JP2019019663A - 道路の舗装方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた安定度と応力緩和性を両立する、アスファルト舗装材層が得られる道路の舗装方法を提供する。【解決手段】工程１：アスファルトと、熱可塑性エラストマーと、ポリエステルと、骨材とを混合する、アスファルト混合物を得る工程、及び工程２：前記工程１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を含む道路の舗装方法であって、前記ポリエステルが、９０℃以上１４０℃以下の軟化点を有し、かつ、４０℃以上８０℃以下のガラス転移点を有し、前記ポリエステルの比率が前記アスファルト１００質量部に対し１７質量部超５０質量部以下である、道路の舗装方法。【選択図】なし

Description

本発明は、道路の舗装方法に関する。
自動車道や駐車場、貨物ヤード、歩道などの舗装には、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を短縮できるため、アスファルト混合物を用いるアスファルト舗装が多く行われている。
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おり、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。
特許文献１には、アスファルト１００重量部と、廃トナー１〜１０重量部とを含む廃トナー含有舗装材が記載されている。特許文献１では、当該舗装材により、廃棄物であるトナーを配合して耐流動性、耐磨耗性及び耐クラック性に優れた舗装材を提供すると共に、従来産業廃棄物として処理されていた廃トナーを再利用すると記載されている。
特開２０００−１６９２０８号公報
従来の方法として、特許文献１に記載の方法により舗装を行った場合、重量の大きい車両が通過する等、路面に非常に高い負荷がかかる際に、路面の一部に損傷が表れる等の課題を有していた。そこで、道路の舗装方法として、高温時により高い付加荷重がかかったとしても破壊されない優れた安定度を示し、更には弾性に優れ、クラックの形成されにくい応力緩和性に優れる舗装面を形成できる方法が求められている。
そこで、本発明は、優れた安定度と応力緩和性を両立する、アスファルト舗装材層が得られる道路の舗装方法を提供する。
本発明は、
工程１：アスファルトと、熱可塑性エラストマーと、ポリエステルと、骨材とを混合する、アスファルト混合物を得る工程、及び
工程２：前記工程１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
を含む道路の舗装方法であって、
前記ポリエステルが、９０℃以上１４０℃以下の軟化点を有し、かつ、４０℃以上８０℃以下のガラス転移点を有し、前記ポリエステルの比率が前記アスファルト１００質量部に対し１７質量部超５０質量部以下である、道路の舗装方法に関する。
本発明によれば、優れた安定度と応力緩和性を両立する、アスファルト舗装材層が得られる道路の舗装方法を提供することができる。
［道路の舗装方法］
本発明の道路の舗装方法は、
工程１：アスファルトと、熱可塑性エラストマーと、ポリエステルと、骨材とを混合する、アスファルト混合物を得る工程、及び
工程２：前記工程１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
を含む道路の舗装方法であって、
前記ポリエステルが、９０℃以上１４０℃以下の軟化点を有し、かつ、４０℃以上８０℃以下のガラス転移点を有し、
前記ポリエステルの比率が前記アスファルト１００質量部に対し１７質量部超５０質量部以下である、道路の舗装方法である。
本発明により、優れた安定度と応力緩和性を両立する、アスファルト舗装材層が得られる道路の舗装方法を提供することができる。
その理由は定かではないが、次のように考えられる。
ポリエステルが、所定値以上の軟化点及び所定値以上のガラス転移点を有することで、高い分子間力（ファンデルワールス力）を発揮して、アスファルト改質成分である熱可塑性エラストマーと分子間相互作用し、かつ骨材に吸着しているものと考えられる。
そして、ポリエステルが、所定値以下の軟化点及び所定値以下の範囲のガラス転移点を有することで、熱可塑性エラストマーの可撓性を残すために舗装体の応力緩和性(耐クラックに対する粘り強さ)を残しつつ、極性の高い樹脂が骨材に吸着し、骨材を繋ぎ止めるため、安定度も向上すると考えられる。
本明細書における各種用語の定義等を以下に示す。
「バインダ混合物」とは、アスファルトと熱可塑性エラストマーとを含む混合物を意味し、例えば、後述の熱可塑性エラストマーによる改質アスファルトを含む概念である。
ポリエステル中、「アルコール成分由来の構成単位」とは、アルコール成分の水酸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ル基から水酸基を除いた構造を意味する。
「カルボン酸化合物」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。
カルボン酸化合物がカルボン酸のアルキルエステルである場合、カルボン酸化合物の炭素数には、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。
以下、本発明の製造方法の各工程等を説明する。
〔工程１〕
工程１は、アスファルトと、熱可塑性エラストマーと、ポリエステルと、骨材とを混合する、アスファルト混合物を得る工程である。
＜アスファルト＞
アスファルトとしては、例えば、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、ブローンアスファルトが挙げられる。
ストレートアスファルトとは、原油を常圧蒸留装置，減圧蒸留装置などで処理して得られる残留瀝青物質のことである。
