JP3490812B2 - 舗装用改質アスファルト組成物 - Google Patents

舗装用改質アスファルト組成物

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JP3490812B2 JP27501695A JP27501695A JP3490812B2 JP 3490812 B2 JP3490812 B2 JP 3490812B2 JP 27501695 A JP27501695 A JP 27501695A JP 27501695 A JP27501695 A JP 27501695A JP 3490812 B2 JP3490812 B2 JP 3490812B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セミブローンアス
ファルト、ストレートアスファルトからなるベース基材
に、ゴム、熱可塑性エラストマーの双方を混合すること
により、加熱貯蔵安定性に優れており、道路に施工後の
舗装体のわだち掘れが起きにくく、しかもひび割れの発
生が少ない、耐久性に優れた舗装用改質アスファルト組
成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】道路舗装用のアスファルト材料として
は、ストレートアスファルト及び改質アスファルトが主
として用いられている。このうち、ストレートアスファ
ルトの性能を改善した改質アスファルトには、ストレー
トアスファルトにゴム、熱可塑性エラストマーを単独、
又は両者を併用添加したゴム・熱可塑性エラストマー入
りアスファルトと、ストレートアスファルトを原料油と
し、高温下で空気を吹き込む操作、すなわちブローイン
グ操作を行うことにより、感温性を改善し、かつ60℃
における粘度を800〜1,200Pa・s(パスカル
・秒)に高めたセミブローンアスファルトがある。前者
のゴム・熱可塑性エラストマー入りアスファルトは、改
質アスファルトI型、II型の2種類あり、I型はすべり
止め、耐摩耗用に、またII型はこれらに加え耐わだち掘
れ用としても使用されている。一方、後者のセミブロー
ンアスファルトは、60℃における粘度がストレートア
スファルト40〜60、ストレートアスファルト60〜
80、ストレートアスファルト80〜100に比べて3
〜10倍高く、夏季の高温下でも軟化しにくいため、重
交通道路のわだち掘れ対策用に用いられている。以上の
改質アスファルトのうち、耐わだち掘れ性に効果のある
セミブローンアスファルトおよび改質アスファルトII型
は、それぞれアスファルト舗装要綱(平成4年度版)に
おいて表1および表2の如く、標準化あるいは規格化さ
れている。
【0003】
【表1】
【0004】
【表2】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セミブ
ローンアスファルトの場合、多くの施工実績によると、
耐わだち掘れ性においては良好であるが、ひび割れに関
しては大型車交通量が極めて多い場合、比較的早期に発
生するとの評価もある。また、改質アスファルトII型
は、ひび割れに対しては比較的良好であるが、耐わだち
掘れ性はセミブローンアスファルトより若干劣ってい
る。耐わだち掘れ性と耐ひび割れ性という相反する性能
を同時に満足するアスファルト組成物を得ることは困難
であった。従って、本発明の目的は、耐わだち掘れ性と
耐ひび割れ性のいずれも優れ、耐久性に優れた舗装用改
質アスファルト組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、舗装の耐わだち掘れ性及び耐ひび割れ
性とアスファルト性状との関係について鋭意検討を行っ
た結果、前者は粘度(60℃)、後者については針入
度、伸度、タフネス、テナシティと密接な関連があるこ
とを見い出した。そして特定の粘度を有するセミブロー
ンアスファルトに特定のストレートアスファルト、及び
少量のゴム、熱可塑性エラストマーを特定割合で配合
し、粘度(60℃)はセミブローンアスファルトの規格
値、また、伸度(15℃)、タフネス、テナシティは改
質アスファルトII型の標準値、さらに針入度は両者共
通の規格値、標準値を満たすことにより、耐わだち掘れ
性、耐ひび割れ性のいずれも優れ、耐久性に優れた舗装
用改質アスファルト組成物が得られることを見い出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、60℃の粘度が80
0〜1200Pa・sのセミブローンアスファルトを3
0〜70質量%、ストレートアスファルト80〜10
0、ストレートアスファルト100〜120、ストレー
トアスファルト120〜150及びストレートアスファ
ルト150〜200から選ばれる1種又は2種以上を2
9〜70質量%、及びゴムの含有量0.5〜5重量
%、熱可塑性エラストマーの含有量を1〜3.5重量%
含有することを特徴とする舗装用アスファルト組成物を
提供するものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明に用いられるセミブローンアスファ
