JPH09227190A - 常温舗装材組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常温で道路舗装ができ、省エネルギー・省資
源化が可能な舗装材組成物を提供すること。 【解決手段】 （イ）骨材１００重量部に対して、
（ロ）（ａ）熱可塑性重合体エマルジョンを固形分換算
で２〜７０重量％、（ｂ）乳化剤を固形分換算で０．０
５〜１２．５重量％および（ｃ）アスファルト１７．５
〜９７．９５重量％〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）
＝１００重量％〕を混合して得られる全固形分が５５〜
８５重量％のアスファルトエマルジョンを固形分換算で
２〜１８重量部、ならびに（ハ）反応性イソシアネート
基を有するポリイソシアネート化合物０．０１〜５重量
部を配合してなる常温舗装材組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般道路舗装、景
観舗装、簡易舗装、橋面舗装、工場構内通路、空港、堤
防などの表層・基層の舗装に有用な常温舗装材組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般道路用舗装材は、アスファル
ト合材工場において、骨材を高温下で攪拌しつつ、溶融
アスファルト、改質溶融アスファルト、改質アスファル
トエマルジョンなどを添加して混合後、得られるアスフ
ァルト合材を、高温下の状態で施工現場まで運搬し、施
工している。このアスファルト合材を高温下に維持する
ための熱源は、重油を一般に用いているため、熱管理費
の増大と炭酸ガスの排出が問題となり、建設省道路公団
による第１１次道路５ヶ年計画においては、この問題に
対する省エネルギー・省資源が可能な道路舗装材の技術
開発が急務であるとしている。

【０００３】このような状況の中で、骨材およびアスフ
ァルト乳剤にセメントを常温で混合し、セメントとアス
ファルト乳剤中の水との水和反応によって硬化させ、骨
材を固定化させる施工方法が提案されている。この場
合、常温で施工できるので、省エネルギー化はできる
が、セメントの水和反応が温度依存性が大きいため、舗
装材組成物の硬化時間が著しくばらつく。従って、舗装
材の性能、例えば初期マーシャル安定度の発現が大きく
異なり、低温下であれば硬化に時間がかかり、施工した
ものの、なかなか道路開放ができないなどの問題があ
る。また、セメントを使用すると、舗装材に再生できな
い欠点もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した技
術的課題を背景としてなされたもので、常温で道路舗装
ができ、省エネルギー・省資源化が可能な舗装材組成物
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（イ）骨材１
００重量部に対して、 （ロ）（ａ）熱可塑性重合体エマルジョンを固形分換算
で２〜７０重量％、（ｂ）乳化剤を固形分換算で０．０
５〜１２．５重量％および（ｃ）アスファルト１７．５
〜９７．９５重量％〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）
＝１００重量％〕を混合して得られる全固形分が５５〜
８５重量％のアスファルトエマルジョンを固形分換算で
２〜１８重量部、ならびに （ハ）反応性イソシアネート基を有するポリイソシアネ
ート化合物０．０１〜５重量部 を配合してなる常温舗装材組成物を提供するものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に使用される（イ）骨材と
しては、通常の熱アスファルト舗装に用いられる骨材と
なんら変わるところはなく、日本道路協会発行のアスフ
ァルト舗装要綱に準じたものが挙げられる。すなわち、
（イ）骨材としては、砕石、玉砕、砂利、鉄鋼スラグ、
砂、スクリーニングス、再生骨材などが挙げられ、一般
的には、２．５ｍｍふるいに止まる骨材を粗骨材とい
い、２．５ｍｍふるいを通過し、０．０７４ｍｍふるい
に止まる骨材を細骨材として扱う。骨材としては、砕石
／粗砂／細砂の併用が好ましい。これらの（イ）骨材
は、１種単独で、あるいは２種以上を併用することがで
きる。なお、骨材には、必要に応じて石粉、クレー、炭
酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、フライア
ッシュなどのフィラーを併用することができ、用途、コ
スト、性能に応じて、２種以上のフィラーを併用するこ
とができる。

