JP7417934B2 - アスファルト改質材 - Google Patents

Description

本発明は、アスファルト改質材に関する。

アスファルトの改質技術として、特許文献１及び２に記載の技術が知られている。特許文献１には、アスファルトに対する溶解性が良好で、加工性及び貯蔵安定性等に優れるとともに、耐摩耗性、耐衝撃性、耐流動性などの物理的強度を更に向上可能なアスファルト改質材が記載されている（特に要約書参照）。特許文献２には、ポリエチレン製袋等に１～３ｋｇの小口充填しておけば、アスファルトプラントで、アスファルトと骨材を混合して改質アスファルト合材を製造する際に、小口充填されたポリエチレン製袋等ごと、直接投入可能なアスファルト改質材が記載されている（特に段落００１９参照）。

特開平７－３１６４３７号公報 特開２００５－６２６１５号公報

特許文献１に記載のアスファルト改質材では、加工性、貯蔵安定性及び物理的強度が考慮されているにすぎず、柔軟性については考慮されていない。また、特許文献２に記載のアスファルト改質材に使用されるポリエチレンは柔軟性に寄与しない。従って、特許文献１及び２に記載の技術には、柔軟性向上のようなアスファルト混合物の高機能化という点で改善の余地がある。

本発明が解決しようとする課題は、アスファルト混合物を高機能化可能なアスファルト改質材の提供である。

本発明のアスファルト改質材は、アスファルトを改質するアスファルト改質材であって、スチレン系エラストマ及び油を含む、アスファルトの改質材組成物と、前記改質材組成物を被覆するとともにスチレン系エラストマのみからなる被覆材とを含み、前記改質材組成物に含まれるスチレン系エラストマと、前記被覆材を構成するスチレン系エラストマとは同種である。

本発明によれば、アスファルト混合物を高機能化可能なアスファルト改質材を提供できる。

本実施形態のアスファルト改質材の斜視図である。 本実施形態のアスファルト改質材の側面図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 本実施形態のアスファルト改質材の製造方法を示すフローチャートである。 本実施形態のアスファルト改質材の製造方法を示す工程図であって、スチレン系エラストマ及び油を混合する様子を示す図である。 本実施形態のアスファルト改質材の製造方法を示す工程図であって、一端を封止した筒状の被覆材に改質材組成物を収容する様子を示す図である。 改質材組成物の収容後の被覆材の他端を封止することで得られたアスファルト改質材の斜視図である。 本実施形態のアスファルト改質材を使用したアスファルト混合物の製造方法を示すフローチャートである

以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。ただし、本発明は以下の内容及び図示の内容になんら限定されず、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意に変形して実施できる。本発明は、異なる実施形態同士を組み合わせて実施できる。以下の記載において、異なる実施形態において同じ部材については同じ符号を付し、重複する説明は省略する。また、同じ機能のものについては同じ名称を使用し、重複する説明は省略する。以下に示す断面図において、図示の簡略化のために、ハッチングの図示を省略することがある。

図１は、本実施形態のアスファルト改質材１の斜視図である。アスファルト改質材１は、例えばポリマー改質アスファルト、ストレートアスファルト等のアスファルトへの混合により、アスファルトを改質するものである。改質は、通常、改質材組成物３及び被覆材４の両成分によって行われる。アスファルト改質材１の混合により、アスファルト混合物が得られる。

アスファルト改質材１は、改質材組成物３（図３参照）を収容した被覆材４の左右両端に、封止部２を備える。封止部２は、例えば、封止部２を形成する前の開口５（図５Ｂ参照）を通じた改質材組成物３の収容後、開口５の部分で被覆材４を融着することで形成される。封止部２は、図示の例では左右２か所であるが、アスファルト改質材１の前周に亘って形成されてもよく、左右いずれか一方のみに形成されてもよい。

アスファルト改質材１は改質材組成物３を被覆材４に収容した枕状である。アスファルト改質材１の形状について、図２を参照しながら説明する。

図２は、本実施形態のアスファルト改質材１の側面図である。本明細書において枕状とは、左右の少なくとも一端に封止部２を備えるとともに、側面視で、アスファルト改質材１の中心Ｐ１，Ｐ２から左右それぞれの封止部２，２の位置Ａ１，Ａ２に向かって下る傾斜Ｌ１，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２を有する形状をいう。図示の例では、傾斜Ｌ１，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２は全て同じ形状を有するが、一部が異なっていてもよい。また、傾斜Ｌ１，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２は曲線に限られず、直線、又は曲線と直線との併存でもよい。さらに、中心Ｐ１，Ｐ２から位置Ａ１，Ａ２に向かって全区域で下る必要はなく、例えば同一高さの直線を含む等、中心Ｐ１，Ｐ２間の高さＨが最大であればよい。

