JP4965394B2 - 熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱硬化性加熱アスファルト混合物を製造する方法および装置に関する。

熱硬化性加熱アスファルト混合物は、エポキシ樹脂とアスファルトとの複合バインダを使用した加熱混合物で、１９６０年代にサンフランシスコのベイブリッジにおける橋面舗装に高たわみ性、耐流動性等の特長を生かし施工されたのが初めてである。

日本では１９７０年代の中頃から各種機関で研究、試験施工が行われたが、当時のエポキシ樹脂は網目構造を持つ硬化物が主流であり、耐流動性には優れていたが、耐ひび割れ性、可使時間等に難点があり、本格的な施工には至らなかった。

本出願人は、新たに開発された可撓性エポキシ樹脂（硬化物が鎖状になるエポキシ樹脂）と改質アスファルトとの複合バインダを使用して、従来のエポキシ樹脂を使用することにより生じた種々の問題点を解決した。

その複合バインダは、アスファルト中に分散した可撓性エポキシ樹脂が混合時の熱エネルギーと経過時間とにより重合反応が進行し、アスファルト粒子間においてマトリックス状に硬化物が形成され、アスファルトの特性から可撓性エポキシ樹脂の特性に相転換して強力な接着力および粘弾性を発揮する。

このような複合バインダを用いると、以下に示す利点がある。

（ａ）バインダの強度および骨材との接着力が大きいため、耐流動性、耐摩耗性に優れている。特に、温度変化による強度およびひずみの変化が少ないため、夏期で高温時の耐流動性に優れている。

（ｂ）接着力、粘弾性が大きいため、たわみ性、耐ひび割れ抵抗性に優れている。

（ｃ）バインダ量が多く、空隙率が小さくなるため、混合物としての耐久性、水密性に優れている。

（ｄ）バインダに使用するエポキシ樹脂は、可使時間（混合後３時間程度）以内では低粘度の液状を呈するため、混合物の製造および施工は通常の混合物と同程度以上の作業性を有している。

（ｅ）エポキシ樹脂の計量、ミキサへの投入以外は、通常の混合物と同じ機械で製造、施工が可能である。

しかし、従来の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造方法および装置においては、エポキシ樹脂の主剤と硬化剤をエポキシ樹脂専用のミキサーで混合して、その後、主剤と硬化剤の混合物が、アスファルト等と混合するために総合ミキサーに投入される。

その場合、エポキシ樹脂専用のミキサーと総合ミキサーとの間に存在する投入ホースの中を移送される、主剤と硬化剤との混合物は、エポキシ樹脂専用のミキサーの中と投入ホースの中で硬化反応が生じる。その結果、所定の短時間内に主剤と硬化剤との混合物を総合ミキサー内に投入しないと、過度に硬化反応が生じてしまい、熱硬化性加熱アスファルト混合物の品質の低下を招く。最悪の場合、熱硬化性加熱アスファルト混合物の硬化がすすみ、投入ホースに詰まり現象が生じる。いずれにしても、投入ホース内が劣化する。

そのような投入ホース内の劣化を防ぐために、作業者が日常的に投入ホース内を清掃している。その清掃のとき、混合物の一部が作業者の肌に触れると、かぶれの問題が生じ、作業者が困っている。

本発明の目的は、総合ミキサーに投入される前にエポキシ樹脂の主剤と硬化剤が反応を開始しないようにできる熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置及び方法を提供することである。

本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。

（１）加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤と、アスファルト、砕石および砂とを総合ミキサーに投入して、熱硬化性加熱アスファルト混合物を製造する方法において、
加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、混合されない状態で、別々に総合ミキサーに投入され、加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、総合ミキサーの中で初めて混合されることを特徴とする熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造方法。

（２）エポキシ樹脂の主剤の所定量と、エポキシ樹脂の硬化剤の所定量が、それぞれ、所定の圧力下で、別々の投入ホースによって圧送されて総合ミキサー内に投入されることを特徴とする前述の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造方法。

（３）エポキシ樹脂の主剤を入れた容器と、エポキシ樹脂の硬化剤を入れた容器が、湯槽内に配置されて、湯によって加熱されることを特徴とする前述の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造方法。

