JP2016089008A

JP2016089008A - 再生アスファルト用添加剤

Info

Publication number: JP2016089008A
Application number: JP2014223988A
Authority: JP
Inventors: 真平松; Makoto Hiramatsu; 昌義立石; Masayoshi Tateishi
Original assignee: Showa Rekisei Industry Co Ltd
Current assignee: Showa Rekisei Industry Co Ltd
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】老化したアスファルトバインダーを再生するためにオイル成分を主体とした添加剤を加えることにより柔軟性（針入度及び伸度）を回復させることが行われている。かかるオイル成分としては、脂肪族系のものと芳香族系のものに分類され、脂肪族系のものは繰り返し再生を行った場合伸度が十分回復せず、芳香族系のものは針入度を達成するには添加量を多くする必要があり、不経済であった。そこで、劣化したアスファルトバインダーの針入度や伸度を回復させる安価で安全な添加剤を提供する。【解決手段】フタル酸ポリエステルを主成分とするもの。【選択図】なし

Description

本発明は、再生アスファルト用添加剤に関するものである。

アスファルト舗装は、施工後数年を経るとバインダーとして用いるアスファルトが劣化し、結果としてひび割れや、轍、表面骨材の飛散などが発生する。従って、通常５年から１０年程度でアスファルト舗装表面を切削し、新たに舗装を施す作業が行われている。この際に発生する、老化したアスファルト舗装の塊は回収後、粉砕されアスファルトコンクリート再生骨材（以下、再生骨材と記す）として新（バージン）アスファルト、新規骨材及び再生アスファルト用添加剤（以下再生添加剤と記す）と加熱混合され、再生加熱アスファルト混合物として使用されている。

この際、再生骨材中に含まれる老化したアスファルトバインダー（以下旧アスファルトと記す）を再生するために石油精製の溶剤抽出工程から得られるエキストラクト油を主体とした添加剤を加えることにより柔軟性（針入度及び伸度など）を回復させることが行われている。かかるエキストラクト油としては、脂肪族系のものと芳香族系のものに分類され、脂肪族系のものは針入度を回復させるには効果的であるが、伸度の回復は、特に繰り返し再生を行った場合十分回復しないことが知られている。

一方、芳香族系のものは繰り返し再生においても針入度だけでなく伸度の回復も図れるが、目的の針入度を達成するには添加量を多くする必要があり不経済であると共に、どうしてもアントラセン等の多環芳香族炭化水素（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, ＰＡＨｓ）が含まれている。この多環芳香族炭化水素の中には、発がん性やその他の環境汚染の原因になるものもあり、本物質を含有することは好ましくない。しかし、芳香族系の添加剤からこれを完全に除去することは困難であり、またコストがかかるため実際には行われていない。よって、ＰＡＨｓが数％〜１０数％含まれるものもある。

そこで、劣化したアスファルトバインダー（旧アスファルト）の針入度や伸度を回復させ、且つ安価で、安全な再生アスファルト用添加剤が求められている。

以上のような状況に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果、本発明の再生アスファルト用添加剤を完成したものであり、その特徴とするところは、フタル酸ポリエステルを主成分とする点にある。

通常、再生加熱アスファルト混合物は、再生骨材と新規骨材に新アスファルト、及び再生骨材中に含まれる劣化を受け硬化した旧アスファルトの性状を回復させるため、再生添加剤を加えて加熱混合することにより得られる。この際、再生添加剤等を新アスファルト中にあらかじめ添加し再生用アスファルトとして使用する方法も一般的に行われている。

ここで再生骨材とは、舗装路として使用されていたものを剥がし破砕したものであり、破砕の程度は、１５ｍｍ以下程度にすればよく、特に限定するものではない。再生骨材中には骨材だけでなく、旧アスファルトが含まれており、旧アスファルトの性状が再生骨材の使用可否の判断の目安となる。すなわち、再生骨材より抽出された旧アスファルトが針入度あるいは圧裂強度のどちらかにおいて「舗装再生便覧」記載の基準を満たしていれば、再生骨材として再生加熱アスファルト混合物に使用可能と判断される。この再生骨材を新アスファルト、新規骨材及び再生添加剤と加熱混合することにより再生加熱アスファルト混合物が得られる。

