JP2014031649A - Binder for pavement and mixture for pavement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、舗装を形成する舗装用混合物に用いられる舗装用バインダ、及び該舗装用バインダを用いて形成される舗装用混合物に関する。 The present invention relates to a pavement binder used for a pavement mixture for forming a pavement, and a pavement mixture formed using the pavement binder.
屋外に設置される舗装は、太陽光に熱せられるため、夏季の高温時には舗装面温度が60℃程度に上昇する。
一般的に、舗装を形成する舗装用混合物には、バインダとして舗装用石油アスファルト(ストレートアスファルトともいう)が用いられている。舗装用石油アスファルトの軟化点は、50℃程度であるため、夏季になると軟化し易くなる。このため、舗装用石油アスファルトが用いられた路線では、交通荷重により舗装用混合物が流動し、いわゆるわだち掘れが生じることがあった。
そこで、交通量が多い道路の舗装を形成する舗装用混合物には、舗装用石油アスファルトにSBS(スチレン・ブタジエン・ブロック共重合体)などの高分子材料を混合して改質したポリマー改質アスファルトがバインダとして用いられている。ポリマー改質アスファルトを用いた舗装の強度は、従来の舗装用石油アスファルトを用いた舗装の強度よりも高いため、高温下でも軟化し難いという利点がある。しかし、ポリマー改質アスファルトを用いた舗装であっても、温度条件や交通荷重の条件がさらに過酷になることを想定すると、舗装用混合物の流動化が生じることが懸念されている。
Since the pavement installed outdoors is heated by sunlight, the pavement surface temperature rises to about 60 ° C. at high temperatures in summer.
In general, paving petroleum asphalt (also referred to as straight asphalt) is used as a binder in a paving mixture for forming paving. Since the softening point of paving petroleum asphalt is about 50 ° C., it becomes softer in summer. For this reason, on routes using petroleum asphalt for paving, the mixture for paving may flow due to traffic load, and so-called rutting may occur.
Therefore, for the paving mixture that forms road pavements with heavy traffic, polymer modified asphalt modified by mixing high-molecular materials such as SBS (styrene / butadiene / block copolymer) with petroleum asphalt for paving. Is used as a binder. Since the strength of pavement using polymer-modified asphalt is higher than the strength of pavement using conventional petroleum asphalt for paving, there is an advantage that it is difficult to soften even at high temperatures. However, even with pavement using polymer-modified asphalt, there is a concern that fluidization of the mixture for pavement will occur if temperature conditions and traffic load conditions are assumed to be more severe.
舗装用材料としては、舗装用石油アスファルトの他にセメントコンクリートが用いられる。セメントコンクリートを用いた舗装は、舗装用石油アスファルトを用いた舗装に比べて、冬季の低温から夏季の高温まで幅広い温度域において高い強度を有する。
しかし、セメントコンクリートを用いた舗装は、舗装用石油アスファルトを用いた舗装よりも撓み性に劣るため、温度変化によるひび割れが生じ易いという欠点がある。このため、セメントコンクリートを用いた舗装では、5〜10m間隔でひび割れ防止のための目地を施工する必要があった。
また、セメントコンクリートを用いた舗装は、専用のコンクリートフィニッシャを使用して施工される。しかし、コンクリートフィニッシャによって舗装面を平坦化する処理は、アスファルトフィニッシャによる平坦化処理に比べて施工作業が煩雑である。また、セメントコンクリートは、硬化までに1週間程度の養生期間を必要とする。このように、セメントコンクリートを用いた舗装は、舗装用石油アスファルトを用いた舗装に比べて、施工作業性及び施工期間の点では劣る。
As a paving material, cement concrete is used in addition to paving petroleum asphalt. Pavement using cement concrete has high strength in a wide temperature range from low temperature in winter to high temperature in summer, compared to pavement using petroleum asphalt for pavement.
However, pavement using cement concrete is inferior in flexibility to pavement using petroleum asphalt for pavement, and therefore has a drawback that cracking due to temperature change is likely to occur. For this reason, in the pavement using cement concrete, it was necessary to construct joints for preventing cracks at intervals of 5 to 10 m.
Also, pavement using cement concrete is constructed using a dedicated concrete finisher. However, the process of flattening the pavement surface with a concrete finisher is more complicated in construction work than the flattening process with an asphalt finisher. Cement concrete requires a curing period of about one week before it hardens. Thus, pavement using cement concrete is inferior in terms of construction workability and construction period compared to pavement using petroleum asphalt for pavement.
これに対して、本発明者らは、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリアミド樹脂及びポリアミド樹脂からなる群より選ばれた1種以上の縮重合系樹脂を含有してなり、縮重合系樹脂の180℃における溶融粘度が20000mPa・s以下で、軟化点が80〜180℃である着色舗装用結合材組成物を提案してきた(特許文献1参照)。
また、骨材、ポリアミド樹脂、及びアスファルトを含むアスファルト混合物であって、前記ポリアミド樹脂の軟化点が60℃〜150℃であるアスファルト混合物、好ましくはポリアミド樹脂の180℃における溶融粘度が2000mPa・s以下であるアスファルト混合物を提案してきた(特許文献2参照)。
On the other hand, the present inventors contain at least one condensation polymerization resin selected from the group consisting of polyester resin, polyester polyamide resin and polyamide resin, and melt the condensation polymerization resin at 180 ° C. A colored pavement binder composition having a viscosity of 20000 mPa · s or less and a softening point of 80 to 180 ° C. has been proposed (see Patent Document 1).
Also, an asphalt mixture containing aggregate, polyamide resin and asphalt, wherein the polyamide resin has a softening point of 60 ° C. to 150 ° C., preferably the polyamide resin has a melt viscosity at 180 ° C. of 2000 mPa · s or less. Has been proposed (see Patent Document 2).
ところが、上述した舗装用混合物であっても、さらに過酷な温度条件や交通荷重の条件に対する耐性の向上と、優れた耐性を備えながらも、従来と同様の機械編成や施工体勢によって施工できるという施工上の利便性という観点では、依然として開発の余地が残されていた。
そこで、本発明は、従来の舗装用石油アスファルトよりも舗装路面の完成後の強度が高く、従来のセメントコンクリートよりも施工性に優れる舗装用混合物の提供を目的とする。
However, even with the above-mentioned pavement mixture, it is possible to perform construction with the same machine organization and construction posture as before while improving resistance to severer temperature conditions and traffic load conditions and having excellent resistance. In terms of convenience above, there was still room for development.
Therefore, an object of the present invention is to provide a pavement mixture that has higher strength after completion of a paved road surface than conventional petroleum asphalt for paving and has better workability than conventional cement concrete.
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特定のポリアミド樹脂を舗装用混合物のバインダとして用いることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下のことを要旨とする。
<1>舗装を形成する舗装用混合物に用いられる舗装用バインダであって、ポリアミド樹脂単独、若しくはポリアミド樹脂とアスファルトとのバインダ混合物からなり、該バインダ混合物の場合には、ポリアミド樹脂の配合割合がポリアミド樹脂とアスファルトとの合計量基準で90質量%以上であり、該ポリアミド樹脂の軟化点が70℃以上100℃以下、かつ該ポリアミド樹脂の180℃における溶融粘度が180mPa・s以下であることを特徴とする舗装用バインダ、
<2>前記ポリアミド樹脂が一価カルボン酸と重合脂肪酸とを含むカルボン酸成分と、ポリアミンを含むアミン成分とを含む上記<1>の舗装用バインダ、
<3>前記カルボン酸成分の一価カルボン酸が、カルボン酸成分全量基準で、10〜50モル当量%である上記<2>の舗装用バインダ、
<4>前記アミン成分が2種以上の脂肪族ジアミンを含むアミン成分である上記<2>の舗装用バインダ、
<5>上記<1>〜<4>のいずれかの舗装用バインダと、骨材と、を含む舗装用混合物。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a specific polyamide resin as a binder for a paving mixture, and have completed the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows.
