(57)【要約】【課題】煩雑なプロセスや高価な添加成分を用いずに、耐流動性および耐ひび割れ性に優れた中温化舗装用アスファルト組成物及びその製造方法を提供する。【解決手段】（Ａ）ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる、１５℃における密度が０．９９０〜１．００１ｇ／ｃｍ３、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が３００〜８００、１２０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２／ｓであるナフテン系減圧蒸留残油２０〜７５重量部と、（Ｂ）原油の常圧蒸留残油および／または減圧蒸留残油をプロパン脱れきして得られる、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が５〜３０、かつ軟化点が４０〜９０℃の性状を有するプロパン脱れきアスファルト２５〜８０重量部とを配合することを特徴とする２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が４０〜１００のアスファルト組成物の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる、１５℃における密度が０．９９０〜１．００１ｇ／ｃｍ３、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が３００〜８００、１２０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２／ｓであるナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）２０〜７５重量部と、（Ｂ）原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油及び常圧蒸留残油をさらに減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる蒸留残油をプロパン脱れきして得られる、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が５〜３０、かつ軟化点が４０〜９０℃の性状を有するプロパン脱れきアスファルト（ＰＤＡ）２５〜８０重量部とを配合することを特徴とする２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が４０〜１００のアスファルト組成物の製造方法。
【請求項２】
（Ａ）ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる、１５℃における密度が０．９９０〜１．００１ｇ／ｃｍ３、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が３００〜８００、１２０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２／ｓであるナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）２０〜７５重量部と、（Ｂ）原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油及び常圧蒸留残油をさらに減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる蒸留残油をプロパン脱れきして得られる、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が５〜３０、かつ軟化点が４０〜９０℃の性状を有するプロパン脱れきアスファルト（ＰＤＡ）２５〜８０重量部とを配合することを特徴とする２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が４０〜１００のアスファルト組成物。
【請求項３】
前記アスファルト組成物に骨材を配合して得られる動的安定度が５００回／ｍｍ以上、マーシャル安定度が４．９ｋＮ以上であるアスファルト混合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト組成物及びその製造方法に関する。詳しくは、アスファルト組成物と骨材を適切に混合して得られる、舗装用に用いるアスファルト混合物の動的安定度が５００回／ｍｍ以上、マーシャル安定度が４．９ｋＮ以上を保ちながら、混合温度を１０〜３０℃低減してアスファルト混合物を製造することが可能なアスファルト組成物及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アスファルト舗装は、プラントでアスファルトと骨材等を適切に混合して、現地で十分に締め固めることで所要の舗装品質が得られる。常温では固く、高温では溶けて柔らかくなる熱可塑性のアスファルトを使うことから、良好な混合性と締固め性が得られるように、製造温度は１６０℃〜１８０℃程度に加熱混合して製造される。また、近年では、地球環境の保全が世界的な急務となっており、我が国でも国土交通省をはじめ多くの機関が、温室効果ガスの１つである二酸化炭素の排出抑制に取り組んでいることから、従来の舗装品質を保ちながら従来の混合温度より低温であることが望ましい。
【０００３】
特許文献１（特開２００２−１２９０２０号公報）には、アスファルトに中温化添加剤としてフラックスオイルと軽質油と界面活性剤と水を混合することにより、低い加熱温度で混合可能な中温化舗装用アスファルト混合物の製造方法が開示されている。
また、特許文献２（特開２００１−１８１５１０号公報）には、アスファルト混合物を製造するに際し、アスファルト添加混合時の骨材の水分を調整することにより、アスファルト混合物製造時のエネルギー消費量を大幅に減少させ、二酸化炭素の排出量の抑制を可能とした中温化舗装用アスファルト混合物の製造方法が開示されている。
しかしながら、これらの製造方法はアスファルト混合物を製造するプラントでバッチごとに逐次添加剤等を手動で投入する等の調整が必要となることから限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２９０２０号公報
