the case of polymer modified asphalt type II, the specimen that had a loss rate of 19.6% without UV light exposure had a loss rate of 42.5% after UV light exposure, which did not meet the standard loss rate, and the specimen that had a loss rate of 15.2% without UV light exposure had a loss rate of 26.8% after UV light exposure, which did not meet the standard loss rate. This is consistent with the reality that aggregate scattering from porous asphalt pavement increases with long-term use.

これに対して、本発明のポリマー改質アスファルトH型の場合は、表8に示すように、廃棄カーボンブラックを添加しない場合は、紫外線曝露せずの場合の損失率が7.8%の供試体が紫外線曝露後の損失率が19.3%と基準損失率をギリギリにクリアできたが、廃棄カーボンブラックを添加した場合は、紫外線曝露せずの場合の損失率が6.7%の供試体が紫外線曝露後の損失率が10.3%と基準損失率を大きくクリアできたという顕著な効果が得られた。これにより、紫外線曝露をしていない供試体のカンタブロ試験で基準の損失率20%をクリアしていても紫外線曝露によってすり減りが増加し骨材飛散抵抗性は悪化することが示され、実際のポーラスアスファルト舗装の骨材飛散が密粒度アスファルト舗装より多い実情をみると、紫外線曝露をした後の供試体のカンタブロ試験が必要であることが示された。 In contrast, in the case of the polymer modified asphalt H type of the present invention, as shown in Table 8, when waste carbon black was not added, the test specimen with a loss rate of 7.8% without UV exposure had a loss rate of 19.3% after UV exposure, which barely cleared the standard loss rate, but when waste carbon black was added, the test specimen with a loss rate of 6.7% without UV exposure had a loss rate of 10.3% after UV exposure, which was a significant effect that far exceeded the standard loss rate. This shows that even if the test specimen without UV exposure clears the standard loss rate of 20% in the Cantabro test, wear increases due to UV exposure and aggregate scattering resistance deteriorates. Considering the fact that aggregate scattering in actual porous asphalt pavement is greater than in dense-graded asphalt pavement, it was shown that a Cantabro test of the test specimen after UV exposure is necessary.

また、廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物の再資源化ができるという顕著な効果があり、廃棄カーボンブラックを廃棄処分で焼却する場合は多量のCOが大気中に排出されていたのを抑止できるので地球温暖化防止という効果もある。 In addition, there is a remarkable effect that the waste carbon black or the dry-distilled carbonized material containing moisture can be recycled, and when the waste carbon black is incinerated for disposal, a large amount of CO2 is discharged into the atmosphere, but this can be prevented, which has the effect of preventing global warming.

カーボンブラックを180℃に加熱した骨材と石粉と混合してミキサーで空練したときに粉塵が多量に発生すると懸念されていたが、廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物の場合は、粉塵が発生しなかったという顕著な効果があった。廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物が水分を含有しているので、この水分は粉塵の発生を抑制したものと考えられる。これにより、粉塵災害が発生しないという安全健康環境を実現できる。 There was concern that a large amount of dust would be generated when carbon black was mixed with aggregate heated to 180°C and stone powder and then dry-mixed in a mixer, but in the case of waste carbon black or dry-distilled charcoal containing moisture, there was a remarkable effect in that no dust was generated. Because waste carbon black or dry-distilled charcoal containing moisture contains moisture, it is believed that this moisture suppresses the generation of dust. This makes it possible to create a safe and healthy environment where no dust-related accidents occur.

さらに、水蒸気爆発が発生しなかったが、この理由として、廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物を、180℃に加熱した骨材と石粉とともにミキサー中に投入して空練したときに、廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物に含有されていた水分が飛散したためと思われる。 Furthermore, no steam explosion occurred. This is believed to be because the moisture contained in the waste carbon black or the dry-distilled carbide containing moisture was dispersed when the waste carbon black or the dry-distilled carbide containing moisture was put into a mixer together with aggregate and stone powder heated to 180°C and mixed dry.

さらに、新品のカーボンブラックは約30万円以上/トンであり、これに比較して廃棄カーボンブラックは廃棄処理していたものの再利用であるので安価化できる。また、安価な廃棄カーボンブラックの添加量は0.01~10%の範囲内でよいので、高価なカーボンブラックに比較してさらに安価化ができる。 Furthermore, new carbon black costs more than 300,000 yen per ton, so waste carbon black is cheaper in comparison because it is reused from waste materials that had been disposed of. Also, the amount of cheap waste carbon black added can be within the range of 0.01-10%, so it is even cheaper than expensive carbon black.

したがって、従来からのポーラスアスファルト道路舗装は空隙率が高いことにより透水性を有するが寿命が密粒度アスファルト道路舗装に比較して60~70%しかなかったが、本願発明のポーラスアスファルト道路舗装は透水性を有しかつ紫外線照射を受けても寿命を密粒度アスファルト道路舗装と同等かそれ以上のレベルにすることができるという顕著な効果を有する。 Conventional porous asphalt road pavements have high porosity and therefore have water permeability, but their lifespan is only 60-70% of that of dense-graded asphalt road pavements. However, the porous asphalt road pavement of the present invention has the remarkable effect of being water permeable and having a lifespan equal to or greater than that of dense-graded asphalt road pavements even when exposed to ultraviolet light.

