JP7420924B2 - 再生アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物の廃材の分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば道路に敷設されるなどしたアスファルト舗装のアスファルト混合物の廃材から再生アスファルト混合物を製造する方法及びアスファルト混合物の廃材を分析する方法に関する。

都市部、郊外に限らず多くの道路にはアスファルト舗装が施されている。アスファルト舗装には、粉砕石や砂などの骨材と石油アスファルトとを混合したアスファルト混合物が使用される。
アスファルト混合物は時間の経過と共に劣化する。例えば、舗装層（アスファルト混合物の表層）が紫外線により硬化し、舗装層の表面に割れが生じたり、自動車のタイヤとの接触により舗装層に轍（わだち）が出来たり、車重や道路への落下物などにより舗装層に陥没が生じたりする。そのため、施工後、所定期間が経過したアスファルト舗装については、劣化した舗装層（アスファルト混合物の表層）を路盤と呼ばれる下地層から剥離し、代わりに新しいアスファルト混合物による舗装層を敷設する。また、施工後間もない道路であっても、陥没を補修する必要性はある。

近年、島しょ部や開発途上国においても、未舗装の道路がアスファルト舗装の道路に置き換えられている。ところで、そのような島しょ部や途上国においては、舗装に必要なアスファルト混合物の製造プラントが必ずしも近くにあるわけではない。このため、アスファルト舗装を新設するとき、再舗装を行うとき、または補修を行うとき等において、新しいアスファルト混合物を施工現場に準備するのが困難である。そのような場合を考慮すれば、予め準備しておいた新しいアスファルト混合物の固化物を施工現場で加熱したり、既設のアスファルト舗装の劣化したアスファルト混合物を再生して利用したりすることが望ましい。

新しいアスファルト混合物として、製造プラントにて製造したものを用いる場合、製造したアスファルト混合物をトラック等の運搬手段で製造プラントから施工現場まで運搬する必要がある。また、施工現場で剥がしたアスファルト舗装層（アスファルト廃材）を施工現場から製造プラントまたは廃棄場所まで運搬する必要がある。一方、新しいアスファルト混合物として、アスファルト廃材を施工現場で再生して利用する場合、新しいアスファルト混合物の製造と運搬に掛かる時間、費用および手間を軽減することができる。また、本来なら産業廃棄物となるアスファルト廃材を再利用することができるので、ＳＤＧｓ（Sustainable Development Goals（持続可能な開発目標））の目標にも沿っており、島しょ部や開発途上国に限らず、アスファルト舗装道路を有した全ての国や地域において与る恩恵は高い。

アスファルトの再生に関し、下記の特許文献１には、アスファルト廃材を回転ドラムに導入し、その回転ドラムを傾斜状態で周方向に回転させつつ、回転ドラム内に熱風を送り込むことによってアスファルト廃材を再生する装置が開示されている。
また、下記の特許文献２には、アスファルト再生装置を搭載したトレーラを牽引車に連結して施工現場に運搬し、牽引車からトレーラを離脱させて油圧ショベルの排土板に連結し、油圧ショベルによる現場の掘削を行いつつ、掘削されたアスファルト混合物（アスファルト廃材）をアスファルト再生装置に投入してアスファルト混合物を再生し、再生されたアスファルト混合物を、掘削後の現場に順次敷設してアスファルト舗装を施工することが開示されている。

特開２００１－９００１８号公報 特許第４８９２７１１号公報

ところで、日本においては、舗装用アスファルトの物性に関して、様々な項目で品質規格が定められている。例えば、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｋ ２２０７）の下では、道路舗装用に適した石油アスファルトが目標とする物性の目安が示されている。そのＪＩＳ規格の中に針入度の項目がある。この針入度は、固化物となった石油アスファルトの硬さを表す指標であり、２５℃のアスファルト試料に、１００ｇのおもりを付けたミシン針程度の規定の針の先端を押し当て、自重でアスファルト試料に対して垂直に５秒間侵入させ、アスファルト試料にその針が侵入した長さを測定する。そして、その侵入深さを１０分の１ｍｍ単位で表し、アスファルトの硬さを判別する。道路舗装用アスファルトにおいては、この針入度が所定の範囲、例えば寒冷地を除く一般地域用としては４０を超え６０以下であることが求められる。針入度がこの範囲内にあれば、アスファルトの軟化点、伸度、強度、粘度等も舗装に適した値となる傾向にある。