【特許文献２】特開２００１−１８１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の加熱アスファルト混合物は舗設直後から大きな強度が得られるものの、骨材を一般的には１６０℃以上に加熱する必要があるため、アスファルト混合物製造時に多くの燃料を消費し、これに伴い多大な二酸化炭素を発生する。しかし、二酸化炭素による地球温暖化等の近年の環境問題の面から、このような燃料消費量の多い製造方法は時流に適さなくなっている。
本発明は、この課題を解決するため、アスファルト組成物と骨材を適切に混合して得られる、舗装用に用いるアスファルト混合物が、従来の舗装品質である動的安定度が５００回／ｍｍ以上、マーシャル安定度が４．９ｋＮ以上を保ちながら低温の混合温度で製造可能な耐流動性、耐ひび割れ性に優れたアスファルト組成物を提供することを目的とする。
【０００６】
また、舗設時に締固めに１００℃以上の温度を確保しなければならないため、冬期には施工が困難であるほか、夏期等の舗設時の作業環境が劣悪なものとなることから、アスファルト混合物製造温度を従来品より低減可能な中温化舗装用アスファルトを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、前記課題を解決するため、アスファルトの製造方法について鋭意研究した結果、特定のナフテン系減圧残油と特定のプロパン脱れきアスファルトを混合することにより、アスファルト混合物を製造する温度を低減できる中温化舗装用アスファルトを製造する方法を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の第１は、（Ａ）ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる、１５℃における密度が０．９９０〜１．００１ｇ／ｃｍ３、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が３００〜８００、１２０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２／ｓであるナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）２０〜７５重量部と、（Ｂ）原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油及び常圧蒸留残油をさらに減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる蒸留残油をプロパン脱れきして得られる、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が５〜３０、かつ軟化点が４０〜９０℃の性状を有するプロパン脱れきアスファルト（ＰＤＡ）２５〜８０重量部とを配合することを特徴とする２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が４０〜１００のアスファルト組成物の製造方法に関する。
【０００９】
また、本発明の第２は、（Ａ）ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる、１５℃における密度が０．９９０〜１．００１ｇ／ｃｍ３、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が３００〜８００、１２０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２／ｓであるナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）２０〜７５重量部と、（Ｂ）原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油をプロパン脱れきして得られる針入度（１／１０ｍｍ）が５〜３０、かつ軟化点が４０〜９０℃の性状を有するプロパン脱れきアスファルト２５〜８０重量部とを配合することを特徴とする２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が４０〜１００の舗装用アスファルト組成物に関する。
【００１０】
また、本発明は、前記アスファルト組成物に骨材を配合して得られる動的安定度が５００回／ｍｍ以上、マーシャル安定度が４．９ｋＮ以上であるアスファルト混合物に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、煩雑なプロセスや高価な添加成分を用いずに、耐流動性および耐ひび割れ性に優れた中温化舗装用アスファルト組成物を製造する方法が提供される。
また本発明のアスファルト組成物は、舗装用に用いるアスファルト混合物の動的安定度が５００回／ｍｍ以上、マーシャル安定度が４．９ｋＮ以上を保ちながら、骨材との混合温度を従来よりも１０〜３０℃も低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について詳述する。
【００１３】
本発明のアスファルト組成物の（Ａ）成分は、ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる、１５℃における密度が０．９９０〜１．００１ｇ／ｃｍ３、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が３００〜８００、１２０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２／ｓであるナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ：Vacuum Distillation Residue）である。
【００１４】
本発明において、ナフテン系原油としては、ＡＰＩ度１０〜２５、好ましくは１０〜２０のナフテン系原油を用いる。ナフテン系原油としては、例えばオーストラリア産等のナフテン系原油が挙げられる。
ＡＰＩ度が上記範囲を逸脱する場合、本発明の性状を有するナフテン系減圧蒸留油を得ることができない。
なお、ここでいうＡＰＩ度とは、ＪＩＳ Ｋ２２４９ 「原油及び石油製品― 密度試験方法及び密度・質量・容積換算表」に規定する振動式密度試験方法で密度（１５℃） を測定し、これをＪＩＳ  Ｋ２２４９の附属書２「原油及び石油製品の密度（１５℃） 、ＡＰＩ度及び比重６０／６０°Ｆの相互換算方法」により換算することにより求めた値である。
【００１５】
