(57)【要約】【課題】アスファルトへの分散性の向上を図りつつアスファルト混合物の安定性と流動抵抗性の向上を図ることが可能なアスファルト改質材及びそれを含有するアスファルト混合物の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係るアスファルト改質材は、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトとを主成分として含み、熱可塑性プラスチックに対する天然アスファルトの重量比が５／９５〜５０／５０となっている。本発明によれば、熱可塑性プラスチックのみをアスファルト改質材として用いる場合と比較して、アスファルトへの分散性を向上させることが可能となり、アスファルト混合物の安定性と流動抵抗性を、重交通道路の舗装に必要とされる品質に、向上させることが可能となる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性プラスチックと天然アスファルトを主成分として含み、前記熱可塑性プラスチックに対する前記天然アスファルトの重量比が５／９５〜５０／５０であるアスファルト改質材。
【請求項２】
前記熱可塑性プラスチックと前記天然アスファルトの合計１００重量部に対して２０重量部以下の熱可塑性エラストマーをさらに含む請求項１に記載のアスファルト改質材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアスファルト改質材と、アスファルトと、骨材とを含有す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、アスファルト混合物、特に、道路等の路面舗装に用いられるアスファルト混合物及びそれに用いられるアスファルト改質材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアスファルト改質材として熱可塑性プラスチックを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８８０００号公報（段落［０００５］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のアスファルト改質材をアスファルトに混合したアスファルト混合物は、熱可塑性プラスチックのアスファルトへの分散性が悪いという問題があった。この分散性の問題を解決するために、熱可塑性プラスチックに油を混ぜたものが提案されているが、油はアスファルト混合物を軟化させる傾向があり、例えば、重交通道路の舗装に耐え得る程度に、アスファルト混合物の安定性と流動抵抗性を向上させることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、アスファルトへの分散性の向上を図りつつアスファルト混合物の安定性と流動抵抗性の向上を図ることが可能なアスファルト改質材及びそれを含有するアスファルト混合物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトとを主成分として含み、前記熱可塑性プラスチックに対する前記天然アスファルトの重量比が５／９５〜５０／５０であるアスファルト改質材である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記熱可塑性プラスチックと前記天然アスファルトの合計１００重量部に対して２０重量部以下の熱可塑性エラストマーをさらに含む請求項１に記載のアスファルト改質材である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のアスファルト改質材と、アスファルトと、骨材とを含有するアスファルト混合物である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１，３の発明に係るアスファルト改質材は、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトとを主成分として含有するので、熱可塑性プラスチックのみをアスファルト改質材として用いる場合と比較して、アスファルトへの分散性を向上させることが可能となる。そして、請求項１，３の発明では、熱可塑性プラスチックに対する天然アスファルトの重量比が５／９５〜５０／５０となっているので、アスファルト混合物の安定性と流動抵抗性を、重交通道路の舗装に必要とされる程度に、向上させることが可能となる。
【００１０】