施工現場においてアスファルト廃材をアスファルト混合物に再生する際においても、その再生アスファルトは前述した既定の針入度を満足している必要がある。しかしながら、規格に適合した針入度のアスファルト混合物を、設備に限りのある施工現場において製造することは容易でない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、アスファルト舗装の施工現場において、既設のアスファルト舗装に用いられていたアスファルト廃材から、規格に適合した再生アスファルト材を容易に製造することができる再生アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物の廃材の分析方法を提供することを目的としている。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法は、所定の量のアスファルト混合物の廃材を容器内に投入する第１の投入工程と、前記廃材における有効アスファルト成分の含有率に基づいて前記廃材の再生に必要な分量の添加剤を前記容器内に投入する第２の投入工程と、加熱により前記容器内の温度を所定範囲の温度域に保持し、前記容器内に投入され、所定の粒度に小径化された前記廃材と前記添加剤とを混ぜ合わせる攪拌加熱工程とを有し、前記添加剤は、該添加剤を構成する各材料を混合し、ブロック体に固形化したものであり、前記攪拌加熱工程は、固形化した前記添加剤を攪拌しながら破砕する。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法において、前記製造方法は、前記廃材における有効アスファルト成分の含有率を分析する分析工程と、前記分析工程で得られた有効アスファルト成分の含有率に基づいて前記廃材の再生に必要な前記添加剤の分量を決定する決定工程と、をさらに含み、前記第２の投入工程では、前記決定工程で決定した分量の前記添加剤を前記容器内に投入してもよい。
本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法において、前記分析工程は、再生対象の前記廃材の少なくとも一部を加熱及び所定の粒度に破砕して被破砕物を得る試験破砕工程と、前記試験破砕工程で得た前記被破砕物の少なくとも一部を採取し、試験容器内に投入し、試験体を作製する試験体作製工程とを有してもよい。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法において、前記試験破砕工程は、前記攪拌加熱工程と同じ運転条件下、前記試験容器内で前記廃材の少なくとも一部を攪拌加熱し、前記廃材を前記所定の粒度に小径化してもよい。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法において、前記分析工程では、前記試験体に試験紙を押し付けた後、前記試験紙に付着した前記有効アスファルト成分の付着率に基づいて、前記廃材における有効アスファルト成分の含有率を分析してもよい。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法において、前記攪拌加熱工程は、前記廃材の塊の大きさ、及び攪拌状態に応じて攪拌速度の変更を行う攪拌速度変更工程をさらに含んでもよい。
本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法において、前記製造方法は、前記容器から前記廃材と前記添加剤とが混合され再生された再生アスファルト混合物を排出する排出工程と、前記容器から排出される前記再生アスファルト混合物の排出量を調節する排出量調整工程と、をさらに含んでもよい。

本発明に係るアスファルト混合物の廃材の分析方法は、アスファルト混合物の廃材における有効アスファルト成分の含有率を分析する分析工程と、前記分析工程で得られた有効アスファルト成分の含有率に基づいて前記廃材の再生に必要な添加剤の分量を決定する決定工程と、を有し、前記分析工程は、再生対象の前記廃材の少なくとも一部の前記廃材を加熱および所定の粒度に破砕して被破砕物を得る試験破砕工程と、前記試験破砕工程で得た前記被破砕物の少なくとも一部を採取し、試験容器内に投入し、試験体を作製する試験体作製工程と、を有する。

本発明によれば、アスファルト舗装の施工現場において、既設のアスファルト舗装に用いられていたアスファルト廃材から、規格に適合した再生アスファルト材を容易に製造することができる。

本発明に係る再生アスファルト混合物の製造方法を実施するために使用する再生装置の側面図である。 図１におけるドラムの縦断面模式図である。 図２におけるドラムのＩＩＩ－ＩＩＩ線の矢視断面図である。 有効アスファルト成分の分析を行う際の手順を示す概略図である。 有効アスファルト成分の分析を行う際の手順を示す概略図である。 有効アスファルト成分の分析を行う際の手順を示す概略図である。 有効アスファルト成分の分析を行う際の手順を示す概略図である。 アスファルト廃材の再生に必要な添加剤の分量を特定するために使用する一覧表を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
本発明に係るアスファルト混合物の廃材（以下、アスファルト廃材という）を用いた再生アスファルト混合物の製造方法を実施するために使用するアスファルト再生装置１は、工場などに固定設置しても良いが、牽引部を備えた台車や、自走可能な車両の荷台等に搭載して用いることが好ましい。この場合、台車や車両等を移動させることで、再生装置１は、アスファルト舗装の施工現場間を自由に移動させることができる。