<1> A pavement binder used for a pavement mixture for forming a pavement, which is composed of a polyamide resin alone or a binder mixture of a polyamide resin and asphalt. In the case of the binder mixture, the blending ratio of the polyamide resin is 90 mass% or more based on the total amount of the polyamide resin and asphalt, the softening point of the polyamide resin is 70 ° C. or more and 100 ° C. or less, and the melt viscosity at 180 ° C. of the polyamide resin is 180 mPa · s or less. Paving binder,
<2> The paving binder according to <1>, wherein the polyamide resin includes a carboxylic acid component containing a monovalent carboxylic acid and a polymerized fatty acid, and an amine component containing a polyamine.
<3> The binder for paving according to the above <2>, wherein the monovalent carboxylic acid of the carboxylic acid component is 10 to 50 mol equivalent% based on the total amount of the carboxylic acid component.
<4> The pavement binder according to <2>, wherein the amine component is an amine component containing two or more aliphatic diamines,
<5> A paving mixture comprising the paving binder according to any one of the above items <1> to <4> and an aggregate.
本発明によれば、従来の舗装用石油アスファルトを用いた舗装よりも高強度であって、セメントコンクリートを用いた舗装よりも施工性が良好な舗装用混合物を形成できる舗装用バインダ、及び該舗装用バインダを用いて形成される舗装用混合物を提供できる。 According to the present invention, a pavement binder capable of forming a pavement mixture having higher strength than pavement using conventional petroleum asphalt for pavement and better workability than pavement using cement concrete, and the pavement. It is possible to provide a paving mixture that is formed using a binder.
以下に、本発明を詳細に説明する。
[舗装用バインダ]
本発明の実施形態に係る舗装用バインダは、舗装を形成する舗装用混合物に用いられる舗装用バインダであって、ポリアミド樹脂単独、若しくはポリアミド樹脂とアスファルトとのバインダ混合物からなり、該バインダ混合物の場合には、ポリアミド樹脂の配合割合がポリアミド樹脂とアスファルトとの合計量基準で90質量%以上であり、該ポリアミド樹脂の軟化点が70℃以上100℃以下、かつ該ポリアミド樹脂の180℃における溶融粘度が180mPa・s以下であることを特徴とする。
The present invention is described in detail below.
[Pavement binder]
The pavement binder according to an embodiment of the present invention is a pavement binder used for a pavement mixture for forming pavement, and is composed of a polyamide resin alone or a binder mixture of a polyamide resin and asphalt, and in the case of the binder mixture The blending ratio of the polyamide resin is 90% by mass or more based on the total amount of the polyamide resin and asphalt, the softening point of the polyamide resin is 70 ° C. or more and 100 ° C. or less, and the melt viscosity of the polyamide resin at 180 ° C. Is 180 mPa · s or less.
[ポリアミド樹脂]
<ポリアミド樹脂の性状>
本発明の実施形態として示す舗装用バインダに使用可能なポリアミド樹脂を説明する。ポリアミド樹脂の軟化点は、70℃以上100℃以下であり、好ましくは75℃以上90℃以下、より好ましくは、80℃以上85℃以下である。
夏季の舗装面温度が60℃程度になることから、ポリアミド樹脂の軟化点が70℃未満であると、ポリアミド樹脂、骨材などを含む舗装用混合物によって形成された舗装のわだち掘れを十分に抑制できない。また、ポリアミド樹脂の軟化点が100℃を超えると、舗装用混合物の粘度が上昇し、ロードローラによる締め固めが十分にできず、施工後に所定の密度が得られない。このため、舗装の耐久性が不足することがある。
また、ポリアミド樹脂の180℃における溶融粘度は、30〜180mPa・s、好ましくは50〜150mPa・sである。そうすることで骨材等との混合性を確保しつつ、良好な施工性を得ることが可能となる。溶融粘度が180mPa・sを超えると、骨材などとともに均一な舗装用混合物を形成することが難しくなる。また、施工性が低下するため好ましくない。なお、ポリアミド樹脂の熱劣化を考慮すると180℃を超えて加熱することは望ましくない。
[Polyamide resin]
<Properties of polyamide resin>
The polyamide resin which can be used for the pavement binder shown as embodiment of this invention is demonstrated. The softening point of the polyamide resin is 70 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, preferably 75 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 85 ° C. or lower.
Since the pavement surface temperature in summer is about 60 ° C, the softening point of the polyamide resin is less than 70 ° C, and the rubbing of the pavement formed by the mixture for pavement containing polyamide resin, aggregate, etc. is sufficiently suppressed. Can not. On the other hand, when the softening point of the polyamide resin exceeds 100 ° C., the viscosity of the paving mixture is increased, and the road roller cannot be sufficiently compacted, and a predetermined density cannot be obtained after construction. For this reason, the durability of the pavement may be insufficient.
The polyamide resin has a melt viscosity at 180 ° C. of 30 to 180 mPa · s, preferably 50 to 150 mPa · s. By doing so, it is possible to obtain good workability while ensuring mixing with aggregates and the like. When the melt viscosity exceeds 180 mPa · s, it becomes difficult to form a uniform paving mixture together with aggregates and the like. Moreover, since workability falls, it is not preferable. In consideration of the thermal deterioration of the polyamide resin, it is not desirable to heat the resin at a temperature exceeding 180 ° C.
<ポリアミド樹脂の構造>
上述した性状を有していれば、アミド結合(−CONH−)を有する高分子化合物であれば、いかなる化学構造を有するポリアミド樹脂を使用することもできる。ポリアミド樹脂は、例えば、主として脂肪族骨格からなるナイロンであってもよいし、主として芳香族骨格をもつアラミドであってもよい。さらにはこの両者以外の骨格構造を有するものでもよい。一方で好適に用いられる構造体としては、脂肪族ジアミンとジカルボン酸からなるポリアミドが挙げられる。
<Structure of polyamide resin>
Any polyamide resin having any chemical structure can be used as long as it has the properties described above as long as the polymer compound has an amide bond (—CONH—). The polyamide resin may be, for example, nylon mainly composed of an aliphatic skeleton or aramid mainly having an aromatic skeleton. Furthermore, you may have frame | skeleton structures other than these both. On the other hand, the structure suitably used includes a polyamide composed of an aliphatic diamine and a dicarboxylic acid.
ポリアミド樹脂は、通常、環状ラクタムの開環重合反応や、アミノ酸やその誘導体の自己縮合反応、カルボン酸とアミン化合物との縮重合反応などにより得られる。カルボン酸とアミン化合物との縮重合反応によるポリアミド樹脂は、例えば、カルボン酸とアミン化合物とを縮合(縮重合)反応させて得ることができる。
縮重合反応の一方の原料であるカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アルケニルコハク酸(好ましくは、アルケニル基が炭素数4〜20のアルケニルコハク酸)、重合脂肪酸(例えば、植物油脂由来の不飽和脂肪酸を反応させて得られるダイマー酸など)、シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸などの二価カルボン酸、さらには、2,4−ベンゼントリカルボン酸などの三価カルボン酸などが挙げられる。
The polyamide resin is usually obtained by a ring-opening polymerization reaction of a cyclic lactam, a self-condensation reaction of an amino acid or a derivative thereof, a condensation polymerization reaction of a carboxylic acid and an amine compound, or the like. A polyamide resin obtained by a condensation polymerization reaction between a carboxylic acid and an amine compound can be obtained, for example, by subjecting a carboxylic acid and an amine compound to a condensation (condensation polymerization) reaction.
