JP2006057077A - アスファルト混合物 - Google Patents

Abstract

【課題】製造温度及び施工温度を低下させても舗装材としての十分な性状を有するとともに，保存性が良好であり，リサイクル率を向上させることのできるアスファルト混合物を提供すること。
【解決手段】本発明のアスファルト混合物は，骨材とアスファルトとを混合してなるアスファルト混合物であって，アスファルト中に，石油系ワックスとプロピレン・ブテン共重合樹脂とが含有されているものである。さらに，アスファルト中の石油系ワックスは，軟化点が８５〜１１０℃の範囲内のものであり，アスファルト分合計に対して１０〜３５重量％の範囲内の配合比であることが望ましい。さらに，アスファルト中のプロピレン・ブテン共重合樹脂は，軟化点が８５〜１１０℃の範囲内のものであり，アスファルト分合計に対して１０〜５０重量％の範囲内の配合比であることが望ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は，道路舗装用のアスファルト混合物に関する。さらに詳細には，アスファルトに砕石等の骨材と所定の添加剤を加え，加熱混合することによって製造されるアスファルト混合物に関するものである。

従来より，道路舗装用として，アスファルトに所定粒度の砕石等の骨材や所要の性状を得るための各種の添加剤を加え，所定の温度で加熱混合することにより製造されるアスファルト混合物が用いられている。一般に，アスファルト混合物に添加する添加剤によってその性状は変化し，目的や用途に応じて様々なものが利用されている。さらに，アスファルト混合物の必要な性状が得られるためには，アスファルト混合物を製造する際の製造温度（混合温度）や施工温度の適切な管理も重要であった。

従来より，このアスファルト混合物に添加される添加剤としては，さらなる性状の向上と製造・施工の容易化等を目指して，種々の考案がなされている。例えば，特許文献１には，石油系または合成系のワックスを添加することによって，製造温度と施工温度とを低下させたアスファルト混合物が記載されている。この文献に記載のアスファルト混合物によれば，従来一般に１６０〜１７０℃で混合製造されるとともに，１３０〜１４０℃で施工されていた各温度を，それぞれ１０〜５０℃低下させることができる。また，特許文献２には，ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーと一種以上のワックスを添加することにより保存性を良好にしたアスファルト混合物が記載されている。この文献に記載のアスファルト混合物によれば，アスファルトと改質剤との相分離を抑制して，保存安定性を向上させることができる。

また，近年アスファルト廃材のリサイクルが盛んに行われている。社団法人日本道路協会の「舗装発生材プラント再生舗装技術指針」によると，その技術的要点は以下の通りである。まず，（１）廃材の品質（アスファルト含有量，アスファルトの硬さ，骨材粒度など）を分析する。次に，（２）アスファルト本来の固さより固くなっている廃材中のアスファルトを再生添加剤を加えて通常のアスファルトの硬さにまで軟らかくする。そして，（３）通常の粒度より細かくなっている廃材中の骨材に新骨材を混ぜて通常の粒度になるように調整する。
特開２００２−３０２９０５号公報 特開２００３−５５５５９号公報

しかしながら，前記した特許文献１に記載のアスファルト混合物では，製造温度及び施工温度を低下させた場合の舗装材としての性状が十分とは言えないという問題点があった。例えば，特許文献１には，施工温度１１０℃で施工した路面のホイールトラッキング試験の結果では，耐流動性（動的安定度）は６３０回／ｍｍと記載されており，これは主要道路の舗装材として使用するにはやや不十分な値である。一般的には１０００回／ｍｍ程度以上が要求されている。また，特許文献２に記載の技術は，アスファルト混合物の保存性を向上させるためのものであり，保存性は向上されているものの製造温度や施工温度については特に記載されていない。これらに対し，省エネと環境負荷低減のために製造温度および施工温度を低下させても，施工後の路面性状として十分な強度が得られ，さらに保存性も良好なアスファルト混合物が要望されていた。