本実施形態の再生装置１は、以下の構造を有している。すなわち、図１から図３に示すように、アスファルト再生装置１は、ベース２ａと、チルト機構２ｂと、フレーム２と、アスファルト混合物の廃材（以下、アスファルト廃材という）を再生するためのドラム３と、ドラム３を回転自在に支持するドラムローラ（支持部）４、５と、ドラム３を仮想的な回転中心である回転軸Ｏ回りに回転させる駆動部（駆動ユニット）６と、ドラム３内を加熱するバーナ７とを有している。チルト機構２ｂおよびフレーム２はベース２ａ上に配置されている。また、ドラム３、ドラムローラ４、５、駆動部６およびバーナ７は、フレーム２上に配置されている。ドラム３は、ドラムローラ４、５に支持されている。ドラムローラ５はドラム３の裏側（図１中ではドラム３の奥側）に配置されるため、図１においては図示されていない。

フレーム２は、ヒンジ部を介して連結された上下のフレーム材で構成され、下側のフレーム材がベース２ａに固定されている。ベース２ａには、フレーム２（上側のフレーム材）を傾斜させるチルト機構２ｂが設けられている。チルト機構２ｂを作動させると、上側のフレーム材は、ドラム３の投入口１１が排出口１２よりも高くなるように傾斜される。なお、上側のフレーム材の傾斜角はチルト機構のストローク長を変えることで、任意に選択できる。チルト機構２ｂは、例えば流体シリンダで構成される。

ドラム３は、その内部でアスファルト廃材及び添加剤を攪拌しながら加熱するための容器であって、金属製の中空体であり、その内部にはホッパ１６を介してアスファルト廃材が供給される。ドラム３は円筒形状の本体９と円錐台筒形状の排出部１０とを含む。本体９の周囲は、ベース２ａ上に設けられた門型のフレームによって囲まれている。本体９はその前端部に投入口１１（図２参照）を有しており、ホッパ１６に投入されたアスファルト廃材は投入口１１を通ってドラム３の内部に導入される。
排出部１０はドラム３の後部を形成しており、再生されたアスファルト混合物を排出する排出口１２を有する。排出口１２は蓋部材２４で閉塞することが可能である。

排出部１０に固定されたロッド２５の外周には雄ネジが設けられており、ハンドル２６の中央部には雌ネジ孔が設けられている。また、蓋部材２４の中央部には、ロッド２５の外径より少し大きい孔が設けられており、ロッド２５に挿入される。ハンドル２６は、蓋部材２４の外側からロッド２５に螺合して設けられており、ハンドル２６に対する操作によって、蓋部材２４をロッド２５の軸方向に移動させ、排出口１２と蓋部材２４との隙間の調整を行う。この隙間の調整により、再生されたアスファルト混合物の排出口１２からの排出量を調整することができる。

ドラム３は複数のドラムローラ４、５を介してフレーム２に対して回転自在に支持されている。図１の姿勢（通常状態）において、ドラム３の回転軸Ｏは水平方向を向いている。ドラムローラ４、５は、回転軸Ｏと平行に設けられるローラ回転軸の周りに回転自在なローラ４１、５１を含み、本体９の外周面にローラ４１、５１が当接することでドラム３を回転自在に支持する。ドラムローラ４、５は、図１に示すようにドラム３の長手方向前後に１つずつ、かつ、図３に示すようにドラム３の幅方向左右に１つずつ、計四つ設けられている。各ドラムローラ４、５のローラ４１、５１がドラム３を下側から支える。

駆動部６はドラム３を回転させる駆動源である。駆動ユニット６は、モータ２０と、減速機２２と、ピニオンギア（図示せず）とを備える。モータ２０の出力は減速機２２で減速され、ピニオンギアを回転させる。本体９の外周面には環状の駆動伝達部２１が設けられている。駆動伝達部２１はピニオンギアと噛み合う多数の歯（ラック）であり、環状に形成されている。モータ２０が回転することにより、ピニオンギアと歯とが噛合し、ドラム３が回転軸Ｏを中心として各ローラ４１、５１上を転動する。

ドラム３の回転速度は、図示しない操作パネルによって調整可能である。操作パネルには、ドラム３の回転速度を、停止、低速、中速、高速と切り替えるスイッチが設けられている。作業者は、このスイッチを操作することにより、アスファルト廃材の塊の大きさや、加熱、攪拌工程の進行度合いに応じて、回転速度を適宜切り替えることができる。

バーナ（加熱ユニット）７は、ドラム３の内部に装填されたアスファルト廃材およびその破砕物である再生粒を加熱するものである。本実施形態の場合、バーナ７は、投入口１１を介してドラム３の内部に火炎を放射（投射）する。この火炎によりドラム３の内部のアスファルト廃材が直接加熱されるため、アスファルト廃材を迅速に効率よく軟化(表面層の溶融）させることができる。

