(57)【要約】【課題】熱可塑性バインダーであるＥＶＡおよびアスファルトを併用した弾性舗装体において、夏季の高温時における耐久性の向上を図るとともに、すべり抵抗性についても向上する技術を提供する。【解決手段】アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する弾性舗装体である。微粒ケイ砂とウレタンバインダーとからなる発泡固化ケイ砂を含有する。発泡固化ケイ砂の粒径は、好適には３〜１０ｍｍの範囲内であり、微粒ケイ砂は、好適には平均粒径１０〜５００μｍの範囲内程度のものを用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する弾性舗装体において、
微粒ケイ砂とウレタンバインダーとからなる発泡固化ケイ砂を含有することを特徴とする弾性舗装体。
【請求項２】
前記発泡固化ケイ砂の粒径が３〜１０ｍｍの範囲内である請求項１記載の弾性舗装体。
【請求項３】
前記微粒ケイ砂の平均粒径が１０〜５００μｍの範囲内である請求項１または２記載の弾性舗装体。
【請求項４】
前記発泡固化ケイ砂の含有量が、前記アスファルト系バインダー、ゴムチップおよび／またはゴム粉末並びに骨材の総量に対し、体積比で５〜２０％の範囲内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の弾性舗装体。
【請求項５】
前記微粒ケイ砂とウレタンバインダーとの重量比率が３０／７０〜５０／５０の範囲内である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の弾性舗装体。
【請求項６】
前記発泡固化ケイ砂の空隙率が５〜６０％の範囲内である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の弾性舗装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性舗装体に関し、詳しくは、熱可塑性バインダーを用いた弾性舗装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、交通騒音の低減を図るための低騒音舗装として、大粒径の骨材を用いて舗装内部に空隙を設けた、多孔質の排水性舗装が存在する。また、加硫ゴムを粉末またはチップ状にして利用し、ウレタンやエポキシ等の硬化性樹脂をバインダーとして使用した低騒音弾性舗装が知られている。
【０００３】
このうちゴムチップを用いた弾性舗装は、ゴムチップの有する弾力性により歩行時の衝撃吸収性や転倒時の安全性といった優れた効果を奏するとともに、内部に空隙を有することから、排水性および通気性に加えて吸音性にも優れ、そのためタイヤと路面内で発生する騒音の低減にも有効であるため、都市部での交通騒音低減のための機能性弾性舗装材として注目されている。
【０００４】
しかし、ウレタン等の硬化性樹脂をバインダーとして用いた場合、施工した舗装をリサイクルする場合に、アスファルトのように加熱等により再利用を図ることができないという問題があった。また、常温で硬化が遅いため、養生時間に１〜２日程度要することとなり、その間交通規制をしなければならないという難点があり、成型品についても、道路のような大面積に施工するには困難であり、経済的な問題を有するものであった。
【０００５】
これに対し、本出願人においては、ウレタンやエポキシ等の従来の硬化性バインダーに代えて、短時間で施工でき、低コストで２次リサイクルが可能なアスファルトをバインダーに用いた弾性舗装について種々検討を行ってきており、熱可塑性樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）をアスファルトとともにバインダーとして用いた弾性舗装材料について提案を行っている（例えば、特許文献１，２等）。また、例えば、特許文献３には、濡れ時のすべり抵抗性能を維持することができる多孔質弾性舗装材の提供を目的として、弾性骨材と硬質骨材とバインダーとを用いて成形されてなる多孔質弾性舗装材において、硬質骨材として、多数の硬質骨材を結着剤にて凝集結着させた凝集結着体からなる凝集硬質骨材を用いる技術が開示されている。
【特許文献１】特願２００４−３８１５１３
【特許文献２】特願２００５−００４５０９
