JP2627312B2

JP2627312B2 - アスファルト乳剤組成物

Info

Publication number: JP2627312B2
Application number: JP16057688A
Authority: JP
Inventors: 峰生大下; 正幸志保沢; 和芳板垣
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 1987-07-01
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JPH01103663A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、カチオン系アスファルト乳剤組成物に関す
るものである。

特に、舗装用スラリーシール材として適する貯蔵安定
性、耐摩耗性および耐変形抵抗性のすぐれたアスファル
ト乳剤組成物に関するものである。

従来技術最初に舗装用および道路補修用スラリーシール（乳化
されたアスファルトと骨材との混合物）に使用されたア
スファルト乳剤にはアニオン系アスファルト乳剤であっ
た。アニオン系アスファルト乳剤は、貯蔵安定性は比較
的良好であるが、骨材への付着性、特に湿った骨材への
付着性がわるく、また乳剤の分解時間がおそいため、作
業能率を低下させる欠点があった。

一方、カチオン系アスファルト乳剤はアニオン系アス
ファルト乳剤のもつ多くの欠点を克服するものである。
すなわち、正に帯電したアスファルト小滴と負に帯電し
た骨材表面との間の静電引力によってカチオン系ビチュ
メンエマルジョンは急速に骨材表面に堆積すると共にビ
チュメンと骨材との間に強い密着が得られる。また湿っ
た骨材への付着性も良好である。

また、エマルジョンと骨材との混合時に急速に乳剤の
分解が生ずるため施工時間の短縮がはかられる。

しかしながら、長期にわたって保存していると容器の
底部に沈殿が生じ貯蔵安定性がわるい上、耐摩耗性、耐
変形抵抗性が十分でなかった。

従来、カチオン系アスファルト乳剤について上記の諸
性質を改良するため種々の試みがなされ、特公昭61−72
23号では、ポリ塩化アルミニウムを配合した高粘度アス
ファルト乳剤が開発された。

また特公昭54−44284号では、特定の各種アミン類の
組合せによってカチオン系アスファルト乳剤の上記諸特
性を調整する試みがなされたが充分ではなかった。

発明が解決しようとする問題点従来のカチオン系アスファルト乳剤では、貯蔵安定
性、骨材への付着面積（率）が共に低く、またフルイ残
留物が多い。

また、骨材と混合してスラリーシールとして使用する
場合、分解特性（夏場は分解が早すぎるため適度の作業
時間が得られず、冬場は分解時間が長すぎるため、交通
開放に多くの時間を要する）の改善、改良が必要であ
る。

更にスラリーシールとしたときの性能（耐摩耗性、耐
変形抵抗性）が充分でなかった。

本発明の目的は、従来のカチオン系アスファルト乳剤
の上記欠点を克服したアスファルト乳剤を提供するにあ
る。

問題点を解決するための手段本発明は、一般式（式中Ｒは炭素数11ないし20の飽和または不飽和脂肪族
炭化水素基、Ｒ′およびＲ″は同種または異種の炭素数
１ないし４の低級アルキル基である）で表わされるジアミン、あるいは該ジアミンとゴムラテ
ックスとを含む乳化剤組成物でアスファルトを乳化して
なるアスファルト乳剤組成物に関するものである。

また、本発明のアスファルト乳剤組成物（ゴムラテッ
クスを含むまたはゴムラテックスを含まないアスファル
ト乳剤組成物）とメッシュナンバー４のふるいは通過す
るが、200メッシュのふるいは少なくとも80％が通過し
ない鉱物性骨材との混合物で、上記アスファルト乳剤組
成物を骨材に対して８ないし25％（重量）含むスラリー
シールとして使用することもできる。

本発明の組成物において、アスファルトの配合量は40
〜75重量％、好ましくは55〜70重量％、ゴムラテックス
の配合量は０ないし10重量％、好ましくは２〜５重量％
である。

またジアミンの配合量は、0.25〜5.0重量％、好まし
くは、0.8〜4.5重量％である。

本発明のアスファルト乳剤組成物をスラリーシールと
して使用する場合には、上記のように、砕石、および鉱
物性フイラーなどの骨材が使用される。該骨材は、ASTM
C136に示されるようにメッシュナンバー４のふるいは
通過するが、200メッシュのふるいは少なくとも80％が
通過しないものである。

