JP4067161B2 - 舗装用改質アスファルト組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舗装用改質アスファルトに関するものである。さらに詳しくは、車道、歩道、公園等にアスファルト舗装を行う際の密粒度混合物を用いた通常舗装混合物あるいは開粒度混合物を用いた排水性舗装に用いる改質アスファルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路舗装用のアスファルト材料としては、ストレートアスファルト及び改質アスファルトが主として用いられている。このうちストレートアスファルトの性能を改善した改質アスファルトには、ストレートアスファルトにゴム、熱可塑性エラストマーを単独、または両者を併用添加したゴム・熱可塑性エラストマー入りアスファルトとストレートアスファルトを原料油とし、高温下で空気を吹き込む操作、すなわちブローイング操作を行うことにより、感温性を改善し、かつ６０℃における粘度を８００から１２００Ｐａ・Ｓ（パスカル秒）に高めたセミブローンアスファルトがある。ストレートアスファルトに比べ、改質アスファルトは、重車両交通によるわだちぼれやタイヤチェーン等による磨耗抵抗性を高めており、アスファルト混合物性能の向上が図られている。なかでも雨天時における舗装表面上の滞水を防ぎ、自動車の高速走行時のハイドロプレーニング低減効果や騒音低減効果の高い開粒度混合物に用いらる排水性舗装用高粘度バインダーは、耐流動効果が高くなるように、６０℃粘度を２００００Ｐａ・ｓ以上、骨材との把握力を示す指標であるタフネス、テナシティに関しては、それぞれ２０Ｎ・ｍ以上、１５Ｎ・ｍ以上のように改質アスファルト協会での規格は定められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ゴム・熱可塑性エラストマー入りアスファルトは、ゴム・熱可塑性エラストマーの添加により６０℃粘度、タフネス、テナシティが増大するという改質効果があるものの、従来のゴム・熱可塑性エラストマー入りアスファルトは、ベースアスファルトと改質材との相溶性が十分でなく、改質効果が低く、また、加熱貯蔵安定性が低下し、加熱貯蔵時に膜を張る場合もあり、満足な効果が得られていなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の組成を持ち、かつ式（１）または（２）を満たすアスファルト類に、特定の改質材を配合した舗装用改質アスファルト組成物は、耐流動性としての指標である６０℃粘度が高く、さらに骨材の把握力を示す指標の１つであるタフネスが高く、さらには加熱貯蔵安定性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、式（１）または（２）を満たし、かつ芳香族分質量に対するアスファルテン質量の比（ＡＳ／ＡＲ）が０〜０．２５であり、アスファルテン分量が０〜３０質量％、芳香族分量が１〜１００質量％であるアスファルト類に、改質材として、スチレン含有量が３０〜４５質量％、重量平均分子量が１００，０００〜３００，０００のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー、及び軟化点が８０〜１４５℃、数平均分子量が３００〜１３００、重量平均分子量が４００〜２８００の石油樹脂のうち少なくとも１種が配合されており、配合されているときのスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー、又は石油樹脂の含有量がそれぞれアスファルト類と前記各改質材の合計量の３〜３０質量％であることを特徴とする舗装用改質アスファルト組成物を提供するものである。
以下、本発明の詳細を説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で使用するアスファルト類は、式（１）または（２）を満たすアスファルト類であり、かつアスファルト類の組成が、アスファルト類の全体量に対して、アスファルテン分が０〜３０質量％、好ましくは０〜２０質量％であり、芳香族分が１〜１００質量％、好ましくは１０〜１００質量％である。
アスファルテン分が３０質量％を超える場合、ベースとなるアスファルト類が硬くなり過ぎ、低温ひび割れや施工性の面で好ましくない。また、アスファルテン分のような高分子量成分が多過ぎると、改質材との相溶性の面でも好ましくない。
ベースとなるアスファルト類の式（１）または式（２）におけるＺ１値は０．５２を超え、０．９８以下の値であり、Ｚ２値は０．５７を超え、０．９１以下の値である。Ｚ１、Ｚ２がこの範囲以外である場合、改質材を添加すると、改質材がアスファルト中に島状に点在し、改質材の分散状態が低下し、改質効果も小さく、加熱貯蔵時に膜を生成しやすいため好ましくない。
【０００６】
上記アスファルト類は、具体的には、例えば各種原油を常圧蒸留装置及び減圧蒸留装置にかけ、軽質分を除去して得られる瀝青物質であるストレートアスファルト、原油を減圧蒸留した際の減圧蒸留留出油、溶剤脱れきアスファルト、もしくはストレートアスファルトを常圧下で２３０〜２７０℃の温度で空気を吹き込み、構成している炭化水素に脱水素重合、縮合反応を起こさせてコンシステンシーの高い状態にしたセミブローンアスファルトやブローンアスファルト等が挙げられる。
