バインダの評価方法 改質アスファルトの材料分離について.

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1 バインダの評価方法 改質アスファルトの材料分離について

2 材料分離現象 アスファルトにポリマーを加えると、マルテンの溶解力をアスファルテンとポリマーが奪い合うため、溶解力の限界と溶解量によっては、材料分離が生じる。１） 材料分離は、ポリマー改質アスファルトの高温貯蔵時にみられ、ポリマーに富む相が上方へ移動し、アスファルトテンを多く含む相が沈降し、分離する現象である。 分離が生じた改質アスファルトの上層と下層では軟化点・針入度・粘弾性など性状の差が現れる。

3 分離現象の評価方法①（海外） EN 13399 (Determination storage stability
of　modified　bitumen） 容　　　器：アルミニウムチューブ 貯蔵温度：180℃ 貯蔵時間：72h 分離指標：上下層における軟化点・針入度の差 分離試験のイメージ

4 Class for the technical requirements of polymer modified bitumens
TEST METHOD UNIT Class for the technical requirements of polymer modified bitumens 1a 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fraass Breaking Point EN 12593 ℃ NPD TBR ≦0 ≦-5 ≦-7 ≦-10 ≦-12 ≦-15 ≦-18 ≦-20 ≦-22 Elastic recovery at 25℃ EN 13398 % ≧80 ≧70 ≧60 ≧50 - Elastic recovery at 10℃ ≧75 Plasticity range Sub-clause 5.1.9 ≧85 ≧65 Storage stabilityb Difference in softening point EN 13399 EN 1427 ≦5 Difference in penetration EN 1426 0.1mm ≦9 ≦13 ≦19 ≦26 Drop in softening point after EN or –3 ≦2 Elastic recovery at 25℃ after EN or –3 Elastic recovery at 10℃ after EN or -3 NOTE The following data may be given by the supplier of the polymer modified bitumen in the product data sheet: polymer dispersion (see EN [5]); solubility (see EN [4] using the appropriate solvent declared by the supplier); handling temperatures; minimum storage and pumping temperatures; maximum and minimum mixing temperatures; for comparison purposes, EN or EN should be used; density (see EN ISO 3838). a Class 1 TBR shall not be used for regulatory declaration and marking purposes. b If no data is given on the storage stability test (see EN 13399), information shall be given by the supplier regarding storage conditions for the polymer modified bitumen to avoid separation of the components.

5 分離現象の評価方法②（海外） ASTM ：Separation Test（ASTM D 5892 6.1 ） 容 器：アルミニウムチューブ
容　　　器：アルミニウムチューブ 貯蔵温度：163±5℃ 貯蔵時間：48h 分離指標：上下層における軟化点の差 2005年7月に削除 （「バインダ規格に関する調査」 中間報告）

6 分離現象の評価方法③（日本） L 分離率=L1/L×100 L1 トールビーカ

7 分離の要因① アスファルトとポリマーの相溶性6) 相溶性が改質アスファルトの貯蔵安定性に与える影響

8 分離の要因② ベースアスファルトの組成7) Separation Index=log[G*(下層)/G*(上層)] アロマ分が少ない場合やアスファルテンン分が多い場合はSeparation Indexが大きくなり分離しやすい

9 分離抑制方法① LAST(laboratory asphalt stability test)8)
・改質アスファルトの貯蔵安定　性を評価する新しい試験 ・分離現象は、改質アスのグレー　ドや改質材の種類・グレード　　からの予測はできない。 ・分離抑制には貯蔵中の攪拌　　が有効である。

10 分離抑制方法②（国内） 分散形態と分離の関係5) 貯蔵安定性に優れたポリマー改質アスファルトを得るには分散形態Ⅲ以上の微細な分散形態が必要

11 分離抑制方法③ 改質アスファルト製造工程と分離の関係5),9)
第２工程（攪拌混合により熟成させて仕上げる工程）を経て相分離が起こりにくい安定した品質に至る。 →時間

12 分離抑制方法④ 分散熟成期までの時間と温度の関係４） 相溶性の異なるストアスに対し、養生温度を変えて、製造条件の最適化を検討
ｔB0-ｔB1:分散熟成が完了するまでの時間 できるだけ小さくすることが最適化の条件 相溶性の異なるストアスに対し、養生温度を変えて、製造条件の最適化を検討 →高温側の条件（205℃）の方が養生時間短縮

13 参考文献 １）SHELL BITUMEN,”THE SHELL BITUMEN HNDBOOK”,July.1990
２）鈴木,本松：関西圏の改質アスファルトの性状と留意点,ハイウェイ技術,No.7,pp.58-62,1997. ３）上坂,杉浦,Yan,山之口：排水性舗装用高粘度改質アスファルトの材料特性と製造方法に関する研究,土木学会舗装工学論文集,第9巻,2004. ４）森田,兵藤,小島,山之口,丸山：排水性舗装用高性能改質アスファルトの製造と管理の高度化,道路建設,No.651,pp.30-35,2002. ５）羽入,伊藤,笠原,斉藤：SBS改質アスファルトの分散形態がバインダおよび混合物の性能に与える影響,舗装,Vol.40,No.11,pp.13-18,2005． ６）青木：用語の解説,貯蔵安定性,アスファルト,Vol.37,No.180,pp.50,1994. ７）X.Lu,”ON POLYMER MODIFIED ROAD BITUMENS”,PB Report,PB 8)H.U.Bahia,D.I.Hanson,M.Zeng,H.Zhai,M.A.Khatri,R.M.Anderson”characterization of Modified Asphalt Binders in Superpave Mix Design”，NCHRP REPORT 459,2001. ９）濱本,上坂,山之口：高粘度改質アスファルトの製造管理における基本的品質問題（品質保証）,土木学会年次学術講演会講演概要集,Vol.60th,5-136,2005.