(57)【要約】【課題】  アスファルト混合物の耐久性を向上できる改質材、特に舗装用アスファルト混合物の轍掘れ抵抗性を高めることができる改質材、およびアスファルト混合物と改質材との混合物を提供する。【解決手段】  目開きが2.36mmの篩目を少なくとも90質量％が通過し、かつ平均粒子径が1.18mm以下である廃プラスチック粒子からなる改質材を使用する。【選択図】        無【特許請求の範囲】
【請求項１】
目開きが2.36mmの篩目を少なくとも90質量％が通過し、かつ平均粒子径が1.18mm以下である廃プラスチック粒子からなることを特徴とするアスファルト混合物の改質材。
【請求項２】
前記アスファルト混合物が、舗装用アスファルト混合物であることを特徴とする請求項１に記載のアスファルト混合物の改質材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の改質材と、アスファルトとを混合してなることを特徴とするアスファルト混合物。
【請求項４】
前記アスファルトを 100質量部と、前記改質材を１〜20質量部とを混合してなることを特徴とする請求項３に記載の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、骨材と結合材（すなわちアスファルト）とを混合したアスファルト混合物、およびそのアスファルト混合物の耐久性を向上する改質材、特に舗装に用いるアスファルト混合物に轍（わだち）が形成されるのを抑制する特性（以下、轍掘れ抵抗性という）を高める改質材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アスファルト混合物は、路面の舗装に広く使用されている。しかし都市部では車両の交通量が著しく増加し、特に大型車両の交通量が増加したため、道路をアスファルト混合物で舗装したにも関わらず、路面上を車輪が通過する位置に凹み（以下、轍という）が形成される。路面に轍が生じると、雨天時に水溜りとなって車両の走行に支障を来たすばかりでなく、晴天時には２輪車の転倒を引き起こす惧れがある。
【０００３】
そこで、舗装に用いるアスファルト混合物（以下、舗装用アスファルト混合物という）の轍掘れ抵抗性を高めるために、改質材を添加したアスファルト混合物（以下、舗装用改質アスファルト混合物という）が検討されている。改質材は、高分子材料が使用されており、特にスチレン・ブタジエン・ブロック共重合体（いわゆるＳＢＳ），スチレン・イソプレン・ブロック共重合体（いわゆるＳＩＳ），エチレン・酢酸ビニル共重合体（いわゆるＥＶＡ）等の熱可塑性エラストマーが広く使用されている。たとえば特許文献１〜３にはＳＢＳを改質材として添加した舗装用改質アスファルト混合物が開示され、特許文献４にはエラストマーを改質材として添加した舗装用改質アスファルト混合物が開示されている。
【０００４】
しかし、これらの技術は、いずれも高分子材料の新品を改質材として使用する。アスファルトは石油を精製した残渣として生産されるものであるが、改質材として新品の高分子材料を添加すれば、石油資源を消費することになる。したがって、従来の改質材を使用すれば、舗装工事の施工費用の増大を招き、しかも省資源，環境保護の観点から様々な問題を生じる。
【０００５】
これに対して、一般家庭にて使用した後で廃棄されたプラスチック（以下、廃プラスチックという）を改質材として使用すれば、改質材のコストの低減，廃棄物処理の負荷の軽減，石油資源の消費量の削減等の効果が得られる。そこで、ペットボトルと呼ばれるポリエチレンテレフタレート製容器の廃棄物を舗装用アスファルトの改質材として使用する技術が検討されているが、未だ実用化に至っていない。
【特許文献１】特開平6-41439 号公報
【特許文献２】特開平9-217312号公報
【特許文献３】特開平10-212416 号公報
【特許文献４】特開2000-53865号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記のような問題を解消し、アスファルト混合物の耐久性を向上できる改質材、特に舗装用アスファルト混合物の轍掘れ抵抗性を高めることができる改質材、およびその改質材を含有するアスファルト混合物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】
