WO2006135006A1 - 舗装用バインダ乳剤とそれを用いる舗装体の構築方法 - Google Patents

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WO2006135006A1
WO2006135006A1 PCT/JP2006/312028 JP2006312028W WO2006135006A1 WO 2006135006 A1 WO2006135006 A1 WO 2006135006A1 JP 2006312028 W JP2006312028 W JP 2006312028W WO 2006135006 A1 WO2006135006 A1 WO 2006135006A1
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WO
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paving
pavement
binder
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mass
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PCT/JP2006/312028
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Shinsuke Tanaka
Masanori Watanabe
Koki Banba
Tada-Aki Ikeda
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Nichireki Co., Ltd.
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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/26Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre
    • E01C7/265Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre with rubber or synthetic resin, e.g. with rubber aggregate, with synthetic resin binder
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
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    • C04B26/02Macromolecular compounds
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
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    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/60Flooring materials

Definitions

  • the present invention relates to a pavement binder emulsion and a method for constructing a pavement using the same, and in particular, it has excellent mechanical properties such as adhesion and elongation that are rapidly decomposed and the surface does not become skinned.
  • the present invention relates to a pavement binder emulsion and a method for constructing a pavement using the pavement binder emulsion.
  • an asphalt emulsion obtained by emulsifying a bituminous material such as asphalt with a cationic, anionic or nonionic surfactant is generally used.
  • Faster emulsions are sprayed independently to form an adhesive layer that strengthens the adhesion between the lower and upper road surfaces, and the rainwater that permeates from the upper layer penetrates into the lower layer.
  • a waterproof layer to prevent it as a surface treatment layer in a fog seal method (see JP 2005-8782 A), which is applied to the surface of an aged asphalt pavement to rejuvenate the pavement, It is widely used as a saddle in the SAMI method.
  • asphalt emulsions are used in combination with aggregates, and are used in the tip seal method of finishing an aggregate layer on a road surface into a single layer or multiple layers, or as a mixture with aggregates.
  • micro Surf et Sing, slurry seal Hei 9 - 59561, JP-2000
  • Asphalt emulsions that have been decomposed may not be hardened, and there is an inconvenience in that it is impossible to determine when to open traffic because of the state of surface decomposition and hardening. For this reason, in the past, coping therapy has been taken to allow for extra time until traffic is opened in anticipation of safety.
  • the decomposition of asphalt emulsion proceeds by the electrochemical reaction between the emulsion and aggregates, so the temperature and usage during construction Depending on the type of aggregate, the decomposition time is affected, and in order to maintain a decomposition time suitable for construction, the composition of the asphalt emulsion can be changed according to the type of aggregate, or conversely, the composition can be adjusted according to the composition of the asphalt emulsion. It is necessary to select the type of aggregate to be used and to add special additives to adjust the mixture composition for each construction site and each construction day. Therefore, the construction requires special knowledge and experience, and the construction is not easy and the workability is inferior.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and is used in combination with aggregates because of rapid disassembly and the fact that the surface does not skin. Even in this case, it is an object of the present invention to provide a pavement binder emulsion that does not select an aggregate and a method for constructing a pavement using the pavement binder emulsion.
  • the present invention provides a binder emulsion for paving comprising a binder material, a thermoplastic resin and Z or rubber, and clay, emulsified with clay as an emulsifier, and the binder emulsion for paving and bone. And further comprising forming a layer of the paving binder emulsion or paving mixture on the road surface or floor slab using the paving binder emulsion or paving mixture.
  • the pavement binder emulsion of the present invention is emulsified with clay as an emulsifier, and even when dispersed or laid in layers in a layered form alone or as a mixture with aggregate, decomposition is carried out at the bottom of the layer. It progresses ideally and quickly from top to top, and only the surface is decomposed and cured first without causing skinning on the surface. Further, the pavement binder emulsion of the present invention does not have a decomposition mechanism due to an electrochemical reaction between the emulsion and the aggregate. Therefore, there is an advantage that the composition of the material can be easily designed regardless of the type of aggregate when making the mixture. Furthermore, since the pavement binder emulsion of the present invention contains a thermoplastic resin and / or rubber in addition to the binder material, it has mechanical properties such as adhesion, tensile strength, elongation, and low temperature flexibility. Excellent.
  • the mixture for paving of the present invention containing the binder emulsion for paving of the present invention and aggregate can be quickly decomposed to exhibit the desired strength and can be used for traffic in a short time.
  • it has excellent adhesion to road surfaces, floor slabs and other paving layers, and also follows the expansion and contraction of road surfaces caused by temperature changes, etc., so it has excellent durability and may cause peeling. It also has the advantage that it is effective in suppressing reflection cracks.
  • the paving mixture of the present invention can be applied at room temperature, it is safe and has the advantages of environmental load and power.
  • a cured layer of the pavement binder emulsion excellent in adhesion and elongation or a durable pavement mixture is possible to easily and simply construct a pavement having a hardened layer of this type.
  • Adhesion layer that strengthens adhesion, waterproof layer that effectively prevents penetration of rainwater from the upper part into the lower layer, and further cracks are effectively removed when cracks exist underneath is possible to easily and easily construct a surface treatment layer that seals and prevents the penetration of rainwater and the like into the roadbed or the lower layer.
  • the pavement binder emulsion of the present invention when used as a mixture with aggregates, it effectively covers the aged pavement surface as well as the adhesive layer and waterproof layer, and provides crack sealing and pavement rejuvenation.
  • a surface treatment layer excellent in durability can be easily and simply constructed.
  • the pavement binder emulsion of the present invention can deal with the bite and emulsification of the combination of bitumen and tackifier and plasticizer, and also uses clay as an emulsifier.
  • clay used as an emulsifier.
  • an appropriate pigment can be added to give a desired color tone to the surface treatment layer to be constructed. It also has other advantages.
  • the pavement that was originally black is black, and the pavement that was originally colored has its original color tone. If you can effectively prolong life and rejuvenate, you will get the benefits.
  • the binder emulsion for paving of the present invention is a binder emulsion for paving comprising a binder material, a thermoplastic resin and / or rubber, and clay, and emulsified with clay as an emulsifier.
  • the binder material that can be used in the pavement binder emulsion of the present invention is any material that is usually used as a pavement binder material and can be emulsified by clay described later.
  • Good materials can be used. Typical examples include bituminous materials such as asphalt, and use straight asphalt, blown asphalt, semi-blown asphalt, petroleum asphalt such as propane desulfurized asphalt, natural asphalt such as Rakiasphalt, and decolorized asphalt. Can do. These materials may be used alone or in appropriate combination of two or more.
  • Binder materials other than the bituminous material include a combination of a tackifier and a plasticizer.
  • tackifiers include aliphatic petroleum resins, aromatic petroleum resins, alicyclic petroleum resins, hydrogenated petroleum resins, rosin resins, terpene resins, styrene resins, isoprene resins, and coumarone-indene resins. These tackifiers may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • examples of the plasticizer include aliphatic oils, aromatic oils, alicyclic oils, cylinder oils, etc., and these plasticizers may each be used alone or in combination. More than one species may be used in combination.
  • a combination of these tackifier and plasticizer can be used as a binder material instead of a bituminous material.
  • the binder material that combines the tackifier and the plasticizer has an almost transparent color tone that is inherently slightly colored. Thus, there is an advantage that a desired color tone can be appropriately imparted by blending pigments described later.
  • Thermoplastic resins that can be used in the binder emulsion for paving of the present invention include styrene resins such as styrene. Butadiene block copolymer (SBS) and styrene. Isoprene block copolymer (SIS), ethylene. 'Ethylene resin such as acrylic acid copolymer (EAA), ethylene acetate butyl copolymer (EVA), ethylene ethyl acrylate copolymer (EEA), polyester resin, nylon resin, acrylic resin, etc. Of these thermoplastic resins, any of these may be used alone, or two or more may be used in combination. These thermoplastic resins may be blended in the pavement binder emulsion of the present invention with a part of them as emulsion or latex.
  • Rubbers that can be used in the pavement binder emulsion of the present invention include natural rubber, rattling, cyclized rubber, styrene butadiene rubber, styrene isoprene rubber, polyisoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, and butyl rubber. , Halogenated butyl rubber, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, ethylene propylene rubber, EPT rubber, olefin rubber, styrene butadiene block polymerization, styrene isoprene block polymerization rubber, etc., and any one of these rubbers May be used alone or in combination of two or more.
  • pavement binder emulsion of the present invention may be blended with only the above thermoplastic resin, may be blended with only rubber, or may be blended with both thermoplastic resin and rubber.
  • the blending amount of the thermoplastic resin and / or rubber in the binder emulsion for paving of the present invention is such that the thermoplastic resin and / or the rubber material is 100 parts by mass.
  • the total amount of rubber is preferably 35 to 100 parts by mass, more preferably 40 to 90 parts by mass.
  • a total amount of thermoplastic resin and / or rubber is 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the tackifier and the plasticizer. More preferably, it is 40 to 90 parts by mass.
  • the total amount of thermoplastic resin and Z or rubber means that when only thermoplastic resin is blended, the amount of thermoplastic resin is blended with rubber alone. In the case of blending the thermoplastic resin and the rubber, it means that the amount of rubber is the sum of both.
  • the total amount of the thermoplastic resin and / or rubber to be blended is less than 35 parts by mass (when the bituminous material is used as a binder material) or less than 30 parts by mass (when the tackifier and the plasticizer are used as a binder material). ) Is not preferable because mechanical properties such as desired adhesion, elongation, and low-temperature flexibility may not be obtained. On the other hand, if the total amount of the thermoplastic resin and Z or rubber to be blended exceeds 100 parts by mass, the viscosity of the emulsion tends to be too high and workability tends to deteriorate, which is not preferable.
  • thermoplastic resin and Z or rubber to be blended is mixed with the binder material before emulsification.
  • the emulsification is mixed with the binder material at the time of emulsification, and the pavement binder emulsion of the present invention. It is preferably premixed.
  • the amount of the thermoplastic resin and / or rubber to be premixed is not particularly limited as long as emulsification is possible, but is usually less than 15 parts by mass, preferably 12 parts by mass or less. Therefore, the remaining amount of the thermoplastic resin and / or rubber is added after emulsification as a latex or emulsion that is not a premix.
  • the pavement binder emulsion of the present invention at least a part of the thermoplastic resin and / or rubber to be blended is premixed and blended into the emulsion, and the insufficient thermoplastic resin and / or rubber.
  • a paving binder emulsion having excellent decomposability and excellent mechanical properties such as low temperature flexibility, tensile strength and elongation can be obtained.
