針入度グレーディング システムは、半固体アスファルトの稠度を特徴付けるために 1900 年代初頭に開発されました。浸透グレードのアスファルトは、さまざまな粘度で製造される精製アスファルトで、道路建設や優れた特性を備えたアスファルト舗装の製造に不可欠な舗装グレードのアスファルトとして通常使用される標準的なアスファルトです。貫入試験は、硬度に基づいてアスファルトの特性を評価するために実行されます。したがって、それは浸透ビチューメンという名前が付いています。
貫入グレーディングの基本的な仮定は、アスファルトの粘度が低いほど、ニードルはより深く貫入するということです。ビチューメン製造装置の真空塔底（減圧製油所の蒸留塔残留物に由来するビチューメン製造原料）の酸化プロセス中に製造されるアスファルトは、その貫入点に基づいて分類されます。針入度グレードは、60/70 などの針入度単位 (1 針入度単位 = 0.1 mm) の範囲としてリストされています。アスファルトの等級は、さまざまな気候条件や建設の種類における適合性を評価するのに役立ちます。温暖な地域では軟化を避けるために低い針入度グレードが好まれますが、寒冷地域では過度の脆化の発生を防ぐために 120/150 などの高い針入度グレードが使用されます。 AASHTO M 20 および ASTM D 946 で指定されている針入度グレードを以下の表に示します。

• ビチューメン 80/100: このグレードの特性は、IS-73-1992 の S 90 グレードの特性と一致します。これは交通量の少ない道路に適しており、現在でも世界中で広く使用されています。吹き出し温度や貫通点が比較的低いため、寒冷地で使用されます。

• アスファルト 60/70: このグレードは 80/100 よりも硬く、より高い交通負荷に耐えることができます。このグレードの特性は、IS-73-1992 の S 65 グレードの特性と一致しています。アスファルト 60/70 は、貫通力が 60 dm (デシメートル) ～ 70 dm であることを意味します。つまり、針がアスファルト サンプルまで最小 60 dm、最大 70 dm まで貫通することを意味します。現在は主に高速道路の建設に使用されています。アスファルト 60/70 は、最も使用されるアスファルト グレードの 1 つであり、他のすべてのアスファルト製品の基本的な材料です。穏やかな地域で使用されます。

• アスファルト 40/50: アスファルト貫入グレード 40/50 は、一般に舗装グレードとして使用される標準試験条件での貫入値が 40 ～ 50 の範囲にあることを意味します。アスファルト浸透グレード 40/50 は、道路の建設や補修に適した半硬質浸透グレードのアスファルトです。このグレードのアスファルトは、主に基礎および摩耗コース用の熱混合アスファルトの製造に使用されます。

• アスファルト 30/40: すべてのグレードの中で最も硬く、非常に重い交通荷重に耐えることができます。このグレードの特性は、IS-73-1992 の S 35 グレードの特性と一致しています。ビチューメン 30/40 は、空港の滑走路などの特殊な用途や、沿岸都市の交通量が非常に多い道路でも使用されます。

カットバックは常温では自由に流動する液体であり、ビチューメンを適切な溶剤でフラックスすることによって得られます。ビチューメンの粘度は、灯油またはその他の溶媒を添加すると大幅に低下します。カットバックアスファルトは、通常のアスファルトに主に石油系溶剤を加えて粘度を下げたものです。表面ドレッシング、ある種のアスファルトマカダム、および土壌アスファルトの安定化に使用するには、比較的低温で混合できる流体バインダーが必要です。したがって、低温での瀝青バインダーの流動性を高めるために、バインダーは揮発性溶媒とブレンドされます。建設工事でカットバック混合物が使用された後、揮発性物質が蒸発し、カットバックが結合特性を発現します。カットバックの粘度および道路上で硬化する速度は、希釈剤として使用されるアスファルトと揮発性油の両方の特性と量によって異なります。カットバックアスファルトは、粘度が純アスファルトよりも低いため、低温用途で使用できるために使用されます。カットバックアスファルトは、寒冷地でのアスファルト道路の建設やメンテナンスに使用できます。
カットバックは、硬化するまでにかかる時間、または希釈剤の蒸発により固体になるまでにかかる時間に応じて分類されます。分類は急速硬化 (RC)、中硬化 (MC)、または遅硬化 (SC) です。カットバックはカッターの種類や、RCグレードではホワイトスピリット、MCでは灯油、SCではディーゼルが一般的で、希釈剤として使用するフラックスの種類によって挙動が異なります。急速硬化 (RC) 溶剤は中硬化 (MC) 溶剤よりも早く蒸発し、中程度硬化 (MC) 溶剤は遅硬化 (SC) 溶剤よりも速く硬化します。
カットバックアスファルトの規格は次のとおりです。
– 低速、中速、および急速硬化カットバックに関する ASTM D 2026、D 2027 および D 2028
– AASHTO M 81、M 82 急速硬化および中硬化カットバック用
– EN 15522 カットバックおよび融剤入り瀝青バインダー

