(57)【要約】   【課題】アスファルト舗装用合材の混合温度、施工温度を低下させても従来と同等以上の性能を発揮できるアスファルト組成物を提供する。  【解決手段】減圧残油に分子量が６５００以下、軟化点が１４０℃以下であるポリオレフィンワックスを配合して得られる、２５℃における針入度が３０〜９０（１／１０ｍｍ）であることを特徴とするアスファルト組成物。  【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧残油に分子量が６５００以下、軟化点が１４０℃以下であるポリオレフィンワックスを配合して得られる、２５℃における針入度が３５〜９０（１／１０ｍｍ）であることを特徴とするアスファルト組成物。
【請求項２】
減圧残油の２５℃における針入度が４０〜１００（１／１０ｍｍ）、６０℃粘度が１２０Ｐａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１記載のアスファルト組成物。
【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に関する。さらに詳しくは道路舗装用アスファルト組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアスファルト舗装用合材は、加熱した骨材と加熱溶融状態のアスファルトを混ぜ合わせ製造しており、その混合温度はストレートアスファルト６０−８０の場合、１５０〜１６５℃の高温を要しており、製造されたアスファルト舗装用合材は１４０〜１５０℃でローラー転圧されアスファルト舗装の施工に使用されている。この温度が低すぎると骨材とアスファルトが混合不良、製造したアスファルト舗装用合材の施工性の悪化が生じ、所定の性能を有するアスファルト舗装が得られないこととなる。すなわち混合時、施工時の温度を下げアスファルト舗装を建設することは不可能であった。そこで、この温度を下げて混合、施工する試みとして、（１）加熱溶融状態のアスファルトに水または水蒸気を吹き込むことでアスファルトを泡状化する方法（例えば、非特許文献１参照）、（２）加熱溶融状態のアスファルトに発泡剤を添加し内部に気泡を形成する方法（例えば、非特許文献２参照）、（３）希釈剤を添加しアスファルトをカットバックし軟質化する方法（例えば、非特許文献３参照）などが提案されている。
【非特許文献１】美馬、徳満、岡本、「フォームドアスファルトを利用した中温化混合物の施工事例」、第２３回日本道路会議一般論文集、１９９９年、ｐ.１５６
【非特許文献２】海老澤、坂本、佐々木、五傳木、「ケミカルフォームドアスファルトを用いた中温化技術」、舗装、ｖｏｌ.３５、Ｎｏ．１０、２０００年、ｐ．１９
【非特許文献３】鈴木、野村、山本、「アスファルトの粘度低減に関する検討」、第２０回日本道路会議要旨集、１９９３年、ｐ.４４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
混合時、施工時の温度を下げるための前述（１）の方法は、残留水分の影響、例えば骨材とアスファルトの接着性の低下が懸念される問題点があった。前述（２）の方法は発泡により形成した気泡が時間とともに消失するとその効果が失われてしまう問題点があった。前述（３）の方法は、アスファルトを希釈剤でカットバックするため、アスファルトの物理性状が変化してしまい、施工後のアスファルト舗装の性能、特に耐わだち掘れ性が低下してしまう問題があった。
【０００４】
そこで本発明者はアスファルト舗装用合材の混合温度、施工温度を低下させても従来と同等以上の性能を発揮できる、すなわち骨材との混合性および施工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して研究を行った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前期課題について鋭意研究を重ねた結果、減圧残油にポリオレフィンワックスを配合したアスファルト組成物に骨材との混合性を改善する能力があることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、減圧残油に分子量が６５００以下、軟化点が１４０℃以下であるポリオレフィンワックスを配合して得られる、２５℃における針入度が３５〜９０（１／１０ｍｍ）であることを特徴とするアスファルト組成物に関する。
