JP2004091761A - Asphalt emulsion composition and its production method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアスファルト乳剤に関する。更に詳細には、本発明は使用適性が改善された新規なアスファルト乳剤組成物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルト乳剤は、道路舗装におけるタックコート及びプライムコートの他、フォグシール、チップシールなどの表面処理工法用の散布材料などに使用されている。
【０００３】
例えば、タックコートは、舗設する混合物層とその下層の瀝青安定処理、中間層、基層、コンクリート舗装及び継目部の付着を良くするために行われる。タッタコートに使用するアスファルト乳剤は、従来からＪＩＳ規格相当品であるＰＫ−４、又はＪＥＡＡＳ規格相当品であるＰＫＲ―Ｔなどが用いられてきた。
【０００４】
プライムコートは混合物層とその下層の路盤との付着を良くし、路盤を安定させる共に、路盤への雨水の浸透を防止し、路盤中の水分蒸発を遮断するために使用されている。プライムコートに使用するアスファルト乳剤は、従来からＪＩＳ規格相当品であるＰＫ―３などが用いられてきた。
【０００５】
フォグシールは既設路面に発生した小さいひびわれや表面空隙を充填し、路面の若返りに使用される。本工法に使用するアスファルト乳剤は、従来からＭＫ―２，３を希釈したアスファルト乳剤などが用いられてきた。
【０００６】
チップシールは、既設路面にアスファルト乳剤を散布し、これを骨材で覆う工法であり、路面の老化を防止すると共に、主として舗装の耐水性や耐磨耗性の向上を目的とする表面処理工法である。これらの表面処理に使用する乳剤は、従来からＪＩＳ規格相当品であるＰＫ―１、ＰＫ―２、そしてＪＥＡＡＳ規格相当品であるＰＫＲ―Ｓが用いられてきた。
【０００７】
上記のとおり、アスファルト乳剤は舗装工事における様々な工法に使用されているが、これらの工法について従来からいくつかの問題点があった。
【０００８】
例えば、タックコート及びプライムコートの場合、ＰＫ―３、ＰＫ―４、そしてＰＫＲ―Ｔのアスファルト皮膜は本来アスファルトが持つ“べとつき”を有するため、特に、路面温度が高くなる夏場では、施工機械のタイヤなどにアスファルト被膜が付着すると同時に路面から剥れてしまうこと、また、タイヤに付着した施工車両が施工現場以外の路面を汚すことなどが問題となっていた。
【０００９】
シールコートやアーマーコートの場合、本来、これらは簡易舗装もしくは軽交通路線を対象とするが、交通量が比較的多い中交通路線や交差点付近など交通車輌の捩れが発生する箇所では、交通解放後に骨材飛散が発生し、飛散した骨材が交通車輌に当って車両を損傷させ、また飛散した骨材の回収に多くの時間を要するなどが問題となっていた。
【００１０】
アスファルト乳剤に使用するアスファルトは、ＪＩＳで規定されている６０〜２００程度の針入度を有するアスファルトが使用される。これは、アスファルト乳剤の散布後の造膜性や、ディストリビュータなどの散布機の使用を前提としたときの散布性など、適用箇所により使い分けられる。
【００１１】
針入度と軟化点は相反する傾向を有し、針入度が低下すれば軟化点は上昇する傾向にある。仮に、針入度６０程度のストレートアスファルトを使用した場合、軟化点が４８℃付近であることから、路面温度が６０℃付近まで達する夏場はこのアスファルトがべとつくこととなる。
【００１２】
この解決策として、アスファルトの針入度を低くし、軟化点を上げることが考えられる。針入度を１０〜２０前後まで低下させるか、軟化点を６０℃以上まで上げたアスファルト乳剤を使用した場合、路面温度が３０〜４０℃付近まではアスファルトのべとつきが抑えられるが、本来アスファルトそのものはべとつきを有するため、実際は軟化点以下の温度でもべとつきがある。しかし、アスファルトの針入度をさらに低下させることは、付着性などが悪化し、現実的ではない。
【００１３】
また、同様に、トップコート、シールコート、そしてアーマーコートなどで使用するアスファルト乳剤も上記の性状と同様のものが使用される。夏場はアスファルトが軟化し、骨材飛散を誘発させる。
【００１４】
この解決策として、改質アスファルトを用いる改質アスファルト乳剤の使用例も多いが、改質アスファルト乳剤では、骨材飛散の問題は完全に解消されないのが現状であり、更なる高改質は材料コストの上昇の面で問題となる。
【００１５】