  • any clay can be used as long as it functions as an emulsifier, but in particular, bentonite is used. Is good.
  • the ionic form of bentonite may be any of sodium type, calcium type and magnesium type. These bentonites may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the clay in the pavement binder emulsion of the present invention is not particularly limited as long as the desired decomposition characteristics can be obtained, but preferably 100 parts by mass of the bitumen as the binder material or the binder 3 to 30 parts by mass of clay, more preferably 5 to 25 parts by mass, still more preferably 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of tackifier and plasticizer as a material It is. If the amount of clay to be blended is less than 3 parts by weight, it may not be sufficiently emulsified, which is not preferable. On the other hand, if the amount of clay exceeds 30 parts by weight, the emulsion tends to be degraded slowly. The color tone changes after decomposition and curing, and the whole becomes whitish.
  • an inorganic filler may be added to the pavement binder emulsion of the present invention as necessary.
  • the amount of the inorganic filler added is usually preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder material.
  • the decomposition rate of the binder emulsion for paving can be increased, and the tensile strength can be increased.
  • the amount of inorganic filler added is more than part by mass, the elongation of the decomposed and hardened pavement binder emulsion deteriorates, and the color tone changes over time after decomposition, which tends to be whitish overall.
  • inorganic fillers examples include calcium carbonate, barium sulfate, calcium silicate, and siliceous powder, and these may be used alone or in combination of two or more. May be used in appropriate combination.
  • Part or all of the filler is a mixture of a paving binder emulsion and aggregate. It can be added to the mixture.
  • the pavement binder emulsion of the present invention can be produced by blending each of the above materials and an appropriate amount of water and using a normal emulsifier.
  • various surfactants and stabilizers that are usually used can be added in order to promote emulsification and enhance the stability of the emulsion.
  • the additive amount of the surfactant is preferably 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder material.
  • the addition amount of the stabilizer is preferably 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder material.
  • stabilizers gelatin, PVA, sodium alginate, starch, carboxymethylcellulose, calcium chloride, and the like can be used.
  • the clay particles to be blended work in the same manner as ordinary emulsifiers and surround the bituminous material particles, the tackifier and the plasticizer particles, and the bituminous material particles. Prevents coalescence of tackifiers and plasticizer particles A constant emulsion is formed.
  • the paving mixture of the present invention can be produced by mixing the paving binder emulsion of the present invention and the aggregate as described above.
  • any aggregate can be used as long as it is generally used in a paving mixture.
  • the pavement binder emulsion of the present invention does not proceed with decomposition by an electrochemical reaction with the aggregate, it has the feature that the type of aggregate to be mixed is not selected. There is an advantage that it is possible to select freely.
  • fine aggregate for example, coarse sand, fine sand, quartz sand, crushed sand, etc. can be used.
  • the particle size called so-called coarse aggregate such as crushed stone is used as the aggregate.
  • other aggregates may be used.
  • an appropriate filler component such as stone powder may be added.
  • One type of aggregate and filler may be used, or two or more types may be used in combination.
  • the preferable blending ratio of the pavement binder emulsion and the aggregate in the pavement mixture of the present invention is 100 parts by mass of the total, and the aggregate 70 to 30 is 30 to 70 parts by mass of the pavement binder emulsion. Part by mass.
  • the amount of aggregate increases from this blending ratio, it becomes inferior in wear resistance, and when the amount of aggregate decreases from this blending ratio, it becomes inferior in wear resistance and slip resistance. This is not preferable because the properties are reduced.
  • the pavement mixture of the present invention may contain an inorganic filler as described above, if necessary.
  • the addition amount of the inorganic filler is preferably in the range of 0 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the paving mixture of the present invention as a whole, in addition to the amount added to the paving binder emulsion.
  • Cement may be added to the paving mixture of the present invention, if necessary.
  • the following cements can be used: ordinary Portland cement, early strength Portland cement, ultra-high strength Portland cement, moderately hot Portland cement, white Portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, alumina cement, expanded cement, sulfuric acid resistant cement , Jet cement, ultrafast cement, blast furnace colloid cement, colloid cement, ultrafine particle cement, etc., and these cements may be added alone or in combination of two or more. It's okay to add it. It goes without saying that an appropriate cement-mixing agent may be added together with the cement.
  • the pavement mixture of the present invention can be colored to a desired color tone by adding an appropriate pigment, if necessary.
  • the binder material is a combination of a thermoplastic resin and a plasticizer, they are suitable for coloring with pigments because their own color tone is thin.
  • the pigments for example, titanium oxide, carbon black, zinc oxide, lead white, graphite, cadmium red, molybdenum orange, ferric hydroxide, iron yellow, yellow lead, chromium oxide, Chrome green, ultramarine blue, bitumen, cobalt blue, manganese violet, etc., and any one of these inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. .
  • a heat-shielding pigment and hollow particles may be added to the paving mixture of the present invention as necessary.
  • the heat-shielding pigment for example, any heat-shielding pigment used for paving can be used.
  • the solar reflectance is 10% or more, and CI E1976L * a * b * Color space with L * value of 80 or less.
  • the constructed surface treatment layer effectively blocks radiant heat from the sun and the like, and is particularly effective in suppressing the heat island phenomenon in summer.
  • hollow particles for example, ceramic balloons having a particle size of 10 to 125/1111, preferably 25 to 80 ⁇ m, glass balloons, shirasu balloons, and balloons using resins such as polystyrene are used.
  • these hollow particles are combined with the paving mixture of the present invention, there is an advantage that the heat shielding effect of the formed hardened layer is further improved due to its high heat insulating property, reflectivity, and irradiation property. is there.
  • the pavement mixture of the present invention in order to construct a pavement having a surface treatment layer using the pavement mixture of the present invention as described above, first, after thoroughly cleaning the target road surface, the pavement mixture of the present invention. It is only necessary to spread the material on the road surface by manpower or mechanical force, and apply or spray it to form a layer of the paving mixture of the present invention. Special for layer thickness of paving mixture
  • fine aggregate when using fine aggregate as an aggregate, it is generally preferable to finish to a layer thickness of:! To 20 mm. Of course, the layer thickness may be further increased. In this case, coarse aggregate having a large particle size can be used. If the size of the crack is relatively large or the depth of the crack is relatively deep, before forming the pavement mixture layer on the road surface, some or all of the cracks are appropriately filled. It is preferable to fill with. The same applies when there are potholes or pits on the road surface.
  • the pavement mixture of the present invention in which a layer is formed on the road surface is a surface treatment layer in which the blended pavement binder emulsion is decomposed and cured sequentially from the lower layer to the upper layer, and develops strength at an early stage. It becomes.
  • the surface treatment layer thus constructed sufficiently seals cracks that existed on the road surface, prevents penetration of rainwater etc. into the roadbed, and does not peel off in close contact with the road surface. Therefore, it is a surface treatment layer that follows the expansion and contraction of the road surface well and suppresses the occurrence of reflection cracks, and has excellent strength and durability such as wear resistance.
  • a pavement with such a surface-treated layer is a pavement that has been rejuvenated rejuvenated with less damage.
  • the construction of a pavement having layers such as a waterproof layer, an adhesive layer, and a stress relaxation layer, for example, using the pavement binder emulsion or pavement mixture of the present invention is basically the same. Then, after appropriately cleaning the surface of the road surface, floor slab, etc. on which the layer of the paving binder emulsion or paving mixture of the present invention is formed, the paving binder emulsion or paving mixture layer of the present invention is manually or What is necessary is just to form in appropriate thickness with a mechanical force. When further layers are constructed on top of the pavement binder emulsion or pavement mixture layer of the present invention, the pavement binder emulsion or pavement mixture layer of the present invention is usually cured and then further over.
  • a pavement having a waterproof layer, an adhesive layer, or a stress relieving layer cured by the pavement binder emulsion or pavement mixture of the present invention constructed as described above is waterproof, adhesive, or stress relieving. In addition, it has the ability to build easily.
  • the pavement binder emulsion or pavement mixture of the present invention can improve the noise suppression effect by being applied on drainage pavement where the asphalt mortar on the surface has worn. By adding rubber powder, A further noise suppression effect can be obtained.
  • the materials shown in Table 1 were blended in the blending amounts (parts by mass) shown in Table 1 to produce No. 1 to No. 8 binder emulsions, and the degradation speed and color difference were measured.
  • the speed of decomposition was examined by coating the prepared binder emulsion to a thickness of about lmm on a metal plate and leaving it at 20 ° C to check whether it was cured by touching it with a finger periodically. It was. Evaluation is that the binder emulsion adheres to the finger even if more than 2 hours have elapsed after coating, and is 'degraded'.
  • the color difference is determined by the decomposition index L * immediately after curing, the chroma take index a *, b *,
  • the brightness index L *, chroma takeness index a *, and tt b * after 60 days of outdoor exposure were measured and calculated based on the following colors.
  • Binder Emulsion No. 1 in which the amount of clay was reduced to 1 part by mass, the emulsion could not be formed because the amount of clay as an emulsifier was insufficient.
  • No. 1 which could not be made into an emulsion, in any of the decomposed and cured binder emulsions, no skinning phenomenon was observed in which only the surface decomposed and cured first.
  • the blending ratio of the clay that satisfies both the decomposability and the color difference characteristics is preferably in the range of about 3 to 30 parts by mass of clay with respect to 100 parts by mass of the binder material.
  • the range of 5 to 25 parts by mass is good, more preferably 5 to 20 parts by mass is concluded
  • the low-temperature flexibility is described in "Low-temperature flexibility test” described in "Road bridge reinforced concrete floor slab waterproof layer design and construction data", January 1987, published by Japan Road Association, pages 89-90. It went according to. That is, apply the binder emulsion to be tested on a steel plate with a size of 150 x 50 x 0.5 mm, decompose and harden to make a test piece, and put this test piece in a low-temperature bath at -10 ° C for 4 hours.
  • Tensile strength and elongation were measured according to "Tensile test method for vulcanized rubber" defined in JIS K6251. That is, after the binder emulsion to be tested was applied on a steel plate to a thickness of about 2 mm and decomposed and cured, the length was 100 mm, the width of the enlarged part at both ends was 25 mm, and the width of the narrow part at the center was Cut out a 10mm dumbbell-shaped test piece and cure it in a 10 ° C or 20 ° C thermostatic bath for 4 hours, and then hold the enlarged parts at both ends of the test piece with the gripping tool of the tester and pull it at a predetermined constant speed.
  • the load and elongation when the test piece was broken were measured.
  • the tensile strength was determined by dividing the measured maximum tensile load at the time of specimen breakage by the specimen cross-sectional area.