カットバックアスファルトは、通常、添加される溶剤の揮発性に応じて 3 つのグループに分類されます。

• スロー キュアリング (SC-30、SC-70、SC-250、SC-800、SC-3000) は「ロード オイル」と呼ばれることがあり、通常、特定の原油の分別蒸留から生成される残留物質です。伝統的に、あらゆる種類の芳香族油、ナフテン系油、パラフィン系油が使用されています。低速硬化液体アスファルト材料は、アスファルトと油性石油留分を混合することによって調製できます。

• 中硬化 (MC-70、MC-250、MC-800、MC-3000) は、ビチューメンと灯油などの軽質炭化水素のブレンドです。

• 急速硬化 (RC-30、RC-70、RC-250、RC-800、RC-3000) は、ナフサやガソリンなどの軽くて急速に蒸発する希釈剤を使用して調製されます。

1960 年代初頭には、合理的な科学的粘度試験を組み込んだ改良されたビチューメン (アスファルト) グレーディング システムが開発されました。この科学的試験は、アスファルト結合剤の重要な特性評価として、経験的貫入試験に取って代わりました。粘度グレーディングは、次のアスファルトの特性を定量化します。

– 60°C (140°F) での粘度
– 135°C (275°F) での粘度
– 25°C (77°F) で 5 秒間適用された 100 g の針の侵入深さ
– 引火点温度
– 25°C (77°F) での延性
– トリクロロエチレンへの溶解度
– 薄膜オーブンテスト (短期間の老化の影響を考慮):
– 60°C (140°F) での粘度
– 25°C (77°F) での延性

粘度グレード ビチューメンは、粘度（流動性の程度）のグレードに従って分類されます。グレードが高くなるほど、アスファルトはより硬くなります。粘度グレードは、夏場の路面温度である60℃と混合温度である135℃で粘度試験を実施します。年間平均舗装温度である25℃における貫入も仕様書に残されています。
粘度グレードのアスファルトの標準は次のとおりです。
– アシュト M 226
– ASTM D 3381
– IS73:2013

S73:2013 規格に基づく新しいグレードは、以下の命名法で進化しました。

VG-10 アスファルト: VG-10 は、浸透率 80/100 のアスファルト グレードの代わりに、極寒の気候での表面仕上げや舗装などのスプレー用途に主に使用されます。また、アスファルトエマルジョンおよび改質アスファルト製品の製造にも使用されます。

VG-20 アスファルト: VG-20 は寒冷地および高地地域の舗装に使用されます。

VG-30 アスファルト: VG-30 は、重大な交通負荷に耐える必要がある超高耐久アスファルト舗装の建設に特に使用されます。 60/70針入アスファルトグレードの代わりに使用できます。

VG-40 ビチューメン: VG-40 は、30/40 貫通度の代わりに、交差点、料金所付近、トラック駐車場などの応力が非常にかかる場所で使用されます。粘度が高いため、より硬いアスファルト混合物を製造して、高温や重い交通負荷に関連する押し込みやその他の問題に対する耐性を改善することができます。

