〈資料〉

脱 炭 素 社 会 に 寄 与 す る ポ リ マ― 改 質 ア ス フ ァ ル ト に つ い て
鷹本丈裕＊

本報文は 2022 年 2 月 25 日に、オンラインにて開催された第 99 回アスファルトゼミナールで報告した内容について、一部加筆修正して掲載します。

1．はじめに2－2 改質材の変遷

2020年10月の内閣総理大臣所信表明演説で、脱炭素わが国でこれまでに使用されてきた改質材の変遷を図

社会実現に向けて2050年までに温室効果ガスの排出を－1に示す。改質材の使用は、1950年代に始まり、そ全体としてゼロにするカーボンニュートラルを目指すこの後、求められる性能に合わせて改質材も変遷しているとを宣言した。また、中間目標として2030年度においことがわかる。近年は、低温から高温領域まで優れたパて、温室効果ガスを2013年度から46％削減することをフォーマンスを示すSBS（スチレン・ブタジエン・スチ

目指すとともに、50％の高みに向け、挑戦を続けていレンブロック共重合体）が主流となっており、このSBSく決意も表明している。これらの目標は、非常に高いもの使用で、多様化する要求性能に答えられる多くのポリのであり、達成のためには、様々な分野が一丸となってマー改質アスファルトが開発されている。

取り組む必要がある。
我が国の道路におけるアスファルト舗装が占める割合は、90％以上と非常に高い。今後、これらの維持修繕なども考慮すると、アスファルト舗装分野の脱炭素社会実現に向けた取り組みは、急務であるといえる。
今回のアスファルトゼミナールでは、「脱炭素社会に寄与するポリマー改質アスファルトについて」と題し、ポリマー改質アスファルトの説明と脱炭素社会に寄与で図－１ 改質材の変遷きる技術の紹介を、事例を示しながら報告した。以下にその内容を紹介する。

2－3 SBSの概要

2．ポリマー改質アスファルトについて
2－1 ポリマー改質アスファルトとは

SBSは、ポリスチレン鎖とポリブタジエン鎖から構成された熱可塑性エラストマーである。簡易的な構造をポリマー改質アスファルトとは、ストレートアスファ

図－2に示す。アスファルト中のSBSは、アスファルルト（以下、ストアス）に改質材を加え、性能を向上さト混合物を製造・施工する温度領域において流動性を示せたアスファルトである。改質材を加えることで、アスすため、施工性が確保できる。

ファルトの軟化点、接着力、粘度などが上昇する。この

また、施工後の供用温度領域では、ポリスチレン鎖部

結果、ポリマー改質アスファルトを使用した舗装は、ス分が、三次元ネットワークを形成し、高い凝集力を示すトアスを使用したものと比較して高い耐久性や機能性をため、アスファルト混合物の塑性変形抵抗性が向上する。

発揮する。

ポリブタジエン鎖部分については、優れたゴム弾性を発＊たかもと

10

たけひろ

一般社団法人

日本改質アスファルト協会

技術委員

改質アスファルト

揮するため、ひび割れ抵抗性が向上する。
このように、SBSは施工温度領域から供用温度領域

その適用箇所や要求性能に応じて表－2のように分類している。

において優れた性能をもった改質材である。
表－２ ポ ーラスアスファルト混合物用特殊グレードの種類と適用

図－２ SBSの構造
2－4 ポリマー改質アスファルトの種類と適用範囲
ポリマー改質アスファルトは、舗装設計施工指針などによって規格化されており、表－1に示す7種類のグレードと、それ以外の特殊なグレードに大別される。

3．脱炭素社会に寄与するポリマー改質アスファルト技術
3－1 ア スファルト舗装工事およびアスファルト混合物製造に関するCO2 排出量
アスファルト舗装工事におけるCO2 排出量は図－3

Ⅰ型からⅢ型は、数字が大きくなる程、塑性変形抵抗に示す 1）2）とおりであり、延長530m、幅員10mの新設性が高くなり、大型車交通量に応じて使用される。H型（舗装厚55㎝、アスコン層10㎝）および切削オーバーレは、ポーラスアスファト混合物に使用されるため、排水イ（10㎝）ついて算出した。図の内訳は、「資機材の輸送」、機能が必要な箇所に適用される。また、WおよびFと「重機の運転」、「材料製造」に係るCO2 排出量の3種類

