JPH0737576B2 - アスファルト及びゴムを含有する路面を維持又は修復するための組成物 - Google Patents

アスファルト及びゴムを含有する路面を維持又は修復するための組成物

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JPH0737576B2
JPH0737576B2 JP59101627A JP10162784A JPH0737576B2 JP H0737576 B2 JPH0737576 B2 JP H0737576B2 JP 59101627 A JP59101627 A JP 59101627A JP 10162784 A JP10162784 A JP 10162784A JP H0737576 B2 JPH0737576 B2 JP H0737576B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、道路やハイウエーなどのような交通路の舗
装、保全及び再舗装の用途に用いられる繊維強化された
舗装用・シーリング用組成物に関するものである。本発
明はさらに舗装用・シーリング用組成物の性能を向上さ
せる方法をも提供するものである。
アスフアルトやそれに類する物質を含む舗装用、シーリ
ング用組成物は、世界中の多くの国において、一般道路
やハイウエーの修復あるいは再舗装のために使用されて
いる。ところで上記アスフアルトなどの物質は、グラス
フアイバー、アスベスト類や合成高分子ステープルフア
イバーなどの繊維状物質で強化されていることが多く、
又これらは砂利、砕石、砂のような種々の骨材（aggreg
ates）に対するマトリツクとして役にたつている。
道路の修復や再舗装をする場合、通常アスフアルトやア
スフアルト乳剤は亀裂や穴への充填剤として、古い舗装
と新しい舗装との間の耐水性層として、さらにそれ自体
が表面剤として使用される。
また、その性能の低下を防ぐために、アスフアルト・ベ
ースの舗装面に、油を塗布する保全作業が普通行なわれ
ている。しかしながらこのような処理には、特にすべり
抵抗を減少させるとか、耐用期間が短くなるとか、定期
的な保全作業が必要になるとかというような多くの制限
事項がある。そこでこのような問題点を解決するために
過酷な温度条件下でも改良された耐久性や順応性を有
し、しかも保全の必要性があまりない舗装用物質が要望
されていた。そしてこのような物質には、広い温度範囲
で使用でき、種々の環境条件下で個々の要求に合致した
速度で硬化できることが要求されていた。
前記性能は、相当な量の骨材と共にアスフアルト基材あ
るいは乳剤を有し、“ドラツグ・ボツクス”（drag bo
x）あるいは類似の適用装置を用いて表面に施工する
“スラリーシール”として知られているコーテイングを
行なう際、特に重要である。スラリーシールは本質的に
新しい表面をつくるために行なわれるもので、通常深さ
約6.4mm（1/4インチ）、約5.4〜13.6kg/m2（10−20ポン
ド／平方ヤード）の割合で行なわれる。
一方、“チップシール”表面処理は損傷した舗装の修復
として行なわれることが多い。この場合、加熱したアス
フアルトを比較的厚い層になるように施し、その上に骨
材を乗せ、骨材を強固に固定させ、表面を平らにするた
めに加圧やロール処理が行なわれる。
このような目的のために、広い温度範囲（特に高温から
低温域）で硬化時間を正確にコントロールできて施工
（lay−down）しやすいこと、すぐれた疎水性を保有で
きること及び低温誘起の脆性に対する抵抗性を有するこ
と等の利点をぎせいにすることのない、耐久性を有する
繊維強化舗装用、シーリング用組成物が要望されてい
た。ポリプロピレンのような合成の疎水性繊維で強化さ
れた舗装用、シーリング用組成物には、上記の規格に加
えて、平らに処理している間に繊維が凝集しないことや
130〜145℃のような操作温度域で施工の前又は施工中に
ポンプで使用できることが要求される。ラテツクスのよ
うなゴムベースの組成物、特にアスフアルトとゴムとを
含有する組成物やアスフアルトとアクリル系コポリマー