ドラム３の内部の温度制御は、操作パネルに設けられた温度入力手段よって、作業者が適宜設定できる。バーナ７は、作業者により設定された温度とドラム３の内部に設けられた温度計測手段の計測結果に基づいて、加熱制御を行う。

バーナ７は、液体燃料に圧力をかけて霧状に噴出し、空気と混合させた状態で着火して火炎を放射するものであり、火炎の放射口が一つで構成される単式バーナである場合には、バーナ７の作動をオンオフさせることで、加熱制御を行うことが可能である。また、火炎の放射口が、強火用、弱火用といった二つで構成される二連式バーナを用いる場合には、各々のバーナの作動タイミングを調整することで、加熱制御を行うことが可能である。バーナ７は、三連式以上であっても良い。

以上の構成からなる再生装置１は、アスファルト廃材の再生に際し、図１に示すように、ホッパ１６にアスファルト廃材や添加剤が投入される。この投入はショベルカーやホッパ吊り下げクレーンなどでなされる。アスファルト廃材の投入量は、再生装置１に設けられた図示しない計測ユニットでリアルタイムに計測され、投入量が所望の量になったところで投入を終了する。

駆動ユニット６を駆動してドラム３を回転させながら、バーナ７がドラム３の内部のアスファルト廃材を加熱する。ドラム３内に装填されたアスファルト廃材は、ドラム３の回転に伴う落下エネルギによって塊体が破砕される。これらの破砕体が加熱されることにより表層部が溶融されるとともに、ドラム３の内部を転動することにより粒状化する。また、ドラム３内の温度を所定の温度に維持しつつ、所定時間にわたってバーナ７によりアスファルト廃材を加熱し続けることにより、アスファルト廃材を、歩留まりよく、かつ、品質よくアスファルトを再生でき、再生粒を得ることができる。得られた再生粒はドラム３から排出し、道路のアスファルト舗装に再利用される。排出の際は、チルト機構２ｂの駆動（伸長）によりフレーム２がヒンジ部を中心に回動され、リフトアップされる。これによりドラム３は後端部（蓋部材２４）が下を向いた斜めの姿勢に変化する。この姿勢変更の際、バーナ７による加熱及び駆動ユニット６の駆動は継続して行っていてもよい。ハンドル２６に対する操作によって蓋部材２４を開方向に操作すると、蓋部材２４と排出部１０との間に隙間を確保でき、この隙間から、ドラム３の内部の再生粒が自重により自然落下する。

排出部１０の内周壁には複数の案内部材１９が設けられている。案内部材１９は板状の部材であり、排出口１２の中心から内周壁に沿って延びる径方向の放射線に対して傾けて設けられている。案内部材１９は、その後端側がドラム３の回転方向に向くように傾斜され、かつ、後端側が回転方向とは反対側に向けてアーチ状に湾曲している。案内部材１９は本体９の内部で粒状化された再生粒を排出口１２へ案内し、その排出を効率的に行うことができる。本体９の後部においても、内周壁に周方向に複数の案内部材１８Ｂが設けられており、本体９から排出部１０への再生粒の移動を案内する。

本体９の内周壁には、また、複数の羽根部材１８Ａが設けられている。各羽根部材１８Ａはドラム３の周方向に離間して配置されている。羽根部材１８Ａ無しのドラムの場合、図１の姿勢において、ドラムを回転させても、アスファルト廃材の自重によりドラムの底部にアスファルト廃材が滞溜したままとなる。一方、羽根部材１８Ａを有するドラム３の場合、ドラム３の回転によって複数の羽根部材１８Ａがアスファルト廃材を掻き上げることにより、アスファルト廃材はドラム３の底部に滞留することなく強制的に持ち上げられ、その後、自然落下し、ドラム３内で攪拌される。

各羽根部材１８Ａは本体９の内周壁に回転軸Ｏの方向に沿って、かつ、ドラム３の径方向内側へ突出させて設けられている。本実施形態の場合、各羽根部材１８Ａは回転軸Ｏの方向と平行に連続的に延設されている。

次に、上記のような構造を有するアスファルト再生装置１を使って行うアスファルト廃材の再生について説明する。
アスファルト舗装層の張り替えを行う現場において、既設のアスファルト舗装層を掘削すると、それらが大小様々な大きさの塊となった掘削ガラが生じる。これが新たなアスファルト舗装層の材料となるアスファルト廃材である。

