(57)【要約】【課題】高たわみ性、振動減衰性、及びひび割れ抵抗性と共に、これらに相反する性質である塑性変形抵抗性を有し、且つ、通常のアスファルト合材工場において製造できるとともに通常の施工機械で良好な施工性が得られるアスファルト混合物を提供すること。【解決手段】本発明のアスファルト混合物は、骨材と、ポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトと、流動点が−１０℃以下の鉱物油を含み、前記鉱物油は前記ポリマー改質アスファルトに対して１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％含まれていることを特徴としている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材と、ポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトと、流動点が−１０℃以下の鉱物油を含み、前記鉱物油は前記ポリマー改質アスファルトに対して１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％含まれていることを特徴とする高たわみ性アスファルト混合物。
【請求項２】
請求項１に記載の高たわみ性アスファルト混合物を製造するに際し、１５０〜２２０℃に加熱した骨材と１５０〜２００℃に加熱したポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトとを混合し、それに流動点が−１０℃以下の鉱物油を添加混合することを特徴とする高たわみ性アスファルト混合物の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の高たわみ性アスファルト混合物を製造するに際し、予め１５０〜２００℃に加熱したポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトと流動点が−１０℃以下の鉱物油とを混合し、それと１５０〜２２０℃に加熱した骨材とを混合することを特徴とする高たわみ性アスファルト混合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト混合物とその製造方法に関し、特に高たわみ性、振動減衰性、ひび割れ抵抗性、及び塑性変形抵抗性を有するアスファルト混合物と、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アスファルト舗装に用いる高たわみ性を付与した材料としては、次のようなものが提案されている。
【０００３】
特許文献１にはゴムチップとアスファルトモルタルとを混合した舗装体が示されている。
【０００４】
特許文献２にはアスファルトと、熱可塑性エラストマーと、石粉と、骨材とを混合した弾性舗装用合材が示されている。
【０００５】
特許文献３にはアスファルトと、熱可塑性エラストマーと、プロセスオイルと、延性材料とを含むアスファルト組成物と骨材とを混合したアスファルト混合物体が示されている。
【０００６】
特許文献４と５にはアスファルトと、ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーと、鉱油と、低分子量ポリエチレン又は特定の置換基を有するフェニルエーテル系化合物とを含むアスファルト組成物が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８３２７１号公報
【特許文献２】特開２０００−２０４２６２号公報
【特許文献３】特開２００５−２００６４５号公報
【特許文献４】特開２００３−３０７０号公報
【特許文献５】特開２００３−１９２９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１については、単粒度のゴムチップをアスファルトモルタルで結合した空隙の多い舗装体であることから、ゴムチップの飛散等、耐久性に劣るという問題点があった。
【０００９】
特許文献２については、８０〜１２０℃で溶融するスチレン系熱可塑性エラストマーが多量に配合されていることから、アスファルト混合物の粘性が高くなり、施工性が悪いという問題点があった。
【００１０】
特許文献３については、アスファルトと熱可塑性エラストマーとプロセスオイルと延性材料とを混合した特別なアスファルト組成物を使用するため、アスファルト混合物を製造する際に、アスファルト組成物を加熱貯蔵するための専用のアスファルトタンク、またはアスファルト組成物を加熱しアスファルト合材工場のアスファルト配管へ移送する専用のアスファルトローリ車が必要になるという問題点があった。
【００１１】
特許文献４と５はいずれも混合性と保存性の向上を目的としたものであって低分子量ポリエチレンや特定の置換基を有するフェニルエーテル系化合物を必須要件としており、また鉱油の含有量が少ないため、これをバインダとして使用してアスファルト混合物を製造しても、高たわみ性、振動減衰性、ひび割れ抵抗性、及び塑性変形抵抗性をバランスよく発揮できるものとはならない。