また、請求項２の発明に係るアスファルト改質材では、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトに加えて、熱可塑性エラストマーを含むので、アスファルト混合物のひび割れを抑制することが可能となる。ここで、熱可塑性エラストマーの含有量が増加すると、熱可塑性プラスチックの添加によってアスファルト混合物が本来発揮する高い安定性及び流動抵抗性が低下する傾向があるが、本発明では、熱可塑性エラストマーの含有量が、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトの合計１００重量部に対して２０重量部以下となっているので、熱可塑性プラスチックが添加されたアスファルト混合物における安定性及び流動抵抗性の低下を抑えて、アスファルト混合物の安定性及び流動抵抗性を、熱可塑性プラスチックが添加されていないアスファルト混合物よりも高い状態に保つことが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［熱可塑性プラスチック］
熱可塑性プラスチックの具体例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が挙げられる。なお、熱可塑性プラスチックは、新品であってもリサイクル品であってもよい。
【００１２】
［天然アスファルト］
天然アスファルトとは、天然の条件で形成する固体のアスファルトを意味し、その具体例としては、レイクアスファルト、ロックアスファルト、サンドアスファルト等が挙げられる。本発明に係る天然アスファルトは、好ましくは、ロックアスファルトであり、より好ましくは、石灰岩、砂岩に滲み込んだロックアスファルトであり、さらに好ましくは、アスファルト含有率が９０％以上で且つ軟化点１００℃以上のロックアスファルトである。天然アスファルトの熱可塑性プラスチックに対する重量比は、好ましくは、５／９５〜５０／５０であり、より好ましくは、１０／９０〜２５／７５である。
【００１３】
［熱可塑性エラストマー］
熱可塑性エラストマーは、アスファルト混合物のひび割れ抑制を目的として配合され、アスファルトの添加材として一般に使用されるものであれば特に制限はなく、例えば、部分的または完全に水素添加されているものや無水マレイン酸等の変性剤で変性されているものであってもよい。具体的には、スチレン・ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン・エチレン・ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等を用いることができ、アスファルトへの溶解性（分散性）の観点からポリスチレン換算重量平均分子量が５０，０００〜５００，０００のものが好ましい。また、熱可塑性プラスチック及び天然アスファルトの合計１００重量部に対する熱可塑性エラスマーの重量は、２０重量部以下の範囲であることが好ましい。なお、アスファルト混合物の適用箇所が、特にひび割れの懸念がない箇所である場合には、アスファルト改質材に、熱可塑性エラストマーが含まれなくてもよい。
【００１４】
［アスファルト改質材の製造］
アスファルト改質材は、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトとを混練機を用いて均一に混合することで製造される。その際、必要に応じて、熱可塑性エラストマーも共に混合される。具体的には、熱可塑性プラスチックと、天然アスファルトと、必要に応じて、熱可塑性エラストマーと、をヘンシェルミキサー等の攪拌機で混合した後、その混合物を１００〜２００℃に加熱した一軸押出機又は二軸押出機により混練する。そして、押出された重合組成物を切断もしくは粉砕することで、ペレット状または粉状のアスファルト改質材が得られる。
【００１５】
［アスファルト混合物］
アスファルト混合物は、アスファルト改質材と、アスファルトと、骨材と、を混合して得られる。その際、ガラス繊維やフィラー等の強化材が共に混合されてもよい。アスファルトとしては、路面舗装に一般的に用いられるストレートアスファルトが好ましい。また、骨材の例としては、石、砂、砂利等が挙げられる。
【００１６】
ここで、アスファルト改質材は、アスファルト１００重量部に対して、１〜１００重量部用いられることが好ましく、５〜２０重量部用いられることがより好ましい。アスファルト改質材の使用量が１重量部より少ないと、アスファルトの改質効果が実質的に認められなくなる。また、アスファルト改質材の使用量が１００重量部を超えると、アスファルト混合物の硬度が高くなり過ぎて、アスファルト混合物にひび割れが発生するという問題が生じる。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００１８】
［アスファルト改質材の調整］
表１に示す配合比に基づいて、実験例１〜８のアスファルト改質材を調整した。なお、熱可塑性プラスチックとしては、ポリエチレンを用い、天然アスファルトとしては、ロックアスファルトを用いた。
【００１９】
【表１】
2016222818.tif 000002
