JP2001158857A - アスファルト組成物 - Google Patents

アスファルト組成物

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JP2001158857A
JP2001158857A JP34318999A JP34318999A JP2001158857A JP 2001158857 A JP2001158857 A JP 2001158857A JP 34318999 A JP34318999 A JP 34318999A JP 34318999 A JP34318999 A JP 34318999A JP 2001158857 A JP2001158857 A JP 2001158857A
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asphalt
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asphalt composition
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Iwao Takeda
巌 竹田
Hiroshi Tamiya
弘志 田宮
Kaori Harada
かおり 原田
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Mitech KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アスファルト中で補強繊維を均一に分散させ
て、アスファルトの耐流動性、耐摩耗性及び耐クラック
性の向上を図る。 【解決手段】 本発明によるアスファルト組成物は、ア
スファルト100重量部と、疎水化セルロース繊維0.
05〜5重量部とを含むので、疎水化されたセルロース
繊維がアスファルト中で均一に分散して、アスファルト
の機械的強度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アスファルト組成
物、特に補強繊維を含有したアスファルト組成物の技術
に属する。
【0002】
【従来の技術】主に石油精製時に減圧蒸留残査として得
られる高級炭化水素からなるアスファルトは、道路の舗
装に多く用いられる。道路舗装にアスファルトを使用す
る際、砕石、砂及び石粉と共にアスファルトは加熱下の
柔らかい状態で路上に敷き詰められ、ローラで固められ
て温度が低下した後、人や車の通行に耐え得る硬い路面
を形成する。アスファルト道路は、近年の車社会におけ
る交通量の激増で、歪み、磨耗等の劣化が早期に生じる
ため、アスファルト中に補強材又は改質剤を混合して、
アスファルトの機械的強度及び耐久性の向上を図ってい
る。例えば、特開平5−98165号公報は、ポリオレ
フィン系の強化繊維をアスファルトに混合して、大きい
耐久性、可撓性及び剪断耐性を得る舗装用組成物を開示
する。また、特開平5−112724号公報は、アスフ
ァルト舗装廃材からなる再生骨材混合物にα−セルロー
スによって代表される微細繊維状物を配合して、耐流動
性を損ねることなく十分な疲労抵抗性を付与する再生加
熱アスファルト混合物を開示する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】強化繊維としてポリオ
レフィン系繊維又はα−セルロース繊維を用い、道路に
舗装されたアスファルトの機械的強度の向上を図る従来
の技術では、アスファルトの粉末又は溶液中で強化繊維
が均一に分散せず、舗装されたアスファルト中で機械的
強度が均一にならない。即ち、ポリオレフィン系繊維を
強化繊維として使用すると、静電気等により繊維が帯電
して繊維間で互いに引きつけ合うため、アスファルト中
で分散せずにポリオレフィン系繊維のムラができた状態
で固化するおそれがある。また、α−セルロースは、水
酸基を多く含み、分子間で互いに水素結合して凝集する
ことが多い。従って、舗装されたアスファルト中で強化
繊維の濃度が不均一となり、交通量の多い道路や高温等
の悪条件下では、アスファルトの流動化、磨耗及びクラ
ックが発生する。そこで、本発明は、アスファルト中で
補強繊維を均一に分散できるアスファルト組成物を提供
することを目的とする。また、本発明は、アスファルト
の耐流動性、耐摩耗性及び耐クラック性の向上を図れる
アスファルト組成物を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によるアスファル
ト組成物は、アスファルト100重量部と、疎水化セル
ロース繊維0.05〜5重量部とを含む。セルロース繊
維の疎水化によりセルロース繊維の滑性化、密度の増加
及び帯電防止を図ることができる。グルコースが1,4
−グルコシド結合した多糖類で、水酸基を多く含み水素
結合によりセルロース分子間で互いに結合し合うセルロ
ースは、粉体又は液体中で分散性が悪い。セルロース繊
維の表面を疎水化処理すると、繊維間の滑性が増加し、
セルロース分子間で絡まらず、結合し難くなるので、多
数のセルロース繊維が一体となる塊状形成を抑制するこ
とができる。また、セルロース繊維の比重が増加すると
共に、セルロース繊維の帯電を防止するので、セルロー
ス繊維の比重がアスファルトに接近すると共に、帯電に
よるセルロース繊維間の付着を阻止することができる。
このため、アスファルト中でセルロース繊維の均一な分
散を達成できる。従って、疎水化されたセルロース繊維
は、アスファルトの全域にわたりほぼ等密度で均一に分
散する。親水性が低下した疎水化セルロース繊維は、舗