（有効アスファルト成分の分析）
アスファルト廃材は、粒の大きさについては、アスファルト混合物における骨材程度に揃ってはいるものの、石油アスファルトの成分については、実際のアスファルト舗装に適用可能な品質にあるとは限らない。それは、前のアスファルト舗装層の下地である路盤上にあった小石や砂粒を、掘削の際に一緒に取り込んでいることに起因する。アスファルト廃材から、これらの小石や砂粒を完全に除去することは出来ないため、小石や砂粒を含んだ状態のままアスファルト廃材を再生しなければならない。また、アスファルト舗装層が屋外で長期間、雨水、紫外線、空気に晒されることによるアスファルト成分の硬化、酸化といった経年劣化の問題も生じる。このように、不純物の含有と経年劣化により、このアスファルト廃材をそのまま再生アスファルトの製造に供した場合、有効な石油アスファルトの成分、すなわち有効アスファルト成分の含有量が骨材に対して少ない低品位の再生アスファルトしか得られない。すなわち、このアスファルト廃材から製造した再生アスファルトは、道路舗装用アスファルトに求められる品質規格を満たさないため、再舗装に使用することができない。
故に、アスファルト廃材から再生アスファルトを製造するにあたっては、施工現場から取得されるアスファルト廃材に、有効アスファルト成分がどの程度含まれているのかを事前に把握する必要がある。

まず、図４Ａ～図４Ｄに示すように、所定の径の有底円筒形をなす試験容器３０と、その容器の内径にほぼ等しい円形に裁断した白い濾紙（二枚）３１、３２とを用意する。そして、一枚目の濾紙３１を試験容器３０の底に敷く（図４Ａ参照）。次に、アスファルト廃材から取り出した試料としてのアスファルト混合物の一部１０２を、一枚目の濾紙３２の上に被せるようにして試験容器３０内に装填する（図４Ｂ参照）。次に、試験容器３０に装填したアスファルト混合物１０２を突き棒などの道具を使って突き固めるとともに表面を均す。試験容器３０内に装填されるアスファルト混合物１０２は、１７０～２００°に加熱され、所定の粒度に破砕されたものとされる。

その均したアスファルト混合物１０２の上に、二枚目の濾紙３２を被せた後（図４Ｃ参照）、突き棒３３を使ってさらにアスファルト混合物１０２を突き固める（図４Ｄ参照）。これにより、有効アスファルト成分がアスファルト混合物１０２から滲み出して濾紙３１、３２に付着する。濾紙３１、３２に付着した有効アスファルト成分は黒い染み状の模様となって現れる。
なお、試験容器３０に装填するアスファルト混合物１０２の量は、試験容器３０内におけるアスファルト混合物１０２の層厚が、アスファルト舗装の仕様に定められた施工厚さ（８０～１２０ｍｍ）とほぼ等しくなるように調整される。

アスファルト混合物１０２の突き固めを終えたら、アスファルト混合物から濾紙３２を剥がし取る。その後、濾紙３２に付着した黒い模様の面積が、濾紙３２の全面積に対して占める割合を分析し、この分析値に基づいて試料であるアスファルト混合物１０２に含まれている有効アスファルト成分の分量を特定する。ここで言う”模様の面積”とは、濾紙の全面積に占める白地と黒地の比率によって表される。
試料に含まれている有効アスファルト成分の分量を特定することで、試料の元となったアスファルト廃材が、
１）道路舗装用アスファルトに求められる品質規格を満たすのか否か、
２）品質規格を満たさないのであれば、有効アスファルト成分の含有量がどのくらい不足しているのか、
を判断することができる。２）の判断結果に基づいて、不足している有効アスファルト成分を補うために、アスファルト廃材に添加すべき添加剤の分量を決定することができる。

添加剤は、石油アスファルト、ゴム、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂の中から選択される少なくとも一種の高分子材料、及びアスファルト乳剤を主たる成分として含む。本実施の形態で用いる”添加剤”とは、前述の成分の混合物に、可燃性の結合剤を加えて練り固め、ブロック体に固形化したもの（以下、添加剤ブロックという）である。

アスファルト廃材に添加すべき添加剤の分量を決定するにあたっては、先ず事前に、複種類のアスファルト廃材の試料を用い、黒い模様の占有面積割合と試料に含まれている有効アスファルト成分の分量との関係を示す第一のテーブルを作成しておく。また、同様に、試料に含まれている有効アスファルト成分の分量と、有効アスファルト成分の不足分を補うために必要な添加剤の分量との関係を示す第二のテーブルを作成しておく。これらのテーブルを事前に準備したうえで、アスファルト舗装の施工現場において、アスファルト廃材から取得した試料の黒い模様の占有面積割合と、第一および第二のテーブルとから、アスファルト廃材に添加すべき添加剤の分量が決定される。