Examples of the carboxylic acid that is one raw material of the condensation polymerization reaction include adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, and alkenyl succinic acid (preferably, the alkenyl group has carbon atoms. 4 to 20 alkenyl succinic acid), polymerized fatty acid (for example, dimer acid obtained by reacting unsaturated fatty acid derived from vegetable oil), divalent carboxylic acid such as cyclohexanedicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and 2 And trivalent carboxylic acids such as 4-benzenetricarboxylic acid.
また、縮重合反応の他方の原料であるアミン化合物としては、ポリアミン、アミノカルボン酸、アミノアルコールなどが挙げられる。ポリアミンとしては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、プロピレンジアミンなどの脂肪族ジアミン、ジエチレントリアミンなどの脂肪族トリアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミンなどの芳香族ジアミン、ピペラジン、イソホロンジアミンなどの脂環式ジアミンが挙げられる。アミノカルボン酸としては、メチルグリシン、トリメチルグリシン、6−アミノカプロン酸δ−アミノカプリル酸、ε−カプロラクタムなどが挙げられる。アミノアルコールとしては、エタノールアミン、プロパノールアミンなどが挙げられる。
これら原料として使用される各化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上混合して用いることができる。
Examples of the amine compound that is the other raw material for the polycondensation reaction include polyamines, aminocarboxylic acids, and amino alcohols. Examples of polyamines include aliphatic diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, and propylenediamine, aliphatic triamines such as diethylenetriamine, aromatic diamines such as xylylenediamine and diphenylmethanediamine, and alicyclic diamines such as piperazine and isophoronediamine. . Examples of the aminocarboxylic acid include methyl glycine, trimethyl glycine, 6-aminocaproic acid δ-aminocaprylic acid, and ε-caprolactam. Examples of amino alcohols include ethanolamine and propanolamine.
Each compound used as these raw materials can be used alone or in combination of two or more.
さらに、本実施形態で用いられるポリアミド樹脂は、カルボン酸成分として、前記カルボン酸に一価カルボン酸と重合脂肪酸を含むカルボン酸成分を用いることができる。
また、アミン化合物として、ポリアミンを含むアミン成分、特に好ましくは、前記アミン化合物として2種以上の脂肪族ジアミンを含むアミン成分、最も好ましくは2種以上の脂肪族ジアミンから選ばれるアミン成分を用いることができる。
これらのカルボン酸成分とアミン成分とを縮合して得られるポリアミド樹脂であれば、本発明に用いるポリアミド樹脂に要求される軟化点や溶融粘度などの特性を満たすものを容易に見出すことができる。
このポリアミド樹脂、骨材などを含む舗装用混合物によれば、舗装のわだち掘れやねじれ破壊の防止、及び耐油性の向上を一層図ることができる。
さらに、アミン化合物として2種以上の脂肪族ジポリアミンを含むアミン成分、最も好ましくは2種以上の脂肪族ジアミンから選ばれるアミン成分を用いて得られたポリアミド樹脂は、上述の性能に特に優れる。例えば、カルボン酸成分として一価カルボン酸と重合脂肪酸とを用いることによって、得られるポリアミド樹脂の溶融粘度を調整することが容易となる。
Furthermore, the polyamide resin used in this embodiment can use a carboxylic acid component containing a monovalent carboxylic acid and a polymerized fatty acid in the carboxylic acid as the carboxylic acid component.
Further, as the amine compound, an amine component containing a polyamine, particularly preferably, an amine component containing two or more aliphatic diamines as the amine compound, most preferably an amine component selected from two or more aliphatic diamines is used. Can do.
If the polyamide resin is obtained by condensing these carboxylic acid component and amine component, those satisfying characteristics such as softening point and melt viscosity required for the polyamide resin used in the present invention can be easily found.
According to the pavement mixture containing this polyamide resin, aggregate, etc., it is possible to further prevent pavement rutting and torsional breakage and improve oil resistance.
Furthermore, a polyamide resin obtained using an amine component containing two or more aliphatic dipolyamines as an amine compound, most preferably an amine component selected from two or more aliphatic diamines, is particularly excellent in the above-described performance. For example, by using a monovalent carboxylic acid and a polymerized fatty acid as the carboxylic acid component, it becomes easy to adjust the melt viscosity of the obtained polyamide resin.
前記カルボン酸成分を構成する一価カルボン酸と重合脂肪酸の配合割合は、カルボン酸成分全量基準で、前者が10〜50モル当量%、後者が50〜90モル当量%であることが好ましく、前者が10〜30モル当量%、後者が90〜70モル当量%あることがより好ましい。
また、前記カルボン酸成分には、脂肪族一価カルボン酸及び重合脂肪酸以外に物性を阻害しない範囲でその他のカルボン酸を加えてもよい。
The blending ratio of the monovalent carboxylic acid and the polymerized fatty acid constituting the carboxylic acid component is preferably 10 to 50 mol equivalent% for the former and 50 to 90 mol equivalent% for the latter, based on the total amount of the carboxylic acid component. Is more preferably 10 to 30 mol equivalent% and the latter is 90 to 70 mol equivalent%.
In addition to the aliphatic monovalent carboxylic acid and polymerized fatty acid, other carboxylic acid may be added to the carboxylic acid component as long as the physical properties are not impaired.
前記一価カルボン酸としては、炭素数1〜22の脂肪族一価カルボン酸が好ましく、炭素数12〜20の脂肪族一価カルボン酸がより好ましい。当該脂肪族一価カルボン酸は、炭素数12〜20の脂肪族一価カルボン酸、あるいはこれから選ばれる2種以上の混合物であることがより好ましい。脂肪族一価カルボン酸としてこのような脂肪族一価カルボン酸、あるいはこの混合物を用いることにより、ポリアミド樹脂の結晶性が低下し、ポリアミド樹脂の軟化点を100℃以下にするなど軟化点の調整が容易になる。 As the monovalent carboxylic acid, an aliphatic monovalent carboxylic acid having 1 to 22 carbon atoms is preferable, and an aliphatic monovalent carboxylic acid having 12 to 20 carbon atoms is more preferable. The aliphatic monovalent carboxylic acid is more preferably an aliphatic monovalent carboxylic acid having 12 to 20 carbon atoms, or a mixture of two or more kinds selected therefrom. By using such an aliphatic monovalent carboxylic acid or a mixture thereof as the aliphatic monovalent carboxylic acid, the crystallinity of the polyamide resin is lowered, and the softening point of the polyamide resin is adjusted to 100 ° C. or less. Becomes easier.
前記炭素数12〜22の脂肪族一価カルボン酸としては、飽和又は不飽和のものが使用できる。飽和脂肪族一価カルボン酸としては、例えば、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラギジン酸、ベヘニン酸などが挙げられる。また、不飽和脂肪族一価カルボン酸としては、例えば、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エイコセン酸、エルシン酸、天然油脂より得られる混合脂肪酸(トール油脂肪酸、米ヌカ脂肪酸、大豆油脂肪酸、牛脂脂肪酸等)などが挙げられ、これらは単独で使用してもよく、二種以上を併用しもよい。前記重合脂肪酸は、不飽和結合を有する一塩基性脂肪酸若しくはそのエステル化物を重合して得られる重合物である。 As said C12-C22 aliphatic monovalent carboxylic acid, a saturated or unsaturated thing can be used. Examples of the saturated aliphatic monovalent carboxylic acid include lauric acid, palmitic acid, stearic acid, alginic acid, and behenic acid. Further, as the unsaturated aliphatic monovalent carboxylic acid, for example, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, eicosenoic acid, erucic acid, mixed fatty acids obtained from natural fats and oils (tall oil fatty acid, rice nuka fatty acid, soybean oil fatty acid, Beef tallow fatty acid and the like), and these may be used alone or in combination of two or more. The polymerized fatty acid is a polymer obtained by polymerizing a monobasic fatty acid having an unsaturated bond or an esterified product thereof.