装されたアスファルトの劣化原因である水、空気等によ
る影響を受け難くなり、優れた耐環境性を備えている。
疎水化セルロース繊維をアスファルトに混合すると、ア
スファルトの耐流動性及び耐磨耗性が向上し、アスファ
ルトの形状安定性を生ずると共に、アスファルトの寿命
を延長することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるアスファルト
組成物の実施の形態を説明する。本発明によるアスファ
ルト組成物は、アスファルト100重量部と、疎水化セ
ルロース繊維0.05〜5重量部とを含む。疎水化され
たセルロース繊維をアスファルトの粉体又は液体中に混
合したアスファルト組成物は、セルロース繊維がアスフ
ァルト中で均一に分散されるので、アスファルトの機械
的強度が向上する。疎水化セルロース繊維の含有量は、
アスファルト100重量部に対して0.05重量部未満
では、アスファルト中の疎水化セルロース繊維の含有量
が少なすぎて、アスファルトの機械的強度が得られな
い。疎水化セルロース繊維が5重量部を超えると、アス
ファルトの動粘度が過度に増加するので、アスファルト
舗装の施工性が低下する。疎水化セルロース繊維の含有
量は0.2〜3重量部が好ましい。
【0006】セルロース繊維の疎水化剤は、シラン系カ
ップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニ
ウム系カップリング剤、シリコン油、フッ素油、シリコ
ン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂及びこれらで処理さ
れた無機粉末から選択された1種又は2種以上である。
シラン系カップリング剤は、トリメチルメトキシシラ
ン、ジメチルメトキシシラン、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン及びフル
オロメチルトリメトキシシランである。チタネート系カ
ップリング剤は、イソプロピルトリイソステアロイルチ
タネートイソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフ
ェート)チタネート、イソプロピルトリス(N−アミノ
エチル−アミノエチル)チタネート及びビス(ジオクチ
ルパイロホスフェート)エチレンチタネートである。ア
ルミニウム系カップリング剤は、エチルアセトアセテー
トアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリ
ス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテ
ートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモ
ノアセチルアセテートビス(エチルアセトアセテート)
及びアルミニウムトリス(アセチルアセテート)であ
る。
【0007】有機金属化合物である前記疎水化剤で処理
された無機粉末は、シリカ、酸化カルシウム、酸化マグ
ネシウム、酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸
化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、ケイ酸カル
シウム、ケイ酸マグネシウム及びケイ酸アルミニウムで
ある。
【0008】セルロース繊維100重量部に対して0.
1〜10重量部の疎水化剤を使用する。疎水化剤が0.
1重量部未満であると、疎水の効果が小さくアスファル
ト中でセルロース繊維が完全に分散しない。疎水化剤が
10重量部を超えてもセルロース繊維の分散性は変わら
ない。好ましくは0.5〜5重量部である。セルロース
繊維は、水溶性有機溶剤中で疎水化剤と共に撹拌混合し
て疎水化するが、水溶性有機溶剤は、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコール又はアセトンを使用する。
【0009】セルロース繊維は、木材、葉、茎、ジン皮
及び種子毛の繊維並びにこれらの再生繊維から選択され
た1種又は2種以上である。針葉樹、広葉樹等の木材、
麻、亜麻、ラミー、マニラ麻、ミツマタ、コウゾ、ガン
ピ、ワラ、バカス、竹等の葉及び木綿、綿、カポック等
の種子毛の繊維並びにこれらで作られた新聞紙、本等の
紙及び着物、カーテン等の布の再生繊維を使用できる。
【0010】例えば、竹のセルロース繊維の性状は、白
色の外観を有し繊維長が10〜50μm、水分が約7.5
%以下であり、5%水溶液ではpH4.0〜6.0である。
アスファルト100重量部に対して竹のセルロース繊維
を0.05〜5.0重量部混合する。好ましくは0.1〜
1.0重量部である。また、再生パルプは、撹拌機中に
温水、古新聞紙及びカセイソーダ等の薬品を入れ撹拌し
て繊維を解きほぐしインキを分離する。これを分離機で
発生する泡にインキを付着させて除去する。同時に他の
異物を除去して洗浄機で洗浄後、乾燥すると古新聞紙を
原料とした再生パルプが得られる。再生パルプの性状
は、灰色の外観を有し繊維長が20〜850μm、水分
が約6%であり、5%水溶液ではpH7.0である。アス
ファルト100重量部に対して再生パルプを0.05〜
5.0重量部混合する。好ましくは0.1〜1.0部であ
る。竹のセルロース繊維又は再生パルプのアスファルト
100重量部に対する含有量は、0.05重量部未満で
あると、セルロース繊維の含有量が少なすぎて、舗装さ
れたアスファルトの耐流動性、耐摩耗性の効果が得られ
