JP2007162326A - 弾性舗装体 - Google Patents

Abstract

【課題】養生時間の短縮を図りつつ、高強度であって高耐久に優れる舗装構造を得ることができる弾性舗装体を提供する。
【解決手段】アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含むアスファルト系バインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する下層弾性層１と、ウレタンバインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する上層弾性層２とが積層されてなる弾性舗装体１０である。
【選択図】図１

Description

本発明は弾性舗装体に関し、詳しくは、２層の積層構造を有し、短い養生時間で高耐久の舗装構造が得られる弾性舗装体に関する。

従来、加硫ゴムを粉末またはチップ状にして利用する方法として、ウレタンやエポキシ等の硬化性樹脂をバインダーとして使用した低騒音弾性舗装が知られている。また、ゴムチップをバインダーと混合してプレス成形した弾性舗装体が、歩道や運動場、車道等で使用されている。

これらゴムチップを用いた弾性舗装は、ゴムチップの有する弾力性により歩行時の衝撃吸収性や転倒時の安全性といった優れた効果を奏するとともに、内部に空隙を有することから、排水性および通気性に加えて吸音性にも優れ、そのためタイヤと路面内で発生する騒音の低減にも有効であるため、都市部での交通騒音低減のための機能性弾性舗装材としても注目されている。

しかし、ウレタン等の硬化性樹脂をバインダーとして用いた場合、施工した舗装をリサイクルする場合に、アスファルトのように加熱等により再利用を図ることができないという問題があった。また、常温で硬化が遅いため、養生時間に１〜２日程度要することとなり、その間交通規制をしなければならないという難点があり、成型品についても、道路のような大面積に施工するには困難であり、経済的な問題を有するものであった。

これに対し、本出願人においては、ウレタンやエポキシ等の従来の硬化性バインダーに代えて、短時間で施工でき、低コストで２次リサイクルが可能なアスファルトをバインダーに用いた弾性舗装について種々検討を行ってきており、熱可塑性樹脂であるエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）をアスファルトとともにバインダーとして用いた弾性舗装材料について提案を行っている（例えば、特許文献１，２等）。また、積層舗装構造に係る改良技術として、例えば、特許文献３には、アスファルト舗装層またはコンクリート舗装層の上に、弾性舗装層を積層した透水性舗装構造が開示されている。
特願２００４−３８１５１３ 特願２００５−００４５０９ 特開２００２−２９４６２４号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、アルファルトをベースに用いた弾性舗装は強度が弱く、表面の骨材（ゴム、珪砂等）が車両通行により飛散し易いという問題があった。従って、上述の硬化性バインダーを用いた弾性舗装における養生時間等の問題と、かかるアスファルトバインダーを用いた弾性舗装における強度、即ち、耐久性の問題とを、同時に解消し得る技術が求められていた。

そこで本発明の目的は、養生時間の短縮を図りつつ、高強度であって高耐久に優れる舗装構造を得ることができる弾性舗装体を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、舗装構造として、アスファルト系の弾性舗装と硬化性樹脂系の弾性舗装とを積層してなる２層の積層構造を採用することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の弾性舗装体は、アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含むアスファルト系バインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する下層弾性層と、ウレタンバインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する上層弾性層とが積層されてなることを特徴とするものである。

本発明の弾性舗装体においては、前記下層弾性層および上層弾性層の双方において、好適には、前記ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材との体積比率が１００／０〜５０／５０の範囲内であり、空隙率が１０〜５０％の範囲内である。また、前記下層弾性層において、前記アスファルト系バインダーの含有量が１０〜３５体積％の範囲内であることが好ましく、前記上層弾性層において、前記ウレタンバインダーの含有量が１０〜３５体積％の範囲内であることが好ましい。さらに、前記上層弾性層の厚さは、好ましくは５〜２０ｍｍの範囲内である。

本発明によれば、上記構成としたことにより、養生時間の短縮を図りつつ、高強度であって高耐久に優れる舗装構造を得ることができる弾性舗装体を実現することが可能となった。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の弾性舗装体の概略部分断面図を示す。図示するように、本発明の弾性舗装体１０は、アスファルトおよびＥＶＡを含むアスファルト系バインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する下層弾性層１と、ウレタンバインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する上層弾性層２とが積層されてなる２層構造の舗装体である。

本発明においては、下層にアスファルトと樹脂改質剤としてのＥＶＡとを混合したアスファルト系バインダーを用いた弾性舗装を施工し、その上層にウレタンバインダーを用いた常温硬化型の弾性舗装を施工する２層構造としたことで、上層部分のウレタン系弾性舗装を薄くすることができる。常温硬化型の弾性舗装は、表層より硬化が進行することから、厚さが減少することにより指数的に養生時間が短くなるため、これにより、養生時間の大幅な短縮を図ることが可能となったものである。また、本発明の弾性舗装体では、アスファルトベースの弾性舗装は下層となるため、車両通行により骨材が飛散しやすいという問題も解消される。