アスファルト廃材に添加すべき添加剤の分量は、濾紙３２に付着した有効アスファルト成分の黒い模様の、濾紙の全面積に対する占有面積率（付着率）が小さいほど多くなり、黒い模様の占有面積率が大きいほど少なくなる。
濾紙３２の染みから添加剤の分量を決定する方法について具体的に説明すると、濾紙３２に付着した有効アスファルト成分の占有面積率は、例えば汎用コンピュータ上で作動する画像解析ソフトを使用して算出することができる。
まず、有効アスファルト成分が付着した濾紙３２を撮影し、そのデジタル画像を画像解析ソフトにかける。画像解析ソフトは、濾紙３２にできた白黒の濃淡から、濾紙３２の全面積に対する有効アスファルト成分の黒い模様の占有面積率（＝（模様のトータル占有面積÷濾紙の全面積）×１００）を算出する。そして、濾紙３２の画像から算出した有効アスファルト成分の模様の占有面積の比率と、第一のテーブルとの関係から、試料として取得したアスファルト混合物１０２に含まれている有効アスファルト成分の分量が特定される。
濾紙に関して、本実施形態では、濾紙３２を用いて有効アスファルト成分の模様の占有面積率を算出したが、濾紙３１を用いて同様の方法で占有面積率を算出しても良く、また、濾紙３１と濾紙３２の二枚を用いて占有面積率を算出し、二枚の占有面積率の平均値を採用するようにしても良い。

＜決定工程＞
試料に含まれている有効アスファルト成分の分量を特定した後、この分量値と第二のテーブルとの関係から、有効アスファルト成分に不足分を補うために必要な添加剤の分量が決定される。
添加剤ブロックは、一個体当たりの重量が一定のブロック体であるので、上記で決定された添加量を間違うことなく確実に添加することができる。

アスファルト廃材から再生アスファルトを製造する際において、道路舗装用アスファルトに求められる品質規格を考慮すると、アスファルト廃材に添加する添加剤ブロックの重量は、アスファルト廃材１０００ｋｇに対して１～４ｋｇが標準的であり、好ましくは２～３ｋｇとされる。
１０００ｋｇのアスファルト廃材に添加する添加剤ブロックの重量が２ｋｇよりも小さいと、再生アスファルトを用いて敷設した再生アスファルト舗装層に対する針入度が小さくなるおそれがあり、品質規格を満たさない可能性がある。さらに、添加する添加剤ブロックの重量が１ｋｇよりも小さいと、有効アスファルト成分が少な過ぎるので、再生アスファルト舗装層に対する針入度はより小さくなってしまう。また、アスファルトの粘度（硬度）が高くなるので柔軟性が悪いため、不均一な路盤に対する再生アスファルト舗装層の追従性が悪く、敷設・施工自体が困難となる。

また、１０００ｋｇのアスファルト廃材に添加する添加剤ブロックの重量が３ｋｇよりも大きいと、再生アスファルト舗装層に対する針入度が大きくなるおそれがあり、品質規格を満たさない可能性がある。さらに、添加する添加剤物ブロックの重量が４ｋｇよりも大きいと、有効アスファルト成分が多過ぎるので、再生アスファルト舗装層に対する針入度はより大きくなってしまう。また、アスファルトの強度が低下するため、再生アスファルト舗装層の耐久性が低下するおそれがあり、施工後、短い経過期間でひび割れや轍が生じるおそれがある。

（アスファルト廃材の再生）
＜投入工程＞
まず、現場に移動させておいたアスファルト再生装置１のホッパ１６にアスファルト廃材および添加剤ブロックを投入し、ドラム３の内部にアスファルト廃材および添加剤ブロックを装填する。添加剤ブロックの添加量は、前述した分析結果に基づいて決定される。
チルト機構２ｂを作動させ、ドラム３の投入口１１が排出口１２よりもやや高くなるようにドラム３ごとフレーム２を傾斜させる。投入口１１を排出口１２よりも高くすることで、ドラム３内で処理されるアスファルト廃材が自重により投入口１１から排出口１２に向かって移動するようにするためである。

＜攪拌加熱工程＞
次に、駆動ユニット６を作動させてドラム３を回転させ、アスファルト廃材および添加剤ブロックが所定の粒度となるよう、破砕処理を行う。この破砕処理と並行して、バーナ７に点火してドラム３内を１７０℃～２００℃の温度域に加熱する。

ドラム３に投入されたアスファルト廃材および添加剤ブロックは、当初は大小様々な大きさの塊だが、ドラム３の回転に伴い羽根部材１８Ａにより掻き上げては落下させることを繰り返すうちに徐々に破砕（小径化）される。同時に、アスファルト廃材および添加剤ブロックの破砕体は、バーナ７により加熱され、アスファルト廃材および添加剤ブロックに含まれる石油アスファルトが軟化され粘度を増す。