【００１２】
すなわち、高たわみ性アスファルト混合物であっても通常のアスファルト合材工場で容易に製造することができ、通常の施工機械で良好な施工性が得られ、しかも、施工後は、長期の供用に耐えられることが望ましい。
【００１３】
さらに、高たわみ性アスファルト混合物の基本的な性状としては、高たわみ性、振動減衰性、ひび割れ抵抗性、及び塑性変形抵抗性をバランスよく発揮できるものであることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは高たわみ性、振動減衰性、及びひび割れ抵抗性と共に、これらに相反する性質である塑性変形抵抗性を有し、且つ、通常のアスファルト合材工場において製造できるとともに通常の施工機械で良好な施工性が得られるアスファルト混合物を提供することである。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明に係る高たわみ性アスファルト混合物は、骨材と、ポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトと、流動点が−１０℃以下の鉱物油を含み、前記鉱物油は前記ポリマー改質アスファルトに対して１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％含まれていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の高たわみ性アスファルト混合物の製造方法は、上記の高たわみ性アスファルト混合物を製造するに際し、１５０〜２２０℃に加熱した骨材と１５０〜２００℃に加熱したポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトとを混合し、それに流動点が−１０℃以下の鉱物油を添加混合することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の高たわみ性アスファルト混合物の製造方法は、上記の高たわみ性アスファルト混合物を製造するに際し、予め１５０〜２００℃に加熱したポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトと流動点が−１０℃以下の鉱物油とを混合し、それと１５０〜２２０℃に加熱した骨材とを混合することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の高たわみ性アスファルト混合物はポリマー改質アスファルトを原材料として使用しているので、通常のアスファルト合材工場で容易に製造することができ、また通常の施工機械で良好な施工性が得られる。
【００１９】
そして、本発明の高たわみ性アスファルト混合物を表層に使用した場合、本発明の高たわみ性アスファルト混合物は低温時のたわみ性が高いので、降雪雨等が凍結して、表層の上に氷板が形成されても、通行車両の荷重によって表層が部分的にたわむことによって、氷板が割れて破壊されるため、表層上にはアイスバーンが形成されないという効果がある。また、本発明の高たわみ性アスファルト混合物は、振動減衰性を有しているので、通行車両によって発生する振動を減衰し、沿道へ伝播する振動を低減する効果がある。
【００２０】
一方、本発明の高たわみ性アスファルト混合物を基層に使用した場合、本発明の高たわみ性アスファルト混合物は振動減衰性を有しているので、通行車両によって表層で発生した振動を基層で減衰し、沿道へ伝播する振動を低減する効果がある。また、本発明の高たわみ性アスファルト混合物は、ひび割れ抵抗性が高いので、基層下面の層にひび割れが発生していても、基層、及び表層にひび割れが発生するのを抑制できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】損失係数の測定結果を示すグラフである。
【図２】鉱物油の添加量とＨＩＣの関係を示すグラフである。
【図３】鉱物油の添加量と動的安定度の関係を示すグラフである。
【図４】鉱物油の流動点とＨＩＣの関係を示すグラフである。
【図５】鉱物油の流動点と破断ひずみの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明で使用するポリマー改質アスファルト、鉱物油及び骨材について説明し、次に製造方法について説明する。
【００２３】
［ポリマー改質アスファルト］
本発明において使用されるポリマー改質アスファルトは、ストレートアスファルトに改質材として熱可塑性エラストマーなどのポリマーを加えたものである。そして本発明においては、特にポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているものが含まれているものを使用する。ポリマー連続相が形成されているとは、ポリマー添加量が多くてポリマーリッチフェーズ（ポリマーが主成分）の中にアスファルテンリッチフェーズ（アスファルトが主成分）が存在し、ポリマーが連続相の形となっているものである。