ポーラスアスファルト舗装の雨水の浸透流れを説明する断面説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the infiltration and flow of rainwater through a porous asphalt pavement. 密粒度アスファルト舗装の雨水の舗装表面流れを説明する断面説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the flow of rainwater over the surface of a dense-graded asphalt pavement. ポーラスアスファルト舗装混合物の表層における骨材を覆うポリマー入りアスファルトの劣化状況の説明図で、(a)が施工開始時のポリマー入りアスファルト(ポリマー改質アスファルトH型)が骨材表面を覆っている状況を表示した説明図で、(b)が数年後の従来のカーボンブラック(CB)無しのポリマー改質アスファルトH型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の場合で表層骨材表面からポリマー改質アスファルトH型が剥離した状況と表層骨材が飛散した状況を表示した説明図で、(c)が数年後の本発明のカーボンブラック(CB)を含むポリマー改質アスファルトH型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の場合で表層骨材表面にポリマー改質アスファルトH型がまだ残存して骨材表面を覆っている状況を表示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the deterioration state of the polymer-containing asphalt covering the aggregate in the surface layer of the porous asphalt pavement mixture, in which (a) is an explanatory diagram showing the state in which the polymer-containing asphalt (polymer-modified asphalt H type) covers the aggregate surface at the start of construction, (b) is an explanatory diagram showing the state in which the polymer-modified asphalt H type peels off from the surface of the surface aggregate in the case of a porous asphalt pavement mixture using a conventional polymer-modified asphalt H type without carbon black (CB) several years later, and the state in which the surface aggregate is scattered, and (c) is an explanatory diagram showing the state in which the polymer-modified asphalt H type still remains on the surface of the surface aggregate and covers the aggregate surface in the case of a porous asphalt pavement mixture using the polymer-modified asphalt H type containing carbon black (CB) of the present invention several years later. ポーラスアスファルト舗装混合物のアスファルトが、カーボンブラック(CB)を含まないポリマー改質アスファルトH型の場合と本発明のCBを含んだポリマー改質アスファルトH型の場合との比較をした説明図で、(a)が性能劣化と補修実施と経過年数との関係で示した説明図で、(b)が建設及び補修費用と経過年数との関係を示した説明図で、20年経過後のライフサイクルコストの差を示した図である。FIG. 1 is an explanatory diagram comparing the asphalt of a porous asphalt pavement mixture in the case of a polymer-modified asphalt H-type that does not contain carbon black (CB) with that in the case of a polymer-modified asphalt H-type that contains CB of the present invention, in which (a) is an explanatory diagram showing the relationship between performance deterioration, repair implementation, and number of years that have passed, and (b) is an explanatory diagram showing the relationship between construction and repair costs and number of years that have passed, and shows the difference in life cycle costs after 20 years.

本発明のカーボンブラックの組成については、廃棄カーボンブラックの組成は、カーボンブラック88.9~96.1%、水分0.3~11.0%、塵や微粒分等の不純物0.1~2.1%であり、廃ゴム乾留炭化物の組成はカーボンブラック約70%、石灰系の不純物約30%であり、水分含有廃タイヤ乾留炭化物の組成はカーボンブラック75~85%、不純物約15%、水分5~10%であり、廃タイヤ乾留炭化物の組成はカーボンブラック約85%、不純物約15%であり、新品カーボンブラックの組成はカーボンブラック100%である。 Regarding the composition of the carbon black of the present invention, the composition of the waste carbon black is 88.9-96.1% carbon black, 0.3-11.0% moisture, and 0.1-2.1% impurities such as dust and fine particles, the composition of the carbonized waste rubber is about 70% carbon black and about 30% lime-based impurities, the composition of the carbonized waste tire containing moisture is 75-85% carbon black, about 15% impurities, and 5-10% moisture, the composition of the carbonized waste tire is about 85% carbon black and about 15% impurities, and the composition of the new carbon black is 100% carbon black.

本発明のポーラスアスファルト舗装混合物は、新品カーボンブラック、廃棄カーボンブラック、廃ゴム乾留炭化物、廃タイヤ乾留炭化物又は水分含有廃タイヤ乾留炭化物のうちのいずれかと、ポリマー改質アスファルトH型とを含む。 The porous asphalt pavement mixture of the present invention contains either new carbon black, waste carbon black, waste rubber carbonized carbonized waste tire carbonized carbonized waste tire carbonized carbonized water-containing waste tire, and polymer-modified asphalt type H.

また、前記カーボンブラックの前記ポーラスアスファルト舗装混合物に対する添加量が0.01~10%である。好ましくは0.1%~5%である。より好ましくは0.1%~3%で、更に好ましくは0.1%~0.5%である。前記添加量が5%まではポーラスアスファルト舗装混合物のもろさは目立たないが、前記添加量が10%を超えて多く添加するとポーラスアスファルト舗装混合物が脆くなる。 The amount of carbon black added to the porous asphalt pavement mixture is 0.01 to 10%. It is preferably 0.1% to 5%. It is more preferably 0.1% to 3%, and even more preferably 0.1% to 0.5%. When the amount added is up to 5%, the brittleness of the porous asphalt pavement mixture is not noticeable, but when the amount added exceeds 10%, the porous asphalt pavement mixture becomes brittle.