また，上記の従来のリサイクル技術では，（１）の段階での分析を正確に行うことが困難であり，そのため（２）の段階で加えられる再生添加剤の添加量を正確に調整することが難しいという問題点があった。再生添加剤の添加量が必要量より少ないと，製造された舗装材が固くなり，施工しにくくなるおそれがある。一方，再生添加剤の添加量が多すぎると，施工時に締まりにくくなり，また施工後の舗装面がべとつくおそれがある等の問題点があった。さらに，再生添加剤の使用率が多いと，一部の再生添加剤が分離するという問題点もあった。これらの点から，従来のリサイクル材の混合率は５０重量％程度までとされていた。これに対し，さらなるリサイクル率の向上が求められていた。

本発明は，前記した従来のアスファルト混合物が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，製造温度及び施工温度を低下させても舗装材としての十分な性状を有するとともに，保存性が良好であり，リサイクル率を向上させることのできるアスファルト混合物を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明のアスファルト混合物は，骨材とアスファルトとを混合してなるアスファルト混合物であって，アスファルト中に，石油系ワックスとプロピレン・ブテン共重合樹脂とが含有されているものである。

このようなアスファルト混合物によれば，石油系ワックスは，比較的低温でもアスファルト混合物を軟らかく保ち，プロピレン・ブテン共重合樹脂は，舗装後の路面の強度を向上させる。従って，製造温度及び施工温度を通常より約３０℃低下させて製造・施工が可能であり，舗装材としての十分な性状を有することができる。また，これらの添加物は一般的な環境での保管により分離・変質しないので，保存性が良好である。また，石油系ワックスは，アスファルトとの相性がよいのでリサイクル率を向上させることができる。

さらに本発明では，アスファルト中の石油系ワックスは，軟化点が８５〜１１０℃の範囲内のものであり，アスファルト分合計に対して１０〜３５重量％の範囲内の配合比であることが望ましい。

さらに本発明では，アスファルト中のプロピレン・ブテン共重合樹脂は，軟化点が８５〜１１０℃の範囲内のものであり，アスファルト分合計に対して１０〜５０重量％の範囲内の配合比であることが望ましい。

軟化点が８５℃未満の石油系ワックスやプロピレン・ブテン共重合樹脂をアスファルトに含有させた場合は，供用温度の上限である約６０℃での路面の強度が十分ではない。また，軟化点が１１０℃より高い石油系ワックスやプロピレン・ブテン共重合樹脂をアスファルトに含有させた場合は，施工温度を通常より約３０℃低下させて１１０℃程度としたときに，施工可能な粘度が得られない。またいずれも，含有量が多すぎると十分な路面性状が得られず，含有量が少なすぎると製造・施工に適した粘度が得られない。ここで，アスファルト分合計とは，骨材（フィラーを含む）を除いたアスファルトおよび添加剤の合計重量であり，以下では，各添加剤の配合比はアスファルト分合計重量に対する重量％で表す。

本発明のアスファルト混合物によれば，製造温度及び施工温度を低下させても舗装材としての十分な性状を有するとともに，保存性が良好であり，リサイクル率を向上させることができる。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，アスファルトに骨材及び添加剤を混入した，道路舗装用のアスファルト混合物である。

本形態のアスファルト混合物は，アスファルト，骨材，石油系ワックス，プロピレン・ブテン共重合樹脂がそれぞれ所定の割合で混合されたものである。このうち，アスファルトおよび骨材については，特に限定することなく，従来より利用されている各種の材料が利用できる。また，後で述べるように，このアスファルトと骨材との混合物としては，その多くの部分にアスファルト廃材を利用することもできる。

