JP2006328229A - アスファルト舗装表面の塗布材及びアスファルト舗装表面の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂モルタルとアスファルトとは、本来的に接着が悪いためプライマーを塗布し、その上に樹脂モルタルを塗工する手法を取ることが多い。従来のプライマ−は、溶剤タイプと無溶剤タイプがあるが、溶剤タイプでは溶剤の揮発の問題、またそれのアスファルトへの親和性の強さのため残存することなどの欠点があり、無溶剤タイプも樹脂としての強度が発現しにくく、またプライマーとしての付着強度も充分ではなどの欠点がある。そこで、このような欠点がなく、優れたプライマーとして使用できるアスファルト舗装表面の塗布材及びアスファルト舗装表面の処理方法を提供する。
【解決手段】 変性エポキシ樹脂エマルジョン、イソシアネート化合物、及びセメント粉を混合したもの。
【選択図】 なし

Description

本発明は、アスファルト舗装表面の塗布材及びアスファルト舗装表面の処理方法に関するものである。

アスファルト舗装は最も多い舗装道路であり非常に優れたものである。更に、最近では、雨水によるハイドロプレーニング現象による事故、騒音問題等の観点から、透水性のアスファルト（下地が透水しない排水性アスファルトも含む、以下同じ）が用いられてきている。
これは、使用する骨材の粒度とその分布を調整し、アスファルト乳剤を減らすなどして、骨材間に空隙を持たせたものである。この空隙によって水を下方に浸透させ、且つ騒音の原因となる音波をも吸収する。しかし、この空隙のためどうしても骨材が離脱、飛散しやすく舗装面の損傷が速い。

そこで、このアスファルト舗装面に補強材として樹脂モルタルを塗工することが行なわれてきている。この樹脂モルタルによって、骨材の離脱、飛散を防止するのである。このような樹脂モルタルは、硬化の問題等によってアクリル樹脂系ウレタン樹脂系などのものである。

このような樹脂モルタルとアスファルトとは、本来的に接着が悪く、単にアスファルト上に塗工すると部分的に浮き上がる、移動する、剥離する等の問題がある。そこで、この接着力を補完するためプライマーを塗布し、その上に樹脂モルタルを塗工する手法を取ることが多い。

このようなアスファルトに塗布するプライマーとして、溶剤タイプの樹脂を使用すると、揮発性溶剤が問題であること、またそれがアスファルトへの親和性が強くどうしても残存すること、さらにプライマーを塗布した後比較的短時間内に上部塗布材を塗布しなければならないなどの問題があった。
そこで、特許文献１のような無溶剤系２液型ポリウレタン樹脂が提案されており、溶剤の問題を解決するとともに速硬性も向上させている。しかしながら樹脂としての強度が発現しにくく、またプライマーとしての付着強度も充分ではない。付着強度を向上させるために珪砂を混合したり、あるいはプライマー層の表面に珪砂を散布したりしているが、それでも充分ではなく、逆に珪砂を混合することにより粘性増大の問題もある。
特開２００３−１７５３６２

勿論、エポキシ系のプライマーも考えられているが、低温時の硬化速度が遅く、５〜１０℃以下になると実質的に使用できない。

そこで、このような欠点がなく、優れたプライマーとして使用できるアスファルト舗装表面の塗布材及びアスファルト舗装表面の処理方法を提供する。

以上のような状況に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明アスファルト舗装表面の塗布材及びアスファルト舗装表面の処理方法を完成したものであり、その特徴とするところは、塗布材にあっては、変性エポキシ樹脂エマルジョン、イソシアネート化合物、及びセメント粉を混合した点にあり、処理方法にあっては、請求項１記載の塗布材を透水性アスファルト表面に塗布（噴霧、散布、刷毛などの方法）する点、又は該塗布材を塗布した後、樹脂と骨材を必須成分とする樹脂モルタルを摺り切り塗工、又は積層塗工する点にある。

ここで、変性エポキシ樹脂とは、エポキシ基をその末端に２つ以上有するエポキシ化合物或いは該物質と末端に１つのエポキシ基を有するエポキシ化合物との混合物と、脂肪酸との反応生成物である。これらと反応させることによって、ＯＨ基を分子内に多数存在させるのである。よって、原則として反応性エポキシ基は残存していない。
エポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ又はＦとエピクロルヒドリンとの反応生成物が好適である。このエポキシ化合物と脂肪酸との化合物であるが、この時脂肪酸としてはヒドロキシカルボン酸が好ましい。

更に、変性エポキシ樹脂は複数種を混合して用いてもよい。これらの変性エポキシ樹脂の分子量としては、２００〜１０００程度が好適である。

なかでも、次の（１）と（２）で表される化合物の混合物が好適である。両者の混合比率は自由であるが、（１）が１００重量部に対して（２）が５０〜１５０重量部程度が好適である。

Ｒ1は芳香族構造を示し、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、は脂肪族構造を示す。

Ｒ6は芳香族構造を示し、Ｒ7、Ｒ8は脂肪族構造を示す。

これらの化合物の中で、Ｒ1、Ｒ6はビスフェノールＡ又はＦであり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は炭素数２〜５程度が好適である。

