JP2000239527A - 排水性舗装用改質アスファルト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排水性舗装用材料として使用した時，耐水性・
耐久性を向上するに必要なアスファルト性状を備え，か
つ高温加熱貯蔵安定性においてもアスファルトと改質材
の分離がない排水性舗装用改質アスファルト組成物を提
供する。 【解決手段】（ａ）アスファルト１００重量部に対し，
（ｂ）熱可塑性エラストマー５〜１２重量部，（ｃ）芳
香族系鉱物油２〜１０重量部，（ｄ）固形炭化水素２〜
１５重量部，（ｅ）付着力付与剤１〜５重量部を含有す
ることを特徴とする排水性舗装用改質アスファルト組成
物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，主として排水性舗
装に使用さる排水性舗装用改質アスファルト組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】アスファルト舗装は，適当な粒度分布を
有する砕石，砂等の混合物に，バインダーとして，一般
的には，針入度４０〜１００のストレートアスファルト
を加熱状態で混合して製造した，いわゆるアスファルト
混合物を敷き均し，ローラーで転圧して施工される。

【０００３】しかるに，近年交通量の増加，特に，重車
両の交通量の増加により，アスファルト舗装道路にとっ
ては過酷な使用状況となっている。このため，夏期にお
いて，アスファルト舗装道路面に混合物の流動によるわ
だち掘れの現象が頻発している。わだち掘れるは車の乗
り心地を悪くするだけでなく，ハンドルの操作性を低下
させ，また，わだち掘れ部分における降雨時の滞水がス
リップの原因となり，交通安全上大きな問題となってい
る。わだち掘れ対策として，道路舗装用のストレートア
スファルトにゴムや熱可塑性エラストマーなどの改質材
を添加した耐流動対策用改質アスファルトとして改質ア
スファルトII型（以下，改質II型と記す。）をバインダ
ーとして使用するケースが増加している。

【０００４】一方，降雨時の滞水防止と交通騒音の削減
を目的とした開粒度アスファルト混合物による排水性舗
装も社会的要請として実施されるようになってきた。排
水性舗装とは，舗装表面の空隙率を２０％前後（一般密
粒度アスファルト混合物では３〜６％）に高め透水性を
持たせたもので，これに使用されるバインダーは耐水性
・耐久性の面から従来の耐流動対策改質アスファルトの
改質ＩＩ型に比べ，飛躍的に強い骨材との付着力，把握
力が要求されることから，前述の改質ＩＩ型に比べ，高
分子量の改質材でその添加量を高めた高粘度の排水性舗
装用改質アスファルトがバインダーとして用いられるの
が普通である。しかし，ユーザーとしてはある特定の標
準的性状（日本改質アスファルト協会が提案する標準的
性状）を満足しているだけでは十分で無く，実用上の性
能（後述）を重要視する傾向にある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の問題点を解決す
る対策としては，アスファルトにゴム，熱可塑性エラス
トマーなどを混合した改質アスファルトの使用が必要と
されるが，以下に述べるような問題点がある。

【０００６】プレミックスタイプの排水性舗装は，アス
ファルト合材プラントにおいて骨材とバインダー(改質
アスファルト)を混合する以前に，ストレートアスファ
ルトと改質材を予め混合して改質アスファルトを製造し
ておくものであり，通常，加熱状態で貯蔵，使用される
が，加熱貯蔵の期間が長くなると改質材とアスファルト
の分離や変質（熱劣化）といった問題が生ずる恐れがあ
る。

【０００７】また，排水性舗装は，排水性，騒音低減な
どの機能を発揮させるために，通常のアスファルト混合
物に比べ非常に多くの連続した空隙を有する配合となっ
ている。従って，排水性舗装材料に要求される実用上の
性能の１つとして，バインダーのダレによる空隙つぶれ
や骨材の飛散等を防止するため高粘度の改質アスファル
トが要求されてされている。この高粘度に改質したアス
ファルトを製造するためには，単に改質材の添加量を高
めるだけでは改善できず，添加量とともに添加する改質
材の分子量の高いものを添加する必要が生じる。従っ
て，アスファルトと改質材は元々相溶性が十分に良いわ
けではないことから，さらにアスファルトと改質材が分
離する傾向にある。