  • the elongation percentage is the ratio to the original length of the specimen with the maximum elongation when the specimen is broken. The results are also shown in Table 2.
  • the amount of the thermoplastic resin to be blended in the premix is 10 parts by mass or 5 parts by mass and the thermoplastic resin is blended in the postmix as latex or emulsion after emulsification, No. 12 to No. 15
  • the mechanical properties tended to improve as the total amount of thermoplastic resin compounded increased. That is, in the No. 12 binder emulsion in which the total amount of the thermoplastic resin blended is 30 parts by mass of the premix and postmix, the low temperature flexibility is evaluated as “X”, and the bow [tension strength
  • the total amount of the thermoplastic resin added was 40 parts by mass of the premix and postmix, as shown in the result of the binder emulsion No.
  • the No. 16 binder emulsion in which 40 parts by weight of the same thermoplastic resin as the No. 13 binder emulsion, is all compounded in a postmix, maintains the “fast” decomposability and “1” color difference. Shi Although the low-temperature flexibility was also evaluated as “ ⁇ ”, the tensile strength was less than 1.5 Mpa and 2.0 Mpa at 10 ° C, and 0 ⁇ 8Mpa and 1 ⁇ OMpa even at 20 ° C. The result was below. The # and rate were 79% at -10 ° C and 276% at 20 ° C, which was lower than the No. 13 binder emulsion.
  • thermoplastic resin when 40 parts by mass of thermoplastic resin is blended, when the total amount is postmixed, it is clear in terms of mechanical properties such as tensile strength and elongation, compared with the case where a part is premixed. It became inferior result. From this result, it was judged that it is preferable to blend at least a part of the thermoplastic resin and Z or rubber to be blended into the emulsion in a premix. With the exception of No. 10, which could not be made into an emulsion, in any of the decomposed and cured binder emulsions, no skinning phenomenon was observed in which only the surface decomposed and hardened first.
  • binder emulsions No. 17 to No. 22 were produced with the formulations shown in Table 3.
  • the binder emulsion No. 15 of Experiment 2 was added as post-mittose while increasing the amount of calcium carbonate as an inorganic filler from 25 parts by weight to 150 parts by weight in steps of 25 parts by weight. 22 ⁇ ⁇ 22 was manufactured, and the decomposability and color difference were measured in the same manner as in Experiment 1, and the low-temperature flexibility, tensile strength, and elongation at that time were measured as in Experiment 2. It is the same as in Experiment 2 that EVA latex and acrylic emulsion used as thermoplastic resins were those with a solid content of about 50%. The results are shown in Table 3.
  • the degradability was improved by adding an inorganic filler, and the amount of the inorganic filler was 50 parts by mass or more. It decomposed and hardened to the extent that it did not adhere to the finger even if it was touched with the finger within 1 hour after application, and was evaluated as “super-fast”.
  • the tensile strength is Although increased, the elongation was not much changed.
  • the amount of inorganic filler is
  • the binder material is a combination of a tackifier (aliphatic petroleum resin) and a plasticizer (aromatic oil), and the binder is the same as in Experiment 3 except that it is blended at the blending ratio shown in Table 4.
  • Emulsions No. 23 through No. 26 were prepared and tested for various properties. The results are shown in Table 4.
  • thermoplastic resin 24 was blended with a total of 43 parts by weight of the premix and postmix of thermoplastic resin per 100 parts by weight of the binder material.
  • _ 10 ° C tensile strength is 3.0 Mpa
  • 20 ° C tensile strength is 1.6 Mpa
  • No. 26 containing 53 parts by mass of thermoplastic resin in total.
  • the tensile strength at -10 ° C was 5.7 MPa and the tensile strength at 20 ° C was 3.2 MPa.
  • the elongation also improved as the amount of blended thermoplastic resin increased.
  • pavement mixtures A to J were produced with the formulations shown in Table 5 and Table 6, and wet track abrasion test, tensile adhesion test, and slip resistance test were conducted. It was.
  • silica sand No. 6 silica sand was used, and crushed sand having a maximum particle size of 0.425 mm was used.
  • the wet track abrasion test was performed according to the "wet track abrasion test method" defined in Japan Asphalt Emulsion Association EAAT-1.
  • a cylindrical specimen having a diameter of 255 mm and a thickness of 5 mm was prepared, and after curing for about 15 hours, the mass was measured and placed in a constant temperature water bath at 20 ° C. After curing, set it on a wet track wear tester and perform a wear test at 20 ° C for about 5 minutes. The medium force was taken out, cured for about 15 hours, dried, and the mass was measured.
  • the amount of wear (g / m 2 ) was calculated by subtracting the specimen weight after the test from the specimen weight before the test. The results are shown in Tables 5 and 6.
  • the tensile adhesion test was performed according to the adhesion strength test method defined in JIS K5400. That is, on each side of a 70 x 70 x 20 mm steel plate, a layer with a thickness of about 3 mm is formed using each of the A to D pavement mixture, and a steel jig for tension is placed thereon. Further, a weight of about 1 kg was placed thereon and allowed to stand at a test temperature of 20 ° C. for 24 hours. After standing, remove the weight, make a 40 x 40 mm size around the jig, make a cut reaching the steel plate, set it in a tensile tester in that state, and then pull the tensile load vertically on the steel plate. The maximum tensile load was measured. The tensile bond strength A (MPa) was determined from the measured maximum tensile load T (N) by the following formula. The results are shown in Tables 5 and 6.
  • a (MPa) ⁇ T (N) / 16 (cm 2 ) ⁇ X 10 So 10 6
  • the slip resistance test was performed using a dynamic 'friction tester (DF tester). That is, a layer of about 3 mm in thickness is formed on a steel plate using each of the A to D paving mixtures, cured for 4 hours and cured, and then the coefficient of dynamic friction using a DF tester while watering the surface. () was measured. The linear speed of the tire rubber piece in the DF tester disk was 40 km / h. The results are shown in Tables 5 and 6.
  • pavement mixture E which is a mixture of pavement binder emulsion and silica sand in a ratio of 80 parts by weight to 20 parts by weight, also has a high wear resistance with a high wet track result of 594 g / m 2. It was not satisfactory.
  • the paving mixture F and the paving binder emulsion in which the binder emulsion for paving and the cinnabar sand as an aggregate were blended at a ratio of 20 parts by weight to 80 parts by weight.
  • a paving mixture J was blended in an amount of crushed sand and 80 parts by pair 20 parts by weight, both, each result force ⁇ Etsutotorakku wear test, 732 g / m 2, and a 597 g / m 2, Kokusaisu Rarisa It was inferior in terms of wear resistance, exceeding the wear amount of 540 g / m 2 stipulated for microsurfing by ISFA.
  • the paving mixture J which has a large amount of binder emulsion for paving, had a problem of low sliding resistance with a coefficient of dynamic friction of 0.3.
  • a pavement mixture K to T was produced in the same manner as in Experiment 5 except that the binder emulsion No. 25 produced in Experiment 4 was used instead of the binder emulsion No. 15 produced in Experiment 2. A similar test was conducted. The results are shown in Table 7 and Table 8.
  • the tackifier and plasticizer are used as the binder material in the same manner as in the paving mixture in which the binder emulsion using bitumen as the binder material and the aggregate are mixed.
  • the mixture for pavement As shown in the results of K and P, the wet track wear test results showed high values of 761 g / m 2 and 638 gZm 2 , respectively, which were inferior in wear resistance.
  • pavement mixtures using pavement binder emulsions using bitumen as a binder material also in pavement binders using pavement binder emulsions using tackifiers and plasticizers as binder materials.
  • the blending ratio of the paving binder emulsion and the aggregate is preferably in the range of 70 to 30 parts by mass of the aggregate with respect to 30 to 70 parts by mass of the paving binder emulsion, with the total of both being 100 parts by mass. It was concluded.
  • the binder emulsion No. 15 produced in Experiment 2 and No. 5 silica sand were mixed at a mass ratio of 1: 1 to produce a paving mixture.
  • This paving mixture where the crack width of about 3mm is laid in an amount of 5 kg / m 2 to form a layer by human power on the road surface occurring in tortoise-shell, surface treated layer, The cracks were completely covered, and at 20 ° C, the temperature was:! ⁇ 1.5. Curing was completed in 5 hours, and after 2 hours, it was judged that the traffic could be opened.
  • the surface of the pavement with a surface treatment layer which is a hardened layer of this pavement mixture, does not show any peeling or wear even after 6 months from construction, and has good sliding resistance with no occurrence of reflection cracks. While maintaining the nature, it maintained a black color without whitening.
  • the binder emulsion No. 18 produced in Experiment 3 and crushed sand having a particle size of 0.8 mm were mixed at a mass ratio of 1: 1 to produce a paving mixture.
  • This pavement mixture is cracked about 5mm wide.
  • a layer is formed by manually laying a layer of 3 kg / m 2 on the road surface where the turtle is in a tortoiseshell shape, and the surface treatment is applied, the crack is completely covered, and the temperature is 1 at 30 ° C. Curing was completed in time, and it was finished so that it was judged that traffic could be opened.
  • An overlay was applied on the cured surface treatment layer using a normal dense particle size asphalt mixture. Even after 3 months from the use of this road surface, no reflection cracks occurred on the surface, and it was confirmed that the surface treatment layer sufficiently followed the expansion and contraction of the road surface and functioned as a stress relaxation layer.
  • a pavement mixture was prepared by adding 3 parts by mass of ferric hydroxide and 100 parts by mass of No. 6 silica sand to 100 parts by mass of the No. 25 binder emulsion produced in Experiment 4.
  • the manufactured pavement mixture was laid down on a road surface where cracks did not occur so much at a rate of 3 kg / m 2 by human power to form a layer, and surface treatment was applied. Even after 6 months of operation, this road surface had a bright brick color that did not whiten.
  • the paving binder emulsion of the present invention has excellent decomposability and is whitened. In addition, it has excellent mechanical properties such as tensile strength, elongation, and low-temperature flexibility.
  • the pavement mixture of the present invention using such a pavement binder emulsion of the present invention is excellent in wear resistance, adhesion, and slip resistance, and can be applied at room temperature, so it can be easily applied to the road surface with less environmental load. It is possible to easily construct a stress relief layer and other various pavement layers, including a surface treatment layer that seals cracks, etc., revives and prolongs the life of the pavement.
  • the present invention greatly contributes to the improvement of the road traffic environment and is an extremely useful invention in the industry.