ドラム３内において破砕され、加熱により粘度を増したアスファルト廃材および添加剤ブロックは、攪拌加熱を続けられながら所定の温度域、すなわち１７０℃～２００℃の温度域に達し、かつ、所定の粒の大きさ、すなわちアスファルト舗装の骨材として用いることができる程度の粒の大きさ（中礫、粒径：４．７５～１９．００ｍｍ）になるまで攪拌加熱される。
この加熱処理によって、アスファルト廃材および添加剤ブロックが破砕されつつ加熱される。その結果、両方の破砕体の表層部が溶融されつつ攪拌されることで、両方の破砕体が一体に混ざり合い、均質な再生アスファルト材（再生粒）が生成される。

ドラム３内において生成された再生アスファルト材は、任意のタイミングでドラム３から排出される。このとき、チルト機構２ｂを駆動（伸長）させることにより、フレーム２がヒンジ部を中心に回動され、ドラム３の前端側（図１中では左側）がリフトアップされる。これによりドラム３は後端部側（蓋部材２４の側）が下を向いた斜めの姿勢に変化する。この姿勢変更の際、バーナ７による加熱及び駆動ユニット６によるドラム３の回転は継続して行っていてもよい。
ドラム３の姿勢変更に伴い、ドラム３内部の再生粒は自重によりドラム３の後端部側に寄せられつつ、案内部材１８Ｂ、１９によりドラム３の中心側に集められる。その後、ハンドル２６に対する操作によって蓋部材２４を開方向に操作すると、排出口１２と蓋部材２４との間に隙間を確保でき、この隙間から、ドラム３の内部の再生粒が自重により自然落下する。排出された再生粒は、アスファルト舗装層を剥いだ路盤上に敷き詰められ、再生アスファルト材としてアスファルト舗装に供される。

上記の説明のように本実施の形態の再生アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物の廃材の分析方法によれば、既設のアスファルト舗装に用いられていたアスファルト廃材を分析し、アスファルト廃材に添加すべき添加剤の量を決定し、アスファルト廃材および添加剤を一緒に加熱攪拌することで、アスファルト廃材から、規格に適合した再生アスファルト材を容易に製造することができる。その結果、既設のアスファルト舗装に用いられていたアスファルト舗装層の廃材から、施工現場において容易に、かつ、品質規格に適合した高品位の再生アスファルト材を生成することができる。

上記の説明では、濾紙３１、３２に付着した有効アスファルト成分の模様から添加剤の分量を決定するにあたり汎用コンピュータを使用したが、現場ではそのような電子機器を使うことができない環境も想定される。そこで、電子機器を使わずに添加剤の分量を決定する方法について説明する。

まず、第一のテーブルに含まれる過去の事例の中から、濾紙にできた有効アスファルト成分の模様の専有面積率に応じて段階的にいくつかの代表的な事例を選出する。例えば、舗装に使用できる程度のアスファルト混合物を試料として上記の分析を行って得た事例（１）、敷設後３年程度経過後のアスファルト廃材を試料として上記の分析を行って得た事例（２）、同様に敷設後７年程度経過後のアスファルト廃材から取得した事例（３）、敷設後１０年以上経過後のアスファルト廃材から取得した事例（４）を選出する。そして、それらの事例について、第二のテーブルを参照して各事例において必要とされた添加剤の分量（ｋｇ／ｔｏｎ）を特定する。そして、図５に示すように、各事例の濾紙のデジタル画像と、各事例において必要とされた添加剤の分量の値とを対応させた一覧表を作成する。ここで言う分量とは、アスファルト廃材１ｔｏｎ当たりの添加剤の添加量である。

アスファルト舗装の施工の際には、作業員は上記の一覧表を現場に持ち込んでおく。この一覧表は、紙に印刷されたものでも良く、市販の汎用コンピュータ、ディスプレイを有した携帯端末等にデジタル画像として保存したものでも良い。そして、その現場から出たアスファルト廃材から試料としてのアスファルト混合物１０２を取得し、そのアスファルト混合物１０２を試験容器３０に入れて突き固め、濾紙３２に有効アスファルト成分を染み込ませる。その後、試験容器３０から濾紙３２が取り出される。

