WO2023286797A1 - アスファルト組成物 - Google Patents

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WO2023286797A1
WO2023286797A1 PCT/JP2022/027539 JP2022027539W WO2023286797A1 WO 2023286797 A1 WO2023286797 A1 WO 2023286797A1 JP 2022027539 W JP2022027539 W JP 2022027539W WO 2023286797 A1 WO2023286797 A1 WO 2023286797A1
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WO
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asphalt
component
less
mass
polyesteramide
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/027539
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English (en)
French (fr)
Inventor
啓孝 柏木
宏樹 垣内
Original Assignee
花王株式会社
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/44Polyester-amides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/12Polyester-amides
    • 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
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Definitions

  • the present invention relates to an asphalt composition, an asphalt mixture and its manufacturing method, an asphalt modifier and its manufacturing method, and a road paving method.
  • Asphalt pavement using asphalt compositions is used for pavement of motorways, parking lots, cargo yards, sidewalks, etc., because it is relatively easy to lay and the time from the start of pavement work to the start of traffic is short. ing. Since the road surface of this asphalt pavement is formed of an asphalt mixture in which aggregates are bonded with asphalt, the paved road has good hardness and durability. However, since the asphalt pavement becomes rutted and cracked after long-term use, the pavement needs to be repaired, resulting in an increase in maintenance costs and a significant impact on automobile traffic.
  • Patent Document 1 contains asphalt, a specific amount of polyester resin, and aggregate as an asphalt composition for road paving excellent in dry strength, water immersion strength, and oil immersion strength.
  • the polyester resin comprises a specific amount of alcohol component-derived structural units containing an alkylene oxide adduct of bisphenol A, and a specific amount of carboxylic acid component-derived structural units containing one or more selected from terephthalic acid and isophthalic acid. is disclosed as a road paving asphalt composition having a specific softening point and hydroxyl value.
  • Patent Document 2 describes a waterproof layer material that has excellent high-temperature shear strength and excellent workability without impairing low-temperature shear strength.
  • a waterproofing layer material used in waterproofing layers formed for waterproofing of structures comprising a polyamide resin having a melt viscosity at 180°C.
  • the present invention relates to the following [1] to [6].
  • An asphalt mixture containing the asphalt composition according to [1] above and an aggregate.
  • Step 1 Polycondensation of an alcohol component, a carboxylic acid component and a polyamide component to obtain a polyesteramide
  • Step 1 Polycondensation of alcohol component, carboxylic acid component and polyamide component to obtain polyesteramide
  • Step 2 Mixing heated aggregate, asphalt and polyesteramide obtained in Step 1 [6]
  • a road paving method comprising the step of applying the asphalt mixture according to the above [2] to a road to form an asphalt pavement material layer.
  • Patent Document 1 If the asphalt pavement exposed to rainwater, etc., has insufficient water resistance, water enters between the asphalt and the aggregate and stays there. Combined with the load, there are problems that cause gravelization of the asphalt pavement.
  • Patent Document 1 excellent water resistance is exhibited under conditions of up to 50°C, but further water resistance is desired under high temperature conditions of 60°C or higher.
  • Patent Document 2 does not relate to problems in asphalt pavement.
  • the present invention relates to an asphalt composition, an asphalt modifier and its production method, an asphalt mixture and its production method, and a road paving method that can provide asphalt pavement with excellent water resistance even under high temperature conditions.
  • an asphalt composition an asphalt modifier and its production method, an asphalt mixture and its production method, and a road paving method that can provide asphalt pavement with excellent water resistance even under high temperature conditions. can be done.
  • the asphalt composition of the present invention contains asphalt and a polyesteramide as an asphalt modifier.
  • Asphalt modifiers can be used alone or in combination of two or more.
  • the asphalt modifier contained in the asphalt composition and its manufacturing method, the asphalt composition and its manufacturing method, the asphalt mixture and its manufacturing method, and the road paving method will be described in this order.
  • the asphalt modifier of the present invention comprises a polyesteramide containing structural units derived from an alcohol component, structural units derived from a carboxylic acid component and structural units derived from a polyamide component.
  • an asphalt modifier consisting of a polyester amide containing a structural unit derived from an alcohol component, a structural unit derived from a carboxylic acid component, and a structural unit derived from a polyamide component into an asphalt composition and an asphalt mixture, water resistance is achieved even under high temperature conditions. A superior asphalt composition and asphalt mixture is obtained.
  • the polyester in the asphalt has an ester group that interacts with a polar group such as a silanol group on the surface of the aggregate by hydrogen bonding, improves adhesion between aggregates, and improves water resistance. Demonstrate.
  • a polar group such as a silanol group
  • the polyester molecular chains and water molecules move more violently, and the interaction between the aggregate surface and the polyester is inhibited by the intervention of water molecules into the aggregate surface. , it becomes difficult to exhibit water resistance.
  • the polyester amide that incorporates the amide group into the polyester has a stronger amide group interaction with the aggregate at multiple points due to hydrogen bonding, and is less susceptible to interaction inhibition due to the intervention of water molecules even under high temperature conditions. It is presumed to exhibit water resistance even under high temperature conditions.
  • the "constitutional unit derived from the alcohol component” means a structure in which a hydrogen atom is removed from the hydroxy group of the alcohol component
  • the “constitutional unit derived from the carboxylic acid component” refers to the carboxyl group of the carboxylic acid component. It means a structure without a hydroxy group.
  • “Carboxylic acid component” is a concept that includes not only the carboxylic acid, but also an anhydride that decomposes during the reaction to generate an acid, and an alkyl ester of carboxylic acid (for example, an alkyl group with 1 or more and 3 or less carbon atoms). is. When the carboxylic acid component is an alkyl ester of carboxylic acid, the number of carbon atoms in the alkyl group of the alcohol residue of the ester is not included in the number of carbon atoms in the carboxylic acid component.
  • polyesteramide The polyesteramide constituting the asphalt modifier of the present invention contains a structural unit derived from an alcohol component, a structural unit derived from a carboxylic acid component and a structural unit derived from a polyamide component.
  • Polyesteramide is a polycondensate obtained by a polycondensation reaction of an alcohol component, a carboxylic acid component and a polyamide component. That is, the asphalt modifier of the present invention can be obtained by a manufacturing method including the following step 1.
  • Step 1 Step of Polycondensing an Alcohol Component, a Carboxylic Acid Component and a Polyamide Component to Obtain a Polyesteramide
  • the physical properties of the alcohol component, the carboxylic acid component, the polyamide component and the polyesteramide are described below.
  • Alcohol component examples include aliphatic diols, aromatic diols, trihydric or higher polyhydric alcohols, and the like. These alcohol components can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the aliphatic diol is preferably a linear or branched aliphatic diol having 2 or more and 12 or less carbon atoms, more preferably a linear or branched aliphatic diol having 2 or more and 8 or less carbon atoms.
  • aliphatic diols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,4-butenediol, 1,5 -Pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol.
  • aromatic diols examples include alkylene oxide adducts of bisphenol A.
  • the alkylene oxide adduct of bisphenol A includes an alkylene oxide adduct of bisphenol A represented by the following formula (I).
  • OR 1 and R 1 O are alkylene oxides
  • R 1 is an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms
  • x and y are positive numbers indicating the average number of moles of alkylene oxide added
  • x and y is preferably 1 or more, more preferably 1.5 or more, and is preferably 16 or less, more preferably 8 or less, and still more preferably 4 or less.
  • trihydric or higher polyhydric alcohols examples include glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, and sorbitol.
  • the alcohol component may further contain a monohydric aliphatic alcohol from the viewpoint of adjusting physical properties.
  • Monohydric aliphatic alcohols include lauryl alcohol, myristyl alcohol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, and the like. These monohydric aliphatic alcohols can be used alone or in combination of two or more.
  • the alcohol component preferably contains an alkylene oxide adduct of bisphenol A, more preferably an alkylene oxide adduct of bisphenol A represented by the formula (I).
  • Examples of the alkylene oxide adduct of bisphenol A represented by the formula (I) include a propylene oxide adduct of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane and a propylene oxide adduct of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane. Ethylene oxide adducts and the like can be mentioned. These alkylene oxide adducts of bisphenol A can be used alone or in combination of two or more. Among them, a combination of a propylene oxide adduct of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane and an ethylene oxide adduct of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane is preferred.
  • the amount of the alkylene oxide adduct of bisphenol A is 65 mol% or more, more preferably 75 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, still more preferably 100 mol%, from the viewpoint of water resistance at high temperatures. in mol %.
  • the molar ratio of propylene oxide adduct of bisphenol A/ethylene oxide adduct of bisphenol A is preferably 10/90 or more, more preferably 20/80 or more, and still more preferably, from the viewpoint of dry strength and water resistance of asphalt pavement. is 30/70 or more, and from the viewpoint of dry strength, water resistance, and oil resistance of asphalt pavement, it is preferably 70/30 or less, more preferably 60/40 or less, more preferably 50/ 50 or less.
  • Carboxylic acid component examples include aliphatic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, and polyvalent carboxylic acids having a valence of 3 or more and 6 or less. These carboxylic acid components can be used alone or in combination of two or more.
  • the number of carbon atoms in the main chain is preferably 4 or more, and preferably 10 or less, more preferably 8 or less, more preferably 6 or less, such as fumaric acid, Maleic acid, oxalic acid, malonic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or 2 carbon atoms succinic acids substituted with alkenyl groups of 20 or less, or anhydrides thereof, alkyl esters thereof (for example, an alkyl group having 1 or more and 3 or less carbon atoms).
  • Substituted succinic acids include, for example, dodecylsuccinic acid, dodecenylsuccinic acid, octenylsuccinic acid.