（４）エポキシ樹脂の主剤および硬化剤を加熱する加熱手段と、加熱手段で加熱されたエポキシ樹脂の主剤の所定量を所定の圧力下で圧送する主剤用の圧送手段と、加熱手段で加熱されたエポキシ樹脂の硬化剤の所定量を所定の圧力下で圧送する硬化剤用の圧送手段と、主剤用の圧送手段および硬化剤用の圧送手段によって別々に圧送されて投入された加熱状態の主剤および硬化剤を、アスファルト、砕石および砂と一緒に混合するための総合ミキサーとを有し、
加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、混合されない状態で、別々に総合ミキサーに投入され、加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、総合ミキサーの中で初めて混合されることを特徴とする熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置。

（５）加熱手段、主剤用の圧送手段、および硬化剤用の圧送手段が、可搬式のエポキシ樹脂投入装置として構成されていることを特徴とする前述の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置。

（６）加熱手段が、主剤用の容器と硬化剤用の容器を湯によって加熱する湯槽を有することを特徴とする前述の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置。

（７）主剤用の圧送手段と、硬化剤用の圧送手段が、それぞれ別の投入ホースを有し、各投入ホースが先端部又はその付近に開閉弁を有することを特徴とする前述の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置。

本発明によれば、アスファルト等と一緒に混合するための総合ミキサーに投入する前に、エポキシ樹脂の主剤と硬化剤が混合されず、したがって、総合ミキサーに投入する前にエポキシ樹脂の主剤と硬化剤の混合物が硬化することによって熱硬化性加熱アスファルト混合物の品質が劣化することを回避できる。

しかも、エポキシ樹脂の主剤と硬化剤との混合後の時間的制約が皆無となる。

それだけでなく、エポキシ樹脂の主剤と硬化剤との混合物の硬化による投入ホース内の詰まり現象が確実に回避できる。

本発明の最良の実施形態によれば、予め加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤と、アスファルト、砕石および砂とを総合ミキサーに投入する際に、加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤を、混合されない状態で、別々に総合ミキサーに投入する。その結果、加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤は、総合ミキサーの中で初めて混合される。

好ましくは、エポキシ樹脂の主剤の所定量と、エポキシ樹脂の硬化剤の所定量が、それぞれ、所定の圧力下で、別々の投入ホースによって圧送されて総合ミキサー内に投入される。

また、エポキシ樹脂の主剤を入れた容器例えばドラム缶と、エポキシ樹脂の硬化剤を入れた容器例えばドラム缶が、湯槽内に配置されて、湯によって加熱される。

本発明は方法のみでなく装置も対象としている。

本発明による熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置は、エポキシ樹脂の主剤および硬化剤を加熱する加熱手段と、加熱手段で加熱されたエポキシ樹脂の主剤の所定量を所定の圧力下で圧送する圧送手段と、加熱手段で加熱されたエポキシ樹脂の硬化剤の所定量を所定の圧力下で圧送する圧送手段と、主剤用の圧送手段および硬化剤用の圧送手段から別々に圧送されて投入された加熱状態の主剤および硬化剤を、アスファルト、砕石および砂と一緒に混合するための総合ミキサーとを有する。

加熱手段で加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、混合されない状態で、別々に総合ミキサーに投入される。それゆえ、加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、総合ミキサーの中で初めて混合されることとなる。

好ましくは、加熱手段、主剤用の圧送手段、および硬化剤用の圧送手段は可搬式のエポキシ樹脂投入装置として組み立て、総合ミキサーは固定設置形式のものとする。

加熱手段は、種々のタイプのものを採用できるが、好ましくは、主剤用のドラム缶（容器）と硬化剤用のドラム缶（容器）を一緒に湯によって加熱する共通の湯槽として構成されている。

より好ましくは、主剤用の圧送手段と、硬化剤の圧送手段が、それぞれ別の投入ホースを有し、各投入ホースが先端部又はその付近に開閉弁を有する。

本発明の方法および装置によって製造された熱硬化性加熱アスファルト混合物は、耐流動性、耐摩耗性、耐ひびわれ抵抗性に優れている。それゆえ、このような熱硬化性加熱アスファルト混合物は、高耐久性が要求される橋面、トンネルなどの表層、基層に適用するのが好ましい。