作業員は、現場で取得した濾紙３２と、上記の一覧表に含まれる各事例の濾紙の画像の外観を見比べ、現場で取得した濾紙３２の模様の専有状態に最も近い事例を特定する。そして、その事例において必要とされた添加剤の分量を、その現場において得られるアスファルト廃材に添加すべき添加剤の分量として同定する。もし現場で取得した濾紙３２の模様の専有状態に近い事例がなく、例えばそれが事例（２）の画像よりも黒地部分が少なく、かつ、事例（３）の画像よりも黒地部分が多く見えたならば、事例（２）の添加剤の分量（２．０ｋｇ／ｔｏｎ）と事例（３）の添加剤の分量（２．５ｋｇ／ｔｏｎ）との平均値（２．２５ｋｇ／ｔｏｎ）を、その現場のアスファルト廃材に添加すべき添加剤の分量として同定する。

このようにすれば、施工現場が汎用コンピュータを操作できる環境でなくても、作業員に無理な負担を強いることなく簡単に、添加剤の分量を決定することができる。例えば、極寒・灼熱等の厳しい環境の施工現場であったり、開発途上国の現場であったりすれば、この点はなおのこと有利に作用する。

本発明は、再生アスファルト混合物の製造方法及びアスファルト混合物の廃材の分析方法に関し、アスファルト舗装の施工現場において、既設のアスファルト舗装に用いられていたアスファルト廃材から、規格に適合した再生アスファルトを再生する際に適用可能な方法である。

Claims (8)

1. 所定の量のアスファルト混合物の廃材を容器内に投入する第１の投入工程と、
   前記廃材における有効アスファルト成分の含有率に基づいて前記廃材の再生に必要な分量の添加剤を前記容器内に投入する第２の投入工程と、
   加熱により前記容器内の温度を所定範囲の温度域に保持し、前記容器内に投入され、所定の粒度に小径化された前記廃材と前記添加剤とを混ぜ合わせる攪拌加熱工程と
   を有し、
   前記添加剤は、該添加剤を構成する各材料を混合し、ブロック体に固形化したものであり、
   前記攪拌加熱工程は、固形化した前記添加剤を攪拌しながら破砕する再生アスファルト混合物の製造方法。
2. 前記製造方法は、
   前記廃材における有効アスファルト成分の含有率を分析する分析工程と、
   前記分析工程で得られた有効アスファルト成分の含有率に基づいて前記廃材の再生に必要な前記添加剤の分量を決定する決定工程と、
   をさらに含み、
   前記第２の投入工程では、前記決定工程で決定した分量の前記添加剤を前記容器内に投入する、請求項１に記載の再生アスファルト混合物の製造方法。
3. 前記分析工程は、
   再生対象の前記廃材の少なくとも一部を加熱及び所定の粒度に破砕して被破砕物を得る試験破砕工程と、
   前記試験破砕工程で得た前記被破砕物の少なくとも一部を採取し、試験容器内に投入し、試験体を作製する試験体作製工程と
   を有する、請求項２に記載の再生アスファルト混合物の製造方法。
4. 前記試験破砕工程では、前記攪拌加熱工程と同じ運転条件下、前記試験容器内で前記廃材の少なくとも一部を攪拌加熱し、前記廃材を前記所定の粒度に小径化する、請求項３に記載の再生アスファルト混合物の製造方法。
5. 前記分析工程では、前記試験体に試験紙を押し付けた後、前記試験紙に付着した前記有効アスファルト成分の付着率に基づいて、前記廃材における有効アスファルト成分の含有率を分析する、請求項３に記載の再生アスファルト混合物の製造方法。
   
6. 前記攪拌加熱工程は、前記廃材の塊の大きさ、及び攪拌状態に応じて攪拌速度の変更を行う攪拌速度変更工程をさらに含む、請求項１に記載の再生アスファルト混合物の製造方法。
7. 前記製造方法は、
   前記容器から前記廃材と前記添加剤とが混合され再生された再生アスファルト混合物を排出する排出工程と、
   前記容器から排出される前記再生アスファルト混合物の排出量を調節する排出量調整工程と、
   をさらに含む、請求項１に記載の再生アスファルト混合物の製造方法。
8. アスファルト混合物の廃材における有効アスファルト成分の含有率を分析する分析工程と、
   前記分析工程で得られた有効アスファルト成分の含有率に基づいて前記廃材の再生に必要な添加剤の分量を決定する決定工程と、を有するアスファルト混合物の廃材の分析方法において、
   前記分析工程は、
   再生対象の前記廃材の少なくとも一部の前記廃材を加熱および所定の粒度に破砕して被破砕物を得る試験破砕工程と、
   前記試験破砕工程で得た前記被破砕物の少なくとも一部を採取し、試験容器内に投入し、試験体を作製する試験体作製工程と、
   を有するアスファルト混合物の廃材の分析方法。
   

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