  • aromatic dicarboxylic acids examples include phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, anhydrides thereof, and alkyl esters thereof (eg, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms).
  • isophthalic acid and terephthalic acid are preferred, and terephthalic acid is more preferred, from the viewpoint of reducing the amount of microplastics generated.
  • the trivalent to hexavalent polycarboxylic acid is preferably trivalent carboxylic acid.
  • Examples of the trivalent to hexavalent polycarboxylic acid include trimellitic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, pyromellitic acid, and acid anhydrides thereof.
  • the carboxylic acid component may further contain a monovalent aliphatic carboxylic acid from the viewpoint of adjusting physical properties.
  • Monovalent aliphatic carboxylic acids include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and monovalent aliphatic carboxylic acids having 12 to 20 carbon atoms such as alkyl (1 to 3 carbon atoms) esters of these acids. Carboxylic acid etc. are mentioned. These monovalent aliphatic carboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • the carboxylic acid component preferably contains one or more selected from terephthalic acid and isophthalic acid, and more preferably contains terephthalic acid.
  • the content of one or more selected from terephthalic acid and isophthalic acid is 50 mol% or more, preferably 60 mol% or more, from the viewpoint of melt dispersibility in asphalt and dry strength of asphalt pavement. is 80 mol % or more, more preferably 100 mol %.
  • polyamides include aliphatic polyamides and aromatic polyamides.
  • polyamides include polyamides composed of polycondensates of diamines and dicarboxylic acids, polyamides composed of polycondensates of lactams, polyamides composed of polycondensates of aminocarboxylic acids, and polyamides composed of copolymers of lactams and aminocarboxylic acids. is mentioned.
  • Diamines include aliphatic diamines, diamines having an aromatic or cyclic structure, and the like.
  • aliphatic diamines include tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, undecamethylenediamine, and dodecamethylenediamine.
  • Diamines having an aromatic or cyclic structure include, for example, meta-xylylenediamine.
  • Dicarboxylic acids include, for example, aliphatic dicarboxylic acids, dicarboxylic acids having an aromatic or cyclic structure, and the like.
  • aliphatic dicarboxylic acids include adipic acid, heptanedicarboxylic acid, octanedicarboxylic acid, nonanedicarboxylic acid, undecanedicarboxylic acid, and dodecanedicarboxylic acid.
  • Dicarboxylic acids having an aromatic or cyclic structure include, for example, terephthalic acid and isophthalic acid.
  • Lactams include lactams having 6 to 12 carbon atoms
  • aminocarboxylic acids include aminocarboxylic acids having 6 to 12 carbon atoms. Examples include 6-aminocaproic acid, 7-aminoheptanoic acid, 11-aminoundecanoic acid, 12-aminododecanoic acid, ⁇ -pyrrolidone, ⁇ -caprolactam, ⁇ -laurolactam, ⁇ -enantholactam, lauryllactam and the like.
  • Aliphatic polyamides include polycapramide (nylon 6), poly- ⁇ -aminoheptanoic acid (nylon 7), poly- ⁇ -aminononanoic acid (nylon 9), polyundecaneamide (nylon 11), polylauryllactam (nylon 12).
  • polyethylene diamine adipamide (nylon 2,6), polytetramethylene adipamide (nylon 4,6), polyhexamethylene adipamide (nylon 6,6), polyhexamethylene sebacamide (nylon 6,10 ), polyhexamethylene dodecamide (nylon 6,12), polyoctamethylene adipamide (nylon 8,6), polydecamethylene adipamide (nylon 10,8), caprolactam/lauryl lactam copolymer (nylon 6 /12), caprolactam/ ⁇ -aminononanoic acid copolymer (nylon 6/9), caprolactam/hexamethylenediammonium adipate copolymer (nylon 6/6,6), lauryllactam/hexamethylenediammonium adipate copolymer (nylon 12/6,6), ethylenediamine adipamide/hexamethylenediammonium adipate copolymer (nylon 2,6/6,6), caprol
  • Aromatic polyamides include polymers of aromatic diamines such as meta-xylylenediamine and para-xylylenediamine and dicarboxylic acids such as adipic acid, suberic acid, sebacic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid and isophthalic acid, or derivatives thereof.
  • Examples include crystalline aromatic polyamides obtained by condensation reaction. Among them, crystalline aromatic polyamides such as poly-meta-xylylene adipamide (MXD-nylon) are preferred.
  • the polyamide component is preferably aliphatic polyamide, more preferably one or more selected from nylon 6, nylon 2,6, nylon 4,6, nylon 6,6 and nylon 12, more preferably contains one or more selected from nylon 6, nylon 6,6 and nylon 12, more preferably one or more selected from nylon 6 and nylon 6,6.
  • the content of one or more selected from nylon 6 and nylon 6,6 is 50 mol% or more, preferably 60 mol% or more, preferably 80 mol% or more, from the viewpoint of water resistance at high temperatures. Preferably it is 100 mol %.
  • the molar ratio of the structural unit derived from the carboxylic acid component to the structural unit derived from the alcohol component in the polyesteramide [carboxylic acid component/alcohol component] is preferably 0.7 or more, more preferably 0.7, from the viewpoint of adjusting the hydroxyl value. 8 or more, and preferably 1.5 or less, more preferably 1.3 or less, more preferably 1.1 or less, more preferably less than 1.0.
  • the molar ratio [alcohol component/amide bond] (A/N ratio) of the structural unit derived from the alcohol component to the amide bond in the polyamide component in the polyesteramide is preferably 40/60 or more from the viewpoint of water resistance under high temperature conditions. , more preferably 60/40 or more, and preferably 95/5 or less, more preferably 93/7 or less, and even more preferably 90/10 or less. Also, the A/N ratio may be 70/30 or more, or may be 80/20 or more.
  • the acid value of the polyesteramide is preferably 2 mgKOH/g or more, more preferably 3 mgKOH/g or more, still more preferably 4 mgKOH/g or more, and preferably 40 mgKOH/g or less, from the viewpoint of the dry strength of the asphalt pavement. It is more preferably 30 mgKOH/g or less, still more preferably 20 mgKOH/g or less.
  • the hydroxyl value of the polyesteramide is preferably 1 mgKOH/g or more, more preferably 2 mgKOH/g or more, and still more preferably 5 mgKOH/g or more, from the viewpoint of the dry strength of the asphalt pavement. From the viewpoint of improvement, it is preferably 50 mgKOH/g or less, preferably 30 mgKOH/g or less.
  • the softening point of polyesteramide is preferably 85° C. or higher, more preferably 90° C. or higher, still more preferably 95° C. or higher, from the viewpoint of exhibiting high adhesive strength to aggregates and improving dry strength, and It is preferably 140° C. or lower, more preferably 130° C. or lower, and still more preferably 120° C. or lower from the viewpoint of excellent melt-dispersibility in asphalt and improvement of dry strength.
  • the glass transition point of the polyesteramide is preferably 30° C. or higher, more preferably 40° C. or higher, and still more preferably 45° C. or higher, from the viewpoint of improving dry strength. From the viewpoint of improving strength, the temperature is preferably 80° C. or lower, more preferably 70° C. or lower, and even more preferably 65° C. or lower.
  • the solubility of the polyesteramide in toluene at 20° C. is preferably 10 g/L or more, more preferably 15 g/L or more, and still more preferably 20 g/L, from the viewpoint of excellent melt-dispersibility in asphalt and improvement of dry strength. That's it.
  • the solubility in toluene at 20° C. can be measured by the presence or absence of precipitates when a predetermined amount of polyesteramide is dissolved in a predetermined amount of toluene and the solution is allowed to stand for a predetermined period of time, as shown in Examples.
  • the acid value, hydroxyl value, softening point, and glass transition point can be adjusted by the raw material monomer composition, molecular weight, amount of catalyst, or reaction conditions. Also, the acid value, hydroxyl value, softening point and glass transition point can be measured by the methods described in Examples below.
  • the method for producing the polyesteramide is not particularly limited, but it can be produced, for example, by polycondensing the above alcohol component, carboxylic acid component and polyamide component.
  • the timing of addition of the polyamide component is not particularly limited, but it is preferable to add the polyamide component together with the alcohol component and the carboxylic acid component before starting the reaction.
  • the temperature of the polycondensation reaction is preferably 160° C. or higher, more preferably 190° C. or higher, still more preferably 220° C. or higher, and preferably 260° C. or lower, more preferably 250° C. or lower, from the viewpoint of reactivity. More preferably, it is 240° C. or less.
  • a tin (II) compound having no Sn—C bond such as di(2-ethylhexanoic acid) tin (II)
  • the amount of the esterification catalyst used is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component, the carboxylic acid component and the polyamide component. , more preferably 0.2 parts by mass or more, and preferably 1.5 parts by mass or less, more preferably 1.0 parts by mass or less, and even more preferably 0.6 parts by mass or less.
  • a pyrogallol compound such as gallic acid can be used as a cocatalyst from the viewpoint of reaction rate.
  • the amount of the co-catalyst used is preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.005 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component, the carboxylic acid component and the polyamide component. It is more preferably 0.01 parts by mass or more, and preferably 0.15 parts by mass or less, more preferably 0.10 parts by mass or less, and even more preferably 0.05 parts by mass or less.
  • a polymerization inhibitor such as tert-butyl catechol can be used from the viewpoint of reaction rate.
  • the amount of the polymerization inhibitor used is preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component, the carboxylic acid component and the polyamide component. and preferably 0.5 parts by mass or less, more preferably 0.2 parts by mass or less.