また、本発明は、前記減圧残油の２５℃における針入度が４０〜１００（１／１０ｍｍ）、６０℃粘度が１２０Ｐａ・ｓ以上であることを特徴とする前記記載のアスファルト組成物に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のアスファルト組成物により、アスファルト舗装用合材製造時の混合温度、ならびにアスファルト舗装用合材の施工温度を低く抑えることができる。その結果、アスファルト舗装用合材の製造時に要するエネルギー消費量ならびに二酸化炭素排出量を削減でき、かつアスファルト舗装用合材の製造時、施工時に生じる煙、臭気を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳述する。
（減圧残油の種類）  
本発明のアスファルト組成物に用いられる減圧残油は、原油を常圧蒸留した後に得られる常圧蒸留残油をさらに減圧蒸留して得ることが好ましい。原油の種類としては、ベネズエラ原油などのナフテン基原油、アラビアンヘビー原油、カフジ原油、クウェート原油などの中間基原油を好ましく挙げることができる。
【０００８】
（減圧残油の針入度）
本発明のアスファルト組成物に用いられる減圧残油の２５℃における針入度は、特に限定されるものではないが、４０〜１００（１／１０ｍｍ）であることが好ましい。２５℃における針入度の下限値は、ポリオレフィンワックスを配合することによりアスファルト舗装用合材製造時の混合温度を低く抑えることが容易になることから、４０（１／１０ｍｍ）以上が好ましく、６０（１／１０ｍｍ）以上がより好ましい。一方、上限値は、ポリオレフィンワックス配合後のアスファルト組成物の硬さを十分保つことができない、アスファルト舗装用合材の耐わだち掘れ性に懸念といった問題を解決するために、１００（１／１０ｍｍ）以下が好ましく、９０（１／１０ｍｍ）以下がより好ましい。
なお、ここでいう２５℃における針入度とは、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−針入度試験方法」により測定される値である。
【０００９】
（減圧残油の６０℃粘度）
本発明のアスファルト組成物に用いられる減圧残油の６０℃粘度は、特に限定されるものではないが、ポリオレフィンワックスを配合しても、アスファルト舗装体とした時の耐わだち掘れ性に懸念が生じるといった問題を解決するために、１２０Ｐａ・ｓ以上であることが望ましく、１４０Ｐａ・ｓ以上がより好ましい。また、６０℃粘度の上限は４５０Ｐａ・ｓ以下が好ましい。上限が４５０Ｐａ・ｓを越えると粘ちょうとなりすぎるため、アスファルト舗装用合材製造時の混合温度および施工温度を低く抑えることが困難となる。
なお、ここでいう６０℃粘度とは、社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」に記載の「３−５−１１  ６０℃粘度試験法」により測定される値である。
【００１０】
（減圧残油のその他の性状）
本発明のアスファルト組成物に用いられる減圧残油の１５℃における伸度は、特に限定されるものではないが、施工後のアスファルト舗装の耐ひび割れ性の点から１００ｃｍ以上が好ましい。また、同様にアスファルト合材プラントでの使用時の安全上の点から引火点は２６０℃以上が好ましい。
なお、ここでいう１５℃における伸度および引火点とは、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−伸度試験方法」およびＪＩＳ  Ｋ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法−クリーブランド開放式引火点試験方法」により測定される値である。
【００１１】
（ポリオレフィンワックスの分子量）
本発明のアスファルト組成物に用いられるポリオレフィンワックスの分子量は、６５００以下であることが必要である。分子量が６５００を越えると、アスファルトへの溶融分散性が低下し、本発明のアスファルト組成物を製造し難くなるため好ましくない。かかる理由から、ポリオレフィンワックスの分子量の上限値は、５０００以下が好ましく、４５００以下がより好ましい。