【００２４】
ポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトの例としては、社団法人日本道路協会より発刊された舗装設計施工指針（平成十八年版）記載の、一般的に大型車交通量が著しく多い箇所に適用するアスファルト混合物に使用されるポリマー改質アスファルトIII型、一般的にポーラスアスファルト混合物に使用されるポリマー改質アスファルトＨ型が好適に使用可能である。さらに詳しくは、Ｈ型，Ｈ型−Ｆ，III型，III型−Ｗ
，III型−ＷＦが使用できる。
【００２５】
［鉱物油］
本発明において使用される鉱物油は、ポリマー改質アスファルトのポリマー連続相を破壊しないで、常温、及び低温時におけるポリマー改質アスファルトの軟らかさを向上させると共に、高たわみ性アスファルト混合物の施工性を良好にするために添加されるものである。鉱物油の例としては、石油系炭化水素を主成分とする工業用潤滑油のうち流動点が−１０℃以下のものが好適に使用可能である。鉱物油の流動点が−１０℃よりも高くなると、後述するように衝撃吸収性とたわみ性が低下する。
【００２６】
また、本発明で用いる鉱物油は、石油系炭化水素の単一物でも添加剤が添加されているもののでもどちらでもよい。また、鉱物油は前記流動点を満たせば、工業用潤滑油に限定されるものではない。
【００２７】
鉱物油の含有量は、好ましくは、ポリマー改質アスファルトに対して１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％である。後述するように、１０ｗｔ％未満では、ポリマー改質アスファルトの軟らかさを向上させることができず、高たわみ性アスファルト混合物のたわみ性、振動減衰性、ひび割れ抵抗性、及び施工性が低下する。また３０ｗｔ％を超えると、ポリマー改質アスファルトのポリマー連続相が破壊されると共に、軟化点が低くなり、高たわみ性アスファルト混合物の塑性変形抵抗性が低下して耐流動性が確保できない。
【００２８】
［骨材］
本発明において使用される骨材は、砕石、砂、石粉など、従来から一般的にアスファルト混合物に用いられる骨材であり、特定のものに限定されない。
【００２９】
［高たわみ性アスファルト混合物の製造］
本発明の高たわみ性アスファルト混合物を製造する場合は、１５０〜２２０℃に加熱した骨材と１５０〜２００℃に加熱したポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトとを所定の割合で混合し、それに流動点が−１０℃以下の鉱物油を所定量添加して混合する。又は予め１５０〜２００℃に加熱したポリマーの中にアスファルトが分散しポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトと流動点が−１０℃以下の鉱物油とを所定の割合で混合し、それと１５０〜２２０℃に加熱した骨材とを所定の割合で混合してもよい。これらの混合手順は作業環境により任意に選択可能であり、混合時の温度を上記の範囲で行えばどちらの順番で行ってもよい。
【実施例】
【００３０】
ポリマー改質アスファルトには大別してポリマー連続相が形成されているものと、アスファルト連続相が形成されているものの二種類がある。そのうち、本発明はポリマー連続相が形成されているものを用いることに特徴がある。
そこで、本発明のポリマー連続相が形成されているポリマー改質アスファルトの例としてポリマー改質アスファルトＨ型を使用したものを実施例１とし、ポリマー連続相が形成されずアスファルト連続相が形成されているポリマー改質アスファルトの例としてポリマー改質アスファルトII型を使用したものを比較例１とし、通常のアスファルト舗装に用いられるストレートアスファルト６０〜８０を使用したものを比較例２として行ったバインダの物理試験と、これらのバインダを使用したアスファルト混合物についての各種試験結果について以下説明する。
【００３１】
［実施例１］
［バインダの物理性状］
ポリマー改質アスファルトＨ型と、流動点が−３０℃の鉱物油をポリマー改質アスファルトＨ型に対して１５ｗｔ％混合したバインダを実施例１として、バインダの物理試験を行った。また、以下に示す比較例１と比較例２についてもバインダの物理試験を行った。試験結果を表１に示す。
【００３２】
比較例１は、ポリマー改質アスファルトＨ型と、流動点が−３０℃の鉱物油をポリマー改質アスファルトＨ型に対して１５ｗｔ％混合したバインダに代え、大型車交通量の多い箇所のアスファルト舗装の耐流動対策等に用いられるポリマー改質アスファルトII型を使用したものである。ポリマー改質アスファルトII型は、アスファルトに対するポリマーの添加量が少ないため、アスファルテンリッチフェーズの中にポリマーリッチフェーズが存在し、アスファルトが連続相の形となっているものである。
