JP2002080723A - アスファルト組成物、その製造方法およびそれを用いた舗装体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】舗装用材料として耐流動性、耐磨耗性、骨材把
握性などに優れ、かつ経済性のある改質アスファルト組
成物と、それを用いた舗装体を提供する。 【解決手段】アスファルト９５〜７０重量％と再生ゴム
５〜３０重量％との割合で、再生ゴムを加熱溶融したア
スファルトに投入し再生ゴムの凝集塊がなくなるまで攪
拌して得られる改質アスファルト組成物、およびこの組
成物を用いた舗装体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として道路舗装
材等に使用されるアスファルト組成物、その製造方法お
よびそれを用いた舗装体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にアスファルトに骨材等を配合した
アスファルト組成物は、道路舗装材として広く用いられ
ているが、近年の交通量の増加、特に重量車両の交通量
の増加によりアスファルト舗装道路の使用状況は一段と
厳しいものになっている。例えばアスファルトはその温
度依存性が大きいために夏季には軟化しやすく轍掘れ等
が発生する。このことは車の乗り心地を悪くするだけで
なく操縦安定性を低下させ、また降雨時には轍掘れ部分
に発生する水たまりによってハイドロブレーニング現象
を起こし、スリップの原因になることが大きな問題とな
っている。逆に冬季には硬化しやすくひび割れ等が生じ
て道路表面の磨耗が激しくなる等の欠点がある。

【０００３】骨材が密に充填された道路であれば轍掘れ
を生ずることはないが、排水性が悪く、騒音の発生の問
題も発生する。そこで、排水性、騒音低減舗装として、
弾性骨材を入れることがなされており、例えばアスファ
ルトに骨材状弾性体（合成ゴム、天然ゴム、ウレタン系
樹脂）を１０．５〜２５％配合する舗装体（特開平２０
００−１４４６１７号公報）、バインダーと骨材として
ゴム粒子を空隙率が１５〜４０％に配合する防振吸音体
（特開平７−１９２８２号公報）などが提案されてい
る。しかし、これらは硬質、軟質の骨材が異物としてバ
インダーにより結合されているものであり、密に充填さ
れていない構造において、骨材どうしの接点が少ないの
で、集中的重荷重に対抗する保持力が少なく、耐久性に
問題がある。

【０００４】また、アスファルトと不飽和結合を有する
高分子物質（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック
共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック重
合体など）の混合物に硫黄を反応させて得られる改質ア
スファルト（特開平１０−１６８３２３号公報）も提案
されているが、舗装用材料としては経済性に問題があ
る。さらに、アスファルトの中に相溶性よく改質材を配
合することを目的に、溶剤可溶アスファルトを調製しこ
れに改質材としてゴム、熱可塑性エラストマー、および
樹脂のうちの少なくとも１種が配合されている舗装用改
質アスファルト組成物（特開平１０−６０２８６号公
報）、あるいはアスファルトに、熱可塑性エラストマー
および／またはスチレン−ブタジエン・ゴム、ならびに
低分子量ポリプロピレンを含有する舗装用アスファルト
組成物（特開平５−２５３９６号公報）も提案されてい
る。

【０００５】アスファルトに熱可塑性エラストマー等を
添加すると軟化点を高くして耐流動性を良くするととも
に骨材との接着性を向上させるという効果がある。しか
し、耐流動性の高い改質アスファルトを製造しようとす
ればできるだけ硬度の大きい熱可塑性エラストマーを多
量に用いる必要がある。しかし硬度が大き過ぎたりある
いは多量に用いるとアスファルトとの均一な混合が困難
になり目的の物性をもつ改質アスファルトが得られにく
く、さらに舗装用材料として使用するには経済性が悪い
ということも問題である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アス
ファルトと短時間で容易に均一に混合できる改質アスフ
ァルトであって、しかも耐流動性、耐磨耗性に優れたア
スファルト組成物と、それを用いた舗装体とりわけ排水
性舗装体を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
者らは上記課題を解決するために鋭意研究開発を重ねた
結果、アスファルトに改質剤としてつぎに説明する再生
ゴムを添加したところ、相溶性がよく、従来公知の改質
アスファルトと同等あるいはそれ以上の性能を有する改
質アスファルトバインダーが得られることを見出し、さ
らに検討して本発明を完成したものである。