【０００８】更に排水性舗装は，先に述べた通り通常の
アスファルト混合物に比べ非常に多くの連続した空隙を
有する配合となっていることから，水や空気の影響を受
けバインダーが劣化しやすい状態となる。特に，水によ
る劣化が懸念される。それは，骨材と水の間の付着力
は，骨材とアスファルトの間の付着力より大きいため，
一度アスファルトで被服された骨材でも，雨水などが浸
入すれば，付着力の差で骨材からアスファルトが剥離
し，アスファルト舗装道路は次第に劣化し，破壊してし
まうという問題である。この様な現象は，特に道路のカ
ーブ地点等は常に不規則な荷重のかかる交通が繰返され
ている場所に起こり易い。以上の問題点を解決するため
には，高粘度でかつ加熱貯蔵時においてもアスファルト
と改質材が分離することなく，また舗施後の耐久性を考
慮し耐水性にも優れた高粘度の排水性舗装専用の改質ア
スファルトが望まれている。従って，この様な高品質な
排水性舗装用アスファルトを製造するには，以上の点を
同時に解決することが課題である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は，前述のよう
に高粘度に改質しかつアスファルトと改質材の分離が無
く，耐水性にも優れたプレミックスタイプのを排水性舗
装材料として使用する場合の問題点を解決するために鋭
意研究を重ねた結果，改質材の熱可塑性エラストマーと
ストレートアスファルトの相溶性および骨材とバインダ
ーの剥離を改良し，併せて，熱安定性を改良するため
に，芳香族プロセスオイル１〜１０重量部と，イソプレ
ン２５〜７０重量％，芳香族系モノオレフイン２５〜７
０重量％および脂肪酸族系モノオレフン５〜４０重量％
から成る単量混合物をハロゲン化アルミニウム系触媒の
存在下にカチオン重合して得られる軟化点５０〜１２０
℃の固形炭化水素２〜１５重量部を，併用することが有
効であることを見出だし，本発明を完成させた。

【００１０】即ち，本発明の上記課題は、 １．（ａ）アスファルト１００重量部に対し，（ｂ）熱
可塑性エラストマー５〜１２重量部，（ｃ）芳香族系鉱
物油２〜１０重量部，（ｄ）固形炭化水素２〜１５重量
部，（ｅ）付着力付与剤１〜５重量部を含有することを
特徴とする排水性舗装用改質アスファルト組成物、 ２．アスファルトが針入度が４０を超え１００以下の性
状を有する前記１記載の排水性舗装用改質アスファルト
組成物、 ３．熱可塑性エラストマーがスチレン・ブタジエン・ス
チレンブロック共重合体（ＳＢＳ）である前記１又は２
に記載の排水性舗装用改質アスファルト組成物、 ４．芳香族系鉱物油が芳香族系プロセスオイルで引火点
２５０℃以上でかつ環分析での芳香族環（ＣＡ）が３５
〜５０％である前記１〜３のいずれかに記載の排水性舗
装用改質アスファルト組成物、 ５．固形炭化水素がイソプレン２５〜７０重量％，芳香
族系モノオレフイン２５〜７０重量％および脂肪酸族系
モノオレフン５〜４０重量％から成る単量混合物をハロ
ゲン化アルミニウム系触媒の存在下にカチオン重合して
得られる重合体で軟化点５０〜１２０℃のものである前
記１〜４のいずれかに記載の排水性舗装用改質アスファ
ルト組成物、 ６．付着力付与剤がエチレン・アクリル酸・無水マレイ
酸からなる三元共重合体でメルトフローレイト（ＪＩＳ
Ｋ６７３０）５０〜２００である前記１〜５のいずれか
に記載の排水性舗装用改質アスファルト組成物、の各々
によって達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。

【００１２】本発明で用いるストレートアスファルトは
針入度４０を超え，かつ，１００以下のもである。これ
に該当するものとしては，日本工業規格（ＪＩＳ規格）
Ｋ２２０７に規定される針入度グレード４０を超え６０
以下，６０を超え８０以下，８０を超え１００以下の３
種類のストレートアスファルトがある。針入度が４０以
下のものは改質材との相溶性が極端に低下し，また，針
入度が１００を超えるものは改質材の添加量が増大す
る。