当該不飽和結合を有する一塩基性脂肪酸としては、通常1〜3の不飽和結合を有する総炭素数が8〜24の不飽和脂肪酸が用いられる。例えば、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、及び天然の乾性もしくは半乾性油脂肪酸などの脂肪酸が挙げられる。また、不飽和結合を有する一塩基性脂肪酸のエステルとしては、上記不飽和結合を有する一塩基性脂肪酸と脂肪族アルコール、好ましくは、炭素数1〜3の脂肪族アルコールとのエステルが挙げられる。前記不飽和結合を有する一塩基性脂肪酸若しくはそのエステル化物の重合体である重合脂肪酸は、二量体を主成分とするものが好ましい。例えば、炭素数18の不飽和脂肪酸の重合物として、その組成が、炭素数18の一塩基酸(単量体)0〜10質量%、炭素数36の二塩基酸(二量体)60〜99質量%、炭素数54の三塩基酸以上の酸(三量体以上)30質量%以下のものが市販品として入手できる。 As the monobasic fatty acid having an unsaturated bond, an unsaturated fatty acid having 8 to 24 total carbon atoms and having 1 to 3 unsaturated bonds is usually used. Examples include fatty acids such as oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and natural dry or semi-dry oil fatty acids. Examples of the ester of a monobasic fatty acid having an unsaturated bond include esters of the monobasic fatty acid having an unsaturated bond and an aliphatic alcohol, preferably an aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms. The polymerized fatty acid, which is a polymer of a monobasic fatty acid having an unsaturated bond or an esterified product thereof, preferably has a dimer as a main component. For example, as a polymer of an unsaturated fatty acid having 18 carbon atoms, the composition of the monobasic acid (monomer) having 18 carbon atoms is 0 to 10% by mass, and the dibasic acid having 36 carbon atoms (dimer) is 60 to 60%. A 99 mass%, 54 or more tribasic acid acid (trimer or more) of 30 mass% or less is commercially available.
次に、前記カルボン酸成分とともに用いるアミン成分に含まれるポリアミンとしては、脂肪族ジアミンの他、物性を阻害しない範囲で脂肪族トリアミン及び芳香族ジアミンを用いることができる。この場合、アミン成分における前記各ポリアミンの配合割合が、アミン成分全量基準で、脂肪族ジアミンが90〜100モル当量%、脂肪族トリアミン及び/又は芳香族ジアミンが0〜20モル当量%であることが好ましく、脂肪族ジアミンが95〜100モル当量%、脂肪族トリアミン及び/又は芳香族ジアミンが0〜5モル当量%であることがより好ましく、脂肪族ジアミンが100モル当量%あることが特に好ましい。 Next, as a polyamine contained in the amine component used together with the carboxylic acid component, an aliphatic triamine and an aromatic diamine can be used in addition to the aliphatic diamine as long as the physical properties are not impaired. In this case, the blending ratio of each of the polyamines in the amine component is 90 to 100 molar equivalents of the aliphatic diamine and 0 to 20 molar equivalents of the aliphatic triamine and / or aromatic diamine based on the total amount of the amine component. More preferably, the aliphatic diamine is 95 to 100 mole equivalent%, the aliphatic triamine and / or the aromatic diamine is more preferably 0 to 5 mole equivalent%, and the aliphatic diamine is particularly preferably 100 mole equivalent%. .
前記脂肪族ジアミンとしては、炭素数2〜6の脂肪族ジアミンが好ましく、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが例示できる。本発明においては特に2種以上の上述アミンを併用することが好ましく、これによってポリアミド分子同士のアミド基の配向性を調整することができ、軟化点や180℃溶融粘度の調整を容易に達成できる。中でもエチレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミンを含む混合物であることが好ましい。 The aliphatic diamine is preferably an aliphatic diamine having 2 to 6 carbon atoms, and examples thereof include ethylene diamine, propylene diamine, butylene diamine, and hexamethylene diamine. In the present invention, it is particularly preferable to use two or more kinds of the above-mentioned amines together, whereby the orientation of the amide group between the polyamide molecules can be adjusted, and the adjustment of the softening point and the 180 ° C. melt viscosity can be easily achieved. . Among them, a mixture containing ethylenediamine and hexamethylenediamine is preferable.
ポリアミド樹脂は、前記各原料化合物を公知の反応条件下で縮合反応させることにより製造することができる。例えば、一価カルボン酸やポリカルボン酸などのカルボン酸成分とポリアミン化合物などのアミン成分とをモル当量比(カルボン基/アミノ基)1.0/1.2〜1.2/1.0で混合、加熱し、例えば、180〜250℃で縮合反応させればよい。 The polyamide resin can be produced by subjecting the raw material compounds to a condensation reaction under known reaction conditions. For example, a molar equivalent ratio (carboxylic group / amino group) of 1.0 / 1.2 to 1.2 / 1.0 of a carboxylic acid component such as monovalent carboxylic acid or polycarboxylic acid and an amine component such as polyamine compound What is necessary is just to carry out a condensation reaction at 180-250 degreeC, for example, mixing and heating.
[バインダ混合物]
<ポリアミド樹脂>
バインダ混合物を構成するポリアミド樹脂としては、上述したポリアミド樹脂を適用できる。
[Binder mixture]
<Polyamide resin>
As the polyamide resin constituting the binder mixture, the above-described polyamide resin can be applied.
<アスファルト>
本発明の実施形態に係る舗装用バインダに使用可能なアスファルトとしては、舗装用石油アスファルトであるストレートアスファルトのほか、スチレン・ブタジエン・ブロック共重合体(SBS)、スチレン・イソプレン・ブロック共重合体(SIS)、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)などの熱可塑性エラストマーなどの高分子材料で改質したポリマー改質アスファルトなどが挙げられる。アスファルトは、JIS K2207(1996)や、日本改質アスファルト協会規格に準拠するものであれば使用できる。また、既設のアスファルト舗装に含まれるバインダ混合物、及び骨材から再生されたアスファルトも用いることができる。
<Asphalt>
Asphalt usable in the binder for paving according to the embodiment of the present invention includes straight asphalt which is petroleum asphalt for paving, styrene / butadiene block copolymer (SBS), styrene / isoprene / block copolymer ( SIS), polymer modified asphalt modified with a polymer material such as a thermoplastic elastomer such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), and the like. Asphalt can be used as long as it conforms to JIS K2207 (1996) and the Japan Modified Asphalt Association Standard. Moreover, the binder mixture contained in the existing asphalt pavement and the asphalt regenerated from the aggregate can also be used.
