JP3848935B2

JP3848935B2 - 舗装用アスファルト

Info

Publication number: JP3848935B2
Application number: JP2003189048A
Authority: JP
Inventors: 勲本城; 健一小林; 孝男品田; 勝彦石川
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP2005023173A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は重交通道路舗装用アスファルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の道路舗装用アスファルトは、原油を常圧蒸留して得られた常圧残油をさらに減圧蒸留して得られる２５℃における針入度４０〜１００のストレートアスファルトが使用されているが、重交通道路においてわだち掘れが顕著となり、車両の走行安全に支障をきたすという問題がある。
【０００３】
この対策として、わだち掘れの少ない、２５℃における針入度４０〜１００で、６０℃における粘度が従来のストレートアスファルトより高いアスファルトが要求されている。
【０００４】
そこで、従来は原油を蒸留して得られる減圧残油を、さらに２００〜３００℃の加熱下で空気を数時間吹き込んで製造したセミブロ一ンアスフアルトを用いていた（非特許文献１参照）。このセミブローンアスファルトは、アスファルト舗装道路のわだち掘れを防止する改質アスファルトである。しかしながら、セミブローンアスファルトを製造する方法はストレートアスファルトの製造方法に比べて、蒸留操作に加えて煩雑なブローイング操作（減圧残油をさらに２００〜３００℃の加熱下で空気を数時間吹き込む操作）が必要であり、また反応に伴う廃ガスの処理設備が必要という欠点がある。またセミブローンアスファルトで舗装した道路ではひび割れを起こし易い。
さらに、セミブローンアスファルトは輸送時、貯蔵時および道路舗装用骨材との混合時の加熱で、変質しやすいという欠点がある。
【０００５】
【非特許文献１】
多田、伊藤、アスファルト、（社）日本アスファルト協会、Ｖｏｌ.２３、Ｎｏ．１５７、４１ページ
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐わだち掘れ性に優れ、かつ熱安定性に優れた舗装用アスファルトを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定な性状を有する鉱油系アスファルトが、耐わだち掘れ性および熱安定性に優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の第１は、２５℃における針入度が３０〜８０、芳香族分の数平均分子量が８５０以上、レジン分の数平均分子量が１４００以上であることを特徴とする舗装用アスファルトに関するものである。
【０００９】
本発明の第２は、本発明の第１の舗装用アスファルトが、（１）減圧蒸留のカット温度が６００℃未満、２５℃における針入度が１００以下、２５℃における針入度が４０〜１００の範囲でＰＶＮが−０．５以上のストレートアスファルトが得られる原油、
（２）減圧蒸留のカット温度が６００℃以上、２５℃における針入度が１００以上の減圧残油が得られる原油、
を混合し、常圧蒸留した後、減圧蒸留を行うことによって得られるものであることを特徴とする舗装用アスファルトに関するものである。
【００１０】
本発明の第３は、本発明の第１の舗装用アスファルトが、脱れきアスファルトに沸点４００℃以上の脱れき油または留出油を混合することによって得られるものであることを特徴とする舗装用アスファルトに関するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のアスファルトは、わだち掘れを起こりにくくし、施工時の作業性の悪化を防止する観点から、２５℃における針入度が３０〜８０、好ましくは４０〜８０、さらに好ましくは４０〜６０、芳香族分の数平均分子量が８５０以上、好ましくは８５０〜２５００、さらに好ましくは１０００〜２０００、レジン分の数平均分子量が１４００以上、好ましくは１４００〜３０００、さらに好ましくは１５００〜２５００である。
【００１２】
芳香族分の数平均分子量が８５０未満、レジン分の数平均分子量が１４００未満の場合には、６０℃における粘度が式（１）で求めた値より低くなり、重交通道路においてわだち掘れが起こり易くなる。
【００１３】
１ｏｇＹ＝６．１６−０．１０９ＰＴ＋１．８４×１０^−３ＰＴ^２−１．５３×１０^−５ＰＴ^３＋４．８０×１Ｏ^−８ＰＴ^４ ……（１）
この式（１）において、
Ｙ＝アスファルトの６０℃における粘度（ポアズ（Ｐ））