ルトは、アスファルト類を常法に従ってブローイングす
ることにより得られるもので、表1に示す品質規格に適
合するものである。ブローイング原料であるアスファル
ト類としては、原油を減圧蒸留した残渣油、ストレート
アスファルトなどが挙げられ、100℃における動粘度
が約800〜約1500mm2/Sのものを用いるのが
よい。原料の粘度が高過ぎると、ブローイング後の針入
度が小さくなり、また粘度が低過ぎると薄膜加熱後/加
熱前の粘度比が大きくなり、加熱安定性が悪くなる。ア
スファルト類のブローイングは公知の方法を適用するこ
とができる。ブローイングの反応温度は、約180℃〜
約280℃、空気吹き込み量は約10〜約50l/h/
kgが好ましい。反応はバッチ式でも連続式でも行うこ
とができる。セミブローンアスファルトは、1種単独で
用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよ
い。
【0009】本発明におけるセミブローンアスファルト
の配合割合は、30〜70質量%であり、好ましくは3
5〜65質量%である。セミブローンアスファルトの配
合割合が30質量%未満であると、耐わだち掘れ性が悪
化する。また、セミブローンアスファルトの配合割合が
70質量%を超えると、セミブローンアスファルトの耐
ひび割れ性悪化の原因である伸度(15℃)、タフネ
ス、テナシティを改善することができない。
【0010】本発明に用いられるストレートアスファル
トは、セミブローンアスファルトと併用することによ
り、改質材であるゴム、熱可塑性エラストマーの改質効
果、すなわち、伸度(15℃)、タフネス、テナシティ
をさらに改善することができる。本発明に用いられる
トレートアスファルトは、ストレートアスファルト80
〜100、ストレートアスファルト100〜120、ス
トレートアスファルト120〜150又はストレートア
スファルト150〜200である。ストレートアスファ
ルトは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合
わせて用いてもよい。ストレートアスファルトの針入度
が小さ過ぎると改質アスファルト組成物の針入度も小さ
くなり、耐ひび割れ性が悪くなる。また針入度が大き過
ぎると改質アスファルト組成物の粘度(60℃)、軟化
点が低くなり、耐わだち掘れ性も悪くなる。
【0011】本発明におけるストレートアスファルトの
配合量は、29〜70質量%であり、好ましくは35〜
60質量%である。ストレートアスファルトの配合割合
が29質量%未満であるとセミブローンアスファルトの
配合量が増えるため、ゴム、熱可塑性エラストマーの改
質効果が悪くなる。また、ストレートアスファルトの配
合割合が70質量%を超えると、耐わだち掘れ性が悪化
する。また、粘度(60℃)、軟化点が低くなり、耐わ
だち掘れ性も悪くなる。
【0012】本発明の舗装用改質アスファルト組成物に
は、改質材としてゴム、熱可塑性エラストマーの双方を
用いる。これらの改質材の主な改質効果として、ゴムは
伸度、熱可塑性エラストマーはタフネス、テナシティ、
粘度(60℃)の各性状の改善効果がある。ゴムとして
は、ストレートアスファルト及びセミブローンアスファ
ルトとの相溶性のよいものが好ましく、例えばクロロプ
レンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴムなどが
挙げられ、特に好ましくはクロロプレンゴム、スチレン
−ブタジエンゴムである。クロロプレンゴムとしては、
ラテックス状で固形分密度が1.1〜1.2g/cm3
のものが好ましい。また、重量平均分子量は、100,
000〜300,000の範囲が好ましい。重量平均分
子量が小さ過ぎると改質効果が小さく、配合量の増量が
必要になる。逆に、重量平均分子量が大き過ぎると相溶
性が低下する。なお、この重量平均分子量はGPC法で
測定し、ポリスチレン換算で求めたものである。
【0013】スチレン−ブタジエンゴムとしては、スチ
レンを任意の割合で含有する種々のスチレン−ブタジエ
ンゴムが使用できるが、結合スチレン含有量が20〜3
0質量%のものが好ましく、特にラテックス状であり、
固形分が45〜75質量%、固形分密度が0.92〜
0.97g/cm3のものが好ましい。固形分が少な過
ぎると、所要量を配合するための配合時間が長くなり、
作業性が悪くなる。逆に、固形分が多過ぎるとラテック
スの粘度が高くなり、均一な混合が難しくなる。また、
結合スチレン含有量が少ないと、粘度(60℃)の上昇
効果が低減する傾向があり、結合スチレン含有量が多過
ぎると伸度に対する改善効果が低下する傾向がある。上
記クロロプレンゴムは、配合混合後の加熱貯蔵時におけ
る分離あるいは劣化が起きにくいため、均一性あるいは
性状安定性に優れた改質アスファルト組成物が得られ
る。ゴムは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組
合せて用いてもよい。
【0014】本発明に用いる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、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共
