〈技術報文〉

舗 装 の 性 能 向 上 に 貢 献 す る
ポ リ マ ー 改 質 ア ス フ ァ ル ト
鈴木とおる＊

平成 24 年 3月1日～ 2日に東京都渋谷区で開催された「第 90 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いたします。

2．ポリマー改質アスファルト

1．はじめにわが国における道路整備は日本経済の発展とともに改質アスファルトは、改質する方法の違いによって、成長し、現在までに120万㎞にもおよぶ道路網を構築

PMA、セミブローンアスファルトおよび硬質アスファしてきた。道路網は、国民の生活を支え、災害時にもルトなどに分けられる。

大きな役割を担っている。しかし近年、社会情勢の変

PMAと称するものは、ストレートアスファルトにポ化からその予算が縮小する一方で、これまで整備してリマーや添加剤を加えて製造するものであり、ポリマーきた舗装ストックの老朽化に伴う維持管理費が増加しはストレートアスファルトの感温性や粘着性を改善し、ている。

添加材は剥離抵抗性などの性質を改善している。

よりよい道路を提供しつづけるためには、これまでアスファルトに使用されるポリマーは、歴史的に振以上に効率よくかつ効果的に道路舗装を管理していく

り返ると、SBR等のゴム系材料あるいはEVA（エチレことが求められている。

ン・酢酸ビニル共重合体）等の熱可塑性樹脂といった今回、開催されたアスファルトゼミナールでは、「舗様々な材料が使用されてきた（図−1）。しかし、近年装の性能と発注」というテーマで、道路整備の現状、では、SBS（スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体）維持管理の課題および舗装性能の高度化に向けた取りという熱可塑性エラストマーのアスファルトへの応用組みが各機関より紹介された。当協会においてもポリが実用化され、今日のPMAにおける改質材の主流とマー改質アスファルト（以下、PMA）の技術を通じて、なっている。

アスファルト舗装の性能向上を目的とした活動を行っ

このポリマーは、低温から高温に至る幅広い温度領ている。現在、PMAは舗装の耐久性向上だけでなく、域において、それまでのポリマーにはない優れた改質

交通安全対策や沿道環境改善としても利用され、道路効果を発現するとともに、施工性にも優れる特長を有舗装の必需品になっている。アスファルトゼミナールしている。この特長に着目してポリマーおよび改質ア