【００２０】
また、表２に示す配合比に基づいて、実験例９〜１６のアスファルト改質材を調整した。実験例１〜８と同様に、熱可塑性プラスチックとしては、ポリエチレン（ＰＥ）を用い、天然アスファルトとしては、ロックアスファルトを用いた。また、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン・ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）を用いた。なお、実験例１〜１６のうち実験例２〜６，９〜１６が本発明の実施例であり、実験例１，７，８が比較例である。
【００２１】
【表２】
2016222818.tif 000003
【００２２】
［アスファルト混合物の調整］
実験例１〜１６の各アスファルト改質材を、アスファルトと骨材に混合して、アスファルト混合物を得た。その際、アスファルト改質材の添加量は、アスファルトの６重量％を置き換えて調整した。アスファルトとしては、ストレートアスファルト６０〜８０（ＪＩＳ  Ｋ２２０７）を用いた。なお、以下では、実験例ｎのアスファルト改質材を混合したアスファルト混合物を「実験例ｎのアスファルト混合物」と、適宜、呼ぶことにする。
【００２３】
［アスファルト混合物の物性評価］
実験例１〜８の各アスファルト混合物について、マーシャル安定度（ｋＮ）と動的安定度（回／ｍｍ）を測定した。また、実験例４、９〜１６の各アスファルト混合物については、曲げ破断ひずみ（μ）を測定した。なお、マーシャル安定度は、アスファルト混合物の安定性を示す指標であり、動的安定度は、アスファルト混合物の流動抵抗性を示す指標である。
【００２４】
ここで、アスファルト混合物は、「舗装施工便覧（平成１８年版）」（日本道路協会）に記載された密粒度アスファルト混合物（最大粒径１３ｍｍ）の品質を満たすものを使用した。また、マーシャル安定度（ｋＮ）は、「舗装調査・試験法便覧」（日本道路協会）に記載された方法に準じて、マーシャル安定度試験を行うことにより測定した。動的安定度（回／ｍｍ）は、「舗装調査・試験法便覧」に記載された方法に準じて、ホイールトラッキング試験を行うことにより測定した。曲げ破断ひずみ（μ）は、−１０℃の条件下で測定した。
【００２５】
上記表１，２に各測定結果を示す。なお、表２には、アスファルト改質材が添加されず、アスファルトと骨材のみを混合したアスファルト混合物の各測定結果が参考例として示されている。
【００２６】
まず、表１に示す測定結果について検討する。同表に示されるように、アスファルト混合物のマーシャル安定度は、アスファルト改質材における天然アスファルトの配合量が１０重量％以下の範囲（実験例１〜３）では、天然アスファルトの配合量の増加に伴って上昇し、アスファルト改質材における天然アスファルトの配合量が１５重量％以上の範囲（実験例４〜８）では、天然アスファルトの配合量の増加に伴って低下する。また、熱可塑性プラスチックに天然アスファルトを配合したアスファルト改質材を含有するアスファルト混合物（実験例２〜７）では、熱可塑性プラスチックのみからなるアスファルト改質材を含有するアスファルト混合物（実験例１）よりも、マーシャル安定度が高くなっている。なお、上述の「舗装施工便覧（平成１８年度版）」によれば、アスファルト混合物のマーシャル安定度を４．９ｋＮ以上に設定するとされている。従って、実験例１〜８のアスファルト混合物は、何れも、道路舗装用として好適であると言える。
【００２７】
次に、実験例１〜８のアスファルト混合物の動的安定度について検討する。表１に示されるように、アスファルト混合物の動的安定度は、アスファルト改質材における天然アスファルトの割合が２５重量％以下の範囲（実験例１〜５）では、天然アスファルトの配合量の増加に伴って上昇し、天然アスファルトの配合量が５０重量％以上の範囲（実験例６〜８）では、天然アスファルトの配合量の増加に伴って低下する。また、天然アスファルトの配合量が５〜５０重量％のアスファルト改質材を含有するアスファルト混合物（実験例２〜６）では、熱可塑性プラスチックのみからなるアスファルト改質材を含有するアスファルト混合物（実験例１）よりも、動的安定度が高くなっている。ここで、上述の「舗装施工便覧（平成１８年版）」によれば、重交通道路に用いられるアスファルト混合物は、３０００回／ｍｍ以上に設定するとされている。従って、実験例２〜６については、重交通道路の舗装に好適であり、実験例１，７，８については、重交通道路の舗装に不適である。なお、実験例２〜６の動的安定度は、重交通道路の基準値（３０００回／ｍｍ）の２倍以上となっていて、現在市販されている改質アスファルトを用いたアスファルト混合物の動的安定度が約５〜６０００回／ｍｍであることを考慮すると、実験例２〜６のアスファルト混合物が高い流動抵抗性を示すことが分かる。特に、実験例３〜５については、動的安定度が１００００回／ｍｍを超え、天然アスファルトの配合量が１０〜２５重量％の範囲では、非常に高い流動抵抗性を示すことが分かる。
