〈技術資料〉

復 興 事 業 に お け る ポ リ マ ―改 質 ア ス フ ァ ル ト の 役 割
苦木健吾＊

平成26年2月13日、14日に仙台で開催された第92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。
ファルトの感温性や粘接着性といった物理性状を改質し1．はじめに当協会は、ポリマー改質アスファルト（以下、PMA）の技術を通して、アスファルト舗装の性能および耐久性の向上を目指し、道路インフラの健全性を確保・向上することを目的とした活動を行っている。

たもので、道路舗装に使用した際、混合物の性能を向上させたものである。
PMAは、プラントミックスタイプとプレミックスタイプの2つに大別される。

今回のアスファルトゼミナールのテーマは「復興がす①プラントミックス用改質材すむ東北地方の舗装」となっており、「復興事業におけプラントミックスタイプは少量出荷対応が可能、各グるPMAの役割」と題し、改質アスファルトの歴史、現レードに対応した製品が市販されている（表−1）。近年

在のPMAの基本技術と性能、および東日本大震災におでは改質材を専用の機械で投入する方法もあり、大規模いて改質アスファルトメーカーの果たした役割についてな施工にも適用可能となっている。

紹介した。

②プレミックス用改質材

以下にその内容を報告する。

プレミックスタイプとは、メーカーが事前にストレートアスファルトに改質材を混合したものを言う。
2.2 PMAとは2．PMA

PMAに使用されるポリマーの変革としては当初

2.1 PMAのタイプ
PMAとは、ストレートアスファルトにポリマーや性SBR（スチレン・ブタジエン系ラテックス）が使用され能改善を目的とした添加剤を改質材として添加し、アスた（図−1）。その後、流動わだち掘れ対策として硬いアスファルトが使用されたが、耐ひび割れ性が不十分のた

表−１ プラントミックス改質材

めEVA（エチレン・酢酸ビニル共重合体）等の熱可塑性ラテックスエラストマーが使用された。現在は、SBS（スチレン・粉体ペレット

ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体）が主に使用

改質材の形状されており、PMAにおける改質材の主流となっている。
SBSは高温領域（150〜180ºC程度）では流動性を示

途

改質Ⅰ型、Ⅱ型、改質Ⅱ型、Ⅲ型
H 型、再生改質

改質Ｈ型

し、常温領域ではポリスチレン部分が架橋点となり、ア装ドラム、1tonコ
ポリ袋
ンテナ

ポリ袋

スファルト中で三次元ネットワークを形成し、塑性変形

投入方法

専用ポンプ

手投げ

手投げ

適

小規模
〜大規模

小規模

小規模用
包用

＊にがき

常温領域でゴム弾性を持つポリブタジエン部分がアス

けんご 一般社団法人

No.43 2014に対する抵抗性が向上する（図−2）。また低温領域では、

日本改質アスファルト協会

ファルトの低温性状の改善に寄与し、低温域での破断に技術委員（昭和瀝青工業株式会社

技術センター）9

多様化 現在
わだち掘れ ひび割れ
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010年代
改質材

Ⅱ型②EVA、EEA

多様化する改質As

鋼床版用
Ⅰ型 積雪寒冷地用
Ⅱ型 高耐久型
低温から高温まで優れた
Ⅲ型 交差点用
パフォーマンス
H 型 薄層舗装 等
中温化

④SBS

舗装路面の荒れやひび割れ対策として、アスファルトには接着力や把握力の向上が求められた。改質材としてⅡ型③①＋②＋SISPMAに関わる技術的な変遷を示す（表−2）
。
第Ⅰ期

Ⅰ型 Ⅱ型

①SBR

2.3 PMAの変遷

は粉末ゴムや天然ゴム（NR）粉末などが試行されていた。
第Ⅱ期
混合物の骨材飛散の防止、および積雪寒冷地でのタイヤ・チェーンによる摩耗わだち掘れ対策として、粉末ゴ

図−1

ムではなくSBRラテックスやNRラテックスなどをア改質材（ポリマー）の変革スファルトに混合する検討が行われた。特にアスファル
トとSBRラテックスの混合性（相溶性）に着目した検討を行い、舗装用アスファルトの改質材として使用を開始した。
第Ⅲ期
本格的な経済発展によるモータリゼーションが到来、交通量や交通荷重の増加による流動わだち掘れが発生
ポリスチレンドメイン：高凝集力（DS向上）
ポリブタジエン：ゴム弾性（耐ひび割れ性向上）