【０００８】すなわち、本願発明は、以下の発明を包含
する。 （１）アスファルト９５〜７０重量部と再生ゴム５〜３
０重量部とを含有することを特徴とするアスファルト組
成物。 （２）前記再生ゴムが、アセトン抽出量１０％以上であ
り、クロロホルム抽出量１０％以上の再生ゴムである上
記（１）項記載のアスファルト組成物。 （３）前記再生ゴムが、加硫済みゴム片を１００〜２５
０℃に加熱しながら機械的せん断力を加えて得られる再
生ゴムである上記（１）項記載のアスファルト組成物。 （４）前記アスファルトが、２５℃における針入度が２
０〜１４０のアスファルトである上記（１）項記載のア
スファルト組成物。 （５）再生ゴム５〜３０重量部を、加熱溶融したアスフ
ァルト９５〜７０重量部に投入し、再生ゴムの凝集塊が
なくなるまで攪拌することを特徴とするアスファルト組
成物の製造方法。 （６）アスファルト９５〜７０重量部と再生ゴム５〜３
０重量部とを含有するアスファルト組成物をバインダー
とすることを特徴とする舗装体。 （７）前記再生ゴムが、アセトン抽出量１０％以上であ
り、クロロホルム抽出量１０％以上の再生ゴムである上
記（６）項記載の舗装体。 （８）前記再生ゴムが、加硫済みゴム片を１００〜２５
０℃に加熱しながら機械的せん断力を加えて得られる再
生ゴムである上記（６）項記載の舗装体。 （９）排水性舗装体である上記（６）〜（８）のいずれ
かに記載の舗装体。

【０００９】本発明のアスファルト組成物は、舗装材と
して使用するとき社団法人日本道路協会による道路舗装
用アスファルトの標準性状を充分に満足するものであ
る。とりわけ、耐磨耗性、耐流動性、骨材把握性に優れ
ており、高品質の道路舗装材、特に排水性舗装材として
有用であり、排水性機能を保持しつつ荷重を受けた後の
回復性が大きく轍掘れができない、という長所を有す
る。また、上記のとおり本願で再生ゴムとはゴムチツプ
等のゴム屑ではなく、後述の再生したゴムのことである
が、再生ゴムを利用していることから材料費が安価であ
り、資源再利用の面からも寄与するところが大きい。ま
た、再生ゴムは原料であるアスファルトに容易に混和
し、再生ゴムが含有する架橋剤で架橋する作用もあり、
純ゴムで改質したアスファルトよりも強度が大である。

【００１０】なお、本発明でいうアセトン抽出量および
クロロホルム抽出量は日本工業規格（ＪＩＳ） Ｋ ６３
５０に規定する測定値を、また針入度、軟化点および伸
度試験はＪＩＳ Ｋ ２２０７に規定する測定値をそれぞ
れ意味する。またタフネス、テナシティおよび６０℃粘
度試験は社団法人日本道路協会において規定されている
方法で測定した値をいう。これらの試験法は同協会編集
発行の「舗装試験法便覧」に記載されている。

【００１１】また、社団法人日本道路協会によると、道
路舗装用アスファルトの標準性状は、針入度（２５℃）
４０以上、軟化点７０℃以上、伸度（２５℃）５０以
上、タフネス（２５℃）２０Ｎ・ｍ以上、テナシテイ
（２５℃）１５Ｎ・ｍ以上、粘度（６０℃）２×１０⁴P
a・ｓ以上、であると規定されている。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のアスファルト組成物にお
いて、アスファルト（Ａ）と再生ゴム（Ｂ）の配合割合
（重量比）は、Ａ：Ｂ ＝ ９５〜７０：５〜３０の範囲
であり、再生ゴム量がこの範囲を下回ると軟化点、タフ
ネス、テナシティが上記の基準に達せず、また逆に上記
の範囲量よりも上回ると針入度が上記の基準以下とな
り、道路舗装用アスファルト組成物としては適当ではな
い。アスファルト（Ａ）と再生ゴム（Ｂ）の配合割合
（重量比）は、さらに好ましくは、Ａ：Ｂ ＝８５〜９
５：５〜１５の範囲である。