【特許文献３】特開２００６−０８９９４２号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ウレタン等の硬化性樹脂を用いた弾性舗装は熱硬化性であるため温度依存性がないのに対し、ＥＶＡとアスファルトとを併用した弾性舗装は、熱可塑性バインダーを用いているために、夏季の高温時において舗装温度が上昇すると、強度が低下してしまうという問題があった。また、弾性舗装においては、雨天時等のウェット状態でのすべり抵抗（ウェットμ）が低いという問題もあり、これについても解消することが望まれていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、熱可塑性バインダーであるＥＶＡおよびアスファルトを併用した弾性舗装体において、夏季の高温時における耐久性の向上を図るとともに、すべり抵抗性についても向上できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
夏季の高温時において強度が低下することは、熱可塑性バインダーを用いた舗装における宿命であると考えられる。そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、保水材として、微粒ケイ砂をバインダーにより発泡固化させたものを舗装体中に混合することで、夏季の高温時においても路面の温度を低下させることができ、これにより舗装強度の低下を抑制することが可能となることを見出し、また、かかる発泡固化ケイ砂の混合によりウェットμの経年劣化の抑制効果も得られることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の弾性舗装体は、アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含むアスファルト系バインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する弾性舗装体において、微粒ケイ砂とウレタンバインダーとからなる発泡固化ケイ砂を含有することを特徴とするものである。  
【００１０】
本発明において、前記発泡固化ケイ砂の粒径は、好適には３〜１０ｍｍの範囲内であり、前記微粒ケイ砂の平均粒径は、好適には１０〜５００μｍの範囲内である。また、前記発泡固化ケイ砂の含有量が、前記アスファルト系バインダー、ゴムチップおよび／またはゴム粉末並びに骨材の総量に対し、体積比で５〜２０％の範囲内とすることが好ましい。さらに、前記微粒ケイ砂とウレタンバインダーとの重量比率は、好適には３０／７０〜５０／５０の範囲内であり、前記発泡固化ケイ砂の空隙率としては、５〜６０％の範囲内とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記発泡固化ケイ砂を保水材として充填するものとしたことで、熱可塑性バインダーであるＥＶＡおよびアスファルトを併用した弾性舗装体において、夏季の高温時における路面温度を低減させて、耐久性の向上を図るとともに、良好なすべり抵抗性を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の弾性舗装体は、アスファルトおよびＥＶＡを含むアスファルト系バインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有するものであり、これらとともに、微粒ケイ砂とウレタンバインダーとからなる発泡固化ケイ砂を含有させた点に特徴を有する。
【００１３】
かかる発泡固化ケイ砂を含有させたことで、弾性舗装体内の空隙を増やすことができ、これが保水材として作用するために、夏季の高温時においても路面温度を低減させる効果を得ることができる。これにより、路面強度の低下を防止して、夏季における耐久性を向上させることが可能となった。また、本発明に係る発泡固化ケイ砂は骨材としても作用するが、通常の骨材がタイヤなどとの摩擦により舗装面から剥がれて脱落してしまうのに対し、発泡固化ケイ砂は微粒ケイ砂の結合体であるため、一部が摩耗により削り取られても、新たに内部の微粒ケイ砂が露出して、骨材としての機能を発揮できることになる。したがって、本発明によれば、骨材の脱落によるすべり抵抗の経年劣化についても抑制することが可能となる。