図−2

SBSによるネットワーク形成の模式図し、主たる舗装の破損形態となった。塑性変形抵抗性を高めるためブローンアスファルトなどの「硬い」（ポリマー添加に依らない）アスファルトを用いた混合物が検討された。成果としてセミブローンアスファルト（AC‑強くなり、耐ひび割れ性も向上すると考えられている。

100）が一般的な材料として使用され、流動わだち掘れ

SBSはストレートアスファルトと混合すると、撹拌対策に効果が認められた一方、クラックが発生しやすい時間とともに微分散する（図−3）。アスファルト中にという課題もあった。この頃から、ゴムやラテックス系SBSが微分散するとPMAとして安定した性状が得ら以外のアスファルト改質材が検討されはじめ、可とう性れる。その他、添加剤としては、剥離防止剤、軟化剤お（柔軟性）の改善を目的としてEVA（エチレン・酢酸ビよび中温化剤などがある。

ニル共重合体）やEEA（エチレン・エチルアクリレート共重合樹脂）等の熱可塑性樹脂入りアスファルトが開発された。
第Ⅳ期

SBS

200μm

流動わだち掘れのほかに、スパイクタイヤによる摩耗わだちやひび割れ等の発生への対策として改質アスファ混合ルトの適用が検討され、本格的な舗装が実施された。まアスファルト

60min

90min
SBS相の膨潤た「アスファルト舗装要綱」に「ゴム入りアスファルトの標準的な性状」が記載され、一般材料とされたことにより、普及が加速した時期でもある。

120min図−310180min
SBS相の分散300minSBS相の微分散製造中のSBSの分散状態変化

第Ⅴ期
舗装の目的・用途の多様化に対応するため、種々の改質アスファルトが開発され、実用化された。
またアスファ

改質アスファルト

表−2
年代

西暦

改質アスファルトの変遷1）

概要

改質アスファルト

要求性能

第Ⅰ期

1950 〜

改質アスファルトの小規模試験舗装
北海道大学でゴム入りアスファルトの研究開始

第Ⅱ期

1960 〜

研究成果（SBR/NR）を使用した積雪寒冷地での試験施工

ゴム入りアスファルト

飛散抵抗性、摩耗わだち掘れ対策

第Ⅲ期

1967 〜

各種研究成果をもとに建設省（現国土交通省）、北海道開発局による改質アスファルトの本格的試験舗装の実施

セミブローンアスファルト
樹脂入りアスファルト
本四改質Ⅰ型

交通量増加に伴う流動わだち掘れ対策

ゴム入りアスファルトの技術向上のための研究開始
筑波 1 号（土木研究所、土研センター、日本ゴムアスファルト懇話会） ゴム樹脂入りアスファル※ゴム入りアスファルトの標準的性状がアスファルト舗装要綱 トに記載
改質Ⅰ型、Ⅱ型

重交通路線の流動わだち掘れ対策
スパイクタイヤによる摩耗わだ
ち掘れ、ひび割れ対策

1978 年

当協会の前身である「ゴムアスファルト懇話会」を設立

第Ⅳ期 1978 〜1980 年

粉末ゴムによる試行

主に舗装路面の荒れ、ひび割れの対策

名称を「日本ゴムアスファルト協会」に変更

第Ⅴ期 1988 〜

1992 年

改質アスファルトの普及
・舗装要綱に品質基準が示され一般材料化・改質材の変換：熱可塑性エラストマー（SBS）

多様な改質アスファルト
要求性能の多様化（付着性改善、超重交
超重交通道路、橋梁部、積通用、高粘度改質アス雪寒冷地域道路対策ファルト）

名称を「日本改質アスファルト協会」に変更

1995 年 「ゴム・熱可塑性エラストマー入り改質アスファルトポケットガイド」を発行

第Ⅵ期 1999 〜

排水性 / 低騒音舗装（ポーラスアスファルト舗装）の普及
日本道路公団（現 NEXCO）の設計要領第一集「舗装編」で高機能舗装が新規に加わり、高粘度改質アスファルトの使排水性舗装の適用場所の拡多様な排水性舗装用高用が原則とされる（1999）
大に伴う、高粘度改質アス
粘度改質アスファルト
改質アスファルトの標準的性状に、高粘度改質アスファルト、ファルトの多様化
付着性改善改質アスファルト、超重交通用改質アスファルトが加わる（2001）