なお、ここでいうポリオレフィンワックスの分子量は、ＧＰＣ分析（ゲル浸透クロマトグラフ分析）によって測定される重量平均分子量（Ｍｗ）のことをいう。ＧＰＣ分析には、分析装置としてＷａｎｄｅｒ社の１５０Ｃ−１を、分離カラムとしてＰＬｇｅｌ  ＭＩＸＥＤ−Ｂを、溶媒にはｏ−ジクロロベンゼンを、流速は０．５ｍｌ／分、検出器には示差屈折計（ＲＩ）を用い、ポリオレフィンワックスの試料濃度：１質量％、打ち込み量：５０μｌ、リニアーポリエチレンで検量線を作成することにより、分子量を測定する。
【００１２】
（ポリオレフィンワックスの軟化点）
本発明のアスファルト組成物に用いられるポリオレフィンワックスの軟化点は、１４０℃以下であることが必要であり、１３０℃以下がより好ましい。軟化点が１４０℃を越えると、アスファルトへ溶融させるのに時間がかかるようになり、製造上の効率の点で好ましくない。
なお、ここでいう軟化点とは、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−軟化点試験方法」により測定される値である。
【００１３】
（ポリオレフィンワックスの種類）
本発明のアスファルト組成物に用いられるポリオレフィンワックスは、上述した所定の性状を有する以外には特に限定されるものではないが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどがあげられる。なかでも、触媒重合技術によりエチレンを直接重合することにより得られるポリエチレンワックスが特に好ましく用いられる。
【００１４】
（アスファルト組成物）
本発明のアスファルト組成物は、前記の減圧残油に前記のポリオレフィンワックスを配合することが必要である。ポリオレフィンワックスを配合することにより、骨材との混合性が減圧残油そのものよりも改善するため、アスファルト舗装用合材を製造時の減圧残油と骨材との混合温度を従来より低くすることができる。また製造したアスファルト舗装用混合物の施工性が改善するため、フィニッシャーによる敷きならし、ならびにローラーによる転圧が従来より低い温度で可能となる。
【００１５】
（アスファルト組成物の針入度）
本発明のアスファルト組成物の２５℃における針入度は、３５〜９０（１／１０ｍｍ）であることが必要である。針入度が３５（１／１０ｍｍ）未満の場合、アスファルト舗装用合材製造時の混合温度および施工温度を低く抑えることが困難となる。かかる理由により、針入度の下限は３５（１／１０ｍｍ）以上が必要であり、５０（１／１０ｍｍ）以上が好ましい。一方、針入度が９０（１／１０ｍｍ）を超える場合、アスファルト組成物の針入度が大きいために、アスファルト舗装用合材の耐わだち掘れ性に懸念が生じ、好ましくない。かかる理由により、針入度の上限は９０（１／１０ｍｍ）以下が必要であり、８０（１／１０ｍｍ）以下が好ましい。
なお、ここでいう２５℃における針入度とは、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−針入度試験方法」により測定される値である。
【００１６】
（アスファルト組成物の伸度）
本発明のアスファルト組成物の１５℃における伸度は、７０ｃｍ以上であることが好ましく、１００ｃｍ以上が好ましい。１５℃における伸度が７０ｃｍ未満であると、アスファルト舗装用合材の耐ひび割れ性に懸念が生じるため好ましくない。
なお、ここでいう１５℃における伸度は、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−伸度試験方法」により測定される値である。
【００１７】
（アスファルト組成物の引火点）
本発明のアスファルト組成物の引火点は、特に限定されるものではないが、アスファルト合材プラントでの使用時の安全上の点から２６０℃以上が好ましい。  
なお、ここでいう引火点とは、ＪＩＳ  Ｋ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法−クリーブランド開放式引火点試験方法」により測定される値である。
【００１８】
（ポリオレフィンワックスの配合方法）