いった付与記号は、それぞれ耐水性、可とう性を意味すである。

る。例えば、Ⅲ型-Wは、高い塑性変形抵抗性と耐水性新設および切削オーバーレイいずれにおいても、材料を有するため、主にコンクリート床版上の橋面舗装に適製造に係るCO2 排出量が約80％を占めていることがわ用される。

かる。したがって、アスファルト舗装工事に関するCO2

表－１ ポリマー改質アスファルトの種類と適用範囲

排出量を抑えるには材料製造に係る排出量を抑えることが効果的といえる。
また、アスファルトプラントにおけるアスファルト混合物製造のCO2 排出量を図－4に示す。なお、図の内訳は、アスファルトプラントでの製造に伴う排出を「製造合計」、骨材やアスファルトの輸送に伴う排出を「輸送合計」、原料採掘から製造に伴う排出を「材料合計」として表記している。
年度によってCO2 排出量は異なるものの、ここで着目したいのは、いずれの年度においても、製造合計が約60％を占めていることである。そのため、アスファルト混合物の製造に伴うCO2 排出量を抑えることが効果

なお、ポーラスアスファルト混合物用特殊グレードに的といえる。

ついては、ポリマー改質アスファルトポケットガイドでNo.59 2022

11250

実例も踏まえて紹介する。
資機材の輸送重機の運転

200
CO2 排出量（t-CO2）

材料製造
条件：
延長・幅員 530mx10m
舗装厚55cm
表層 + 基層 10cm

150（1）長寿命化技術
ポリマー改質アスファルトを使用したアスファルト混合物は、ストアスを使用した場合と比較して、耐流動性、耐水性、摩耗抵抗性などの耐久性が向上するため、舗装の長寿命化が期待できる。また、長寿命化によって維持修繕の頻度が減少するため、それに伴うCO2 排出量が抑制できる。ポリマー改質アスファルト適用による、長寿命化の事例を以下に紹介する。

100① ポリマー改質アスファルトⅡ型の事例
丸山らの検討事例では、ストアスとポリマー改質アス50

ファルトⅡ型（以下、改質Ⅱ型）の長期供用性の追跡調査の結果を基に、舗装寿命の比較を行っている 3）。

0

累積大型車交通量と累積わだち掘れ量の関係を図－5
切削オーバーレイに示す。改質Ⅱ型を用いると、ストアスを用いた場合と図－３ ア スファルト舗装工事に関するCO2排出量の試算例

比べ、舗装のわだち掘れ量を50％程度に抑えられるこ新設とが見てとれる。
また、累積大型車交通量と舗装の維持管理指数（MCI）

4.0E+06

その他
製造合計
輸送合計
材料合計

3.5E+06

CO2 排出量（t-CO2）

3.0E+06の関係を図－6に示す。改質Ⅱ型を用いると、ストアスを用いた場合と比べ、要修繕目安に達するまでの交通量が1.8倍となる。この様に、改質Ⅱ型の使用により舗装寿命が延長できることがわかる。

2.5E+06
2.0E+06
1.5E+06
1.0E+06
5.0E+05
0.0E+00

2005

2013

2020 （年度）

図－４ ア スファルト混合物製造に関するCO2排出量の試算例

図－５ わだち掘れ量のパフォーマンスカーブ

3－2 ポ リマー改質アスファルトによるCO2 排出量削減技術
ポリマー改質アスファルトが脱炭素社会実現に向けて寄与できることとして、「長寿命化技術」、「中温化技術」、「リサイクル技術」の3つが挙げられる。これらについて、

12

改質アスファルト

修件数などを比較している 5）。
舗設2年後までの路面性状とパッチング率に関する追跡調査結果を表-3に示す。改質Ⅲ型‐Wを使用した箇所は、改質Ⅱ型を使用した箇所と比べ、わだち掘れ量、ひび割れ率ともに良好であり、パッチング率が0％である。つまり、緊急補修件数が0件であったことを示している。
この結果より、改質Ⅲ型-Wの剥離抑制効果は実道で図－６ MCIのパフォーマンスカーブ② ポリマー改質アスファルトⅢ型の事例
寺田らの検討事例では、（国研）土木研究所内の舗装も検証されている。

