(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）針入度が４０を超え１００以下のストレートアスファルト１００重量部に対し、（ｂ）スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体である熱可塑性エラストマー５〜１２重量部、（ｃ）芳香族系プロセスオイルで引火点２５０℃以上でかつ環分析での芳香族環（ＣＡ）が３５〜５０％である芳香族系鉱物油２〜１０重量部、（ｄ）イソプレン２５〜７０重量％、芳香族系モノオレフィン２５〜７０重量％および脂肪族系モノオレフィン５〜４０重量％から成る単量体混合物をハロゲン化アルミニウム系触媒の存在下にカチオン重合して得られる重合体で軟化点５０〜１２０℃の固形炭化水素樹脂２〜１５重量部、（ｅ）エチレン・アクリル酸・無水マレイ酸からなる三元共重合体でメルトフローレイト（ＪＩＳＫ６７３０）５０〜２００である付着力付与剤１〜５重量部を含有することを特徴とする排水性舗装用改質アスファルト組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，主として排水性舗装に使用さる排水性舗装用改質アスファルト組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルト舗装は，適当な粒度分布を有する砕石，砂等の混合物に，バインダーとして，一般的には，針入度４０〜１００のストレートアスファルトを加熱状態で混合して製造した，いわゆるアスファルト混合物を敷き均し，ローラーで転圧して施工される。
【０００３】
しかるに，近年交通量の増加，特に，重車両の交通量の増加により，アスファルト舗装道路にとっては過酷な使用状況となっている。このため，夏期において，アスファルト舗装道路面に混合物の流動によるわだち掘れの現象が頻発している。わだち掘れるは車の乗り心地を悪くするだけでなく，ハンドルの操作性を低下させ，また，わだち掘れ部分における降雨時の滞水がスリップの原因となり，交通安全上大きな問題となっている。わだち掘れ対策として，道路舗装用のストレートアスファルトにゴムや熱可塑性エラストマーなどの改質材を添加した耐流動対策用改質アスファルトとして改質アスファルトII型（以下，改質II型と記す。）をバインダーとして使用するケースが増加している。
【０００４】
一方，降雨時の滞水防止と交通騒音の削減を目的とした開粒度アスファルト混合物による排水性舗装も社会的要請として実施されるようになってきた。排水性舗装とは，舗装表面の空隙率を２０％前後（一般密粒度アスファルト混合物では３〜６％）に高め透水性を持たせたもので，これに使用されるバインダーは耐水性・耐久性の面から従来の耐流動対策改質アスファルトの改質ＩＩ型に比べ，飛躍的に強い骨材との付着力，把握力が要求されることから，前述の改質ＩＩ型に比べ，高分子量の改質材でその添加量を高めた高粘度の排水性舗装用改質アスファルトがバインダーとして用いられるのが普通である。しかし，ユーザーとしてはある特定の標準的性状（日本改質アスファルト協会が提案する標準的性状）を満足しているだけでは十分で無く，実用上の性能（後述）を重要視する傾向にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の問題点を解決する対策としては，アスファルトにゴム，熱可塑性エラストマーなどを混合した改質アスファルトの使用が必要とされるが，以下に述べるような問題点がある。
【０００６】
プレミックスタイプの排水性舗装は，アスファルト合材プラントにおいて骨材とバインダー(改質アスファルト)を混合する以前に，ストレートアスファルトと改質材を予め混合して改質アスファルトを製造しておくものであり，通常，加熱状態で貯蔵，使用されるが，加熱貯蔵の期間が長くなると改質材とアスファルトの分離や変質（熱劣化）といった問題が生ずる恐れがある。
【０００７】
また，排水性舗装は，排水性，騒音低減などの機能を発揮させるために，通常のアスファルト混合物に比べ非常に多くの連続した空隙を有する配合となっている。従って，排水性舗装材料に要求される実用上の性能の１つとして，バインダーのダレによる空隙つぶれや骨材の飛散等を防止するため高粘度の改質アスファルトが要求されてされている。この高粘度に改質したアスファルトを製造するためには，単に改質材の添加量を高めるだけでは改善できず，添加量とともに添加する改質材の分子量の高いものを添加する必要が生じる。従って，アスファルトと改質材は元々相溶性が十分に良いわけではないことから，さらにアスファルトと改質材が分離する傾向にある。
【０００８】