また骨材の使用量は従来のスラリーシールにおけるよ
うに骨材の重量（乾燥物）基準で約８％ないし約25％で
ある。

更に、スラリーシールの年稠度を調節するために骨材
の重量に対して約５％ないし約25％の水が添加される。

作用本発明で使用される代表的ジアミンとしては次の一般
式（式中Ｒは炭素数11ないし20の飽和または不飽和炭化水
素基である）で表わされるジアミンである。

このようなジアミンとしては、例えばＮ−（３−ジメチルアミノプロピル）ラウロイルアミ
ド、（C₁₂）Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）ミリストイルア
ミド、（C₁₄）Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）パルミチルアミ
ド、（C₁₆）Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）ステアロイルア
ミド、（C₁₈）Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）オレオイルアミ
ド、（C₁₈）Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）リノールアミ
ド、（C₁₈）Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）リノレインアミ
ド、（C₁₈）などがある。

また、他の代表的ジアミンとしては、例えば次の一般
式（式中Ｒは炭素数11ないし20の飽和または不飽和炭化水
素基である）で表わされるジアミンである。

このようなジアミンとしては例えばＮ−（３−ジエチルアミノプロピル）ラウロイルアミ
ドＮ−（３−ジエチルアミノプロピル）ミリストイルア
ミドＮ−（３−ジエチルアミノプロピル）パルミトイルア
ミドＮ−（３−ジエチルアミノプロピル）ステアロイルア
ミドＮ−（３−ジエチルアミノプロピル）オレオイルアミ
ドＮ−（３−ジエチルアミノプロピル）リノールアミ
ド、Ｎ−（３−ジエチルアミノプロピル）リノレインアミ
ド、などがある。

さらに他の代表的ジアミンとしては例えば次の一般式（式中Ｒは炭素数11ないし20の飽和または不飽和炭化水
素基である）で表わされるジアミンである。

このようにジアミンとしては、例えばＮ−（３−ジブチルアミノプロピル）ラウロイルアミ
ドＮ−（３−ジブチルアミノプロピル）ミリストイルア
ミドＮ−（３−ジブチルアミノプロピル）パルミトイルア
ミドＮ−（３−ジブチルアミノプロピル）ステアロイルア
ミド、（C₁₆）Ｎ−（３−ジブチルアミノプロピル）オレオイルアミ
ドＮ−（３−ジブチルアミノプロピル）リノールアミ
ド、Ｎ−（３−ジブチルアミノプロピル）リノレインアミ
ド、などがある。

これらのジアミンは単独または混合して使用すること
ができる。混合使用する場合は合計量を基準として定め
る。

ジアミンの配合量が0.25％（重量）以下では、付着面
積がわるく、貯蔵安定性もやや悪い。またスラリーシー
ル特性では耐摩耗性、耐変形抵抗性がわるい。

また、5.0％（重量）以上では、フルイ残留物が多
く、貯蔵安定性がわるい。スラリーシール特性では貫入
量がわるく、交通開放に多くの時間を要する。

本発明で使用するゴムラテックスは合成ゴムラテック
スで、スチレンブタジエンゴム、ネオプレンゴム、スチ
レンイソプレンゴム、ブチルゴム、ブタジエン−アクリ
ロニトリルゴムなど容易に入手し得るゴムラテックスを
使用するのが好適である。

アスファルトに合成ゴムテラックスを配合すると、ア
スファルトの高温における粘度が増加してその結果、こ
れを用いたアスファルト道路面の高温における塑性変
形、アスファルトの滲出およびこれにともなう滑り易さ
が減少し、また、低温における脆弱性が緩和され、きれ
つの発生が少なくなることが知られている。

しかしながら、ゴムラテックスの配合量が１％（重
量）以下では耐摩耗性および耐変形抵抗性の充分な向上
が達成できない。

また、合成ゴム（例えばSBR）は固形のままではアス
ファルト中に溶解しないが、ラテックスエマルジョンで
は徐々に添加することにより溶解できる。しかしそれで
も溶解性がわるく、また添加に長時間を要し、泡立ちが
発生し、作業性がわるい。

ゴムラテックスの配合量が10％（重量）以上ではアス
ファルト乳剤組成物の粘度が上昇して乳化が困難にな
る。

本発明では針入度10〜170の各種アスファルトが使用
できるが、好ましくは、針入度40〜100のストレートア
スファルトである。

アスファルトの配合量はアスファルト乳剤組成物の使
用目的によって異なるが、アスファルト舗装およびコン
クリート舗装用としては、通常40〜75重量％、好ましく
は55〜70重量％が使用されている。

本発明のアスファルト乳剤組成物は、前記一般式で表
わされるジアミンで該ジアミンの中和当量以上のリン酸
水溶液の存在下アスファルトを乳化することによって製
造することができる。本発明のアスファルト乳剤組成物
の製法において、ジアミンの溶解性（混和性）を促進さ
せるため、中和剤として、強酸では塩酸、硫酸；弱酸で
はリン酸、酢酸、ギ酸などが使用されるが、リン酸が特
に好ましい。