  • the asphalt modifier of the present invention may contain components other than the above-mentioned polyesteramide within a range that does not impair the effect, or may consist of the above-mentioned polyesteramide alone.
  • the polyesteramide content in the asphalt modifier is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more, based on the total mass of the asphalt modifier.
  • the asphalt modifier of the present invention can be used, for example, by mixing with asphalt to obtain an asphalt composition.
  • the resulting asphalt composition can be used for paving after adding heated aggregate to form an asphalt mixture.
  • the asphalt modifier of the present invention can be suitably used as a modifier for blending in asphalt mixtures containing aggregates.
  • the asphalt composition of the present invention contains asphalt and the above-described asphalt modifier (polyesteramide). Asphalt modifiers can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the asphalt modifier (polyesteramide) is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and more preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the asphalt, from the viewpoint of accelerating the development of water resistance.
  • the amount is preferably 2 parts by mass or more, and from the viewpoint of workability, it is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, and even more preferably 15 parts by mass or less.
  • Asphalts can be used as the asphalt.
  • Examples include straight asphalt, which is petroleum asphalt for pavement, and modified asphalt.
  • modified asphalt include blown asphalt; polymer-modified asphalt modified with polymer materials such as thermoplastic elastomers and thermoplastic resins.
  • Straight asphalt is residual bituminous material obtained by subjecting crude oil to an atmospheric distillation apparatus, a vacuum distillation apparatus, or the like.
  • Blown asphalt means asphalt obtained by heating a mixture of straight asphalt and heavy oil and then blowing air to oxidize it.
  • Asphalt is preferably selected from straight asphalt and polymer-modified asphalt, more preferably modified asphalt from the viewpoint of durability of asphalt pavement, and more preferably straight asphalt from the viewpoint of versatility.
  • Thermoplastic elastomers in polymer-modified asphalt include, for example, styrene/butadiene block copolymer (hereinafter also referred to as "SB”), styrene/butadiene/styrene block copolymer (hereinafter also referred to as "SBS”), styrene / Butadiene random copolymer (hereinafter also referred to as "SBR”), styrene / isoprene block copolymer (hereinafter also referred to as "SI”), styrene / isoprene / styrene block copolymer (hereinafter also referred to as "SIS” ), styrene/isoprene random copolymer (hereinafter also referred to as “SIR”), ethylene/vinyl acetate copolymer, ethylene/acrylate copolymer
  • the thermoplastic elastomer is preferably at least one selected from SB, SBS, SBR, SI, SIS, SIR, and ethylene/acrylic acid ester copolymers, from the viewpoint of durability of asphalt pavement. More preferably, at least one selected from SB, SBS, SBR, SI, SIS, and SIR, and still more preferably at least one selected from SBR and SBS.
  • the content of the thermoplastic elastomer in the polymer-modified asphalt is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and still more preferably 1% by mass or more, from the viewpoint of durability of the asphalt pavement. Yes, preferably 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less.
  • the asphalt content in the asphalt composition is preferably 60% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more from the viewpoint of exhibiting asphalt performance. It is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, and still more preferably 97% by mass or less.
  • the method for producing an asphalt composition of the present invention has a step of mixing asphalt with the asphalt modifier (polyesteramide). That is, the asphalt composition of the present invention is an asphalt composition obtained by blending asphalt and the above-described asphalt modifier.
  • the asphalt composition is obtained by heating and melting asphalt, adding an asphalt modifier, and stirring and mixing in a commonly used mixer until each component is uniformly dispersed.
  • Commonly used mixers include homomixers, dissolvers, paddle mixers, ribbon mixers, screw mixers, planetary mixers, vacuum counterflow mixers, roll mills, twin-screw extruders and the like.
  • the temperature for mixing the asphalt and the asphalt modifier is preferably 130° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, and still more preferably 170° C., from the viewpoint of uniformly dispersing the polyesteramide constituting the asphalt modifier in the asphalt. and preferably 230° C. or lower, more preferably 210° C. or lower, and more preferably 200° C. or lower.
  • the mixing time of the asphalt and the asphalt modifier is preferably 30 seconds or more, more preferably 1 minute or more, from the viewpoint of efficiently and uniformly dispersing the polyesteramide constituting the asphalt modifier in the asphalt. It is more preferably 2 minutes or longer, and preferably 2 hours or shorter, more preferably 1 hour or shorter, and still more preferably 30 minutes or shorter.
  • the asphalt composition of the present invention is a binder composition. For example, after adding an aggregate to the asphalt composition to form an asphalt mixture, it can be used for paving. That is, the asphalt composition of the present invention is suitable for pavement, particularly for road pavement.
  • the asphalt mixture of the present invention comprises aggregate and the asphalt composition described above. That is, the asphalt mixture includes at least aggregate, asphalt, and the asphalt modifier (polyesteramide).
  • the content of the asphalt modifier (polyesteramide) in the asphalt mixture is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.10% by mass or more, and still more preferably is 0.15% by mass or more, and is preferably 4% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, even more preferably 2% by mass or less, and still more preferably 1% by mass or less.
  • the content of asphalt in the asphalt mixture is preferably 2.5% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, still more preferably 3.5% by mass or more, still more preferably 4% by mass or more, and preferably 10% by mass or more. % by mass or less, more preferably 9% by mass or less, even more preferably 8% by mass or less, and even more preferably 7% by mass or less.
  • crushed stone, cobblestone, gravel, sand, recycled aggregate, ceramics, etc. can be arbitrarily selected and used.
  • both coarse aggregate having a particle size of 2.36 mm or more and fine aggregate having a particle size of less than 2.36 mm can be used.
  • coarse aggregate for example, crushed stone with a particle size range of 2.36 mm or more and less than 4.75 mm, crushed stone with a particle size range of 4.75 mm or more and less than 12.5 mm, crushed stone with a particle size range of 12.5 mm or more and less than 19 mm, particle size Examples include crushed stone in the range of 19 mm or more and less than 31.5 mm.
  • the fine aggregate preferably has a particle size of 0.075 mm or more and less than 2.36 mm.
  • fine aggregates include river sand, hill sand, mountain sand, sea sand, crushed sand, fine sand, screenings, crushed stone dust, silica sand, artificial sand, glass cullet, foundry sand, and crushed recycled aggregate sand.
  • the above particle size is a value specified in JIS A5001:2008. Among these, a combination of coarse aggregate and fine aggregate is preferable.
  • the fine aggregate may contain a filler having a particle size of less than 0.075 mm.
  • fillers include sand, fly ash, calcium carbonate such as limestone powder, and slaked lime.
  • calcium carbonate is preferable from the viewpoint of improving the strength of the asphalt pavement.
  • the average particle size of the filler is preferably 0.001 mm or more, and is preferably 0.05 mm or less, more preferably 0.03 mm or less, and still more preferably 0.02 mm or less. be.
  • the average particle diameter means the average particle diameter (D 50 ) at 50% volume accumulation, which can be measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer.
  • the content of powder components having a particle size of 150 ⁇ m or less in the aggregate is preferably 8% by mass or more, more preferably 8.5% by mass or more, and still more preferably 9% by mass or more. and is preferably 15% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less.
  • the powder component having a particle size of 150 ⁇ m or less includes filler having a particle size of less than 0.075 mm and fine aggregate having a particle size of 0.075 mm or more and 0.150 mm or less among the fine aggregates.
  • the mass ratio of coarse aggregate and fine aggregate is preferably 10/90 or more, more preferably 15/85 or more, still more preferably 20/80 or more, and preferably is 90/10 or less, more preferably 80/20 or less, still more preferably 70/30 or less.
  • the content of aggregate in the asphalt mixture is preferably 90% by mass or more, preferably 92% by mass or more, preferably 93% by mass or more, and preferably 98% by mass or less, preferably is 97% by mass or less, preferably 96% by mass or less.
  • the following (1) to (3) are given as suitable compounding examples in the asphalt mixture.
  • An example of an asphalt mixture is, for example, 45% by volume or more and less than 70% by volume of coarse aggregate, 20% by volume or more and 45% by volume or less of fine aggregate, and 3% by volume or more and 10% by volume or less of asphalt composition
  • Dense-grade asphalt containing (3) Porous asphalt containing 70% by volume or more and 80% by volume or less of coarse aggregate, 10% by volume or more and 20% by volume or less of fine aggregate, and 3% by volume or more and 10% by volume or less of an asphalt composition.
  • the mixing ratio of asphalt in an asphalt mixture containing conventional aggregate and asphalt it is usually from the "mixing design of asphalt composition" described in the "Pavement Design and Construction Guidelines” issued by the Japan Road Association. It is used according to the optimum amount of asphalt required. In the present invention, the optimum amount of asphalt corresponds to the total amount of asphalt and asphalt modifier. However, it is not necessary to be limited to the method described in the "Guidelines for Pavement Design and Construction", and other methods may be used for determination.
  • the method for producing the asphalt mixture of the present invention includes a step of mixing heated aggregate, asphalt, and polyesteramide obtained by polycondensation of an alcohol component, a carboxylic acid component and a polyamide component. That is, the asphalt mixture of the present invention is an asphalt mixture containing asphalt, aggregate, and the above-described asphalt modifier.
  • the mixing step can mix the heated aggregate, asphalt and polyamide simultaneously or in any order.
  • a preferred embodiment of the method for producing an asphalt mixture includes steps 1 and 2 below.
  • Step 1 Polycondensation of alcohol component, carboxylic acid component and polyamide component to obtain polyesteramide
  • Step 2 Mixing heated aggregate, asphalt, and polyesteramide obtained in Step 1 Step 1
  • the step of obtaining the polyesteramide can be carried out by the method for producing the polyesteramide described above.