アスファルト改質材１の左右方向の長さＬは例えば５ｃｍ以上１０ｃｍ以下である。アスファルト改質材１の上下方向の高さＨは例えば１ｃｍ以上５ｃｍ以下である。アスファルト改質材１の幅（図１における前後方向長さ）は、例えば１ｃｍ以上５ｃｍ以下である。ただし、アスファルト改質材１の長さＬ、高さＨ及び幅は、これらの数値範囲に限定されるものではない。

図３は、図１のＡ－Ａ線断面図である。アスファルト改質材１は、アスファルトの改質材組成物３と、被覆材４とを備える。アスファルト改質材１が改質材組成物３及び被覆材４を備えることで、アスファルト改質材１を用いて得られるアスファルト混合物を高機能化できる。便宜上、被覆材４を初めに説明する。

被覆材４は、改質材組成物３を被覆するとともにスチレン系エラストマを含んで構成される。被覆材４によって改質材組成物３を被覆することで、改質材組成物３の性状（例えばべたつき）等によって改質材組成物３単独での取り扱いが難しい場合でも、改質材組成物３の取り扱いを容易にできる。また、被覆材４がスチレン系エラストマを含むことで、改質材組成物３の性能への悪影響を小さくできる。

被覆材４に含まれるスチレン系エラストマは、スチレン骨格を含む共重合体により構成されるエラストマであれば、特に制限はない。スチレン系エラストマは、例えば、スチレン骨格を含む熱可塑性エラストマであり、具体的には例えば、スチレンブタジエン系エラストマ（ＳＢＳ）、スチレンブタジエンブチレン系エラストマ（ＳＢＢＳ）、スチレンイソプレン系エラストマ（ＳＩＳ）、スチレンエチレンブチレン系エラストマ（ＳＥＢＳ）等である。スチレン系エラストマは１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の比率及び組み合わせで用いてもよい。

被覆材４の厚さは特に制限されないが、例えば０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下にできる。また、被覆材４は、上記のように、改質材組成物３を収容した枕状である。被覆材４を枕状に構成することで、取り扱いを容易にできる。

改質材組成物３は、被覆材４の内部に収容されるものである。改質材組成物３は、スチレン系エラストマ及び油を含むことが好ましい。スチレン系エラストマ及び油を含むことで、油によってスチレン系エラストマを膨潤できる。これにより、アスファルト改質材１をアスファルトに混合する際、スチレン系エラストマをアスファルトに溶解させ易くできる。また、油を含むことで改質材組成物３はべたつく傾向があるが、被覆材４による改質材組成物３の被覆により、アスファルト改質材１の取扱性を向上できる。

改質材組成物３はスチレン系エラストマを含む。改質材組成物３に含まれるスチレン系エラストマは、具体的には例えば、上記の被覆材４に含まれるスチレン系エラストマの例示物を挙げることができる。なお、改質材組成物３に含まれるスチレン系エラストマは、被覆材４に含まれるスチレン系エラストマと同種でもよく、異なる種類でもよい。ただし、被覆材４は、改質材組成物３に含まれるスチレン系エラストマと同種のスチレン系エラストマを含むことが好ましい。このようにすることで、アスファルト改質材１をアスファルトに混合した際に、同種のスチレン系エラストマによって改質材組成物３によるアスファルト混合物性能の安定化を更に図ることができる。

ここでいう同種とは、アスファルトへの混合後に生成するアスファルト混合物に大きな影響を及ぼさない程度の差異は許容することをいう。即ち、重合単位及びモノマーの重合順序が同じであれば「同種」との表現が使用可能である。

改質材組成物３に含まれる油は、例えば芳香族重質鉱油である。また、改質材組成物３は、スチレン系エラストマ及び油以外にも、任意の改質材を含んでもよい。

改質材組成物３はゾル状であることが好ましい。ゾルは、油にスチレン系エラストマをコロイド状に分散させた状態であり、流動性を有するものである。改質材組成物３がゾル状であっても、被覆材４によってゾル状の改質材組成物３を被覆できるとともに、改質材組成物３同士の意図しない接着（くっつき）、即ちブロッキングを抑制できる。