本発明において、下層弾性層１に用いることのできるアスファルトとしては、特に制限されるものではなく、慣用のアスファルト、例えば、ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト、ブローンアスファルト、アスファルト乳剤やタール、ピッチ、オイルなどを添加したカットバックアスファルト、再生アスファルトなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。また、アスファルトは、脱色アスファルトであってもよい。

また、ＥＶＡとしては、例えば、ＥＶ２１０ＥＴ（三井デュポンケミカル（株）製）、ＥＶＡ７２０、ＥＶＡ６８０、ＥＶＡ７１０（（株）東ソー製）等の市場で入手し得るものを好適に使用することができる。ＥＶＡにおけるビニル酢酸単位は、ゴムとの接着性を高めるために、好ましくは１０重量％以上とする。また、ＥＶＡのＪＩＳ Ｋ７２１５に準拠するデュロメータＡ硬さは、強度の面から７０以上であることが好ましい。下層弾性層のアスファルト系バインダーにおいては、アスファルト２０〜７０重量部に対し、ＥＶＡを３０〜８０重量部にて配合することが好ましい。

下層弾性層のアスファルト系バインダーには、アスファルトおよびＥＶＡ以外の成分として、ワックスやシランカップリング剤等を添加することができる。かかるワックスとしては、特に制限されるものではなく、石油ワックス等の天然ワックスおよび合成ワックスのいずれを用いることもでき、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、流動パラフィンワックス、パラフィン系合成ワックス、ポリエチレンワックス、炭化水素系ワックス等が挙げられ、これらは１種を単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。また、本発明に用いるワックスとしては、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、特には９０℃以上１３０℃以下であるものが好ましい。さらに、２５℃における針入度は、好適には２０以下、より好適には８以下である。アスファルト系バインダーにおけるワックスの配合量は、５０重量％以下、例えば、２０〜４０重量％程度とする。

また、シランカップリング剤としては、市場で入手できるものを適宜使用することが可能であり、特に制限されるものではないが、中でもアミノ系シランカップリング剤が好適である。例えば、信越化学工業（株）製のＫＢＭ６０３、ＫＢＭ９０３等を好適に使用することができる。シランカップリング剤を配合することにより、石表面の接着性も得られるため、耐久性をより高めることができる。本発明に係るアスファルト系バインダーにおけるシランカップリング剤の配合量は、５重量％以下、例えば、０．１〜２重量％程度とする。

その他、本発明に係るアスファルト系バインダー中には、例えば、強度等を向上させるために、他の熱可塑性エラストマーを添加することができる。かかる他の熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）等の１種または２種以上の組み合わせを適宜選択して用いることができる。これら他の熱可塑性エラストマーの配合量は、例えば、全アスファルト系バインダーに対し、１０〜５０重量％程度とすることができる。また、施工性を改良するために、アスファルト系バインダー中に、低分子量の石油樹脂を１〜４０重量％程度含有させてもよい。

下層弾性層におけるアスファルト系バインダーの割合は、骨材の結着強度の観点から、１０〜３５重量％程度とすることが好ましい。

ゴムチップおよび／またはゴム粉末としては、特に材質等は限定されず、天然ゴムやイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム等を利用することができる。かかるゴムは、ゴムタイヤ、ウェザーストリップ、ホース類等の使用済み廃材、成形の際に生成する不要の端材、成形不良品等から得ることができる。

また、骨材としては、特に制限はなく、天然骨材およびリサイクル骨材のいずれも用いることができ、川砂利、川砂等の砕石、珪砂、シリカサンド、スラグ、コンクリート、ガラス、ＦＲＰ等が挙げられる。この骨材に使用する石材、砂等は、完成した舗装の強度、耐摩耗性を確保し、表面に露出して防滑作用を得るためのものである。石材は互いに噛み合って荷重を分散させる機能を持つことが好ましく、このため、砕石のような尖った形状で硬い物が適当である。また、粒径０．５〜３０ｍｍの粗粒骨材に対して、粒径０．５ｍｍ以下の細粒骨材を５体積％以上混合することが好ましい。粗粒骨材は、互いに噛み合って隙間を形成するような、砕石のような尖った形状で硬いものが適当である。一方、細粒骨材は、大型の粗粒骨材の表面に付着してタイヤ等に対して防滑作用（サンドペーパーのような研磨効果）をもたらすこととなる。

これらゴムチップおよび／またはゴム粉末と骨材との体積比率は、１００／０〜５０／５０、特には１００／０〜７５／２５の範囲内である。ゴムの割合が少なすぎると弾性舗装としての効果が十分ではなく、一方、多すぎると、アスファルト舗装に適用するために十分な物性が得られなくなり、いずれも好ましくない。また、骨材の割合が多すぎると、十分な弾性および低音効果が得られなくなり、好ましくない。

下層弾性層は、空隙率が１０〜５０％の範囲内となるよう設計することが好ましい。空隙率が１０％未満であると、透水性が低くなり、騒音低減効果が低くなり、一方、５０％を超えると舗装としての強度が確保できず、いずれも好ましくない。