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Abstract

分解が速やかで、かつ、表面が皮張りすることがなく、しかも骨材と組み合わせて用いる場合でも、骨材を選ばない舗装用バインダ乳剤と、その舗装用バインダ乳剤を用いる舗装体の構築方法を提供することを課題とし、この課題を、バインダ材と、熱可塑性樹脂及び/又はゴムと、クレーとを含み、クレーを乳化剤として乳化された舗装用バインダ乳剤を提供し、並びに、この舗装用バインダ乳剤と骨材とを含む舗装用混合物を提供し、さらには、この舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合物を用いて路面上若しくは床版上に舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合物の層を形成する工程を含む、舗装体の構築方法を提供することによって解決する。

Description

明 細 書
舗装用バインダ乳剤とそれを用いる舗装体の構築方法
技術分野
[0001] 本発明は、舗装用バインダ乳剤とそれを用いる舗装体の構築方法に関し、詳細に は、分解が速やかで表面が皮張りすることがなぐ付着性や伸びなどの機械的特性 に優れた舗装用バインダ乳剤と、その舗装用バインダ乳剤を用いる舗装体の構築方 法に関するものである。
背景技術
[0002] 舗装用バインダ乳剤としては、アスファルトなどの瀝青材をカチオン性、ァニオン性 或いはノニオン性の界面活性剤で乳化したアスファルト乳剤が一般的である。ァスフ アルト乳剤は、単独で散布して、下層路面と上層路面との間の接着をより強固なもの とする接着層として、また、上層から浸透してくる雨水等が下層へと浸透するのを妨 げる防水層として、更には、老化したアスファルト舗装の表面上に散布して舗装を若 返らせるフォグシール工法(特開 2005— 8782号公報参照)における表面処理層と して、更には、 SAMI工法における褥層として、大いに利用されている。また、ァスフ アルト乳剤は、骨材と組み合わせて用いられ、路面上に骨材の層を単層若しくは複 層に仕上げるチップシール工法に、或いは、骨材との混合物として用いられて、例え ば、マイクロサーフエシング、スラリーシール(特開平 959561号公報、特開 2000
— 169719号公報、特開 2000— 319814号公報参照)などの表面処理層としても使 用されている。
[0003] し力 ながら、一般的に使用されているアスファルト乳剤は、分解が遅ぐ硬化まで に時間を要したり、分解がアスファルト乳剤層の下面ないしは表面から進行し、表面 が分解 ·硬化すると内部の分解 ·硬化は更に遅れるので、表面だけが硬化して内部 が未硬化という、いわゆる皮張りを生じ易いという欠点を有している。この欠点は、ァ スフアルト乳剤を単位面積当たり比較的多量に散布する、例えば上述したフォグシー ル工法やチップシール工法にぉレ、て顕著に現れ、散布されたアスファルト乳剤の表 面は分解 ·硬化していても、内部に存在するアスファルト乳剤や、クラック部分に浸透 したアスファルト乳剤は分解 '硬化していない場合があり、表面の分解 ·硬化状況だけ 力 交通開放の時期を判断できないという不都合がある。このため、従来は、安全を 見込んで、交通開放までの時間を余分に取るという対処療法が講じられているに過 ぎない。
[0004] また、アスファルト乳剤を骨材との混合物として使用する場合には、アスファルト乳 剤の分解が乳剤と骨材との間の電気化学的な反応によって進行するため、施工時の 気温や使用する骨材の種類によって分解時間が影響を受け、施工に適した分解時 間を維持するには、骨材の種類に合わせてアスファルト乳剤の配合を変えたり、逆に アスファルト乳剤の配合に合わせて用いる骨材の種類を選択したり更には、特殊な 添加剤を添加したりして、混合物の配合を施工現場毎に、また施工日毎に調整する 必要がある。したがって、施工には特殊な知識や経験を必要とし、施工が容易ではな く作業性にも劣るという欠点がある。
[0005] 本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために為されたもので、分解 が速やかで、かつ、表面が皮張りすることがなぐし力も骨材と組み合わせて用いる場 合でも、骨材を選ばない舗装用バインダ乳剤と、その舗装用バインダ乳剤を用いる 舗装体の構築方法を提供することを課題とするものである。
発明の開示
[0006] 本発明は、バインダ材と、熱可塑性樹脂及び Z又はゴムと、クレーとを含み、クレー を乳化剤として乳化された舗装用バインダ乳剤を提供し、並びに、この舗装用バイン ダ乳剤と骨材とを含む舗装用混合物を提供し、さらには、この舗装用バインダ乳剤又 は舗装用混合物を用いて路面上若しくは床版上に舗装用バインダ乳剤又は舗装用 混合物の層を形成する工程を含む、舗装体の構築方法を提供することによって、上 記の課題を解決するものである。
[0007] 本発明の舗装用バインダ乳剤は、クレーを乳化剤として乳化されており、単独で、 若しくは骨材との混合物として、層状に厚みをもって散布ないしは敷設された場合で も、分解は層の下部から上部へと理想的に、かつ速やかに進行し、表面だけが先に 分解 ·硬化して、表面に皮張りを生じたりすることがない。また、本発明の舗装用バイ ンダ乳剤は、その分解機構が乳剤と骨材との間の電気化学的な反応によるものでは ないので、混合物とするときに骨材の種類を選ばず、材料の配合設計が容易である という利点がある。さらには、本発明の舗装用バインダ乳剤は、バインダ材に加えて、 熱可塑性樹脂及び/又はゴムを含んでいるので、付着性や引っ張り強度、伸び、低 温可撓性などの機械的特性に優れてレ、る。
[0008] したがって、本発明の舗装用バインダ乳剤と骨材とを配合した本発明の舗装用混 合物は、速やかに分解して所期の強度を発現し、短時間で交通に供することができ る上に、路面や床版やその他の舗装層との付着力に優れ、温度変化等によってもた らされる路面等の伸縮にもよく追従するので、耐久性に優れ、剥がれを生じる恐れも なぐリフレクションクラックの抑制にも効果があるという利点を有している。また、本発 明の舗装用混合物は、常温で施工できるので、安全である上に、環境に与える負荷 力 、さレ、とレ、う利点も備えてレ、る。
[0009] このような本発明の舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合物を用いる舗装体の構築 方法によれば、接着性や伸びに優れた舗装用バインダ乳剤の硬化層又は耐久性の ある舗装用混合物の硬化層を備えた舗装体を容易かつ簡便に構築することが可能 であり、本発明の舗装用バインダ乳剤をそれ単独で使用する場合には、下層ないし は上層とよく接着して、両者の接着をより強固にする接着層を、また、上部からの雨 水等の下層への浸透を効果的に妨げる防水層を、更には、下にクラックが存在する 場合には、クラックを効果的に封緘して路盤ないしは下層への雨水等の浸透を防ぐ 表面処理層を、容易かつ簡便に構築することができるものである。また、本発明の舗 装用バインダ乳剤を骨材との混合物として用いる場合には、付着層や防水層はもとよ り、老化した舗装表面を有効に覆ってクラックの封緘と舗装の若返りをもたらす耐久 性に優れた表面処理層を、容易かつ簡便に構築することができるものである。
[0010] しかも、本発明の舗装用バインダ乳剤は、乳化するバインダ材としては、瀝青材及 び粘着付与剤と可塑剤の組み合わせのレ、ずれにも対応できる上に、クレーを乳化剤 として使用しているにも拘わらず、分解 ·硬化後の紫外線等に起因する色変化が少な いので、本来的に黒色である色調を保つことができ、また、本来的に無色に近い粘 着付与剤と可塑剤との組み合わせをバインダ材として用いる場合には、適宜の顔料 を添加して、構築される表面処理層に所望の色調を付与することができるという優れ た利点も併せ備えるものである。したがって、本発明の舗装用バインダ乳剤又は舗装 用混合物の硬化層を表面に構築する場合には、本来黒色であった舗装は黒々と、ま た、本来有色であった舗装はその本来の色調で、効果的に延命し若返らせることが できるとレ、う利点が得られるものである。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、本発明の舗装用バインダ乳剤、舗装用混合物、舗装体の構築方法の順に 本発明について説明する。
[0012] 〈舗装用バインダ乳剤〉
本発明の舗装用バインダ乳剤は、上述のとおり、バインダ材と、熱可塑性樹脂及び /又はゴムと、クレーとを含み、クレーを乳化剤として乳化された舗装用バインダ乳剤 である。各配合成分について説明すると以下のとおりである。
[0013] 本発明の舗装用バインダ乳剤に用いることができるバインダ材としては、通常、舗 装用のバインダ材として用いられる材料であり、かつ、後述するクレーによって乳化で きるものであれば、どのような材料を使用しても良レ、。典型的にはアスファルト等の瀝 青材が挙げられ、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト、セミブローンァスファ ルト、プロパン脱瀝アスファルト等の石油アスファルト、レーキアスファルト等の天然ァ スフアルト、脱色アスファルトなどを使用することができる。これらの材料はその一種類 だけを使用しても良いし、二種類以上を適宜組み合わせて使用しても良い。
[0014] 瀝青材以外のバインダ材としては、粘着付与剤と可塑剤とを組み合わせたものが挙 げられる。粘着付与剤としては、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂、脂環族石油樹 脂、水添石油樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、スチレン系樹脂、イソプレン系 樹脂、クマロン'インデン樹脂などが挙げられ、これらの粘着付与剤は、そのいずれか 1種を単独で使用しても良いし、 2種以上を併用しても良い。また、可塑剤としては、 脂肪族油、芳香族油、脂環族油、シリンダ油などが挙げられ、これらの可塑剤は、そ のいずれ力 1種を単独で使用しても良いし、 2種以上を併用しても良い。本発明の舗 装用バインダ乳剤においては、これら粘着付与剤と可塑剤とを組み合わせたものを、 バインダ材として、瀝青材の代わりに用いることができる。粘着付与剤と可塑剤とを組 み合わせたバインダ材は、本来的に若干着色のあるほぼ透明な色調を有しているの で、後述する顔料等を配合することによって、適宜所望の色調を付与することができ るという利点がある。