上記のとおり、単に針入度を低下させ、高改質したアスファルト乳剤を使用するだけでは夏場におけるアスファルトのベとつきを抑えることは不可能である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、アスファルトのベとつきを抑え、しかも、強靱なアスファルト被膜を形成することができる新規なアスファルト乳剤組成物及びその製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、少なくともアスファルト乳剤とコロイダルシリカとを含有し、前記アスファルト乳剤は、カチオン系、アニオン系及びノニオン系アスファルト乳剤からなる群から選択される少なくとも一種類のアスファルト乳剤であり、前記コロイダルシリカは、カチオン系、アニオン系及びノニオン系コロイダルシリカからなる群から選択される少なくとも一種類のコロイダルシリカであり、前記コロイダルシリカは、前記アスファルト乳剤１００重量部当たり、５重量部〜１００重量部の範囲内の配合量で混合されていることを特徴とするアスファルト乳剤組成物により解決される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のアスファルト乳剤組成物で使用されるアスファルト乳剤は、アスファルト乳剤を製造するときに乳化剤として使用する界面活性剤の種類により、カチオン系、アニオン系又はノニオン系アスファルト乳剤に分類される。本発明では、カチオン系、アニオン系又はノニオン系アスファルト乳剤の何れも使用できる。アスファルト乳剤は一般的に、日本工業規格ＪＩＳ・Ｋ−２２０８に記載されている道路用アスファルト乳剤各種の他に、ＪＥＡＡＳ規格（社団法人日本アスファルト乳剤協会規格）のゴム入りアスファルト乳剤やゴム及び／又は樹脂などで改質したアスファルト乳剤があり、本発明では何れのタイプのものも使用できる。本発明では、目的及び／又は用途に応じて、公知慣用のアスファルト乳剤を適宜選択して使用することができる。例えば、ＭＫ―２、ＭＫ―３、ＰＫ―１、ＰＫ―２、ＰＫ―３、ＰＫ―４、ＰＫＲ―Ｓ又はＰＫＲ―Ｔなどを目的及び／又は用途に応じて適宜選択して使用することができる。言うまでもなく、その他の公知慣用のアスファルト乳剤も使用できる。
【００１９】
本発明のアスファルト乳剤組成物で使用されるコロイダルシリカはコロイド珪酸とも呼ばれ、一般には水化物として水中に懸濁している二酸化ケイ素を言う。コロイダルシリカは、四ハロゲン化ケイ素を水中に加えるか、ケイ酸アルカリの水溶液に徐々に濃塩酸を加えることにより得られる。ケイ酸の水中への溶解度は小であるが、このようにして製造されたケイ酸はゾル又はゼリー状になったまま常温ではなかなか沈殿してこない特性を有する。コロイダルシリカ水性分散液は一般に市販されており、誰でも容易に入手できる。
【００２０】
本発明のアスファルト乳剤組成物では、アスファルト乳剤１００重量部当たり、コロイダルシリカを５重量部〜１００重量部の範囲内の配合量で混合することが好ましい。コロイダルシリカの配合量が５重量部未満の場合、アスファルトのべとつきを抑えたり、強靱なアスファルトを形成することができない恐れがある。一方、コロイダルシリカの配合量が１００重量部超の場合、ディストリビュータによる散布性や乳剤の分解性に問題が生じるので好ましくない。
【００２１】
本発明のアスファルト乳剤組成物で使用されるアスファルト乳剤は、例えば、カチオン系アスファルト乳剤の場合、ストレートアスファルト若しくはＳＢＳなどで改質された改質アスファルトと乳化剤や弱酸（例えば、酢酸などの有機酸）又は強酸（例えば、塩酸又はアミド硫酸などの無機酸）を加えた乳化液をコロイドミルやホモジナイザを用いて乳化することにより製造することができる。乳化液に使用する乳化剤は、１級アミン、２級アミン、３級アミン、４級アンモニウム塩又はポリアミンあるいはこれらの混合アミンであり、これらを５０〜８０℃程度の温水に分散させた後、弱酸又は強酸を加えて中和させ、カチオン系界面界面活性剤であるアミン塩とする。その後、電解質（例えば、塩化カルシウムなど）を加え、乳化液とする。１級アミン、２級アミン、３級アミン、４級アンモニウム塩及びポリアミン自体は当業者に周知である。０．１ｗｔ％以上の乳化剤使用量でもアスファルト乳剤としてのコロイダル状態は維持できるが、アスファルト乳剤の貯蔵安定性、機械的安定性、凍結安定性などを考慮すると、乳化剤使用量は０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔの範囲内であることが望ましい。
【００２２】
製造したアスファルト乳剤に対し、コロイダルシリカを―定量混合する。あらゆるコロイダルシリカも使用できるが、コロイダルシリカを酸（例えば、有機酸又は無機酸）でｐＨ１〜５程度の範囲に酸性化処理することによって、アスファルト乳剤組成物の性状を調整することができる。
例えば、アスファルト乳剤がカチオン系アスファルト乳剤の場合、前記コロイダルシリカとして、酸により酸性化処理されたコロイダルシリカを使用することによって低粘度のアスファルト乳剤組成物ができる。一方、酸性化処理しないコロイダルシリカとカチオン系アスファルト乳剤を混合した場合、高粘度のアスファルト乳剤組成物ができる。
上記の例のように、ディストリビュータやエンジンスプレーなどの散布機を用いてアスファルト乳剤組成物を散布する場合、酸性化処理したコロイダルシリカとカチオン系アスファルト乳剤を混合することにより低粘度で散布性に優れるアスファルト乳剤組成物ができる。