アスファルト類は、１種単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。
上記記載における組成は、石油学会法（ＪＰＩ−５Ｓ−２２）による組成分析試験結果であり、数平均分子量（ＭＮ）および重量平均分子量（ＭＷ）は、ゲルパーミネーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法で測定し、ポリスチレン換算で求めた。
【０００７】
本発明の式において構成されるのは、アスファルテンと芳香族分の比だけではなく、分子量や分子量の比または、両者の組み合わせにより構成されるものである。従って以下の組成や分子量に関する記述は、目安となるものである。
ＭＷ／ＭＮは分子量分布の尺度となる値であり、その値が大きいほど、分子量分布が広いといえる。故に、ＭＷ／ＭＮが大きいものは、平均分子量は小さくても、高分子量成分が多く存在する可能性がある。そして高分子量成分が多く存在すると、改質材の分散状態が低下する。ＭＷ／ＭＮの好ましい範囲は、１〜５である。
また、ＡＳ／ＡＲは、改質材の溶解成分として重要な尺度である。その値が大きければ、改質材を溶解することができず、改質アスファルトとしての性状を示さない。さらに、ＡＳ／ＡＲが小さい場合、すなわち、ＡＳ量に比べＡＲ量が多い場合、改質材を溶解する効果が高いため、改質材の分散がよくなる。ＡＳ／ＡＲは、０〜０．２５である。
【０００８】
本発明の舗装用改質アスファルト組成物に用いられる改質材としては、特定のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー及び特定の石油樹脂が挙げられる。改質材は、１種単独、もしくは２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの改質材の主な改質効果として、特定のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマーは６０℃粘度、タフネス、特定の石油樹脂はタフネスの各性状の改善効果がある。
【０００９】
本発明に用いる特定の熱可塑性エラストマーは、スチレン含有量が３０〜４５質量％、重量平均分子量が１００，０００〜３００，０００のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマーである。スチレン含有量が少な過ぎると、タフネス、６０℃粘度の改善効果が低下し、また、スチレン含有量が多過ぎると、ベースアスファルトとの相溶性が低下する傾向がある。さらに、重量平均分子量が小さ過ぎると、改質効果が小さく、大量の配合が必要となる。逆に、重量平均分子量が大き過ぎると、ベースアスファルトとの相溶性が低下する傾向がある。
上記特定の熱可塑性エラストマーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合せて用いてもよい。
【００１０】
本発明に用いる特定の石油樹脂は、軟化点が８０〜１４５℃、数平均分子量（ＭＮ）が３００〜１３００、重量平均分子量（ＭＷ）が４００〜２８００の石油樹脂である。軟化点が低過ぎると、改質効果が小さく、また逆に軟化点が高過ぎるとアスファルトが硬くなり過ぎ、施工性等の面で問題が生じるおそれがある。ＭＮ及びＭＷが小さ過ぎると、改質効果が小さく、大量の配合が必要となり、逆にＭＮ及びＭＷが大き過ぎると、相溶性が低下するおそれがある。
石油樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
各種改質材の数平均分子量及び重量平均分子量はＧＰＣ法で測定し、ポリスチレン換算で求めたものである。
【００１１】
改質材の含有量は、アスファルト類と各改質材の合計量に対して、それぞれ３〜３０質量％である。具体的には、改質材として特定の熱可塑性エラストマーが配合されている場合、特定の熱可塑性エラストマーの含有量は、アスファルト類と特定の熱可塑性エラストマーの合計量に対して、３〜３０質量％である。さらに、改質材として特定の石油樹脂が配合されている場合、特定の石油樹脂の含有量は、アスファルト類と特定の石油樹脂の合計量に対して、３〜３０質量％である。これらの含有量が３質量％を下回るほど少ない場合、改質効果が小さくなり、また３０質量％を超えるほど多くなると、高温時の動粘度が高くなるため、骨材との混合性が低下する傾向がある。
【００１２】
本発明の舗装用改質アスファルト組成物は、上記各成分を所定割合で配合することにより製造することができる。各成分の配合順序は、特に制限されないが、ベース基材を混合した後、樹脂、熱可塑性エラストマー、あるいはゴム等の順序で改質材を配合することが好ましい。
ベース基材へのゴム、熱可塑性エラストマー等の混合は、プロペラ式攪拌機、ホモミキサー等の各種攪拌機が使用できるが、高せん断力をかけるホモミキサーが好ましい。ただし、石油樹脂の場合は、熱をかけるだけで溶解混合するので、必ずしも高せん断力をかける必要はない。