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。
これらの中でも、汎用性の観点からストレートアスファルトが好ましい。
アスファルトの針入度としては、好ましくは４０超えであり、そして、好ましくは１２０以下、より好ましくは８０以下、更に好ましくは６０以下である。針入度の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ２２０７:２００６に規定された方法による。なお、ＪＩＳ Ｋ２２０７:２００６に記載された試験条件の下で、規定の針が試料中に垂直に進入した長さ０．１ｍｍを１として表す。
工程１において、アスファルトの量は、アスファルト、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルの合計量に対して、好ましくは６７質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは７３質量％以上、更に好ましくは７５質量％以上であり、そして、好ましくは８５質量％以下、より好ましくは８３質量％以下である。
＜熱可塑性エラストマー＞
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、単に「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、単に「ＳＢＳ」ともいう）、スチレン／ブタジエンランダム共重合体（以下、単に「ＳＢＲ」ともいう）、スチレン／イソプレンブロック共重合体（以下、単に「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、単に「ＳＩＳ」ともいう）、スチレン／イソプレンランダム共重合体（以下、単に「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が挙げられる。エチレン／アクリル酸エステル共重合体の市販品としては、例えば、「Ｅｌｖａｒｏｙ」（デュポン社製）が挙げられる。
これらの熱可塑性エラストマーの中でも、スチレン／ブタジエンブロック共重合体、スチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体、スチレン／ブタジエンランダム共重合体、スチレン／イソプレンブロック共重合体、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体、スチレン／イソプレンランダム共重合体が好ましく、スチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体、スチレン／ブタジエンランダム共重合体がより好ましい。
工程１において、熱可塑性エラストマーの量は、アスファルト、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルの合計量に対して、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１質量％以上、更に好ましくは１．５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２０質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下、より更に好ましくは７質量％以下である。
工程１において、熱可塑性エラストマーの比率は、アスファルト１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上、更に好ましくは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、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下、更に好ましくは１０質量部以下、更に好ましくは５質量部以下である。
アスファルト及び熱可塑性エラストマーは、これらの混合物であるバインダ混合物として使用されることが好ましい。バインダ混合物としては、改質アスファルトであるストレートアスファルト（以下、「改質アスファルト」ともいう）等が挙げられる。
＜ポリエステル＞
ポリエステルは、優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、９０℃以上１４０℃以下の軟化点を有し、４０℃以上８０℃以下のガラス転移点を有する。
ポリエステルは、熱可塑性エラストマーと分子間相互作用させ、安定度及び応力緩和性をより向上させる観点から、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６０モル％以上含むアルコール成分由来の構成単位と、カルボン酸成分由来の構成単位とを有し、より好ましくは、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を６０モル％以上含むアルコール成分由来の構成単位と、テレフタル酸及びイソフタル酸からなる群から選ばれる１種以上を５０モル％以上含むカルボン酸成分由来の構成単位とを有する。
（アルコール成分）
アルコール成分としては、例えば、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、３価以上８価以下の多価アルコールが挙げられる。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。
アルコール成分は、アスファルト舗装材層の優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を含み、好ましくは式（Ｉ）：

〔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１以上、好ましくは１．５以上であり、そして、１６以下、好ましくは８以下、より好ましくは４以下である〕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。