【００１３】改質材に使用する熱可塑性エラストマーと
しては，スチレン・ブタジエン系共重合体（ＳＢＲ），
スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（Ｓ
ＢＳ），スチレン・イソプレン・スチレン共重合体（Ｓ
ＩＳ），スチレン・ブブチレ・スチレン共重合体（ＳＢ
ＥＢＳ），エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），
エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ），エ
チレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）等のうち
１種または２種類以上の組み合わせを適宜選択して使用
できる。これらのうち，高温と酸素による二重結合の分
子切断が生じにくく，かつ舗装の耐久性を向上させるた
めに，軟化点や６０℃粘度を高く改質可能なＳＢＳが特
に好ましい。その配合を５〜１２重量部としたのは，５
重量部未満では希望する粘度が得られず，また，１２重
量部を超えると高粘度化し過ぎるからである。

【００１４】芳香族系鉱物油は芳香族系プロセスオイル
で引火点２５０℃以上でかつ環分析での芳香族環（Ｃ
Ａ）が３５〜５０％のものをいう。その配合割合を２〜
１０重量部としたのは，２重量部未満では炭化水素樹脂
を添加できないため，相分離および変質（熱劣化）が改
善されず，また，１０重量部を超えると改質材や炭化水
素樹脂が増大しコストが高くなり経済的でないからであ
る。

【００１５】固形炭化水素樹脂としては，イソプレン２
５〜７０重量％，芳香族系モノオレフィン（スチレン，
α―メチルスチレン等の炭素数１０以下のもの）２５〜
７０重量％および脂肪族モノオレフィン（イソブチレ
ン，シクロペンテン等の炭化水素４〜８のもの）５〜４
０重量％から成る単量体混合物をハロゲン化アルミニュ
ウム系触媒の存在下にカチオン重合して得られる固形炭
化水素樹脂であって軟化点が５０〜１２０℃のものが好
ましく使用できる。その配合割合を２〜１５重量部とし
たのは，２重量部未満ではアスファルトと改質材相溶性
が改善されず，また，１５重量部を超えるとコストが高
くなり経済的でないからである。

【００１６】付着力付与剤としては，エチレン・アクリ
ル酸・無水マレイ酸からなる三元共重合体でメルトフロ
ーレイト（ＪＩＳＫ６７３０）５０〜２００のものが好
ましい。特に，骨材とアスファルトの湿潤性と被覆性を
改良する働きは無水マレイ酸が大きく貢献する。なお，
その配合割合を１〜５重量部としたのは，１重量部未満
ではアスファルトと骨材の付着性が改善されず，また，
５重量部を超えるとコストが高くなり経済的でないから
である。

【００１７】本発明の特徴は前記の炭化水素樹脂と付着
力付与剤を用いたことにあり，そのことによって，溶解
時に異臭を発生せず，また，加熱によるゲル化や粘度変
化が全くなく，熱安定性が非常に優れており，かつ耐水
性に優れていることから骨材とアファルトのはく離現象
を抑制する効果を奏するものである。従って，本発明
は，ハロゲン化アルミニウム系触媒を用いて製造した炭
化水素樹脂とエチレン・アクリル酸・無水マレイ酸から
なる三元共重合体の付着力付与剤を用いることが必須の
要件であり，このどちらか一方かあるいは炭化水素樹脂
を芳香族系の固形炭化水素樹脂の製造に際して一般的に
賞用されるハロゲン化ホウ素系触媒を用いて製造した炭
化水素樹脂を用いるのでは，本発明の効果を得ることは
できない。

【００１８】本発明に係るアスファルト組成物は、排水
性舗装用組成物として、利用される際、従来通りの用法
でよく、例えば舗装表面の空隙率を２０％前後になるよ
うに砕石類に加えられることが好ましい。

【００１９】

【実施例】以下実施例を上げて本発明をさらに具体的に
説明するが，本発明は，これらの実施例に限定されるも
のではない。なお，実施例中の主な評価は，次のように
して求めたものである。

【００２０】加熱貯蔵安定試験：アスファルトと改質材
の相溶性を評価する。５００ｍｌの円筒容器に試料約４
００ｇ採取し，１７５℃に設定した恒温空気槽に所定時
間貯蔵後，室温まで冷却し円筒容器を上，中，下の３つ
に分割しそのアスファルト性状を測定した。

【００２１】薄膜加熱試験：アスファルト舗装要綱に準
拠して行い，施工時の加熱混合状態におけるバインダー
の熱劣化を室内的に評価する方法である。試験温度は１
７５℃行い，その経時時間とアスファルト性状を評価し
た。