各成分の混合温度は、特に制限されるものではないが、通常１５０〜２００℃で行うことができる。また、混合時間も特に制限されるものではないが、通常改質材１成分につき５分〜１０時間、好ましくは１０分〜５時間である。
【００１３】
本発明の舗装用改質アスファルト組成物は、必要により、通常舗装用改質アスファルトに添加される他の添加剤、例えば剥離防止剤、分散剤、安定剤などを添加してもよい。また、可塑剤を配合して調製することも可能であり、例えば、常圧残査油、減圧残査油、減圧蒸留留出油、溶剤脱瀝油、ベースオイル、芳香族油等が挙げられる。
可塑剤は１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】
また、本発明の舗装用改質アスファルト組成物の施工方法は、舗装用改質アスファルト組成物を所定の温度で骨材、フィラー等と混合し、舗装場所に敷設し、転圧することにより行うことができる。骨材、フィラー等との混合温度は、通常の混合温度でよく、例えば１６５〜１８５℃でよい。また、転圧時の温度は通常の転圧温度でよく、例えば１５０〜１７５℃でよい。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明を実施例、及び比較例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
実施例、比較例における軟化点、針入度、伸度はＪＩＳ Ｋ２２０７に、６０℃粘度、及びタフネスは舗装試験法便覧（（社）日本道路協会、昭和６３年版）に準拠して行った。
改質アスファルトの加熱貯蔵安定性は、約２００ｇの改質アスファルトを、３５０ｍｌのアルミ缶に入れ、１６０℃×７日間で加熱し、表面一面に改質材の膜が張っているものを安定性×、膜張りが全くないか、もしくは少ないものを安定性○とした。
また、組成分析は石油学会法（ＪＰＩ−５Ｓ−２２）に準拠して行い、数平均分子量（ＭＮ）および重量平均分子量（ＭＷ）はゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定し、ポリスチレン換算で求めた。ＧＰＣ測定は、ＴＯＳＯＨ ＨＬＣ−８１２０の装置により、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を移動相として、ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｎカラムを用いて行った。
【００１６】
実施例１
式（１）を満たすＺ１＝０．５２（数平均分子量（ＭＮ）６１０、ＡＳ＝１０．６質量％、ＡＲ＝４２．３質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２５）のストレートアスファルトに、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％を配合し、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表１に得られた組成物の性状を示す。
【００１８】
実施例２
式（１）を満たすＺ１＝１．０９（数平均分子量（ＭＮ）５７０、ＡＳ＝２．６質量％、ＡＲ＝５１．７％、ＡＳ／ＡＲ＝０．０５）のストレートアスファルトに、Ｚ１＝０．３６の減圧残渣油（ＭＮ＝６８０、ＡＳ＝４．８質量％、ＡＲ＝２１．８％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２２）を全体量の２０％添加し、式（１）を満たすＺ１＝０．９８（ＭＮ＝５９０、ＡＳ＝３．０質量％、ＡＲ＝４２．５％、ＡＳ／ＡＲ＝０．０７）のアスファルトを調製し、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をアスファルトと石油樹脂の合計量の２０質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、アスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表１に得られた組成物の性状を示す。
【００１９】
実施例３
式（２）を満たすＺ２＝１．０９（数平均分子量（ＭＮ）５４０、重量平均分子量（ＭＷ）１２４０、ＡＳ＝４．６質量％、ＡＲ＝４６．６％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１０）のストレートアスファルトに、Ｚ２＝０．３１の減圧残渣油（ＭＮ＝６８０、ＭＷ＝２０００、ＡＳ＝８．８質量％、ＡＲ＝３３．８％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２６）を全体量の２０％添加し、式（２）を満たすＺ２＝０．９１（ＭＮ＝５９０、ＭＷ＝１３８０、ＡＳ＝４．８質量％、ＡＲ＝４０．８％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１２）のアスファルトを調製し、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をアスファルトと石油樹脂の合計量の２０質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、アスファルトとＳＢＳの合計量の８質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２０】