フタル酸とは、ベンゼンジカルボン酸であり、通常はオルト位に２つのカルボキシル基があるが、ここではメタ位（イソフタル酸）、パラ位（テレフタル酸）のものも含む。ここでいうポリエステルは、少なくともフタル酸分子が２つ以上、好ましくは２〜４個がジオールと縮合重合しているものをいう。
即ち、フタル酸の２つのカルボキシル基のうち１つにアルコールが縮合したものがモノエステル、２つとも縮合すれがジエステルである。さらに、この縮合したアルコールが２価または３価のアルコールであって、その縮合したＯＨ基以外のＯＨ基にもフタル酸が縮合すれば、ここでいうポリエステルである。

縮合するアルコール成分としては、ジまたはトリオールで炭素数が２〜１０の飽和炭化水素である。

全体の分子量としては、４００〜１０００程度が好適である。これ以上分子量が小さいと、引火点が低くなり、逆に１０００以上では効果が弱まり混合性にも問題がある。また、フタル酸の一方のカルボキシル基にはジオールでなく、モノアルコールが縮合してもよい。

本発明添加剤は、上記したフタル酸ポリエステルを主成分とするものであり、フタル酸ポリエステル以外のものが、本発明の趣旨を阻害しない限り含まれていてもよい。例えば、粘度調整剤等である。しかし、後述する動植物油との合計で全体の７０重量％以上は含まれる。これが主成分の意味である。

このフタル酸ポリエステルの混合量は、再生骨材中に含まれる旧アスファルトの量と性状により決定されるが、通常、旧アスファルト量１００重量部に対して１〜１０重量部である。１部以下では効果がほとんどなく、１０部以上では柔らかくなりすぎる。

さらに、本発明添加剤には、動植物油を混合してもよい。これらは、特に限定するものではなく、食用に供される動植物油として知られているものでよい。例えば、動物油脂としてはバター、牛脂、豚脂、馬油、鯨油等であり、植物油脂としては、菜種油、大豆油、コーン油、ごま油、ひまわり油、オリーブ油、ココナツ油、綿実油等である。これらの動植物油は単体でもまた混合物としても使用できるが基本的には、融点が低いものが取扱い上好ましい。例えば、０℃以下において流動性を保つものが好適である。

これらの動植物油は、食品に使用され基本的には非常に安全なものであって、取り扱いも容易である。さらに、この動植物油は、食品加工場などから回収された廃油であってもよい。舗装に使用する場合、バージンでも廃油でも大した差はないためである。このように、廃油を使用すれば、省エネになるだけでなく廃棄物の処理にもなり一石二鳥である。

上記したフタル酸ポリエステルと動植物油の混合比率は、特に限定はしないが、求められる繰り返し再生可能回数により決められる。ここで、繰り返し再生とは、旧アスファルトの針入度、伸度を初期の柔らかさまで繰り返し回復できることであり、2回から4回の繰り返し再生の場合はフタル酸ポリエステル１００重量部に対して、動植物油が０〜５００重量部程度である。

本発明添加剤には次のような効果がある。
（１）再生骨材を繰り返し再生使用しても針入度や伸度などの性状を基準値まで復活させることができる。
（２）フタル酸ポリエステルは多環芳香族炭化水素を含まない原料から合成されるため、多環芳香族炭化水素を含まず、安全である。
（３）比較的引火点が高いため安全である。
（４）芳香族系エキストラクト油よりも再生効果が優れているため、使用量を削減できる。
（５）動植物油を混合することにより安全性を維持したまま、求められる繰り返し再生数に応じて、再生アスファルトの性状を調整できる。また廃動植物油を使用した場合は環境負荷を低減できる。

以下実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明する。各試験は通常の舗装用アスファルトに関する試験方法に準拠して行った。また、ＰＡＨｓ量の測定は”The Institute of Petroleum”のIP346/92 “Determination of polycyclic aromatics in unused lubricating base oils and asphaltene free petroleum fractions – Dimethyl sulfoxide extraction refractive index method”の方法に準拠した。