ポリエステルが、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を６０モル％以上含むアルコール成分由来の構成単位を含むことで、アスファルト改質成分である熱可塑性エラストマーと分子間相互作用し、かつ骨材に吸着しているものと考えられる。これにより熱可塑性エラストマーの可撓性を残すために舗装体の応力緩和性(耐クラックに対する粘り強さ)を残しつつ、剛性の高い樹脂が骨材に吸着し、骨材を繋ぎ止めるため、安定度も向上すると考えられる。特に熱可塑性エラストマーの中では、後述のＳＢＳやＳＢＲがこの効果を発現しやすい。
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、例えば、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以下、単に「ＢＰＡ」ともいう）のプロピレンオキシド付加物、ＢＰＡのエチレンオキシド付加物等が挙げられる。これらの中でも、ＢＰＡのプロピレンオキシド付加物及びＢＰＡのエチレンオキシド付加物の組み合せが好ましい。
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、熱可塑性エラストマーとの分子間相互作用により、優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、好ましくは６５モル％以上、より好ましくは８０モル％以上であり、そして、１００モル％以下である。
アルコール成分中、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、熱可塑性エラストマーとの分子間相互作用により、優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、好ましくは５／９５以上、より好ましくは１０／９０以上であり、そして、好ましくは５０／５０以下、より好ましくは４０／６０以下、更に好ましくは３０／７０以下である。
脂肪族ジオールとしては、例えば、炭素数２以上２０以下の脂肪族ジオールである。脂肪族ジオールとしては、例えば、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、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブテンジオール、１，３−ブタンジオール、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。
３価以上の多価アルコールは、例えば、３価アルコールである。３価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリンが挙げられる。
（カルボン酸成分）
カルボン酸成分としては、例えば、芳香族ジカルボン酸化合物、脂肪族ジカルボン酸化合物、３価以上６価以下の多価カルボン酸化合物が挙げられる。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。
芳香族ジカルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、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。
カルボン酸成分は、優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、テレフタル酸、及びイソフタル酸からなる群から選ばれる１種以上を含み、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種以上の量は、優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、５０モル％以上であり、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは７０モル％以上であり、更に好ましくは７５モル％以上であり、そして、好ましくは９９モル％以下、より好ましくは９５モル％以下、更に好ましくは９０モル％以下である。
脂肪族ジカルボン酸の炭素数は、優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、好ましくは３以上、より好ましくは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以下である。
脂肪族ジカルボン酸化合物としては、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、ドデカン二酸が挙げられる。
以上の脂肪族ジカルボン酸化合物の中でも、優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、炭素数４以上８以下の飽和又は不飽和のジカルボン酸が好ましく、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸がより好ましく、アジピン酸が更に好ましい。
脂肪族ジカルボン酸化合物の含有量は、カルボン酸成分中、優れた安定度と応力緩和性を両立させる観点から、好ましくは１モル％以上、より好ましくは５モル％以上、更に好ましくは１０モル％以上であり、そして、好ましくは３０モル％以下、より好ましくは２５モル％以下である。
３価以上６価以下の多価カルボン酸化合物は、好ましくは３価カルボン酸化合物である。
３価以上６価以下の多価カルボン酸化合物としては、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、ピロメリット酸が挙げられる。