ベース組成物とを含有する組成物は、亀裂や穴のシール
や“スラリーシール”のために用いられるものである
が、迅速な硬化と長期保存性という相反する要求を満た
さなければならない。特に改良された組成物は、この変
わつた各種要求を満足する必要がある。
本発明は改良された舗装用・シーリング用組成物を提供
するものである。この組成物は、アスフアルト、ゴム、
アクリル系コポリマー及びこれらの混合物から選ばれる
基剤（base material）と、非イオン性、アニオン性、
カチオン性及びこれらの混合物から選ばれる乳化剤を含
む水系エマルジヨンであり、かつ該組成物はカルボキシ
メチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセル
ロース及びヒドロキシエチルセルロースからなる群から
選ばれる少なくとも一種の水溶性高分子増粘剤を10％以
下の量で、かつプロピレン又はエチレンの結晶性ホモポ
リマー及びコポリマーから選ばれる強化繊維状物0.25〜
10.0重量％を含有していることを特徴とし、かつセメン
トの含有量が５重量％以下である。
エマルジヨンの荷電は乳化剤の種類と量とによつて決定
されるが、そのエマルジヨンの荷電とはイオン的に異な
つた水溶性高分子を含有する舗装用・シーリング用組成
物が特定の施工条件下において有益であることが見出さ
れた。たとえば、アニオン性の水溶性高分子又はアニオ
ン性と非イオン性の水溶性高分子の混合物と、カチオン
性エマルジヨンとを組合せると比較的低い環境温度にな
ると予想される領域でも、すぐれた硬化がえられる。本
発明による組成物によれば硬化パラメーター（curing p
arameter）により必要なコントロールを行なうことがで
きる。
本発明は、アスファルト、ゴム、アクリル系コポリマー
及びこれらの混合物から選ばれる基剤、と乳化剤とを含
有する水系（aqueous base）エマルジヨンを含む、繊維
強化・舗装用及びシーリング用組成物の、性能を改良す
る方法をも提供するものである。そのような乳化剤とし
ては非イオン性、アニオン性、カチオン性又はこれらの
混合物が使用される。この方法は、舗装用・シーリング
用組成物の施工前に、増粘性とバインダー効果とを有
し、かつ前記エマルジヨンと相溶性（compatibility）
を有する水溶性高分子を、10％以下の量で、かつプロピ
レン又はエチレンの結晶性ホモポリマー及びコポリマー
から選ばれる強化繊維状物0.25〜10.0重量％を混合する
ことを特徴とするものである。この水溶性高分子の濃度
は約0.10〜約10重量％の範囲とするのがよいが、好まし
くは基剤の重量に対して約0.10〜1.5重量％とするのが
よい。高濃度が必要とされる場合もあるが、水溶性高分
子を上記好ましい範囲で含む組成物は高濃度で含むもの
よりも一層容易かつ完全に硬化しやすく、目的とする場
所に施工した後、しばらくの間表面の浸透性をある程度
保持しているので、内部にある水を表面に逸散せしめる
ことができる。この点に関して特に非イオン性水溶性高
分子が有効である。
種々の用途や最終組成物の施工のスケジュールに合わせ
て、水溶性高分子は乾燥された固体や水溶液の状態で別
個に前記組成物に添加することができる。しかしながら
本発明の目的に関して、粘度（及び硬化時間）は水溶性
高分子とエマルジヨン内にある異種の又は正反対の荷電
を有する乳化剤との相互作用の程度と同様、水和の速度
に相関していることが見出された。たとえば、水溶性高
分子が乾燥固体として添加され、その後あまり時間をお
かないで低温下で施工される場合には、カチオン性乳化
剤を含有するエマルジヨンに対してアニオン性の水溶性
高分子を用いるのが好ましい。
しかしながら、いずれの場合であつてもベースエマルジ
ヨンと混合した後乳化剤と相溶する水溶性高分子が存在
すれば、施工までに水が分離したり、追い出されるよう
なことはない。この相溶性は簡易な混合テストによつて
容易に調べることができる。このテストはエマルジヨン
の破壊を示す組成物中の一滴を調べ時間の関数として組
成物の粘度を測定するものである。