本発明のポーラスアスファルト舗装混合物(c~d)の配合率の一例及び、比較例(a、b)の配合率を表1に示す。表1において、a及びbの供試体はポリマー改質アスファルトII型で室内試験用及び実機プラント試験用の供試体に使用し、cの供試体はポリマー改質アスファルトH型で室内試験用及び実機プラント試験用の供試体に使用し、dの供試体はポリマー改質アスファルトH型で実機プラント試験用の供試体に使用し、eの供試体はポリマー改質アスファルトH型で室内試験用の供試体に使用した。 An example of the blending ratio of the porous asphalt pavement mixture (c-d) of the present invention and the blending ratios of the comparative examples (a, b) are shown in Table 1. In Table 1, specimens a and b are polymer-modified asphalt type II used for indoor tests and full-scale plant tests, specimen c is polymer-modified asphalt type H used for indoor tests and full-scale plant tests, specimen d is polymer-modified asphalt type H used for full-scale plant tests, and specimen e is polymer-modified asphalt type H used for indoor tests.

表1より、本発明のポーラスアスファルト舗装混合物は、ポリマー改質アスファルトH型、廃棄カーボンブラック、6号砕石、砕砂、石粉を含む。6号砕石及び砕砂の材質はホルンヘルスを使用し、石粉の材質は石灰石粉を使用した。 As can be seen from Table 1, the porous asphalt pavement mixture of the present invention contains polymer modified asphalt type H, waste carbon black, No. 6 crushed stone, crushed sand, and stone powder. Horn Health was used for the No. 6 crushed stone and crushed sand, and limestone powder was used for the stone powder.

まず、室内試験で、アスファルト舗装混合物の品質試験を実施し、具体的には、アスファルト舗装混合物の骨材飛散抵抗性を評価するカンタブロ試験、実際の道路のわだち掘れと良い相関があるホイールトラッキング試験、アスファルト舗装混合物の荷重により破壊するときの最大荷重と変形量を評価するマーシャル安定度試験を実施した。 First, quality tests were conducted on the asphalt pavement mixture in laboratory tests. Specifically, a Cantabro test was conducted to evaluate the aggregate scattering resistance of the asphalt pavement mixture, a wheel tracking test that has a good correlation with actual road rutting, and a Marshall stability test was conducted to evaluate the maximum load and deformation amount when the asphalt pavement mixture breaks under load.

カンタブロ試験は、室温で、ポーラスアスファルト舗装混合物の供試体をロサンゼルス試験機に入れ、鋼球を使用しないでドラムを300回転させ、試験後の前記供試体の損失量を測定した。カンタブロ試験結果は、ポリマー改質アスファルトH型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の本発明と、ポリマー改質アスファルトII型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の比較例とを、廃棄カーボンブラックに対する含水率を変えて実施した。その室内試験の結果を表2に示す。 In the Cantablo test, a sample of porous asphalt pavement mixture was placed in a Los Angeles tester at room temperature, the drum was rotated 300 times without using steel balls, and the amount of loss of the sample after the test was measured. The Cantablo test results were performed on the porous asphalt pavement mixture of the present invention using polymer modified asphalt H type and the comparative example of porous asphalt pavement mixture using polymer modified asphalt II type, with different moisture contents relative to the waste carbon black. The results of the laboratory test are shown in Table 2.

表2から、ポリマー改質アスファルトII型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の場合は、カンタブロ損失率が10.8%~13.5%で、廃棄カーボンブラックに対する含水率が大きいほどカンタブロ損失率が大きくなったが、いずれもカンタブロ損失率の基準値である20%を大きく下回っていた。 As can be seen from Table 2, in the case of porous asphalt pavement mixtures using polymer modified asphalt type II, the cantabro loss rate was 10.8% to 13.5%, and the cantabro loss rate increased as the moisture content of the waste carbon black increased, but all were significantly below the standard value of 20% for the cantabro loss rate.

また、ポリマー改質アスファルトH型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の場合は、廃棄カーボンブラックに対する含水率が0%を使用したが、カンタブロ損失率は6.3%であり、廃棄カーボンブラックに対する含水率が0%のポリマー改質アスファルトII型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物のカンタブロ損失率が10.8%であった。これから、ポリマー改質アスファルトH型を使用した方がポリマー改質アスファルトII型を使用する場合に比較してカンタブロ損失率が約半減することが示された。 In addition, in the case of a porous asphalt pavement mixture using polymer modified asphalt type H, the moisture content of the waste carbon black was 0%, but the cantabro loss rate was 6.3%, while the cantabro loss rate of a porous asphalt pavement mixture using polymer modified asphalt type II, which has a moisture content of 0% for the waste carbon black, was 10.8%. This shows that the cantabro loss rate is reduced by about half when polymer modified asphalt type H is used compared to when polymer modified asphalt type II is used.

また、ポリマー改質アスファルトII型でみた場合、含水率6%の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率0%の場合とほぼ同じであり含水による品質低下は認められない。 In addition, when looking at polymer modified asphalt type II, the quality of the porous asphalt pavement mixture to which waste carbon black with a moisture content of 6% was added was almost the same as that with a moisture content of 0%, and no deterioration in quality due to moisture was observed.