アスファルト改質材１は、例えばプラントミックス用である。プラントミックス用のアスファルト改質材１の使用方法は、図６を参照しながら後記する。アスファルト改質材１がプラントミックス用であることで、アスファルト改質材１を用いた改質アスファルトのローリー運搬及び合材工場にて専用アスファルト貯蔵タンクの設置を不必要にできる。また、合材工場からアスファルト混合物を少量出荷でき、小規模現場でアスファルト混合物を使用できる。

図４は、本実施形態のアスファルト改質材１の製造方法を示すフローチャートである。まず、例えばゾル状の改質材組成物３（図３参照）が調製される（ステップＳ１）。具体的には、改質材組成物３の原料同士を混合することで、改質材組成物３を調製できる。改質材組成物３の原料は、例えば、図３を参照しながら説明した改質材組成物３に含まれる成分であり、具体的には例えばスチレン系エラストマ、油等である。原料の使用量も、改質材組成物３における含有割合に応じて決定できる。

図５Ａは、本実施形態のアスファルト改質材１の製造方法を示す工程図であって、スチレン系エラストマ及び油を混合する様子を示す図である。原料の混合は、例えば、任意の混合機を使用できる。図５Ａに示す例では、モータ１０ｃによって回転される混練棒１０ｂを容器１０ａに配置した混合機１０が使用される。混合機１０に例えばスチレン系エラストマ及び油を入れ、混練棒１０ｂによって十分に混合することで、改質材組成物３を調製できる。原料の混合は、混合後に得られる改質材組成物３の性状がゾル状になる程度にまで十分に行うことが好ましい。

図４に戻って、調製した改質材組成物３は、一端を封止した筒状の被覆材４に収容される（ステップＳ２）。ステップＳ２について、図５Ｂを参照しながら説明する。

図５Ｂは、本実施形態のアスファルト改質材１の製造方法を示す工程図であって、一端を封止した筒状の被覆材４に改質材組成物３を収容する様子を示す図である。図示の例では、筒状の被覆材４の一端（左側端部）が封止され、一端側に封止部２が形成される。封止部２は、例えば、筒状の被覆材４の一端側を閉塞した後、閉塞させた部分を加熱して被覆材４を融着させることで形成できる。一方で、他端側（右側端部）には開口５が形成される。被覆材４は図示の形状を維持した状態で任意の支持機構（図示しない）によって支持される。そして、ステップＳ１で調製した改質材組成物３が、任意の注入機構（図示しない）によって開口５を通じ被覆材４に注入され、被覆材４の内部に収容される。

改質材組成物３の収容量は特に制限されないが、被覆材４が破断せず、かつ、被覆材４の内部への気泡の混入量を少なくできる程度に密に収容することが好ましい。

図４に戻って、改質材組成物３を収容した後の被覆材４の他端が封止される（ステップＳ３）。他端の封止により左右両端に封止部２が形成され、被覆材４の内部に改質材組成物３を収容したアスファルト改質材１が完成する（ステップＳ４）。

図５Ｃは、改質材組成物３の収容後の被覆材４の他端を封止することで得られたアスファルト改質材１の斜視図である。上記のように、筒状の被覆材４の一端側（左側端部）には、改質材組成物３の収容前に形成された封止部２が形成される。一方で、筒状の被覆材４の他端側（右側端部）には、改質材組成物３の収容後に形成された封止部２が形成される。改質材組成物３の収容後に行う開口５（図５Ｂ参照）の封止は、一端側に形成された封止部２の形成と同様にして行うことができる。他端側の封止により、例えば枕状に形成されたアスファルト改質材１を製造できる。

アスファルト改質材１は改質材組成物３及び被覆材４を備え、改質材組成物３は被覆材４によって被覆される。改質材組成物３は上記のように例えばスチレン系エラストマ及び油を含むため、べたつきがある。このため、改質材組成物３を剥き出しのまま運搬又は貯蔵しようとすると、別の改質材組成物３と付着し、改質材組成物３の取り扱いが困難になる。しかし、被覆材４によって改質材組成物３を被覆することで、改質材組成物３のべたつきに起因する改質材組成物３同士の付着を抑制できる。このため、アスファルト改質材１の取り扱い性を向上でき、例えば必要な量だけ任意にアスファルト改質材１を容易に使用できる。

また、被覆材４は、スチレン系エラストマを含む。このため、アスファルト改質材１をアスファルトと混合した際、アスファルト混合物の柔軟性への被覆材４による悪影響が小さい。この結果、アスファルト混合物の高機能化を図ることができる。

図６は、本実施形態のアスファルト改質材１を使用したアスファルト混合物の製造方法を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、アスファルト改質材１の使用方法を示すものでもある。アスファルト改質材１は、例えば、スチレン系エラストマを含むポリマー改質アスファルト又はストレートアスファルトへの混合用である。図示の例では、アスファルト改質材１は、スチレン系エラストマを含むポリマー改質アスファルトへの混合用として使用される。