一方、ローラー刷毛などを用いて路面に直接アスファルト乳剤組成物を塗布する場合、コロイダルシリカの酸性化処理を行わず、そのままのカチオン系アスファルト乳剤にコロイダルシリカを混合することにより、高粘度でチキソトロピー性を有するアスファルト乳剤組成物ができる。
このように、アスファルト乳剤組成物の使用方法によって、コロイダルシリカの酸性化処理の有無、酸性化処理に使用する酸の種類及び添加量を変えることで様々な粘性を有するアスファルト乳剤組成物に調整できる。
アニオン系又はノニオン系アスファルト乳剤の場合も同様に、コロイダルシリカの酸性化処理の有無、酸性化処理に使用する酸の種類及び添加量を変えることによって、アスファルト乳剤組成物の粘度を調整することができるが、ノニオン系アスファルト乳剤の場合、アスファルト乳剤粘度に対する酸性化処理の影響は少ない。
このようにコロイダルシリカの酸性化処理の有無、酸性化処理に使用する酸の種類及び添加量により、アスファルト乳剤組成物の粘度が調整できる。これはカチオン系、アニオン系及びノニオン系アスファルト乳剤、そしてカチオン系、アニオン系及びノニオン系コロイダルシリカの如何なる組合せにも適用できる。
【００２３】
アスファルト乳剤とコロイダルシリカとの混合方法は特に限定されない。混合物の製造に使用される周知慣用の混合方法なれば全て使用できる。アスファルト乳剤とコロイダルシリカとを混合する際、混合温度及び混合率などを適宜変更することにより、様々な性状を有するアスファルト乳剤組成物が得られる。
【００２４】
別法として、乳化液にコロイダルシリカを添加して十分に混合することによりコロイダルシリカ混合乳化液を調製し、このコロイダルシリカ混合乳化液とアスファルトをホモジナイザやコロイドミルを用いて乳化し、アスファルト乳剤組成物を調製することもできる。乳化液へのコロイダルシリカの添加量は一般的に、乳化液の重量を基準にして５ｗｔ％〜８０ｗｔ％の範囲内である。混合乳化液とアスファルトとの混合比率を調整することにより、アスファルト乳剤１００重量部当たり、コロイダルシリカを５重量部〜１００重量部の範囲内とすることができる。本発明の或る実施態様において、この製造方法でカチオン系アスファルト乳剤組成物を製造する場合、例えば、混合アミン０．４％を７０℃の温水に加え塩酸を０．４％加えた後、コロイダルシリカを添加し、十分に混合する。アニオン系又はノニオン系アスファルト乳剤組成物を製造する場合、乳化液の調製の際に酸を使用する必要は無い。この製造方法では、コロイダルシリカとして、カチオン系、アニオン系及びノニオン系の全てが使用できる。カチオン系、アニオン系及びノニオン系コロイダルシリカのうち、属性の異なる２種類以上を混合して使用することもできる。
【００２５】
本発明で使用するアスファルト材料は、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、溶剤脱瀝アスファルト、タール、ピッチなどの瀝青物、Ａ、Ｂ及びＣ重油などがあり、これらにＳＢＳ、ＳＢＲ、ＳＩＳ、ＥＶＡなどを混合することもできる。
【００２６】
また、本発明のアスファルト乳剤中にゴムラテックス、合成高分子ラテックス、合成高分子エマルジョン、水溶性合成樹脂などを混合することもできる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例により本発明のアスファルト乳剤組成物を具体的に例証する。
【００２８】
実施例１
カチオン系アスファルト乳剤を調製するために、１級アミン、２級アミン、３級アミン、４級アンモニウム塩、ポリアミン又はこれらの２種類以上の混合アミンを使用した。カチオン系アスファルト乳剤を調製するために、混合アミン０．４％を、７０℃の温水に加え、酢酸を０．４％添加し、アミン塩とした。その後、電解質である塩化カルシウムを０．４％加え、乳化液を製造した。この乳化液に水を加え、５０℃程度まで乳化液温度を下げ、ホモジナイザを用いて、乳化液と１５０℃程度のストレートアスファルト６０／８０を乳化し、アスファルト含有率６０％のカチオン系アスファルト乳剤を製造した。
非カチオン系コロイダルシリカに対し３重量部の塩酸を加え、コロイダルシリカを酸性化処理した。
カチオン系アスファルト乳剤１００重量部当たり、５重量部〜１００重量部の範囲内の配合量で前記酸性化処理したコロイダルシリカを混合した。このときの混合温度範囲は広く、混合温度によって様々な粘度を有するアスファルト乳剤が製造できる。
例えば、ディストリビュータによる散布を考慮するなら、低粘度のアスファルト乳剤が望ましく、５０〜７０℃の乳剤温度と常温の酸性化処理したコロイダルシリカの混合で低粘度アスファルト乳剤が得られる。
【００２９】
実施例２
実施例１で得られた各アスファルト乳剤組成物の“べとつき”、蒸発残留物の針入度、ウエットトラック摩耗試験による摩耗量及びすべり抵抗値を測定した。試験に用いたアスファルト乳剤組成物は、アスファルト乳剤組成物に対して３〜１００重量部の範囲で酸性化処理したコロイダルシリカの混合率を変化させた。測定結果を下記の表１に示す。