次に、ホイールトラッキング試験は、ポーラスアスファルト舗装混合物の所定の寸法の供試体(30×30×5cm)上に載荷した小型の鉄車輪(直径20cm、幅5cm、接地圧6.4kg/cm)を規定温度(60℃)、規定時間、規定速度(走行距離23cmを21往復/分)で繰り返し往復走行させ、単位時間当たりの変形量(轍掘れ)から動的安定度(回/mm)を求めた。轍掘れを測定し動的安定度を示すホイールトラッキング試験は、ポリマー改質アスファルトII型とポリマー改質アスファルトH型と比較して、廃棄カーボンブラック(WCB)添加の効果の違いを確認した。その室内試験の結果を表3に示す。 Next, in the wheel tracking test, a small iron wheel (diameter 20 cm, width 5 cm, ground pressure 6.4 kg/ cm2 ) loaded on a specimen of a specified size (30 x 30 x 5 cm) of porous asphalt pavement mixture was repeatedly run back and forth at a specified temperature (60 ° C), a specified time, and a specified speed (21 round trips/min for a distance of 23 cm), and the dynamic stability (rounds/mm) was calculated from the deformation per unit time (rutting). The wheel tracking test, which measures rutting and indicates dynamic stability, was compared with polymer modified asphalt type II and polymer modified asphalt type H to confirm the difference in the effect of adding waste carbon black (WCB). The results of the laboratory test are shown in Table 3.

表3から、ポリマー改質アスファルトII型の場合の動的安定度(DS値)は、5,730回/mm~6,300回/mmで、基準値の3,000回/mmを大きく上回っており良好であった。ポリマー改質アスファルトH型の場合の動的安定度(DS値)は、廃棄カーボンブラック(WCB)の添加量が1%と少ないのにもかかわらず15,750回/mmが得られて、ポリマー改質アスファルトII型の場合より約3倍も大きく、動的安定度(DS値)の性能が著しく向上していることが示されている。すなわち、轍掘れが長期間使用してもほとんど発生しないことが示されている。 As can be seen from Table 3, the dynamic stability (DS value) of polymer modified asphalt type II was 5,730 times/mm to 6,300 times/mm, which was significantly higher than the standard value of 3,000 times/mm and was good. The dynamic stability (DS value) of polymer modified asphalt type H was 15,750 times/mm, despite the small amount of waste carbon black (WCB) added of 1%, which is about three times higher than that of polymer modified asphalt type II, indicating a significant improvement in dynamic stability (DS value) performance. In other words, it was shown that rutting hardly occurs even after long-term use.

また、ポリマー改質アスファルトII型でみた場合、含水率6%の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率0%の場合とほぼ同じであり含水による品質低下は認められない。 In addition, when looking at polymer modified asphalt type II, the quality of the porous asphalt pavement mixture to which waste carbon black with a moisture content of 6% was added was almost the same as that with a moisture content of 0%, and no deterioration in quality due to moisture was observed.

次に、マーシャル安定度試験は、ポーラスアスファルト舗装混合物の円筒形供試体(直径101.6mm、厚さ63.5mm)の側面を円弧形の2枚の載荷ヘッドで挟み、規定温度(60℃)、規定載荷速度(毎分50mm)により直径方向に荷重を加え、前記円筒形供試体が破壊するまでに示す最大荷重(安定度kN)それに対する変形量(フロー値1/100cm)を測定した。マーシャル安定度試験を実施し、ポリマー改質アスファルトII型とポリマー改質アスファルトH型とを比較して、廃棄カーボンブラック(WC)添加の効果の違いを確認した。その室内試験の結果を表4に示す。 Next, in the Marshall stability test, the sides of a cylindrical specimen of porous asphalt pavement mixture (diameter 101.6 mm, thickness 63.5 mm) were clamped between two arc-shaped loading heads, and a load was applied in the diameter direction at a specified temperature (60°C) and a specified loading rate (50 mm per minute). The maximum load (stability kN) that the cylindrical specimen showed before breaking and the corresponding deformation amount (flow value 1/100 cm) were measured. A Marshall stability test was conducted to compare polymer modified asphalt type II and polymer modified asphalt type H to confirm the difference in the effect of adding waste carbon black (WC). The results of the laboratory test are shown in Table 4.

表4から、廃棄カーボンブラック1%含有のポリマー改質アスファルトH型の方が、廃棄カーボンブラック3%含有のポリマー改質アスファルトII型より、安定度及び残留安定度ともわずかであるが大きい値となっており高い性能を有することが示されている。 Table 4 shows that polymer modified asphalt type H, which contains 1% waste carbon black, has slightly higher stability and residual stability values than polymer modified asphalt type II, which contains 3% waste carbon black, and therefore has higher performance.

また、ポリマー改質アスファルトII型でみた場合、含水率6%の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率0%の場合とほぼ同じであり含水による品質低下は認められない。 In addition, when looking at polymer modified asphalt type II, the quality of the porous asphalt pavement mixture to which waste carbon black with a moisture content of 6% was added was almost the same as that with a moisture content of 0%, and no deterioration in quality due to moisture was observed.

