Sustainable recycling technology for rejuvenating aged bitumen by hydrothermal decomposition

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02219
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 加納 陽輔 日本大学, 生産工学部, 准教授 (50451315)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新田 弘之 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 研究グループ長 (00355869) ; 秋葉 正一 日本大学, 生産工学部, 教授 (10267031)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 舗装材料 / アスファルト混合物 / アスファルト / 舗装発生材 / リサイクル / 水熱分解 / 亜臨界水

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では『老化したアスファルトの性状を水熱分解により若返らせ，持続的利用を実現できるか？』を問いとし，最終年度の令和5年度では令和4～5年度計画における「問2 老化と回復を繰り返したアスファルトの性状は?」の究明に向けて再生骨材に対する若返り効果と繰り返し再生利用の可能性を確認した．
供試体は，本技術の前処理段階にあたるすりもみ法によって実際の再生骨材より分別回収した2.5mm以下の旧アスファルト含有細粒分を用いた．なお，再生骨材は既に複数回再生利用され，針入度が20前後であるストレートアスファルト由来のものを選定した．実験条件は，これまでの成果から有効性が認められた350℃の飽和水蒸気圧下15分間の反応を基本とし，仕込み水量を変化させて試料の含水状態による影響を確認した．また，各条件においては予備実験より補助的効果が認められた気相の二酸化炭素置換を合わせて検討した．若返り効果は，反応前後の試料からアスファルトを抽出し，化学的性状と物理的性状の両側面から構成成分比率，針入度等を評価した．他方，繰り返し再生利用の可能性に関しては，反応前後の試料からアスファルトを抽出し，再生用添加剤によって針入度を70に調整した場合の各性状を比較評価した。
以上の結果，細粒分が含有する旧アスファルトに対してもアスファルト単体と同程度の若返り効果が認められたとともに，試料の含水比が±10％変化した場合においても針入度は±3（1/10mm）の範囲内であることを確認した．ただし，試料の含水比が低く，かつ二酸化炭素置換を行わない条件では，アスファルテン分が増加する傾向がみられ，表面積が大きい粒状試料に対しては二酸化炭素置換が有効であると考えられる．さらに，再生用添加剤による再生アスファルトに比べ，水熱分解を施したアスファルトは伸度が2倍程度に回復し，繰り返し再生利用における高品質化が期待できる．

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。