下層弾性層は、上記ゴム、骨材、アスファルト系バインダーおよび必要に応じて添加される他の添加剤を混合し、適宜温度、例えば、１８０℃程度に加熱したミキサー中に投入して、２０分程度攪拌した後、施工することで形成することができる。

なお、下層弾性層材料の混合時に用いるオイルとしては、特に限定はされないが、例えば、芳香族環、ナフテン環およびパラフィン鎖の３組成からなる石油系オイルのうち、環分析結果が３６％以上の芳香族炭素を有する芳香族系オイルを好適に使用することができる。

また、上層弾性層２に用いるウレタンバインダーとしては、特には２液性ウレタンバインダーとして、好ましくはイソシアネート基端末プレポリマーとポリオールとを水酸基／イソシアネート基の当量比で、例えば、０．２〜０．８にて混合したものを用いる。１液性ウレタンバインダーは、２液性ウレタンバインダーに比べて硬化時間の調整が非常に困難で汎用性がなく、硬化時間の短縮が図りにくい難点がある。

なお、２液性ウレタンバインダーのイソシアネート末端基プレポリマーの一例としては、イソシアネート含有量５〜２５％、粘度１０００〜５０００ｃＰ（２５℃）で、イソシアネート末端基プレポリマーの平均官能基数が２〜３のものが挙げられる。このプレポリマー用のイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネートがある。変性に用いる活性水素化合物としては、通常、分子量が１０００〜
３０００程度のポリアルキレングリコールが用いられる。

一方、ポリオールの一例としては、平均官能基数が２〜６、平均分子量が１０００以下のものであって、かつ、反応性の点から水酸基の半分以上が一級水酸基であることが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリアルキレンエーテルグリコール等が挙げられる。

上層弾性層におけるかかるウレタンバインダーの割合は、骨材の結着強度の観点から、１０〜３５体積％の範囲内とすることが好ましい。

また、上層弾性層におけるゴムチップおよび／またはゴム粉末、ならびに骨材としては、特に制限はなく、先に挙げた下層弾性層と同様のものを適宜使用することができる。上層弾性層におけるゴムチップおよび／またはゴム粉末と骨材との体積比率は、１００／０〜５０／５０、特には１００／０〜７５／２５の範囲内である。ゴムの割合が少なすぎると弾性舗装としての効果が十分ではなく、一方、多すぎると、舗装としての強度が確保できず、いずれも好ましくない。また、骨材の割合が多すぎると、十分な弾性および低音効果が得られなくなり、好ましくない。

さらに、上層弾性層には、有機シランを、ウレタンバインダーに対して０．１〜１０体積％添加することで、ウレタンバインダーと骨材との結合力を高めて、強度や耐久性の向上を図ることができる。かかる有機シランとしては、エポキシ系、メルカプト系等の有機シランを用いることが可能である。さらにまた、上層弾性層には、ウレタンバインダーの硬化促進剤や、その他、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を配合することも可能である。

上層弾性層は、空隙率が１０〜５０％の範囲内となるよう設計することが好ましく、空隙率が１０％未満であると、透水性が低く、騒音低減効果が低く、一方、５０％を超えると舗装としての強度が確保できず、いずれも好ましくない。

上層弾性層は、骨材と、ゴムチップおよび／またはゴム粉末との混合物に、ウレタンバインダーおよび必要に応じて添加される添加剤を混合することにより得ることができる。この場合の混合方法には特に制限はなく、これらが均一に混合できる方法であればよい。骨材へのウレタンバインダーの添加、混合時の温度は常温でよいが、低温の場合は硬化が遅れ、高温の場合は硬化が促進されるため、必要に応じて温度調節を行うことが好ましい。本発明における上層弾性層の厚さは、好適には５〜２０ｍｍであり、特には１０〜１５ｍｍ程度である。上層弾性層の厚さが５ｍｍ未満であると表層が剥離してしまい、一方、２０ｍｍを超えると硬化時間が長くなり、いずれも好ましくない。

本発明の一例の弾性舗装体を示す概略部分断面図である。

符号の説明

１ 下層弾性層
２ 上層弾性層
１０ 弾性舗装体

Claims (6)

1. アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する下層弾性層と、ウレタンバインダーと、ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材とを含有する上層弾性層とが積層されてなることを特徴とする弾性舗装体。
2. 前記下層弾性層および上層弾性層の双方において、前記ゴムチップおよび／またはゴム粉末と、骨材との体積比率が１００／０〜５０／５０の範囲内である請求項１記載の弾性舗装体。
3. 前記下層弾性層において、前記アスファルト系バインダーの含有量が１０〜３５体積％の範囲内である請求項１または２記載の弾性舗装体。
4. 前記上層弾性層において、前記ウレタンバインダーの含有量が１０〜３５体積％の範囲内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の弾性舗装体。
5. 前記下層弾性層および上層弾性層の双方において、空隙率が１０〜５０％の範囲内である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の弾性舗装体。
6. 前記上層弾性層の厚さが５〜２０ｍｍの範囲内である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の弾性舗装体。

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