以上の室内試験結果である、前記カンタブロ試験、前記ホイールトラッキング試験及び前記マーシャル安定度試験の結果から、第一に廃棄カーボンブラックを含有させたポーラスアスファルト舗装混合物はアスファルト舗装に有効であること、第二にポリマー改質アスファルトH型を使用した場合は廃棄カーボンブラックの添加率を大幅に小さくしてもポーラスアスファルト舗装混合物としての性能アップを図ることができること、第三に含水
率6%の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率0%の場合とほぼ同じであり含水による品質低下は認められなかったことが示された。
The results of the above indoor tests, the Cantabro test, the wheel tracking test and the Marshall stability test, showed that, first, porous asphalt pavement mixtures containing waste carbon black are effective for asphalt pavement, second, when polymer modified asphalt H type is used, the performance of the porous asphalt pavement mixture can be improved even if the amount of waste carbon black added is significantly reduced, and third, the quality of the porous asphalt pavement mixture to which waste carbon black with a moisture content of 6% was added was almost the same as that with a moisture content of 0%, and no deterioration in quality due to moisture was observed.

次に、実機プラントでポーラスアスファルト舗装混合物を製造して、その製造したポーラスアスファルト舗装混合物を供試体として、カンタブロ試験、マーシャル安定度試験及びホイールトラッキング試験を実施した。実機プラントでのポーラスアスファルト舗装混合物製造過程において、水分を6%含む廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物を実機プラントにおけるミキサーで練り混ぜても、粉塵が舞うことがほとんどなく、水蒸気爆発の危険性は全く認められなかった。 Next, a porous asphalt pavement mixture was produced in an actual plant, and the produced porous asphalt pavement mixture was used as a test specimen to carry out a Cantabro test, a Marshall stability test, and a wheel tracking test. During the porous asphalt pavement mixture production process in an actual plant, even when a porous asphalt pavement mixture to which waste carbon black containing 6% moisture had been added was mixed in a mixer in the actual plant, there was almost no dust being thrown up, and no risk of a steam explosion was observed.

まず、実機プラントで製造したポーラスアスファルト舗装混合物についてホイールトラッキング試験を実施し、その結果を表5に示す。 First, a wheel tracking test was conducted on the porous asphalt pavement mixture produced in the actual plant, and the results are shown in Table 5.

表5から、廃棄カーボンブラック3%添加により動的安定度が、ポリマー改質アスファルトII型の場合2,100回/mmから4,200回/mmへ、ポリマー改質アスファルトH型の場合7,000回/mmから9,000回/mmへと、約1.3~2倍高まることが示されている。また、廃棄カーボンブラック0.5%添加したポリマー改質アスファルトH型(9,000回/mm)の方が、廃棄カーボンブラック3%添加したポリマー改質アスファルトII型(4,200回/mm)に比較し、動的安定度が約2.1倍高まることが示された。廃棄カーボンブラック0.5%添加したポリマー改質アスファルトH型は、動的安定度が1mmの轍掘れができるのに9,000回で、かつバラツキを評価する変動係数はほとんど変化が見られなかったことから、動的安定度が極めて高品質なポーラスアスファルト舗装混合物ができることが示された。 Table 5 shows that the dynamic stability of polymer-modified asphalt type II increased from 2,100 times/mm to 4,200 times/mm by adding 3% waste carbon black, and that of polymer-modified asphalt type H increased from 7,000 times/mm to 9,000 times/mm, approximately 1.3 to 2 times. It was also shown that the dynamic stability of polymer-modified asphalt type H (9,000 times/mm) with 0.5% waste carbon black added was approximately 2.1 times higher than that of polymer-modified asphalt type II (4,200 times/mm) with 3% waste carbon black added. Polymer-modified asphalt type H with 0.5% waste carbon black added had a dynamic stability of 9,000 times, which is enough to create a 1 mm rut, and the coefficient of variation, which evaluates the variation, showed almost no change, indicating that a porous asphalt pavement mixture with extremely high dynamic stability can be produced.

次に、実機プラントで製造したポーラスアスファルト舗装混合物についてマーシャル安定度試験を実施し、その結果を表6に示す。 Next, Marshall stability tests were conducted on the porous asphalt pavement mixture produced in the actual plant, and the results are shown in Table 6.

表6から、廃棄カーボンブラック0%含有で比較すると、安定度はポリマー改質アスファルトII型が4.68kNに対してポリマー改質アスファルトH型が6.42kNで大きく、残留安定度はポリマー改質アスファルトII型が90.4%に対してポリマー改質アスファルトH型が92.4%で大きい。よって、廃棄カーボンブラック無添加では、ポリマー改質アスファルトH型の方が、ポリマー改質アスファルトII型より、安定度及び残留安定度ともわずかであるが高い性能を有することが示されている。 As can be seen from Table 6, when comparing at 0% waste carbon black content, the stability of Polymer Modified Asphalt Type II is 4.68 kN compared to Polymer Modified Asphalt Type H at 6.42 kN, which is greater, and the residual stability of Polymer Modified Asphalt Type II is 90.4% compared to Polymer Modified Asphalt Type H at 92.4%, which is greater. This shows that without the addition of waste carbon black, Polymer Modified Asphalt Type H has slightly higher performance in both stability and residual stability than Polymer Modified Asphalt Type II.