ＰＴ＝アスファルトの２５℃における針入度
【００１４】
また芳香族分の数平均分子量が８５０未満あるいはレジン分の数平均分子量が１４００未満の場合であっても、６０℃における粘度が式（１）で求めた値より高くなる場合があるが、このアスファルトは薄膜加熱試験による６０℃粘度比が３．０以上となり、熱安定性が劣る。例えばセミブローンアスファルトが挙げられる。
【００１５】
また、本発明のアスファルトの芳香族分およびレジン分の分子量分布としては芳香族分の分子量が好ましくは８５０以上の割合が６０％以上、さらに好ましくは１０００〜１００００の割合が４５％以上、特に５０〜９５％で、かつ、レジン分の分子量が好ましくは１４００以上の割合が６０％以上、さらに好ましくは１５００〜１００００の割合が４５％以上、特に５０〜９５％の範囲である。
【００１６】
本発明のアスファルトは以下の組成を有する。その組成として、飽和分は好ましくは８〜３０質量％、より好ましくは１０〜２５質量％で、芳香族分は好ましくは２５〜６０質量％、より好ましくは３０〜５５質量％で、レジン分は好ましくは１２〜３５質量％、より好ましくは１５〜３０質量％の範囲である。アスファルテン分は好ましくは１〜３０質量％、より好ましくは８〜２５質量％の範囲である。
【００１７】
なお、本発明でいうアスファルテン分、レジン分、芳香族分および飽和分は石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ−２２−８３のアスファルトのカラムクロマトグラフィーによる組成分析法で測定した。数平均分子量はＡＳＴＭＤ２５０３に準拠した蒸気圧浸透圧法で測定した。分子量分布はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）分析法で測定した。分析条件は、カラム：東ソー（株）製Ｇ３０００Ｈ８・Ｇ２０００Ｈ８、溶媒：テトラヒドロフラン、温度：２３℃であり、検量線の作成にはポリスチレン標準物質を用いた。
【００１８】
本発明のアスファルトの製造方法は、例えば、下記に示す（１）の原油（以下原油（１）という。）と（２）の原油（以下原油（２）という。）を混合し、常圧蒸留した後、減圧蒸留を行なうことにより製造できる。
【００１９】
（１）減圧蒸留のカット温度が６００℃未満で、２５℃における針入度が１００以下、２５℃における針入度が４０〜１００の範囲でＰＶＮが−０．５以上のストレートアスファルトが得られる原油。
【００２０】
（２）減圧蒸留のカット温度が６００℃以上で、２５℃における針入度が１００以上、の性状を有する減圧残油が得られる原油。
【００２１】
前記のＰＶＮ（ＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＶｉｓｃｏｓｉｔｙＮｕｍｂｅｒ）は次式で表わされる。
ＰＶＮ＝［（ｌｏｇＬ−ｌｏｇＸ）／（ｌｏｇＬ−ｌｏｇＭ）］×（−１．５）
ｌｏｇＬ＝４．２５８００−０．７９６７４ｌｏｇＰＴ
ｌｏｇＭ＝３．４６２８９−０．６１０９４ｌｏｇＰＴ
Ｌ：ＰＶＮ＝０．０における１３５℃動粘度（ｃＳｔ）
Ｍ：ＰＶＮ＝−１．５における１３５℃動粘度（ｃＳｔ）
Ｘ：アスファルトの１３５℃動粘度（ｃＳｔ）
ＰＴ：アスファルトの２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）
【００２２】
前記性状のストレートアスファルトあるいは減圧残油が得られればどんな種類の原油でもよい。
【００２３】
原油（１）としては、中間基原油およびナフテン基原油が好ましく、例えばカフジ原油、アラビアンヘビー原油、マヤ原油、ボスカン原油、フート原油、クェート原油、ラタウェー原油、アルライアン原油、エシオン原油、ソリューシュ原油等が挙げられる。これらの原油は混合して用いることができる。中間基原油の内、好ましいのはカフジ油、マヤ油、ラタウェー原油、アルライアン原油、エシオン原油、ソリューシュ原油である。
【００２４】
原油（２）としては、中問基原油が好ましく、例えばマーバン原油、ベリー原油、ウムシャイフ原油、ロアーザクム原油、オマーン原油、エコフィスク原油、スエズミックス原油、アラビアンエキストラライトが挙げられる。これらの原油は混合して用いることができる。
【００２５】
原油（１）と原油（２）の混合割合は、２〜９５容量％：９８〜５容量％（全体で１００容量％）が好ましく、さらに５〜９０容量％：９５〜１０容量％が好ましい。
【００２６】
原油（１）と原油（２）との混合原油を常圧蒸留した残油からストレートアスファルトを採取する際の減圧蒸留のカット温度は６５０℃未満、好ましくは４５０〜５９０℃の範囲である。この減圧蒸留のカット温度はアスファルトの２５℃における針入度が３０〜８０になるように選択する。
【００２７】
本発明において、原油の常圧蒸留、減圧蒸留は通常の方法で行うことができる。