【０００７】次に、（ロ）アスファルトエマルジョンを
構成する（ａ）熱可塑性重合体エマルジョンとしては、
ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチ
レン−イソプレン共重合体、スチレン−メチルメタクリ
レート−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−
ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共
重合体、クロロプレンゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、アクリレート共重合体、
アクリレート−酢酸ビニル共重合体、アクリレート−ス
チレン共重合体、アクリレート−エチレン共重合体、シ
リコーン−アクリレート共重合体、オレフィン系樹脂、
オレフィン系エラストマー、ポリウレタン系樹脂、天然
ゴムなどを素材とする、樹脂エマルジョンやゴムラテッ
クスが挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以
上を併用して用いてもよい。

【０００８】本発明において、特に好ましい（ａ）熱可
塑性重合体エマルジョンの素材は、スチレン−ブタジエ
ン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、アクリレ
ート共重合体である。なお、（ａ）熱可塑性重合体エマ
ルジョンは、カルボキシル基、アミド基、Ｎ−メチロー
ル基、グリシジル基、水酸基、スルホン酸基などの官能
基を少なくとも１種以上有することもできる。（ａ）熱
可塑性重合体エマルジョンの使用量は、（ロ）アスファ
ルトエマルジョン（固形分換算）に対して、固形分換算
で２〜７０重量％、好ましくは３〜５０重量％、さらに
好ましくは３．５〜３０重量％である。２重量％未満で
は、舗装材組成物としてのマーシャル安定度が低く、一
方７０重量％を超えると、コストに見合う性能が出ず、
また舗装材組成物が柔軟になりすぎる。

【０００９】また、（ロ）アスファルトエマルジョンを
乳化安定させるために添加される（ｂ）乳化剤として
は、脂肪酸塩、高級アルコール硫酸塩、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、ジフェニルエーテルジスルホン酸塩、
ジアルキルジスルホサクシネート、アルキルホスフェー
ト塩、ポリオキシエチレンサルフェート塩などのアニオ
ン性乳化剤；アルキルアミン塩、第４級アンモニウム
塩、ポリオキシアルキルアミンなどのカチオン性乳化
剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルフェノールエーテル、ソルビタン脂肪
酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エス
テル、ポリオキシエチレンアミンエステル、ポリオキシ
エチレン−ポリオキシプロピレンブロックポリマーなど
のノニオン性乳化剤などを挙げることができる。また、
上記乳化剤は、親油性基がフッ素原子を有するフッ素系
乳化剤であることもできる。これらの（ｂ）乳化剤のう
ち、脂肪酸塩、ポリオキシエチレンサルフェート塩が好
ましい。これらの（ｂ）乳化剤は、１種単独で、あるい
は２種以上を併用することができる。（ｂ）乳化剤の使
用量は、（ロ）アスファルトエマルジョン（固形分）
中、固形分換算で０．０５〜１２．５重量％、好ましく
は０．３〜８重量％、さらに好ましくは０．５〜５重量
％である。０．０５重量％未満では、アスファルトエマ
ルジョンの経時的な安定性が低下する。一方、１２．５
重量％を超えると、アスファルトエマルジョンの耐水性
が悪くなり、その結果、舗装材組成物の耐水強度が発現
せず、また経時的にも性能が低下する。

【００１０】さらに、（ロ）アスファルトエマルジョン
を構成する（ｃ）アスファルトとしては特に限定される
ものではなく、天然アスファルト、ストレートアスファ
ルト、ブローンアスファルト、セミブローンアスファル
ト、溶剤脱瀝アスファルトなどが挙げられる。これらの
うち、ストレートアスファルトが好ましい。（ｃ）アス
ファルトは、１種単独で、あるいは２種以上を併用する
ことができる。（ｃ）アスファルトの使用量は、（ロ）
成分（固形分）中に、１７．５〜９７．９５重量％、好
ましくは２５〜９０重量％、さらに好ましくは３５〜８
５重量％である。１７．５重量％未満では、高コストの
アスファルトエマルジョンとなり、コストに見合う性能
が得られない。一方、９７．９５重量％を超えると、舗
装材としての性能、例えばマーシャル安定度が低く、フ
ロー値が大きくなる。