実施例１
再生骨材より抽出した針入度２３（１／１０ｍｍ）の旧アスファルト５０重量部と針入度６８の新アスファルト５０重量部、フタル酸ポリエステル（株式会社ジェイプラス製Ｄ６７１Ｎ、分子量６５０）３．５重量部を１６０℃加熱下に1時間撹拌混合し、アスファルト組成物を得た。得られたアスファルト組成物の針入度は７０、伸度は１００ｃｍ以上であった。このアスファルト組成物に対して薄膜加熱試験（１６３℃、５時間）ならびに加圧劣化試験（１００℃、２．１ＭＰａ、２０時間）により強制劣化させ、通常の環境で舗設後５年間使用された後の再生骨材中の旧アスファルトの性状と同等の劣化状態にした。この劣化後のアスファルトを初めに再生骨材から抽出した旧アスファルトに対して行ったのと同じ手順により再生し、同様の強制劣化試験を繰り返した。本再生添加剤を用いた場合は４回まで、針入度を７０±５、伸度１００ｃｍの初期状態に再現できた。結果を他の実施例や比較例とともに表１に示す。

実施例２
実施例１と同じ旧アスファルト、新アスファルトを用い、同様の試験を旧アスファル７０重量部、新アスファルト３０重量部の比率でおこなった。得られる再生アスファルトの針入度を７０±５に調整するためフタル酸ポリエステルを４．９重量部使用した。本条件で、４回まで、針入度７０±５、伸度１００ｃｍの初期状態に再現することができた。

実施例３
実施例１と同じ旧アスファルト、新アスファルトを用い、再生添加剤としてフタル酸ポリエステルと菜種油を用いた場合について同様の試験を旧アスファルト５０重量部、新アスファルト５０重量部の比率でおこなった。得られる再生アスファルトの針入度を７０±５に調整するためフタル酸ポリエステルを３．０重量部、菜種油０．４重量部を使用した。本条件で、４回まで、針入度７０±５、伸度１００ｃｍの初期状態に再現することができた。

実施例４
実施例１と同じ旧アスファルト、新アスファルトを用い、実施例３と同様に再生添加剤としてフタル酸ポリエステルと菜種油を用い、フタル酸ポリエステル２．５重量部、菜種油０．８重量部の比率で同様の試験を行った。本条件で、３回まで針入度７０±５、伸度１００ｃｍの初期状態に再現することができたが、４回目の針入度は７０±５に入っていたものの伸度は７０ｃｍで、求められる再生アスファルトの性状を満たすことができなかった。

比較例１
実施例１と同様の原料及び方法で、再生添加剤を芳香族系エキストラクト油に変えて試験を行った。得られる再生アスファルトの針入度を７０±５にするための再生添加剤必要量は４．５重量部であった。本添加剤でも４回繰り返し再生は可能であったが、再生添加剤中のＰＡＨｓ量は３．１％と多かった。

比較例２
実施例１と同様の原料及び方法で、再生添加剤を脂肪族系エキストラクト油に変えて試験を行った。得られる再生アスファルトの針入度を７０±５にするための再生添加剤必要量は３．４重量部であった。本添加剤では１回しか繰り返し再生ができなかった。なお再生添加剤中のＰＡＨｓ量は０．４％であった。

比較例３
実施例１と同様の原料及び方法で、再生添加剤をアジピン酸ポリエステル（株式会社ジェイプラス製Ｄ６２０Ｎ，分子量８００）に変えて試験を行った。得られる再生アスファルトの針入度を７０±５にするための再生添加剤必要量は２．８重量部であった。本添加剤では２回までしか繰り返し再生ができなかった。

Claims

フタル酸ポリエステルを主成分とすることを特徴とする再生アスファルト用添加剤。
さらに、動植物油を混合したものである請求項１記載の再生アスファルト用添加剤。
該フタル酸ポリエステルは、分子量が４００〜１０００である請求項１又は２記載の再生アスファルト用添加剤。
該動植物油は、廃油である請求項１〜３のいずれか１項に記載の再生アスファルト用添加剤。
請求項１〜４記載の再生アスファルト用添加剤を、１〜２０重量％含むことを特徴とするアスファルトバインダー。