【００２８】
また、溶剤脱れきで得られた脱れきアスファルトに、沸点４００℃以上の脱れき油または留出油等を混合することによっても本発明の舗装用アスファルトが製造できる。脱れきアスファルトとは原油から得られる減圧残油を溶剤脱れき法（溶剤としてプロパン、ブタン、ｎ一ペンタン等を用い、圧力２０〜４０ｋｇ／ｃｍの加圧下で、抽出温度４０〜１９０℃の条件で抽出を行う）で、溶剤に抽出されずに残ったアスファルテン分を１３質量％以上含む残油である。脱れき油は前記溶剤脱れき法で溶剤に抽出された飽和分の多い、沸点が４００℃以上、好ましくは５００〜７５０℃の油である。留出油は減圧蒸留で得られた、沸点が４００℃以上、好ましくは４５０〜６００℃の留分である。
【００２９】
脱れき油および留出油の飽和分含有量は、６質量％以上が好ましく、さらに６〜５０質量％が好ましく、特に１５〜４０質量％が好ましい。飽和分の測定はＡＳＴＭＤ２５４９“ＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｆｏｒＳｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅＡｒｏｍａｔｉｃｓａｎｄＮｏｎａｒｏｍａｔｉｃｓＦｒａｃｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈ−ＢｏｉｌｉｎｇＯｉｌｓｂｙＥｌｕｔｉｏｎＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ”で規定された溶出クロマト分析法で行なった。
【００３０】
脱れきアスファルトに対する脱れき油または留出油の混合割合は、好ましくは５〜８０質量％、さらに好ましくは５〜７０質量％の範囲である。脱れき油または留出油の混合割合は、混合したアスファルトの飽和分が好ましくは８〜３０質量％、さらに好ましくは１０〜２５質量％、芳香族分が好ましくは２５〜６０質量％、さらに好ましくは３０〜５５質量％になるように選択する。
【００３１】
脱れきアスファルトと脱れき油または留出油の混合割合は、アスファルトの針入度が３０〜８０になるように混合する。
【００３２】
本発明において、原油（１）と原油（２）の混合方法、あるいは脱れきアスファルトと脱れき油または留出油の混合方法は通常の方法で行なうことができる。例えば、タンクブレンド、ラインブレンドミキサー等がある。タンクブレンドとは、タンク内でジェットミキサー、プロペラミキサー等で混合する方法である。ラインブレンドミキサーとは、配管で・移送する際に配管内を乱流にして混合する方法である。
【００３３】
【実施例】
以下に、本発明を次の実施例等により詳細に説明する。
原油（１）、原油（２）に分類される原油から得られたストレートアスファルトおよび減圧残油の減圧蒸留のカット温度、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）、ＰＶＮの値を表１に示す。
【００３４】
＜実施例１＞
原油（Ａ）（原油（１））５０容量％と原油（ａ）（原油（２））５０容量％を混合し、この混合原油を常圧蒸留し、得られた常圧残油をカット温度５７０℃まで減圧蒸留してストレートアスファルトを得た。その性状を表２に示した。
【００３５】
＜実施例２＞
原油（Ｂ）（原油（１））５０容量％と原油（ｂ）（原油（２））５０容量％を混合し、この混合原油を常圧蒸留し、得られた常圧残油をカット温度５６０℃まで減圧蒸留してストレートアスファルトを得た。その性状を表２に示した。
【００３６】
＜実施例３＞
原油（Ｃ）（原油（１））５０容量％と原油（ｃ）（原油（２））５０容量％を混合し、この混合原油を常圧蒸留し、得られた常圧残油をカット温度５５０℃まで減圧蒸留してストレートアスファルトを得た。その性状を表２に示した。
【００３７】
＜実施例４＞
原油（Ｄ）の減圧残油をｎ−ペンタンで溶剤脱れき処理して得られた脱れきアスファルト（針入度０、軟化点１６６℃）３９容量％と脱れき油（１００℃動粘度３０ｃＳｔ）６１容量％を混合して、ストレートアスファルトを得た。その性状を表２に示した。脱れきアスファルトおよび脱れき油の性状を表３にそれぞれ示した。
【００３８】
＜実施例５＞
実施例４と同様の脱れきアスファルト（針入度０、軟化点１６６℃）５０容量％と留出油（１００℃動粘度１８ｃＳｔ）５０容量％を混合して、ストレートアスファルトを得た。その性状を表２に示した。脱れきアスファルトおよび留出油の性状を表３にそれぞれ示した。
【００３９】
＜比較例１＞
市販のストレートアスファルトの性状を表２に示した。
【００４０】
＜比較例２＞
市販のセミブローンアスファルト１の性状を表２に示した。
【００４１】
＜比較例３＞
市販のセミブローンアスファルト２の性状を表２に示した。
【００４２】
【表１】