【００３０】
【表１】
“べとつき”の評価は、適当な板に０．５リットル／ｍ２の量でアスファルト乳剤組成物を塗布し、完全に乾燥させた後、指触により１０段階で判定した。判定基準は、数値が大きいほどアスファルトの“べとつき”があり、小さいほど“べとつき”が無いことを示唆している。表１に示されているように、コロイダルシリカ添加量を増加させることによって、べとつきが低減されることが理解できる。コロイダルシリカ添加量が１００重量部を越えると、べとつき低減効果が飽和する。従って、更に高い温度でのべとつきが低減されるが、実用性はあまりない。従って、上記アスファルト乳剤をタックコート、プライムコート、フォグシールなどに使用した場合、車両や施工機械のタイヤにアスファルト被膜が付着し難く、散布路面から剥がれ難くなる。
【００３２】
更に、蒸発残留物の針入度試験を行った。この試験はＪＩＳ・Ｋ２２８０に規定された試験法に準拠して行った。コロイダルシリカ添加量が増加するに従い、針入度は低下するため、強靱なアスファルト被膜が形成される。
【００３３】
ＪＥＡＡＴ−１に準拠したウエットトラック摩耗試験は、型枠にアスファルト乳剤組成物を１リットル／ｍ２、７号砕石を０．５ｍ３／１００ｍ２散布した後、６０℃で２４時間養生したものを供試体とし、水浸１時間後に試験を開始した。表１に示された結果から明らかなように、コロイダルシリカ添加量が増加するに従い、摩耗量が減少することから、骨材把握力が増加することが理解できる。
【００３４】
舗装試験法便覧のすべり抵抗の測定方法に準じ、振子式スキッドレジスタンステスタを用いて、アスファルト乳剤組成物のすべり抵抗を測定した。なお、測定値は、日本道路公団で用いられる補正式から路面温度が２０℃の時のＢＰＮへ換算した。測定は、密粒度アスファルト混合物上に０．４リットル／ｍ２の量でアスファルト乳剤組成物を散布し、アスファルト乳剤組成物が完全に硬化した後実施した。コロイダルシリカ添加量が増加するに従い、すべり抵抗性が増加するため、フォグシールやトップコートなどに使用した場合、滑り難い路面を形成できる。
【００３５】
実施例３
実施例１に述べた方法と同じ成分を用いてアスファルト含有率６０％のカチオン系アスファルト乳剤を製造した。このカチオン系アスファルト乳剤１００重量部に対し、塩酸添加量を変化させたコロイダルシリカを２０重量部添加し、得られたアスファルト乳剤組成物の粘度と分解性の試験を行った。乳剤粘度はＢ型回転粘度計を使用し、２５℃で測定した。分解性は目視と指触により判断した。測定結果を下記の表２に示す。
【００３６】
【表２】
表２に示されたデータから明らかなように、弱酸である酢酸で製造したカチオン系アスファルト乳剤を用いた場合、コロイダルシリカを酸性化処理する際に、コロイダルシリカに加える塩酸の添加量を変化させることにより、アスファルト乳剤組成物の粘度及び分解性を所望の通りに制御することができる。特に、アスファルト乳剤組成物の粘度制御を行うことにより、当該アスファルト乳剤組成物の施工方法を適宜選択することが可能になる。
上記の結果は一例であり、コロイダルシリカの酸性化処理に使用する前記の塩酸以外の酸の種類と添加量を変えた場合にもアスファルト乳剤組成物の粘度と分解性の調整が可能である。また、酸の種類を変えたカチオン系アスファルト乳剤、及びアニオン系、ノニオン系アスファルト乳剤の場合も、同様な方法でコロイダルシリカを酸性化処理して混合することによりアスファルト乳剤組成物の粘度と分解性の調整が可能である。更に、酸性化処理するコロイダルシリカも、カチオン系、アニオン系又はノニオン系コロイダルシリカの別無く、アスファルト乳剤組成物の粘度と分解性を調整することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アスファルト乳剤にコロイダルシリカを配合した組成物を使用することにより、アスファルト乳剤施工に際して、アスファルトのべとつきを抑え、しかも、強靱で骨材飛散抵抗性の高い舗装を実現することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to asphalt emulsions. More specifically, the present invention relates to a novel asphalt emulsion composition having improved usability and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Asphalt emulsions are used not only for tack coating and prime coating on road pavement, but also for spraying materials for surface treatment methods such as fog seals and chip seals.