更に排水性舗装は，先に述べた通り通常のアスファルト混合物に比べ非常に多くの連続した空隙を有する配合となっていることから，水や空気の影響を受けバインダーが劣化しやすい状態となる。特に，水による劣化が懸念される。それは，骨材と水の間の付着力は，骨材とアスファルトの間の付着力より大きいため，一度アスファルトで被服された骨材でも，雨水などが浸入すれば，付着力の差で骨材からアスファルトが剥離し，アスファルト舗装道路は次第に劣化し，破壊してしまうという問題である。この様な現象は，特に道路のカーブ地点等は常に不規則な荷重のかかる交通が繰返されている場所に起こり易い。以上の問題点を解決するためには，高粘度でかつ加熱貯蔵時においてもアスファルトと改質材が分離することなく，また舗施後の耐久性を考慮し耐水性にも優れた高粘度の排水性舗装専用の改質アスファルトが望まれている。従って，この様な高品質な排水性舗装用アスファルトを製造するには，以上の点を同時に解決することが課題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前述のように高粘度に改質しかつアスファルトと改質材の分離が無く、耐水性にも優れたプレミックスタイプの排水性舗装材料として使用する場合の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、改質材の熱可塑性エラストマーとストレートアスファルトの相溶性および骨材とバインダーの剥離を改良し、併せて、熱安定性を改良するために、芳香族プロセスオイル１〜１０重量部と、イソプレン２５〜７０重量％、芳香族系モノオレフィン２５〜７０重量％および脂肪族系モノオレフィン５〜４０重量％から成る単量混合物をハロゲン化アルミニウム系触媒の存在下にカチオン重合して得られる軟化点５０〜１２０℃の固形炭化水素樹脂２〜１５重量部を、併用することが有効であることを見出だし、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明の上記課題は、下記構成によって達成される。
（ａ）針入度が４０を超え１００以下のストレートアスファルト１００重量部に対し、（ｂ）スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体である熱可塑性エラストマー５〜１２重量部、（ｃ）芳香族系プロセスオイルで引火点２５０℃以上でかつ環分析での芳香族環（ＣＡ）が３５〜５０％である芳香族系鉱物油２〜１０重量部、（ｄ）イソプレン２５〜７０重量％、芳香族系モノオレフィン２５〜７０重量％および脂肪族系モノオレフィン５〜４０重量％から成る単量体混合物をハロゲン化アルミニウム系触媒の存在下にカチオン重合して得られる重合体で軟化点５０〜１２０℃の固形炭化水素樹脂２〜１５重量部、（ｅ）エチレン・アクリル酸・無水マレイ酸からなる三元共重合体でメルトフローレイト（ＪＩＳＫ６７３０）５０〜２００である付着力付与剤１〜５重量部を含有することを特徴とする排水性舗装用改質アスファルト組成物。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。
【００１２】
本発明で用いるストレートアスファルトは針入度４０を超え，かつ，１００以下のもである。これに該当するものとしては，日本工業規格（ＪＩＳ規格）Ｋ２２０７に規定される針入度グレード４０を超え６０以下，６０を超え８０以下，８０を超え１００以下の３種類のストレートアスファルトがある。針入度が４０以下のものは改質材との相溶性が極端に低下し，また，針入度が１００を超えるものは改質材の添加量が増大する。
【００１３】
改質材に使用する熱可塑性エラストマーとしては、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）が使用される。即ち、高温と酸素による二重結合の分子切断が生じにくく、かつ舗装の耐久性を向上させるために、軟化点や６０℃粘度を高く改質可能なＳＢＳが使用される。その配合を５〜１２重量部としたのは、５重量部未満では希望する粘度が得られず、また、１２重量部を超えると高粘度化し過ぎるからである。
【００１４】
芳香族系鉱物油は芳香族系プロセスオイルで引火点２５０℃以上でかつ環分析での芳香族環（ＣＡ）が３５〜５０％のものをいう。その配合割合を２〜１０重量部としたのは，２重量部未満では炭化水素樹脂を添加できないため，相分離および変質（熱劣化）が改善されず，また，１０重量部を超えると改質材や炭化水素樹脂が増大しコストが高くなり経済的でないからである。
【００１５】