実施例４
式（２）を満たすＺ２＝０．６３（数平均分子量（ＭＮ）６２０、重量平均分子量（ＭＷ）１６５０、ＡＳ＝９．６質量％、ＡＲ＝４６．３％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２１）のストレートアスファルトに、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の５質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２１】
実施例５
式（２）を満たすＺ２＝０．９１（数平均分子量（ＭＮ）６２０、重量平均分子量（ＭＷ）１６３０、ＡＳ＝５．２質量％、ＡＲ＝４７．９％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１１）のストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の２５質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の１０質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２２】
実施例６
式（２）を満たすＺ２＝０．５７（数平均分子量（ＭＮ）６６０、重量平均分子量（ＭＷ）１７１０、ＡＳ＝７．３質量％、ＡＲ＝４４．７％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１６）のストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の１０質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２３】
比較例１
式（１）においてＺ１＝０．２０（数平均分子量（ＭＮ）６８０、ＡＳ＝ １３．２質量％、ＡＲ＝４５．２質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２９）を示すストレートアスファルトに、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表１に得られた組成物の性状を示す。
【００２４】
比較例２
式（１）においてＺ１＝−０．０２（数平均分子量（ＭＮ）７１０、ＡＳ＝１５．７質量％、ＡＲ＝４５．４質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．３５）を示すストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の２５質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の８質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表１に得られた組成物の性状を示す。
【００２５】
比較例３
式（２）においてＺ２＝０．１８（数平均分子量（ＭＮ）７７０、重量平均分子量（ＭＷ）２２４０、ＡＳ＝８．４質量％、ＡＲ＝４９．８質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１７）を示すストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の５質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２６】
比較例４
式（２）においてＺ２＝０．２３（数平均分子量（ＭＮ）８５０、重量平均分子量（ＭＷ）２３７０、ＡＳ＝１．３質量％、ＡＲ＝４８．０質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．０３）を示すストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の２０質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の８質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
改質材として、ＳＢＳを６質量％混合した、実施例１と比較例１においては、ベースとなるアスファルトの数式（１）のＺ１値０．５２を超え、０．９８以下を満たす実施例１は、ＳＢＳの分散状態が良好で、加熱貯蔵時における膜張りは認められなかった。また改質効果性状としての６０℃粘度、タフネス、軟化点の改質効果も大きい。一方、ベースとなるアスファルト類の式（１）のＺ１値０．５２を超え、０．９８以下を満足しない比較例１は、ＳＢＳの分散状態が不良であり、加熱貯蔵時における膜張りが認められ、改質効果も実施例１ほどは得られていない。
【００３０】