【００１３】ここで、タフネスおよびテナシティは骨材
把握性に関するアスファルト機能の指標値となるもので
あり、社団法人日本道路協会において規定されている。
これらの値は、特定条件下において引張試験を行ったと
き破断するまでの吸収エネルギーに相当し、この値が大
きいほど骨材把握性能に優れていることを示す。本発明
において原材料となるアスファルトは、一般的な道路舗
装用アスファルトであり、例えばストレートアスファル
ト、ブローンアスファルト、セミブローンアスファル
ト、天然アスファルト、溶剤脱暦アスファルト、あるい
はこれらの混合物が挙げられる。その中でも、ＪＩＳ
Ｋ ２２０７に規定する針入度（２５℃）グレードが２
０〜１４０のものが特に好ましい。針入度が２０未満の
ものを使用した場合、得られるアスファルト組成物が硬
すぎるとともに接着性が不足する傾向にあり、一方針入
度が１４０以上のものでは柔らか過ぎて耐流動性の改善
効果が小さくなりがちである。

【００１４】次に、本発明でいう再生ゴムは、加硫ゴム
を脱硫して得られるゴムをいう。ＪＩＳ Ｋ６２００に
は再生ゴムについて、「加硫ゴムを物理的又は化学的に
処理して解重合し、可塑性と粘着性を与え、再び原料と
して又は副資材として使用できる状態にすることを再生
といい、再生化されたゴムを再生ゴムという。工業的に
は、自動車チューブくず、自動車タイヤくず、雑ゴムく
ずを原料として製造される。」と記載されており、本発
明ではこのように規定される再生ゴムを包含する。

【００１５】本発明における再生ゴムは、アセトン抽出
量が通常５％以上、好ましくは１０％以上、さらに好ま
しくは１５％以上であり、またクロロホルム抽出量が通
常５％以上、好ましくは１０％以上、さらに好ましくは
１５％以上であるものを使用する。アセトン抽出量が前
記よりも少ないときは、耐流動性の改善効果が小さくな
る傾向がある。アセトン抽出量の上限量は、通常は３０
％までとし、これ以上多いものは高分子量ゴムが低分子
化されてオイル状になり、骨材の把握力が低下し耐流動
性が期待できなくなる。また、クロロホルム抽出量が前
記よりも少ないものは耐磨耗性の改善効果が小さい傾向
にあり、この抽出量が多いほど未加硫ゴムに近くなるの
で好ましく使用できる。

【００１６】ここで、アセトン抽出分は再生ゴム中の低
分子成分、主に配合されている薬品類の量を示す。アセ
トン抽出量が少な過ぎるということは、その再生ゴム中
に加硫剤やその他の配合薬品が少ないことを意味する。
一方、クロロホルム抽出量は加硫の程度に関係し、例え
ばタイヤゴム片（粉末化したもの）などの加硫ゴムの場
合クロロホルム抽出量はゼロであり、この抽出量が存在
することは未加硫ゴム分があり油分に近くなってアスフ
ァルトとの相溶性が大きいことを示す。

【００１７】再生ゴムはタイヤ等のゴムを脱硫して得ら
れるものであるが、脱硫しても完全には架橋がなくなっ
ておらず、また加硫剤は残留しているので、加熱により
再架橋する。また、カーボンブラックなどの補強剤も含
有する。本発明では、このような再生ゴムの性質をうま
く利用するものであって、アスファルトに配合すると
き、通常のゴム原料を使用した組成物に比べて、強度、
タフネス、テナシティなどをより大きくすることができ
る。また、通常のＳＢＳ等を使用すれば、材料費が高く
なるということのほか、融点が高いことからアスファル
トに溶解させて組成物を調製するためには、２００℃近
くで数時間もかける必要がある。これに比べて、再生ゴ
ムは低温短時間でアスファルトに溶解するので、改質ア
スファルトの作製が容易である。

【００１８】再生ゴムは、公知の製造方法で得たものを
用いることができ、例えば最も一般的なパン法（オイル
法）をはじめとして、バンバリーミキサー・２軸反応押
出機による方法、マイクロ波による方法、超音波による
方法、電子線照射による方法などが開発されているが、
いかなる方法で製造したものであってもよい。また、市
販の再生ゴムを用いてもよい。再生ゴムを製造するため
の具体例の一つとして、加硫ゴム粉末を密閉式混合機ま
たは押出機に投入し１００〜２５０℃に加熱下、機械的
せん断力をかけながら５〜５０分処理して脱硫し、再生
する方法が挙げられる。