  • Specific methods for producing asphalt mixtures include conventional methods for producing asphalt mixtures called plant mix method, premix method, and the like. Both are methods of adding asphalt and asphalt modifiers to heated aggregates.
  • the mixing step is preferably any one of the following (i) to (iii).
  • adding and mixing a pre-mixed asphalt and asphalt modifier mixture to the heated aggregate is preferable from the viewpoint of the durability of the asphalt pavement.
  • the temperature of the heated aggregate is preferably 130° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, and still more preferably 170° C. or higher, from the viewpoint of durability of the asphalt pavement. From the viewpoint of preventing thermal deterioration of asphalt, the temperature is preferably 230° C. or lower, more preferably 210° C. or lower, and even more preferably 200° C. or lower.
  • the mixing temperature is preferably 130° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, still more preferably 170° C. or higher from the viewpoint of durability of asphalt pavement, and preferably 230° C. or lower from the viewpoint of preventing thermal deterioration of asphalt. , more preferably 210° C. or lower, still more preferably 200° C. or lower.
  • the mixing time is not particularly limited, and is preferably 30 seconds or longer, more preferably 1 minute or longer, still more preferably 2 minutes or longer, and preferably 2 hours or shorter, more preferably 1 hour or shorter, further preferably 30 seconds or longer. minutes or less.
  • the method for producing the asphalt mixture is to mix the asphalt, aggregate, and asphalt modifier, and then maintain the resulting asphalt mixture at the above mixing temperature or at a temperature higher than the mixing temperature. It is preferable to have a step of In the step of retaining the asphalt mixture, the mixture may be further mixed.
  • the retention time is preferably 0.25 hours or longer, more preferably 0.5 hours or longer, and still more preferably 1 hour or longer.
  • the holding time for exhibiting the effects of the present invention may be 3 hours or less, preferably 1 hour or less, and more preferably 0.5 hours or less.
  • the asphalt mixture of the present invention is suitable for road paving, and as described above, the asphalt mixture obtained by adding aggregate to the asphalt composition is used for road paving.
  • the road paving method comprises the steps of applying the aforementioned asphalt mixture to the road to form an asphalt pavement layer.
  • the road paving method includes a step of mixing asphalt, the above-described asphalt modifier, and aggregate to obtain an asphalt mixture (step 2), and the asphalt mixture obtained in step 2 is used as a road to form an asphalt pavement layer (step 3).
  • the asphalt pavement layer is preferably a base layer or a top layer.
  • the asphalt mixture can be compacted by a similar method using a known construction machine organization.
  • the compaction temperature when used as a heated asphalt mixture is preferably 100°C or higher, more preferably 120°C or higher, still more preferably 130°C or higher, and preferably 200°C, from the viewpoint of durability of the asphalt pavement. 180° C. or less, more preferably 180° C. or less.
  • Each physical property value of resin etc. was measured and evaluated by the following methods.
  • Softening point and glass transition point (1) Softening point Using a flow tester "CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation), while heating a 1 g sample at a temperature increase rate of 6 ° C./min, a load of 1.96 MPa is applied with a plunger, and the diameter It was extruded through a 1 mm, 1 mm long nozzle. The amount of plunger depression of the flow tester was plotted against the temperature, and the softening point was defined as the temperature at which half of the sample flowed out.
  • polyesteramides A1-A7 The alcohol component, carboxylic acid component and polyamide component shown in Table 1 were placed in a 10 L four-necked flask equipped with a thermometer, a stainless steel stirring rod, a dehydration tube, a nitrogen inlet tube, and a thermocouple, and placed under a nitrogen atmosphere. Di(2-ethylhexanoate)tin (II) was added and the temperature was raised to 235°C. After that, they were reacted at 235° C. for 6 hours, and further reacted under reduced pressure conditions of 235° C. and 8.3 kPa for 1 hour to obtain polyesteramides A1 to A7. Table 1 shows the results. The melting point was measured for the polyesteramide A5.
  • Example 1 15 kg of aggregate (see below for aggregate composition) preheated to 180° C. was placed in an asphalt mixer and mixed at 180° C. for 30 seconds. Then, 0.82 kg of modified type II asphalt (manufactured by Toa Road Engineering Co., Ltd., "HR Binder") was added and mixed for 30 seconds. After that, 165 g of the polyesteramide A1 obtained in Production Example 1 was added as a resin, and the mixture was further mixed for 1 minute to obtain an asphalt mixture AS-1. After the obtained asphalt mixture AS-1 was stored at 180° C.
  • modified type II asphalt manufactured by Toa Road Engineering Co., Ltd., "HR Binder”
  • a metal mold 300 ⁇ 300 ⁇ 50 mm
  • a pneumatic roller compactor manufactured by Iwata Kogyo Co., Ltd.
  • Comparative Examples 1-4 Asphalt mixtures AS-C1 to AS-C4 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulations shown in Table 2 were used, and wheel tracking specimens TC1 to TC4 were produced. In Comparative Examples 3 and 4, nylon 6 (manufactured by Unitika Ltd., grade A1030BRL) was used as resin a2.
  • the polyamide component in the polyesteramide is nylon 6 or nylon 6,6 have improved water resistance, particularly at high temperatures, compared to Example 6 in which the polyamide component is nylon 12. It is presumed that nylon 6 and nylon 6,6 have dense intervals between the amide groups and thus have more adsorption points to the aggregate.

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Abstract