【００１１】（ロ）アスファルトエマルジョンの調製
は、所定の（ａ）熱可塑性重合体エマルジョンと（ｂ）
乳化剤を混合した中に、溶融した（ｃ）アスファルトを
添加して攪拌する方法、あるいは（ｂ）乳化剤の中に
（ａ）熱可塑性重合体エマルジョンで（ｃ）アスファル
トを改質した改質溶融アスファルトを添加して攪拌する
方法、（ｂ）乳化剤と溶融した（ｃ）アスファルトを混
合攪拌後、（ａ）熱可塑性重合体エマルジョンを添加す
る方法などがある。攪拌方法は、スターラーによるかき
混ぜ法、ホモミキサー法、ホモジナイザー法などのいず
れの方法も使用することができる。なお、（ロ）アスフ
ァルトエマルジョンを調製するに際し、乳化安定性を良
くするために、塩酸、酢酸、塩化カルシウム、ゼラチ
ン、メチルセルロース、ポリビニルアルコールなどを、
アスファルトエマルジョン（固形分換算）１００重量部
に対し、０．１〜５重量部程度使用することができる。

【００１２】このようにして得られる（ロ）アスファル
トエマルジョンは、全固形分が５５〜８５重量％、好ま
しくは６０〜８３重量％、さらに好ましくは６５〜８０
重量％である。全固形分が５５重量％未満では、舗装材
組成物の水分量が多くなり、舗装材組成物を硬化させる
ための（ハ）ポリイソシアネート化合物の使用量が多く
なり、コストアップとなり、また舗装材組成物が発泡す
るため性能が劣る。一方、８５重量％を超えると、アス
ファルトエマルジョンの粘度が高くなるため、骨材との
混合性が悪くなる。

【００１３】（ロ）アスファルトエマルジョンの使用量
は、（イ）骨材１００重量部に対し、固形分換算で２〜
１８重量部、好ましくは３〜１５重量部、さらに好まし
くは５〜１３重量部である。２重量部未満では、マーシ
ャール安定度が低く、フロー値が目標範囲でなくなり、
目標とする舗装材性能が得られない。一方、１８重量部
を超えると、コストに見合う舗装材性能が得られない。

【００１４】次に、（ハ）反応性イソシアネート基を有
するポリイソシアネート化合物は、本発明の舗装材組成
物のバインダーとして使用する（ロ）アスファルトエマ
ルジョンを常温で硬化させるために使用される。この
（ハ）反応性イソシアネート基を有するポリイソシアネ
ート化合物（以下「（ハ）ポリイソシアネート化合物」
ともいう）としては、例えばフェニレンジイソシアネー
ト、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシア
ネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、
４，４′−ビフェニルジイソシアネート、３，３′−ジ
メチル−４，４′−ビフェニルジイソシアネート、４，
４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３′−
ジメチル−４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、トリフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレン
ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シク
ロヘキシレンジイソシアネート、水添トリレンジイソシ
アネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロ
ヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネートなどのジイソシアネート化合物；ビフェニ
ルトリイソシアネート、ジフェニルメタントリイソシア
ネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ナフ
タレントリイソシアネートなどのトリイソシアネート化
合物；これらの重合物などを挙げることができる。

【００１５】この（ハ）ポリイソシアネート化合物は、
反応性イソシアネート基を有するポリイソシアネート化
合物と、ポリアミン化合物、多価アルコール、ポリオー
ル化合物などとの反応により得られる末端に反応性イソ
シアネート基を有するプレポリマーの形態で用いること
もできる。

【００１６】上記ポリアミン化合物としては、例えばエ
チレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレン
テトラミン、テトラエチレンヘキサミン、ペンタエチレ
ンヘキサミン、シクロヘキシレンジアミン類、ジシクロ
ヘキサシルメタンジアミン類、イソホロンジアミン類、
フェニレンジアミン類、トリレンジアミン類、キシリレ
ンジアミン類、ジフェニルメタンジアミン類、トリフェ
ニルメタンポリアミン類、ピペラジン、アミノエチルピ
ペラジンなどを挙げることができる。

【００１７】また、上記多価アルコールとしては、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレン
グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールな
どを挙げることができる。