近年、一般家庭から廃棄されるプラスチックの量が増加の一途をたどっている。また、一般家庭から排出される廃棄物の分別収集が普及してきた。そのため、分別収集による廃プラスチックの回収量が増大し、その廃プラスチックを有効利用する技術の開発が求められている。
一方、国土交通省令である舗装の構造に関する技術基準には、「当該舗装の構造に起因する環境への負荷を軽減するよう努めるものとする。また、舗装発生材および他産業再生資材の使用等リサイクルに努めるものとする。」と明記されている。つまり廃プラスチックを路面の舗装に再利用すれば、環境への負荷を軽減でき、かつ廃棄物のリサイクルを行なうことによって、上記の技術基準を満たすことができる。
【０００８】
しかも、舗装用アスファルト混合物の改質材として、新品の高分子材料の代わりに、廃プラスチックを使用すれば、改質材のコストの低減，廃棄物処理の負荷の軽減，石油資源の消費量の削減等の効果が得られる。
さらに発明者らの研究によれば、廃プラスチックを改質材として使用すれば、アスファルト混合物の耐久性を向上でき、特に舗装用アスファルト混合物の轍掘れ抵抗性を高めることができることが分かった。
【０００９】
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、目開きが2.36mmの篩目を少なくとも90質量％が通過し、かつ平均粒子径が1.18mm以下である廃プラスチック粒子からなる改質材である。本発明の改質材は、舗装用アスファルト混合物に使用するのが好ましい。
また本発明は、上記の改質材と、アスファルトとを混合してなるアスファルト混合物である。本発明のアスファルト混合物では、アスファルトを 100質量部と、改質材を１〜20質量部とを混合することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アスファルト混合物の耐久性を向上でき、特に舗装用アスファルト混合物の轍掘れ抵抗性を高めることができる。しかも廃プラスチックを使用するので、改質材のコストの低減，廃棄物処理の負荷の軽減，石油資源の消費量の削減等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明で使用する廃プラスチックは、特定の種類に限定されるものではないが、たとえば一般家庭で食品の容器や商品の包装に使用されたプラスチック（以下、容器包装プラスチックという）が好ましい。この容器包装プラスチックは、容器包装リサイクル法によって回収が義務付けられており、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂を主成分とする混合物である。
【００１２】
また、家電製品のプラスチック製部品も好ましく使用できる。たとえば、家電リサイクル法によって回収が義務付けられたテレビ，冷蔵庫，エアコン，洗濯機からは、ポリスチレン，ポリプロピレン，ポリ塩化ビニルが多量に回収される。
これらの廃プラスチックを改質材として使用するにあたって、ポリ塩化ビニル等の塩素を含む樹脂を除去するのが好ましい。その理由は、アスファルト混合物と改質材との混合物を再度リサイクルして使用する際に、塩化水素ガス等の有害物質が発生しやすいからである。
【００１３】
また、廃プラスチックには金属片（たとえば鉄，アルミニウム等）や無機物（たとえば陶磁器，ガラス等）が混入するが、これらの金属や無機物も除去するのが好ましい。その理由は、改質材に金属片や無機物が混入すれば、アスファルト混合物の耐久性向上効果が得られないからである。また、改質材の製造工程やアスファルト混合物と改質材との混合工程で使用する設備機器の配管が、金属片や無機物で閉塞する惧れもある。
【００１４】
これらの金属片や無機物は、廃プラスチックに比べて比重が大きいので、比重の差を利用して分離できる。すなわち、廃プラスチックを水中に投入して、金属片や無機物を水底に沈降させることによって、容易に除去できる。