[0003]
For example, a tack coat is applied to improve the bitumen stabilization of the mixture layer to be paved and the layer below, as well as the adhesion of the intermediate layer, the base layer, the concrete pavement and the seams. As the asphalt emulsion used for the tatter coat, PK-4, which is equivalent to JIS standard, PKR-T, which is equivalent to JEAAS standard, and the like have been used.
[0004]
The prime coat is used to improve the adhesion between the mixture layer and the underlying roadbed, stabilize the roadbed, prevent rainwater from penetrating into the roadbed, and block moisture evaporation in the roadbed. Asphalt emulsions used in the prime coat have conventionally been PK-3, which is equivalent to JIS standards.
[0005]
The fog seal fills small cracks and surface voids generated on the existing road surface and is used for rejuvenating the road surface. As the asphalt emulsion used in the present method, an asphalt emulsion obtained by diluting MK-2, 3 or the like has been conventionally used.
[0006]
Tip seal is a method of spraying asphalt emulsion on the existing road surface and covering it with aggregate.This surface treatment method aims to prevent aging of the road surface and mainly to improve the water resistance and abrasion resistance of the pavement. It is. Conventionally, as emulsions used for these surface treatments, PK-1, PK-2, which are equivalent to JIS standards, and PKR-S, which is equivalent to JEAAS standards, have been used.
[0007]
As described above, asphalt emulsions have been used in various construction methods in pavement work, but there have been some problems with these construction methods.
[0008]
For example, in the case of tack coat and prime coat, the asphalt coating of PK-3, PK-4 and PKR-T originally has the "stickiness" inherent to asphalt, and especially in summer when the road surface temperature becomes high, There have been problems in that the asphalt coating adheres to the tire and the like and peels off from the road surface at the same time, and that the construction vehicle adhered to the tire stains the road surface other than the construction site.
[0009]
In the case of seal coats and armor coats, these are intended for simple pavement or light traffic routes.However, in places where traffic vehicles are twisted, such as middle traffic routes with relatively heavy traffic or near intersections, after traffic is released. Aggregate has been scattered, and the scattered aggregate has hit the traffic vehicle, damaging the vehicle, and the collection of the scattered aggregate requires much time.
[0010]
Asphalt used for the asphalt emulsion is an asphalt having a penetration of about 60 to 200 specified by JIS. This can be properly used depending on the application site, such as the film forming property after the asphalt emulsion is sprayed and the spraying property when a sprayer such as a distributor is used.
[0011]
The penetration and the softening point tend to be opposite, and the lower the penetration, the higher the softening point. If straight asphalt having a penetration of about 60 is used, the softening point is around 48 ° C., so in the summer when the road surface temperature reaches around 60 ° C., the asphalt becomes sticky.
[0012]
As a solution to this, it is conceivable to lower the penetration of asphalt and raise the softening point. When the asphalt emulsion whose penetration is lowered to about 10 to 20 or the softening point is raised to 60 ° C. or more is used, the tackiness of the asphalt is suppressed until the road surface temperature is around 30 to 40 ° C. Since it has stickiness, it is actually sticky even at a temperature lower than the softening point. However, further reducing the penetration of asphalt is not realistic because the adhesion and the like deteriorate.
[0013]
Similarly, asphalt emulsions used in the top coat, seal coat, armor coat and the like have the same properties as described above. In summer, the asphalt softens and induces aggregates to fly.
[0014]
As a solution to this problem, there are many examples of using a modified asphalt emulsion using modified asphalt.However, with the modified asphalt emulsion, the problem of aggregate scattering is not completely solved at present. This is problematic in terms of increasing costs.
