アスファルトのレオロジー特性測定

現在アメリカでは、道路建設業者にとって「予算の削減」が検討課題となっているようです。ほとんどの場合、新規の舗装工事または改修工事において、設計エンジニアは舗装費を最後の 1 ドルまで有効活用することを余儀なくされています。資金調達の際には、その必要性ではなく総費用を重要視する傾向にあります。こうした資金調達の限界により、景気循環全体で困難が生じており、利幅と利益だけでなく、目標とする品質管理体制にも影響を与えています。一般的に、加工段階においてのミスは許されません。たった１度の舗装プロジェクトの結果によっては、職を失うかどうかに関わってくる場合もあります。

こうした状況における解決策はアスファルトの使用です。現在、米国では、道路建設に 90% 以上アスファルト材が使われており、性能の改善によって投資金を最大限に活かすことができます。費用効率の良いアスファルトを使用することは一般的ですが、現場のグレードの性能は同等とは言えません。優れた設計アスファルトに対する先行投資額は大きいかもしれませんが、初期段階では明らかにはならないコストの削減が将来的に望める可能性があります。こうした節約は、道路建設業者と道路管理機関の両方で可能になります。舗装道路の性能は改善され、建築費用の削減と、長期的な修繕費用の削減が望めます。品質管理におけるばらつきが減ることにより、効率の良い建設が可能となります。道路の修繕と交換の回数が減れば、道路管理機関にとって直接的なコスト削減となります。

レオロジー特性の測定は1993年、米国政府による新道路研究プログラム（SHRP）によって、道路舗装業界に導入されました。SHRP は、レオロジーに焦点を当てたツールと手順を市場にもたらし、Superpave™ パフォーマンス グレード バインダで舗装性能と商業面を改善しました。それ以来、パフォーマンス グレード選択プロセスの改善および SHRP が施行した明確な購入・販売基準のみに留まらず、多くが達成されました。こうした新たなツールによって業界におけるレオロジー特性の考慮に対する理解が深まり、向上したアスファルト バインダの性能品質の評価と特定は一層向上しています。

それでは、使用するアスファルトはどのように決定すればいいのでしょうか。パフォーマンス グレードは Superpave™ ガイドラインに沿えば比較的簡単に選択できます。しかしながら、類似グレードの間で価格や性能はさまざまで、選択するのは非常に困難です。価格のみを決定要素にしてしまうと、優れた設計の改質バインダの付加価値利益が考慮されなくなります。

アスファルト道路システムの性能寿命を向上させるには、わだち掘れ、くぼみ、段差、熱や疲労によるひび割れなどの舗装破損を設計段階で排除または最小限にする必要があります。アスファルト バインダのレオロジーや粘弾性の挙動を知ることは、気候、環境、交通、荷重など、さまざまな条件における舗装の性能を理解および予測する鍵となります。剛性の程度と範囲、弾性、緩和時間などを使用温度で測定することで、バインダの性能が明らかになります。こうしたレオロジーの測定により、最も正確な方法で、競合品や異なる製法を比較したり、添加剤の相互作用の影響でさえも比較することができるようになります。

Bohlin アスファルト試験システムの製品ラインは、次に挙げるようなレオロジー特性を簡単・迅速に測定するため、米国連邦運輸省、主要な精製業者、製造業者、添加剤納入業者、請負業者によって広く活用されています。

• 品質保証・品質管理における合否に対し、Superpave™ 規格のパフォーマンス グレードの判定。
• 工程品質管理に対する真のグレード分析。
• 製品の 「指紋」を仕上げるマスター曲線の生成。製法、製品の相互作用、曲げ、最適化への指標。
• 混合と圧縮温度を決定するためのクリープ・クリープ回復コンプライアンスおよびゼロせん断粘度。
• バインダまたは混合試料のわだち掘れ挙動に対する累積応力の分析。
• 原料選定と加工処理条件の温度依存性。
• バインダと混合試料の挙動。
• 粘度分布でタックコートとエマルションの噴射用途における性能を予測。
• 降伏応力を求めてエマルション コーティングの挙動を明らかにし、垂れの予防、また薄膜の厚みを最適化して均一性を向上。
• バインダの強度、緩和時間、遅延時間、熱応力の蓄積、バインダの熱膨張係数と熱収縮係数。
• レオロジー工学技術の活用は、弾性回復試験、強制延性回復試験、靱性試験など、従来の経験に基づいた試験の代わりとなります。

Bohlin レオメータは世界で最も信頼の置けるバインダ試験機であり、アスファルト バインダのレオロジー評価に広く活用されています。

取扱製品:

	Bohlin DSR II アスファルト レオメータ SHRP および AASHTO アスファルト試験用の業界標準動的せん断レオメータ。
	Bohlin ADS 自動動的せん断アスファルト レオメータ アスファルト レオロジーの自動評価における業界標準機。
	Bohlin Visco 2000 アスファルト バインダ粘度計 アスファルトバインダの高温レオロジー試験用に特別設計された最新の SHRP アスファルト バインダ試験機。