本発明では、増粘性とバインダー効果を有する特定の水
溶性高分子増粘剤を使用する。すなわち、カルボキシメ
チルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセルロ
ース及びヒドロキシエチルセルロースからなる群から選
ばれる少なくとも一種を使用する。このうち、カルボキ
シメチルセルロースとカルボキシメチルヒドロキシエチ
ルセルロースはアニオン性の高分子物質であり、そのナ
トリウム塩なども使用することができる。又、ヒドロキ
シプロピルヒドロキシエチルセルロースとヒドロキシエ
チルセルロースは非イオン性の高分子物質であり、例え
ばハーキュレスインコーポレーテッドよりナトロゾル
（登録商標NATROSOL、以下同じ）180や250などとして容
易に入手することができる。
本発明に用いられる公知の基剤としては、天然又は石油
精製アスフアルト、アスフアルタイト、高熱（pyrogeno
us）留出液、ボトムストツク、高熱アスフアルトのよう
な高熱残査、石油ピツチ、コールタールピツチ及びこれ
らの混合物をあげることができる。これらの物質は、針
入度が０〜300又はそれ以上の値（ASTM D−５−51）、
好ましくは40〜300の値を有し、軟化点が32〜121℃（AS
TM D−36−26）、好ましくは38〜65℃の範囲にあるもの
である。
本発明の基剤としては、たとえばローム アンド ハー
スEL805（ローム アンド ハースコーポレーシヨンの
商標Rohm ＆ Haas EL805、以下同じ）として市販されて
いるスチレンとブチルアクリレートとのラテツクスコポ
リマー単独又はフオラル（登録商標FORAL、以下同じ）8
5のような水添ロジンエステルと組合せたものも使用可
能である。又、本発明の目的に合わせてポリサー（登録
商標、Poly Say）298のような硬化したラテツクスを用
いることも可能である。このラテツクスは99〜70重量％
のアスフアルトと組合せて基剤とされる。さらに本発明
の目的によりアクリル系コポリマーのような非ラテツク
スタイプの物質も用いることができる。このものは、結
晶性ポリプロピレンを含む繊維で繊維強化するに足る量
の繊維と比較的多量のアスフアルト及び／又はゴムとに
組合せるのが望ましい。アクリル系コポリマーとして
は、さらにエチレンとアクリル酸との重量比が90〜75対
10〜25のコポリマーが例示される。このタイプの市販さ
れている好ましいものとしてはダウ（Dow）PE490があ
る。
アクリル系コポリマーは、アスフアルト、ポリプロピレ
ン繊維、水溶性高分子及び骨材とともに用いるのが有益
である。骨材を含有するこの組成は、骨材を含有しない
繊維強化ゴム／アスフアルト対応組成に比べて堅くなる
が多少表面の可撓性が低下する。しかし開示したパラメ
ーターの範囲内で用いれば本発明の目的では両方とも満
足なものであることがわかつた。
基剤は、エマルジヨンの重量の50〜70重量％の濃度とな
るように用いるのが好ましい。又アスフアルトとゴムと
の好ましい重量比はアスフアルトとアクリル系コポリマ
ーとの重量比と同様、約100〜70対０〜30となるように
するのがよく、アスフアルトとゴムとアクリル系コポリ
マーの３成分混合物の場合には、それぞれ約100〜10対
０〜90対０〜70となるようにするのがよい。
本発明の乳化剤としては、上記の通りカチオン性、非イ
オン性、アニオン性又はこれらを種々組合わせたものが
使用できる。そして有効量として約0.05〜5.0重量％の
範囲内で、好ましくは基剤の重量の約0.05〜0.5重量％
である。
本発明においてカチオン性乳化剤としては好ましいもの
は、有機塩基の塩類や複素環式窒素塩基の塩類である。
前者はカチオン部に少なくとも１個の塩基性窒素原子と
炭素数が約12〜24の長鎖脂肪族置換基を有するものが好
ましい。例えば、このタイプの好適な化合物としては、
ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ｎ−
ドデシルトリエチルアンモニウムハイドロオキサイド、
ｎ−オクタデシルトリｎ−ブチルアンモニウムニトレー