一方，このアスファルト混合物に用いられる添加剤は，石油系ワックスとプロピレン・ブテン共重合樹脂であり，このうちプロピレン・ブテン共重合樹脂は添加しない場合もある。石油系ワックスとしては，その軟化点が８５〜１１０℃のものを用い，アスファルト分合計中に例えば１０〜３５重量％程度混合される。また，樹脂としては，その軟化点が８５〜１１０℃の低分子量プロピレン・ブテン共重合樹脂を用い，アスファルト分合計中に１５〜５０重量％程度混合される。アスファルト分合計とは，骨材（フィラーを含む）を除き，アスファルトと各種の添加剤との合計分量である。また，軟化点とは，各成分が液状となる温度のことである。ここで低分子量とは，分子量６０００（Ｍｎ）以下のものを指す。特に，４０００〜５３００（Ｍｎ）のものが好ましい。以下では，石油系ワックスを単にワックス，プロピレン・ブテン共重合樹脂を単に樹脂という。

さらに，本形態のアスファルト混合物の製造温度と施工温度とは，従来のアスファルト混合物に比較して，いずれも約３０℃低く設定している。すなわち本形態では，製造温度を１３０〜１４０℃とするとともに，施工温度を１００〜１１０℃とする。設定温度が異なるのみで，製造方法および施工方法は従来と同様の一般的なものでよい。

一般に，針入度８０〜１００程度の通常アスファルトを使って舗装材を製造する場合，製造温度での粘度が約９０〜１３０ｃｐであり，施工温度での粘度が約３００〜５００ｃｐであることが求められる。これは，製造装置や施工方法等によって必要とされる条件であり，粘度がこの範囲外であると製造あるいは施工に不具合が発生するおそれがあるので，好ましくない。そのため本形態では，少なくとも９０ｃｐ／１４０℃（製造時）程度かつ３００ｃｐ／１１０℃（施工時）程度となるように各種添加物の混合割合を設定する。この２つの条件は通常，一方がクリアされれば，他方もクリアされる。

従って，本形態のアスファルト混合物は，アスファルトと骨材と（あるいは，アスファルト廃材）に，軟化点が８５〜１１０℃のワックスおよび軟化点が８５〜１１０℃の樹脂を混合し，１３０〜１４０℃で混合製造した後，１００〜１１０℃において粘度が３００〜５００ｃｐとなるように，各種添加物の添加量を調整したものである。この条件によって，添加するワックスまたは樹脂の軟化点を選択することにより，その混合割合もおよそ決定されることになる。すなわち一般に，軟化点の低い添加剤では，その添加量は少なくする。一方，軟化点の高い添加剤では，ある程度多く添加することになる。

本形態では，ワックスや樹脂をその軟化点が８５〜１１０℃の範囲から選択している。これは，軟化点が８５℃より低いワックスや樹脂を利用した場合は，施工後の舗装材の性状が十分ではないからである。一般に，供用温度は夏場の最高で約６０℃とされており，路面性状としては，この温度においても轍掘れやひび割れが発生しにくい強度が求められている。また，軟化点が１１０℃を超えるワックスや樹脂を利用した場合では，本形態の施工温度（１００〜１１０℃）では軟化しておらず，施工に必要な粘度が得られないからである。

さらに，ワックスのみでなく樹脂を複合添加することにより，舗装材の性状を向上させることができる。これにより，ワックスや樹脂の選択の幅が広がり，アスファルトの混合量を減少させることができる。また，本形態のアスファルト混合物では，一般的な環境で保管しても変質しないので，長時間の保存が可能である。そして，保存後のアスファルト混合物によって舗装した路面性状も十分なものとなる。

また，アスファルト廃材をリサイクルする場合，従来では一般に再生添加剤を添加している。この再生添加剤の添加量を正確に算出することは困難であり，またその添加量が過剰でも不足でも路面性状に問題が発生するおそれがあった。そのため，従来は廃材の混合率を５０重量％程度までとしていた。