なお、物性調整の観点から、アルコール成分には１価のアルコールが適宜含有されていてもよく、カルボン酸成分には１価のカルボン酸化合物が適宜含有されていてもよい。
〈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〉
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、酸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、更に好ましくは１．１以下である。
〈ポリエステルの物性〉
ポリエステルの水酸基価は、優れた安定度を得る観点から、好ましくは１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは８ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは１３ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、そして、好ましくは３５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、より好ましくは３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは２５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは１４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
ポリエステルの酸価は、骨材への吸着を促進し、アスファルト舗装材層の安定度をより向上させる観点から、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３ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは１２ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、そして、舗装の耐水性を上げる観点から、好ましくは３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは１８ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
ポリエステルの軟化点は、優れた安定度を得る観点から、９０℃以上であり、好ましくは９５℃以上、より好ましくは１００℃以上であり、そして、１４０℃以下であり、好ましくは１２５℃以下、より好ましくは１１５℃以下、更に好ましくは１０８℃以下、更に好ましくは１０５℃以下である。
ポリエステルのガラス転移点は、優れた安定度と応力緩和性を両立する観点、及び、高温におけるアスファルト舗装材層の安定度をより向上させる観点から、４０℃以上であり、好ましくは４５℃以上、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは５５℃以上であり、そして、優れた安定度と応力緩和性を両立する観点、及び、プラントミックスにおけるポリエステルの溶解性を高め、かつ施工時の転圧をスムーズに行う観点から、８０℃以下であり、好ましくは７０℃以下、より好ましくは６０℃以下である。
酸価、水酸基価、軟化点、及びガラス転移点は、実施例に記載の方法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。
〈ポリエステルの製造方法〉
ポリエステルの製造方法は、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及びカルボン酸成分を重縮合することにより製造することができる。
重縮合反応の温度は、特に限定されるものではないが、反応性の観点から、好ましくは１６０℃以上２６０℃以下である。
重縮合反応には、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）化合物を触媒として、アルコール成分とカルボン酸成分との総量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０．２質量部以上、そして、好ましくは１．５質量部以下、より好ましくは０．６質量部以下、用いてもよい。
重縮合反応には、触媒に加えて、没食子酸等のピロガロール化合物をエステル化触媒として、アルコール成分とカルボン酸成分との総量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、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、用いてもよい。
〈ポリエステルの比率〉
ポリエステルの比率は、アスファルト１００質量部に対して、優れた安定度と応力緩和性を両立する観点から、１７質量部超であり、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは２４質量部以上であり、そして、５０質量部以下であり、好ましくは４０質量部以下、より好ましくは３０質量部以下である。
なお、前述のアスファルト、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルを含有する組成物をアスファルト組成物と称する場合がある。
＜骨材＞
骨材としては、例えば、砕石、玉石、砂利、砂、再生骨材、セラミックスなどを任意に選択して用いることができる。
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以下の砕石、粒径範囲４．７５ｍｍ以上１２．５ｍｍ以下の砕石、粒径範囲１２．５ｍｍ以上１９ｍｍ以下の砕石、粒径範囲１９ｍｍ以上３１．５ｍｍ以下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 ５００１−１９９５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（例えば、砂）が含まれていてもよい。フィラーの平均粒径の下限値は、例えば、０．００１ｍｍ以上である。