また、廃棄カーボンブラックの添加効果を安定度でみると、ポリマー改質アスファルトII型では廃棄カーボンブラック0%の4.68kNが廃棄カーボンブラック3%添加で6.05kNと増加し、ポリマー改質アスファルトH型では廃棄カーボンブラック0%の6.42kNが廃棄カーボンブラック0.5%添加で6.79kNとわずかに増加しており、廃棄カーボンブラック添加により安定度が増加することが示された。 In addition, when looking at the effect of adding waste carbon black in terms of stability, for polymer modified asphalt type II, the strength increased from 4.68 kN with 0% waste carbon black to 6.05 kN with the addition of 3% waste carbon black, and for polymer modified asphalt type H, the strength increased slightly from 6.42 kN with 0% waste carbon black to 6.79 kN with the addition of 0.5% waste carbon black, indicating that adding waste carbon black increases stability.

なお、残留安定度については、ポリマー改質アスファルトII型では廃棄カーボンブラック0%の90.4%が廃棄カーボンブラック3%添加で82.5%と減少し、ポリマー改質アスファルトH型では廃棄カーボンブラック0%の92.4%が廃棄カーボンブラック0.5%添加で90.1%とわずかに減少している。ポリマー改質アスファルトH型の場合は減少幅がわずかであり、かつ基準値を大幅にクリアしているので問題はない。 Regarding residual stability, for polymer modified asphalt type II, the 90.4% with 0% waste carbon black was reduced to 82.5% with the addition of 3% waste carbon black, and for polymer modified asphalt type H, the 92.4% with 0% waste carbon black was reduced slightly to 90.1% with the addition of 0.5% waste carbon black. In the case of polymer modified asphalt type H, the reduction was slight and the standard value was far cleared, so there is no problem.

次に、実機プラントで製造したポーラスアスファルト舗装混合物についてカンタブロ試験を実施し、その結果を表7に示す。 Next, a Cantablo test was conducted on the porous asphalt pavement mixture produced in the actual plant, and the results are shown in Table 7.

表7から、廃棄カーボンブラックを3%添加したポリマー改質アスファルトII型の場合は、カンタブロ損失率が廃棄カーボンブラック無添加の19.6%から15.2%へ小さくなり、廃棄カーボンブラックを0.5%添加したポリマー改質アスファルトH型の場合は、カンタブロ損失率が廃棄カーボンブラック無添加の7.8%から6.7%へ小さくなった。また、ポリマー改質アスファルトH型に廃棄カーボンブラックをわずか0.5%添加しただけであるのにかかわらずカンタブロ損失率が6.7%と極めて小さくなることが示されている。 From Table 7, in the case of polymer modified asphalt type II, which contains 3% of waste carbon black, the Cantabro loss rate is reduced from 19.6% without waste carbon black to 15.2%, and in the case of polymer modified asphalt type H, which contains 0.5% of waste carbon black, the Cantabro loss rate is reduced from 7.8% without waste carbon black to 6.7%. It is also shown that the Cantabro loss rate is extremely small at 6.7%, even though only 0.5% of waste carbon black is added to polymer modified asphalt type H.

次に、実機プラントで製造したポーラスアスファルト舗装混合物を対象に、道路は常に太陽光に照射されているので紫外線に曝露させた後のカンタブロ試験を実施した。ポリマー改質アスファルトH型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の本発明と、ポリマー改質アスファルトII型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の比較例とを、廃棄カーボンブラックの含水率を6%としてカンダブロ試験を実施した。その結果を表8に示す。 Next, a Candabro test was conducted on the porous asphalt pavement mixture produced in the actual plant after exposure to ultraviolet light, since roads are always exposed to sunlight. A Candabro test was conducted on the porous asphalt pavement mixture of the present invention using polymer modified asphalt H type and the comparative example of the porous asphalt pavement mixture using polymer modified asphalt II type, with the waste carbon black having a moisture content of 6%. The results are shown in Table 8.

表8に示すカンタブロ試験は、40日間紫外線曝露をした耐候性試験後に実施した結果を示している。この40日間の紫外線連続照射の紫外線量は実際の道路が20年間にわたり太陽光から照射される紫外線量に相当する。 The Cantabro test shown in Table 8 shows the results after a weather resistance test in which the material was exposed to UV rays for 40 days. The amount of UV rays from this 40-day continuous exposure is equivalent to the amount of UV rays that an actual road would be exposed to from sunlight for 20 years.

表8から、いずれの供試体も紫外線曝露するとカンタブロ損失率が大きくなることが示されている。例えば、廃棄カーボンブラック無添加でポリマー改質アスファルトII型を使用した場合のカンタブロ損失率は、19.6%が紫外線曝露後は42.5%と大きくなっている。 Table 8 shows that the Cantabro loss rate increases for all test specimens when exposed to UV light. For example, the Cantabro loss rate when polymer modified asphalt type II is used without adding waste carbon black is 19.6%, but increases to 42.5% after exposure to UV light.

また、カンタブロ損失率は、ポリマー改質アスファルトH型を使用した場合が、ポリマー改質アスファルトII型を使用した場合に比較して、カンタブロ損失率は小さい。また、廃棄カーボンブラック(WCB)を含有させない場合で比較すると、ポリマー改質アスファルトII型を使用した場合の19.6%に対してポリマー改質アスファルトH型を使用した場合が7.8%と約1/3にカンタブロ損失率が小さくなっている。 The Cantabro loss rate is smaller when polymer modified asphalt H type is used than when polymer modified asphalt II type is used. Also, when comparing cases where no waste carbon black (WCB) is included, the Cantabro loss rate is 19.6% when polymer modified asphalt II type is used, while the Cantabro loss rate is 7.8% when polymer modified asphalt H type is used, which is about one-third of the 19.6%.