中和剤の配合量は0.30〜５％（重量）、好ましくは0.
8〜4.5重量％が適当である。

中和剤の配合量はジアミンの中和当量以上使用すれば
よいが、一般には中和当量の約３倍量が好適である。

実施例次に実施例を掲げて本発明を説明するが、これに限定
されるものではない。

実施例１カチオン系アスファルト乳剤の製法水道水1455gにリン酸80g、カチオン系界面活性剤Ｎ−
（３−ジメチルアミノプロピル）ミリストイルアミド80
gを加え、プロペラミキサーで撹拌しながら、SBRラテッ
クスエマルジョン100gを少しづつ添加してカチオン系乳
化剤を作った。

一方、120〜160℃（好ましくは140〜150℃）に加熱溶
融したアスファルト3,300gと20〜80℃（好ましくは50〜
60℃）に保ったカチオン系乳化液1,700gとをハレル型ホ
モジナイザー（喜商社製）を用い、回転数約10,00RPMに
て溶融混練してカチオン系アスファルト乳剤5,000gを得
た。

スラリーシールの製法舗装要綱（社団法人日本道路協会昭和53年６月発行）
に規定するマーシャル試験用なべ（直径30cm）に骨材
（スクリーニングス）80重量部、７号砕石20重量部、お
よび早強セメント0.5重量部を採取して混合した。

次に水道水11重量部を加えて撹拌した。

さらに、上記アスファルト乳剤12重量部を加えて撹
拌、混合することによりスラリーシールを得た。

評価方法上記アスファルト乳剤についての評価方法として次の
試験をおこなった。

（１）貯蔵安定度（JISK−2208）試料250gを５日間放置した後、シリンダー下部の蒸発
残留物（％）とシリンダー上部の蒸発残留物（％）との
差で表わす。

（２）フルイ残留物（JISK−2208）丸形の網フルイ（フルイ目1190μｍ）に、アスファル
ト乳剤500gを注入し、フルイに残ったアスファルト量を
ふるい残留物とし、試料に対する百分率を求めた。

（３）付着面積（JISK−2208）４号砕石を糸でくくり、水中に１分間浸し、次に300m
lのアスファルト乳剤中に１分間浸した後20分間室温に
放置した。

さらに水中で１分間30回、１回約50mm上下移動させて
水洗し、付着面積を比率で表わした。

（４）蒸発残留物（JIS−2208）金属製蒸発かんにアスファルト乳剤200gを採取する。
これを電熱器上でかきまぜながら加熱し、160℃で10分
間保ち、乳剤中の水分を蒸発させた。加熱後蒸発残留物
の重量（ｇ）をはかり、試料（ｇ）に対する％で測定し
た。

上記スラリーシールについての評価試験は次のように
して行った。

（５）可使用時間スラリーシールをヘラで撹拌可能な時間をいう。この
時間はアスファルト乳剤を注入してからの時間である。
これにより作業可能な時間を評価する。

（６）貫入量（ASTM D3910）スラリーシールの分解硬化性を評価するもので、交通
開放時間の目安となる。

この測定には、逆円錐形の貫入コーン（全重量200g）
を使用し、試料表面1cmの位置から落下させ、５秒間に
貫入した深さを測定する。

（７）耐摩耗性（ASTM D3910）車輌走行によるスラリーシールの耐摩耗性を評価する
もので、ASTM D3910に規定するウエットトラック摩耗試
験（WTAT）により方法と、舗装要綱付録４−13ラベリン
グ試験による方法との両者で評価した。

（８）耐流動抵抗性車輌走行によるわだち掘れ抵抗性を評価するもので、
舗装要綱付録４−12ホイールトラッキング試験による方
法で評価した。

（９）総合評価（表−２中） ○印；スラリーシールとして充分実用に供しうる。

△印；スラリーシールとして多少実用性に欠ける。

×印；スラリーシールとして実用性がない。

実施例２−５カチオン系界面活性剤として表−１に示したジアミ
ン、SBRラテックスエマルジョン、水道水およびアスフ
ァルトを表−１に示した配合により、実施例１と同じ方
法で混合してカチオン系アスファルトを乳剤を得た。

得られたアスファルト乳剤により、実施例１と同じ方
法によってスラリーシールを得た。

比較例１′−５′ カチオン系界面活性剤として表−１に示したジアミ
ン、SBRラテックスエマルジョン、水道水およびアスフ
ァルトを表−１に示した配合により、実施例１と同じ方
法で混合してカチオン系アスファルト乳剤を得た。但
し、比較例４′および５′では界面活性剤を加えず、加
熱混合したものである。