【００１４】
かかる発泡固化ケイ砂の粒径としては、特に制限されるものではないが、好適には３〜１０ｍｍの範囲内程度とする。発泡固化ケイ砂の粒径が小さすぎると保水性が低下し、大きすぎると骨材が脱落しやすくなり、いずれも好ましくない。
【００１５】
また、発泡固化ケイ砂の弾性舗装体に対する配合量は、アスファルト系バインダー、ゴムおよび骨材の総量に対し、体積比で５〜２０％の範囲内程度とすることが好ましい。発泡固化ケイ砂の配合量が少なすぎると保水効果が不十分となるおそれがあり、多すぎると弾性が不十分となり、いずれも好ましくない。
【００１６】
本発明に係る発泡固化ケイ砂は、微粒ケイ砂をウレタンバインダーにより結合させて得られるものであり、微粒ケイ砂と混合したウレタンバインダーを発泡させて固化させることで、内部に空隙を有し、保水性を備える骨材となる。上記粒径を有する発泡固化ケイ砂を得るには、適宜寸法の発泡固化ケイ砂を作製した後、これを裁断機等により裁断して所望の寸法に調整すればよい。
【００１７】
使用する微粒ケイ砂としては、平均粒径が１０〜５００μｍ、特には４０〜２００μｍの範囲内程度のものを好適に用いることができる。微粒ケイ砂の平均粒径が小さすぎると施工が困難となり、大きすぎると保水性が保てなくなる。また、ウレタンバインダーとしては、特に制限されるものではないが、例えば、２液性ウレタンバインダーとして、好ましくはイソシアネート基端末プレポリマーとポリオールとを水酸基／イソシアネート基の当量比で、例えば、０．２〜０．８にて混合したものを好適に用いることができる。
【００１８】
かかる２液性ウレタンバインダーのイソシアネート末端基プレポリマーの一例としては、イソシアネート含有量５〜２５％、粘度１０００〜５０００ｃＰ（２５℃）で、イソシアネート末端基プレポリマーの平均官能基数が２〜３のものが挙げられる。このプレポリマー用のイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネートがある。変性に用いる活性水素化合物としては、通常、分子量が１０００〜３０００程度のポリアルキレングリコールが用いられる。
【００１９】
一方、ポリオールの一例としては、平均官能基数が２〜６、平均分子量が１０００以下のものであって、かつ、反応性の点から水酸基の半分以上が一級水酸基であることが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリアルキレンエーテルグリコール等が挙げられる。
【００２０】
発泡固化ケイ砂における微粒ケイ砂とウレタンバインダーとの重量比率は、好適には、３０／７０〜５０／５０の範囲内程度であり、その空隙率は、５〜６０％の範囲内程度に調整することが好ましい。
【００２１】
本発明において使用することのできるアスファルトとしては、特に制限されるものではなく、慣用のアスファルト、例えば、ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト、ブローンアスファルト、アスファルト乳剤やタール、ピッチ、オイルなどを添加したカットバックアスファルト、再生アスファルトなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。また、アスファルトは、脱色アスファルトであってもよい。本発明に係るアスファルト系バインダーにおけるアスファルトの好適配合量は、２０〜７０重量％の範囲内である。
【００２２】
また、ＥＶＡとしては、特に制限されるものではなく、市場で入手し得るものを好適に使用することができる。特には、重量平均分子量５０，０００〜１００，０００の高分子量のものが好適であり、より好適には、ＪＩＳ  Ｋ７２０６に準拠するビカット軟化点が４０℃以上１２０℃以下、特には５０℃以上８０℃以下の範囲内であり、ＪＩＳ  Ｋ７２０６に準拠するメルトマスフローレートが１〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、特には５〜３０ｇ／１０ｍｉｎの範囲内であるものを用いる。具体的には例えば、ＥＶＡ５３０、ＥＶＡ５４１、ＥＶＡ６２５、ＥＶＡ６３３（いずれも東ソー（株）製）等を好適に使用することができる。
【００２３】