ト、ｎ−エイコシルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、ｎ−テトラコシルトリメチロールアンモニウムアセ
テート及びｎ−オクタデシルプロピルジメチルアンモニ
ウムサリシレートである。
本発明に用いる好ましいタイプの非イオン性乳化剤とし
ては、例えば下記一般式で示されるものが用いられる。
〔式中Ｒは水素、アリル基又はアルキルアリル基であ
り、x,y,zは次の条件を満たす整数である。すなわち
（１）ｘが０の時はｙもｇであり、ｚは６〜11である。
（２）ｘ及びｙが０よりも大きい場合は、ｘとｚの合計
が20〜40、ｙが40〜60である。〕 又、下記の一般式で示される物質も好ましい。
〔式中、R1は水素又は炭素数１〜25のアルキル基である
が、それぞれ独立に規定される。ｎは20〜60の整数であ
る。〕 〔式中、ａとｃは０より大きい整数であり、その合計は
50〜350であり、ｂは40〜60の整数である。R2は水素又
は で示される基である。ここでR1は上記と同じ意味を有す
る。〕 本発明に用いられる公知の好適なアニオン性乳化剤とし
ては、例えばスルホン酸塩類、特に好ましくはｐ−ドデ
シルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ｎ−又はイソ−ｐ
−オクチルフエノキシポリ（エチレンオキシ）エタノー
ルスルホン酸ナトリウム、イソプロピルナフタレンスル
ホン酸ナトリウム及びスルホン酸ナトリウム（Petro A
g）のようなアルキル及びアリルスルホネート類やセチ
ル硫酸ナトリウム（ｎ−ヘキサデシル硫酸ナトリウ
ム）、ラウリル硫酸アンモニウム、及びトリデシル硫酸
ナトリウムのような硫酸塩類、アルキルポリホスフエー
トやコンプレツクスアミドホスホ塩などのリン酸塩類、
さらにジアミルスルホコハク酸ナトリウムやＮ−オクタ
デシルスルホコハク酸２ナトリウムをあげることができ
る。
本発明に用いられるエマルジヨンの分散媒は、本質的に
は水であるが、硬化、可撓性、安定性及びその他の各種
望ましい性能を付与できる公知の有機又は無機の可溶性
添加物を含んでいてもよい。水の量はエマルジヨンの基
剤に対して15重量％以下、通常は約10重量％以下の量で
十分である。そして水が0.10〜10.0重量％というよう
な、より水の少ない比率（固形分重量基準55〜70％）の
組成は、クラツクシーリングやチツプシーリング用とし
て好ましい。
プロピレン又はエチレンの結晶性ホモポリマー若しくは
コポリマーで強化された組成物は、広がりやすい（spre
adability）という問題を有しているが、水溶性ポリマ
ーを添加するとポンプでの作業性、平滑性及び繊維の凝
集に対する抵抗性等すぐれた作業性が得られる。これ
は、骨剤や石、砂利、砂などの細粒又は微粉体を含む組
成物の場合著しいので、硬化時間を慎重にコントロール
しなければならない。
本発明において好ましい強化繊維としては、プロピレン
又はエチレンの結晶性ホモポリマー若しくはコポリマー
である。これらのうち、アスフアルト、アスフアルト及
びゴム、アスフアルトとアクリル系コポリマーとの組合
せのようなエマルジヨン基剤と相溶する度合の高いポリ
プロピレンステープルフアイバーが特に好ましい。その
１例として、約140,000〜280,000又はそれ以上の粘度平
均分子量を有し、繊維長が約0.1〜20mmであり、直径が
約0.0025〜0.127mm（約0.1〜5.0ミル）又はそれよりも
大きいポリプロピレンがあげられる。これらは例えば市
販のハーキユレスFP3010（Hercules FP 3010）や4010
として容易に入手し得る。強化繊維の量は用途に応じて
広い範囲とすることができるが、基剤の重量に対して約
0.25〜10.0重量％であるが、処理する表面上又は表面内
に適切な施工を行なうために必要とされるポンプ作業性
や、組成物を広げる作業性の点から、スラリーシールの
場合には約0.25〜0.75重量％、クラツクシーラントとし
て用いる場合には0.25〜6.0場合％、チツプシーラント