では、舗装の性能向上を切り口に、PMAの基本技術、スファルトのメーカーは盛んにその研究を進め、そのその歴史および各種 PMAの性能を紹介した。

結果、現在のポーラスアスファルト舗装用のバインダ以下に、その内容について報告する。

（PMA-H 型）に代表されるように、様々な性能を有するPMAが開発されるようになった。

＊すずき12

とおる

一般社団法人

日本改質アスファルト協会

技術委員 （ニチレキ株式会社 技術研究所）

改質アスファルト

1950

わだち掘れ

ひび割れ

多様化

1960

1980

2000 2010 年代

改質材

1970

1990

2−1 ポリマー改質アスファルトの歴史

現在

PMAのこれまでの歴史は表−1に示すとおりであり、改質材の変遷から、大きく5つの期に分けること

Ⅰ型①SBR

Ⅱ型②EVA、EEA③①+②+SISができる。

多様化する改質As

これによれば、PMAの歴史は、求められる舗装のⅡ型

低温から高温まで優れた
パフォーマンス

④SBS

図−1

Ⅰ型
Ⅱ型
Ⅲ型
Ｈ型

改質材
（ポリマー）の歴史 1）
表−1

歴史要求性能とともに発展してきたことがわかる。

鋼床版用
積雪寒冷地用
高耐久型
交差点用
薄層舗装 等中温化

西暦

PMAの歴史 2）

概要

改質Ａｓ

求められる舗装性能

1947（米で合成ゴムラテックス入りの試験施工）

第Ⅰ期

1950～

改質アスを使用した小規模試験舗装。 北海道大学がゴム入りアスの研究を開始。

第Ⅱ期

1960～

研究成果（SBR/NRラテックス）を使用した積雪寒冷地での試験施工。札幌市 1965 年。

ゴム入りAs

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の供用性の検討のための本格的試験舗装の実施

樹脂入りAs
セミブローンタイプ
本四改質Ⅰ型

交通量増加に伴う流動わだち掘れ対策

第Ⅳ期

1978～

改質アス（ゴム入りAs）舗装の技術向上のための研究開始。ゴム入りAsの標準的性状が舗装要綱に記載

筑波１号
ゴム樹脂入りAs
改質Ⅰ型、
Ⅱ型

重交通路線の流動わだち掘れ、スパイクタイヤによる摩耗わだち掘れ、ひびわれの破損に対する本格的試験施工

1988～

改質材の変換：熱可塑性エラストマー（SBS）
排水性 / 低騒音舗装の普及に伴い高粘度 Asが急増し、また、各種の要求性能に対応した改質Asが施工される。品質の標準化（JMAAS-01）
2006 年 舗装施工便覧改定で名称が変更

ポリマー改質As
Ⅰ型､Ⅱ型
Ⅲ型
Ⅲ型-W、-WFＨ型
Ｈ型-F等

要求性能の多様化
超重交通 ､ 橋梁 ､ 鋼床版
ポーラスアスファルト
積雪寒冷地
高耐久等

第Ⅴ期

①第Ⅰ期

主に舗装路面の荒れ、ひび割れへの対応
飛散抵抗性、摩耗わだち掘れ対策

では、クラックの発生を招くなどの課題も生じた。

第Ⅰ期は1950年代であり、舗装路面の荒れやひび

この頃より、ゴム系以外の改質材の検討が進み、その割れへの対応として、試験的にゴムを添加したアスファ中で、靭性にも優れた樹脂入りアスファルトが注目された。

ルトが国内で初めて使用された。
④第Ⅳ期
②第Ⅱ期

第Ⅳ期は、流動わだち掘れ、摩耗わだち掘れおよ

第Ⅱ期は、ゴム入りアスと称する改質アスが、開粒びひび割れの3 種類の破損が道路舗装の問題となり、度混合物を用いたすべり止め舗装の骨材飛散および積その対策としてゴム系と樹脂系のポリマーを併用した雪寒冷地域におけるタイヤチェーンの摩耗わだち掘れPMAが開発され、本格的な施工が実施された。また、の対策として適用された。

この頃より、改質アスファルトがアスファルト舗装要綱に記載され、一般材料として普及が始まった。

③第Ⅲ期
第Ⅲ期は、経済発展に伴う本格的なモータリゼーショ⑤第Ⅴ期

ンが到来し、交通量の増加や交通荷重の増大による流第Ⅴ期は、SBSを用いたPMAの時代到来である。

動わだち掘れが社会問題になり、舗装の塑性変形抵抗PMAの技術向上に併せるように、道路舗装に対する性を向上させるために、様々な改質アスファルトが適要求性能が多様化し、それにより様々なバインダが開用された。しかし、硬くするだけの改質アスファルト発されていった。代表例には、塑性変形抵抗性が向上

No.39 2012

13したもの、混合物の剥離抵抗性やたわみ抵抗性が向上

これらのバインダの特長は、表−4および表−5に示すしたもの、さらにはポーラスアスファルト用のバインダとおりであり、PMAを選定する際の参考にして頂きたい。

が挙げられ、用途や種類も様々に広がった。
また、PMAが多様化するのに伴って、バインダ性状

2−3 特殊なポリマー改質アスファルトの標準化および新たな試験法の確立が求められるよう

表−2〜表−5に示す一般品の他にも、高耐久型になり、公的機関との共同研究を通じて新たな評価法

ポーラスアスファルト用などの様々なPMAが、各メーおよび品質規格が定められた。

カーより市販されている。
特に、ポーラスアスファルト舗装に対しては、混合2−2 ポリマー改質アスファルトの規格物の耐久性を確保するためにバインダの性能に頼ると現在のPMAの品質規格を表−2に、その主な用途ころが大きいことから、多くの種類が開発されている。