本発明のアスファルト組成物を製造する際に必要な製造温度はポリオレフィンワックスの融点以上であれが十分であり、好ましくは１４０〜２００℃である。本発明のアスファルト組成物は加熱溶融槽を使用し、１４０〜２００℃に加熱した減圧残油に対し、ポリオレフィンワックスを添加し攪拌混合するだけで製造できる。攪拌は一般的なプロペラシャフトで１０〜６００ｒｐｍ程度で行うことで充分であり、攪拌時間は１０分〜２時間程度である。高せん断ミキサーなどを使用しても製造は可能であるが、加熱溶融槽での攪拌のみで十分である。また、ラインミキサーを使用し１４０〜２００℃に加熱した減圧残油に対しポリオレフィンワックスを添加することで連続的に製造することも可能である。
【００１９】
（その他の基材の配合）
本発明のアスファルト組成物は、従来一般的に製造されている改質アスファルトのベースアスファルトとしても使用することも可能である。すなわち、本発明のアスファルト組成物に対し、例えば熱可塑性エラストマ−であるスチレン−ブタジエン−スチレンの三元ブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）などを添加し使用することも可能である。またクロロプレンゴム、天然ゴムなどのゴム、エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのオレフィン系共重合体などを混合して用いることができる。さらに、Ｃ５系石油樹脂等の脂肪族系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂等の芳香族系石油樹脂、ジシクロペンタジエン系石油樹脂等の脂環族系石油樹脂、Ｃ５／Ｃ９共重合系石油樹脂などの石油樹脂、ならびにこれら石油樹脂を水添して得られる水添石油樹脂を配合しても良い。また、フィッシャートロプシュワックスなどの合成ワックスを添加しても良い。さらにパラフィン基原油、ナフテン基原油、混合基原油より得られる潤滑油留分、ならびにこの潤滑油留分を溶剤抽出、水素化精製処理、脱ロウ処理などの各種の精製処理をして得られる精製油などを添加しても良い。その他、骨材とアスファルトの接着性を向上させる各種の剥離防止剤、アスファルト組成物の劣化に対する安定性を改善する各種の酸化防止剤などを配合しても良い。
本発明の組成物による、アスファルト舗装用合材の製造、それにより道路舗装は、常法により行うことができる。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００２１】
[実施例および比較例]
実施例１〜４および比較例１〜４に使用した減圧残油Ａ〜Ｄの性状を表１に、ポリオレフィンワックスＡ〜Ｄの性状を表２に示す。また、これらを用いて配合した減圧残油とポリオレフィンワックスの配合割合および得られたアスファルト組成物の性状を表３に示す。
【００２２】
なお、用いた減圧残油およびポリオレフィンワックスは以下のとおり製造、入手したものである。
（減圧残油Ａ）
新日本石油（株）根岸製油所製ストレートアスファルト６０-８０を減圧残油Ａとし、その性状を表１に示す。
（減圧残油Ｂ）
新日本石油（株）根岸製油所製ストレートアスファルト８０-１００を減圧残油Ｂとし、その性状を表１に示す。
（減圧残油Ｃ）
新日本石油（株）根岸製油所製ストレートアスファルト２０-４０を減圧残油Ｃとし、その性状を表１に示す。
（減圧残油Ｄ）
新日本石油（株）根岸製油所製ストレートアスファルト６０-８０と、同じくストレートアスファルト１５０−２００を混合し、針入度１４０の減圧残油Ｄを得た。減圧残油Ｄの性状を表１に示す。
【００２３】
表１の減圧残油の物性値測定法は以下の通りである。
密度（＠１５℃）：ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−密度試験法」
針入度（＠２５℃）：ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−針入度試験方法」
軟化点：ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−軟化点試験方法」
６０℃粘度：社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」に記載の「３−５−１１.