[0015] 本発明の舗装用バインダ乳剤に用いることができる熱可塑性樹脂としては、スチレ ン.ブタジエンブロック共重合体(SBS)、スチレン.イソプレンブロック共重合体(SIS) などのスチレン系樹脂、エチレン 'アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン酢酸ビュル 共重合体(EVA)、エチレン.ェチルアタリレート共重合体(EEA)などのエチレン系 樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられ、これら の熱可塑性樹脂は、そのいずれ力 4種を単独で使用しても良いし、 2種以上を併用し ても良い。また、これらの熱可塑性樹脂は、その一部をエマルシヨン若しくはラテック スとして、本発明の舗装用バインダ乳剤に配合しても良い。
[0016] 本発明の舗装用バインダ乳剤に用いることができるゴムとしては、天然ゴム、ガタバ 一チヤ、環化ゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレンイソプレンゴム、ポリイソプレンゴ ム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、塩素系ポ リエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレンプロピレンゴム、 EPTゴム、アル フィンゴム、スチレンブタジエンブロック重合、スチレンイソプレンブロック重合ゴムなど が挙げられ、これらのゴムは、そのいずれか 1種を単独で使用しても良いし、 2種以上 を併用しても良い。また、これらのゴムは、その一部をエマルシヨン若しくはラテックス として、本発明の舗装用バインダ乳剤に配合しても良い。本発明の舗装用バインダ 乳剤には、上記の熱可塑性樹脂だけを配合しても良いし、ゴムだけを配合しても良い し、熱可塑性樹脂とゴムの双方を配合しても良レ、。
[0017] 本発明の舗装用バインダ乳剤における上記熱可塑性樹脂及び/又はゴムの配合 量は、バインダ材として瀝青材を用いる場合には、瀝青材 100質量部に対し、熱可 塑性樹脂及び/又はゴムを合計量で 35〜100質量部配合するのが好ましぐより好 ましくは 40〜90質量部である。また、ノインダ材として粘着付与剤と可塑剤を用いる 場合には、粘着付与剤と可塑剤の合計量 100質量部に対し、熱可塑性樹脂及び/ 又はゴムを合計量で 30〜: 100質量部配合するのが好ましぐより好ましくは 40〜90 質量部である。ここで、熱可塑性樹脂及び Z又はゴムを合計量でという意味は、熱可 塑性樹脂だけを配合する場合には、熱可塑性樹脂の量が、また、ゴムだけを配合す る場合には、ゴムの量が、そして、熱可塑性樹脂とゴムとを配合する場合には、両者 を合計した量が、という意味である。
[0018] 配合される熱可塑性樹脂及び/又はゴムの合計量が、 35質量部未満 (瀝青材を バインダ材とする場合)又は 30質量部未満 (粘着付与剤と可塑剤をバインダ材とする 場合)であると、所期の付着性や伸び、低温可撓性などの機械的特性が得られない 場合があるので好ましくない。一方、配合される熱可塑性樹脂及び Z又はゴムの合 計量が 100質量部を超えると、乳剤の粘度が高くなり過ぎて作業性が悪くなる傾向が あるので好ましくない。
[0019] 更には、配合される熱可塑性樹脂及び Z又はゴムの少なくとも一部は、乳化前に バインダ材と混合されている力 乳化時にバインダ材と混合され、本発明の舗装用バ インダ乳剤にプレミックスされているのが好ましい。プレミックスされる熱可塑性樹脂及 び/又はゴムの量は、乳化ができる限り特段の制限はないけれども、通常は 15質量 部未満、好ましくは 12質量部以下である。従って、熱可塑性樹脂及び/又はゴムの うち、残りの量は、プレミックスではなぐラテックス又はエマルシヨンとして、乳化後に 添加されることとなる。このように、本発明の舗装用バインダ乳剤においては、配合さ れる熱可塑性樹脂及び/又はゴムのうち、少なくとも一部をプレミックスして乳剤に配 合し、不足する熱可塑性樹脂及び/又はゴムをラテックス又はエマルシヨンとして配 合することにより、分解性に優れ、かつ、低温可撓性や引張強度、伸びなどの機械的 特性にも優れた舗装用バインダ乳剤とすることができるものである。
[0020] 本発明の舗装用バインダ乳剤に用いることができるクレーとしては、乳化剤として機 能するクレーであればどのようなクレーを使用しても良レ、が、特には、ベントナイトを使 用するのが良い。ベントナイトのイオン形は、ナトリウム型、カルシウム型、マグネシゥ ム型のいずれであっても良い。これらベントナイトは、その一種のみを使用しても良い し、いずれ力、 2種以上を併用しても良い。
[0021] 本発明の舗装用バインダ乳剤における上記クレーの配合量は、所期の分解特性が 得られる限り特段の制限はないけれども、好ましくは、バインダ材としての瀝青材 100 質量部、又は、バインダ材としての粘着付与剤と可塑剤の合計量 100質量部に対し 、クレーを 3〜30質量部、より好ましくは 5〜25質量部、更に好ましくは 5〜20質量部 である。配合するクレーの量が 3質量部未満であると、十分に乳化ができない場合が あるので好ましくなぐ一方、クレーの量が 30質量部を超えると、乳剤の分解が遅くな る傾向がある上に、分解 ·硬化後に色調が変化し、全体が白っぽくなる、いわゆる白 ィ匕と呼ばれる現象を生じ易くなるので好ましくない。
[0022] 本発明の舗装用バインダ乳剤には、上記のような材料の他、必要に応じて、無機系 充填材を添加することができる。無機系充填材の添加量は、バインダ材 100質量部 に対して、通常、 100質量部以下が好ましぐ更に好ましくは 50〜: 100質量部である 。適量の無機系充填材を添加することによって、舗装用バインダ乳剤の分解速度が 早まり、また、引張強度も増すという効果が得られる。ただし、無機系充填材の添加量 力 質量部以上となると、分解硬化した舗装用バインダ乳剤の伸びが悪くなると共 に、分解後の経時的な色調の変化が大きぐ全体的に白っぽく白化する傾向があり、 好ましくない。なお、使用できる無機系充填材としては、炭酸カルシウム、硫酸バリゥ ム、ケィ酸カルシウム、シリカ質粉末などが挙げられ、これらは、そのいずれか一種を 単独で使用しても良いし、二種以上を適宜組み合わせて使用しても良い。なお、無 機系充填材は、その一部若しくは全部を、ノくインダ材を乳化した後に添加するのが 好ましぐその一部若しくは全部を舗装用バインダ乳剤と骨材との混合物である舗装 用混合物に添加するようにしても良レ、。
[0023] 本発明の舗装用バインダ乳剤は、上記のような各材料と適量の水とを配合し、通常 の乳化機を用いて製造することができる。製造に際しては、さらに、乳化を促進したり 、乳剤としての安定性を高めるために、通常使用されている種々の界面活性剤や安 定剤を添加することができる。界面活性剤の添カ卩量は、バインダ材 100質量部に対し て 1質量部以下が好ましい。また、安定剤の添加量は、バインダ材 100質量部に対し て 0. 5質量部以下が好ましい。なお、安定剤としては、ゼラチン、 PVA、アルギン酸 ソーダ、澱粉、カルボキシメチルセルロース、塩化カルシウムなどを使用することがで きる。また、通常使用されている適宜の消泡剤や分散剤の適量を添加することも適宜 行うことができる。本発明の舗装用バインダ乳剤においては、配合されるクレーの粒 子が、通常の乳化剤と同様の働きをして、瀝青材粒子や粘着付与剤及び可塑剤粒 子の周囲を取り巻き、瀝青材粒子や粘着付与剤及び可塑剤粒子の合一を防ぎ、安 定な乳剤を形成するものである。
[0024] 〈舗装用混合物〉
本発明の舗装用混合物は、上記のような本発明の舗装用バインダ乳剤と骨材とを 混合することによって製造すること力 Sできる。
[0025] 使用する骨材に特段の制限はなぐ通常、舗装用混合物に使用されている骨材で あればどのような骨材でも使用が可能である。特に、本発明の舗装用バインダ乳剤は 、骨材との間の電気化学的な反応によって分解が進行するものではないので、混合 する骨材の種類を選ばないという特徴を備えており、骨材の選択が自由に行えるとい う利点がある。ただし、層厚が比較的薄い表面処理層を構築する場合には、細骨材 を使用するのが好ましぐ例えば、粗目砂、細目砂、珪砂、砕砂などを使用することが できる。一方、本発明の舗装用混合物を用いて、層厚が比較的厚い表面処理層や その他の層を構築しょうとする場合には、骨材として、砕石などの、いわゆる粗骨材と 呼ばれる粒径の骨材を使用しても良いことは勿論である。また、石粉などの適宜のフ イラ一成分を添加しても良い。骨材及びフイラ一は一種だけを使用しても良いし、二 種以上を併用しても良い。
[0026] 本発明の舗装用混合物における舗装用バインダ乳剤と骨材との好ましい配合割合 は、両者の合計を 100質量部として、舗装用バインダ乳剤 30〜70質量部に対し、骨 材 70〜30質量部である。この配合割合よりも骨材の量が増すと、耐摩耗性に劣るよ うになり、また、この配合割合よりも骨材の量が減ると、耐摩耗性に劣るようになる上に 、すべり抵抗性が減少するので好ましくない。
[0027] 本発明の舗装用混合物には、上記の材料に加えて、必要に応じて、上述したような 無機系充填材を添加することができる。無機系充填材の添加量は、舗装用バインダ 乳剤に添加される量と加算して、全体で、本発明の舗装用混合物 100質量部に対し て 0〜: 100質量部の範囲が好ましい。
[0028] 本発明の舗装用混合物には、必要に応じて、セメントを添加することができる。添カロ するセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポル トランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、高炉セメント、 シリカセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント、膨張セメント、耐硫酸セメント 、ジェットセメント、超速硬セメント、高炉コロイドセメント、コロイドセメント、超微粒子セ メントなどが挙げられ、これらのセメントは、そのいずれか一種を単独で添加しても良 いし、二種以上を併用して添カ卩しても良レ、。なお、セメントと共に、適宜のセメント用混 和剤を添カ卩しても良いことは勿論である。