また、ＥＶＡにおけるビニル酢酸単位は、ゴムとの接着性を高めるために、好ましくは１０重量％以上であり、ＥＶＡのＪＩＳ  Ｋ７２１５に準拠するデュロメータＡ硬さは、強度の面から７０以上であることが好ましい。本発明に係るアスファルト系バインダーにおけるＥＶＡの好適配合量は、３０〜８０重量％の範囲内である。
【００２４】
本発明に係るアスファルト系バインダーには、上記アスファルトおよびＥＶＡに加えて、ワックスを配合することが好ましい。かかるワックスとしては、特に制限されるものではなく、石油ワックス等の天然ワックスおよび合成ワックスのいずれを用いることもでき、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、流動パラフィンワックス、パラフィン系合成ワックス、ポリエチレンワックス、炭化水素系ワックス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。このようなワックスは１種を単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。また、本発明に用いるワックスとしては、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、特には９０℃以上１３０℃以下であるものが好ましい。さらに、２５℃における針入度は、好適には２０以下、より好適には８以下である。本発明のアスファルト系バインダーにおけるワックスの配合量は、好適には１０〜６０重量％とする。
【００２５】
また、本発明に係るアスファルト系バインダーには、さらに、シランカップリング剤を含有させることが好ましく、これにより石表面の接着性も得られるため、耐久性をより高めることが可能である。シランカップリング剤としては、市場で入手できるものを適宜使用することが可能であり、特に制限されるものではないが、中でもアミノ系シランカップリング剤が好適であり、例えば、信越シリコーン（株）製のＫＢＭ６０３、ＫＢＭ９０３等を好適に使用することができる。シランカップリング剤の配合量としては、例えば、全バインダーに対し、０．５〜５重量％程度とすることができる。
【００２６】
その他、アスファルト系バインダー中には、例えば、強度等を向上させるために、他の熱可塑性エラストマーを添加することができる。かかる他の熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）等の１種または２種以上の組み合わせを適宜選択して用いることができる。これら他の熱可塑性エラストマーの配合量は、例えば、全バインダーに対し、１０〜５０重量％程度とすることができる。また、施工性を改良するために、アスファルト系バインダー中に、低分子量の石油樹脂を１〜４０重量％程度含有させてもよい。
【００２７】
本発明の弾性舗装体中に占めるアスファルト系バインダーの割合は、１０〜３５体積％程度とすることができる。
【００２８】
ゴムチップおよび／またはゴム粉末としては、特に材質等は限定されず、天然ゴムやイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム等を利用することができる。かかるゴムは、ゴムタイヤ、ウェザーストリップ、ホース類等の使用済み廃材、成形の際に生成する不要の端材、成形不良品等から得ることができる。
【００２９】
本発明の弾性舗装体中に占めるゴムの割合は、好ましくは２０〜７０体積％である。この割合が２０体積％未満であると弾性舗装としての効果が十分ではなく、一方、７０体積％を超えると、アスファルト舗装に適用するために十分な物性が得られなくなり、いずれも好ましくない。
【００３０】
また、本発明に使用する骨材としては、特に制限はなく、川砂利、川砂等の天然の骨材や砕石、スラグ、コンクリート、ガラス、ＦＲＰ等のリサイクル骨材を使用することができる。この骨材に使用する石材、砂等は、完成した舗装の強度、耐摩耗性を確保し、表面に露出して防滑作用を得るためのものである。石材は互いに噛み合って荷重を分散させる機能を持つことが好ましく、このため、砕石のような尖った形状で硬い物が適当である。また、粒径０．５〜３０ｍｍの粗粒骨材に対して、粒径０．５ｍｍ以下の細粒骨材を５体積％以上混合することが好ましい。粗粒骨材は、互いに噛み合って隙間を形成するような、砕石のような尖った形状で硬いものが適当である。一方、細粒骨材は、大型の粗粒骨材の表面に付着してタイヤ等に対して防滑作用（サンドペーパーのような研磨効果）をもたらすこととなる。