６０℃粘度試験法」
伸度（＠１５℃）：ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−伸度試験方法」
引火点：ＪＩＳ  Ｋ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法−クリーブランド開放式引火点試験方法」
【００２４】
（ポリオレフィンワックスＡ）  
三井化学（株）社製  ハイワックス１１０Ｐ
（ポリオレフィンワックスＢ）  
三井化学（株）社製  ハイワックス２００Ｐ
（ポリオレフィンワックスＣ）  
三井化学（株）社製  ハイワックス４２０Ｐ
（ポリオレフィンワックスＤ）  
三井化学（株）社製  ハイワックス８００Ｐ
【００２５】
表２のポリオレフィンワックスの物性試験法は以下の通りである。
密度（＠２３℃）：ＪＩＳ  Ｋ７１１２「プラスチック−非発泡性プラスチックの密度および比重の測定方法  Ｂ法（ピクノメーター法）」
分子量：前記ＧＰＣによる重量平均分子量ＭＷ
軟化点：ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−軟化点試験方法」
【００２６】
表３に示すアスファルト組成物の性状は以下の方法で測定した。
密度（＠15℃）は、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−密度試験方法」により測定される15℃における密度の値をいう。
針入度（＠25℃）は、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−針入度試験方法」により測定される25℃における針入度の値をいう。
伸度（＠15℃）は、ＪＩＳ  Ｋ２２０７「石油アスファルト−伸度試験方法」により測定される15℃における伸度をいう。
引火点は、ＪＩＳ  Ｋ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法−クリーブランド開放式引火点試験方法」により測定される値をいう。
【００２７】
次に、実施例１〜４および比較例１〜４の各アスファルト組成物について、以下に示す試験を行った。結果は表５に示す。なお、試験で使用したアスファルト混合物には、表４に示す配合割合で骨材とアスファルトを加熱混合して得られる密粒度アスファルト混合物(１３)を用いた。
ホイールトラッキング試験：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：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）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わだち掘れ性が良いことを示す。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。５００回／ｍｍ以上のものを○、５００回／ｍｍ未満のものを×とし判定を行った。なお供試体の作製条件は、混合温度１５５℃、締め固め温度１４５℃にて行った。
【００２８】
混合および締固め試験：
混合物の混合性および締め固め性の評価は社団法人  日本道路協会「舗装試験法便覧」マーシャル安定度試験法に準拠し評価したマーシャル安定度ならびに供試体空隙率により判断した。すなわち、加熱した骨材とフィラーならびにアスファルトを１５５℃で混合し、その後１４５℃にて締め固めマーシャル供試体を作製し、供試体が室温に戻った後、供試体の空隙率を確認した。その後マーシャル安定度を評価した。なお、この温度条件を標準温度条件とする。
次に混合性および締め固め性を評価するために、標準温度よりも３０℃下げた温度条件、すなわち、骨材との混合温度を１２５℃、締め固め目温度を１１５℃により供試体を作製し、同様に供試体の空隙率、マーシャル安定度を評価した。この温度条件を温度抑制条件とする。
温度抑制条件においても、マーシャル安定度１０ｋＮ以上かつ空隙率６％以下の場合○、マーシャル安定度、空隙率のいずれか一方でもこれら条件に満たない場合×と判定した。
【００２９】
結果は表５にまとめて示すが、表５の結果から、以下のことがわかる。
実施例１〜４のアスファルト組成物は、ホイールトラッキング試験における動的安定度がいずれも５００回／ｍｍ以上になっており耐わだち掘れ性に優れ、その上、締め固め試験において、標準的な締め固め温度である１４５℃よりも３０℃低下させた１１５℃においても、マーシャル安定度が１０ｋＮ以上、供試体空隙率が５％未満となっており、良好な混合性、締め固め性を有していることがわかる。すなわち、アスファルト舗装合材による舗装作業における低い混合温度、施工温度が可能であることを示す。
一方、比較例１はポリオレフィンワックスを配合していないため、骨材との混合性、ならびに供試体の締め固め性が悪いため、温度抑制条件で得られる供試体のマーシャル安定度が低く、供試体空隙率が大きくなり舗装材料としては不適であることがわかる。
また、比較例２はポリオレフィンワックスの分子量が大きすぎるため、骨材との混合性、ならびに供試体の締め固め性が悪くなり、その結果温度抑制条件で得られる供試体のマーシャル安定度が低く、供試体空隙率が大きくなり舗装材料としては不適であることがわかる。
【００３０】
さらに、比較例３は減圧残油の針入度が小さすぎるため、骨材との混合性、ならびに供試体の締め固め性が悪くなり、その結果温度抑制条件で得られる供試体のマーシャル安定度が低く、供試体空隙率が大きくなり舗装材料としては不適であることがわかる。
比較例４は減圧残油の針入度が大きすぎるため、ポリオレフィンワックスを配合しても、ホイールトラッキング試験における動的安定度が低く、わだち掘れ性に懸念がある。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
【表２】
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【００３３】
【表３】
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【００３４】
【表４】
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【００３５】
【表５】
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