第Ⅶ期 2006 〜

環境対応等の新技術開発への取り組み
改質アスファルトの名称を記号表記に変更（2006）

2009 年

Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅲ型
省エネルギー推進‑W、Ⅲ型 ‑WF、H 型、温室効果ガスの発生抑制
H 型 ‑F 中温化 PMA

一般社団法人「日本改質アスファルト協会」設立

ルト舗装要綱に品質基準が示され、改質アスファルトをファルト」と改められた。また種類についても従前の性使用した舗装のさらなる耐久性の向上、ならびに確認の状や用途を意味した名称から、Ⅰ型、Ⅲ型‑W、H型‑Fための試験法の確立などが求められた。この時期から、等の記号で表記するようになった。

改質材として熱可塑性エラストマー（SBSが主流）が利

さらに2008年以降には、温暖化対策を目的とし、一用されるようになった。

般的なPMAよりも20〜30℃低い温度で製造・施工温

第Ⅵ期度が可能な「中温化」
PMAが開発された。

排水性の適用箇所の拡大に伴い、これら空隙の大きい

このように改質アスファルトは時代の要請と共に様々舗装の耐久性向上に不可欠な高粘度改質アスファルトのな製品が研究・開発され、その時々のインフラの健全性研究が盛んに行われ、その性能・品質の向上がなされた。

確保に貢献してきた。今日ではPMAが、アスファルト

また日本道路公団（現NEXCO）の設計要領第一集に高混合物の全出荷量の15％程度を占めるほどに活用され機能舗装が新たに加わり、高粘度改質アスファルトの使ている（図−4）。またPMAを舗装事業に適用した際の用が一般的になったことも性能・品質の向上に大きく寄LCC（ライフサイクルコスト）については、ストレート与した。

アスファルトを用いた場合との比較検証を行い、道路管第Ⅶ期

理費用の低減が見込めるとの報告がなされている 2）。

舗装設計施工指針（平成18年版）の改訂に伴い、従前の「改質アスファルト」という呼称が「ポリマー改質アスNo.43 201411

用される（Ⅲ型は特に多い箇所向け）。

PMA 総出荷量

また橋面舗装には、特に耐水性（剥離抵抗性）や可とPMAＨ型出荷量
混合物全出荷量に対する改質アスファルト混合物の比率※：日本アスファルト合材協会・統計年報より集計

15401030205

う性（たわみ追従性）を向上させ、さらに疲労抵抗性に

PMA混合物比率（％）

50
出荷量（万ｔｏｎ）

20

PMAⅡ型出荷量

60

優れるⅢ型‑WやⅢ型‑WFがあり、コンクリート床版および鋼床版上の舗装に適用される。
なお付加記号 ‑W は耐水性 Water Resistance を、‑F は可とう性 Flexibility を向上させたバインダであることを示している。

10

ポーラスアスファルト舗装用のバインダとしては、H
02000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

0型とH型‑Fがあり、前者は一般地域用として、後者は年度

図−4

積雪寒冷地域用として使用される。

PMAの出荷量の推移

3.2 個別のニーズに対応したPMA
近年では、個別の交通条件や適用箇所のニーズに対応した様々なPMA製品が開発され、各メーカーにより製

3．今日の舗装におけるPMAの役割品化されている。主たる種類を以下に示す。

3.1 PMAの種類①中温化PMA

現在、広く普及し、当協会にて品質規格を設けている

中温化PMAは、混合物製造時の締固め特性を改良し、PMAを示す（表−3）。ここではそれぞれのPMAが実混合温度や施工温度を従来よりも低く設定することが可

現する混合物の機能、および適用箇所の目安を示す。

能なバインダである。

PMAは、適用箇所の要求性能に応じて開発、上市さ

一般に、中温化剤と呼ばれる添加剤を、予め配合したれているため、計画する交通条件に応じて、最適なプレミックスタイプのPMA、もしくは添加剤を混合工PMAを選択する事が望ましい。
Ⅰ型、Ⅱ型、およびⅢ型は、主に流動わだち掘れ対策場で投入するプラントミックスタイプを指し、従来のとして密粒度や粗粒度など空隙率の小さい混合物に用いPMAと類似したバインダ性状を有する。このため、アられ、大型車交通量に応じてⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型の順に適