【００２２】剥離抵抗性試験（Riedel&Weber Test）：
剥離試験方法の中でも最も苛酷な試験方法であるRiedel
&Weber Testにより評価した。

【００２３】本試験結果は，実際の道路試験結果と良く
対応していると言われている。粒径０．１５〜０．０７
４ｍｍの砕石４３重量部と粒径０．３〜０．１５ｍｍの
砕石４３重量部を混合して１７０℃に加熱する。これに
加熱溶融したアスファルト１４重量部を加えて激しく混
合して１７０℃に加熱する。このアスファルト混合物
０．５ｇを下表に示す所定濃度の炭酸ソーダ溶液２５ｍ
ｌを入れたビーカの中に１分間沸騰させる。砕石とアス
ファルトが完全に剥離し始めた最初の溶液を記録して付
着点数を定める。

【００２４】

【表１】

【００２５】カンタブロ試験：マーシャル供試体をロサ
ンゼルスすりへり試験機に投入し、その飛散抵抗性を評
価する。なお，供試体は２０℃で約２０時間養生後，ド
ラムに鋼球を入れないで３００回転させた後の試料の重
量減少から損失量を求めた。 水浸カンタブロ試験：耐水性を評価する試験で，その方
法は６０℃の水槽に４８時間水浸後，カンタブロ試験と
同様の操作を行い，その損失量を求めた。 ダレ（付着）試験：ステンレス製のバットにアスファル
ト混合物を入れ，１８０℃に設定した恒温空気槽に１時
間養生した時の混合物からダレるアスファルト重量を測
定した。

【００２６】実施例１〜３ （ａ）針入度６８（単位：1/10mm，測定方法ＪＩＳ K２
２０７による。），軟化点４８．５℃（測定方法ＪＩＳ
K２２０７による。）のストレートアスファルト１００
重量部に（ｂ）熱可塑性エラストマー，スチレン・ブタ
ジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ，Ｓ／Ｂ＝
３０／７０），分子量（ＧＰＣで求めた分子量）約１８
万，（ｃ）芳香族系プロセスオイル（表２に示すも
の），（ｄ）炭化水素樹脂（軟化点(R&B)：１００℃）
および（ｅ）付着力付与剤（メルトフロー(JIS K 673
0)：５０〜２００）の添加量を変えて配合したアスファ
ルト性状の測定結果を表３に示す。

【００２７】なお，混合は加熱溶融状態で，卓上オート
ホモミキサーを使用し，十分攪拌して，均一な排水性舗
装用改質アスファルトを得た。また，針入度，軟化点，
タフネス・テナシティはアスファルト舗装要綱に準拠し
て行い，６０℃粘度は石油学会法に準拠して行った。

【００２８】[比較例１〜３]比較例は、（ａ）針入度６
８（単位：1/10mm，測定方法ＪＩＳ K２２０７によ
る。），軟化点４８．５℃（測定方法ＪＩＳ K２２０７
による。）のストレートアスファルト１００重量部に、
（ｂ）熱可塑性エラストマー，スチレン・ブタジエン・
スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ，Ｓ／Ｂ＝３０／７
０），分子量（ＧＰＣで求めた分子量）約１８万，
（ｃ）芳香族系プロセスオイル（表２に示すもの）を添
加したものである。また，比較例２はハロゲン化ホウ素
系触媒を用いて製造した芳香族系の固形炭化水素樹脂
（軟化点(R&B)：１００℃）を，比較例３はさらに付着
改良材（メルトフロー(JIS K 6730)：５０〜２００）を
併用し配合したものである。そのアスファルト性状の測
定結果を表４に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】＊１○：分離なし ×：分離あり ＊２混合および貯蔵試験時に観察 ＊３ＳＢＳ：Ｍｗ（ＧＰＣ）１８万のものと１０万のも
のを６：２の割合で混合したもの