[0015]
As described above, it is impossible to suppress stickiness of asphalt in summertime simply by lowering the penetration and using a highly modified asphalt emulsion.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel asphalt emulsion composition capable of suppressing stickiness of asphalt and forming a tough asphalt film, and a method for producing the same.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The problem includes at least an asphalt emulsion and colloidal silica, wherein the asphalt emulsion is at least one asphalt emulsion selected from the group consisting of cationic, anionic and nonionic asphalt emulsions, wherein the colloidal silica is , At least one kind of colloidal silica selected from the group consisting of cationic, anionic and nonionic colloidal silica, wherein the colloidal silica is in a range of 5 parts by weight to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the asphalt emulsion. Is solved by an asphalt emulsion composition characterized by being mixed at a blending amount of:
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The asphalt emulsion used in the asphalt emulsion composition of the present invention is classified as a cationic, anionic or nonionic asphalt emulsion depending on the type of surfactant used as an emulsifier when producing the asphalt emulsion. In the present invention, any of a cationic, anionic or nonionic asphalt emulsion can be used. In general, asphalt emulsions include various asphalt emulsions for roads described in Japanese Industrial Standards JIS K-2208, as well as rubber-containing asphalt emulsions and rubber and / or JEAAS standards (standards of Japan Asphalt Emulsion Association). There is an asphalt emulsion modified with a resin or the like, and any type of emulsion can be used in the present invention. In the present invention, known and commonly used asphalt emulsions can be appropriately selected and used according to the purpose and / or application. For example, MK-2, MK-3, PK-1, PK-2, PK-3, PK-4, PKR-S or PKR-T may be appropriately selected and used according to the purpose and / or use. Can be. Needless to say, other known and used asphalt emulsions can also be used.
[0019]
Colloidal silica used in the asphalt emulsion composition of the present invention is also called colloidal silicic acid and generally refers to silicon dioxide suspended in water as a hydrate. Colloidal silica is obtained by adding silicon tetrahalide in water or by gradually adding concentrated hydrochloric acid to an aqueous solution of an alkali silicate. Although the solubility of silicic acid in water is low, the silicic acid thus produced has the property that it does not readily precipitate at room temperature in the form of a sol or jelly. Colloidal silica aqueous dispersions are generally commercially available and readily available to anyone.
[0020]
In the asphalt emulsion composition of the present invention, it is preferable to mix colloidal silica in an amount of 5 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the asphalt emulsion. If the blending amount of colloidal silica is less than 5 parts by weight, there is a possibility that tackiness of asphalt cannot be suppressed and tough asphalt cannot be formed. On the other hand, if the blending amount of colloidal silica is more than 100 parts by weight, problems arise in dispersibility by the distributor and decomposability of the emulsion.
[0021]
The asphalt emulsion used in the asphalt emulsion composition of the present invention is, for example, in the case of a cationic asphalt emulsion, a modified asphalt modified with straight asphalt or SBS, and an emulsifier or a weak acid (for example, an organic acid such as acetic acid). Alternatively, it can be produced by emulsifying an emulsion to which a strong acid (for example, an inorganic acid such as hydrochloric acid or amidosulfuric acid) is added using a colloid mill or a homogenizer. The emulsifier used in the emulsion is a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, a quaternary ammonium salt or a polyamine or a mixed amine thereof. After dispersing these in warm water of about 50 to 80 ° C., Alternatively, it is neutralized by adding a strong acid to obtain an amine salt which is a cationic surfactant. Thereafter, an electrolyte (for example, calcium chloride or the like) is added to obtain an emulsion. Primary amines, secondary amines, tertiary amines, quaternary ammonium salts and polyamines themselves are well known to those skilled in the art. Although the colloidal state of the asphalt emulsion can be maintained even when the emulsifier is used in an amount of 0.1 wt% or more, the emulsifier is used in an amount of 0.1 wt% or less in consideration of the storage stability, mechanical stability, freeze stability and the like of the asphalt emulsion. It is desirable to be within the range of 5.0 wt.
[0022]
Colloidal silica is quantitatively mixed with the produced asphalt emulsion. Although any colloidal silica can be used, the properties of the asphalt emulsion composition can be adjusted by acidifying the colloidal silica with an acid (for example, an organic acid or an inorganic acid) to a pH of about 1 to 5.
For example, when the asphalt emulsion is a cationic asphalt emulsion, a low-viscosity asphalt emulsion composition can be obtained by using colloidal silica acidified with an acid as the colloidal silica. On the other hand, when the colloidal silica which is not acidified and the cationic asphalt emulsion are mixed, a high viscosity asphalt emulsion composition can be obtained.
As in the above example, when the asphalt emulsion composition is sprayed using a sprayer such as a distributor or an engine spray, a low viscosity and excellent sprayability are obtained by mixing the acidified colloidal silica and the cationic asphalt emulsion. An asphalt emulsion composition is formed.