【００４３】
＊１：薄膜加熱試験の６０℃粘度比はＪＩＳＫ２２０７に従って測定した。
【００４４】
【表２】

【００４５】
【表３】

【００４６】
実施例１〜５で得られたアスファルトは６０℃における粘度が前記の式（１）で求めた値より大きく、薄膜加熱試験による６０℃粘度比が２．０〜２．４と小さく、耐わだち掘れ性および熱安定性に優れていることが明らかである。
【００４７】
比較例１は６０℃における粘度が前記の式（１）で求めた値より小さいので、耐わだち掘れ性が劣る。
【００４８】
比較例２および３は薄膜加熱試験による６０℃粘度比が３．Ｏ以上であるので、熱安定性が劣る。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のアスファルトは、６０℃における粘度が式（１）で求めた値以上になり、耐わだち掘れ性が優れ、また、薄膜加熱試験後の６０℃粘度比が３．０未満、好ましくは１．５〜２．５の範囲内となり、熱安定性が優れている。
【００５０】
このアスファルトを用いれば、従来のストレートアスファルトに比べ、アスファルト舗装道路においてわだち掘れが非常に少なくなるという利点がある。また、ゴムや熱可塑性樹脂を添加した改質アスファルトの基材としても優れている。
【００５１】
また、従来のセミブローンアスファルトの製造における、原油を蒸留して減圧残油を得た後、さらにこの減圧残油を煩雑なブローイング操作を行う必要がなく、簡単な操作で目的のアスファルトが得られるという利点がある。また、セミブローンアスファルトで舗装した道路ではひび割れが起こり易く、さらに、セミブローンアスファルトは輸送時、貯蔵時、道路舗装用骨材との混合時の加熱で変質し易いが、本発明で得られたアスファルトはこれらの問題が殆どない。

Claims

２５℃における針入度が３０〜８０、芳香族分の数平均分子量が８５０以上、レジン分の数平均分子量が１４００以上である舗装用アスファルトであって、
アスファルトの６０℃における粘度が、次ぎの式（１）により求められる値を上回るものであることを特徴とする舗装用アスファルト。
１ｏｇＹ＝６．１６−０．１０９ＰＴ＋１．８４×１０ ^−３ＰＴ ^２ −１．５３×１０ ^−５ＰＴ ^３＋４．８０×１０ ^−８ＰＴ ^４ ……（１）
この式（１）において、
Ｙ＝アスファルトの６０℃における粘度（ポアズ（Ｐ））
ＰＴ：アスファルトの２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）
（１）減圧蒸留のカット温度が６００℃未満、２５℃における針入度が１００以下、２５℃における針入度が４０〜１００の範囲でＰＶＮが−０．５以上のストレートアスファルトが得られる原油、
（２）減圧蒸留のカット温度が６００℃以上、２５℃における針入度が１００以上の減圧残油が得られる原油、
を混合し、常圧蒸留した後、減圧蒸留を行うことによって得られる、２５℃における針入度が３０〜８０、芳香族分の数平均分子量が８５０以上、レジン分の数平均分子量が１４００以上である舗装用アスファルト。
ここで、前記ＰＶＮ（ Penetration Viscosity Number ）は、次式で表わされるものである。
ＰＶＮ＝［（ｌｏｇＬ−ｌｏｇＸ）／（ｌｏｇＬ−ｌｏｇＭ）］×（−１．５）
ｌｏｇＬ＝４．２５８００−０．７９６７４ｌｏｇＰＴ
ｌｏｇＭ＝３．４６２８９−０．６１０９４ｌｏｇＰＴ
Ｌ：ＰＶＮ＝０．０における１３５℃動粘度（ｃＳｔ）
Ｍ：ＰＶＮ＝−１．５における１３５℃動粘度（ｃＳｔ）
Ｘ：アスファルトの１３５℃動粘度（ｃＳｔ）
ＰＴ：アスファルトの２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）
アスファルトの芳香族分およびレジン分の分子量分布としては芳香族分の分子量が８５０以上の割合が６０質量％以上で、かつ、レジン分の分子量が１４００以上の割合が６０質量％以上である請求項１記載の舗装用アスファルト。