また、廃棄カーボンブラック(WCB)の効果を確認すると、ポリマー改質アスファルトII型を使用した場合のカンタブロ損失率は、廃棄カーボンブラック無添加の場合は紫外線曝露せずの19.6%が紫外線曝露後は42.5%と変化量が22.9%もあり、廃棄カーボンブラック3%添加の場合は紫外線曝露せずの15.2%が紫外線曝露後は26.8%と変化量が11.6%に小さくなった。また、ポリマー改質アスファルトH型を使用した場合のカンタブロ損失率は、廃棄カーボンブラック無添加の場合は紫外線曝露せずの7.8%が紫外線曝露後は19.3%と変化量が11.5%であり、廃棄カーボンブラック0.5%添加の場合は紫外線曝露せずの6.7%が紫外線曝露後は10.3%と変化量が3.6%に極めて小さくなるという顕著な効果が得られた。 In addition, when the effect of waste carbon black (WCB) was confirmed, the cantabro loss rate when polymer modified asphalt type II was used was 19.6% without UV exposure when no waste carbon black was added, but 42.5% after UV exposure, a change of 22.9%, and when 3% waste carbon black was added, the cantabro loss rate was 15.2% without UV exposure, but 26.8% after UV exposure, a change of 11.6%. In addition, when polymer modified asphalt type H was used, the cantabro loss rate was 7.8% without UV exposure when no waste carbon black was added, but 19.3% after UV exposure, a change of 11.5%, and when 0.5% waste carbon black was added, the cantabro loss rate was 6.7% without UV exposure, but 10.3% after UV exposure, a change of 3.6%, a remarkable effect.

また、廃棄カーボンブラックの効果を紫外線曝露後のカンタブロ損失率で確認すると、ポリマー改質アスファルトII型を使用した場合のカンタブロ損失率は廃棄カーボンブラック無添加で42.5%が廃棄カーボンブラック3%添加で26.8%と小さくなり、ポリマー改質アスファルトH型を使用した場合のカンタブロ損失率は廃棄カーボンブラック無添加で19.3%が廃棄カーボンブラック0.5%添加で10.3%と小さくなった。 In addition, when the effect of waste carbon black was confirmed by the cantabro loss rate after exposure to ultraviolet light, the cantabro loss rate when polymer modified asphalt type II was used was 42.5% without the addition of waste carbon black, decreasing to 26.8% with the addition of 3% waste carbon black, and the cantabro loss rate when polymer modified asphalt type H was used was 19.3% without the addition of waste carbon black, decreasing to 10.3% with the addition of 0.5% waste carbon black.

また、廃棄カーボンブラックを3%添加したポリマー改質アスファルトII型の紫外線曝露後のカンタブロ損失率26.8%に比較し、廃棄カーボンブラックをわずか0.5%添加しただけのポリマー改質アスファルトH型の紫外線曝露後のカンタブロ損失率が10.3%と極めて小さくなることが示されている。 In addition, it has been shown that the cantabro loss rate after exposure to ultraviolet light for polymer modified asphalt type II, which contains 3% added waste carbon black, is 26.8%, while the cantabro loss rate after exposure to ultraviolet light for polymer modified asphalt type H, which contains only 0.5% added waste carbon black, is extremely small at 10.3%.

また、ポリマー改質アスファルトH型に廃棄カーボンブラック(WCB)を0.5%添加させた場合の紫外線曝露後のカンタブロ試験結果で、カンタブロ損失率を10.3%まで小さくできたことは、カンタブロ損失率がポリマー改質アスファルトII型に廃棄カーボンブラック(WCB)を3%添加させた場合(26.8%)よりも小さいことから、廃棄カーボンブラック(WCB)添加による紫外線劣化対策効果がポリマー改質アスファルトII型よりポリマー改質アスファルトH型の方が大きいことを表している。 In addition, the results of the Cantabro test after exposure to ultraviolet light when 0.5% waste carbon black (WCB) was added to polymer modified asphalt type H showed that the Cantabro loss rate was reduced to 10.3%, which is smaller than the Cantabro loss rate (26.8%) when 3% waste carbon black (WCB) was added to polymer modified asphalt type II. This shows that the UV degradation prevention effect of adding waste carbon black (WCB) is greater for polymer modified asphalt type H than for polymer modified asphalt type II.

前記室内試験及び前記実機プラント試験から、含水率6%の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率0%の場合と比較し含水による品質の低下は認めらなかった。また、ポリマー改質アスファルトH型の方が、ポリマー改質アスファルトII型より高い品質が得られることが示された。 The above-mentioned laboratory tests and actual plant tests showed that the quality of the porous asphalt pavement mixture to which waste carbon black with a moisture content of 6% was added did not decrease due to moisture content, compared to the porous asphalt pavement mixture with a moisture content of 0%. It was also shown that polymer modified asphalt type H produced higher quality than polymer modified asphalt type II.