また、塩素を含む樹脂は、他の廃プラスチックに比べて比重が大きいので、金属片や無機物と同様に比重の差を利用して分離できる。すなわち、廃プラスチックを水中に投入して、水面に浮遊するものと水底に沈降するものとを分離することによって、容易に除去できる。
【００１５】
本発明では、粒状の廃プラスチック（以下、廃プラスチック粒子という）を使用する。廃プラスチック粒子の粒度分布は、目開きが2.36mmの篩目を少なくとも90質量％が通過し、かつ平均粒子径が1.18mm以下である。目開きが2.36mmの篩目を通過する割合が90質量％未満の場合や、平均粒子径が1.18mmを超える場合は、アスファルト混合物と改質材が均一に混合しないので、改質材による耐久性向上効果が得られない。
【００１６】
なお廃プラスチック粒子は、目開きが2.36mmの篩目を少なくとも95質量％が通過し、目開きが1.18mmの篩目を少なくとも90質量％が通過し、かつ平均粒子径が 0.7mm以下のものを使用するのが好ましい。目開きが2.36mmの篩目を少なくとも99質量％が通過し、目開きが1.18mmの篩目を少なくとも98質量％が通過し、かつ平均粒子径が 0.7mm以下のものを使用するのがさらに好ましい。このような粒度分布を有する廃プラスチック粒子を改質材として舗装用アスファルト混合物に混合すれば、ＳＢＳを改質材とした舗装用改質アスファルト混合物と同等あるいはそれ以上の轍掘れ抵抗性が得られる。
【００１７】
所定の粒度の廃プラスチック粒子を得るためには、廃プラスチックを細かく裁断しても良いし、あるいは廃プラスチックを溶融した後で粒状に成形しても良い。
アスファルト混合物におけるアスファルトと改質材の割合は、アスファルト 100質量部に対して改質材１〜20質量部とするのが好ましい。改質材が１質量部未満では、耐久性向上の効果が十分に得られない。一方、改質材が20質量部を超えると、アスファルト混合物の骨材密度が低下するので、マーシャル安定度や動的安定度が低下する。
【００１８】
アスファルトと改質材の混合方法は、下記の２種類に大別される。すなわち
(a) プレミックス法：アスファルトに事前に改質材を混合する方法
(b) プラントミックス法：アスファルトの混合所で溶融したアスファルトとともに改質材を骨材に混合する方法
であり、本発明は、いずれにも適用できる。ただしプラントミックス法を採用するのが好ましい。その理由は、改質材がアスファルトと完全に相溶しないため、プレミックス法ではアスファルト混合物を貯蔵する間に、タンク内で改質材が分離するからである。改質材の分離を防止するためには、攪拌装置を設置しなければならない。したがってプレミックス法では、設備費が上昇するのは避けられない。なお、本発明のアスファルト混合物においては、本発明の改質材以外の改質材、たとえばＳＢＳ，ＳＩＳ，ＥＶＡ等の通常使用される改質材を含有してもかまわない。
【実施例】
【００１９】
表１に示す粒度分布を有する骨材とアスファルトとを混合して、アスファルト混合物（いわゆるストレートアスファルト）を製造した。粒度の規定値は、社団法人日本道路協会出版の「舗装設計施工指針」に記載されているアスファルト混合物(13)による。使用した骨材の配合は表２に示す通りである。骨材とアスファルトとの混合は、小型の室内ミキサーを用いて、ドライ混合（骨材のみでの混合）を15秒，ウエット混合（アスファルトを添加した後の混合）を 120秒行なった。
【００２０】
【表１】
2007023204.tif 000002
【００２１】
【表２】
2007023204.tif 000003
【００２２】
このようにしてストレートアスファルトで配合設計を行ない、最適アスファルト量を求めた。その結果、上記の骨材を使用する場合の最適アスファルト量は、表３〜５に示す通り 5.6質量％であった。表３〜５中のストレートアスファルト60／80とは、ＪＩＳ規格K2207 および舗装設計施工指針（日本道路協会）で規定される舗装用石油アスファルトのうちの、針入度が60（１／10mm）以上80（１／10mm）未満の等級のものである。