表－３ 路
 面性状とパッチング率に関する追跡調査結果

走行実験場において、改質Ⅱ型およびポリマー改質アスファルトⅢ型（以下、改質Ⅲ型）の舗装上で400万輪の走行試験を実施し、わだち掘れの抑制効果ついて検証している 4）。
走行試験後の49kN換算輪数とわだち掘れ量の関係
は、図－7に示すとおりである。密粒度（20）混合物の結果に着目すると、1年後までは改質Ⅱ型と改質Ⅲ型でわだち掘れ量は同程度であるものの、3年後は改質Ⅱ型④ 重 荷重用ポリマー改質アスファルト（特殊グレード）の事例と比べ約半分となっている。さらに約10年後に当たる

重荷重用ポリマー改質アスファルト（以下、重荷重用）

400万輪走行後には、約60%のわだち掘れ量となってとは、トレーラーなどの大型車両が渋滞する箇所や、港いる。この様に、実車による走行試験においても、改質湾など特殊な重荷重車両が低速度走行する箇所に適用すⅢ型の高い塑性変形抵抗性が実証されている。

る塑性変形抵抗性が非常に高いアスファルトである。
舌間らの検討事例では、重荷重用よりさらに高い塑性
変形抵抗性を有する超重荷重用ポリマー改質アスファル
ト（以下、超重荷重用）を超低速DSで評価している 6）。
超低速DSとは、一般的なホイールトラッキング試験の条件をより過酷にしたものである。試験条件は、接地圧0.9MPa、走行速度10.5回/分、試験温度60〜70℃、試験時間240分で評価したものであり、超低速DSは、図－７ 49kN換算輪数とわだち掘れ量の関係下式で算出されている。なお、d240、d180は、240分、180分後の沈下量である。

③ ポリマー改質アスファルトⅢ型 -Wの事例
首都高速道路では、2006年から交通量の多い高速3

試験温度と超低速DSの関係は、図－8に示すとおり

号渋谷線の橋面舗装にポリマー改質アスファルトⅢ型‐であり、試験温度70℃において、超重荷重用は、改質W（以下、改質Ⅲ型-W）を適用し、同路線で施工した改Ⅱ型の40倍、重荷重用の7倍と、非常に高い塑性変形質Ⅱ型を用いた工区と路面性状やポットホールの緊急補抵抗性を発揮している。この結果から、重荷重用およびNo.59 2022

13超重荷重用は、過酷な条件化でも、長寿命化に寄与できるポリマー改質アスファルトといえる。

図－10
図－８ 49kN換算輪数とわだち掘れ量の関係

製造温度とCO2削減量の関係を混入させることで、新規で使用するアスファルト量を減らし、CO2 排出量を削減する技術を指す。

（2）中温化技術

従来のストアスを用いた再生アスファルト混合物は、中温化技術は、製造および施工時の温度を低減できる

旧アスファルトの針入度を回復させる再生用添加剤とスアスファルトを用いた技術を指し、製造時の使用燃料をトアス（新アス）を使用することで、再生骨材を使用し抑えることでCO2 排出量が削減できる。通常の改質Ⅱても新材を用いたストアス相当の混合物性能を確保でき型と中温化ポリマー改質アスファルトⅡ型（以下、中温る。一方、再生ポリマー改質アスファルトⅡ型（以下、化Ⅱ型）の練落とし時の状況を図－9に示す。中温化技

再生Ⅱ型）は、再生Ⅱ型そのものが再生骨材となじみが術を適用することにより、煙の量が明らかに違うことが良いため、再生用添加剤を使用しなくても、新材を用いわかる。また、施工温度を低くしても所定の締固め度がた改質Ⅱ型混合物相当の性能が確保できる（図－11）。

得られるため、従来の改質Ⅱ型同等の性能を確保できる。

再生骨材
旧アス

図－９ 中温化Ⅱ型の練落とし時の状況

再生用添加剤＋ストアス

ストアス
相当の性能

再生混合物

再生Ⅱ型

図－11

改質Ⅱ型
相当の性能

再生Ⅱ型の概要

製造温度とCO2 削減量の関係を図－10に示す。なお、

再生Ⅱ型の使用によるCO2 排出量の削減効果の検証

CO2 削減率は、「環境に配慮した舗装技術に関するガイにあたり、改質Ⅱ型混合物、中温化Ⅱ型混合物（30℃低ドブック」7）を参考にしており、重油消費量を基に試算減）、再生Ⅱ型混合物（再生骨材50％使用）を800t製造したものである。製造温度を改質Ⅱ型混合物は180℃、した際のCO2 排出量を算出した結果を図－12に示す。