この変性エポキシ樹脂は、エマルジョンとして用いる。よって、水と分散剤が必要である。混合量としては、樹脂成分６５重量％、水３５重量％程度が好適である。実際は、樹脂成分１００重量部に対して、水が３０〜１００重量部程度であり、可塑剤、顔料その他の通常混合するものを混合してもよい。

イソシアネート化合物は、ＮＣＯ基を有する化合物であり、なかでもジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）や、クルードＭＤＩ等がよい。これはＮＣＯ分として２５〜３５％程度がよい。化学式（３）で示されるものがＭＤＩである。また、クルードＭＤＩとしては、化学式４で示されるようなものが好適である。

ｎは１〜数十程度。

このイソシアネート化合物は取り扱いを容易にするため、粘度を下げるための溶剤を加えてもよい。この時の溶剤は、芳香族系ではなく、酢酸エチルなどのエステル系やアセトンなどのケトン系などが望ましい。これは、芳香族系のもの（ベンゼン、トルエン、キシレン等）ではアスファルト乳剤が溶解し、接着力が著しく減少したり、アスファルト骨材が外れて飛散したりする。溶剤の混合量としては、１〜１０重量％程度で十分である。さらに、これに骨材としてケイ砂その他の無機の微粒子を混合してもよい。変性エポキシ樹脂エマルジョンとイソシアネート化合物の合計量に対しては、溶媒混合量は、０．５〜２５重量％程度が適当である。

セメントとは、ポルトランドセメント、高炉セメント、アルミナセメント等であり、水で練ったとき硬化する無機質の粉である。

変性エポキシ樹脂エマルジョン、イソシアネート化合物、及びセメント粉の混合比率は、イソシアネート化合物１００重量部に対して、変性エポキシ樹脂エマルジョン（水も含めて）１００〜１８０重量部、セメントが同様に７０〜１３０重量部である。

溶剤や水の量によって、粘度を適当に調整し取り扱いを容易にすることもできる。粘度としては３５０〜６５０ｍＰａ・ｓ程度が好適である。

本発明は、上記の混合物であるアスファルト舗装表面の塗布材である。即ち、アスファルト舗装表面に塗布するものである。塗布の方法は自由であり、スプレー装置、刷毛やローラー、その他通常のものでよい。

ここで、アスファルト舗装表面に樹脂モルタルを塗工する方法は、次の２種である。透水性アスファルト舗装の表層空隙に摺り込み塗工する方法と、透水性又は非透水性アスファルト舗装の表層以上にも積層塗工する方法とである。
摺り込み塗工する方法は、主として被施工面である透水性アスファルト舗装の間隙に充填はするが、原則としてアスファルトの表面以上には塗工しない方法である。よって、具体的な方法としては、均し具と摺り込み用具（機械装置も含む）によって間隙に塗工し、アスファルト舗装表面を超えて載っている樹脂モルタルを除去することとなる。この方法では、舗装面の高さは実質的に変わらない。

アスファルト舗装の表層以上にも積層塗工する方法では、ある程度被施工面であるアスファルト舗装表面の間隙にも充填はされるが、アスファルトの表面以上に２ｍｍ〜数ｃｍ上乗せして塗工するのである。この方法では、被施工面のアスファルト舗装表面に大きな凹凸が存在した場合等はその補正もできる。

本発明の塗布材は、他の樹脂モルタル塗工用のプライマ−として塗布しても、この塗布材自体が表面にでる最終塗布材として塗布してもよい。また、本発明塗布材の上に他の樹脂等によるトップコートを施してもよい。これは、樹脂を薄く塗布するもので、表面の美観、着色、光沢など、あるいは、表面の保護、汚れ防止などのためであり、着色樹脂や透明樹脂が用途に応じて用いられる。アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、あるいはシリコン樹脂、フッ素系などが一般的であるが他の樹脂でもよい。

本発明樹脂は、塗布後変性エポキシ樹脂とイソシアネートが重合反応し、硬化する。これは、ＯＨ基とＮＣＯ基との反応であり、化学反応式（５）のように縮合する。

よって、多数のＯＨ基にＮＣＯ基が反応し、線状分子というより平面状または三次元状の高分子となる。
また、本発明の大きなポイントである、セメントがエマルジョンの水と反応し、セメント状硬化物を作る。よって、この高分子とセメント硬化物が厳密にどのような構造物を構成しているのかは明らかではないが、これによって無機物にも強い接着性を有し、またアスファルトや他の樹脂にもよく接着する。
その他、セメントは樹脂エマルジョンの安定化効果があり、均一な塗布が可能になる。

本発明は、アスファルト舗装表面用のものであり、アスファルト舗装面であればどのようなところでもよい。例えば、道路、橋梁、公園その他である。

更に、本発明の利用法として、透水性アスファルトに本発明塗布材をプライマーとして塗布し、その上に弾性骨材とウレタンバインダーを混合した樹脂モルタルでそれ自身も透水性を有するものを、透水性アスファルトに摺り切り塗工する方法がある。ここでいう弾性骨材とは、ゴム小片の表面に樹脂と無機粉末とをコーティングしたものである。このような摺り込み塗工方式の際のプライマーとしては、セメントも配合されている本発明塗布材は好適である。