固形炭化水素樹脂としては、イソプレン２５〜７０重量％、芳香族系モノオレフィン（スチレン、α―メチルスチレン等の炭素数１０以下のもの）２５〜７０重量％および脂肪族系モノオレフィン（イソブチレン、シクロペンテン等の炭素数４〜８のもの）５〜４０重量％から成る単量体混合物をハロゲン化アルミニウム系触媒の存在下にカチオン重合して得られる固形炭化水素樹脂であって軟化点が５０〜１２０℃のものが使用される。その配合割合を２〜１５重量部としたのは、２重量部未満ではアスファルトと改質材相溶性が改善されず、また、１５重量部を超えるとコストが高くなり経済的でないからである。
【００１６】
付着力付与剤としては、エチレン・アクリル酸・無水マレイ酸からなる三元共重合体でメルトフローレイト（ＪＩＳＫ６７３０）５０〜２００のものが使用される。特に、骨材とアスファルトの湿潤性と被覆性を改良する働きは無水マレイ酸が大きく貢献する。なお、その配合割合を１〜５重量部としたのは、１重量部未満ではアスファルトと骨材の付着性が改善されず、また、５重量部を超えるとコストが高くなり経済的でないからである。
【００１７】
本発明の特徴は前記の炭化水素樹脂と付着力付与剤を用いたことにあり，そのことによって，溶解時に異臭を発生せず，また，加熱によるゲル化や粘度変化が全くなく，熱安定性が非常に優れており，かつ耐水性に優れていることから骨材とアファルトのはく離現象を抑制する効果を奏するものである。従って，本発明は，ハロゲン化アルミニウム系触媒を用いて製造した炭化水素樹脂とエチレン・アクリル酸・無水マレイ酸からなる三元共重合体の付着力付与剤を用いることが必須の要件であり，このどちらか一方かあるいは炭化水素樹脂を芳香族系の固形炭化水素樹脂の製造に際して一般的に賞用されるハロゲン化ホウ素系触媒を用いて製造した炭化水素樹脂を用いるのでは，本発明の効果を得ることはできない。
【００１８】
本発明に係るアスファルト組成物は、排水性舗装用組成物として、利用される際、従来通りの用法でよく、例えば舗装表面の空隙率を２０％前後になるように砕石類に加えられることが好ましい。
【００１９】
【実施例】
以下実施例を上げて本発明をさらに具体的に説明するが，本発明は，これらの実施例に限定されるものではない。なお，実施例中の主な評価は，次のようにして求めたものである。
【００２０】
加熱貯蔵安定試験：アスファルトと改質材の相溶性を評価する。５００ｍｌの円筒容器に試料約４００ｇ採取し，１７５℃に設定した恒温空気槽に所定時間貯蔵後，室温まで冷却し円筒容器を上，中，下の３つに分割しそのアスファルト性状を測定した。
【００２１】
薄膜加熱試験：アスファルト舗装要綱に準拠して行い，施工時の加熱混合状態におけるバインダーの熱劣化を室内的に評価する方法である。試験温度は１７５℃行い，その経時時間とアスファルト性状を評価した。
【００２２】
剥離抵抗性試験（Riedel&Weber Test）：剥離試験方法の中でも最も苛酷な試験方法であるRiedel&Weber Testにより評価した。
【００２３】
本試験結果は，実際の道路試験結果と良く対応していると言われている。粒径０．１５〜０．０７４ｍｍの砕石４３重量部と粒径０．３〜０．１５ｍｍの砕石４３重量部を混合して１７０℃に加熱する。これに加熱溶融したアスファルト１４重量部を加えて激しく混合して１７０℃に加熱する。このアスファルト混合物０．５ｇを下表に示す所定濃度の炭酸ソーダ溶液２５ｍｌを入れたビーカの中に１分間沸騰させる。砕石とアスファルトが完全に剥離し始めた最初の溶液を記録して付着点数を定める。
【００２４】
【表１】
0004863237.tif 000002
【００２５】
カンタブロ試験：マーシャル供試体をロサンゼルスすりへり試験機に投入し、その飛散抵抗性を評価する。なお，供試体は２０℃で約２０時間養生後，ドラムに鋼球を入れないで３００回転させた後の試料の重量減少から損失量を求めた。水浸カンタブロ試験：耐水性を評価する試験で，その方法は６０℃の水槽に４８時間水浸後，カンタブロ試験と同様の操作を行い，その損失量を求めた。
ダレ（付着）試験：ステンレス製のバットにアスファルト混合物を入れ，１８０℃に設定した恒温空気槽に１時間養生した時の混合物からダレるアスファルト重量を測定した。
【００２６】
実施例１〜３
（ａ）針入度６８（単位：1/10mm，測定方法ＪＩＳ K２２０７による。），軟化点４８．５℃（測定方法ＪＩＳ K２２０７による。）のストレートアスファルト１００重量部に、（ｂ）熱可塑性エラストマー，スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ，Ｓ／Ｂ＝３０／７０），分子量（ＧＰＣで求めた分子量）約１８万，（ｃ）芳香族系プロセスオイル（表２に示すもの），請求項１に示される（ｄ）成分である固形炭化水素樹脂（軟化点(R&B)：１００℃）および請求項１に示される（ｅ）成分である付着力付与剤（メルトフロー(JIS K 6730)：５０〜２００）の添加量を変えて配合したアスファルト性状の測定結果を表３に示す。