本発明は、アスファルト及びアスファルト改質剤を含有するアスファルト組成物であって、前記アスファルト改質剤が、アルコール成分由来の構成単位、カルボン酸成分由来の構成単位及びポリアミド成分由来の構成単位を含むポリエステルアミドを含む、アスファルト組成物に関する。

Description

アスファルト組成物
 本発明は、アスファルト組成物、アスファルト混合物及びその製造方法、アスファルト改質剤及びその製造方法、並びに道路の舗装方法に関する。
 自動車道や駐車場、貨物ヤード、歩道等の舗装には、敷設が比較的容易であり、舗装作業開始から交通開始までの時間が短くてすむことから、アスファルト組成物を用いるアスファルト舗装が行われている。
 このアスファルト舗装は、骨材をアスファルトで結合したアスファルト混合物によって路面が形成されているので、舗装道路は良好な硬度や耐久性を有している。
 しかしながら、アスファルト舗装面は、長期使用によって轍やひび割れが入るため、舗装の補修を行う必要が生じ、維持費用が増大するとともに、自動車の交通に大きな影響を与える結果となっていた。
 国際公開第2017/125421号(特許文献1)には、乾燥強度、水浸漬強度、及び石油浸漬強度に優れる道路舗装用アスファルト組成物として、アスファルト、特定量のポリエステル樹脂、及び骨材を含有し、前記ポリエステル樹脂が、特定量のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物を含むアルコール成分由来の構成単位と、特定量のテレフタル酸及びイソフタル酸から選ばれる1種以上を含むカルボン酸成分由来の構成単位とを有するポリエステルであって、特定の軟化点と水酸基価を有する、道路舗装用アスファルト組成物が開示されている。
 特開2016-217044号公報(特許文献2)には、低温のせん断強度を損なうことなく、高温のせん断強度に優れるとともに、施工性にも優れる防水層用材料として、特定の軟化点及び特定の180℃における溶融粘度を有するポリアミド樹脂を含む、構造物の防水措置のために形成される防水層に用いられる防水層用材料が開示されている。
 本発明は、以下の[1]~[6]に関する。
[1] アスファルト及びアスファルト改質剤を含有するアスファルト組成物であって、
 前記アスファルト改質剤が、アルコール成分由来の構成単位、カルボン酸成分由来の構成単位及びポリアミド成分由来の構成単位を含むポリエステルアミドを含む、アスファルト組成物。
[2] 上記[1]に記載のアスファルト組成物と、骨材と、を含むアスファルト混合物。
[3] アルコール成分由来の構成単位、カルボン酸成分由来の構成単位及びポリアミド成分由来の構成単位を含むポリエステルアミドを含むアスファルト改質剤。
[4] 下記工程1を含む、上記[3]に記載のアスファルト改質剤の製造方法。
工程1:アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を重縮合し、ポリエステルアミドを得る工程
[5] 下記工程1及び工程2を含む、上記[2]に記載のアスファルト混合物の製造方法。
工程1:アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を重縮合し、ポリエステルアミドを得る工程
工程2:加熱した骨材と、アスファルトと、工程1で得られたポリエステルアミドとを混合する工程
[6] 上記[2]に記載のアスファルト混合物を道路に施工し、アスファルト舗装材層を形成する工程を有する、道路舗装方法。
発明の詳細な説明
 雨水などに暴露されたアスファルト舗装は、耐水性が不十分であると、水分がアスファルトと骨材との間に侵入しそこに滞留し、水分が骨材表面のアスファルト被膜を剥がし、車両通行による負荷と相まって、アスファルト舗装の砂利化の原因となる問題がある。
 特許文献1に記載の技術において、50℃までの条件下では優れた耐水性を発揮するが、60℃以上の高温条件下での更なる耐水性が望まれる。
 特許文献2は、アスファルト舗装における課題に関するものではない。
 本発明は、高温条件下でも耐水性に優れるアスファルト舗装を得ることができるアスファルト組成物、アスファルト改質剤及びその製造方法、アスファルト混合物及びその製造方法、並びに道路の舗装方法に関する。
 本発明によれば、高温条件下でも耐水性に優れるアスファルト舗装を得ることができるアスファルト組成物、アスファルト改質剤及びその製造方法、アスファルト混合物及びその製造方法、並びに道路の舗装方法を提供することができる。
 本発明のアスファルト組成物は、アスファルトとアスファルト改質剤としてポリエステルアミドとを、含有する。アスファルト改質剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 以下、アスファルト組成物に含まれるアスファルト改質剤及びその製造方法、アスファルト組成物及びその製造方法、アスファルト混合物及びその製造方法、並びに道路の舗装方法の順に説明する。
[アスファルト改質剤]
 本発明のアスファルト改質剤は、アルコール成分由来の構成単位、カルボン酸成分由来の構成単位及びポリアミド成分由来の構成単位を含むポリエステルアミドを含む。
 アルコール成分由来の構成単位、カルボン酸成分由来の構成単位及びポリアミド成分由来の構成単位を含むポリエステルアミドからなるアスファルト改質剤をアスファルト組成物及びアスファルト混合物に含有させることにより、高温条件下でも耐水性に優れるアスファルト組成物及びアスファルト混合物が得られる。
 本発明の効果が得られる理由は定かではないが、以下のように考えられる。
 一般にアスファルト舗装において、アスファルトが骨材を被膜し、骨材間を接着する。特許文献1に記載の技術において、アスファルト中のポリエステルは、そのエステル基が骨材表面のシラノール基等の極性基と水素結合による相互作用をし、骨材間の接着を向上させ、耐水性を発揮する。しかし、60℃以上の高温条件下では、ポリエステル分子鎖及び水分子がより激しく運動するようになり、骨材表面への水分子の介入により骨材表面とポリエステルとの相互作用が阻害されるため、耐水性を発揮することが難しくなる。
 本発明において、ポリエステルにアミド基を組み込むポリエステルアミドは、アミド基がより強く多点で骨材と水素結合による相互作用をし、高温条件下でも水分子の介入による相互作用阻害を受けにくいため、高温条件下でも耐水性を発揮すると推定される。
 本明細書における各種用語の定義等を以下に示す。
 ポリエステルアミド中、「アルコール成分由来の構成単位」とは、アルコール成分のヒドロキシ基から水素原子を除いた構造を意味し、「カルボン酸成分由来の構成単位」とは、カルボン酸成分のカルボキシ基からヒドロキシ基を除いた構造を意味する。
 「カルボン酸成分」とは、そのカルボン酸のみならず、反応中に分解して酸を生成する無水物、及びカルボン酸のアルキルエステル(例えば、アルキル基の炭素数1以上3以下)も含む概念である。カルボン酸成分がカルボン酸のアルキルエステルである場合、カルボン酸成分の炭素数には、エステルのアルコール残基であるアルキル基の炭素数を算入しない。
〔ポリエステルアミド〕
 本発明のアスファルト改質剤を構成するポリエステルアミドは、アルコール成分由来の構成単位、カルボン酸成分由来の構成単位及びポリアミド成分由来の構成単位を含む。ポリエステルアミドは、アルコール成分と、カルボン酸成分と、ポリアミド成分とを重縮合反応させることにより得られる重縮合物である。すなわち、本発明のアスファルト改質剤は、下記工程1を含む製造方法により得ることができる。
工程1:アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を重縮合し、ポリエステルアミドを得る工程
 以下、アルコール成分、カルボン酸成分、ポリアミド成分、及びポリエステルアミドの物性等について説明する。
<アルコール成分>
 アルコール成分としては、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、3価以上の多価アルコール等が挙げられる。これらのアルコール成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 脂肪族ジオールとしては、好ましくは炭素数2以上12以下の直鎖又は分岐の脂肪族ジオールであり、より好ましくは炭素数2以上8以下の直鎖又は分岐の脂肪族ジオールである。脂肪族ジオールの具体例としては、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-ブテンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールが挙げられる。
 芳香族ジオールとしては、例えば、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物としては、下記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
〔式中、OR1及びR1Oはアルキレンオキシドであり、R1は炭素数2又は3のアルキレン基、x及びyはアルキレンオキシドの平均付加モル数を示す正の数を示し、xとyの和は好ましくは1以上、より好ましくは1.5以上であり、そして、好ましくは16以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは4以下である。〕
 3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールが挙げられる。
 アルコール成分は、物性調整の観点から、1価の脂肪族アルコールを更に含有することができる。1価の脂肪族アルコールとしては、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール等が挙げられる。これらの1価の脂肪族アルコールは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 アルコール成分は、高温における耐水性の観点から、好ましくはビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物を含み、より好ましくは前記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物を含む。
 前記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのプロピレンオキシド付加物、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレンオキシド付加物等が挙げられる。これらのビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。中でも、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのプロピレンオキシド付加物及び2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレンオキシド付加物の組合せが好ましい。
 アルコール成分中、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物の量は、高温における耐水性の観点から、65モル%以上であり、より好ましくは75モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは100モル%である。
 ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物/ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物のモル比率は、アスファルト舗装の乾燥強度の観点及び耐水性の観点から、好ましくは10/90以上、より好ましくは20/80以上、更に好ましくは30/70以上であり、そして、アスファルト舗装の乾燥強度の観点、耐水性の観点、及び耐油性の観点から、好ましくは70/30以下、より好ましくは60/40以下、より好ましくは50/50以下である。
<カルボン酸成分>
 カルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、3価以上6価以下の多価カルボン酸が挙げられる。これらのカルボン酸成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 脂肪族ジカルボン酸としては、主鎖の炭素数が、好ましくは4以上であり、そして、好ましくは10以下、より好ましくは8以下、より好ましくは6以下の脂肪族ジカルボン酸、例えば、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、炭素数1以上20以下のアルキル基若しくは炭素数2以上20以下のアルケニル基で置換されたコハク酸、又は、これらの無水物、これらのアルキルエステル(例えば、アルキル基の炭素数1以上3以下)が挙げられる。置換されたコハク酸としては、例えば、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸が挙げられる。
 芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、又は、これらの無水物、これらのアルキルエステル(例えば、アルキル基の炭素数1以上3以下)が挙げられる。以上の芳香族ジカルボン酸の中でも、マイクロプラスチックの発生量を低減する観点から、イソフタル酸及びテレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
 3価以上6価以下の多価カルボン酸は、好ましくは3価カルボン酸である。3価以上6価以下の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸、又はこれらの酸無水物等が挙げられる。