このＡＰＩ度１０〜２５のナフテン系原油を、常圧蒸留装置にてＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、灯油、軽油等の留分とナフテン系常圧蒸留残油に分留し、得られたナフテン系常圧蒸留油を、更に減圧蒸留装置で、常圧換算温度が４００〜５００℃前後となるように温度、減圧度等を調整し、潤滑油等の留分とナフテン系減圧蒸留残油（ＶＲ）に分留し、採取する。
【００１６】
本発明における（Ａ）成分のナフテン系減圧蒸留残油の１５℃における密度は０．９９０ｇ／ｃｍ３以上であることが必要であり、０．９９１ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、０．９９２ｇ／ｃｍ３以上がより好ましい。一方、１．００１ｇ／ｃｍ３以下であることが必要であり、１．０００ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、０．９９８ｇ／ｃｍ３以下がより好ましい。
【００１７】
ナフテン系減圧蒸留残油の２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）は３００以上であることが必要であり、３５０以上であることが好ましく、４００以上がより好ましい。一方、８００以下であることが必要であり、７００以下であることが好ましく、６５０以下がより好ましい。２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が３００未満の場合は耐流動性が劣り、８００を超えると耐ひび割れが劣るため好ましくない。
【００１８】
ナフテン系減圧蒸留残油の１２０℃における動粘度は５０ｍｍ２／ｓ以上であることが必要であり、８０ｍｍ２／ｓ以上であることが好ましく、９０ｍｍ２／ｓ以上がより好ましい。一方、５００ｍｍ２／ｓ以下であることが必要であり、４００ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、３５０ｍｍ２／ｓ以下がより好ましい。１２０℃における動粘度が５０ｍｍ２／ｓ未満の場合は耐ひび割れ性が劣り、５００ｍｍ２／ｓを超えると耐流動性が劣るため好ましくない。
【００１９】
なお、本発明において、１５℃における密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７「石油アスファルト−密度試験方法」により、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７「石油アスファルト−針入度試験方法」により、１２０℃における動粘度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」により、測定した値である。
【００２０】
本発明のアスファルト組成物の（Ｂ）成分は、原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油及び常圧蒸留残油をさらに減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる蒸留残油をプロパン脱れきして得られる、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が５〜３０、かつ軟化点が４０〜９０℃の性状を有するプロパン脱れきアスファルト（ＰＤＡ）である。
【００２１】
プロパン脱れきアスファルトの原料として使用する蒸留残油としては、原油の精製工程において用いられる常圧蒸留装置によって原油を常圧蒸留することにより得られる常圧蒸留残油であっても良く、また常圧蒸留残油をさらに減圧蒸留することにより得られる減圧蒸留残油を使用しても良く、あるいはまた常圧蒸留残油と減圧蒸留残油との混合物を使用しても良い。
【００２２】
本発明における（Ｂ）成分のプロパン脱れきアスファルトの２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）は５以上であることが必要であり、６以上であることが好ましい。一方、３０以下であることが必要であり、２５以下であることが好ましく、２０以下がより好ましい。２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が上記範囲を逸脱する場合は、耐ひび割れ性が低下するため好ましくない。
【００２３】
本発明における（Ｂ）成分のプロパン脱れきアスファルトの軟化点は４０℃以上であることが必要であり、５０℃以上であることが好ましく、５５℃以上がより好ましい。一方、９０℃以下であることが必要であり、８０℃以下であることが好ましく、７５℃以下がより好ましい。軟化点が前記範囲を逸脱する場合は、中温化舗装用アスファルト混合物の耐流動性が低下するため好ましくない。
なお、ここでいう軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７「石油アスファルト−軟化点試験方法（環球法）」により測定した値である。
【００２４】
本発明において、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合割合は、（Ａ）成分が２０〜７５重量部、好ましくは２５〜７０重量部であり、（Ｂ）成分が２５〜８０重量部、好ましくは３０〜７５重量部である。
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合割合が、前記範囲から逸脱した場合は、アスファルト混合物製造時の混合温度・締固め温度が上昇するため好ましくない。
【００２５】
本発明において、前述の（Ａ）成分と（Ｂ）成分を所定割合で配合することより、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）が４０〜１００のアスファルト組成物を得る。
【００２６】
本発明により得られるアスファルト組成物と骨材とを適切な混合温度で混合して得られるアスファルト混合物は、動的安定度が５００回／ｍｍ以上、マーシャル安定度が４．９ｋＮ以上であることが必要である。
本発明のアスファルト組成物は、骨材との混合温度を従来の混合温度である１６０℃程度よりも１０〜３０℃も低い温度で混合しても、上記した動的安定度およびマーシャル安定度を保持することができる。
なお、動的安定度は、公益社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」の３−７−３「ホイールトラッキング試験方法」により測定した値であり、マーシャル安定度は、公益社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」の３−７−３「マーシャル安定度試験方法」により測定した値である。