[0029] 本発明の舗装用混合物は、必要に応じて、適宜の顔料を添加して、所望の色調に 着色することも可能である。特に、バインダ材が熱可塑性樹脂と可塑剤との組み合わ せである場合には、それら自身の色調が薄いので、顔料による着色に適している。使 用できる顔料に特段の制限はないけれども、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、 酸化亜鉛、鉛白、黒鉛、カドミウムレッド、モリブデンオレンジ、水酸化第二鉄、酸化 鉄黄、黄鉛、酸化クロム、クロムグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、マンガンバイ ォレットなどが挙げられ、これらの無機系充填材は、そのいずれか 1種を単独で使用 しても良いし、 2種以上を併用しても良い。
[0030] 本発明の舗装用混合物には、必要に応じて、遮熱顔料や中空粒子を添加すること もできる。遮熱顔料としては、例えば、舗装用に用いられている遮熱顔料であればど のようなものでも使用することができ、好ましくは、 日射反射率が 10%以上であり、 CI E1976L*a*b*色空間における L*値が 80以下のものが挙げられる。本発明の舗装 用混合物に遮熱顔料を配合する場合には、構築された表面処理層は、太陽からの 輻射熱等を良く遮断し、特に夏季におけるヒートアイランド現象の抑制に効果がある 。また、中空粒子としては、例えば、粒径が10〜125 /1 111、好ましくは粒径が 25〜80 μ mのセラミックバルーン、ガラスバルーン、シラスバルーン、ポリスチレン等の樹脂を 用いたバルーンを用いることができ、本発明の舗装用混合物にこれら中空粒子を配 合する場合には、その高い断熱性、反射性、及び照射性によって、形成される硬化 層の遮熱効果がさらに向上するという利点がある。
[0031] 〈舗装体の構築方法〉
上記のような本発明の舗装用混合物を用いて、例えば表面処理層を備えた舗装体 を構築するには、まず、対象となる路面を十分に清掃したのち、本発明の舗装用混 合物を、人力若しくは機械力によって、路面上に敷き均し、塗布若しくは散布して、 本発明の舗装用混合物による層を形成するだけで良い。舗装用混合物の層厚に特 に制限はないけれども、骨材として細骨材を使用する場合には、一般的に:!〜 20m mの層厚に仕上げるのが好ましい。層厚をさらに厚く形成しても良いことは勿論であり 、その場合には、粒径の大きな粗骨材を使用することができる。なお、クラックの大き さが比較的大きい場合、ないしはクラックの深さが比較的深い場合には、路面上に舗 装用混合物の層を形成する前に、クラックを一部若しくは全部、適宜の充填材で充 填しておくのが好ましい。路面上にポットホールや轍掘れ等がある場合にも同様であ る。
[0032] 路面上に層を形成した本発明の舗装用混合物は、配合されている舗装用バインダ 乳剤が下層から上層へと順次分解して硬化し、早期に強度を発現して、表面処理層 となる。このようにして構築された表面処理層は、路面に存在していたクラックを十分 に封緘し、雨水等の路盤への浸透を防止するとともに、路面と良く密着して剥がれる こともなく、伸び性にも優れているので、路面の伸縮にも良く追従してリフレクションク ラックの発生を抑制し、し力も、耐摩耗性などの耐久性に優れた表面処理層である。 このような表面処理層を備えた舗装体は、破損の進行が抑えられ、若々しく蘇った舗 装体である。
[0033] 本発明の舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合物を用いて、例えば、防水層、接着 層、応力緩和層などの層を備えた舗装体を構築する場合も基本的には同様であって 、その上に本発明の舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合物の層を形成する路面、 床版等の表面を適宜清掃した後に、本発明の舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合 物の層を人力若しくは機械力によって適宜の厚さに形成すれば良い。本発明の舗装 用バインダ乳剤又は舗装用混合物の層の上に更に他の層を構築する場合には、通 常は本発明の舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合物の層が硬化した後に、その上 に更に他の層を構築すれば良い。以上のようにして構築された本発明の舗装用バイ ンダ乳剤又は舗装用混合物が硬化した防水層、接着層、ないしは応力緩和層を備 えた舗装体は、防水性、接着性、ないしは応力緩和性に優れており、しかも、簡便に 構築すること力 Sできるものである。また、本発明の舗装用バインダ乳剤又は舗装用混 合物は、表面のアスファルトモルタルが摩耗してしまった排水性舗装の上に施工する ことで、騒音抑制効果を向上させることができ、このとき、ゴム粉末を添加することで、 一層の騒音抑制効果を得ることができる。
[0034] 以下、実験及び実施例をもって、本発明をさらに詳細に説明する。
[0035] 〈実験 1:クレーの配合量の決定〉
表 1に示す材料を表 1に示す配合量(質量部)で配合して、 No.1ないし No.8のバ インダ乳剤を製造し、その分解の速さ、及び、色差を測定した。分解の速さは、作成 したバインダ乳剤を厚さ lmm程度に金属板上に塗布し、 20°Cにおいて放置しなが ら、定期的に指で触って硬化しているかどうかをみることによって調べた。評価は、塗 布後 2時間以上経過しても、バインダ乳剤が指に付着し分解 '硬化していなレ、ものを 「遅」、塗布後 1〜2時間で指で触っても指に付着しない程度に分解 ·硬化してレ、るも のを「速」、塗布後 1時間以内に指で触っても指に付着しない程度に分解 '硬化して レ、るものを「超速」と評価した。結果を表 1に併せて示した。
[0036] また、色差は、分解'硬化直後の明度指数 L* 、クロマテイクネス指数 a*、 b* と、
0 0 0 分解'硬化後、屋外に 60日間暴露した後の明度指数 L*、クロマテイクネス指数 a*、 t t b*とを測定し、下記色に基づいて算出した。
t
色差 (AE*ab)={(L* — L* )2+(a* a* )2+(b* — b*)2}°'5
0 t 0 t 0 t
評価は、色差(AE*ab)=0〜0.5(きわめてわずかに異なる)、色差(AE*ab) = 0.5〜: ί· 5(わずかに異なる)、色差(AE*ab)=l.5〜3· 0(感知し得るほど異なる )、色差(AE*ab)=3.0〜6· 0 (著しく異なる)に基づいて行った。結果を表 1に併 せて示した。
[0037] [表 1]
Figure imgf000012_0001
* : 「一」 は 「乳剤とすることができず測定せず」 を示す。 [0038] 表 1に示すとおり、用いたバインダ材であるストレートアスファルト 100質量部に対し て、クレーの量が 5質量部〜 25質量部の範囲にある No. 2〜No. 5のバインダ乳剤 おいては、塗布後 1〜2時間で分解.硬化し、分解性はいずれも「速」と判断され、好 ましい速さの分解性を有していることが分かった。また、乳化状態も良好であった。一 方、クレーの量が 35質量部以上になると、 No. 6〜No. 8のバインダ乳剤に見られる とおり、バインダ乳剤の分解は遅くなり、塗布後 2時間を経過しても、指で触ると指に 付着し、分解性において劣ることが分かった。なお、クレーの量を 1質量部にまで減ら したバインダ乳剤 No. 1においては、乳化剤としてのクレーの量が不足するためか、 乳剤とすることができなかった。なお、乳剤とすることができなかった No. 1を除いて、 分解'硬化したいずれのバインダ乳剤においても、表面だけが先に分解'硬化する皮 張り現象は認められな力 た。
[0039] 色差については、クレーの量が 5〜15質量部の範囲にある No. 2〜No. 4のバイ ンダ乳剤において、色差「1」(わずかに異なる)という結果が得られ、分解後の供用に 伴う屋外暴露によっても殆ど色調が変化しない、 V、わゆる「白化」しなレ、乳剤であるこ とは分かった。また、クレーの量が 25〜35質量部である Νο· 5〜Νο· 6のバインダ乳 剤においては、色差「2」(感知し得るほど異なる)という結果が得られた力 その色の 変化は殆ど実用上支障のない程度であった。一方、クレーの量が 50質量部以上に なると、 No. 7及び No. 8のバインダ乳剤の結果に見られるとおり、色差「4」、「6」(著 しく異なる)という結果となり、これらのバインダ乳剤 No. 7及び No. 8は、肉眼で観察 しても、分解'硬化後の供用に伴う屋外暴露によって色調が白く変化する、いわゆる「 白化」を起こしていることが確認された。
[0040] 以上の結果から、分解性と色差の両方の特性を満足するクレーの配合割合として は、バインダ材 100質量部に対して、クレー約 3〜30質量部の範囲が好ましぐ中で も 5〜25質量部の範囲が良ぐさらに好ましくは 5〜20質量部が良いとの結論を得た
[0041] 〈実験 2:熱可塑性樹脂及び/又はゴムの配合割合の決定〉
実験 1の結果に基づき、バインダ材 100質量部に対するクレーの配合量を 15質量 部に固定して、バインダ乳剤の主として機械的特性に及ぼす熱可塑性樹脂及び Z 又はゴムの配合量の影響を調べた。すなわち、表 2に示す材料を用いて表 2に示す 配合で、バインダ乳剤 Νο· 9〜Νο· 16を製造して、実験 1と同様に分解性及び色差 を測定すると共に、低温可撓性、引張強度、及びその時の伸び率を測定した。なお、 熱可塑性樹脂としての EVAラテックス及びアクリルエマルシヨンは、いずれも固形分 が約 50%のものを使用し、バインダ材に熱可塑性樹脂である SBSを添カ卩し、クレー を乳化剤として乳化した後に添加した。実験 1で製造したバインダ乳剤 No. 4につレヽ ても同様の試験を行った。
[0042] 低温可撓性は、「道路橋鉄筋コンクリート床版 防水層設計 ·施工資料」、昭和 62 年 1月、社団法人日本道路協会発行、 89〜90頁に記載された「低温可撓性試験」 に準じて行った。すなわち、 150 X 50 X 0. 5mmの大きさの鋼板上に試験対象とな るバインダ乳剤を塗布し、分解'硬化させて試験片とし、この試験片をー 10°Cの低温 槽に 4時間以上養生したのち、中央部を _ 10°Cに冷却しておいた直径 10mmの丸 棒に押し当て、 180度折り曲げたときの、分解 '硬化したバインダ層の折損またはひ び割れの発生の有無を観察し、折損もひび割れの発生も認められなかったものを「 〇」、折損またはひび割れの発生が認められたものを「X」とした。結果を表 2に併せ て示した。