On the other hand, when the asphalt emulsion composition is directly applied to the road surface using a roller brush or the like, the colloidal silica is mixed with the cationic asphalt emulsion as it is without performing the acidification treatment of the colloidal silica, thereby obtaining a high viscosity and thixotropic property. An asphalt emulsion composition having
As described above, the asphalt emulsion composition having various viscosities can be adjusted by changing the presence or absence of the acidification treatment of the colloidal silica, the type and the amount of the acid used for the acidification treatment, depending on the method of using the asphalt emulsion composition. .
Similarly, in the case of an anionic or nonionic asphalt emulsion, it is also possible to adjust the viscosity of the asphalt emulsion composition by changing the presence or absence of acidification treatment of colloidal silica, the type and amount of acid used for the acidification treatment. However, in the case of a nonionic asphalt emulsion, the effect of the acidification treatment on the viscosity of the asphalt emulsion is small.
As described above, the viscosity of the asphalt emulsion composition can be adjusted by the presence or absence of the acidification treatment of the colloidal silica, the type and the amount of the acid used in the acidification treatment. This applies to any combination of cationic, anionic and nonionic asphalt emulsions and to cationic, anionic and nonionic colloidal silicas.
[0023]
The method of mixing the asphalt emulsion with the colloidal silica is not particularly limited. Any of the well-known and conventional mixing methods used in the production of mixtures can be used. When the asphalt emulsion and the colloidal silica are mixed, asphalt emulsion compositions having various properties can be obtained by appropriately changing the mixing temperature and the mixing ratio.
[0024]
Alternatively, a colloidal silica mixed emulsion is prepared by adding colloidal silica to the emulsion and mixing well, and the colloidal silica mixed emulsion and asphalt are emulsified using a homogenizer or a colloid mill to form an asphalt emulsion composition. Can also be prepared. The amount of colloidal silica added to the emulsion is generally in the range of 5 wt% to 80 wt% based on the weight of the emulsion. By adjusting the mixing ratio between the mixed emulsion and the asphalt, colloidal silica can be set in the range of 5 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the asphalt emulsion. In one embodiment of the present invention, when a cationic asphalt emulsion composition is produced by this production method, for example, 0.4% of a mixed amine is added to 70 ° C. hot water, 0.4% of hydrochloric acid is added, and then colloidal Add silica and mix well. When preparing an anionic or nonionic asphalt emulsion composition, it is not necessary to use an acid when preparing the emulsion. In this production method, all of cationic, anionic and nonionic colloidal silica can be used. Among the cationic, anionic and nonionic colloidal silicas, two or more kinds having different attributes can be mixed and used.
[0025]
Asphalt materials used in the present invention include bitumen such as straight asphalt, blown asphalt, semi-blown asphalt, natural asphalt, solvent deasphalted asphalt, tar, pitch, etc., A, B and C heavy oils, and these include SBS, SBR , SIS, EVA and the like can be mixed.
[0026]
Further, a rubber latex, a synthetic polymer latex, a synthetic polymer emulsion, a water-soluble synthetic resin, and the like can be mixed into the asphalt emulsion of the present invention.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the asphalt emulsion composition of the present invention will be specifically illustrated by way of examples.
[0028]
Example 1
In order to prepare a cationic asphalt emulsion, a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, a quaternary ammonium salt, a polyamine or a mixed amine of two or more thereof was used. To prepare a cationic asphalt emulsion, 0.4% of the mixed amine was added to warm water at 70 ° C., and 0.4% of acetic acid was added to obtain an amine salt. Thereafter, 0.4% of calcium chloride as an electrolyte was added to produce an emulsion. Water is added to this emulsion, the temperature of the emulsion is lowered to about 50 ° C., and the emulsion and straight asphalt 60/80 at about 150 ° C. are emulsified using a homogenizer to form a cationic asphalt emulsion having an asphalt content of 60%. Manufactured.
The colloidal silica was acidified by adding 3 parts by weight of hydrochloric acid to the non-cationic colloidal silica.
The acidified colloidal silica was mixed in an amount of 5 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the cationic asphalt emulsion. The mixing temperature range at this time is wide, and asphalt emulsions having various viscosities can be produced depending on the mixing temperature.
For example, considering dispersion by a distributor, a low-viscosity asphalt emulsion is desirable, and a low-viscosity asphalt emulsion can be obtained by mixing an acidified colloidal silica at an emulsion temperature of 50 to 70 ° C. and an ordinary temperature.
[0029]
Example 2
The "stickiness" of each asphalt emulsion composition obtained in Example 1, the penetration of the evaporation residue, the amount of abrasion by a wet track abrasion test and the value of slip resistance were measured. The asphalt emulsion composition used in the test varied the mixing ratio of the acidified colloidal silica in the range of 3 to 100 parts by weight with respect to the asphalt emulsion composition. The measurement results are shown in Table 1 below.