特に、ゴム小片の周囲に無機粉末が固着されているため、本発明塗布材との接着力がより強化され、通常のゴム骨材を用いるものより適している。

本発明アスファルト舗装表面の塗布材及びアスファルト舗装表面の処理方法には、次のような大きな利点がある。
（１） エマルジョン原料自体の分散性がよく、長期保存ができる。
（２） また、プライマーとして使用する場合、塗布後の表面粘着効果が長く保たれるため、比較的長時間経過後でも摺り込みなどの本塗工が可能である。
（３） 本発明の塗布材はアスファルト表面への接着性が非常によく、同時にさらに塗工される樹脂モルタルへの接着性もよい。
（４） 本発明の塗布材自体、長期安定性がよく、強度に優れている。

以下実施例に沿ってより詳細に説明する。

実施例１
次のように各成分を混合し塗布材を準備した。
（１） エマルジョン ：１４０重量部
変性エポキシ樹脂 ：１００重量部
水 ： ４０重量部
（２） イソシアネート ：１００重量部
クルードＭＤＩ ：９７重量部
溶剤、骨材、顔料の合計 ： ３重量部
（３） セメント（ポルトランドセメント）：１００重量部
変性エポキシ樹脂は、化学式(１)で示す化合物と（２）で示す化合物の等量（重量比）混合物であり、Ｒ1、Ｒ6はビスフェノールＡであり、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ7はブチレン基であり、Ｒ3、Ｒ5、Ｒ8はメチル基である。また、ここでクルードＭＤＩには、一部変性ＭＤＩを使用した。平均分子量は、５００〜１０００程度である。
この３種を混合、撹拌し実施例１とした。

実施例２
（１） エマルジョン ：１７０重量部
変性エポキシ樹脂 ：１２０重量部
水 ： ５０重量部
（２） イソシアネート ：１００重量部
クルードＭＤＩ ：９７重量部
溶剤、骨材、顔料の合計 ： ３重量部
（３） セメント（ポルトランドセメント）：１２５重量部
変性エポキシ樹脂とクルードＭＤＩは、実施例１のものを用いた。
この３種を混合、撹拌し実施例２とした。

実施例３
（１） エマルジョン ：１００重量部
変性エポキシ樹脂 ：７２重量部
水 ：２８重量部
（２） イソシアネート ：１００重量部
クルードＭＤＩ ：９７重量部
溶剤、骨材、顔料の合計 ： ３重量部
（３） セメント（ポルトランドセメント）： ７０重量部
変性エポキシ樹脂とクルードＭＤＩは、実施例１のものを用いた。
この３種を混合、撹拌し実施例３とした。

この３つの塗布材をプライマーとして、密粒アスファルトコンクリート上に塗布した。塗布厚みは０．２ｍｍ程度である。指触乾燥後、上部に樹脂モルタル（アクリル系の樹脂）を５ｍｍ塗工した。この時の接着強度等を測定した。

接着強度は、建研式引張強度試験器で測定した。その結果は、次の通りである。
実施例１：１．２８Ｎ／ｍｍ²（１３．１ｋｇｆ／ｃｍ²）
実施例２：１．０１Ｎ／ｍｍ²（１０．３ｋｇｆ／ｃｍ²）
実施例３：０．９８Ｎ／ｍｍ²（１０．０ｋｇｆ／ｃｍ²）
比較例１：０．５１Ｎ／ｍｍ²（ ５．２ｋｇｆ／ｃｍ²）
比較例は、プライマーを塗布せず、直接アスファルト面に塗工したものである。

以上のように接着強度は優れており、当然溶剤はほとんど含まれていないため、環境や人体への影響はなく、またアスファルトにも影響はほとんどない。

Claims (5)

1. 変性エポキシ樹脂エマルジョン、イソシアネート化合物、及びセメント粉を混合したことを特徴とするアスファルト舗装表面の塗布材。
2. 変性エポキシ樹脂は、下記（１）式及び（２）式で表される化合物の混合物である請求項１記載のアスファルト舗装表面の塗布材。
   

   

   Ｒ1は芳香族構造を示し、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、は脂肪族構造を示す。
   

   

   Ｒ6は芳香族構造を示し、Ｒ7、Ｒ8は脂肪族構造を示す。
3. 該イソシアネート化合物は、ＭＤＩ及び／又はクルードＭＤＩである請求項１又は２記載のアスファルト舗装表面の塗布材。
4. 請求項１又は２記載の塗布材を透水性アスファルト表面に塗布することを特徴とするアスファルト舗装表面の処理方法。
5. 請求項１〜３記載の塗布材を透水性アスファルト表面に塗布した後、樹脂と骨材を必須成分とする樹脂モルタルを摺り込み塗工又は積層塗工するものである請求項５記載のアスファルト舗装表面の処理方法。