スファルト混合物製造工場では従来と同様の設備、手順表−3 PMAの種類と用途3）
種類

Ⅰ型

ポーラスアスファルト混
密粒度、細粒度、粗粒度などの混合物に用いる。Ⅰ型、Ⅱ型、 合物に用いられる。ポリⅢ型は主にポリマーの添加量が異なる。
マーの添加量が多い改質アスファルト。

一般的な箇所‑WF‑F◎

大型車交通量が多い箇所◎

大型車交通量が著しく多い箇所及び交差点

骨材飛散抵抗性

H型

適用混合物

主な適用箇所

摩耗抵抗性

Ⅲ型
‑W

混合物機能

塑性変形抵抗性

Ⅱ型

付加記号

◎

積雪寒冷地域

◎

○○

◎

○○○

◎

耐水性

橋面（コンクリート床版）○○

たわみ追従性橋面（鋼床版）

たわみ小○○

たわみ大排水性（透水性）

◎◎

○○○

◎◎◎◎◎

◎：適用性が高い ○：適用可能、 無印：要検討

12

改質アスファルト

により中温化アスファルト混合物を製造・出荷することが可能となる。
中温化PMAを用いて、アスファルト混合物製造時の宮城工場が津波被災
3ｍ海水につかる。

混合温度を20〜30℃低下させることにより、発生する

宮城工場（東亜道路工業）地球温暖化ガスの発生量を15％程度削減することが可能との試算がある 4）。

仙台工場（ニチレキ）

また低炭素・省エネルギーを目的とする適用以外に、寒冷期等での施工性改善あるいは早期交通開放を目的と津波による浸水被害のほか建物及び製造設備等に損傷。

して利用することも可能であり、中温化PMAの用途は多岐にわたる。今後の適用拡大が期待されるバインダと図−6いえる。
②再生用PMA

東日本大震災における改質アスファルト工場被害状況

物、製造設備の損傷だけでなく津波の被害を受け、操業近年ではアスファルト混合物の再生利用技術の普及にできない状況となった（図−6）。

より再生加熱アスファルト混合物の製造割合が増加して大震災後の復旧にはまず人命救助部隊や医療チームをいる。アスファルト混合物を再生利用する場合、軟質アいち早く投入するために車両が通行できるルート啓開がスファルトあるいは再生用添加剤により、回収アスファ実施された。

ルトの針入度を調整、もしくは圧裂試験の圧裂係数を調4.2 東日本大震災後半年間のアスファルトの配送に整する必要がある。再生用PMAは、再生用添加剤と改ついて質材があらかじめ配合されており、新規アスファルト混

東日本大震災において東北太平洋沿岸部の生産・物流合物を製造する工程と同様に再生改質アスファルト混合拠点が被災した。大震災で被災した生産拠点を星印で示物を製造することが可能となる（図−5）。

す。これらの生産拠点が大震災の被害を受け、出荷でき70％

30％

アスファルト新規再生用
コンクリート ＋＋骨材
ポリマー改質アスファルト
再生骨材

方法
2

アスファルトストレートアスファルト
再生用
新規
あるいは
コンクリート ＋＋＋ 添加剤 ＋ 改質材
骨材
改質アスファルト
再生骨材

その間、ストレートアスファルトは唯一稼働できた関八戸（丸紅エネルギー）
青森（丸紅エネルギー）
秋田（JX）=

方法
1ない状況となった（図−7）。

改質再生アスファルト混合物

図−5 再生混合物の製造方法（再生骨材30％使用の例）

新潟西港（JX）
柏崎（竹中産業）
塩釜（丸紅エネルギー）

4．東日本大震災復興事業におけるPMAの果たした役割

上越（昭和瀝青工業）

仙台（JX）
鹿島（鹿島石油）

4.1 東日本大震災における被害状況

東亜川崎（昭和シェル）

平成23年3月11日14時46分に三陸沖を震源とした大規模な地震が発生した。地震の規模はマグニチュード

根岸（JX）千葉（コスモ石油）

9.0、日本周辺における観測史上最大の地震であった。
★
●■△

この地震によって大規模な津波が発生、最大で海岸から6㎞内陸まで浸水、震源域に近い東北地方の太平洋岸では、高い津波により甚大な被害がもたらされた。
宮城県にある改質アスファルト工場は地震による建No.43 2014