を表−3に示す。
Ⅰ型〜Ⅲ型は、密粒度および粗粒度等の混合物に用いられ、塑性変形抵抗性が求められる大型車交通量の大きさに応じて、Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型の順で適用される。
また、橋面舗装のように剥離抵抗性が求められる用途に対してはⅢ型 -W（Water-resistance）や可撓性を付与して疲労抵抗性を向上させたⅢ型 -WF（Flexibility）があり、コンクリート床版上および鋼床版上の橋面舗

表−4
性能項目

バインダ性能耐流動性（ストアス）＜Ⅰ型＜Ⅱ型＜Ⅲ型、Ⅲ型 -W、Ⅲ型 -WF

耐摩耗性（ストアス）＜Ⅰ型＜Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅲ型 -W、Ⅲ型 -WF

はく離抵抗性 （ストアス）＜Ⅰ型＜Ⅱ型＜Ⅲ型＜Ⅲ型 -W、Ⅲ型 -WF
たわみ性

ポーラスアスファルト舗装用のバインダには、H 型および H 型 -Fがあり、前者は一般地域用、後者は寒冷地域用に適用される。

（ストアス）＜Ⅰ型＜Ⅱ型＜Ⅲ型、Ⅲ型 -W＜Ⅲ型 -WF

疲労抵抗性 （ストアス）＜Ⅰ型＜Ⅱ型＜Ⅲ型、Ⅲ型 -W＜Ⅲ型 -WF

表−5

装に適用される。

PMAの種類と特長①

PMAの種類と特長②（ポーラスアスファルト用）
性能項目

バインダ性能ポーラスアスファルトの低温時の骨材飛散抵抗性

Ｈ型

＜Ｈ型-F

表−2 ポリマー改質アスファルトの品質規格 3）
ポリマー改質アスファルト

種類
Ⅰ型

項目

Ⅲ型

付加記号

軟化点
伸Ⅱ型

度

H型
－W

56.0以上－WF－F℃

50.0以上70.0以上80.0以上

（ 7℃）
㎝

30以上

――――（15℃）
㎝―

30以上

50以上

50以上

―

タフネス（25℃）
N・m

5.0以上

8.0以上

16以上

20以上

―

テナシティ（25℃）
N・m

2.5以上

4.0以上

―

―

―

粗骨材の剥離面積率

％

―

―

―

フラース脆化点

℃

―

―

――

曲げ仕事量（-20℃）
ｋPa

―

―

―

曲げスティフネス（-20℃）
ｋPa―――針入度（25℃）


5以下

―

―-12以下

―

-12以下

―

―

―

400以上

―

―

―

100以下

1/10 ㎜40以上

薄膜加熱質量変化率

％

0.6以下

薄膜加熱後の針入度残留率

％

65以上

引火点

℃

260以上

密度

g/ ㎤

試験表に付記最適混合温度℃

試験表に付記

最適締固め温度

℃

試験表に付記付加記号の略字 W：耐水性（Water-resistance）、F：可撓性（Flexibility）

14

改質アスファルト

表−3 ポリマー改質アスファルトの種類と用途 3）


種類

Ⅰ型

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

一般的な箇所

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－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◎

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）◎：適用性高い、○：適用可能、空欄：要検討

主だったものは以下に示すとおりである。

⑤再生改質混合物用
アスファルト舗装からの発生材が再利用できるよう①高耐久型ポーラスアスファルト用
H 型の骨材把握力をさらに高めることで、ポーラスアスファルト舗装の耐久性向上が図れ、混合物の高空に設計されたPMAであり、Ⅱ型を対象としたものから、最近ではポーラスアスファルトを対象としたものが開発されている。

隙率化および小粒径化が可能になる。
排水能力および低騒音性の向上として、使用される。

⑥重荷重用
物流コンテナヤードでは、コンテナを運搬する車両②寒冷地高耐久型ポーラスアスファルト用
H 型 -Fよりも、低温時の骨材飛散抵抗性がさらにの大きな輪荷重によって、一般の道路舗装よりも大きなわだち掘れが発生しやすい傾向にある。重荷重優れたバインダであり、積雪寒冷地域の耐久性向上を用は、Ⅲ型よりも塑性変形抵抗性を高めることで、こ目的に使用される。のような条件下にあっても、供用期間を延長することができる。