の場合には約0.25〜1.5重量％とするのが特に好まし
い。それぞれの場合適用後の硬化時間は、例えば１〜４
時間と比較的短かく、すなわち限定された範囲とされ
る。水溶性高分子と乳化剤との相溶性は、適切な硬化時
間の完全かつ有効な繊維の利用をもたらすため重要であ
る。強化繊維は使用目的に合わせて基剤又はエマルジヨ
ン固体重量の好ましくは約0.25〜6.0重量％である。
本発明において用いられる好適な骨材としては例えばIS
SAタイプIIの等級に合致するようブレンドされた物質で
あつて、ふるいのサイズ＃４〜＃200の範囲を通過する
乾燥粒子があげられる。繊維強化された組成物の用途に
応じて、骨材は、基剤の1000重量％以下の量で用いられ
る。例えばクラツクシーラント組成物の場合、骨材量は
基剤の約10％以下であるが、好ましくは砂のような細骨
材（他の細骨材と共に）を7.5重量％以下の量で用いる
のがよい。骨材は、舗装面の耐久性を向上させるととも
に補助的な粘調剤としても作用する。しかしながら、こ
の組成物をスラリーシールとして用いる場合には、温度
や施工の方法に従い中位−荒い（medium−to−heavy）
骨材をより高濃度（500〜1000重量％）として用いるの
がよい。他方、チツプシールに用いる場合は、骨材量は
約50〜1000重量％の範囲内であるが、好ましくは石の混
合物を約100重量％の濃度で用いるのがよい。尚実験室
で組成物をつくる場合には、一般的にこの量の全部又は
実質的な量が別々に添加される。
本発明においてエマルジヨンの硬化時間は、一般的に基
剤の選定、組成物の粘度及び適用技術に基づくものであ
る。粘度や硬化時間は、ダイカライト（dicalite）クレ
ー、ポルトランドセメント、石灰やミヨウバンのような
硬化剤、粘調剤を加えることによつて効果的にコントロ
ールされる。これらは約０〜５重量％、好ましくは0.5
〜2.0重量％の濃度となるように用いられる。一般に目
的とする舗装の機能に基づいて基剤とともに用いられる
硬化及び増粘剤が選定される。たとえば高濃度のゴムを
含むアスフアルト及びゴムからなる基剤にシーリング性
が要求される場合には、ミヨウバン、ポルトランドセメ
ント又はこれらの混合物を硬化剤として用いると有効な
ことが多い。他方、基剤の85重量％又はそれ以上がアス
フアルトの場合には、ポルトランドセメントのみが有効
である。しかしながら前者の場合には、硬化剤の添加と
組成物の施工との間の期間は短縮されるべきである。最
も好ましい繊維強化された組成物を得ることは、エマル
ジヨン基剤の選定、繊維量及び水溶性高分子の選択と相
関がある。
繊維強化された組成物について０℃又は０℃以下の温度
で生ずる脆化の増加や引張り強度の低下を最少とするた
めに、基材の重量の約10重量％以下、好ましくは５重量
％以下のロジンエステルをホツトエマルジヨン中に含め
ることが、強化アスフアルトやアスフアルトミツクスに
関して有益である。このようなエステル添加剤として
は、例えば30重量％以下のロジンを有する直鎖不飽和脂
肪酸混合物が用いられる。具体的には、パマツク（登録
商標PAMAK）脂肪酸、フオラル（登録商標FORAL）85ロジ
ン及びロジンエステル類がハーキユレスインコーポレー
テツドより市販されている。
本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１ 5,000gの舗装用石油精製アスフアルトを加熱用ケトルに
入れ、温度を約85℃に保つて撹拌しながら十分溶融する
まで加熱した。次に常法により基剤100g当り10gの水と
ともにカチオン性乳化剤としてステアリルアミンアセテ
ートを添加し、これらを乳化させた。得られた物質
（＊）は採取し、既述の態様で必要とされる添加剤を加
えて100gの基剤と添加物とを望ましい形で結合させた。
得られた組成物にＴ−１〜Ｔ−15までの番号をつけ、そ
れぞれ同一の塗布技術（＊＊）を用いてルーフイング
（roofing）フエルトに塗布した後約27℃に保持された
オーブンに貯蔵し、定期的に広がり具合（spreadabilit
y）とセツト時間（set time）とを調べた。結果を表−