実施例１−５および比較例１′−５′で得たアスファ
ルト乳剤およびスラリーシールの性能試験結果を表−２
に示した。

実施例１〜５ではアスファルト乳剤特性はいずれも良
好であった。スラリーシールとしての特性もすぐれてい
た。

実施例５はゴムラッテクスを配合しない場合であっ
て、アスファルト単独の場合（比較例４′）に比較して
混合物の供用性能が改善できた。これはアスファルトと
界面活性剤との相乗効果により、骨材との付着力が改善
されたためである。

実施例１は比較例５′に比較して混合物の供用性能が
良好であった。実施例１では、ラテックスエマルジョン
がアスファルト乳剤によく分散し、良好な性能を示した
ものと考えられる。

比較例１′：実施例１に比較して、界面活性剤を多く使
用したもので、中和剤との比率が大きいため、乳剤特性
としてフルイ残留物が多く、貯蔵安定性が悪かった。ス
ラリーシール特性としては、貫入量がわるいため、交通
開放時間に多くの時間を要すると判定された。

比較例２′：実施例２に比較して、SBRラテックスマル
ジョンを減少させたもので、乳剤特性には問題はなかっ
たが、スラリーシール特性としては耐摩耗性、耐変形抵
抗性がわるかった。

比較例３′：実施例３に比較して、界面活性剤の使用量
を減少させたため、乳剤特性としては、付着面積がわる
く、貯蔵安定性もやや悪かった。また、スラリーシール
特性は、常温での可使用時間が短く、耐摩耗性、耐変形
抵抗性がわるかった。

比較例４′：原料アスファルト単独を使用した場合。

比較例５′：アスファルトとゴムラテックスとを使用し
た場合。

比較例４′および５′の場合は耐摩耗性、耐変形抵抗性
はいずれもわるかった。

比較例６′−９′ カチオン系界面活性剤として表−３に示した炭素数の
少い脂肪酸基を持つジアミン、SBRラテックスエマルジ
ョン、水道水およびアスファルトを表−３に示した配合
により、実施例１と同じ方法で混合してカチオン系アス
ファルト乳剤を得た。

得られたアスファルト乳剤により実施例１と同じ方法
によってスラリーシールを得た。

実施例１および５、比較例６′−９′で得たアスファ
ルト乳剤およびスラリーシールの性能試験結果を表−４
に示した。

比較例６′および比較例８′は実施例１に比較して、
主に貫入量、骨材の種類の使用可能性および平均粒径の
点で劣っていた。

比較例７′は実施例５に比較して、主に低温曲げ、高
温圧縮および平均粒径の点で劣っていた。

比較例９′は実施例５に比較して、主に貫入量、骨材
の種類の使用可能性および平均粒径の点で劣っていた。

すなわち、本発明に関わるジアミンの一般式中のＲの
炭素数が10以下の場合、アスファルト乳剤およびスラリ
ーシールの性能が明らかに低下し、Ｒの炭素数が11ない
し20で良い効果が得られることが明らかである。

発明の効果（１）本発明のアスファルト乳剤組成物は、貯蔵安定
性、分解特性（貫入量）、耐摩耗性、および耐変形抵抗
性にすぐれており、フルイ残留物が少ない。

（２）本発明のアスファルト乳剤組成物はスラリーシー
ル（骨材と混合）として使用する場合には、骨材への付
着面積（率）が大きく、分解特性が良好である。

（３）本発明のアスファルト乳剤組成物の製造に当り、
中和剤としてリン酸を使用するため、強酸、揮発性酸を
使用する場合に比較して腐蝕の問題が生ない。

（４）上記スラリーシールはアスファルト舗装のわだち
掘れ、摩耗、クラック部分の補修、施工継目（ジョイン
ト）、クラック部分の補修、コンクリート舗装のクラッ
ク、継目部分の補修、建物の床材、建物屋上防水材料上
に舗設し、防水材料の保護及び車輌方向、歩行用の舗装
材料として使用するに適する。また空港、滑走路の補修
に使用するのに適する。

（５）パテ材、コーキング材およびシール材、更に種々
の粘度の異なる骨材を組合わせて常温施工用舗装混合物
としても使用できる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（式中Ｒは炭素数11ないし20の飽和または不飽和脂肪族
炭化水素基、Ｒ′およびＲ″は同種または異種の炭素数
１ないし４の低級アルキル基である）で表わされるジアミンでアスファルトを乳化してなるア
スファルト乳剤組成物。
【請求項２】一般式（式中Ｒは炭素数11ないし20の飽和または不飽和脂肪族
炭化水素基、Ｒ′およびＲ″は同種または異種の炭素数
１ないし４の低級アルキル基である）で表わされるジアミンとゴムラテックスとを含む乳化剤
組成物でアスファルトを乳化してなるアスファルト乳剤
組成物。