 カルボン酸成分は、物性調整の観点から、1価の脂肪族カルボン酸を更に含有することができる。1価の脂肪族カルボン酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、それらの酸のアルキル(炭素数1以上3以下)エステル等の炭素数12以上20以下の1価の脂肪族カルボン酸等が挙げられる。これらの1価の脂肪族カルボン酸は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 カルボン酸成分は、高温における耐水性の観点から、好ましくはテレフタル酸及びイソフタル酸から選ばれる1種以上を含み、より好ましくはテレフタル酸を含む。
 カルボン酸成分中、テレフタル酸及びイソフタル酸から選ばれる1種以上の含有量は、アスファルトへの溶融分散性及びアスファルト舗装の乾燥強度の観点から、50モル%以上、好ましくは60モル%以上、好ましくは80モル%以上、より好ましくは100モル%である。
<ポリアミド成分>
 ポリアミドとしては、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド等が挙げられる。
 ポリアミドとしては、ジアミンとジカルボン酸との重縮合物からなるポリアミド、ラクタムの重縮合物からなるポリアミド、アミノカルボン酸の重縮合物からなるポリアミド、ラクタム及びアミノカルボン酸の共重合体からなるポリアミド等が挙げられる。
 ジアミンとしては、脂肪族ジアミン、芳香族又は環状構造を有するジアミン等が挙げられる。
 脂肪族ジアミンとしては、例えば、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等が挙げられる。
 芳香族又は環状構造を有するジアミンとしては、例えば、メタキシリレンジアミン等が挙げられる。
 ジカルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸、芳香族又は環状構造を有するジカルボン酸等が挙げられる。
 脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、ヘプタンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、ノナンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸等が挙げられる。
 芳香族又は環状構造を有するジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸等が挙げられる。
 ラクタムとしては、炭素数6以上12以下のラクタム類が挙げられ、また、アミノカルボン酸としては炭素数6以上12以下のアミノカルボン酸が挙げられる。例えば、6-アミノカプロン酸、7-アミノヘプタン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸、α-ピロリドン、ε-カプロラクタム、ω-ラウロラクタム、ε-エナントラクタム、ラウリルラクタム等が挙げられる。
 脂肪族ポリアミドとしては、ポリカプラミド(ナイロン6)、ポリ-ω-アミノヘプタン酸(ナイロン7)、ポリ-ω-アミノノナン酸(ナイロン9)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリラウリルラクタム(ナイロン12)、ポリエチレンジアミンアジパミド(ナイロン2,6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン4,6)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン6,6)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン6,10)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン6,12)、ポリオクタメチレンアジパミド(ナイロン8,6)、ポリデカメチレンアジパミド(ナイロン10,8)、カプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン6/12)、カプロラクタム/ω-アミノノナン酸共重合体(ナイロン6/9)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン6/6,6)、ラウリルラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン12/6,6)、エチレンジアミンアジパミド/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン2,6/6,6)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン6,6/6,10)、エチレンアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン6/6,6/6,10)等の脂肪族ナイロン及びその共重合体が挙げられる。中でも、好ましくはナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6/6,6(ナイロン6とナイロン6,6の共重合体)である。
 芳香族ポリアミドとしては、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等の芳香族ジアミンと、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等のジカルボン酸又はその誘導体との重縮合反応で得られる結晶性芳香族ポリアミド等が挙げられる。中でも、好ましくはポリメタキシリレンアジパミド(MXD-ナイロン)等の結晶性芳香族ポリアミドである。
 ポリアミド成分は、高温における耐水性の観点から、好ましくは脂肪族ポリアミド、より好ましくはナイロン6、ナイロン2,6、ナイロン4,6、ナイロン6,6及びナイロン12から選ばれる1種以上、更に好ましくはナイロン6、ナイロン6,6及びナイロン12から選ばれる1種以上、更に好ましくはナイロン6及びナイロン6,6から選ばれる1種以上を含む。
 ポリアミド成分中、ナイロン6及びナイロン6,6から選ばれる1種以上の含有量は、高温における耐水性の観点から、50モル%以上、好ましくは60モル%以上、好ましくは80モル%以上、より好ましくは100モル%である。
<アルコール成分由来の構成単位に対するカルボン酸成分由来の構成単位のモル比>
 ポリエステルアミドにおけるアルコール成分由来の構成単位に対するカルボン酸成分由来の構成単位のモル比〔カルボン酸成分/アルコール成分〕は、水酸基価の調整の観点から、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上であり、そして、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.3以下、より好ましくは1.1以下、より好ましくは1.0未満である。
<ポリアミド成分中のアミド結合に対する前記アルコール成分由来の構成単位のモル比>
 ポリエステルアミドにおけるポリアミド成分中のアミド結合に対する前記アルコール成分由来の構成単位のモル比〔アルコール成分/アミド結合〕(A/N比)は、高温条件における耐水性の観点から、好ましくは40/60以上、より好ましくは60/40以上であり、そして、好ましくは95/5以下、より好ましくは93/7以下、さらに好ましくは90/10以下である。また、A/N比は70/30以上であってもよく、80/20以上であってもよい。
<ポリエステルアミドの物性>
 ポリエステルアミドの酸価は、アスファルト舗装の乾燥強度の観点から、好ましくは2mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上、更に好ましくは4mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下である。
 ポリエステルアミドの水酸基価は、アスファルト舗装の乾燥強度の観点から、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは2mgKOH/g以上、更に好ましくは5mgKOH/g以上であり、そして、乾燥強度及び水浸漬強度を向上させる観点から、好ましくは50mgKOH/g以下であり、好ましくは30mgKOH/g以下である。
 ポリエステルアミドの軟化点は、骨材に対して高い接着強度を示し、乾燥強度を向上させる観点から、好ましくは85℃以上、より好ましくは90℃以上、更に好ましくは95℃以上であり、そして、アスファルトへの溶融分散性に優れ、乾燥強度を向上させる観点から、好ましくは140℃以下、より好ましくは130℃以下、更に好ましくは120℃以下である。
 ポリエステルアミドのガラス転移点は、乾燥強度を向上させる観点から、好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、更に好ましくは45℃以上であり、そして、アスファルトへの溶融分散性に優れ、乾燥強度を向上させる観点から、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは65℃以下である。
 ポリエステルアミドは、20℃におけるトルエンに対する溶解度が、アスファルトへの溶融分散性に優れ、乾燥強度を向上させる観点から、好ましくは10g/L以上、より好ましくは15g/L以上、更に好ましくは20g/L以上である。
 20℃におけるトルエンに対する溶解度は、実施例に示すように、所定量のポリエステルアミドを所定量のトルエンに溶解させ、その溶液を所定時間静置した際の沈殿物の有無により測定することができる。
 なお、酸価、水酸基価、軟化点及びガラス転移点は、原料モノマー組成、分子量、触媒量又は反応条件により調整することができる。また、酸価、水酸基価、軟化点及びガラス転移点は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
<ポリエステルアミドの製造方法>
 ポリエステルアミドの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、上述したアルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を重縮合することにより製造することができる。
 ポリアミド成分の添加時期については特に制限はないが、反応開始前にアルコール成分、カルボン酸成分と共に加えておくことが好ましい。
 重縮合反応の温度は、反応性の観点から、好ましくは160℃以上、より好ましくは190℃以上、更に好ましくは220℃以上であり、そして、好ましくは260℃以下、より好ましくは250℃以下、更に好ましくは240℃以下である。
 重縮合反応には、反応速度の観点から、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)等のSn-C結合を有していない錫(II)化合物をエステル化触媒として使用することができる。エステル化触媒の使用量は、反応速度の観点から、アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、更に好ましくは0.2質量部以上であり、そして、好ましくは1.5質量部以下、より好ましくは1.0質量部以下、更に好ましくは0.6質量部以下である。
 重縮合反応には、エステル化触媒に加えて、反応速度の観点から、没食子酸等のピロガロール化合物を助触媒として使用することができる。助触媒の使用量は、反応速度の観点から、アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.005質量部以上、更に好ましくは0.01質量部以上であり、そして、好ましくは0.15質量部以下、より好ましくは0.10質量部以下、更に好ましくは0.05質量部以下である。
 重縮合反応には、触媒に加えて、反応速度の観点から、ターシャルブチルカテコール等の重合禁止剤を使用することができる。重合禁止剤の使用量は、反応速度の観点から、アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、そして、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.2質量部以下である。
 ポリエステルアミドの製造方法では、好ましくは、赤外分光法(IR)で得られたスペクトルにおいて、重縮合反応前には前記ポリアミド成分において1630cm-1~1640cm-1に、前記ポリアミドのアミドC=O伸縮振動に由来するピークが観察されるが、重縮合反応後には該アミドC=O伸縮振動由来のピークがシフトするため、1630cm-1~1640cm-1の領域で該ピークが観測されなくなる。
 従って、本発明のアスファルト改質剤を構成するポリエステルアミドは、好ましくは、赤外分光法(IR)で得られたスペクトルにおいて、1630cm-1~1640cm-1におけるアミドC=O伸縮振動に由来するピークが観測されない。
 赤外分光法(IR)で得られたスペクトルは、Thermo Fisher Scientific社製、Nicolet Summit FT-IR分光光度計を用いて測定する。
 本発明のアスファルト改質剤は、上記ポリエステルアミド以外の成分を、効果を損なわない範囲で含むもの、又は、上記ポリエステルアミドのみからなるもののいずれでであってもよい。
 アスファルト改質剤中のポリエステルアミドの含有量は、アスファルト改質剤の総質量中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上である。