[0043] 引張強度と伸び率の測定は JIS K6251に定められている「加硫ゴムの引張試験 方法」に準じて行った。すなわち、試験するバインダ乳剤を鋼板上に厚さ約 2mmとな るように塗布し、分解'硬化させた後、長さが 100mm、両端の拡大部の幅が 25mm、 中央の狭隘部の幅が 10mmのダンベル状の試験片を切り出し、 10°C又は 20°Cの 恒温槽で 4時間養生した後、試験片両端の拡大部を試験機のつかみ具で把持して、 所定の一定速度で引っ張り、試験片が破断したときの荷重並びに伸びを測定した。 引っ張り強度は、測定された試験片破断時の最大引っ張り荷重を試験片断面積で 除して求めた。また、伸び率は、試験片破断時の最大伸びの試験片の元の長さに対 する割合である。結果を表 2に併せて示した。
[0044] [表 2]
Figure imgf000015_0001
表 2に示すとおり、熱可塑性樹脂の配合量が「0」である Νο· 4のバインダ乳剤は、 分解性や色差の点では良好な特性を示したものの、低温可撓性試験においてはひ び割れの発生があり「X」と評価され、伸び率においても、特に低温の伸び率が「7% 」と小さぐ機械的特性において劣るという結果を示した。熱可塑性樹脂である SBSを プレミックスで 10質量部配合した No. 9のバインダ乳剤においては、引張強度や伸 び率に若干の改善が見られたものの、未だ不十分であった。
[0046] そこで、プレミックスで配合する熱可塑性樹脂の量を 15質量部に増したところ、 No . 10のバインダ乳剤の結果に見られるとおり、熱可塑性樹脂の量が多すぎるため力 \ 乳化することができなかった。これを乳化するために乳化剤としてのクレーの量を 35 質量部に増したところ、乳化はできたけれども、 No. 11のバインダ乳剤の結果に見ら れるとおり、分解性は「遅」であり、伸び率も悪ぐ低温可撓性においても劣るものであ つた。
[0047] 一方、プレミックスで配合する熱可塑性樹脂の量は 10質量部若しくは 5質量部とし たまま、乳化後に熱可塑性樹脂をラテックス若しくはエマルシヨンとしてポストミックス で配合すると、 No. 12〜No. 15のバインダ乳剤に見られるとおり、配合される熱可 塑性樹脂の量が合計で増えるにつれて機械的特性は改善される傾向が見られた。 すなわち、配合される熱可塑性樹脂の量がプレミックス及びポストミックスの合計で 30 質量部である No. 12のバインダ乳剤においては、低温可撓性が「X」の評価であり、 弓 [張強度もそれほど高レ、値を示さなかったのに対し、配合される熱可塑性樹脂の量 がプレミックス及びポストミックスの合計で 40質量部になると、 No. 13のバインダ乳剤 の結果に見られるとおり、「速」と判断される分解性と、「1」と評価される色差とを維持 しつつ、低温可撓性が「〇」の評価となり、引張強度は— 10°Cで 2. OMpaを上回り、 20°Cにおいても 1. OMpaを上回るという好ましい値を示した。また、伸び率において も、 10°Cで 110%、 20°Cで 309%と高い伸び率を示した。そしてこの傾向は、酉己 合される熱可塑性樹脂の量がプレミックス及びポストミックスの合計で 50質量部、 65 質量部と増すに連れ、 No. 14及び No. 15のバインダ乳剤の結果に見られるとおり、 より顕著となった。これらの結果から、熱可塑性樹脂及び/又はゴムの配合量は、バ インダ材 100質量部に対し、約 35質量部以上が好ましぐより好ましくは 40質量部以 上であると判断された。
[0048] 一方、 No. 13のバインダ乳剤と同じ 40質量部の熱可塑性樹脂を全てポストミックス で配合した No. 16のバインダ乳剤においては、分解性は「速」、色差が「1」を維持し 、低温可撓性も「〇」の評価であったものの、引張強度が— 10°Cで 1. 5Mpaと 2. 0 Mpaを下回り、 20°Cにおレヽても 0· 8Mpaと 1 · OMpaを下回る結果となった。また、 # び率においても、—10°Cで 79%、 20°Cで 276%であり、 No. 13のバインダ乳剤に 比べて低い値であった。このように、同じく 40質量部の熱可塑性樹脂を配合しても、 その全量をポストミックスした場合には、一部をプレミックスした場合に比べて、引張 強度や伸び率という機械的特性において明らかに劣る結果となった。この結果から、 配合される熱可塑性樹脂及び Z又はゴムの少なくとも一部は、プレミックスで乳剤に 配合するのが好ましいと判断された。なお、乳剤とすることができなかった No. 10を 除いて、分解'硬化したいずれのバインダ乳剤においても、表面だけが先に分解'硬 化する皮張り現象は認められなかった。
[0049] 〈実験 3 :無機系充填材の配合割合の決定〉
表 3に示す材料を用いて表 3に示す配合で、バインダ乳剤 No. 17〜No. 22を製 造した。すなわち、実験 2の No. 15のバインダ乳剤に無機系充填材として炭酸カル シゥムを 25質量部から 25質量部きざみで 150質量部まで順次増量しながらポストミツ タスで添加してバインダ乳剤 Νο· 17〜Νο· 22を製造し、実験 1と同様に分解性及び 色差を測定すると共に、実験 2と同様に低温可撓性、引張強度、及びその時の伸び 率を測定した。なお、熱可塑性樹脂としての EVAラテックス及びアクリルエマルシヨン は、いずれも固形分が約 50%のものを使用したことも実験 2と同様である。結果を表 3に示す。
[0050] [表 3]
Figure imgf000018_0001
表 3の結果に見られるとおり、無機系充填材を添加することによって、分解性は改善 され、無機系充填材の配合量が 50質量部以上である No. 18〜No. 22のバインダ 乳剤においては、塗布後 1時間以内に指で触っても指に付着しない程度に分解-硬 化しており、「超速」と評価された。また、無機系充填材の添加によって、引張強度は 増大したが、伸び率はさほど変わらなかった。色差に関しては、無機系充填材の量が
100質量部以下である No. 17〜No. 20のバインダ乳剤においては、色差が「1」( わずかに異なる)に留まった力 無機系充填材の量が 125質量部以上になると、 No . 21及び No. 22のバインダ乳剤の結果に見られるとおり、色差が「4」、「6」(著しく異 なる)となり、供用後の色相変化が大きい結果となった。また、無機系充填材の量が 1 25質量部以上になると、伸び率にも減少が見られ、特に無機系充填材を 150質量 部配合した No. 22のバインダ乳剤においては、 _ 10°Cの伸び率が 19%と極めて低 い値となり、低温可撓性も「X」の評価となった。以上の結果から、無機系充填材の添 加量は、バインダ材 100質量部に対して、通常、 100質量部以下が好ましぐ更に好 ましくは 50〜: 100質量部であることが分かった。なお、分解'硬化したいずれのバイン ダ乳剤においても、表面だけが先に分解 *硬化する皮張り現象は認められなかった。
[0052] 〈実験 4 :バインダ材の影響〉
バインダ材として、ストレートアスファルトに代えて、粘着付与剤 (脂肪族石油樹脂) と可塑剤(芳香族油)の組み合わせとし、表 4に示す配合割合で配合した以外は実験 3と同様にして、バインダ乳剤 No. 23〜No. 26を製造し、各種特性を試験した。結 果を表 4に示す。
[0053] [表 4]
Figure imgf000019_0001
* :含まれる固形分の量。 [0054] 表 4に示す結果に見られるとおり、バインダ材として粘着付与剤 (脂肪族石油樹脂) と可塑剤(芳香族油)の組み合わせを用いても、粘着付与剤と可塑剤との合計 100質 量部に対して、 10質量部のクレーを乳化剤として用いることによって安定なバインダ 乳剤を製造することができ、製造されたバインダ乳剤 No. 24〜No. 26は、いずれも 、分解性が「超速」、色差が「1」、かつ低温可撓性が「〇」という優れた結果を示した。 また、そのときの引張強度は、配合した熱可塑性樹脂の量が増すに連れて改善され 、バインダ材 100質量部に対し熱可塑性樹脂をプレミックス及びポストミックスで合計 43質量部配合した No. 24のバインダ乳剤においては、 _ 10°Cの引張強度が 3. 0 Mpa、 20°Cの引張強度が 1. 6Mpaという高い値を示し、熱可塑性樹脂を合計で 53 質量部配合した No. 26のバインダ乳剤に至っては、 _ 10°Cの引張強度が 5. 7Mp a、 20°Cの引張強度が 3. 2Mpaであった。また、伸び率も配合した熱可塑性樹脂の 量が増すに連れて改善された。
[0055] 一方、熱可塑性樹脂の配合割合が 30質量部を下回る 28質量部である No. 23の バインダ乳剤は、低温可撓性試験においてひび割れの発生が認められ「 X」という結 果を示し、伸び率においても低い値を示すに留まった。以上の結果から、バインダ材 として粘着付与剤と可塑剤の組み合わせを用いる場合であっても、熱可塑性樹脂及 び/又はゴムの配合量は 30質量部以上が好ましぐより好ましくは 40質量部以上で あると判断された。
[0056] 〈実験 5 :舗装用混合物としての特性試験 1〉
実験 2で製造したバインダ乳剤 No. 15を用い、表 5及び表 6に示す配合で舗装用 混合物 A〜Jを製造し、ウエットトラック摩耗試験、引張付着試験、及びすベり抵抗性 試験を行った。なお、珪砂としては 6号珪砂を用レ、、砕砂は最大粒径が 0. 425mm のものを用いた。
[0057] ウエットトラック摩耗試験は、社団法人日本アスファルト乳剤協会カ^ EAAT— 1に 規定する「ウエットトラック摩耗試験方法」に準じて行った。すなわち、試験対象となる 舗装用混合物を用いて、直径 255mm、厚さ 5mmの円筒形状の供試体を作成し、 約 15時間養生した後、質量を測定し、更に 20°Cの恒温水槽に入れて養生した後、 ウエットトラック摩耗試験機にセットし、 20°Cで約 5分間摩耗試験を行い、その後、水 中力 取り出して約 15時間養生して乾燥させ、質量を測定した。摩耗量 (g/m2)は 、試験前の供試体質量から試験後の供試体質量を減算し、その値から算出した。結 果を表 5、表 6に併せて示す。
[0058] 引張付着試験は、 JIS K5400に規定されている付着強さの試験方法に準じて行 つた。すなわち、 70 X 70 X 20mmの大きさの鋼板の片面に、 A〜Dの舗装用混合物 のそれぞれを用いて約 3mmの厚さの層を形成し、その上に引っ張り用の鋼製ジグを 載せ、さらにその上に質量約 lkgの錘を載せて、試験温度 20°Cで 24時間静置した。 静置後、錘を取り除き、ジグの周りを 40 X 40mmの大きさに、鋼板に達する切り傷を 付け、その状態で引張試験機にセットして、鋼板に対して鉛直方向に引張荷重をカロ えて、最大引張荷重を測定した。引張接着強度 A (MPa)は、測定された最大引張荷 重 T (N)から下記の計算式によって求めた。結果を表 5、表 6に併せて示す。