以上により、本発明のカーボンブラック(CB)を含んだポリマー改質アスファルト40bを使用したポーラスアスファルト舗装混合物10は、図3(c)及び図4(a)に示すように約20年後であっても骨材30の周囲がポリマー改質アスファルト40bでしっかりと覆われていることが期待できる。 As a result of the above, it is expected that the porous asphalt pavement mixture 10 using the polymer-modified asphalt 40b containing carbon black (CB) of the present invention will have the aggregate 30 firmly covered with the polymer-modified asphalt 40b even after about 20 years, as shown in Figures 3(c) and 4(a).

これにより、図4(a)に示すように、ポーラスアスファルト舗装混合物20のアスファルトがカーボンブラック(CB)を含まないポリマー改質アスファルトH型40aの場合は約20年間に2回の補修が必要とされるのに対して、本発明のポーラスアスファルト舗装混合物10のCBを含んだポリマー改質アスファルトH型4bの場合は、約20年間はアスファルト40bが剥離せず、表層を補修しなくてもよいという効果が期待できる。20年間補修しなくてもよい根拠は20年間にわたり太陽光から照射される紫外線量に相当する紫外線を照射した供試体のカンタブロ試験で性能基準を満足させていることによる。 As a result, as shown in FIG. 4(a), when the asphalt of the porous asphalt pavement mixture 20 is polymer-modified asphalt H type 40a that does not contain carbon black (CB), repairs are required twice every 20 years, whereas when the asphalt of the porous asphalt pavement mixture 10 of the present invention is polymer-modified asphalt H type 4b that contains CB, the asphalt 40b will not peel off for about 20 years, and it is expected that there will be no need to repair the surface layer. The reason that no repairs are required for 20 years is because the performance standards were met in a Cantablo test on a test specimen that was exposed to ultraviolet rays equivalent to the amount of ultraviolet rays irradiated from sunlight for 20 years.

これによって、図4(b)に示すように、本発明のCBを含んだポリマー改質アスファルトH型使用のポーラスアスファルト舗装10の建設時の初期コストは、CBを含まないポリマー改質アスファルトH型使用のポーラスアスファルト舗装20の場合に比較して、約1%しか増大しないにかかわらず、経過年数20年間のライフサイクルコスト(建設及び補修費用)を約40%以上減が期待できる。 As a result, as shown in Figure 4 (b), the initial cost of constructing a porous asphalt pavement 10 using the polymer modified asphalt H-type containing CB of the present invention is only about 1% higher than that of a porous asphalt pavement 20 using the polymer modified asphalt H-type not containing CB, but the life cycle cost (construction and repair costs) over 20 years is expected to be reduced by more than 40%.

以上、試験は廃棄カーボンブラックで実施したが、カーボンブラックによる効果であることから、カーボンブラックが含有される新品カーボンブラック、廃ゴム乾留炭化物、廃タイヤ乾留炭化物又は水分含有廃タイヤ乾留炭化物にも廃棄カーボンブラックと同じ効果が期待できる。 The above tests were conducted using discarded carbon black, but because the effect is due to carbon black, the same effect can be expected from new carbon black, waste rubber carbonized charcoal, waste tire carbonized charcoal, or moisture-containing waste tire carbonized charcoal, which contain carbon black.

1 ポーラスアスファルト舗装(表層)
2 密粒度アスファルト舗装(表層)
3 不透水層
4 降雨
5a 雨水の浸透流れ
5b 雨水の舗装表面流れ
10 ポーラスアスファルト舗装混合物
20 ポーラスアスファルト舗装混合物
30 骨材
40a ポリマー改質アスファルトH型
40b ポリマー改質アスファルトH型+CB(カーボンブラック)
1. Porous asphalt pavement (surface layer)
2. Dense-grained asphalt pavement (surface layer)
3 Impermeable layer 4 Rainfall 5a Rainwater infiltration flow 5b Rainwater flow on pavement surface 10 Porous asphalt pavement mixture 20 Porous asphalt pavement mixture 30 Aggregate 40a Polymer modified asphalt H type 40b Polymer modified asphalt H type + CB (carbon black)

Claims (2)

ポリマー改質アスファルトH型と、
カーボンブラック88.9~96.1重量%、水分0.3~6重量%、塵や微粒分等の不純物0.1~2.1重量%の組成の廃棄カーボンブラックと、砕石と、砕砂と、石粉と、を配合したことからなることを特徴とするポーラスアスファルト舗装混合物。
Polymer modified asphalt H type;
A porous asphalt pavement mixture characterized by being composed of waste carbon black having a composition of 88.9 to 96.1% by weight of carbon black, 0.3 to 6% by weight of moisture, and 0.1 to 2.1% by weight of impurities such as dust and fine particles , crushed stone, crushed sand, and stone powder.
カーボンブラック88.9~96.1重量%、水分0.3~6重量%、塵や微粒分等の不純物0.1~2.1重量%の組成の前記廃棄カーボンブラックの、前記ポーラスアスファルト舗装混合物に対する添加量が0.01~10重量%であることを特徴とする請求項1に記載のポーラスアスファルト舗装混合物。 The waste carbon black has a composition of 88.9 to 96.1% by weight of carbon black, 0.3 to 6% by weight of moisture, and 0.1 to 2.1% by weight of impurities such as dust and fine particles. The amount of the waste carbon black added to the porous asphalt pavement mixture is 0.01 to 10% by weight. Porous asphalt pavement mixture according to claim 1.
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