<配合割合>
バインダ混合物を構成するポリアミド樹脂とアスファルトとは、ポリアミド樹脂の配合割合がポリアミド樹脂とアスファルトとの合計量基準で90質量%以上、好ましくは95質量%以上である。ポリアミド樹脂の配合割合が90質量%未満であると、高温(60℃)において要求される弾性係数や曲げ強度を満足できない。なお、上述した再生アスファルトをバインダ混合物に使用する場合には、ポリアミド樹脂と再生アスファルトとの合計量基準で10質量%以下にすることが好ましい。
<Combination ratio>
In the polyamide resin and asphalt constituting the binder mixture, the blending ratio of the polyamide resin is 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more based on the total amount of the polyamide resin and asphalt. When the blending ratio of the polyamide resin is less than 90% by mass, the elastic modulus and bending strength required at a high temperature (60 ° C.) cannot be satisfied. In addition, when using the reproduction | regeneration asphalt mentioned above for a binder mixture, it is preferable to set it as 10 mass% or less on the total amount reference | standard of a polyamide resin and a reproduction | regeneration asphalt.
[舗装用混合物]
本発明の実施形態に係る舗装用混合物は、骨材と、舗装用バインダとを有する。舗装用バインダは、ポリアミド樹脂単独、若しくはポリアミド樹脂とアスファルトとのバインダ混合物からなり、該バインダ混合物の場合には、ポリアミド樹脂の配合割合がポリアミド樹脂とアスファルトとの合計量基準で90質量%以上であり、該ポリアミド樹脂の軟化点が70℃以上100℃以下、かつ該ポリアミド樹脂の180℃における溶融粘度が180mPa・s以下である、上記詳述した舗装用バインダが用いられる。
[Pavement mixture]
The mixture for paving according to the embodiment of the present invention includes an aggregate and a binder for paving. The paving binder is composed of a polyamide resin alone or a binder mixture of polyamide resin and asphalt. In the case of the binder mixture, the blending ratio of the polyamide resin is 90% by mass or more based on the total amount of the polyamide resin and asphalt. The pavement binder described in detail above is used in which the softening point of the polyamide resin is 70 ° C. or more and 100 ° C. or less, and the melt viscosity of the polyamide resin at 180 ° C. is 180 mPa · s or less.
<骨材>
本発明の実施形態に係る舗装用混合物に用いることのできる骨材としては、舗装設計施工指針(日本道路協会)に記載された砕石、砂、スクリーニングス、石粉及び再生骨材が挙げられる。これ以外の骨材を用いることも可能である。骨材には、繊維補強材や、舗装用充填材などを適宜添加することもできる。
<Aggregate>
Examples of the aggregate that can be used in the mixture for paving according to the embodiment of the present invention include crushed stone, sand, screenings, stone powder, and recycled aggregate described in the paving design and construction guidelines (Japan Road Association). Aggregates other than this can also be used. A fiber reinforcing material, a pavement filler, and the like can be appropriately added to the aggregate.
<骨材と舗装用バインダの混合比>
舗装用混合物に用いることのできる骨材には、骨材粒度に適した量の舗装用バインダが混合される。舗装用バインダの量は、舗装設計施工指針(日本道路協会)に記載されている「アスファルト混合物の配合設計」に基づいて求められる最適アスファルト量を、最適バインダ量に決定することが望ましい。但し、バインダ混合物を舗装用バインダとして使用する場合には、最適バインダ量の90質量%以上を本発明で規定するポリアミド樹脂とする。
<Mixing ratio of aggregate and paving binder>
The aggregate that can be used in the paving mixture is mixed with an amount of paving binder suitable for the aggregate particle size. As for the amount of the binder for paving, it is desirable to determine the optimum amount of asphalt determined based on the “blending design of asphalt mixture” described in the Guide for Pavement Design and Construction (Japan Road Association) as the optimum amount of binder. However, when the binder mixture is used as a pavement binder, 90% by mass or more of the optimum binder amount is defined as the polyamide resin defined in the present invention.
本発明の実施形態に係る舗装用混合物は、施工現場での敷き均しに、従来の舗装用石油アスファルトと同様の機械編成や施工体勢で施工することができる。また、本実施形態に係る舗装用混合物は、舗装用石油アスファルトを主成分とする従来のバインダ混合物と同様に、温度の低下によって硬化する。
本実施形態に係る舗装用混合物は、硬化後に、従来の舗装用石油アスファルトを用いた舗装や、ポリマー改質アスファルトを用いた舗装と比べて、高温(60℃)の弾性係数や曲げ強度が高い。また、舗装に求められる性能をすべて高いレベルで満足することができる。本実施形態に係る舗装用混合物の60℃の曲げ強度は、舗装用コンクリート(設計曲げ強度4.5MPa)を上回る。
The pavement mixture according to the embodiment of the present invention can be applied to the floor at the construction site with the same machine organization and construction posture as conventional paving oil asphalt. In addition, the paving mixture according to the present embodiment is cured by a decrease in temperature, similarly to the conventional binder mixture mainly composed of paving petroleum asphalt.
The mixture for paving according to the present embodiment has a high elastic modulus and bending strength at high temperature (60 ° C.) after curing, compared with paving using conventional petroleum asphalt for paving and paving using polymer-modified asphalt. . Moreover, all the performance required for pavement can be satisfied at a high level. The bending strength at 60 ° C. of the mixture for paving according to the present embodiment exceeds the concrete for paving (design bending strength 4.5 MPa).
また、本発明の実施形態に係る舗装用混合物でバインダを構成するポリアミド樹脂は、石油系の油分に溶解しない。すなわち、従来の舗装用石油アスファルトを用いた舗装に比べて耐油性に優れる。したがって、本実施形態に係る舗装用混合物を用いた舗装は、浸食され難い。
本実施形態に係る舗装用混合物によれば、高強度及び優れた施工性という観点から、道路に架かる橋の床版上に施工される舗装にも好適に用いられる。橋の構造に強度を付与することができる。また、施工も短期間で完了できるため、道路のように迂回路を容易に設定できない橋の修繕工事に有利である。
Moreover, the polyamide resin which comprises a binder with the mixture for paving which concerns on embodiment of this invention does not melt | dissolve in petroleum oil. That is, it is excellent in oil resistance as compared with conventional pavement using petroleum asphalt for pavement. Therefore, the pavement using the pavement mixture according to the present embodiment is not easily eroded.
The pavement mixture according to this embodiment is also suitably used for pavement constructed on a bridge slab over a road from the viewpoint of high strength and excellent workability. Strength can be given to the structure of the bridge. In addition, since construction can be completed in a short period of time, it is advantageous for repair work for bridges that cannot easily set detours like roads.
次に、本発明を実施例を用いて、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって限定されない。
[評価方法]
実施例と比較例の舗装用混合物の物性及び作業性を下記の方法に従って評価した。
(1)ホイールトラッキング試験
社団法人日本道路協会出版の「舗装調査・試験法便覧」に記載される「ホイールトラッキング試験」に準拠して行なった。使用した試験機の測定限界値(上限)は、63000回/mmである。
(2)曲げ試験
社団法人日本道路協会出版の「舗装調査・試験法便覧」に記載される「曲げ試験」に準拠して行なった。試験温度を−10℃、60℃とした。
(3)ねじれ抵抗性試験
社団法人日本道路協会出版の「舗装調査・試験法便覧」に記載される「ねじれ抵抗性試験」に準拠して行なった。
(4)曲げ疲労試験
社団法人日本道路協会出版の「舗装調査・試験法便覧」に記載される「アスファルト混合物の曲げ疲労試験」に準拠して行なった。試験温度を20℃、60℃とした。載荷回数500〜1000回の弾性係数の平均値を取った。
(5)灯油浸漬後の試験(耐油性の評価)
試料(混合物)を常温の灯油に24時間浸漬した後、(1)と同様にホイールトラッキング試験を行なった。
(6)施工時の作業性
作業性は、スコップ作業性により評価した。
150℃に加熱状態の試料(アスファルト混合物)について、スコップを用いて舗装を施工した場合の作業性を以下の基準により判定した。
A:一般の密粒度アスファルト混合物と比較して、作業性が良好である
B:一般の密粒度アスファルト混合物と比較して、作業が若干困難と感じるが、施工可能である
C:一般の密粒度アスファルト混合物と比較して、作業が困難と感じるが、施工可能である
D:一般の密粒度アスファルト混合物と比較して、作業がかなり困難と感じ、施工に若干問題がある
E:一般の密粒度アスファルト混合物と比較して、作業性が悪く、施工性も悪い
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.