これに対し，本形態では，アスファルト廃材の混合率を９０重量％以上とし，これに上記のワックスおよび樹脂を再生添加剤に代えて添加する。このワックスは，石油系ワックスであるためアスファルトとの相性が良く，分離するおそれはない。また，本形態で添加しているワックスは，温度がその軟化点を超えると急速に液状となり，上記の製造・施工温度ではアスファルトを軟化・再生するのに十分な粘度が得られる。その一方で，供用温度では固体であるので，過剰に添加したとしても舗装面がべとつくことはない。

さらに，ワックスのみでなく樹脂をも添加することにより，舗装面の強度が補強される。これにより，ワックスの添加量が多少不足であった場合でも路面の十分な強度が得られる。従って，ワックスの添加量がやや過剰であったり不足であったりしても，十分な路面性状が得られるとともに，舗装面がべとつくおそれはない。従って，従来に比較して廃材の量を多くしても，安定して十分な路面性状が得られるアスファルト混合物とすることができる。

次に，本形態のアスファルト混合物を実際に製造・施工し，その路面性状を測定した結果について，図１〜図３を用いて説明する。図１は，添加するワックスや樹脂の軟化点および添加量を変化させた舗装材を製造・施工し，施工後の路面性状を比較したものである。図２は，図１で最も良好であったアスファルト混合物について，所定時間保存した後施工し，その路面性状を測定したものである。図３は，アスファルト廃材を利用し，それに本形態のワックスと樹脂を添加して製造したアスファルト混合物について，路面性状を比較したものである。なお，図中空欄はその添加量が０であることを示している。

まず，図１に基づいて，ワックスおよび樹脂の適切な軟化点の範囲と添加量について説明する。この実施例では，それぞれ本形態の製造温度で製造したアスファルト混合物を，製造直後に本形態の施工温度で施工し，その路面性状を測定した。測定した路面性状としては，マーシャル安定度試験による安定度（ｋＮ），ホイールトラッキング試験による耐流動性（回／ｍｍ），曲げ強度試験による曲げ強度（Ｎ／ｍｍ）とひずみである。

図１中，実施例Ｎｏ１〜７は良好な路面性状が得られたものであり，比較例Ａ，Ｂ，Ｃは性状不良であったものである。良好と不良との判定は，図１中最下段に記載した通常舗装材での路面性状を基準としている。すなわち，安定度７．８ｋＮ以上，耐流動性１０００回／ｍｍ以上，曲げ強度８．０Ｎ／ｍｍ以上，ひずみ２．５以上をいずれも満たすものを良好とした。

このうち，実施例Ｎｏ１，２はワックスのみを添加し，樹脂を添加していないものである。ワックスの軟化点が９０℃以上であれば，ワックスのみの添加によっても良好な性状が得られることが分かった。ただし，粘度が３００〜５００ｃｐ／１１０℃を満たすためには，その添加量は１０〜１５重量％程度が限界であった。また，比較例Ａから分かるように，ワックスの軟化点が８６℃のものを単独添加した場合には，路面性状が十分ではなかった。

実施例Ｎｏ３〜７は，ワックスと樹脂とを複合添加したものである。軟化点１１０℃の樹脂を複合添加することにより，単独では不十分であった軟化点８６℃のワックスでも十分な性状が得られた（実施例Ｎｏ３）。しかし，軟化点６９℃のワックスや軟化点７０℃の樹脂を使用した場合は，その添加量を調整しても適切な性状のアスファルト混合物が得られなかった（比較例Ｂ，Ｃ）。

軟化点９８℃のワックスと軟化点１１０℃の樹脂を添加したもの（実施例Ｎｏ４）や，軟化点１０７℃のワックスと軟化点９３℃（実施例Ｎｏ５），１００℃（実施例Ｎｏ６），１１０℃（実施例Ｎｏ７）の樹脂を添加したものでは，いずれも良好な結果が得られた。この実施例Ｎｏ３〜７のうちでは，軟化点１０７℃のワックスを１９．５重量％と軟化点１１０℃の樹脂を１３．１重量％と複合添加した実施例Ｎｏ７のアスファルト混合物が，最も優秀な性状を示した。