まず、ストレートアスファルトが準備される（ステップＳ１１）。次いで、準備したストレートアスファルトに対し、第２改質材が混合される（ステップＳ１２）。第２改質材は、アスファルト改質材１と区別するため、便宜的にアスファルト改質材１とは別の名称である。第２改質材は、図示の例ではスチレン系エラストマを含む。スチレン系エラストマの具体例は、上記のアスファルト改質材１に含まれるスチレン系エラストマの例示物（スチレンブタジエン系エラストマ等）を挙げることができる。ストレートアスファルトへの第２改質材の混合により、ポリマー改質アスファルトが調製される（ステップＳ１３）。

調製されたポリマー改質アスファルトに対し、骨材、及び、プラントミックス用としてアスファルト改質材１が混合される（ステップＳ１４）。骨材は、アスファルト混合物の製造に使用可能な骨材であり、具体的には例えば砂、砂利等である。混合は、骨材及びアスファルト改質材１以外の任意の添加剤（改質材等）を併用して行ってもよい。混合は、例えば、加熱しながら任意の混合装置を用いて実行できる。

アスファルト改質材１のポリマー改質アスファルトへの混合に際し、アスファルト改質材１に含まれるスチレン系エラストマは、被混合物であるポリマー改質アスファルトに含まれるスチレン系エラストマと同種である。ここでいう同種とは、上記改質材組成物３で説明した「同種」と同義である。従って、ポリマー改質アスファルトに含まれるスチレン系エラストマと同種のスチレン系エラストマを改質材組成物３に含むアスファルト改質材１が、ポリマー改質アスファルトに混合される。このようにすることで、アスファルト改質材１の含有物の種類を少なくできることから、安定した柔軟性向上効果が得られる。なお、改質材組成物３に含まれるスチレン系エラストマと、被覆材４に含まれるスチレン系エラストマとが異なる種類の場合、ポリマー改質アスファルトに含まれるスチレン系エラストマがアスファルト改質材１の一部である改質材組成物３又は被覆材４のいずれかと同種であれば、アスファルト改質材１に含まれるスチレン系エラストマが、ポリマー改質アスファルトに含まれるスチレン系エラストマと同種であるものとする。

ポリマー改質アスファルトへの骨材及びアスファルト改質材１の混合によりアスファルト混合物が完成する（ステップＳ１５）。例えば加熱して行われる混合により、ポリマー改質アスファルトに含まれるスチレン系エラストマと、アスファルト改質材１（中でも、好ましくは改質材組成物３及び被覆材４の双方）に含まれるスチレン系エラストマとは相溶する。これにより、アスファルト混合物の高機能化を図ることができる。

製造されたアスファルト混合物は、アスファルトが持っている優れた応力緩和性及び変形追従性を低温域においても保持でき、また高温域における塑性変形抵抗性にも優れている。そのため、軽交通から重交通路線の目地部及びクラック上にオーバーレイをした際にリフレクションクラックの発生遅延が期待できるのでアスファルト舗装の長寿命化に寄与できる。

１ アスファルト改質材
２ 封止部
３ 改質材組成物
４ 被覆材

Claims (6)

1. アスファルトを改質するアスファルト改質材であって、
   スチレン系エラストマ及び油を含む、アスファルトの改質材組成物と、
   前記改質材組成物を被覆するとともにスチレン系エラストマのみからなる被覆材とを含み、
   前記改質材組成物に含まれるスチレン系エラストマと、前記被覆材を構成するスチレン系エラストマとは同種である
   アスファルト改質材。
2. 前記アスファルト改質材は前記改質材組成物を前記被覆材に収容した枕状である
   請求項１に記載のアスファルト改質材。
3. 前記改質材組成物はゾル状である
   請求項１又は２に記載のアスファルト改質材。
4. プラントミックス用である
   請求項１～３の何れか１項に記載のアスファルト改質材。
5. スチレン系エラストマを含むポリマー改質アスファルト又はストレートアスファルトへの混合用であって、
   前記アスファルト改質材に含まれるスチレン系エラストマは、前記ポリマー改質アスファルトに含まれるスチレン系エラストマと同種である
   請求項１～４の何れか１項に記載のアスファルト改質材。
6. 前記改質剤組成物と前記被覆材とは別体の部材であり、
   前記被覆材の厚さは０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である
   請求項１～５の何れか１項に記載のアスファルト改質材。

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