【００１８】さらに、上記ポリオール化合物としては、
上記多価アルコール類と、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイドなどのアルキレンオキサイド類との付加
重合により得られるポリエーテルポリオール化合物；上
記多価アルコール類と、マレイン酸、コハク酸、アジピ
ン酸、セバシン酸、酒石酸、テレフタル酸、イソフタル
酸などの多塩基酸類との縮合反応により得られるポリエ
ステルポリオール化合物；ε−カプロラクトン、γ−バ
レロラクトンなどのラクトン類の開環重合により得られ
るポリエステルポリオール化合物；両末端にエポキシ基
を有するエポキシ樹脂にモノエタノールアミン、ジエタ
ノールアミンなどのアルカノールアミン類を反応させた
エポキシポリオール化合物；２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）ア
クリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレー
ト、トリメチロールプロパン（メタ）アクリル酸モノエ
ステルなどの水酸基含有重合性モノマーの単独重合体ま
たはそれらの共重合体；上記水酸基含有重合性モノマー
と、他の共重合可能なモノマー、例えば（メタ）アクリ
ル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）ア
クリレート、（メタ）アクリロニトリル、スチレン、α
−メチルスチレンなどとの共重合体；ヒマシ油もしくは
その誘導体などを挙げることができる。

【００１９】本発明において、好ましい（ハ）ポリイソ
シアネート化合物は、上記ジイソシアネート化合物と上
記ポリオール化合物との反応により得られるプレポリマ
ーであり、特に好ましくはヘキサメチレンジイソシアネ
ートおよび４′−ジフェニルメタンジイソシアネートと
上記ポリオール化合物とを反応させて得られるプレポリ
マーからなる水溶性タイプのポリイソシアネート化合物
である。上記（ハ）ポリイソシアネート化合物は、単独
でまたは２種以上を混合して使用することができる。

【００２０】本発明における（ハ）ポリイソシアネート
化合物の配合量は、（イ）骨材１００重量部に対し、
０．０１〜５重量部、好ましくは０．０２〜４重量部、
さらに好ましくは０．０３〜３重量部である。０．０１
重量部未満では、舗装材組成物の硬化性が遅く、マーシ
ャル安定度の発現が遅い。一方、５重量部を超えると、
舗装材組成物の硬化性が速く、舗装する前に硬化するた
め、作業性が悪い。（ハ）ポリイソシアネート化合物
は、（イ）骨材と（ロ）アスファルトエマルジョンを混
合して調製後、最終の舗装材組成物の使用直前までの適
宜の段階で配合することができるが、舗装材組成物を施
工する直前に添加して攪拌混合することが望ましい。

【００２１】本発明の組成物には、必要に応じて石油樹
脂、ロジン樹脂などの粘着付与剤；重油、ピッチ、ター
ルなどの他の瀝青物質；水酸化マグネシウム、クレー、
マイカ、ゴム粉、シラスバルーンなどの充填材；炭素繊
維、ガラス繊維、有機繊維などの補強材；酸化チタン、
カーボンブラックなどの顔料；スチレン化フェノール、
ジフェニルアミン、２，６−ジターシャリーブチル−４
−メチルフェノールなどの老化防止剤；ヒンダードアミ
ン、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾールなどの紫外線
吸収剤；ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、
ポリエチレングリコール、ブチルセロソルブ、カルビト
ールアセテートなどの可塑剤；トルエン、キシレン、酢
酸エチルなどの希釈剤；ジメチルポリシロキサン乳化物
などの消泡剤；メチルトリメトキシシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシ
シランなどのアルコキシシラン化合物；酸化亜鉛、酢酸
カルシウム、酢酸ジルコニウム、アジリジン、メラミン
樹脂などの架橋剤；ベンゾイソチアゾリン、メチルイソ
アゾリン、過酸化水素などの防腐剤；三酸化アンチモン
などの難燃剤；水酸化ナトリウム、ゼオライト、ケイソ
ウ土などの発泡防止剤、増粘剤、保護コロイドなどを添
加し、性状を最適化することができる。