[Evaluation method]
The physical properties and workability of the pavement mixtures of Examples and Comparative Examples were evaluated according to the following methods.
(1) Wheel Tracking Test The wheel tracking test was conducted in accordance with the “wheel tracking test” described in “Handbook of Pavement Survey and Test Methods” published by the Japan Road Association. The measurement limit value (upper limit) of the used testing machine is 63000 times / mm.
(2) Bending test The bending test was conducted in accordance with the “bending test” described in “Handbook of Pavement Survey and Testing Methods” published by the Japan Road Association. The test temperature was set to -10 ° C and 60 ° C.
(3) Torsion resistance test The test was conducted in accordance with the “torsion resistance test” described in “Handbook of Pavement Survey and Test Methods” published by the Japan Road Association.
(4) Bending fatigue test The bending fatigue test was carried out in accordance with "Bending fatigue test of asphalt mixture" described in "Handbook of pavement survey and test method" published by Japan Road Association. The test temperature was 20 ° C and 60 ° C. The average value of the elastic modulus of 500 to 1000 times of loading was taken.
(5) Test after kerosene immersion (Evaluation of oil resistance)
After immersing the sample (mixture) in normal temperature kerosene for 24 hours, a wheel tracking test was conducted as in (1).
(6) Workability during construction Workability was evaluated by scoop workability.
About the sample (asphalt mixture) heated at 150 degreeC, the workability | operativity at the time of pavement construction using a scoop was determined by the following references | standards.
A: Workability is good compared to a general dense particle size asphalt mixture B: Work is slightly difficult compared to a general dense particle size asphalt mixture, but work is possible C: General dense particle size Compared to asphalt mixture, work is difficult, but work is possible. D: Compared to general dense particle size asphalt mixture, work is considerably difficult, and there are some problems in construction. E: General dense particle size Workability is poor and workability is poor compared to asphalt mixture
[ポリアミド樹脂の製造方法と物性]
<ポリアミド樹脂A>
ポリアミド樹脂Aは、プロピオン酸、トール油脂肪酸及び重合脂肪酸(ハリマ化成社製、「ハリダイマー250」)を含むカルボン酸成分と、エチレンジアミン及びm−キシリレンジアミンからなるアミン成分とを縮合させて得られたものである。
ポリアミド樹脂A(以下に説明するポリアミド樹脂B〜Dの製造方法も同様)は、特許文献2の[0032]に記載された製造方法に準拠して合成した。
すなわち、原料となるプロピオン酸、トール油脂肪酸、及び重合脂肪酸を含むカルボン酸成分と、アミン成分との混合物を温度計、撹拌系、脱水管及び窒素吹き込み管を備えた四つ口丸底フラスコに入れ、該混合物を撹拌し、着色防止のために僅かの窒素を流した後、210℃で3時間反応させた。さらに減圧下(13.3kPa)で2時間反応させた後、冷却し、粉砕してポリアミド樹脂Aを得た。
それぞれの含有割合は、カルボン酸成分については、カルボン酸成分1モル当量あたりプロピオン酸0.05モル当量(原料全体の仕込に対しては2.5モル当量%、以下同様)、トール油脂肪酸が0.20モル当量(10モル当量%)、重合脂肪酸が0.75モル当量(37.5モル当量%)であり、アミン成分については、アミン成分1モル当量あたりエチレンジアミンが0.90モル当量(45モル当量%)、m−キシリレンジアミンが0.10モル当量(5モル当量%)である。
なお、トール油脂肪酸および重合脂肪酸のモル当量については、以下同様にJIS定法(K2501)に基づいた酸価の測定値から算出した。また、カルボン酸成分とアミン成分の割合は、モル当量比(カルボン酸成分/アミン成分)で、1.0/1.0である。
ポリアミド樹脂Aの物性は、軟化点110℃、180℃溶融粘度198mPa・sであった。
[Production and properties of polyamide resin]
<Polyamide resin A>
The polyamide resin A is obtained by condensing a carboxylic acid component containing propionic acid, tall oil fatty acid and polymerized fatty acid (“Haridimer 250” manufactured by Harima Chemicals) with an amine component composed of ethylenediamine and m-xylylenediamine. It is a thing.
Polyamide resin A (the production methods of polyamide resins B to D described below are also the same) were synthesized in accordance with the production method described in Patent Literature 2 [0032].
That is, a mixture of a carboxylic acid component containing propionic acid, tall oil fatty acid, and polymerized fatty acid as raw materials and an amine component is added to a four-necked round bottom flask equipped with a thermometer, a stirring system, a dehydrating tube, and a nitrogen blowing tube. The mixture was stirred, and a slight amount of nitrogen was passed in order to prevent coloring, followed by reaction at 210 ° C. for 3 hours. Furthermore, after making it react under reduced pressure (13.3 kPa) for 2 hours, it cooled and grind | pulverized and the polyamide resin A was obtained.
As for each carboxylic acid component, 0.05 mol equivalent of propionic acid per mol equivalent of the carboxylic acid component (2.5 mol equivalent% for the whole raw material charged, the same applies hereinafter), tall oil fatty acid 0.20 mole equivalent (10 mole equivalent%), polymerized fatty acid is 0.75 mole equivalent (37.5 mole equivalent%), and for the amine component, ethylenediamine is 0.90 mole equivalent per mole equivalent of amine component ( 45 mole equivalent%) and m-xylylenediamine is 0.10 mole equivalent (5 mole equivalent%).
The molar equivalents of tall oil fatty acid and polymerized fatty acid were similarly calculated from the measured value of the acid value based on the JIS standard method (K2501). The ratio of the carboxylic acid component to the amine component is 1.0 / 1.0 in terms of molar equivalent ratio (carboxylic acid component / amine component).
The physical properties of the polyamide resin A were a softening point of 110 ° C. and a 180 ° C. melt viscosity of 198 mPa · s.
<ポリアミド樹脂B>
ポリアミド樹脂Bは、プロピオン酸、トール油脂肪酸及び重合脂肪酸(ハリマ化成社製、「ハリダイマー250」)を含むカルボン酸成分と、エチレンジアミン及びm−キシリレンジアミンからなるアミン成分とを縮合させて得られたものである。
それぞれの含有割合、カルボン酸成分については、カルボン酸成分1モル当量あたりプロピオン酸0.1875モル当量(9.375モル当量%)、トール油脂肪酸が0.0625モル当量(3.125モル当量%)、重合脂肪酸が0.75モル当量(37.5モル当量%)であり、アミン成分については、アミン成分1モル当量あたりエチレンジアミンが0.86モル当量(43モル当量%)、m−キシリレンジアミンが0.14モル当量(7モル当量%)である。また、カルボン酸成分とアミン成分の割合は、モル当量比(カルボン酸成分/アミン成分)で、1.0/1.0である。
ポリアミド樹脂Bの物性は、軟化点125℃、180℃溶融粘度233mPa・sであった。
<Polyamide resin B>
The polyamide resin B is obtained by condensing a carboxylic acid component containing propionic acid, tall oil fatty acid and polymerized fatty acid (“Haridimer 250” manufactured by Harima Chemical Co., Ltd.) with an amine component composed of ethylenediamine and m-xylylenediamine. It is a thing.