【００１９】本発明のアスファルト組成物は、再生ゴム
５〜３０重量部を、加熱溶融したアスファルト９５〜７
０重量部に投入し、再生ゴムの凝集塊がなくなるまで攪
拌することによって製造できる。アスファルトを溶融す
るためには、通常１００℃以上に加熱することを要し、
再生ゴムの凝集塊がなくなるまでの加熱時間としては通
常１５分以上であり、一般的には３０分程度までの加熱
で目的を達する。かくして得られる本発明のアスファル
ト組成物は、主として道路の舗装材として有利に使用で
きる。すなわち、舗装材用骨材と配合するとき骨材間の
バインダーとしての機能に優れており、舗装体として集
中的重荷重に対抗する保持力があり、車両通過による轍
掘れに対する耐久性が向上する。さらに、排水性舗装
体、すなわち舗装体内を雨水が通過できる程度に空隙を
持たせることによって道路表面の雨水を、舗装体内を通
して路肩に排水するための舗装材としてとりわけ有用で
ある。

【００２０】前記アスファルト組成物を用いて、舗装体
を作製すること自体は常法により実施できる。例えば、
本アスファルト組成物に、通常の骨材、砂、ゴム片、ウ
レタン樹脂、セラミック片、貝殻、木片、竹片、クルミ
殻、コルク片、プラスチック片、自然石などを加熱混合
し、舗装施工に供する。いずれの場合においても、アス
ファルト舗装体における本発明のアスファルト組成物の
含量は一般に３重量％以上１５重量％以下であり、さら
に好ましくは４重量％以上１０重量％以下の範囲であ
る。また、本発明の組成物には、一般に剥離防止のため
に使用されている消石灰やその他の剥離防止剤、ならび
にダレ防止に使用されているメチルセルロース繊維等を
添加剤として配合することができる。

【００２１】さらには、本発明の組成物には、剥離防止
および強度向上のためにカーボンブラックをそのまま添
加したり、カーボンブラックと硫黄含有シランカップリ
ング剤やオレフィン系ポリオールの混合物を添加剤とし
て配合することができる。

【００２２】

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
さらに具体的に説明する。 比較例１〜３、および実施例１〜４ ゴム紛（市販品）を２５０ｃｃのラボプラストミルに充
填し、設定温度：１８０℃、回転数：１００ｒｐｍ、５
〜３０分間加熱し脱硫した。この方法によって表１に示
すようにアセトン抽出量およびクロロホルム抽出量の異
なる再生ゴムを作製した。

【００２３】針入度（２５℃）７０のストレートアスフ
ァルト６５〜９７重量部および上記で得た再生ゴム３〜
３５重量部を表１に示す各割合で、ステンレスビーカー
（２５０ｍｌ）に入れて１７０℃で加熱しながら３０分
間攪拌し、アスファルト組成物を調製した。得られた改
質アスファルトについて、針入度、軟化点、伸度試験、
タフネスおよびテナシテイ測定と、また６０℃粘度試験
を測定した。

【００２４】以上の測定結果を表１に示す。 比較例４ 上記の実施例１において、再生ゴムに代えて、加硫ゴム
（ゴムチップ）（アセトン抽出量１５％、クロロホルム
抽出量０％）を用いた以外は同様に処理してアスファル
ト組成物を得た。その組成物について、針入度、軟化
点、伸度試験、タフネスおよびテナシテイ測定、６０℃
粘度試験を測定した。その測定結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】上記の結果、実施例１〜４に示されるよう
に、本発明により再生ゴムを使用するとき、社団法人日
本道路協会の標準的性状を満足するアスファルト組成物
が得られている。ここで、アセトン抽出量５％の再生ゴ
ムを用いた場合（実施例２）は針入度および６０℃粘度
がやや小さく、またクロロホルム抽出量５％の再生ゴム
を用いた場合（実施例３）はタフネスおよびテナシティ
の向上効果がやや小さいものの、標準性状に近いアスフ
ァルト組成物が得られている。そして、アセトン抽出量
１０％以上でかつクロロホルム抽出量１０％以上である
再生ゴムを用いるとき、実施例１および４におけるよう
に、改質効果がより大きく、好ましいことが分かる。特
に、実施例１をみると、比較例１（市販改質アスファル
ト）に比べて、再生ゴムを配合することによって、針入
度および軟化点はほぼ同程度であるが、タフネスおよび
テナシティが市販品よりも大幅に向上したアスファルト
組成物が得られている。