【００２７】
なお，混合は加熱溶融状態で，卓上オートホモミキサーを使用し，十分攪拌して，均一な排水性舗装用改質アスファルトを得た。また，針入度，軟化点，タフネス・テナシティはアスファルト舗装要綱に準拠して行い，６０℃粘度は石油学会法に準拠して行った。
【００２８】
［比較例１〜３］
比較例１は、（ａ）針入度６８（単位：1/10mm，測定方法ＪＩＳ K２２０７による。），軟化点４８．５℃（測定方法ＪＩＳ K２２０７による。）のストレートアスファルト１００重量部に、（ｂ）熱可塑性エラストマー，スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ，Ｓ／Ｂ＝３０／７０），分子量（ＧＰＣで求めた分子量）約１８万，（ｃ）芳香族系プロセスオイル（表２に示すもの）を添加したものである。また，比較例２はハロゲン化ホウ素系触媒を用いて製造した芳香族系の固形炭化水素樹脂（軟化点(R&B)：１００℃）を，比較例３はさらに付着力付与剤（メルトフロー(JIS K 6730)：５０〜２００）を併用し配合したものである。そのアスファルト性状の測定結果を表４に示す。
【００２９】
【表２】
0004863237.tif 000003
【００３０】
【表３】
0004863237.tif 000004
【００３１】
＊１○：分離なし      ×：分離あり
＊２混合および貯蔵試験時に観察
＊３ＳＢＳ：Ｍｗ（ＧＰＣ）１８万のものと１０万のものを６：２の割合で混
合したもの
【００３２】
【表４】
0004863237.tif 000005
【００３３】
＊１○：分離なし      ×：分離あり
＊２混合および貯蔵試験時に観察
＊３ＳＢＳ：Ｍｗ（ＧＰＣ）１８万のものと１０万のものを６：２の割合で混
合したもの
表３および表４から次のことが明らかである。実施例１〜３および比較例１〜３に示すアスファルトの物理性状は，ほぼ同等の性状を示す。つまり，軟化点や６０℃粘度が高い高粘度の排水性舗装として取り扱うことができる。しかし，さらに表３に示す本発明の排水性舗装用アスファルト組成物の物理的性状の特徴を述べると，実施例１〜３のいずれも貯蔵安定性に炭化水素樹脂からの異臭が全くないことである。また，剥離試験においてもアスファルトと骨材のはく離は認められない。比較例１，２は加熱貯蔵中にアスファルトと改質材（ＳＢＳ）が分離し，所期の性能を発揮することが不可能である。また比較例３のアスファルトは，加熱貯蔵中にアスファルトの物理性状が急激に変化し同様に所期のの性能を発揮することが不可能であると同時に加熱時に独特の激しい異臭を発生することから環境面に悪影響を及ぼす可能性がある。しかし，実施例１〜３に示すアスファルトには全くその様な問題が認められないことから，長期加熱貯蔵後においても所期の性能を十分発揮し，かつ耐水性に優れた舗装が得られることが期待される。
【００３４】
また、実施例１および比較例１の配合の排水性舗装用アスファルト組成物をバインダーに使用したアスファルト混合物の試験結果を表５に示す。なお、使用骨材は６号砕石，細砂、石粉でその骨材粒度分布（１３ｍｍトップ）は，空隙率が２０％程度になるように配合設計した。
【００３５】
【表５】
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【００３６】
【表６】
0004863237.tif 000007
【００３７】
本結果から表６のアスファルト舗装要綱に示される目標値（動的安定度は日本道路公団が提案する目標値）を十分上回っていることが確認できる。また，耐水性を評価する水浸マーシャル試験，水浸カンタブロ試験の結果から付着力付与剤を添加したバインダーを使用したものはその損失率が小さく無添加品に比べ大きく改良されおり，耐水性が向上したことが伺えることからも本発明の効果を証明している。即ち，本発明の排水性舗装用アスファルト組成物は高温貯蔵安定性に飛躍的に優れ，かつアスファルト混合物の耐水性・耐久性においても優れていることを明白に示す。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の排水性舗装用改質アスファルトは，排水性舗装用材料として使用した時，耐水性・耐久性を向上するに必要なアスファルト性状を備え，かつ高温加熱貯蔵安定性においてもアスファルトと改質材の分離が全く無いことから安定したアスファルト混合物が提供できる。