ない。5.0重量部を超えても前記効果は変わらない。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。部数は重量部である。 [実施例1及び2]実施例1は、竹のセルロース繊維
(商品名:テクノセル1004 エムアンドイー社製)
100部、メチルトリメトキシシラン3部及びイソプロ
ピルアルコール50部を撹拌混合し乾燥した後、120
℃で30分間硬化させて疎水化させた竹のセルロース繊
維を得た。実施例2は、平均粒径21μmの酸化カルシ
ウム粉末100部、エチルアセトアセテートアルミニウ
ムジイソプロピレート2部及びメチルアルコール40部
を撹拌混合し乾燥した後、120℃で30分間硬化させ
て疎水化酸化カルシウム粉末を得た。更に、再生新聞紙
粉末100部及び前記疎水化酸化カルシウム粉末1.5
部を撹拌混合し、再生新聞紙粉末中にシリコン樹脂粉末
を均一に分散させて、疎水化再生新聞紙粉末を得た。
【0012】ストレートアスファルト100部に対し
て、実施例1は疎水化させた竹のセルロース繊維0.2
部を混合し、実施例2は疎水化再生新聞紙粉末1部をそ
れぞれ混合して本発明によるアスファルト組成物を調整
した。ストレートアスファルトは針入度が60〜80の
ものを使用し、後記のストレートアスファルトは全て同
様である。各条件下の特性試験の結果を表1に示す。試
験項目は、針入度、軟化点、伸度、フラース脆化点、タ
フネス及びテナシティの測定をアスファルト舗装要項に
より測定し、60℃粘度を石油学会法により測定した。
タフネス(靱性)及びテナシティ(執着性)はバインダ
の骨材に対する把握力及び粘着力を示し、フラース脆化
点はバインダの低温時の脆さの程度を示す。
【0013】[比較例1及び2]比較例1は、ストレー
トアスファルト100部のみであり、比較例2はストレ
ートアスファルト100部に対して、繊維長0.1〜2
0mmのポリプロピレン及びポリエステルの二成分繊維6
部を混合してアスファルト組成物を調整した。各条件下
における特性試験の結果を表1に示す。試験項目は実施
例1及び2と同じである。
【0014】
【表1】
【0015】一般に、アスファルト組成物は、バインダ
として200℃の動粘度300cSt(ストークス)以下
が高温時の混練作業性の指標であり、140℃で動粘度
3000cSt以下が転圧時の作業性の指標である。表1
に示すように、実施例1及び2はこの条件を十分に満足
した。また、実施例1及び2のアスファルト組成物は、
タフネス、テナシティ及びフラース脆化点が比較例2の
アスファルト組成物に劣らない値であった。
【0016】[実施例3及び4]実施例1及び2のアス
ファルト組成物を用い、表2に示す骨材粒度分布の密粒
度アスファルトコンクリート(13)でアスファルト舗
装組成物を調整した。使用した骨材は6号砕石、7号砕
石、粗目砂、細目砂及び石灰石粉末である。この突固め
混合物の特性試験を行った結果を表3に示す。試験項目
でマーシャル安定度及び動的安定度はアスファルト舗装
要項により測定した。
【0017】[比較例3及び4]比較例1及び2のアス
ファルト組成物を用いた以外は実施例3及び4と同じで
ある。
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】表3に示すように、ホィールトラッキング
試験により耐流動性を評価する動的安定度は、実施例3
及び4はそれぞれ4400回/分及び5900回/分であ
り、ストレートアスファルトのみ使用した比較例3の7
45回/分より大きく、ポリプロピレン及びポリエステ
ルの二成分繊維を使用した比較例4の4100回/分よ
りも大きい値を示した。耐摩耗性を示すスパイク摩耗量
は、実施例3及び4が11.8cm2及び10.1cm2であ
り、比較例3及び4の15.1cm2及び12.3cm2よりも
小さい値を示した。低温時のクラック発生防止性を示す
曲げ試験による脆化点は、実施例3及び4は+2及び+
1であり、比較例3の+7より小さく、比較例4の+2
に劣らない値を示した。
【0021】
【発明の効果】本発明では、疎水化セルロース繊維をア
スファルトに混合することにより、アスファルト組成物
の耐流動性及び耐磨耗性を改善し、道路等の舗装に使用
するアスファルトの機械的強度を増大し、寿命を延長す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 AB012 AG001 DE076 DE086 DE146 DE236 DE246 DJ006 DJ016 FA086 FB086 FB096 FB166 FB266 FD206 GL00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アスファルト100重量部と、疎水化セ
    ルロース繊維0.05〜5重量部とを含むことを特徴と
    するアスファルト組成物。
  2. 【請求項2】 シラン系カップリング剤、チタネート系
    カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シリ
    コン油、フッ素油、シリコン樹脂、フッ素樹脂、アクリ
    ル樹脂及びこれらで処理された無機粉末から選択された
    1種又は2種以上であるセルロース繊維の疎水化剤を含
    む請求項1に記載のアスファルト組成物。
  3. 【請求項3】 セルロース繊維は、木材、葉、茎、ジン
    皮及び種子毛の繊維並びにこれらの再生繊維から選択さ
    れた1種又は2種以上である請求項1に記載のアスファ
    ルト組成物。
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