③ねじれ抵抗性改善型ポーラスアスファルト用
混合物の高温時における強度が高く、ねじれに対する骨材飛散抵抗性が改善する。重交通路線の交差点部に使用される。

⑦中温化混合物用
地球環境保全の観点から、全産業分野で低炭素社会の実現に向けた取り組みが求められている。
このPMAは、改質アスファルト混合物の取り扱い④鋼床版上のポーラスアスファルト用
可撓性に優れたバインダであり、ポーラスアスファルト混合物のたわみに対する追従性および疲労抵抗性が向上し、鋼床版上のポーラスアスファルトに使用される。
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温度を従来よりも低くすることができることから、混合物製造時の骨材加熱に必要な燃料消費量が削減でき、今後の利用促進が期待されるバインダである。
近年、最も新しいタイプのPMAであり、次章でさらに詳しく紹介する。

15

⑧その他

その後は道路予算の大幅な削減による工事量の減少

上記以外にも周囲景観との調和に対するカラー用のにともない、徐々に需要は減少もしくは横ばいの傾向

バインダおよび舗装厚さを薄くして路面機能を回復さにあるが、混合物全出荷量に対する改質アスファルトせる薄層舗装用のバインダがある。

混合物の比率は増加傾向を示している。

このように、PMAは路面機能の多様化およびコスト縮減に貢献している。

2−5 ライフサイクルコスト
PMAを用いることによるライフサイクルコストの低

また、プレミックスタイプのPMAが現在の主流となっているが、少量でも混合物の製造が行えるプラン
トミックス用の改質材も市販されており、当協会からの資料等を参考にして頂きたい。

減に関して、図−3は、本誌に紹介された報文より抜粋したパフォーマンスカーブを示すものである。2）
報文によれば、累積大型車交通量に伴うⅡ型のMCI（維持管理指数）の変化は、ストレートアスファルトよりも緩やかであり、MCIが4以下で修繕を必要とした場

2−4 出荷量の推移と現状合のⅡ型の修繕期間はストレートアスファルトの1.8 倍

PMAの普及に関して、第Ⅴ期以降の出荷量の推移を図−2に示す。に延長する。
この修繕期間の延長に伴う経済性評価の算定結果

PMAは、初めてその適用が試みられてから年々数量は適用条件にもよるが、Ⅱ型を使用することによって、が増加し、さらには1988年のアスファルト舗装要綱の道路管理者費用は、40年間で508 億円低減すると報改定時によって一般材料として認知されたこともあり、告している。

急速にその需要がを伸ばしてきた。1989年頃には、高粘度アスファルト（現在のPMA-H 型）の適用が始まり、

10
●改質Ⅱ型

1996年に「排水性舗装技術指針（案）」が発刊されたのを期にその需要が急増した。2002年には43万トンとい8うこれまで最も多くのPMAが出荷された。なお、PMA総出荷量の内訳けは、Ⅱ型および H型が多くを占める。

502015出荷量（万ton）

6

要修線目安MCI＝4以下
4※：日本アスファルト合材協会・統計年報より集計

40

1030

改質Ⅱ型
y＝0.0076X2−0.4454x＋8.4325
R2＝0.9792

MCI■ポリマー改質アスファルト総出荷量■ポリマー改質アスファルトⅡ型出荷量■ポリマー改質アスファルトＨ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 ※20510改質アスファルト混合物比率
（％）

60

○ストアス

ストアス
y＝0.0101X2−0.7364x＋8.6925
R2＝0.9988
27.05百万台
002412.71百万台
68101214161820

累積大型車交通量（百万台/車線）図−3MCIのパフォーマンスカーブ 2）

3．中温化ポリマー改質アスファルト
ここでは、最近になって開発された中温化PMAに019919 3919 4919 5919 6919 7919 8920 9020 0020 1020 2020 3020 4020 5020 6020 7020 8020 9100

年度

図−2 ポリマー改質アスファルトの出荷量

16

ついて述べる。
中温化PMAとは、従来のPMAとバインダの性状が同じでありながら、混合物の締固め性を改善すること
改質アスファルト

により、混合物の製造温度および施工温度を従来より（3）施工性
写真−1は中温化混合物の施工状況である。施工低くすることができるバインダである。
現在、PMAの中でも特に需要の多いⅡ型やH 型に対する技術開発が進み、多くの製品が市場に投入されは一般の施工機材で行え、通常より30℃低い温度においても施工性は良好である。ている。
それらの取り扱い温度や施工事例などを以下に紹介する。
＋121.2℃（1）混合物の製造温度＋125.4℃