【００２２】本発明の常温舗装材組成物は、公知のアス
ファルト混合物と同様の舗装要領で、車道や歩道などの
舗装材料として使用される。本発明の常温舗装材組成物
は、使用する機械、施工器具などは、加熱を必要としな
い点を除いて、公知のアスファルト混合物の場合と同様
である。

【００２３】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて、本発明
を更に具体的に説明する。なお、実施例中における、部
および％は特に断らないかぎり重量基準である。 実施例１〜４、比較例１〜１０アスファルトエマルジョンＡ〜Ｉの製造 内容積１リットルの温度調整可能なステンレス製容器
に、表１に示す組成の材料を配合して、アスファルトエ
マルジョンＡ〜Ｉを製造した。製造方法は、熱可塑性重
合体エマルジョンと乳化剤を混ぜ、さらに所定の固形分
にするために水を添加調整し、さらに攪拌下に溶融アス
ファルトを添加し、アスファルトエマルジョンとした。
ＥとＧを除いては、安定なアスファルトエマルジョンが
調製できた。

【００２４】

【表１】

【００２５】ＳＢＲラテックス；スチレン−ブタジエン
ゴムラテックス〔日本合成ゴム（株）製、ＪＳＲ ０５
６１〕 ＡＳエマルジョン；アクリル−スチレン重合体エマルジ
ョン〔日本合成ゴム（株）製、ＪＳＲ ＡＥ３３６〕 ストレートアスファルト；コスモアスファルト（株）
製、針入度８０〜１００〕

【００２６】舗装材組成物の調製および評価 表１に示したアスファルトエマルジョンＡ〜Ｉに対し
て、表２〜３の配合処方で舗装材組成物を調製し、マー
シャル安定度、フロー値、密度を下記の〜の要領で
測定した。 マーシャル安定度・フロー値測定用供試体の作製；日
本道路協会発行に基づく舗装要領に準じて、舗装材組成
物をモールドに入れ、常温で片面５０回のつき固めを行
い、φ１０１．６ｍｍ、高さ６３ｍｍの寸法の円柱型供
試体を作製し、２０℃で各々３時間、１日、７日の養生
を行い、供試体とした。 マーシャル度、フロー値の測定；丸菱科学社製、二本
柱式電動型マーシャル安定度試験機を用い、で作製し
た供試体を用いて、マーシャル度、フロー値を測定し
た。なお、供試体は、測定直前に６０℃恒温水槽中に３
０分水浸しし、前処理を行い測定した。マーシャル安定
度は数値が高い方が良好、フロー値は２０〜４０の範囲
に入るのが良い。 密度；マーシャル安定度測定用供試体を用い、その重
量÷体積として値を表した。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】骨材；日本道路協会、舗装要領に基づく材
料 ポリイソシアネート化合物（ＤＣ３０５３）；日本ポリ
ウレタン社製、ＭＤＩ系プレポリマー セメント；秩父小野田セメント社製、ポルトランドセメ
ント

【００３０】表２から明らかなように、実施例１〜４
は、初期マーシャル安定度、および７日養生後のマーシ
ャル安定度に優れている。一方、表２〜３から明らかな
ように、比較例１〜１０は、マーシャル安定度が劣り、
またフロー値が目標範囲から外れる結果となっている。

【００３１】

【発明の効果】本発明の特定のアスファルトエマルジョ
ンとポリイソシアネート化合物を配合した舗装材組成物
は、常温で施工することができ、しかも作業性、マーシ
ャル安定度も高いことから、省エネルギー・省資源化、
低コスト化が可能な道路用舗装材として好適である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０４Ｂ 111:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）骨材１００重量部に対して、 （ロ）（ａ）熱可塑性重合体エマルジョンを固形分換算
   で２〜７０重量％、（ｂ）乳化剤を固形分換算で０．０
   ５〜１２．５重量％および（ｃ）アスファルト１７．５
   〜９７．９５重量％〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）
   ＝１００重量％〕を混合して得られる全固形分が５５〜
   ８５重量％のアスファルトエマルジョンを固形分換算で
   ２〜１８重量部、ならびに （ハ）反応性イソシアネート基を有するポリイソシアネ
   ート化合物０．０１〜５重量部 を配合してなる常温舗装材組成物。