アスファルトエマルジョンは周囲温度で自由に流動する液体であり、3 番目の成分である乳化剤によって安定化された 2 つの非混和性液体、アスファルトと水で構成されています。ビチューメンは、通常直径 0.5 ～ 5 ミクロンの個別の液滴の形で連続水相全体に分散し、静電荷によって懸濁状態に保持されます。分散液は、制御された条件下でビチューメンと水を選択された添加剤とともにコロイドミルで処理することによって得られます。
ビチューメンの含有量はさまざまな要件に合わせて変えることができ、通常は 30% から 70% の間です。アスファルト乳化の主な目的は、カットバックや舗装グレードのアスファルトを使用するときに通常必要とされる加熱なしで使用できる製品を得ることです。適切な品質の乳化剤を使用することは、エマルションが経時的に安定し、骨材や路面に塗布されたときに壊れたり固まったりしないようにするために不可欠です。それは室温でチョコレートブラウンの自由流動性の液体です。
アスファルトエマルジョンは、イオン電荷によってカチオン性またはアニオン性に分類する必要があります。水アスファルトエマルションは、建設中の結合材および皮膜形成材として集中的に使用されるため、アニオン性とカチオン性の 2 種類の乳化剤が使用されます。一般に珪質骨材が道路建設に使用されるため、アニオン性ビチューメンエマルションは一般に道路建設には使用されません。アニオン性アスファルトエマルションは、ケイ酸質では良好な性能を示さないが、カチオン性ビチューメンエマルションは、これらの骨材では良好な性能を示す。
カチオン性エマルションは、正の負荷により骨材をより効率的にコーティングするため、より優れた接着特性を備えています。カチオン性エマルジョンは、より好まれており、より広く使用されています。カチオン性エマルションは「C」で始まります。C がない場合、エマルションは通常アニオン性です。特定の骨材との適合性を考慮してエマルションを設計する場合、電荷は重要です。仕様の次のセットでは、エマルションがどれくらい早く硬化または合体するかを説明します。 RS（ラピッドセット）、MS（ミディアムセット）、SS（スローセット）、QS（クイックセット）のセッティンググレードです。
アスファルトエマルジョンは粘度が低く、周囲温度で作業できるため、道路舗装や舗装での使用に最適です。
エマルジョンアスファルトの規格は次のとおりです。
– 米国アニオン性エマルション: ASTM D 977 および AASHTO M 140
– 米国カチオン性エマルション: ASTM D 2397 および AASHTO M 208
– ヨーロッパ: 調和フレームワーク規格 EN 13808

アスファルトエマルジョンの主なグレードは次のように分類されます。

ビチューメンエマルジョン CSS-1: CSS-1 は、タックコート、塩基安定化、フォグシーリング、防塵および特殊用途として使用するために設計されたカチオン性の遅硬化性アスファルトエマルジョンです。カチオン性アスファルトエマルション CSS-1 は正電荷を持っているため、エマルションと骨材または舗装との間で直接かつ非常に迅速な反応が可能です。 CSS-1 エマルジョンはさまざまな目的に使用されます。遅硬化性エマルジョンはエマルジョンの中で最も安定しており、一般に水で希釈し、鉱物充填剤や骨材と混合できます。あらゆる用途において、建設時の気温と舗装の温度は、エマルジョンが完全に硬化するのに十分な高さである必要があります。

ビチューメンエマルジョン CMS-2: CMS-2 は、冷温アスファルトおよび温アスファルトと骨材の混合物、塩基安定化、および全層再生に使用する中程度の硬化性のカチオン性水ベースのアスファルトエマルジョンです。 CMS-2 は、現場または道路上の設置場所にあるポータブル製粉機を使用して、中央プラントで冷製または温製混合することができます。混合された材料はすぐに使用することも、後で使用するために備蓄することもできます。舗装機を使用して設置したり、ブレードやリクレーマーを使用して舗装上に加工したりすることもできます。

アスファルトエマルジョン CRS-2: CRS-2 は、チップシールのアスファルト結合剤として使用するために設計されたカチオン性水ベースの乳化アスファルトです。大量に供給されます。 CRS-2 エマルションは、適切に調整されたディストリビューターを使用して塗布する必要があります。ディストリビュータ ノズルとスプレー バーは、希望のショット速度を実現できるようにサイズを調整し、設定する必要があります。ショットレートは、プロジェクトの骨材と既存の舗装の状態を使用した実験室のチップシール設計によって決定される必要があります。 CRS-2 は、気温が 60°F を下回り、低下している場合には適用しないでください。水ベースのエマルションは、凍結温度や過熱にさらさないでください。エマルジョンは化学的に安定したシステムであるため、化学物質による汚染、空気への過度の暴露、または不利な機械的または熱的条件によって化学バランスが崩れないよう注意する必要があります。