十昇 :
A (MPa) = {T(N) /16 (cm2) } X 10ソ106
[0059] すべり抵抗性の試験は、ダイナミック 'フリクション ·テスター(DFテスター)を用いて 行った。すなわち、 A〜Dの舗装用混合物のそれぞれを用いて鋼板上に厚さ約 3m mの層を形成し、 4時間養生して硬化させた後、表面に散水しながら DFテスターを用 いて動摩擦係数( )を測定した。 DFテスターの円盤におけるタイヤゴムピースの線 速度は 40km/hとした。結果を表 5、表 6に併せて示す。
[0060] [表 5]
Figure imgf000021_0001
[0061] [表 6]
Figure imgf000022_0001
[0062] 表 5の結果にみられるとおり、舗装用バインダ乳剤と骨材としての珪砂とを、 20質量 部対 80質量部の割合で配合した舗装用混合物 Aは、ウエットトラック摩耗試験の結 果カ 814gZm2と高ぐこの数値は、国際スラリーサーフヱシング協会(ISSA)がマ イク口サーフヱシングについて規定する 540gZm2の摩耗量を大きく上回る値であり 、耐摩耗性に劣るものであった。一方、舗装用バインダ乳剤と珪砂とを、 80質量部対 20質量部の割合で配合した舗装用混合物 Eも、ウエットトラック摩耗試験の結果が、 594g/m2と高ぐ耐摩耗性の点で満足できるものではなかった。また、舗装用バイ ンダ乳剤の量が 80質量部と多い舗装用混合物 Eは、動摩擦係数が 0. 2と低ぐすべ り抵抗性の点でも問題があった。
[0063] 一方、表 6の結果に見られるとおり、舗装用バインダ乳剤と骨材としての碎砂とを 20 質量部対 80質量部の割合で配合した舗装用混合物 F、及び、舗装用バインダ乳剤 と砕砂とを 80質量部対 20質量部の割合で配合した舗装用混合物 Jは、いずれも、ゥ エツトトラック摩耗試験の結果力 それぞれ、 732g/m2、及び 597g/m2と、国際ス ラリーサ一フエシング協会(ISSA)がマイクロサーフヱシングについて規定する 540g /m2の摩耗量を上回る値であり、耐摩耗性の点で劣るものであった。また、舗装用 バインダ乳剤の量が 80質量部と多い舗装用混合物 Jは、動摩擦係数が 0. 3と低ぐ すべり抵抗性の点でも問題があった。
[0064] 表 5及び表 6の結果から、骨材として、珪砂を用いるか砕砂を用いるかに拘わらず、 舗装用バインダ乳剤と骨材との割合が、両者の合計を 100質量部として、舗装用バイ ンダ乳剤 30〜70質量部に対し骨材 70〜30質量部の範囲にある場合には、ウエット トラック摩耗試験の結果、引張付着試験の結果、並びにすベり抵抗性試験の結果の いずれにおいても優れた値を示し、耐摩耗性、付着性、並びにすベり抵抗性に優れ た舗装用混合物が得られることが分かった。
[0065] 〈実験 6 :舗装用混合物としての特性試験一 2〉
実験 2で製造したバインダ乳剤 No. 15に代えて、実験 4で製造したバインダ乳剤 N o. 25を使用した以外は実験 5と同様にして、舗装用混合物 K〜Tを製造し、実験 5と 同様の試験を行った。結果を表 7及び表 8に示す。
[0066] [表 7]
Figure imgf000023_0001
[0067] [表 8]
Figure imgf000023_0002
表 7及び表 8に示すとおり、バインダ材として瀝青材を用いるバインダ乳剤と骨材と を混合した舗装用混合物におけると同様に、粘着付与剤と可塑剤とをバインダ材とし て用いるバインダ乳剤と骨材とを混合した舗装用混合物においても、舗装用バインダ 乳剤と骨材との配合割合が、舗装用バインダ乳剤 20質量部に対し骨材 80質量部と なると、舗装用混合物 K及び Pの結果に見られるごとぐウエットトラック摩耗試験の結 果カ それぞれ、 761g/m2、及び 638gZm2と高い値となり、耐摩耗性に劣るもの であった。一方、舗装用バインダ乳剤と骨材との配合割合が、舗装用バインダ乳剤 8 0質量部に対し骨材 20質量部となると、舗装用混合物〇及び Tの結果に見られるごと く、ウエットトラック摩耗試験の結果力 それぞれ、 603g/m2、及び 583g/m2と、レヽ ずれも、国際スラリーサーフエシング協会(ISSA)がマイクロサーフエシングについて 規定する 540gZm2の摩耗量を上回る値となり、耐摩耗性に劣る結果を示すとともに 、動摩擦係数が、それぞれ 0. 3、 0. 4と低く、すべり抵抗性の点でも問題があるという 結果となった。
[0069] 以上の結果から、バインダ材として粘着付与剤と可塑剤とを使用した舗装用バイン ダ乳剤を用いる舗装用混合物においても、瀝青材をバインダ材とする舗装用バイン ダ乳剤を用いる舗装用混合物と同様に、舗装用バインダ乳剤と骨材との配合比率は 、両者の合計を 100質量部として、舗装用バインダ乳剤 30〜70質量部に対し、骨材 70〜30質量部の範囲が好ましいと結論された。
[0070] 〈実施例 1〉
実験 2で製造した No. 15のバインダ乳剤と 5号珪砂とを質量比 1: 1で混合し、舗装 用混合物を製造した。この舗装用混合物を用いて、幅約 3mmのクラックが亀甲状に 発生している路面上に人力にて 5kg/m2の量で敷設して層を形成し、表面処理層を 施したところ、クラックは完全に覆われ、気温 20°Cにおいて、:!〜 1. 5時間で硬化が 完了し、 2時間後には交通開放が可能と判断されるほどに仕上がった。この舗装用 混合物の硬化層である表面処理層を備える舗装体表面は、施工後 6ヶ月を経過して も、剥がれや摩耗は見られず、また、リフレクションクラックの発生もなぐ良好なすべ り抵抗性を維持しつつ、かつ、白化することもなく黒々とした色調を保持していた。
[0071] 〈実施例 2〉
実験 3で製造した No. 18のバインダ乳剤と、粒径 0. 8mmの砕砂とを質量比 1 : 1の 割合で混合し、舗装用混合物を製造した。この舗装用混合物を、幅約 5mmのクラッ クが亀甲状に発生している路面に人力にて 3kg/m2の量で敷設して層を形成し、表 面処理を施したところ、クラックは完全に覆われ、気温 30°Cにおいて 1時間で硬化が 完了し、交通開放が可能と判断されるほどに仕上がった。硬化したこの表面処理層 の上に通常の密粒度のアスファルト混合物を用いてオーバーレイを施した。この路面 は供用後 3ヶ月経過後も、表面にリフレクションクラックは発生しておらず、表面処理 層が路面の伸縮に十分追従して、応力緩和層として機能していることが確認された。
[0072] 〈実施例 3〉
クラック率 30%の路面において、幅 20mm以上のクラックを事前に加熱クラック注 入材で充填して処理した路面上に、実験 3で製造した No. 18のバインダ乳剤と、粒 径 0. 8mmの砕砂と 7号砕石とを質量比 1 : 1で混合した骨材とを、質量比で 70 : 30で 混合して得られた舗装用混合物を、人力にて lOkgZm2の量で敷設して層を形成し 、表面処理を施した。この路面は供用後 6ヶ月経過後も、表面処理層と加熱クラック 注入材との接着も良ぐ剥がれや摩耗も見られず、黒々とした色調を呈していた。
[0073] 〈実施例 4〉
実験 4で製造した No. 25のバインダ乳剤 100質量部に対し、水酸化第二鉄を 3質 量部、 6号珪砂を 100質量部添加混合して舗装用混合物を製造した。製造した舗装 用混合物を、クラックがそれほど発生していない路面上に、人力にて 3kg/m2の量 で敷設して層を形成し、表面処理を施した。この路面は供用後 6ヶ月経過後も、白化 することなぐ鮮やかなレンガ色を呈していた。
[0074] 〈実施例 5〉
実験 4で製造した No. 25のバインダ乳剤 100質量部に対し、遮熱顔料を 5質量部 、中空セラミック粒子を 15質量部、 6号珪砂を 100質量部添加混合して舗装用混合 物を製造した。製造した舗装用混合物を、クラックがそれほど発生していない路面上 に、人力にて 3kgZm2の量で敷設して層を形成し、表面処理を施したところ、この路 面は、通常のアスファルト舗装の路面と比較して、約 5〜: 10°Cの温度低減効果を示 すことが確認された。
産業上の利用可能性
[0075] 以上説明したように、本発明の舗装用バインダ乳剤は、分解性に優れ、白化するこ ともなぐまた、引張強度や伸び率、低温可撓性などの機械的特性にも優れている。 このような本発明の舗装用バインダ乳剤を用いる本発明の舗装用混合物は、耐摩耗 性や付着性、すべり抵抗性に優れており、しかも常温で施工できることから環境負荷 も少なぐ容易に路面のクラック等を封緘し、舗装体を若々しく蘇らせ延命させる表面 処理層を始め、応力緩和層やその他種々の舗装層を容易に構築することを可能に するものである。本発明は道路交通環境の改善に資するところ大であり、産業上極め て有用な発明である。

Claims

請求の範囲
[1] バインダ材と、熱可塑性樹脂及び Z又はゴムと、クレーとを含み、クレーを乳化剤と して乳化された舗装用バインダ乳剤。
[2] バインダ材が瀝青材であり、瀝青材 100質量部に対し、熱可塑性樹脂及び Z又は ゴムを合計で 35〜: 100質量部、クレーを 3〜30質量部含む請求項 1記載の舗装用 バインダ乳剤。
[3] バインダ材が粘着付与剤と可塑剤であり、粘着付与剤と可塑剤の合計 100質量部 に対し、熱可塑性樹脂及び/又はゴムを合計で 30〜: 100質量部、クレーを 3〜30質 量部含む請求項 1記載の舗装用ノくインダ乳剤。
[4] さらに、無機系充填材を含む請求項 1〜3のいずれかに記載の舗装用バインダ乳 剤。
[5] さらに、顔料を含む請求項 1〜4のいずれかに記載の舗装用バインダ乳剤。
[6] 請求項 1〜5のいずれかに記載の舗装用バインダ乳剤と骨材とを含む、舗装用混 合物。
[7] 請求項 1〜5のいずれかに記載の舗装用バインダ乳剤又は請求項 6記載の舗装用 混合物を用いて路面上若しくは床版上に舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合物の 層を形成する工程を含む、舗装用バインダ乳剤又は舗装用混合物の硬化層を備え た舗装体の構築方法。
[8] 舗装用混合物の層を形成する前に、路面上若しくは床版上に存在するクラック、ポ ットホール、又は轍掘れを充填する工程を有している請求項 7記載の舗装体の構築 方法。
[9] 請求項 1〜5のいずれかに記載の舗装用バインダ乳剤又は請求項 6記載の舗装用 混合物が硬化した層を備えている舗装体。
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