その加熱混合物のバインダーとして、強力な接着力および粘弾性に富む、改質アスファルトと可撓性エポキシ樹脂の複合バインダーを使用するのが好ましい。

好ましくは、その複合バインダーの基本的な混合比率は改質アスファルトが７０％、可撓性エポキシ樹脂が３０％で、混合物の最適バインダー量は通常の混合物より０．３〜０．５％程度多いものとする。

エポキシ樹脂投入装置の主な特徴を述べると、以下の通りである。

（１）主剤、硬化剤の計量、供給を各々単独に系統とし、混合物製造のプラントの総合ミキサーに直接、投入する。

（２）主剤、硬化剤の計量は流動計量で行い、その計量値の設定、管理は操作盤内の設定器、コントローラで制御し、各バッチごとに計量値を重量換算で印字する。

以下、図面を参照して、本発明の１つの実施例を説明する。

図１は、本発明の１つの実施例による熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置を示す。

総合ミキサー１０は、固定設置型のものであり、所定の場所に固定されている。

エポキシ樹脂投入装置１２は、可搬式のものであり、所望の場所に簡便に搬送できるように構成されている。

エポキシ樹脂投入装置１２は、主な構成要素として、主剤および硬化剤を加熱する加熱手段１４と、加熱手段１４で加熱されたエポキシ樹脂の主剤の所定量を所定の圧力下で圧送する主剤用の圧送手段１６と、加熱手段１４で加熱されたエポキシ樹脂の硬化剤の所定量を所定の圧力下で圧送する硬化剤用の圧送手段１８とを有する。

主剤用の圧送手段１６および硬化剤用の圧送手段１８によって別々に圧送されて投入された加熱状態の主剤および硬化剤は、アスファルト、砕石および砂と一緒に混合するために総合ミキサー１０に投入される。

加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤は、混合されない状態で、別々に総合ミキサー１０に投入される。つまり、加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤は、総合ミキサー１０の中で初めて混合されるのである。

加熱手段１４、主剤用の圧送手段１６、硬化剤用の圧送手段１８、その他が、総合ミキサー１０を除いて、可搬式のエポキシ樹脂投入装置として構成されている。

加熱手段１４が、主剤用の容器２０と硬化剤用の容器２２を一緒に湯２６によって加熱する湯槽２８として構成されている。湯槽２８は、主剤用の容器２０と硬化剤用の容器２２に対して共通のものとしてもよいし、別々のものとしてもよい。

主剤用の圧送手段１６と、硬化剤用の圧送手段１８が、それぞれ別の投入ホース３０、３２を有し、各投入ホース３０、３２が先端部又はその付近に開閉弁３４、３６を有する。

湯槽２８内の主剤用の容器２０（例えばドラム缶）は、パイプ４０ａを通ってその途中に設けたチャージポンプ４２ａによって中継部４４ａに送られ、そこから、ポンプ４８ａによって、緊急圧送切替バルブ５０ａ、流量計５２ａ、投入・循環切替バルブ５４ａ、開閉バルブ５６ａを経由して、主剤用の投入ホース３０に所定の圧力下で圧送される。

ポンプ４８ａはモータ４６ａによって駆動される。

圧力ゲージ５８ａで圧送中の主剤の圧力を検知して、必要に応じて、緊急圧送切替バルブ５０ａを切替えて、緊急圧送をする。

投入・循環切替バルブ５４ａは、投入（圧送）・循環切替シリンダ６０ａに接続されていて、必要に応じて、投入モードと循環モードに切り替える。循環モードにおいては、主剤は、パイプ６２ａを通って中継部４４ａに戻って循環する。

圧力ゲージ６４ａは、投入・循環切替バルブ５４ａと開閉弁５６ａとの間の圧送中の主剤の圧力を検出するためのものである。

硬化剤についても、前述の主剤と同様の投入（圧送）経路が設けられている。

湯槽２８内の硬化剤用の容器２２（例えばドラム缶）は、パイプ４０ｂを通ってその途中に設けたチャージポンプ４２ｂによって中継部４４ｂに送られ、そこから、ポンプ４８ｂによって、緊急圧送切替バルブ５０ｂ、流量計５２ｂ、投入・循環切替バルブ５４ｂ、開閉バルブ５６ｂを経由して、主剤用の投入ホース３２に所定の圧力下で圧送される。