【００２７】また、未再生の加硫ゴムを使用したときは
（比較例４）、標準的性状を満たさず、改質効果がほと
んどないことがわかる。再生ゴム量が、本発明で特定す
るよりも少ない場合（比較例２）はタフネスおよびテナ
シティが標準性状に達せず、また逆に多い場合（比較例
３）は針入度が悪くなる。 実施例５ 上記の実施例１〜４で得られたアスファルト組成物を用
いてアスファルト舗装体を調製し、その突固め混合物に
ついてホィールトラッキング試験による動的安定度およ
びマーシャル安定度試験を行った。その結果を表２に示
す。

【００２８】なお、本試験による舗装体の骨材配合は社
団法人日本道路協会編集の「アスファルト舗装要綱」記
載の密粒度アスファルト混合物（最大粒径１３ｍｍ）に
相当する。ホィールトラッキング試験およびマーシャル
安定度試験は社団法人日本道路協会編集の「舗装便覧」
に記載の方法に従った。

【００２９】

【表２】

【００３０】上記の「アスファルト舗装要綱」によると
動的安定度は１５００回／ｍｍ以上と定められている
が、大型車など交通量の著しく多いところではその約２
倍の３０００回／ｍｍ以上が好ましい。またマーシャル
安定度の値は４．９０ｋＮ以上と定められているが、交
通量が著しく多くなると１０ｋＮ以上であることが好ま
しい。上記の表２の結果をみると、本発明のアスファル
ト組成物を用いた舗装体は、動的安定度およびマーシャ
ル安定度がいずれも上記の値を上回っており、非常に有
用性が高いことを示している。

フロントページの続き (72)発明者 米田 治人 兵庫県神戸市中央区脇浜町３丁目６番９号 住友ゴム工業株式会社内 (72)発明者 山口 聡 兵庫県神戸市中央区脇浜町３丁目６番９号 住友ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D051 AA03 AA06 AA08 AC02 AF10 AG01 AG03 AH02 EA06 4J002 AC132 AG001

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アスファルト９５〜７０重量部と再生ゴム
   ５〜３０重量部とを含有することを特徴とするアスファ
   ルト組成物。
2. 【請求項２】前記再生ゴムが、アセトン抽出量１０％以
   上であり、クロロホルム抽出量１０％以上の再生ゴムで
   ある請求項１記載のアスファルト組成物。
3. 【請求項３】前記再生ゴムが、加硫済みゴム片を１００
   〜２５０℃に加熱しながら機械的せん断力を加えて得ら
   れる再生ゴムである請求項１記載のアスファルト組成
   物。
4. 【請求項４】前記アスファルトが、２５℃における針入
   度が２０〜１４０のアスファルトである請求項１記載の
   アスファルト組成物。
5. 【請求項５】再生ゴム５〜３０重量部を、加熱溶融した
   アスファルト９５〜７０重量部に投入し、再生ゴムの凝
   集塊がなくなるまで攪拌することを特徴とするアスファ
   ルト組成物の製造方法。
6. 【請求項６】アスファルト９５〜７０重量部と再生ゴム
   ５〜３０重量部とを含有するアスファルト組成物をバイ
   ンダーとすることを特徴とする舗装体。
7. 【請求項７】前記再生ゴムが、アセトン抽出量１０％以
   上であり、クロロホルム抽出量１０％以上の再生ゴムで
   ある請求項６記載の舗装体。
8. 【請求項８】前記再生ゴムが、加硫済みゴム片を１００
   〜２５０℃に加熱しながら機械的せん断力を加えて得ら
   れる再生ゴムである請求項６記載の舗装体。
9. 【請求項９】排水性舗装体である請求項６〜８のいずれ
   かに記載の舗装体。