About each content rate and a carboxylic acid component, 0.1875 mol equivalent (9.375 mol equivalent%) of propionic acid per mol equivalent of a carboxylic acid component, 0.0625 mol equivalent (3.125 mol equivalent%) of tall oil fatty acid ), The polymerized fatty acid is 0.75 molar equivalent (37.5 molar equivalent%), and the amine component is 0.86 molar equivalent (43 molar equivalent%) of ethylenediamine per molar equivalent of the amine component. The amine is 0.14 molar equivalent (7 molar equivalent%). The ratio of the carboxylic acid component to the amine component is 1.0 / 1.0 in terms of molar equivalent ratio (carboxylic acid component / amine component).
The physical properties of the polyamide resin B were a softening point of 125 ° C. and a 180 ° C. melt viscosity of 233 mPa · s.
<ポリアミド樹脂C>
ポリアミド樹脂Cは、トール油脂肪酸及び重合脂肪酸(ハリマ化成社製、「ハリダイマー250」)を含むカルボン酸成分と、エチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミンからなるアミン成分とを縮合させて得られたものである。
それぞれの含有割合は、カルボン酸成分については、カルボン酸成分1モル当量あたりトール油脂肪酸が0.30モル当量(15モル当量%)、重合脂肪酸が0.70モル当量(35モル当量%)であり、アミン成分については、アミン成分1モル当量あたりエチレンジアミンが0.50モル当量(25モル当量%)、ヘキサメチレンジアミンが0.50モル当量(25モル当量%)である。また、カルボン酸成分とアミン成分の割合は、モル当量比(カルボン酸成分/アミン成分)で、1.0/1.0である。
ポリアミド樹脂Cの物性は、軟化点82℃、180℃溶融粘度70mPa・sであった。
<Polyamide resin C>
The polyamide resin C is obtained by condensing a carboxylic acid component containing a tall oil fatty acid and a polymerized fatty acid (“Haridimer 250” manufactured by Harima Chemical Co., Ltd.) and an amine component composed of ethylenediamine and hexamethylenediamine.
Each content ratio is 0.30 mole equivalent (15 mole equivalent%) of tall oil fatty acid and 0.70 mole equivalent (35 mole equivalent%) of polymerized fatty acid per mole equivalent of the carboxylic acid component. With respect to the amine component, ethylenediamine is 0.50 molar equivalent (25 molar equivalent%) and hexamethylenediamine is 0.50 molar equivalent (25 molar equivalent%) per molar equivalent of the amine component. The ratio of the carboxylic acid component to the amine component is 1.0 / 1.0 in terms of molar equivalent ratio (carboxylic acid component / amine component).
The physical properties of the polyamide resin C were a softening point of 82 ° C. and a 180 ° C. melt viscosity of 70 mPa · s.
<ポリアミド樹脂D>
ポリアミド樹脂Dは、トール油脂肪酸及び重合脂肪酸(ハリマ化成社製、「ハリダイマー250」)を含むカルボン酸成分と、エチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミンからなるアミン成分とを縮合させて得られたものである。
それぞれの含有割合は、カルボン酸成分については、カルボン酸成分1モル当量あたりトール油脂肪酸が0.30モル当量(15モル当量%)、重合脂肪酸が0.70モル当量(35モル当量%)であり、アミン成分については、アミン成分1モル当量あたりエチレンジアミンが0.70モル当量(35モル当量%)、ヘキサメチレンジアミンが0.30モル当量(15モル当量%)である。また、カルボン酸成分とアミン成分の割合は、モル当量比(カルボン酸成分/アミン成分)で、1.0/1.0である。
ポリアミド樹脂Dの物性は、軟化点98℃、180℃溶融粘度78mPa・sであった。
<Polyamide resin D>
The polyamide resin D is obtained by condensing a carboxylic acid component containing a tall oil fatty acid and a polymerized fatty acid (“Haridimer 250” manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) and an amine component composed of ethylenediamine and hexamethylenediamine.
Each content ratio is 0.30 mole equivalent (15 mole equivalent%) of tall oil fatty acid and 0.70 mole equivalent (35 mole equivalent%) of polymerized fatty acid per mole equivalent of the carboxylic acid component. With respect to the amine component, ethylenediamine is 0.70 molar equivalent (35 molar equivalent%) and hexamethylenediamine is 0.30 molar equivalent (15 molar equivalent%) per molar equivalent of the amine component. The ratio of the carboxylic acid component to the amine component is 1.0 / 1.0 in terms of molar equivalent ratio (carboxylic acid component / amine component).
The physical properties of the polyamide resin D were a softening point of 98 ° C. and a 180 ° C. melt viscosity of 78 mPa · s.
[実施例及び比較例]
ポリアミド樹脂A,Bを用いて、比較例の舗装用混合物を作製した。また、ポリアミド樹脂C,Dを用いて、実施例の舗装用混合物を作製した。
<実施例1>
最大粒径が13mmの粗骨材と、最適アスファルト量のストレートアスファルト(ストアスと称する)とを含む密粒度混合物(舗装用混合物)を調製する際、ストレートアスファルトのうち90質量%をポリアミド樹脂Cに置換えたバインダ混合物を用いた。このバインダ混合物と、粗骨材とをミキサーにて150℃で混合した。混合により得られた舗装用混合物を110℃で締固めして、実施例1のアスファルト混合物を得た。
なお、締固め温度は、舗装施工便覧(平成18年版)p.112に記載のあるアスファルト混合物の初転圧温度の下限値を参考にして決めた。
[Examples and Comparative Examples]
Using the polyamide resins A and B, a pavement mixture of a comparative example was prepared. Moreover, the mixture for paving of the Example was produced using the polyamide resin C and D.
<Example 1>
When preparing a dense particle size mixture (pavement mixture) including coarse aggregate having a maximum particle size of 13 mm and straight asphalt having an optimum amount of asphalt (referred to as staus), 90% by mass of the straight asphalt is added to the polyamide resin C. A substituted binder mixture was used. This binder mixture and coarse aggregate were mixed at 150 ° C. with a mixer. The paving mixture obtained by mixing was compacted at 110 ° C. to obtain the asphalt mixture of Example 1.
Note that the compaction temperature is the pavement construction manual (2006 edition) p. The lower limit of the initial rolling pressure of the asphalt mixture described in 112 was determined with reference to FIG.
<実施例2>
ストレートアスファルトのうち95質量%をポリアミド樹脂Cに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<実施例3>
ストレートアスファルトのうち10質量%を既設のアスファルト舗装に含まれるバインダ混合物、及び骨材から抽出されたアスファルト(旧アスファルトと称する)に置き換え、残りの90質量%をポリアミド樹脂Cで置き換えたバインダ混合物を使用した。既設のアスファルト由来の骨材(再生骨材という)の配合量は全骨材基準で10質量%とし、新骨材の配合量は90質量%とした。上記以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<Example 2>
A paving mixture was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 95% by mass of the straight asphalt was replaced with polyamide resin C was used.
<Example 3>
10% by weight of the straight asphalt was replaced with the binder mixture contained in the existing asphalt pavement and the asphalt extracted from the aggregate (referred to as old asphalt), and the remaining 90% by weight of the binder mixture was replaced with polyamide resin C. used. The amount of existing asphalt-derived aggregate (referred to as recycled aggregate) was 10% by mass based on the total aggregate, and the amount of new aggregate was 90% by mass. Except for the above, a paving mixture was prepared under the same conditions as in Example 1.