図−7

大震災で被災した生産拠点
油槽所
製油所
改質アスファルト工場

東日本大震災後半年間のアスファルトの配送

13

東エリアの製油所あるいは日本海側の油槽所からローリー配送された。PMAも同じく東北圏外から運搬され復旧のための材料供給に尽力した。

5．おわりに道路に求められる機能の変遷に着目し、その機能の実現のために進化してきたPMAの技術の変遷および東日今回の大震災の復旧には東北地方外から多くの物資を供給、この初期の復旧が、早期の復旧に貢献できたと考える。

本大震災における改質アスファルトメーカーの果たした役割について紹介した。
東日本大震災を経験し、道路の必要性を改めて考えさ

4.3 継続中である東日本大震災からの復興
震災直後被害のあった改質アスファルト工場も大震災後1年以内に操業を再開した。まだまだ続いている東北地方復興に改質アスファルトを供給できる体制は整っている（図−8）。

せられた。東日本大震災では人命救助部隊や医療チームをいち早く投入するために車両が通行できる救援ルートを啓開、早期の応急復旧作業が可能となった。
災害に強い道路とは、救援物資などの確実な輸送を実施するために道路ネットワークの充実、安全な避難経路

東北地方復興において地域的な特徴として冬季の気温の確保や患者の搬送を容易に行うことができる緊急施設の低さが留意すべき点と考えられる。このような地域にへのアクセスの向上、電線類の地中化などライフライン応じたPMA（表−4）を提供することで継続中である東機能の早期復旧など、被災に強いライフライン等が挙げ

日本大震災復興に当協会をあげて応援していきたい。

られ、今後も、それぞれの地域に適合したPMAを安定供給することが必要と考えられる。
今後も当協会は、関係各位からのご指導を賜りながら、青森工場（東亜道路工業）

PMAの技術の進化を通して、社会貢献を図るべく活動
青森工場（ニチレキ）

してまいります。さらに中温化PMA、再生用PMA等のニーズのある技術については、規格の制定ならびに品

東北工場（日進化成）

質の標準化を進め、利用される方々がわかりやすく、活用しやすい環境および情報の整備にも努めてまいりま

岩手工場（東亜道路工業）
秋田工場（ニチレキ）
山形工場（東亜道路工業）

東北工場（昭和瀝青工業）

す。これからも変わらぬご支援を頂きますようお願い申し上げます。

2012 年 12 月に操業開始
宮城工場（東亜道路工業）

参考文献

2011 年 5 月に操業再開

1）平戸、「更新時代の舗装技術におけるポリマー改質ア仙台工場（ニチレキ）

スファルトの役割」、改質アスファルトNo.41、日本

2011 年 10 月に本格稼動を再開
郡山工場（ニチレキ）

改質アスファルト協会（2013）
2）深代、「ポリマー改質アスファルトの将来展望」、改福島工場（東亜道路工業）

質アスファルトNo.39、日本改質アスファルト協会

図−8（2012）

現在の東北エリアの改質アスファルト工場

3）（一社）日本改質アスファルト協会、「ポリマー改質アスファルトポケットブック」（2010）
表−4 東北地方復興に有効なPMA
要求性能

適用

摩耗抵抗性向上（密粒度・細粒度・粗粒度）

ストアス→Ⅰ型、Ⅱ型

骨材飛散抵抗性（ポーラス）

14H型→H型‑F

寒冷期での施工性確保

中温化PMA

運搬距離が長い場合

中温化PMA

4）（一社）日本道路建設業協会、「環境保全を目指した中温化（低炭素）アスファルト舗装─中温化技術による加熱アスファルト混合物製造でのCO2 削減─ 」（2010）

改質アスファルト