重合体、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブ
ロック共重合体などが挙げられ、好ましくはスチレン−
ブタジエン−スチレンブロック共重合体である。これら
のスチレン共重合体のスチレン量は、20〜50質量%
が好ましく、特に30〜45質量%が好ましい。スチレ
ン量が少な過ぎると、タフネス、テナシティ、粘度(6
0℃)の改善効果が低下し、また、スチレン含量が多過
ぎると、セミブローンアスファルト及びストレートアス
ファルトからなるベース基材との相溶性が低下する傾向
がある。さらに、この共重合体の重量平均分子量は、5
0,000〜300,000の範囲が好ましく、特に1
00,000〜200,000の範囲が好ましい。重量
平均分子量が小さ過ぎると、改質効果が小さく、大量の
配合が必要となる。逆に、重量平均分子量が大き過ぎる
と、相溶性が低下する傾向がある。熱可塑性エラストマ
ーは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わ
せて用いてもよい。
【0015】ゴムの配合割合は、0.5〜5質量%であ
り、好ましくは1〜4質量%である。熱可塑性エラスト
マーの配合割合は、1〜3.5質量%である。これら
配合割合がそれぞれ0.5質量%未満、1質量%未満
あると、ベース基材の伸度、タフネス、テナシティ等の
性状を改善することができない。また、これらの配合割
合がそれぞれ5質量%を超え、3.5質量%を超え
と、高温時の動粘度が高くなるため、骨材との混合性が
悪くなるなどの欠点が生じる。
【0016】本発明の舗装用改質アスファルト組成物
は、必要により、通常舗装用改質アスファルトに添加さ
れる他の添加剤、例えば剥離防止剤、分散剤、安定剤な
どを添加してもよい。本発明の舗装用改質アスファルト
組成物は、上記各成分を所定割合で配合することにより
製造することができる。各成分の配合順序は、特に制限
されないが、セミブローンアスファルトとストレートア
スファルトを混合した後、ゴム、熱可塑性エラストマー
の双方を配合することが好ましい。ゴム、熱可塑性エラ
ストマーの混合は、プロペラ式撹拌機、ホモミキサーな
ど各種の撹拌機が使用できるが、高剪断力をかけるホモ
ミキサーが好ましい。
【0017】各成分の混合温度は、特に制限されるもの
ではないが、通常150〜190℃で行うことができ
る。本発明による舗装用改質アスファルト組成物は、ア
スファルト舗装要綱のセミブローンアスファルトの粘度
(60℃)、針入度の規格、また改質アスファルトII型
の伸度(15℃)、タフネス、テナシティ、針入度、軟
化点の標準的性状を満足し、セミブローンアスファルト
の耐わだち掘れ性、改質アスファルトII型の耐ひび割れ
性の両者を併せ持つ耐久性に優れたバインダーである。
【0018】本発明の舗装用改質アスファルト組成物の
施工方法は、舗装用改質アスファルト組成物を所定の温
度で骨材、フィラーなどと混合し、舗装場所に敷設し、
転圧することにより行うことができる。骨材、フィラー
などとの混合温度は、通常の混合温度でよく、例えば1
65〜185℃でよい。また、転圧時の温度は通常の転
圧温度でよく、例えば150〜175℃でよい。
【0019】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によりさら
に具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によ
って何ら制限されるものではない。実施例及び比較例の
おいて、改質アスファルト組成物の評価は、次の評価方
法により行った。 (1)針入度(25℃) JIS K 2207に準拠して測定した。 (2)軟化点 JIS K 2207に準拠して測定した。 (3)伸度(15℃) JIS K 2207に準拠して測定した。 (4)粘度(60℃) JAA(日本アスファルト協会)−001に準拠して測
定した。 (5)タフネス(25℃)及びテナシティ(25℃) ベンソン法で測定した。すなわち、直径2cmの金属半
球を、球面を下にして規定容器のアスファルト試料中に
埋め、これを25℃、引張速度50cm/分で引抜くと
きに半球にかかる荷重及び変位から求めた。 (6)加熱貯蔵試験 350mlのアルミニウム缶に採取したアスファルト試
料250gを、165℃で3日間及び5日間加熱貯蔵
し、それぞれ貯蔵後の上部、中部、下部の各部の針入
度、軟化点を測定した。
【0020】実施例1 高剪断力のホモミキサーに、セミブローンアスファルト
(粘度(60℃):960Pa・s)を43質量%、ス
トレートアスファルト80〜100(針入度(25
℃):91)を53質量%を加えて170℃の温度で混
合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合
体熱可塑性エラストマー(スチレン/ブタジエン質量
比:40/60、重量平均分子量:150,000)を
3質量%、スチレン−ブタジエンゴム(ラテックス状、
固形分:50質量%、固形分密度:0.96g/c