フィラーの平均粒径は、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。フィラーの平均粒径は、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。ここで、平均粒径とは、体積累積５０％の平均粒径を意味する。
〔フィラー平均粒径の測定方法〕
フィラーの平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所製「ＬＡ−９５０」）を用い、以下に示す条件で測定した値である。
・測定方法：フロー法
・分散媒：エタノール
・試料調製：２ｍｇ／１００ｍＬ
・分散方法：撹拌、内蔵超音波１分
フィラーとしては、砂、フライアッシュ、炭酸カルシウム、消石灰などが挙げられる。このうち、炭酸カルシウムが好ましい。
粗骨材と細骨材との質量比率は、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、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。
骨材の含有量は、アスファルト、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルの合計１００質量部に対して、好ましくは８００質量部以上、より好ましくは９００質量部以上、より好ましくは１０００質量部以上であり、そして、好ましくは２５００質量部以下、より好ましくは２０００質量部以下、更に好ましくは１５００質量部以下である。
＜アスファルト混合物＞
アスファルト混合物は、前述のアスファルト、熱可塑性エラストマー、ポリエステル及び骨材を含有する。
アスファルト混合物中のアスファルト、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルの合計含有量は、好ましくは２質量％以上、より好ましくは３質量％以上、更に好ましくは４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１０質量％以下、更に好ましくは９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は、以下のとおりである。
（１）一例のアスファルト混合物は、例えば、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、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルとを含む（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、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルとを含む（密粒度アスファルト）。
（３）一例のアスファルト混合物は、例えば、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、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルとを含む（ポーラスアスファルト）。
本発明においては、さらに必要に応じて、その他の成分を配合することができる。
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、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準じて決定している。
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、熱可塑性エラストマー及びポリエステルの合計量に相当する。したがって、通常、前記最適アスファルト量を、アスファルト、熱可塑性エラストマー及びポリエステルの合計配合量とすることが好ましい。
但し、「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。
＜工程１の条件＞
工程１のアスファルトと、熱可塑性エラストマーと、ポリエステルと、骨材との混合方法は、特に制限はなく、いかなる方法で製造してもよく、通常、骨材とアスファルトとを含むアスファルト混合物の製造方法に準じて行えばよい。
アスファルト、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルは、骨材を添加する前に予め混合してもよい。
アスファルト、熱可塑性エラストマー、及びポリエステルの混合において、アスファルト、熱可塑性エラストマー及びポリエステルを混合する温度は、好ましくは１３０℃以上、より好ましくは１５０℃以上であり、そして、好ましくは２３０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。
混合時の撹拌速度は、好ましくは１００ｒｐｍ以上、より好ましくは２００ｒｐｍ以上であり、そして、好ましくは１０００ｒｐｍ以下、より好ましくは８００ｒｐｍ以下である。
工程１は、好ましくは加熱した骨材と、前述のアスファルトと、熱可塑性エラストマーと、ポリエステルとを混合する工程である。
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挙げられる。いずれも加熱した骨材にアスファルト、熱可塑性エラストマー、ポリエステルを添加する方法である。添加方法は、例えば、供試体の強度の指標となるマーシャル安定度と供試体の粘り強さの指標となるフロー値を両立させる観点から、アスファルト、熱可塑性エラストマー、ポリエステルを予め溶解させたプレミックス方式、又はアスファルトに熱可塑性エラストマーを溶解させた改質アスファルトを添加し、その後にポリエステルを投入するプラントミックス法が挙げられる。これらの中でも、プラントミックス方式が好ましい。