製油所のアスファルトは、処理空気の導入によってさらに処理されます。これにより、吹き込みアスファルトとしても知られる酸化アスファルトが得られます。このプロセスでは、制御された温度を維持することにより、摂氏 200 ～ 300 度の熱風が多孔管を通してアスファルトの入った区画に吹き込まれ、その空気が圧力下で柔らかいアスファルトに導入されます。このプロセスにより、アスファルトは元の配合よりもゴム状の特性が得られ、単に硬いアスファルトになります。アスファルト混合物に空気を吹き込むと、粘度が高くなり、軟化（特に道路用途）、および特別に開発された添加剤や水による乳化を伴う二次プロセスに対する耐性が高まります。現在、大手アスファルト製造業者は、最終結果のより優れた性能を達成するために、製造にこれらの添加剤を使用しています。このより硬い混合物は、延性と温度感受性が低くなります。
酸化ビチューメンは柔軟性が高く、温度変化に対する感度が低くなります。このタイプのアスファルトは、屋根シート、車のタイヤ、ライニングの製造に使用されます。酸化アスファルトは通常、屋根ふき作業、パイプのコーティング、ポルトランドセメントコンクリート舗装のアンダーシーリング、水圧塗布、塗料の製造に使用されます。ブローングレードビチューメンは、杭打ち産業における滑り止め層配合物として、屋根用フェルトの製造、自動車産業における防音フェルトおよび車両下のシーラント、電線接合部保護、接合部充填配合物、シーラント配合物として広く使用されています。他にもたくさん。
酸化アスファルトは、ビニール袋、クラフトバッグ、ドラム缶に詰めることができ、バルクタンカーで熱い状態で配送することも可能です。酸化アスファルト (ブローングレードアスファルト) は小片に砕かれ、220 °C ～ 230 °C の適用温度までゆっくりと加熱されます。
酸化アスファルトの象徴は R です。たとえば、R 80/25 アスファルトは、柔らかさ 80 ℃、針入度 25 の吹き込みアスファルトを意味します。酸化アスファルトは、次のようなさまざまなグレードで製造されます。

• 酸化ビチューメン 150/5
• 酸化ビチューメン 115/15
• 酸化ビチューメン 105/35
• 酸化ビチューメン 95/25
• 酸化ビチューメン 90/40
• 酸化ビチューメン 90/10
• 酸化ビチューメン 90/15
• 酸化ビチューメン 85/25
• 酸化ビチューメン 85/40
• 酸化ビチューメン 85/25
• 酸化ビチューメン 75/25

通常、ビチューメンは新しいスチールドラムに梱包されて輸出されます。ドラムビチューメンの容量は 150 Kg ～ 200 Kg の範囲です。世界中のほぼすべてのアスファルト消費者が最も一般的に使用するドラム包装容量は 180 kg です。
180 Kg ドラム缶は、アスファルトの消費者にとって最も有益であるため、アスファルトの消費者により広く使用されています。アスファルトの輸入業者は、180 Kg ドラム缶を使用することでコストを節約できます。節約できる分野は、ドラムの製造コスト、取り扱いおよび輸送関連経費に関連しますが、これらに限定されません。
ビチューバッグとジャンボバッグは、アスファルトドラムのコスト効率の高い代替品となります。ビトゥバッグは1000kgと300kgの2種類があります。

300kg のビトゥバッグには 2 層のカバーが含まれており、最初のカバーは引き裂かれ、2 番目のカバーは目的地のタンカー (貯蔵所) で燃えて溶けます。

ビチューメンの大部分は建設業界で使用されており、主に舗装および屋根の用途に使用されます。全アスファルトのうち 85% は、道路、滑走路、駐車場、歩道のアスファルトのバインダーとして使用されます。砂利と砕石を厚いアスファルトと混合して保持し、道路に適用します。

優れた防水特性と熱可塑性挙動により、幅広い用途に最適です。高温（通常は 100 ～ 200℃）では粘稠な液体のように作用し、他の成分と混合したり、必要に応じて操作したり形成したりできます。冷却すると、耐久性と疎水性（水をはじく）の不活性固体になります。

世界中で使用されているアスファルトの 10% は、その防水性により屋根が適切に機能するため、屋根産業で使用されています。アスファルトの 5% は、カーペット タイルの裏地やペイントなど、さまざまな建築材料のシールおよび断熱目的で使用されます。

これらの主な用途に加えて、ビチューメンには多くのマイナーな用途もあります。他の例としては、防音、爆発物、防カビ、練炭のバインダー、鏡の裏地、靴の底、フェンスの支柱のコーティング、土壌の安定化などがあります。