【００３３】
比較例２は、ポリマー改質アスファルトＨ型と、流動点が−３０℃の鉱物油をポリマー改質アスファルトＨ型に対して１５ｗｔ％混合したバインダに代え、通常のアスファルト舗装に用いられるストレートアスファルト６０〜８０を使用したものである。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１から、実施例１は、針入度が比較例１や比較例２に比べてきわめて大きく、また、軟化点も比較例１や比較例２に比べて高いことが分かる。したがって、ポリマー連続相が形成されている実施例１をバインダとして使用したアスファルト混合物は、比較例１や比較例２と比べたわみ性、及びひび割れ抵抗性に優れ、流動抵抗性を有するものとなると考えられる。
【００３６】
［実施例２］
［高たわみ性アスファルト混合物の性状］
表１に示した実施例１、比較例１、及び比較例２の各バインダを骨材と混合して、一般にアスファルト舗装の表層に用いられる最大粒径１３ｍｍの密粒度アスファルト混合物を製造した後、これを締め固めて、供試体を作製し、各種試験を行った。なお、曲げ試験は「舗装調査・試験法便覧 Ｂ００５」に準拠して行った。
【００３７】
試験結果を表２に示す。最大粒径１３ｍｍの密粒度アスファルト混合物は一般に、耐水性やひびわれに対する抵抗性に優れているものである。
ここで、実施例２に係る供試体の作製において、バインダ量は、５．５％とし、骨材の配合割合は表３に示す通りであり、その骨材粒度は表４に示す通りである。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
【表３】
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【００４０】
【表４】
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【００４１】
表２の曲げ試験結果から、実施例１のバインダを使用した密粒度アスファルト混合物は、破断ひずみが比較例１又は比較例２のバインダを使用した場合に比べて、約４倍大きいことから、たわみ性及びひび割れ抵抗性に優れていることが分かる。
【００４２】
また、表２のマーシャル試験結果から、実施例１のバインダを使用した密粒度アスファルト混合物は、安定度とフロー値が通常のアスファルト舗装に用いられる比較例２を使用したものとほぼ等しいが、ホイールトラッキング試験結果から、実施例１のバインダを使用した密粒度アスファルト混合物は、塑性変形抵抗性の指標である動的安定度が大型車交通量の多い箇所のアスファルト舗装の耐流動対策に用いられる比較例１を使用した場合よりは低いものの、比較例２を使用した場合よりは高いことから、十分な塑性変形抵抗性も有していることが分かる。
【００４３】
［実施例３］
［高たわみ性アスファルト混合物の衝撃吸収性］
表１に示した実施例１、比較例１、及び比較例２のバインダと骨材とを混合して、一般的にアスファルト舗装の基層に用いられる最大粒径２０ｍｍの粗粒度アスファルト混合物を製造した後、これを締め固めて、供試体を作製し、舗装路面の弾力性試験（舗装調査・試験法便覧 Ｓ０２６−１）、及びＨＩＣ試験（ＡＳＴＭ  Ｆ−１２９２−９９）を行い、衝撃吸収性を評価した。最大粒径２０ｍｍの粗粒度アスファルト混合物は一般に、耐流動などの性質に優れているものである。
【００４４】
試験結果を表５に示す。なお、ＧＢ係数は、衝撃吸収性を表しており、値が小さいほど衝撃吸収性が高く、ＳＢ係数は、反発弾性を表しており、値が小さいほど反発弾性が低い。また、Ｇmaxは、衝撃の最大減速度を表しており、ＨＩＣは、衝撃強さの尺度であり、共に値が小さいほど衝撃吸収性が高い。
ここで、実施例３に係る供試体の作製において、バインダ量は、４．９％とし、骨材の配合割合は表６に示す通りであり、その骨材粒度は表７に示す通りである。
【００４５】
【表５】
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【００４６】
【表６】
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【００４７】
【表７】
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【００４８】
表５から、実施例１のバインダを使用した粗粒度アスファルト混合物は、比較例１又は比較例２のバインダを使用した場合に比べて、ＧＢ係数が８〜１１％小さく、ＳＢ係数も６〜８％小さいことから、衝撃吸収性が高く、反発弾性も低いことが分かる。
また、実施例１のバインダを使用した粗粒度アスファルト混合物は、比較例１又は比較例２のバインダを使用した場合に比べて、Ｇmax、及びＨＩＣが小さいことから、衝撃吸収性が高いことが分かる。
【００４９】
［実施例４］
［高たわみ性アスファルト混合物の振動減衰性］