【００２８】
次に、表２に示す測定結果について検討する。同表に示されるように、アスファルト混合物の曲げ破断ひずみは、熱可塑性エラストマーの添加量の増加に伴って上昇することが分かる。また、熱可塑性エラストマーを含有しない実験例４では、アスファルト改質材が添加されない参考例よりも曲げ破断ひずみが低く、熱可塑性エラストマーを含有する実験例９〜１６では、参考例よりも曲げ破断ひずみが高い。ここで、曲げ破断ひずみは、アスファルト混合物の撓み性やひび割れ抵抗性を表す指標となる。従って、熱可塑性エラストマーが配合されることで、アスファルト混合物のひび割れ抵抗性が向上することが分かる。なお、熱可塑性プラスチックに対する天然アスファルトの配合比は、実験例４、９〜１２では、１５／８５に固定され、実験例１３，１４では、５／９５に固定され、実験例１５，１６では、５０／５０に固定されている。
【００２９】
次に、表２に示した各実験例のマーシャル安定度について検討する。アスファルト混合物のマーシャル安定度は、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトの配合比が一定の条件下で、熱可塑性エラストマーの添加量の増加に伴って低下することが分かる。なお、実験例４，９〜１６の何れのアスファルト混合物も、マーシャル安定度は４．９ｋＮ以上であり、道路舗装用として好適である。
【００３０】
次に、表２に示した各実験例の動的安定度について検討する。アスファルト混合物の動的安定度は、マーシャル安定度と同様に、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトの配合比が一定の条件下で、熱可塑性エラストマーの添加量の増加に伴って低下することが分かる。ここで、上述したように、重交通道路用のアスファルト混合物には、３０００回／ｍｍ以上の動的安定度が必要とされる。従って、実験例４，９〜１１，１３，１５，１６については、重交通道路の舗装に好適であり、実験例１２，１４については、重交通道路の舗装に不適である。このことは、熱可塑性プラスチックに対する天然アスファルトの配合比が５／９５〜５０／５０の範囲にあるアスファルト改質材は、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトの合計１００重合部に対する熱可塑性エラストマーの添加量が２０重量部以下であれば、重交通道路の舗装に好適であることを意味する。なお、アスファルト改質材において熱可塑性プラスチックに対する天然アスファルトの配合比が１５／８５〜５０／５０である場合には、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトの合計１００重合部に対する熱可塑性エラストマーの添加量が３０重量部以下であっても、重交通道路の舗装に好適であると言える。
【００３１】
また、実験例４，９〜１２の結果に注目すると、熱可塑性プラスチックに対する天然アスファルトの配合比が１５／８５で、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトの合計１００重合部に対す熱可塑性エラストマーの添加量が３０重量部以下である場合には、重交通道路の基準値（３０００回／ｍｍ）の２倍以上の動的安定度を示し、上述した市販の改質アスファルトを用いたアスファルト混合物よりも高い流動抵抗性を示すことが分かる。特に、熱可塑性エラストマーの添加量が１０重量部以下であれば、動的安定度が１００００回／ｍｍを超え、非常に高い流動抵抗性を示すことが分かる。
【００３２】
以上、纏めると、熱可塑性プラスチック及び天然アスファルトを主成分として含有し、熱可塑性プラスチックに対する天然アスファルトの重量比が５／９５〜５０／５０のアスファルト改質材（実験例２〜６、９〜１６）を含有するアスファルト混合物では、重交通道路の使用に必要とされるマーシャル安定度及び動的安定度を充足する。また、熱可塑性プラスチックと天然アスファルトの合計１００重量部に対して２０重量部以下の熱可塑性エラストマーを更に含むアスファルト改質材（実験例９，１０，１３，１５）を用いたアスファルト混合物では、重交通道路に使用に必要とされるマーシャル安定度及び動的安定度を充足しつつ、曲げ破断ひずみを高くすることが可能となり、ひび割れを抑制することが可能となる。
【００３３】
また、熱可塑性プラスチックに対する天然アスファルトの重量比が１０／９０〜２５／７５のアスファルト改質材（実験例３〜５，９）を含有するアスファルト混合物では、１００００回／ｍｍという重交通道路の基準値をはるかに上回る動的安定度を示し、非常に高い流動抵抗性を実現することが可能となる。