【００３１】
本発明の弾性舗装体中に占める骨材の割合は、好ましくは３５〜５５体積％である。この割合が３５体積％未満であると強度が十分ではなく、一方、５５体積％を超えると、十分な弾性および低音効果が得られなくなり、いずれも好ましくない。
【００３２】
弾性舗装体を構成する上記各成分の混合時に用いるオイルとしては、特に限定はされないが、例えば、芳香族環、ナフテン環およびパラフィン鎖の３組成からなる石油系オイルのうち、環分析結果が３６％以上の芳香族炭素を有する芳香族系オイルを好適に使用することができる。
【００３３】
本発明の弾性舗装体は、アスファルト、ＥＶＡおよび所望に応じワックス等の残りの配合物をブレンドしたものと、骨材と、ゴムチップおよび／またはゴム粉末とを１５０〜２００℃程度で混合し、その後、この混合物中に発泡固化ケイ砂を投入して再度混合することにより得ることができる。この場合、ＥＶＡとゴムチップおよび／またはゴム粉末とを予め混合し、次いで残りの配合物を混合することが好ましく、これにより、ゴムを熱から効果的に保護することができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例）
アスファルト（２５℃針入度６０〜８０）２０重量部、ＥＶＡ（ＥＶＡ６２５，東ソー（株）製）４０重量部およびワックス（日本精鑞（株）製，ＦＴ１００）４０重量部を混合し、１８０℃で攪拌することにより、アスファルト系バインダーを調製した。
【００３５】
また、保水材として、微粒ケイ砂（平均粒径８０μｍ）とウレタンバインダー（日本ポリウレタン工業（株）製，主剤（ＲＢ０８）／硬化剤（Ｈｅｘ−２）＝９５／５（重量比率））とを重量比率８０／２０にて混合し、６０℃のオーブン内に投入して、発泡、固化させることにより、発泡固化ケイ砂を作製した。得られた発泡固化ケイ砂の空隙率は３０％であった。これを裁断機で粒径３〜１０ｍｍに裁断した。
【００３６】
調製したアスファルト系バインダー２５体積％と、ゴムチップ（粒径３〜５ｍｍ）と骨材（ケイ砂）との体積比率７５／２５の混合物７５体積％とを混合し、さらに、上記発泡固化ケイ砂を、これらの混合物の総量に対し体積比で１０％混合して、１８０℃に加熱したミキサー中に投入し、２０分間攪拌した後、空隙率２０％、厚み２５ｍｍの弾性舗装体を作製し、実施例の弾性舗装体サンプルとした。
【００３７】
（比較例）
保水材として発泡固化ケイ砂を混合しなかった以外は実施例と同様にして、比較例の弾性舗装体サンプルを作製した。
【００３８】
上記実施例および比較例で得られた弾性舗装体の表層の状態を、従来例１としての一般密粒舗装および従来例２としてのウレタン系弾性舗装とともに評価した。評価基準は、表層の剥離がほとんどない場合を「○」、凹凸が生じ、剥離が確認できる場合を「△」、骨材が飛散し、大きなわだちが生ずる場合を「×」とした。その結果を、下記の表１中に示す。
【００３９】
【表１】
2008002197.tif 000002
＊１）ウレタンバインダー（日本ポリウレタン（株）製  ＲＢ０８：主剤，ＨＥＸ２：硬化剤）２５重量％，ゴム粉（平均粒径４ｍｍ）５６重量％，骨材（混合珪砂，平均粒径１ｍｍ）１９重量％
【００４０】
結果として、保水材としての発泡固化ケイ砂を、ＥＶＡ系弾性舗装体中に体積比１０％にて混入させた実施例では、夏季（気温約３３℃）における舗装表面温度が１３℃低下した。また、表層の剥離を確認したところ、保水材を充填しない比較例に比べて、表層の荒れが少なくなっていた。
【００４１】
次いで、表層剥離後、ウェット時におけるすべり抵抗性についても検討するために、ウェット時のゴムシートとの摩擦評価を行った。結果は、ウェット状態でゴムシートを押しつけながら横方向に力を加えたとき、ほとんど動かない場合を「○」、若干動く場合を「△」、大幅に動く場合を「×」とした。その結果を、下記の表２中に示す。
【００４２】
【表２】
2008002197.tif 000003
【００４３】
結果として、発泡固化ケイ砂をＥＶＡ系弾性舗装体中に体積比１０％にて混入させた実施例では、混入しない比較例に比べて、ウェット時におけるすべり抵抗性についても改良されることが確かめられた。