１及び２に示す。
尚、文中の（＊）、（＊＊）及び表−１及び２中の記号
は、次の意味を有する。
（＊）CSS−ウエストバンクオイル;ASTM D2397の記載に
合致するカチオン性の硬化の遅いエマルジヨンであり、
20〜100SのSF粘度及び100〜250の針入度（CSS−1hでは4
0〜90）を有する。又、ペンシルバニア州、レデイング
のウインドソー サービス（Windsor Services）のＥ−
1805もCSSエマルジヨンと同様の性能を有する。
（＊＊）約6.4mm（1/4インチ）の厚さで５回塗布した。
表中E:極めてよい VG:かなり良い G:良好 F:やや良好 P:劣る NT:実験せず Ｅ−1805（CSS）エマルジヨン………ASTM D2397の記載に合致したカチオン性アスフアルト乳剤。S
F粘度20〜100S、針入度は100〜250である。
ロームアンドハースEL805/フオラル85………スチレン
とブチルアクリレートとのラテツクスコポリマーであつ
てロジンエステルを含んだもの ダウ490………エチレンとアクリル酸とのコポリマー ナトロゾル250………ヒドロキシエチルセルロースを
ベースとする物質 レトン………アクリル酸コポリマー CMC………カルボキシメチルセルロース FP3010フアイバー………３デニール、長さ10mmのポリ
プロピレンフアイバー FP4010フアイバー………15デニール、長さ10mmのポリ
プロピレンフアイバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０１Ｃ 7/26 7322−2Ｄ (72)発明者 ジエイムズ・パトリツク・モドラツク アメリカ合衆国デラウエア州19713ニユ− ア−ク・ピルグリム・ガ−デンス・ブラツ クスト−ン・ロ−ド403 (72)発明者 デイツク・デイ−ヴア− アメリカ合衆国ペンシルバニア州19348ケ ニツト・スクエア・オ−ルド・ケニツト・ ロ−ド121 (56)参考文献 特開 昭55−69651（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−36329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−42763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−135418（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アスファルト、ゴム、アクリル系コポリマ
    ー及びこれらの混合物から選ばれる基剤と、非イオン
    性、アニオン性、カチオン性及びこれらの混合物から選
    ばれる乳化剤とを含有する水系エマルジョンからなる舗
    装用及びシーリング用組成物に於て、それがさらにカル
    ボキシメチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシ
    エチルセルロース、ヒドロキシプロピルヒドロキシエチ
    ルセルロース及びヒドロキシエチルセルロースからなる
    群から選ばれる少なくとも１種の水溶性高分子増粘剤10
    重量％以下、及びプロピレン又はエチレンの結晶性ホモ
    ポリマー及びコポリマーから選ばれる強化繊維状物0.25
    〜10.0重量％を含有し、かつセメントの含有量が５重量
    ％以下であることを特徴とする前記組成物。
  2. 【請求項２】水溶性高分子増粘剤が基剤の重量当り0.10
    〜1.5重量％の濃度である特許請求の範囲第（１）項記
    載の組成物。
  3. 【請求項３】水溶性高分子増粘剤のイオン電荷が乳化剤
    の電荷と異なったものである特許請求の範囲第（１）項
    又は第（２）項記載の組成物。
  4. 【請求項４】乳化剤がカチオン性であり、水系エマルジ
    ョンがカチオン性である特許請求の範囲第（３）項記載
    の組成物。
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