 本発明のアスファルト改質剤は、例えばアスファルトと混合し、アスファルト組成物を得るために使用することができる。得られたアスファルト組成物に、加熱した骨材を添加して、アスファルト混合物とした後に、舗装に使用することができる。本発明のアスファルト改質剤は、骨材を含むアスファルト混合物に配合するための改質剤として好適に使用することができる。
[アスファルト組成物]
 本発明のアスファルト組成物は、アスファルトと上記アスファルト改質剤(ポリエステルアミド)とを、含有する。アスファルト改質剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 アスファルト改質剤(ポリエステルアミド)の含有量は、耐水性の発現を早める観点から、前記アスファルト100質量部に対し、好ましくは0.1質量部以上であり、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは2質量部以上であり、そして、作業性の観点から、好ましくは50質量部以下であり、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。
<アスファルト>
 アスファルトとしては、種々のアスファルトが使用できる。例えば舗装用石油アスファルトであるストレートアスファルトの他、改質アスファルトが挙げられる。改質アスファルトとしては、ブローンアスファルト;熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂等の高分子材料で改質したポリマー改質アスファルト等が挙げられる。ストレートアスファルトとは、原油を常圧蒸留装置、減圧蒸留装置等にかけて得られる残留瀝青物質のことである。また、ブローンアスファルトとは、ストレートアスファルトと重質油との混合物を加熱し、その後空気を吹き込んで酸化させることによって得られるアスファルトを意味する。アスファルトは、ストレートアスファルト及びポリマー改質アスファルトから選択されることが好ましく、アスファルト舗装の耐久性の観点からは改質アスファルトがより好ましく、汎用性の観点からはストレートアスファルトがより好ましい。
(熱可塑性エラストマー)
 ポリマー改質アスファルトにおける熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン/ブタジエンブロック共重合体(以下、「SB」ともいう)、スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体(以下、「SBS」ともいう)、スチレン/ブタジエンランダム共重合体(以下、「SBR」ともいう)、スチレン/イソプレンブロック共重合体(以下、「SI」ともいう)、スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体(以下、「SIS」ともいう)、スチレン/イソプレンランダム共重合体(以下、「SIR」ともいう)、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/アクリル酸エステル共重合体、スチレン/エチレン/ブチレン/スチレン共重合体、スチレン/エチレン/プロピレン/スチレン共重合体、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、イソブチレン/イソプレン共重合体、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、上記以外の合成ゴム、及び天然ゴムから選択される少なくとも1種が挙げられる。
 これらの中でも、熱可塑性エラストマーとしては、アスファルト舗装の耐久性の観点から、好ましくはSB、SBS、SBR、SI、SIS、SIR、及びエチレン/アクリル酸エステル共重合体から選択される少なくとも1種、より好ましくはSB、SBS、SBR、SI、SIS、及びSIRから選択される少なくとも1種、更に好ましくはSBR及びSBSから選択される少なくとも1種である。
 ポリマー改質アスファルト中の熱可塑性エラストマーの含有量は、アスファルト舗装の耐久性の観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下、更に好ましく5質量%以下である。
 アスファルト組成物中におけるアスファルト含有量は、アスファルト性能を発揮する観点から、好ましくは60質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは70質量%以上であり、保存安定性の観点から、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下、更に好ましくは97質量%以下である。
[アスファルト組成物の製造方法]
 本発明のアスファルト組成物の製造方法は、アスファルトと、上記アスファルト改質剤(ポリエステルアミド)とを混合する工程を有する。すなわち、本発明のアスファルト組成物は、アスファルト及び上記アスファルト改質剤を配合してなるアスファルト組成物である。
 アスファルト組成物は、アスファルトを加熱溶融し、アスファルト改質剤を添加し、通常用いられている混合機にて、各成分が均一に分散するまで撹拌混合することにより得られる。通常用いられている混合機としては、ホモミキサー、ディゾルバー、パドルミキサー、リボンミキサー、スクリューミキサー、プラネタリーミキサー、真空逆流ミキサー、ロールミル、二軸押出機等が挙げられる。
 アスファルトとアスファルト改質剤との混合温度は、アスファルト中にアスファルト改質剤を構成するポリエステルアミドを均一に分散させる観点から、好ましくは130℃以上、より好ましくは150℃以上、更に好ましくは170℃以上であり、そして、好ましくは230℃以下、更に好ましくは210℃以下、より好ましくは200℃以下である。
 また、アスファルトとアスファルト改質剤との混合時間は、効率的にアスファルト中にアスファルト改質剤を構成するポリエステルアミドを均一に分散させる観点から、好ましくは30秒間以上、より好ましくは1分間以上、更に好ましくは2分間以上であり、そして、好ましくは2時間以下、より好ましくは1時間以下、更に好ましくは30分間以下である。
 本発明のアスファルト組成物は、バインダー組成物であり、例えば、該アスファルト組成物に、骨材を添加して、アスファルト混合物とした後に、舗装に使用できる。すなわち、本発明のアスファルト組成物は、舗装用として好適であり、特に道路舗装用として好適である。
[アスファルト混合物]
 本発明のアスファルト混合物は、骨材と上記アスファルト組成物を含む。つまり、アスファルト混合物は、少なくとも骨材、アスファルト、及び上記アスファルト改質剤(ポリエステルアミド)を含む。
 アスファルト混合物中のアスファルト改質剤(ポリエステルアミド)の含有量は、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.10質量%以上、更に好ましくは0.15質量%以上であり、そして、好ましくは4質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、更に好ましくは1質量%以下である。
 アスファルト混合物中のアスファルトの含有量は、好ましくは2.5質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは3.5質量%以上、更に好ましくは4質量%以上、そして、好ましくは10質量%以下、より好ましくは9質量%以下、更に好ましくは8質量%以下、更に好ましくは7質量%以下である。
<骨材>
 骨材としては、例えば、砕石、玉石、砂利、砂、再生骨材、セラミックス等を任意に選択して用いることができる。また、骨材としては、粒径2.36mm以上の粗骨材、粒径2.36mm未満の細骨材のいずれも使用することができる。
 粗骨材としては、例えば、粒径範囲2.36mm以上4.75mm未満の砕石、粒径範囲4.75mm以上12.5mm未満の砕石、粒径範囲12.5mm以上19mm未満の砕石、粒径範囲19mm以上31.5mm未満の砕石が挙げられる。
 細骨材は、好ましくは粒径0.075mm以上2.36mm未満の細骨材である。細骨材としては、例えば、川砂、丘砂、山砂、海砂、砕砂、細砂、スクリーニングス、砕石ダスト、シリカサンド、人工砂、ガラスカレット、鋳物砂、再生骨材破砕砂が挙げられる。
 上記の粒径はJIS A5001:2008に規定される値である。
 これらの中でも、粗骨材と細骨材との組合せが好ましい。
 なお、細骨材には、粒径0.075mm未満のフィラーが含まれていてもよい。フィラーとしては、砂、フライアッシュ、石灰石粉末等の炭酸カルシウム、消石灰等が挙げられる。これらの中でも、アスファルト舗装の強度向上の観点から、炭酸カルシウムが好ましい。
 フィラーの平均粒径は、アスファルト舗装の強度向上の観点から、好ましくは0.001mm以上であり、そして、好ましくは0.05mm以下、より好ましくは0.03mm以下、更に好ましくは0.02mm以下である。
 ここで、平均粒径とは、体積累積50%の平均粒径(D50)を意味し、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定することができる。
 骨材は、高温条件における耐水性の観点から、粒径150μm以下の粉体成分の含有量が、好ましくは8質量%以上、より好ましくは8.5質量%以上、更に好ましくは9質量%以上であり、そして、好ましくは15質量%以下、より好ましくは12質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。
 粒径150μm以下の粉体成分は、粒径0.075mm未満のフィラー、及び、細骨材のうちの粒径0.075mm以上0.150mm以下の微小細骨材を含む。
 粗骨材と細骨材との質量比率は、アスファルト舗装の耐久性の観点から、好ましくは10/90以上、より好ましくは15/85以上、更に好ましくは20/80以上であり、そして、好ましくは90/10以下、より好ましくは80/20以下、更に好ましくは70/30以下である。
 アスファルト混合物中の骨材の含有量は、好ましくは90質量%以上であり、好ましくは92質量%以上であり、好ましくは93質量%以上であり、また、好ましくは98質量%以下であり、好ましくは97質量%以下であり、好ましくは96質量%以下である。
 アスファルト混合物における好適な配合例として、以下の(1)~(3)が挙げられる。
(1)30容量%以上45容量%未満の粗骨材と、30容量%以上50容量%以下の細骨材と、5容量%以上10容量%以下のアスファルト組成物とを含む細粒度アスファルト。
(2)一例のアスファルト混合物は、例えば、45容量%以上70容量%未満の粗骨材と、20容量%以45容量%以下の細骨材と、3容量%以上10容量%以下のアスファルト組成物とを含む密粒度アスファルト。
(3)70容量%以上80容量%以下の粗骨材と、10容量%以上20容量%以下の細骨材と、3容量%以上10容量%以下のアスファルト組成物とを含むポーラスアスファルト。
 なお、従来の骨材とアスファルトを含むアスファルト混合物におけるアスファルトの配合割合については、通常、公益社団法人日本道路協会発行の「舗装設計施工指針」に記載されている「アスファルト組成物の配合設計」から求められる最適アスファルト量に従って用いられている。
 本発明においては、上記の最適アスファルト量が、アスファルト及びアスファルト改質剤の合計量に相当する。ただし、「舗装設計施工指針」に記載の方法に限定する必要はなく、他の方法によって決定してもよい。
[アスファルト混合物の製造方法]
 本発明のアスファルト混合物の製造方法は、加熱した骨材と、アスファルトと、アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を重縮合して得られたポリエステルアミドとを混合する工程を含む。すなわち、本発明のアスファルト混合物は、アスファルト、骨材及び前述のアスファルト改質剤を配合してなるアスファルト混合物である。
 混合する工程は、加熱した骨材、アスファルト及びポリアミドを同時に又は順不同で混合することができる。
 アスファルト混合物の製造方法の好ましい態様は、下記工程1及び工程2を含む。
工程1:アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を重縮合し、ポリエステルアミドを得る工程
工程2:加熱した骨材と、アスファルトと、工程1で得られたポリエステルアミドとを混合する工程
 工程1のポリエステルアミドを得る工程は、上記のポリエステルアミドの製造方法により行うことができる。
 アスファルト混合物の具体的な製造方法としては、従来のプラントミックス方式、プレミックス方式等といわれるアスファルト混合物の製造方法が挙げられる。いずれも加熱した骨材にアスファルト及びアスファルト改質剤を添加する方法である。
 上記混合する工程は、好ましくは以下の(i)~(iii)のいずれかである。
 (i)加熱した骨材とアスファルトとを混合して混合物を得た後、該混合物とアスファルト改質剤とを混合する方法。
 (ii)加熱した骨材に、アスファルト及びアスファルト改質剤を同時に添加及び混合する方法。
 (iii)加熱した骨材に、事前に混合したアスファルトとアスファルト改質剤との混合物を添加及び混合する方法。
 これらの中でも、アスファルト舗装の耐久性の観点から、好ましくは(i)の方法である。
 (i)~(iii)の方法において、加熱した骨材の温度は、アスファルト舗装の耐久性の観点から、好ましくは130℃以上、より好ましくは150℃以上、更に好ましくは170℃以上であり、アスファルトの熱劣化を防止する観点から、好ましくは230℃以下、より好ましくは210℃以下、更に好ましくは200℃以下である。