従来のPMA 混合物の製造温度は170〜180℃であるのに比べ、中温化 PMAはそれより30℃程度低い

中温化混合物の施工状況（Ⅱ型）4）

写真−1

140〜150℃で混合物を製造することができる。このことは、PMAがストレートアスファルト混合物と同等あるいはそれ以下の温度で混合物を製造すること（4）締固め度
図−5は現場の締固め度を示したものである。締固が可能であることを示している。

め度は平均で 98.8％であり、冬期の施工においても、（2）混合物の締固め性

Ⅱ型および H 型ともに98.1％以上の締固め度が得られ

図−4は、中温化ポリマー改質アスファルト混合物ている。の締固め性に関する評価事例である。締固め温度を変えたマーシャル供試体の密度によって混合物の締100.099.9

全平均98.8%低くした温度においても、一般のPMAと同等の密度

150

140

図−5130120110

締固め温度（℃）

図−4

締固め温度と締固め度の関係 4）

⑤H
23.2

④H.2
2322.11
③H

中温化

9493
160

①H95.11

一般品

2295.0

22.8

締固め度
（%）

締固め可能温度領域

H

Ⅱ型

96H型

9798.1型

96.098Ⅱ型

9998.298.8

97.0

②H

目標とする
締固め度99％以上

100

締固め度
（%）

10198.0Ⅱ型●中温化ポリマー改質アスファルトⅡ型▲ポリマー改質アスファルトⅡ型

Ⅱ型

98.499.1

23.299.0を得ることができる。

⑥H

固め性を評価した結果、中温化 PMAは従来より30℃

各種現場ごとの締固め度 5）100（5）供用性
写真−2は、N7 交通路線で、表層にH 型、基層にⅡ型の中温化 PMAを使用した施工現場の事例である。施工後、約1年半を経て、重交通道路にあっても良好な供用性を示すことが確認された。

No.39 2012

17参考文献1）A KIYOSHI HANYU：Transition of Polymer Modified
Asphalt in Japan ／ 5th International Committee on
Road and Airfield Pavement Technology 2005.5
2）深 代勝弘：ポリマー改質アスファルトの将来展望／改質アスファルト№ 313）日
 本改質アスファルト協会：ポリマー改質アスファ
ルトポケットガイドブック2010.84）平 戸利明：プレミックス型中温化ポリマー改質アスファルトの開発／改質アスファルト№ 36
写真−2

供用状況（Ｈ型）6）5）小 野寺陵太郎：中温化ポリマー改質アスファルトに関する評価／改質アスファルト№ 37

現在、全国各地において、中温化PMAを用いた混6）丸 山陽：中温化改質アスファルトを用いた施工に合物の施工が行われている。製造温度を下げて施工す

関する効果検証報告／第29回日本道路会議論文集

る低炭素舗装を目的とする施工以外にも、寒冷期の施№ 3081

工性改善あるいは早期交通開放を目的に施工する場合など、使用目的も多岐に渡っている。
これらのことから、中温化PMAの利用が進み、その施工実績は10万㎡を越すとされる。

4．おわりに舗装の要求性能に着目し、ポリマーの変遷や技術の動向などを紹介した。
日本改質アスファルト協会では、時代要請に対応した様々な特性をもつPMAの開発を進めている。道路
予算が削減に向かうなか、今後も常に安定した品質の製品提供に努めるとともに、さらなるパフォーマンス向上やコスト縮減への取り組みが問われている。また、利用が進んでいる特殊用途のPMAに関しても、品質の標準化を進めて利用者が活用しやすい情報の提供にも努める必要がある。
当協会では、関係各位からの御指導をいただきながら、今後もポリマー改質アスファルトの技術開発を通じて社会貢献を図るべく活動して参りますので、変わらぬご支援やご愛顧のほどを、この場を借りてお願い申し上げます。

18

改質アスファルト