中温化Ⅱ型混合物は150℃と仮定すると、中温化Ⅱ型のCO2 排出量の算出には、「舗装の環境負荷低減に関する使用により約13％のCO2 削減効果が得られる。

算定ガイドブック」8）を参考にした。

前述したように、中温化Ⅱ型の混合物性状は、改質Ⅱ

CO2 排出量は、改質Ⅱ型混合物と比較して、中温化型と同等であることから、中温化技術は舗装の健全性をⅡ型混合物で5.7％削減、再生Ⅱ型混合物で11.9％削減確保しつつ、脱炭素社会実現に貢献できる。と、削減率は約2倍となった。

（3）
リサイクル技術
リサイクル技術とは、アスファルト混合物に再生骨材14

これらより、再生骨材を有効利用することでCO2 を大きく削減できると判断できる。
改質アスファルト

その他
製造合計
輸送合計
材料合計

70
5.7％削減CO2 排出量（t-CO2）

60

11.9％削減50

4．おわりに
本報では、脱炭素社会実現に向けたポリマー改質アスファルトの技術について紹介した。
現在では、CO2 排出量削減に貢献できるポリマー改40

質アスファルトを各メーカーが多く取り揃えているもの30の、コストメリットの観点からあまり普及していないのが実情である。社会全体で脱炭素社会実現に向けた取り20組みを進めている中、アスファルト舗装分野においても10真摯に取り組む必要があるため、脱炭素社会に寄与でき0るポリマー改質アスファルトの積極的な利用を、関係者
改質Ⅱ型

図－12

中温化Ⅱ型

再生Ⅱ型

再生Ⅱ型混合物のCO2排出量の方々には是非ご検討いただきたい。
当協会では、今後もポリマー改質アスファルトの開発および規格検討、関係機関との情報交換を通して、多様（4）長寿命化、中温化、リサイクル技術の併用
最後に、長寿命化、中温化、リサイクル技術をすべてなニーズに応える活発な活動を継続していく所存である。

取り入れた、中温化再生ポリマー改質アスファルトⅡ型（以下、中温化再生Ⅱ型）のCO2 排出量の試算結果につ参考文献いて紹介する。

1）新田、「アスファルト舗装に関する二酸化炭素排出量

改質Ⅱ型、再生Ⅱ型、中温化再生Ⅱ型をそれぞれ用いた混合物を800t製造時した際のCO2 排出量を図－13に示す。なお、再生骨材の使用量は、再生Ⅱ型、中温化について」、アスファルト、vol.64、No.237、pp.5〜
8、2021
2）（公社）日本道路協会、「舗装の環境負荷低減に関するガイドブック」、2014

再生Ⅱ型ともに50％とした。
中温化再生Ⅱ型を用いた混合物は、改質Ⅱ型混合物に

3）丸山ら、「ポリマー改質アスファルトⅡ型混合物舗装比べて18.1％削減できる。これは、再生Ⅱ型の削減率のLCC評価と適用範囲」、改質アスファルト29号、の1.5倍であり、技術を組み合わせることで、CO2 排出20074）寺田ら、「耐流動性評価指標とわだち掘れの関係」、量をさらに大きく削減できることがわかる。

舗装、Vol.54、No.2、201970

CO2 排出量（t-CO2）

60

11.9％削減

18.1％削減

50

その他
製造合計
輸送合計
材料合計

5）田中ら、高機能舗装の基層に使用するポリマー改質
アスファルトの耐久性評価、土木学会第65回年次講演概要集、V-069、20106）舌間ら、「重荷重車両が走行しても塑性変形抵抗性に40

優れるバインダの開発」、第32回日本道路会議 、3020177）日本道路協会、「環境に配慮した舗装技術に関するガ

20

イドブック」、20091008）日本道路協会、「舗装の環境負荷低減に関する算定ガ
改質Ⅱ型

図－13

No.59 2022

再生Ⅱ型

中温化再生Ⅱ型

イドブック」、2014

中温化再生Ⅱ型のCO2排出量15