【実施例】
【００２７】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００２８】
（アスファルトの性能評価）
本発明におけるアスファルトの性能について、耐流動性はホイールトラッキング試験による動的安定度により評価した。また耐ひび割れ性は曲げ試験により評価した。
なお、ホイールトラッキング試験および曲げ試験は、各々、社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」の３−７−３「ホイールトラッキング試験方法」、３−７−５「曲げ試験方法」記載の方法で行った。以下に試験法の概略を記す。
【００２９】
（１）マーシャル安定度試験：公益社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」の３−７−３「マーシャル安定度試験方法」
アスファルト混合物の配合設計に用いる安定度試験の１つで、試験方法は円筒形混合物供試体（直径１００ｍｍ、厚さ約６３ｍｍ）の側面を円弧形２枚の裁載板ではさみ、規定の温度（６０℃）、規定の載載速度（５０ｍｍ／ｍｉｎ）により直径方向に荷重を加え、供試体が破壊するまでに示す最大荷重（安定度）を評価する。
（評価方法）
マーシャル安定度試験結果より、供試体の空隙率が３〜６である場合は、「締め固めが十分で舗装の破損は起こらない：○」と評価した。
さらに、マーシャル安定度（強度）が４．９ｋＮ以上である場合は、「舗装の破損が無し：○」と評価した。
【００３０】
（２）ホイールトラッキング試験：公益社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」の３−７−３「ホイールトラッキング試験方法」
アスファルトと骨材を加熱混合したアスファルト混合物を所定の型枠（３００×３００×５０ｍｍ）に入れ整形した供試体を６０℃の恒温室で規定荷重（６８６±１０Ｎ）の小型車輪を往復させ、４５分および６０分における変形量（わだち掘れ量）を測定し、動的安定度（回／ｍｍ）を求め、混合物のわだち掘れに対する抵抗性を評価する。
動的安定度（ＤＳ：DynamicStability）の値は大きいほど、高温時における加熱アスファルト混合物の耐流動性の良いことを示す。一般的には、わだち掘れが起こらないためには動的安定度が５００回／ｍｍ以上である必要がある。一般的に、破断時の曲げ強度およびひずみの値は大きいほど、ひび割れに対する耐久性が良いことを示す。
【００３１】
（３）曲げ試験：社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」の３−７−５「曲げ試験方法」
アスファルトと骨材を加熱混合したアスファルト混合物を所定の型枠（３００×３００×５０ｍｍ）に入れ、整形した後、３００×１００×５０ｍｍの形状の供試体を切り出して供試体を作製し、−１０℃で養生後、供試体を載荷試験機にセットし、載荷速度５０ｍｍ／ｍｉｎで中央部に集中載荷する。最大荷重を示して供試体が破断するまで載荷を行い、荷重と変形量を求め、破断時（最大荷重時）の曲げ強度および破断時のひずみを求める。一般的に、破断時の曲げ強度およびひずみの値は大きいほど、ひび割れに対する耐久性が良いことを示す。  
【００３２】
（評価方法）
ホイールトラッキング試験結果より、動的安定度が５００回／ｍｍ以上である場合は、「わだち掘れがおこらない：○」と評価した。
さらに、曲げ試験結果より、「ひび割れが無し：○」、「場合によってはひび割れする：△」、「ひび割れ有り：×」と評価した。  
【００３３】
＜実施例１〜５＞
ＡＰＩ度１８のナフテン系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留してナフテン系減圧残油（ＶＲ）を得た。また、中東系原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油をプロパン脱れきしてプロパン脱れきアスファルト（ＰＤＡ）を得た。それらの性状を表１に示す。
表１に示すナフテン系減圧残油（ＶＲ）とプロパン脱れきアスファルト（ＰＤＡ）をブレンドし、２５℃における針入度４０〜１００（１／１０ｍｍ）の舗装用アスファルトを製造し、更に骨材と混合してアスファルト混合物を通常の混合温度より約３０℃低い温度で骨材と混合してアスファルト混合物を製造した。
得られたアスファルト混合物のマーシャル安定度、耐流動性、耐ひびわれ性を評価した。各成分の性状、混合割合および評価結果を表２に示す。なお、骨材配合比はアスファルト舗装要鋼に記載される密粒度アスコン（１３）の中央値とした。実施例１〜５のいずれも、混合温度が従来のアスファルトを用いた時より約３０℃程度低い温度においても日本道路協会の混合物性能基準を満たす優れた特性を示した。
【００３４】
＜比較例１〜８＞
比較例１〜６（表３）は、市販ストレートアスファルトを用いてアスファルト混合物の製造温度を変え製造した。
比較例１、３、５は通常の混合温度より３０℃低い温度で製造した結果、マーシャル安定度、耐流動性、耐ひびわれ性を評価した結果、日本道路協会の混合物性能基準を満たさなかった。
一方、比較例２、４、６は、従来の混合温度でアスファルト混合物を製造し、マーシャル安定度、耐流動性、耐ひびわれ性を評価した結果、日本道路協会の混合物性能基準を満した。よって、市販アスファルトは混合温度が３０℃程度低い場合、空隙率が基準値より大きく、十分締固めが出来ていないことから、動的安定度等を満足することができず、不十分な性能であることを示す。
なお、比較例７および８（表２）は、マーシャル安定度試験の結果から空隙率が基準値より大きく、十分締固めが出来ていないことから、動的安定度を満足することができず、不十分な性能であった。
【００３５】
【表１】
2014237754.tif 000002
【００３６】
【表２】
2014237754.tif 000003
【００３７】
【表３】
2014237754.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のアスファルト組成物は、舗装用に用いるアスファルト混合物の動的安定度が５００回／ｍｍ以上、マーシャル安定度が４．９ｋＮ以上を保ちながら、骨材との混合温度を従来よりも１０〜３０℃も低減することができるため、作業効率、環境の面からも産業上有用である。