 混合温度は、アスファルト舗装の耐久性の観点から、好ましくは130℃以上、より好ましくは150℃以上、更に好ましくは170℃以上であり、アスファルトの熱劣化を防止する観点から、好ましくは230℃以下、より好ましくは210℃以下、更に好ましくは200℃以下である。
 混合時間は、特に限定されず、好ましくは30秒間以上、より好ましくは1分間以上、更に好ましくは2分間以上であり、そして、好ましくは2時間以下、より好ましくは1時間以下、更に好ましくは30分間以下である。
 アスファルト混合物の製造方法は、アスファルト舗装の耐久性の観点から、アスファルト、骨材、及びアスファルト改質剤を混合した後、得られたアスファルト混合物を上記の混合温度又は該混合温度以上の温度で保持する工程を有することが好ましい。
 アスファルト混合物を保持する工程においては、混合物を更に混合してもよい。
 保持時間は、好ましくは0.25時間以上、より好ましくは0.5時間以上、更に好ましくは1時間以上であり、そして、時間の上限は、特に限定されないが、例えば5時間程度である。また、本発明の効果を発現するための保持時間は、3時間以下、好ましくは1時間以下、より好ましくは0.5時間以下であってもよい。
[道路舗装方法]
 本発明のアスファルト混合物は、道路舗装用として好適であり、上述したように、アスファルト組成物に骨材を添加したアスファルト混合物が、道路舗装に使用される。
 道路舗装方法は、前述のアスファルト混合物を道路に施工し、アスファルト舗装材層を形成する工程を有する。具体的には、道路舗装方法は、アスファルトと、前述のアスファルト改質剤と、骨材とを混合する、アスファルト混合物を得る工程(工程2)、及び前記工程2で得られたアスファルト混合物を道路に施工してアスファルト舗装材層を形成する工程(工程3)を含む。アスファルト舗装材層は、好ましくは基層又は表層である。
 アスファルト混合物は、公知の施工機械編成で、同様の方法によって締固め施工すればよい。加熱アスファルト混合物として使用する場合の締固め温度は、アスファルト舗装の耐久性の観点から、好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上、更に好ましくは130℃以上であり、そして、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。
 樹脂等の各物性値については次の方法により測定、評価した。
[測定方法]
〔ポリエステルアミドの酸価及び水酸基価〕
 ポリエステルアミドの酸価及び水酸基価は、JIS K0070:1992の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみJIS K0070:1992に規定のエタノールとエーテルとの混合溶媒から、アセトンとトルエンとの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に変更した。
〔軟化点及びガラス転移点〕
(1)軟化点
 フローテスター「CFT-500D」(株式会社島津製作所製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出した。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
(2)ガラス転移点
 示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した。次に昇温速度10℃/分で150℃まで昇温しながら測定した。吸熱の最大ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移点とした。
〔トルエンへの溶解度測定〕
 300mLビーカーまたは1000mLビーカーにポリエステルアミド0.5gをとり、トルエンを加え、スターラーを用いて1時間撹拌した。撹拌後、溶液を1時間静置し、沈殿物の有無を調べた。なお、トルエンは始め少量から段階的に加え、加える度に上記の撹拌、静置の操作を行う。静置後、沈殿物が確認されなくなった時点でのトルエン添加量から、溶解度を求めた。
製造例1~7(ポリエステルアミドA1~A7)
 表1に示すアルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を温度計、ステンレス製撹拌棒、脱水管、窒素導入管、及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下にてジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)を添加し、235℃まで昇温した。その後235℃で6時間反応させ、さらに235℃、8.3kPaの減圧条件にて1時間反応させ、ポリエステルアミドA1~A7を得た。結果を表1に示す。
 ポリエステルアミドA5においては、融点が測定された。
製造例8(ポリエステルa1)
 表1に示すアルコール成分及びカルボン酸成分を温度計、ステンレス製撹拌棒、脱水管、窒素導入管、及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下にてジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)及び没食子酸を添加し、235℃まで昇温した。その後235℃で8時間反応させ、更に235℃、8.3kPaの減圧条件にて記載の軟化点まで反応を行って、ポリエステルa1を得た。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
実施例1
 180℃に予め加熱した骨材(骨材組成は以下を参照)15kgをアスファルト用混合機に入れ、180℃にて30秒間混合した。次いで改質II型アスファルト(東亜道路工業株式会社製、「HRバインダー」)0.82kgを加え、30秒間混合した。その後、樹脂として製造例1で得たポリエステルアミドA1 165gを添加しさらに1分間混合し、アスファルト混合物AS-1を得た。
 得られたアスファルト混合物AS-1を180℃で1時間保管後、金属型枠(300×300×50mm)にアスファルト混合物約10.7kgを充填し、空圧式ローラーコンパクター(株式会社岩田工業所製)を使用し、温度150℃、荷重0.44kPaにて25回転圧処理にて転圧してホイールトラッキング供試体T-1を作製した。
<骨材組成>
 6号砕石 38.5質量部
 7号砕石 12.0質量部
 砕砂   10.5質量部
 粗砂   22.0質量部
 山砂   10.5質量部
 石粉    5.0質量部
 骨材微粉  1.5質量部
通過質量%:
 ふるい目 19.0mm:100質量%
 ふるい目 9.50mm:80.9質量%
 ふるい目 4.75mm:61.0質量%
 ふるい目 2.36mm:45.0質量%
 ふるい目 1.18mm:30.7質量%
 ふるい目 600μm :20.5質量%
 ふるい目 300μm :13.3質量%
 ふるい目 150μm :9.2質量%
実施例2~7
 表2に示した配合としたこと以外、実施例1と同様にして、アスファルト混合物AS-2~AS-7を調製し、ホイールトラッキング供試体T-2~T-7を作製した。
比較例1~4
 表2に示した配合としたこと以外、実施例1と同様にして、アスファルト混合物AS-C1~AS-C4を調製し、ホイールトラッキング供試体T-C1~T-C4を作製した。
 比較例3及び4において、樹脂a2としてナイロン6(ユニチカ株式会社製、グレードA1030BRL)を使用した。
[耐水性評価]
 水浸式ホイールトラッキング試験機(株式会社岩田工業所製「AI-1100-S」)を使用し、温度60℃、走行速度15往復/分、荷重140kgf、鉄輪使用条件にて高温条件下での水浸ホイールトラッキング試験を行った。評価の指標は剥離変曲点(SIP:Stripping Inflection Point)とした。なお、水浸ホイールトラッキング試験におけるSIPの定義に関しては下記文献を参照した。SIP近傍では水分の浸透によりアスファルト組成物の骨材からの剥離が発生しており、この剥離が起因となってSIP以降では急激に供試体の変形及び破壊が加速される。したがって、剥離変曲点までのホイール往復回数が多いほど、耐水性に優れたアスファルト舗装体であると言える。剥離変曲点が500回以上を合格とした。
文献:AASHTO T 324,2019 Edition,2019-Standard Method of Test for Hamburg Wheel-Track Testing of Compacted Asphalt Mixtures
 結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2の結果から、所定のポリエステルアミド含むアスファルト混合物である実施例1~7は、ポリエステルのみを含む比較例2、ポリアミドのみを含む比較例3、並びに、ポリエステル及びポリアミドを別個に含む比較例4と比べて、高温での耐水性が向上する。
 ポリエステルアミドにおけるポリアミド成分がナイロン6又はナイロン6,6である実施例1及び3は、ポリアミド成分がナイロン12である実施例6と比べて、特に高温での耐水性が向上する。ナイロン6及びナイロン6,6は、アミド基同士の間隔が密であり、骨材への吸着点がより多くなるためと推定される。

Claims (20)

  1.  アスファルト及びアスファルト改質剤を含有するアスファルト組成物であって、
     前記アスファルト改質剤が、アルコール成分由来の構成単位、カルボン酸成分由来の構成単位及びポリアミド成分由来の構成単位を含むポリエステルアミドを含む、アスファルト組成物。
  2.  前記ポリエステルアミドにおいて、前記ポリアミド成分中のアミド結合に対する前記アルコール成分由来の構成単位のモル比〔アルコール成分/アミド結合〕が40/60以上95/5以下である、請求項1に記載のアスファルト組成物。
  3.  前記ポリエステルアミドが、20℃におけるトルエンに対する溶解度が10g/L以上である、請求項1又は2に記載のアスファルト組成物。
  4.  前記ポリアミド成分が、ナイロン6及びナイロン6,6から選ばれる1種以上を含む、請求項1~3のいずれかに記載のアスファルト組成物。
  5.  前記アルコール成分が、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、及び3価以上の多価アルコールからなる群から選択される1種以上を含む、請求項1~4のいずれかに記載のアスファルト組成物。
  6.  前記アルコール成分が、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物を含む、請求項1~5のいずれかに記載のアスファルト組成物。
  7.  前記カルボン酸成分が、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及び3価以上6価以下の多価カルボン酸からなる群から選択される1種以上を含む、請求項1~6のいずれかに記載のアスファルト組成物。
  8.  前記ポリエステルアミドにおいて、アルコール成分由来の構成単位に対するカルボン酸成分由来の構成単位のモル比〔カルボン酸成分/アルコール成分〕が0.7以上1.5以下である、請求項1~7のいずれかに記載のアスファルト組成物。
  9.  前記ポリエステルアミドの酸価が2mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である、請求項1~8のいずれかに記載のアスファルト組成物。
  10.  前記ポリエステルアミドの水酸基価が1mgKOH/g以上50mgKOH/g以下である、請求項1~9のいずれかに記載のアスファルト組成物。
  11.  前記アスファルト改質剤の含有量が、前記アスファルト100質量部に対し0.1質量部以上50質量部以下である、請求項1~10のいずれかに記載のアスファルト組成物。
  12.  請求項1~11のいずれかに記載のアスファルト組成物と、骨材と、を含むアスファルト混合物。
  13.  前記骨材中、粒径150μm以下の粉体成分の含有量が8質量%以上15質量%以下である、請求項12に記載のアスファルト混合物。
  14.  アルコール成分由来の構成単位、カルボン酸成分由来の構成単位及びポリアミド成分由来の構成単位を含むポリエステルアミドを含むアスファルト改質剤。
  15.  下記工程1を含む、請求項14に記載のアスファルト改質剤の製造方法。
    工程1:アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を重縮合し、ポリエステルアミドを得る工程
  16.  下記工程1及び工程2を含む、請求項12又は13に記載のアスファルト混合物の製造方法。
    工程1:アルコール成分、カルボン酸成分及びポリアミド成分を重縮合し、ポリエステルアミドを得る工程
    工程2:加熱した骨材と、アスファルトと、工程1で得られたポリエステルアミドとを混合する工程
  17.  加熱した骨材の温度が、130℃以上230℃以下である、請求項16に記載のアスファルト混合物の製造方法。
  18.  混合温度が、130℃以上230℃以下である、請求項16又は17に記載のアスファルト混合物の製造方法。
  19.  請求項12又は13に記載のアスファルト混合物を道路に施工し、アスファルト舗装材層を形成する工程を有する、道路舗装方法。
  20.  アスファルト混合物の施工が、アスファルト混合物を締固める過程を有しており、締固め温度が、100℃以上200℃以下である、請求項19に記載の道路舗装方法。
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