【００３２】

【表４】

【００３３】＊１○：分離なし ×：分離あり ＊２混合および貯蔵試験時に観察 ＊３ＳＢＳ：Ｍｗ（ＧＰＣ）１８万のものと１０万のも
のを６：２の割合で混合したもの 表３および表４から次のことが明らかである。実施例１
〜３および比較例１〜３に示すアスファルトの物理性状
は，ほぼ同等の性状を示す。つまり，軟化点や６０℃粘
度が高い高粘度の排水性舗装として取り扱うことができ
る。しかし，さらに表３に示す本発明の排水性舗装用ア
スファルト組成物の物理的性状の特徴を述べると，実施
例１〜３のいずれも貯蔵安定性に炭化水素樹脂からの異
臭が全くないことである。また，剥離試験においてもア
スファルトと骨材のはく離は認められない。比較例１，
２は加熱貯蔵中にアスファルトと改質材（ＳＢＳ）が分
離し，所期の性能を発揮することが不可能である。また
比較例３のアスファルトは，加熱貯蔵中にアスファルト
の物理性状が急激に変化し同様に所期のの性能を発揮す
ることが不可能であると同時に加熱時に独特の激しい異
臭を発生することから環境面に悪影響を及ぼす可能性が
ある。しかし，実施例１〜３に示すアスファルトには全
くその様な問題が認められないことから，長期加熱貯蔵
後においても所期の性能を十分発揮し，かつ耐水性に優
れた舗装が得られることが期待される。

【００３４】また，実施例１および比較例２の配合の排
水性舗装用アスファルト組成物をバインダーに使用した
アスファルト混合物の試験結果を表４に示す。なお，使
用骨材は６号砕石，細砂，石粉でその骨材粒度分布（１
３ｍｍトップ）は，空隙率が２０％程度になるように配
合設計した。

【００３５】

【表５】

【００３６】

【表６】

【００３７】本結果から表６のアスファルト舗装要綱に
示される目標値（動的安定度は日本道路公団が提案する
目標値）を十分上回っていることが確認できる。また，
耐水性を評価する水浸マーシャル試験，水浸カンタブロ
試験の結果から付着力付与剤を添加したバインダーを使
用したものはその損失率が小さく無添加品に比べ大きく
改良されおり，耐水性が向上したことが伺えることから
も本発明の効果を証明している。即ち，本発明の排水性
舗装用アスファルト組成物は高温貯蔵安定性に飛躍的に
優れ，かつアスファルト混合物の耐水性・耐久性におい
ても優れていることを明白に示す。

【００３８】

【発明の効果】本発明の排水性舗装用改質アスファルト
は，排水性舗装用材料として使用した時，耐水性・耐久
性を向上するに必要なアスファルト性状を備え，かつ高
温加熱貯蔵安定性においてもアスファルトと改質材の分
離が全く無いことから安定したアスファルト混合物が提
供できる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）アスファルト１００重量部に対し，
   （ｂ）熱可塑性エラストマー５〜１２重量部，（ｃ）芳
   香族系鉱物油２〜１０重量部，（ｄ）固形炭化水素２〜
   １５重量部，（ｅ）付着力付与剤１〜５重量部を含有す
   ることを特徴とする排水性舗装用改質アスファルト組成
   物。
2. 【請求項２】アスファルトが針入度が４０を超え１００
   以下の性状を有する請求項１記載の排水性舗装用改質ア
   スファルト組成物。
3. 【請求項３】熱可塑性エラストマーがスチレン・ブタジ
   エン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）である請求
   項１又は２に記載の排水性舗装用改質アスファルト組成
   物。
4. 【請求項４】芳香族系鉱物油が芳香族系プロセスオイル
   で引火点２５０℃以上でかつ環分析での芳香族環（Ｃ
   Ａ）が３５〜５０％である請求項１〜３のいずれかに記
   載の排水性舗装用改質アスファルト組成物。
5. 【請求項５】固形炭化水素がイソプレン２５〜７０重量
   ％，芳香族系モノオレフイン２５〜７０重量％および脂
   肪酸族系モノオレフン５〜４０重量％から成る単量混合
   物をハロゲン化アルミニウム系触媒の存在下にカチオン
   重合して得られる重合体で軟化点５０〜１２０℃のもの
   である請求項１〜４のいずれかに記載の排水性舗装用改
   質アスファルト組成物。
6. 【請求項６】付着力付与剤がエチレン・アクリル酸・無
   水マレイ酸からなる三元共重合体でメルトフローレイト
   （ＪＩＳＫ６７３０）５０〜２００である請求項１〜５
   のいずれかに記載の排水性舗装用改質アスファルト組成
   物。