より具体的には、アスファルト混合物の製造方法は、当該混合する工程において、好ましくは、
（ｉ）加熱した骨材に、アスファルト及び熱可塑性エラストマーを添加及び混合した後、ポリエステルを添加及び混合する、又は、
（ii）加熱した骨材に、アスファルト、熱可塑性エラストマー及びポリエステルを同時に添加及び混合する。
これらの中でも、（ｉ）の方法が好ましい。
工程１において、加熱した骨材の温度は、アスファルト舗装材層の優れた安定度と応力緩和性を両立する観点から、ポリエステルの軟化点よりも高い温度が好ましく、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、より好ましくは２１０℃以下、更に好ましくは２００℃以下である。
工程１において、混合温度は、ポリエステルの軟化点よりも高い温度が好ましく、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、より更に好ましくは１７５℃以上であり、そして、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。
工程１における混合時間は、例えば、３０秒以上、好ましくは１分以上、より好ましくは２分以上、更に好ましくは５分以上であり、時間の上限は、特に限定されないが例えば約３０分程度である。
工程１では、アスファルト舗装材層の優れた安定度と応力緩和性を両立する観点から、前述の混合後、得られた混合物をポリエステルの軟化点よりも高い温度以上で保持する工程を有することが好ましい。
保持する工程においては、混合物を更に混合してもよいが、前述の温度以上を保持していればよい。
保持する工程において、混合温度は、ポリエステルの軟化点よりも高い温度が好ましく、より好ましくは１３０℃以上、更に好ましくは１５０℃以上、より更に好ましくは１７０℃以上、より更に好ましくは１７５℃以上であり、そして、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。
保持する工程における保持時間は、好ましくは０．５時間以上、より好ましくは１時間以上、更に好ましくは１．５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。
〔工程２〕
工程２は、工程１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である。
アスファルト舗装材層は、基層又は表層であることが好ましい。
アスファルト混合物は、通常と同様の施工機械編成で、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、ポリエステルの軟化点よりも高い温度が好ましく、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］
〔ポリエステルの酸価、及び水酸基価〕
ポリエステルの酸価、及び水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ ００７０：１９９２の方法に基づき測定した。但し、測定溶媒のみＪＩＳ Ｋ ００７０：１９９２に規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒（アセトン：トルエン＝１：１（容量比））に変更した。
〔ポリエステルの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℃まで昇温しながら示差走査熱量を測定した。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。
［評価］
〔マーシャル安定度、及びマーシャルフロー値〕
マーシャル試験機「Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ．−５０４」（株式会社 ナカジマ技販製）を用いて、直径１００ｍｍ、厚さ約６３ｍｍの円筒形アスファルト舗装材層供試体の側面を、円弧形２枚の載荷板ではさみ、供試体温度が６０℃にて、載荷速度 ５０ｍｍ/ｍｉｎにより直径方向に破壊するまで荷重を加えた。破壊するまでに示す最大荷重をマーシャル安定度とし、それに対応する変形量をマーシャルフロー値とした。マーシャル安定度の値が大きいほど、安定度に優れ、それに対応するマーシャルフローの値が大きいほど、応力緩和性に優れる。
［ポリエステルの製造］
製造例１、２、５（樹脂Ａ−１，Ａ−２，Ａ−５）
表１に示す樹脂のアルコール成分と、テレフタル酸を、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてジ（２−エチルヘキサン酸）錫（II）２０ｇ、及び没食子酸２ｇを添加し、マントルヒーター中で３時間かけて２３５℃まで昇温を行い２３５℃到達後７時間保持した後８．０ｋＰａにて１時間減圧反応を行った。その後、１８０℃まで冷却後、アジピン酸を投入し、２１０℃まで２時間かけて昇温後２１０℃で１時間保持し、８．０ｋＰａにて減圧反応を行った後、表に示す軟化点に達するまで反応を行い、目的の樹脂Ａ−１、Ａ−２、Ａ−５を得た。
製造例３（樹脂Ａ−３）
表１に示す樹脂のアルコール成分と、テレフタル酸と、ジ（２−エチルヘキサン酸）錫（II）２０ｇと、没食子酸２ｇを添加し、温度計、ステンレス製撹拌棒、脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した１０リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、２３０℃にて８時間反応させた。その後２３０℃にて８ｋＰａ減圧条件下所望の物性になるまで反応させ、目的の樹脂Ａ−３を得た。
製造例４（樹脂Ａ−４）