【００２３】
また表３〜５中の廃プラスチックは、廃プラスチック粒子であり、日本工業規格（ＪＩＳ）で規定される試験篩を使用し、振とう機で分級（所要時間10分間）して粒度を求めた。廃プラスチックの平均粒径は、レーザー回折粒度分布測定器LA-300（堀場製作所製）で測定した値の平均値である。
【００２４】
【表３】
2007023204.tif 000004
【００２５】
【表４】
2007023204.tif 000005
【００２６】
【表５】
2007023204.tif 000006
【００２７】
比較例１はストレートアスファルトのみを使用しているため、混合温度 160℃，締固め温度 145℃で供試体を作製した。その他は、いずれも混合温度 180℃，締固め温度 165℃で供試体を作製した。
比較例４はＳＢＳを用いた舗装用改質アスファルト混合物であり、社団法人日本道路協会出版の「舗装試験法便覧」に記載されている改質アスファルトIIに相当する性状を有するものである。
【００２８】
このようにして作製した供試体を用いて、マーシャル安定度試験，曲げ試験，ホイールトラッキング試験を行なった。以下に、各々の試験方法とデータの意味を説明する。
マーシャル安定度試験；
上記した「舗装試験法便覧」に記載されている「マーシャル安定度試験方法」に準拠して行なった。アスファルト混合物の配合設計で使用する試験方法であり、安定度やフロー値の規格が存在する。その規格値を表３〜５に記載した。安定度とは、試験温度60℃におけるアスファルト混合物の最大強度を指す。フロー値とは、安定度が最大値を示したときの供試体の変形量を指す。
【００２９】
曲げ試験；
上記した「舗装試験法便覧」に記載されている「曲げ試験方法」に準拠して行なった。破断時の強度とは、試験温度−10℃において供試体が破断するときの強度を指す。この数値には特に意味はないが、破断時の歪みと１対をなす数値であるから表３〜５に記載した。破断時の歪みとは、試験温度−10℃において供試体が破断するときの歪みを指す。破断時の歪みが大きいほど、たわみ性が大きいので、ひび割れ抵抗性が高いと考えられる。
【００３０】
ホイールトラッキング試験；
上記した「舗装試験法便覧」に記載されている「ホイールトラッキング試験方法」に準拠して行なった。動的安定度とは、試験温度60℃において走行車輪が供試体表面から１mm沈下するまでの走行回数を指す。動的安定度が大きいほど、轍掘れ抵抗性が高いことを示す。この値にも舗装設計施工指針（日本道路協会）の規格がある。規格値を表３〜５に記載した。
【００３１】
表中のT3000 以上＝3000以上とは、１日１方向あたりの大型車両の交通量が3000台以上の路線の場合に3000回／mm以上の値が必要であることを示している。同様に、T3000 未満＝1500以上とは、１日１方向あたりの大型車両の交通量が3000台未満の路線の場合に1500回／mm以上の値が必要であることを示している。その他＝ 500以上とは、交通量が少ない路線では 500回／mm以上の値が必要であることを意味する。
【００３２】
発明例１〜５，比較例１〜３は、廃プラスチックの粒子径を変化させた場合の例である。目開きが2.36mmの篩目を通過する粒子の割合が90質量％以上で平均粒径が1.18mmの例（発明例１）、および目開きが1.18mmの篩目を通過する粒子の割合が90質量％以上で平均粒径が0.88mmの例（発明例２）では、動的安定度は増加するものの、その増加量は僅かである。
【００３３】
目開きが1.18mmの篩目を通過する粒子の割合が98質量％以上で平均粒径が 0.7mm以下の例（発明例４，５）では、動的安定度は著しく増加する。なお、曲げ試験による破断時の歪みは、比較例１，４とほぼ同等の値であるから、たわみ性は損なわれていないと判断できる。
発明例６〜10は、廃プラスチックの添加量を変化させた例である。廃プラスチックの添加量が５質量部より大きい例（発明例８〜10）では、破断時の歪みが比較例４（すなわち改質アスファルトII）と同等かそれ以上の値であるから、たわみ性は損なわれていないと判断できる。