[0030]
[Table 1]
The "stickiness" was evaluated by applying an asphalt emulsion composition to an appropriate plate in an amount of 0.5 liter / m 2 and drying it completely. The criterion suggests that the larger the numerical value, the more “sticky” of the asphalt, and the smaller the numerical value, the less “sticky”. As shown in Table 1, it can be understood that stickiness is reduced by increasing the amount of colloidal silica added. If the amount of the colloidal silica exceeds 100 parts by weight, the stickiness reducing effect is saturated. Thus, the tackiness at higher temperatures is reduced, but is not very practical. Therefore, when the above-mentioned asphalt emulsion is used for tack coat, prime coat, fog seal, etc., the asphalt film hardly adheres to the tire of the vehicle or the construction machine, and is hardly peeled off from the spraying road surface.
[0032]
Further, a penetration test of the evaporation residue was performed. This test was performed according to the test method specified in JIS K2280. As the amount of colloidal silica added increases, the penetration decreases, so that a tough asphalt film is formed.
[0033]
Wet Track Abrasion Test conforming to JEAAT-1, after a 1 liter / m 2, 7 No. crushed stone bitumen emulsion compositions 0.5 m 3/100 m 2 by spraying the mold, those for 24 hours aging at 60 ° C. The test specimen was used, and the test was started one hour after immersion in water. As is clear from the results shown in Table 1, as the amount of colloidal silica added increases, the amount of wear decreases, and it can be understood that the aggregate grasping force increases.
[0034]
The slip resistance of the asphalt emulsion composition was measured using a pendulum skid resistance tester according to the method for measuring slip resistance in the Handbook for Pavement Testing. In addition, the measured value was converted into BPN when the road surface temperature was 20 ° C. from the correction formula used by the Japan Highway Public Corporation. The measurement was carried out after the asphalt emulsion composition was sprayed onto the dense particle asphalt mixture in an amount of 0.4 l / m 2 and the asphalt emulsion composition was completely cured. As the amount of colloidal silica added increases, the slip resistance increases, so that when used in fog seals, top coats, and the like, a slippery road surface can be formed.
[0035]
Example 3
A cationic asphalt emulsion having an asphalt content of 60% was produced using the same components as those described in Example 1. To 100 parts by weight of this cationic asphalt emulsion, 20 parts by weight of colloidal silica in which the amount of hydrochloric acid added was changed, and the viscosity and degradability of the obtained asphalt emulsion composition were tested. The emulsion viscosity was measured at 25 ° C. using a B-type rotational viscometer. Degradability was judged visually and by finger touch. The measurement results are shown in Table 2 below.
[0036]
[Table 2]
As is clear from the data shown in Table 2, when a cationic asphalt emulsion produced with acetic acid, which is a weak acid, is used, the amount of hydrochloric acid added to the colloidal silica is changed when the colloidal silica is acidified. Thereby, the viscosity and the decomposability of the asphalt emulsion composition can be controlled as desired. In particular, by controlling the viscosity of the asphalt emulsion composition, it becomes possible to appropriately select a method of applying the asphalt emulsion composition.
The above results are merely examples, and the viscosity and decomposability of the asphalt emulsion composition can be adjusted even when the type and amount of the acid other than hydrochloric acid used in the acidifying treatment of colloidal silica are changed. Also, in the case of cationic asphalt emulsions having different kinds of acids, and anionic and nonionic asphalt emulsions, the viscosity and degradability of the asphalt emulsion composition are obtained by acidifying and mixing colloidal silica in the same manner. Can be adjusted. Further, the colloidal silica to be acidified can adjust the viscosity and the decomposability of the asphalt emulsion composition regardless of the cationic, anionic or nonionic colloidal silica.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by using a composition in which colloidal silica is blended with an asphalt emulsion, when asphalt emulsion is applied, the tackiness of asphalt is suppressed, and the toughness and the high aggregate scattering resistance are high. Pavement can be realized.
Claims (4)
前記アスファルト乳剤は、カチオン系、アニオン系及びノニオン系アスファルト乳剤からなる群から選択される少なくとも一種類のアスファルト乳剤であり、
前記コロイダルシリカは、カチオン系、アニオン系及びノニオン系コロイダルシリカからなる群から選択される少なくとも一種類のコロイダルシリカであり、
前記コロイダルシリカは、前記アスファルト乳剤１００重量部当たり、５重量部〜１００重量部の範囲内の配合量で混合されていることを特徴とするアスファルト乳剤組成物。Containing at least asphalt emulsion and colloidal silica,
The asphalt emulsion is at least one asphalt emulsion selected from the group consisting of cationic, anionic and nonionic asphalt emulsions,
The colloidal silica is at least one type of colloidal silica selected from the group consisting of cationic, anionic, and nonionic colloidal silica,
The asphalt emulsion composition according to claim 1, wherein the colloidal silica is mixed in an amount of 5 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the asphalt emulsion.
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