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
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。
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
EN 14023:改質アスファルトについて
TECHNICAL
REQUIREMENT
TEST
METHOD
UNIT
Class for the technical requirements of polymer modified bitumens
0
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
%
NPD
TBR
≧80
≧70
≧60
≧50
-
-
-
-
-
Elastic recovery at 10℃
EN 13398
%
NPD
TBR
≧75
≧50
-
-
-
-
-
-
-
Plasticity range
Sub-clause
5.1.9
℃
NPD
TBR
≧85
≧80
≧75
≧70
≧65
≧60
-
-
-
Storage stabilityb
Difference in softening
point
EN 13399
EN 1427
℃
NPD
TBR
≦5
-
-
-
-
-
-
-
-
Storage stabilityb
Difference in penetration
EN 13399
EN 1426
0.1mm
NPD
TBR
≦9
≦13
≦19
≦26
-
-
-
-
-
Drop in softening point
after EN 12607-1 or –3
EN 1427
℃
NPD
TBR
≦2
≦5
-
-
-
-
-
-
-
Elastic recovery at 25℃
after EN 12607-1 or –3
EN 13398
%
NPD
TBR
≧70
≧60
≧50
-
-
-
-
-
-
Elastic recovery at 10℃
after EN 12607-1 or -3
EN 13398
%
NPD
TBR
≧50
-
-
-
-
-
-
-
-
NOTE
The following data may be given by the supplier of the polymer modified bitumen in the product data sheet:
-polymer dispersion (see EN 13632 [5]);
-solubility (see EN 12592 [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 13702-1 or EN 13702-2 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.
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
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」2007.3.30中間報告)
分離現象の評価方法③(日本)
容器
貯蔵温度
貯蔵日数
分離指標
機関A2)
機関B3)
機関C4)
機関D5)
アルミ缶
150℃
3,7日
軟化点,針入度
アルミ缶
180℃
3日
軟化点,針入度
アルミ缶
180℃
7日
軟化点,針入度
300mlトールビーカ
170℃
7日
分離率
L
L1
トールビーカ
分離率
=L1/L×100
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
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
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。
分離抑制方法②(国内)
分散形態と分離の関係5)
120
分離率(%)
100
80
60
40
分散形態Ⅰ
分散形態Ⅱ
分散形態Ⅲ
20
0
0
2
4
6
8
10
12
SBS濃度(%)
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
14
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
分離抑制方法④
分散熟成期までの時間と温度の関係4)
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
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.5862,1997.
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-98-162962
8)H.U.Bahia,D.I.Hanson,M.Zeng,H.Zhai,M.A.Khatri,R.M.Anderson”characterizatio
n 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.
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バインダの評価方法