表１に示した実施例１、比較例１、及び比較例２のバインダと骨材とを混合してアスファルト混合物を製造した後、これを締め固めて、２層構造の供試体を作製し、「ＪＩＳ  Ｇ  ０６０２  制振鋼板の振動減衰特性試験方法」に準拠して、振動減衰性の指標である損失係数の測定を２０℃で行い、振動減衰性を評価した。損失係数測定結果を図１に示す。なお、損失係数は、値が大きいほど振動減衰性が高い。
【００５０】
ここで、実施例４に係る供試体の作製において、表層は実施例２に示した比較例１のバインダを使用した密粒度アスファルト混合物とし、基層は実施例３に示した実施例１のバインダ、比較例１のバインダ、及び比較例２のバインダをそれぞれ使用した粗粒度アスファルト混合物とした。供試体の種類は、表８に示す通りである。
【００５１】
【表８】
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【００５２】
図１から、基層に実施例１のバインダを使用した粗粒度アスファルト混合物を適用したＡの場合には、損失係数が基層にＢの比較例１又はＣの比較例２のバインダを使用した粗粒度アスファルト混合物を適用した場合に比べて、約４倍大きいことから、振動減衰性が高いことが分かる。
【００５３】
上記の実施例２〜実施例４の試験結果より、ポリマー連続相が形成されている実施例１のバインダを使用したアスファルト混合物は、比較例１や比較例２のバインダを使用したものよりも、本発明の目的である高たわみ性、振動減衰性、ひび割れ抵抗性、及び塑性変形抵抗性をバランスよく発揮できるものであることが確認された。
【００５４】
次に、ポリマー改質アスファルトに対する鉱物油の最適な添加量と、鉱物油の望ましい流動点を確認するために行った試験結果について、以下説明する。
【００５５】
［実施例５］
［鉱物油の添加量と混合物の性状］
実施例２と同様のバインダ量と骨材配合割合で、鉱物油の添加量を変化させて一般にアスファルト舗装の表層に用いられる最大粒径１３ｍｍの密粒度アスファルト混合物を製造した後、これを締め固めて、供試体を作製し、ＨＩＣ試験（ＡＳＴＭ  Ｆ−１２９２−９９）とホイールトラッキング試験を行った。試験結果を図２と図３に示す。
【００５６】
図２から、ＨＩＣは、鉱物油の添加量が多いほど小さくなる傾向を示し、添加量が１０ｗｔ％以上において特に小さくなる傾向を示すことが分かる。ＨＩＣは、値が小さいほど衝撃吸収性が高いことから、鉱物油の添加量を１０ｗｔ％以上とすることで、高い衝撃吸収性が得られる。
【００５７】
図３から、動的安定度は、鉱物油の添加量が多いほど小さくなる傾向を示すことが分かる。鉱物油の添加量が３０ｗｔ％以下であれば動的安定度が５００以上あり、表２の比較例２に示す一般的なアスファルト混合物であるストレートアスファルト６０〜８０を使用した密粒度アスファルト混合物(１３)の動的安定度よりも大きく、通常必要とされる塑性変形抵抗性を確保できる。
したがって、鉱物油の添加量は、１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％とすることが望ましい。
【００５８】
［実施例６］
［鉱物油の流動点と混合物の性状］
実施例２と同様のバインダ量と骨材配合割合で、鉱物油の流動点を変化させて一般にアスファルト舗装の表層に用いられる最大粒径１３ｍｍの密粒度アスファルト混合物を製造した後、これを締め固めて、供試体を作製し、ＨＩＣ試験（ＡＳＴＭ  Ｆ−１２９２−９９）と曲げ試験を行った。試験結果を図４と図５に示す。
【００５９】
図４から、ＨＩＣは、鉱物油の流動点が−１０℃よりも高くなると大きくなる傾向を示すことが分かる。ＨＩＣは、値が小さいほど衝撃吸収性が高いことから、鉱物油の流動点が−１０℃よりも高くなると、衝撃吸収性が低下する。
【００６０】
図５から、破断ひずみは、鉱物油の流動点が高いほど小さくなる傾向を示し、特に流動点が−１０℃よりも高くなると、小さくなる傾向を示すことが分かる。破断ひずみは、値が大きいほどたわみ性に優れることから、鉱物油の流動点が−１０℃よりも高くなると、たわみ性が低下する。
したがって、鉱物油の流動点は、−１０℃以下とすることが望ましい。
【００６１】
上記実施例５と実施例６の結果よりポリマー改質アスファルトに添加する鉱物油の添加量は、１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％とすることが望ましく、また鉱物油の流動点は、−１０℃以下とすることが望ましいことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の高たわみ性アスファルト混合物は、アスファルト舗装の表層、及び基層などに使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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