表１に示す樹脂のアルコール成分と、テレフタル酸と、ジ（２−エチルヘキサン酸）錫（II）２０ｇと、没食子酸２ｇを添加し、温度計、ステンレス製撹拌棒、脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した１０リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、２３０℃にて８時間反応させた。その後８ｋＰaの減圧条件下にて１時間反応させた後、１６０℃に温度を下げて、残りの酸を加え、２３０℃まで４時間かけて昇温した。２３０℃にて８ｋＰａ減圧条件下所望の物性になるまで反応させ、目的の樹脂Ａ−４を得た。
実施例１
１９０℃に予め加熱したＣａｒｒｅｔｅｒａ産骨材（骨材Ｇｒａｖa ２３００ｇ、骨材Ｓｅｌｌｏ ２３００ｇ、骨材Ａｒｅｎａ ４６００ｇ（骨材の組成は以下を参照））９２００ｇをアスファルト用混合機に入れ、１９０℃にて３０秒間混合した。次いでＳＢＳを２．２質量％含有する改質アスファルト６６０ｇを加え、アスファルト用混合機にて１分間混合した。次に樹脂Ａ−１を１６５ｇ添加し１分間混合した後、１８０℃で２時間保管し、アスファルト混合物を得た。得られたアスファルト混合物の温度を１８０℃に保った状態で、マーシャル安定度試験機のモールドに入れ、マーシャル自動突き固め装置にて、４５ｃｍの高さから４．５ｋｇの重りを落下させ、片面あたり７５回突き固め、両面突き固めることによって充填し、アスファルト舗装材層供試体を得た。得られたアスファルト舗装材層供試体を使用して、各種評価試験を行った。
アスファルト混合物の成分比率を表２に、各種評価試験結果を表３に示した。
＜Ｃａｒｒｅｔｅｒａ(メキシコ)産骨材の組成＞
通過質量％：
ふるい目 １９ ｍｍ： ９８．７質量％
ふるい目 １２．５ ｍｍ： ８４．４質量％
ふるい目 ９．５ ｍｍ： ７６．７質量％
ふるい目 ４．７５ｍｍ： ５７．５質量％
ふるい目 ２．３６ｍｍ： ３４．３質量％
ふるい目 １．１８ｍｍ： ２２．６質量％
ふるい目 ０．６ ｍｍ： １３．８質量％
ふるい目 ０．３ ｍｍ： １０．３質量％
ふるい目 ０．１５ｍｍ： ７．８質量％
ふるい目 ０．０７５ｍｍ： ４．６質量％
実施例２〜４
表２及び表３に示した種類及び量の成分としたこと以外、実施例１と同様にして、供試体を得た。各種評価試験を行い、その結果を表３に示した。
比較例１〜３
表２及び表３に示した種類及び量の成分としたこと以外、実施例１と同様にして、供試体を得た。各種評価試験を行い、その結果を表３に示した。
以上、実施例のアスファルト混合物によれば、比較例のものと比較して、優れた安定度と応力緩和性を両立する、アスファルト舗装材層が得られることが分かる。

Claims (7)

  1. 工程１：アスファルトと、熱可塑性エラストマーと、ポリエステルと、骨材とを混合する、アスファルト混合物を得る工程、及び
    工程２：前記工程１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
    を含む道路の舗装方法であって、
    前記ポリエステルが、９０℃以上１４０℃以下の軟化点を有し、かつ、４０℃以上８０℃以下のガラス転移点を有し、
    前記ポリエステルの比率が前記アスファルト１００質量部に対し１７質量部超５０質量部以下である、道路の舗装方法。
  2. 前記ポリエステルが、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を６０モル％以上含むアルコール成分由来の構成単位と、カルボン酸成分由来の構成単位とを有する、請求項１に記載の道路の舗装方法。
  3. 前記ポリエステルが、１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の水酸基価を有する、請求項１又は２に記載の道路の舗装方法。
  4. 前記ポリエステルが、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物を６０モル％以上含むアルコール成分由来の構成単位と、テレフタル酸及びイソフタル酸からなる群から選ばれる１種以上を５０モル％以上含むカルボン酸成分由来の構成単位とを有する、請求項１〜３のいずれかに記載の道路の舗装方法。
  5. 前記ポリエステルが、芳香族ジカルボン酸化合物を、カルボン酸成分中５０モル％以上含む、請求項１〜４のいずれかに記載の道路の舗装方法。
  6. 前記熱可塑性エラストマーが、スチレン／ブタジエンブロック共重合体、スチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体、スチレン／ブタジエンランダム共重合体、スチレン／イソプレンブロック共重合体、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体、スチレン／イソプレンランダム共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、及びエチレン／アクリル酸エステル共重合体からなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１〜５のいずれかに記載の道路の舗装方法。
  7. 前記熱可塑性エラストマーが、スチレン／ブタジエンブロック共重合体、スチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体、スチレン／ブタジエンランダム共重合体、スチレン／イソプレンブロック共重合体、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体、及びスチレン／イソプレンランダム共重合体からなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１〜６のいずれかに記載の道路の舗装方法。
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