ポンプ４８ｂはモータ４６ｂによって駆動される。

圧力ゲージ５８ｂで圧送中の硬化剤の圧力を検知して、必要に応じて、緊急圧送切替バルブ５０ｂを切替えて、緊急圧送をする。

投入・循環切替バルブ５４ｂは、投入（圧送）・循環切替シリンダ６０ｂに接続されていて、必要に応じて、投入モードと循環モードに切り替える。循環モードにおいては、主剤は、パイプ６２ｂを通って中継部４４ｂに戻って循環する。

圧力ゲージ６４ｂは、投入・循環切替バルブ５４ｂと開閉弁５６ｂとの間の圧送中の硬化剤の圧力を検出するためのものである。

本発明の好適な１つの実施例による熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置を示す概略説明図。

符号の説明

１０ 総合ミキサー
１２ エポキシ樹脂投入装置
１４ 加熱手段
１６ 圧送手段
１８ 圧送手段
２０ 容器（ドラム缶）
２２ 容器（ドラム缶）
２６ 湯
２８ 湯槽
３０、３２ ホース
３４、３６ 開閉弁
４０ａ パイプ
４０ｂ パイプ
４２ａ チャージポンプ
４２ｂ チャージポンプ
４４ａ 中継部
４４ｂ 中継部
４６ａ モータ
４６ｂ モータ
４８ａ ポンプ
４８ｂ ポンプ
５０ａ 緊急圧送切替バルブ
５０ｂ 緊急圧送切替バルブ
５２ａ 流量計
５２ｂ 流量計
５４ａ 投入・循環切替バルブ
５４ｂ 投入・循環切替バルブ
５６ａ 開閉バルブ
５６ｂ 開閉バルブ
５８ａ 圧力ゲージ
５８ｂ 圧力ゲージ
６０ａ 投入（圧送）・循環切替シリンダ
６０ｂ 投入（圧送）・循環切替シリンダ
６４ａ 圧力ゲージ
６４ｂ 圧力ゲージ

Claims (7)

1. 加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤と、アスファルト、砕石および砂とを総合ミキサーに投入して、熱硬化性加熱アスファルト混合物を製造する方法において、
   加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、混合されない状態で、別々に総合ミキサーに投入され、加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、総合ミキサーの中で初めて混合されることを特徴とする熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造方法。
2. エポキシ樹脂の主剤の所定量と、エポキシ樹脂の硬化剤の所定量が、それぞれ、所定の圧力下で、別々の投入ホースによって圧送されて総合ミキサー内に投入されることを特徴とする請求項１に記載の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造方法。
3. エポキシ樹脂の主剤を入れた容器と、エポキシ樹脂の硬化剤を入れた容器が、湯槽内に配置されて、湯によって加熱されることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造方法。
4. エポキシ樹脂の主剤および硬化剤を加熱する加熱手段と、加熱手段で加熱されたエポキシ樹脂の主剤の所定量を所定の圧力下で圧送する主剤用の圧送手段と、加熱手段で加熱されたエポキシ樹脂の硬化剤の所定量を所定の圧力下で圧送する硬化剤用の圧送手段と、主剤用の圧送手段および硬化剤用の圧送手段によって別々に圧送されて投入された加熱状態の主剤および硬化剤を、アスファルト、砕石および砂と一緒に混合するための総合ミキサーとを有し、
   加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、混合されない状態で、別々に総合ミキサーに投入され、加熱されたエポキシ樹脂の主剤および硬化剤が、総合ミキサーの中で初めて混合されることを特徴とする熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置。
5. 加熱手段、主剤用の圧送手段、および硬化剤用の圧送手段が、可搬式のエポキシ樹脂投入装置として構成されていることを特徴とする請求項４に記載の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置。
6. 加熱手段が、主剤用の容器と硬化剤用の容器を湯によって加熱する湯槽を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置。
7. 主剤用の圧送手段と、硬化剤用の圧送手段が、それぞれ別の投入ホースを有し、各投入ホースが先端部又はその付近に開閉弁を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の熱硬化性加熱アスファルト混合物の製造装置。

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