次に，図２に基づいて，本形態のアスファルト混合物の保存性を説明する。ここでは，上記の最も良好であった実施例Ｎｏ７のアスファルト混合物を所定時間保存した後，本形態の施工温度で施工した。その結果，２４時間保存後，４８時間保存後，７２時間保存後のいずれにおいても通常の施工が可能であった。さらに，いずれも通常舗装材に比較して十分な路面性状を有していた。これにより，このアスファルト混合物は，保存性が良好であることが分かった。

次に，図３に基づいて，アスファルト廃材を利用したアスファルト混合物の路面性状について説明する。ここで，実施例Ｎｏ８，９は，廃材に軟化点１０７℃のワックスを単独添加したものである。実施例Ｎｏ１０は，軟化点１０７℃のワックスと軟化点１１０℃の樹脂とを複合添加した。なお，この組み合わせは，上記の実施例Ｎｏ７に用いたものである。一方，比較例Ｄは，再生添加剤を添加した従来のリサイクル方法によるものである。この比較例は，廃材の分析がかなり精度良くできた場合のものであり，廃材７３．９１重量％に対して再生添加剤０．２８重量％を添加することにより，十分な路面性状が得られている。

実施例Ｎｏ８は，比較例Ｄの再生添加剤に代えて同量のワックスを添加した。これだけでも，比較例Ｄより路面性状が向上した。さらに，実施例Ｎｏ９では廃材の量を増加し，それに対してワックスの量も増加させている。この場合においても，路面性状は十分であった。このようにすれば，新骨材はごくわずかでよく，新アスファルトの量も半減することができた。さらに，実施例Ｎｏ１０では，実施例Ｎｏ９のワックスをワックスと樹脂との複合添加に変更した。これにより，実施例Ｎｏ９と同量の廃材を利用して，さらに路面性状が向上するとともに，新アスファルトの量もさらに減らすことができた。

以上詳細に説明したように，本形態のアスファルト混合物は，軟化点が８５〜１１０℃の石油系ワックスをアスファルト分合計中に例えば１０〜３５重量％程度と，軟化点が８５〜１１０℃の低分子量プロピレン・ブテン共重合樹脂をアスファルト分合計中に１５〜５０重量％程度とを複合添加する。これにより，製造温度を１３０〜１４０℃として，施工温度を１００〜１１０℃とすることができ，しかも，施工後の路面性状を向上させることができる。また，十分な保存性を有し，保存後のアスファルト混合物による路面性状も十分であった。また，アスファルト廃材の混合率を上昇させても，十分な路面性状が得られる。すなわち，製造温度及び施工温度を低下させても舗装材としての十分な性状を有するとともに，保存性が良好であり，リサイクル率を向上させることのできるアスファルト混合物となっている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。

製造直後のアスファルト混合物による舗装材の性状を示す図表である。 所定時間保存後のアスファルト混合物による舗装材の性状を示す図表である。 リサイクル材を利用したアスファルト混合物による舗装材の性状を示す図表である。

Claims (3)

1. 骨材とアスファルトとを混合してなるアスファルト混合物において，
   前記アスファルト中に，石油系ワックスとプロピレン・ブテン共重合樹脂とが含有されていることを特徴とするアスファルト混合物。
2. 請求項１に記載するアスファルト混合物において，
   前記アスファルト中の石油系ワックスは，
   軟化点が８５〜１１０℃の範囲内のものであり，
   アスファルト分合計に対して１０〜３５重量％の範囲内の配合比であることを特徴とするアスファルト混合物。
3. 請求項１に記載するアスファルト混合物において，
   前記アスファルト中のプロピレン・ブテン共重合樹脂は，
   軟化点が８５〜１１０℃の範囲内のものであり，
   アスファルト分合計に対して１０〜５０重量％の範囲内の配合比であることを特徴とするアスファルト混合物。

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