<実施例4>
ストレートアスファルトの全量(100質量%)をポリアミド樹脂Cに置換えたバインダを用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<実施例5>
ストレートアスファルトのうち90質量%をポリアミド樹脂Dに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<実施例6>
ストレートアスファルトのうち95質量%をポリアミド樹脂Dに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<実施例7>
実施例3と同様の再生骨材を利用した骨材を用いて、ストレートアスファルトのうち90質量%をポリアミド樹脂Dに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<実施例8>
ストレートアスファルトの全量(100質量%)をポリアミド樹脂Dに置換えたバインダを用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<Example 4>
A paving mixture was produced under the same conditions as in Example 1 except that a binder in which the entire amount (100% by mass) of straight asphalt was replaced with polyamide resin C was used.
<Example 5>
A paving mixture was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 90% by mass of straight asphalt was replaced with polyamide resin D was used.
<Example 6>
A paving mixture was produced under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 95% by mass of straight asphalt was replaced with polyamide resin D was used.
<Example 7>
Pavement under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 90% by mass of straight asphalt is replaced with polyamide resin D is used, using an aggregate that uses the same recycled aggregate as in Example 3. A mixture was prepared.
<Example 8>
A paving mixture was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a binder in which the entire amount (100% by mass) of straight asphalt was replaced with polyamide resin D was used.
<比較例1>
ストレートアスファルトをポリアミド樹脂に置き換えることなくバインダ混合物として使用した。実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<比較例2>
ストレートアスファルトのうち90質量%をポリアミド樹脂Aに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<比較例3>
ストレートアスファルトのうち95質量%をポリアミド樹脂Aに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<Comparative Example 1>
Straight asphalt was used as a binder mixture without replacing it with polyamide resin. A paving mixture was prepared under the same conditions as in Example 1.
<Comparative example 2>
A paving mixture was produced under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 90% by mass of the straight asphalt was replaced with polyamide resin A was used.
<Comparative Example 3>
A paving mixture was produced under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 95% by mass of the straight asphalt was replaced with polyamide resin A was used.
<比較例4>
実施例3と同様の再生骨材を利用した骨材を用いて、ストレートアスファルトのうち90質量%をポリアミド樹脂Aに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<比較例5>
ストレートアスファルトの全量(100質量%)をポリアミド樹脂Aに置換えたバインダを用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<比較例6>
ストレートアスファルトのうち90質量%をポリアミド樹脂Bに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<比較例7>
ストレートアスファルトのうち95質量%をポリアミド樹脂Bに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<比較例8>
実施例3と同様の再生骨材を利用した骨材を用いて、ストレートアスファルトのうち90質量%をポリアミド樹脂Bに置換えたバインダ混合物を用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<比較例9>
ストレートアスファルトの全量(100質量%)をポリアミド樹脂Bに置換えたバインダを用いた以外は、実施例1と同様の条件にて舗装用混合物を作製した。
<Comparative Example 4>
Pavement under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 90% by mass of the straight asphalt was replaced with polyamide resin A was used, using an aggregate using the same recycled aggregate as in Example 3. A mixture was prepared.
<Comparative Example 5>
A paving mixture was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a binder in which the entire amount (100% by mass) of straight asphalt was replaced with polyamide resin A was used.
<Comparative Example 6>
A paving mixture was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 90% by mass of straight asphalt was replaced with polyamide resin B was used.
<Comparative Example 7>
A paving mixture was prepared under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 95% by mass of straight asphalt was replaced with polyamide resin B was used.
<Comparative Example 8>
Pavement under the same conditions as in Example 1 except that a binder mixture in which 90% by mass of the straight asphalt is replaced with polyamide resin B is used, using an aggregate using the same recycled aggregate as in Example 3. A mixture was prepared.
<Comparative Example 9>
A paving mixture was produced under the same conditions as in Example 1 except that a binder in which the entire amount (100% by mass) of straight asphalt was replaced with polyamide resin B was used.
[評価結果]
実施例及び比較例の舗装用混合物を、上述した評価方法により評価した。結果を表1及び表2に示す。
[Evaluation results]
The pavement mixtures of Examples and Comparative Examples were evaluated by the evaluation method described above. The results are shown in Tables 1 and 2.
ポリアミド樹脂Cが添加された実施例1〜4の舗装用混合物、及びポリアミド樹脂Dが添加された実施例5〜8の舗装用混合物は、作業性に問題がなく、供試体の締固め度も100%に近い値であった。
また、ポリアミド樹脂を添加しない比較例1の舗装用混合物は、施工性は良好であるが、夏季の舗装面温度に近い60℃の温度条件下において、所望とする物性が得られなかった。また、ポリアミド樹脂Aが添加された比較例2〜5の舗装用混合物、及びポリアミド樹脂Bが添加された比較例6〜9の舗装用混合物は、施工性に劣っており、締固め度も低い値であった。実施例1〜8の舗装用混合物の破断時の曲げ強度は、舗装用として汎用のコンクリートの設計曲げ強度4.5MPaを上回る高い値となることが判った。実施例1〜8の60℃における弾性係数は、比較例の5倍以上を示すことがわかった。実施例は、比較例と比較してその他の各種物性が向上している。
したがって、本発明によれば、従来の舗装用石油アスファルトよりも舗装路面の完成後の強度が高く、従来のセメントコンクリートよりも施工性に優れる舗装用混合物を得ることができる。
The pavement mixture of Examples 1 to 4 to which the polyamide resin C was added and the pavement mixture of Examples 5 to 8 to which the polyamide resin D was added had no problem in workability, and the degree of compaction of the specimen was also high. The value was close to 100%.
Further, the pavement mixture of Comparative Example 1 to which no polyamide resin was added had good workability, but desired physical properties were not obtained under a temperature condition of 60 ° C. close to the pavement surface temperature in summer. Moreover, the pavement mixtures of Comparative Examples 2 to 5 to which the polyamide resin A was added and the pavement mixtures of Comparative Examples 6 to 9 to which the polyamide resin B was added had poor workability and a low degree of compaction. Value. It turned out that the bending strength at the time of the fracture | rupture of the mixture for paving of Examples 1-8 becomes a high value exceeding the design bending strength 4.5MPa of general-purpose concrete for paving. It turned out that the elastic modulus in 60 degreeC of Examples 1-8 shows 5 times or more of a comparative example. In Examples, various other physical properties are improved as compared with Comparative Examples.
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a pavement mixture that has higher strength after completion of the pavement road surface than conventional petroleum asphalt for pavement and is superior in workability to conventional cement concrete.
Claims (5)
ポリアミド樹脂単独、若しくはポリアミド樹脂とアスファルトとのバインダ混合物からなり、
該バインダ混合物の場合には、ポリアミド樹脂の配合割合がポリアミド樹脂とアスファルトとの合計量基準で90質量%以上であり、
該ポリアミド樹脂の軟化点が70℃以上100℃以下、かつ該ポリアミド樹脂の180℃における溶融粘度が180mPa・s以下であることを特徴とする舗装用バインダ。 A pavement binder used in a mixture for pavement forming a pavement,
It consists of a polyamide resin alone or a binder mixture of polyamide resin and asphalt,
In the case of the binder mixture, the blending ratio of the polyamide resin is 90% by mass or more based on the total amount of the polyamide resin and asphalt,
A binder for paving, wherein the polyamide resin has a softening point of 70 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and the polyamide resin has a melt viscosity at 180 ° C. of 180 mPa · s or lower.
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