3、結合スチレン量:23.5質量%)を固形分で1
質量%添加後、170℃の温度で混合し、舗装用改質ア
スファルト組成物を得た。表3に得られた組成物の性状
を示した。
【0021】実施例2 実施例1と同様の性状のセミブローンアスファルトを4
2.5質量%、ストレートアスファルト80〜100を
52質量%、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック
共重合体熱可塑性エラストマーを3質量%、さらにクロ
ロプレンゴム(ラテックス状、固形分:58質量%、固
形分密度:1.15g/cm3、重量平均分子量:18
0,000)を固形分で2.5質量%の各基材を実施例
1と同様の混合条件で混合し、舗装用改質アスファルト
組成物を得た。表3に得られた組成物の性状、表4に加
熱貯蔵試験の結果を示した。
【0022】実施例3 実施例1及び実施例2と同様のセミブローンアスファル
トを47質量%、ストレートアスファルト150〜20
0(針入度(25℃):172)を47.5質量%、ス
チレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑
性エラストマーを3.5質量%、クロロプレンゴムを固
形分で2質量%の各基材を実施例1と同様の混合条件で
混合し、舗装用改質アスファルト組成物を得た。表3に
得られた組成物の性状、表4に加熱貯蔵試験の結果を示
した。
【0023】比較例1 実施例1、3と同様の性状のセミブローンアスファルト
を75質量%、ストレートアスファルト150〜200
を20質量%、スチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
ク共重合体熱可塑性エラストマーを3質量%、スチレン
−ブタジエンゴムを固形分で2質量%の各基材を実施例
1と同様の混合条件で混合し、舗装用改質アスファルト
組成物を得た。表3に得られた組成物の性状を示した。
【0024】比較例2 実施例1及び実施例2と同様の性状のセミブローンアス
ファルトを19質量%、ストレートアスファルト80〜
100を75質量%、スチレン−ブタジエン−スチレン
ブロック共重合体熱可塑性エラストマーを4質量%、ク
ロロプレンゴムを固形分で2質量%の各基材を実施例1
と同様の混合条件で混合し、舗装用改質アスファルト組
成物を得た。表3に得られた組成物の性状を示した。表
3の結果から、実施例1〜3は、アスファルト舗装要綱
のセミブローンアスファルトの粘度(60℃)、針入度
の規格、また改質アスファルトII型の伸度(15℃)、
タフネス、テナシティ、針入度、軟化点の標準的性状を
満足し、道路に施工後における耐わだち掘れ性、耐ひび
割れ性のいずれにも優れた性能を示した。しかし、比較
例1の場合、セミブローンアスファルトの配合量が多い
ことから、軟化点、粘度(60℃)が高く、針入度、伸
度が低いため、耐ひび割れ性に劣っていた。また、比較
例2の場合、ストレートアスファルトの配合量が多いこ
とから、粘度(60℃)が低く、耐わだち掘れ性に劣っ
ていた。
【0025】
【表3】
【0026】表4の結果から、クロロプレンゴムを配合
した実施例では、良好な性状安定性を示し、クロロプレ
ンゴムを配合した改質アスファルト組成物は、加熱時の
均一性あるいは性状安定性に優れている。
【0027】
【表4】
【0028】
【発明の効果】本発明により得られる舗装用改質アスフ
ァルト組成物は、道路に施工後の舗装体のわだち掘れが
起きにくく、しかもひび割れの発生が少なく、耐久性に
優れた性能を示す。従って、本発明の舗装用改質アスフ
ァルト組成物は、実用上極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 清美 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社 コスモ総合研究所 研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平6−107953(JP,A) 特開 昭61−14255(JP,A) 特開 平1−126371(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 95/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】60℃の粘度が800〜1200Pa・s
    セミブローンアスファルトを30〜70質量%、スト
    レートアスファルト80〜100、ストレートアスファ
    ルト100〜120、ストレートアスファルト120〜
    150及びストレートアスファルト150〜200から
    選ばれる1種又は2種以上を29〜70質量%、及びゴ
    ムの含有量0.5〜5重量%、熱可塑性エラストマー
    の含有量を1〜3.5重量%含有することを特徴とする
    舗装用アスファルト組成物。
  2. 【請求項2】ゴムがクロロプレンゴムである請求項1記
    載の舗装用アスファルト組成物。
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