式（１）のＺ１値０．５２を超え、０．９８以下を満足するＺ１値が０．６５３となる実施例２に関しては、ＳＢＳ６質量％と石油樹脂２０質量％だけでは改質効果が得られなかったため、可塑剤として減圧残渣油を２０質量％配合した。本実施例２がもっともＳＢＳの分散状態が優れ、６０℃粘度も高く、加熱貯蔵時の膜張りも認められなかった。
請求項１の発明では、アスファルト類を説明する指標として、分子量のほかにＡＳ／ＡＲなる指標を併せて用いた結果、多変量解析の決定係数が分子量のみを用いた回帰式での０．８２から０．９２に上昇した。これは、アスファルトの改質効果、加熱貯蔵安定性に分子量だけでなく、ＡＳ／ＡＲつまりアスファルト組成における改質材の溶解成分としての芳香族分と溶解阻害成分としてのアスファルテン分の比が寄与しているためと思われる。
【００３１】
請求項２の発明では、アスファルトを説明する指標として、ＭＮ、ＭＷ、ＭＷ／ＭＮ、ＡＳ／ＡＲの指標を用いた。多変量解析の決定係数はさらに０．９４に上昇した。これは、ＭＷ／ＭＮすなわち分子量分布の尺度となる値が大きいほど、分子量分布が広いと言えるが、ＭＷ／ＭＮの値が大きいものは、平均分子量は小さくても、高分子量成分が多く存在する可能性があり、高分子量成分が多く存在すると、改質材の分散状態が低下することになる。このために数式の中に分子量の比すなわち分子量分布を取り入れることにより決定係数は向上した。特に比較例６に示すアスファルトでは、ＡＳ／ＡＲ＝０．０３と非常に小さな値を示し、改質材の溶解成分が多く、溶解阻害成分が少ないにも関わらず、貯蔵安定性や改質効果が実施例３〜６に比べて劣っているのは分子量や分子量分布が原因となっているためと考えられる。
【００３２】
以上より、本発明の実施例１〜６が舗装用改質アスファルト組成物として効果的であると言える。本発明は、改質アスファルトのベースとなるアスファルト類の平均分子量がある程度小さく、また高分子量成分が少ないほど、改質材の分散状態が良好になり、改質効果も大きくなり、さらに改質材の溶解成分としての芳香族分と溶解阻害成分としてのアスファルテンの比により改質効果が異なるとう知見に基づいたものである。例えば、ＳＢＳとアスファルトの混合が、ＳＢＳのポリマー鎖中にアスファルト分子が入り込み、絡みつくことにより成されるものと考察すると、分子量が小さいアスファルト類は、容易にポリマー鎖と混じり合うことができるが、分子量が大きいアスファルト類、あるいは高分子量成分が多いアスファルト類は、その高分子量成分が、そのようなポリマー鎖との混合を、立体的に阻害するために相溶性が低下するものと考えられる。さらに、溶解阻害成分としてのアスファルテンが多くても、可塑剤添加により、アスファルト類の組成を変化させて、改質材の溶解性を向上することが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の舗装用改質アスファルト組成物は、ベースとなるアスファルト類と改質材との相溶性が良く、アスファルト舗装の耐轍掘れ性と相関が高いとされる６０℃粘度、及びアスファルトバインダーと骨材の接着性とバインダー同志の結合力の指標となるタフネスの優れた性能を示し、加熱貯蔵安定性に優れている。従って、本発明の舗装用改質アスファルト組成物は、実用上極めて有用である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、舗装用改質アスファルトに関するものである。さらに詳しくは、車道、歩道、公園等にアスファルト舗装を行う際の密粒度混合物を用いた通常舗装混合物あるいは開粒度混合物を用いた排水性舗装に用いる改質アスファルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路舗装用のアスファルト材料としては、ストレートアスファルト及び改質アスファルトが主として用いられている。このうちストレートアスファルトの性能を改善した改質アスファルトには、ストレートアスファルトにゴム、熱可塑性エラストマーを単独、または両者を併用添加したゴム・熱可塑性エラストマー入りアスファルトとストレートアスファルトを原料油とし、高温下で空気を吹き込む操作、すなわちブローイング操作を行うことにより、感温性を改善し、かつ６０℃における粘度を８００から１２００Ｐａ・Ｓ（パスカル秒）に高めたセミブローンアスファルトがある。ストレートアスファルトに比べ、改質アスファルトは、重車両交通によるわだちぼれやタイヤチェーン等による磨耗抵抗性を高めており、アスファルト混合物性能の向上が図られている。なかでも雨天時における舗装表面上の滞水を防ぎ、自動車の高速走行時のハイドロプレーニング低減効果や騒音低減効果の高い開粒度混合物に用いらる排水性舗装用高粘度バインダーは、耐流動効果が高くなるように、６０℃粘度を２００００Ｐａ・ｓ以上、骨材との把握力を示す指標であるタフネス、テナシティに関しては、それぞれ２０Ｎ・ｍ以上、１５Ｎ・ｍ以上のように改質アスファルト協会での規格は定められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ゴム・熱可塑性エラストマー入りアスファルトは、ゴム・熱可塑性エラストマーの添加により６０℃粘度、タフネス、テナシティが増大するという改質効果があるものの、従来のゴム・熱可塑性エラストマー入りアスファルトは、ベースアスファルトと改質材との相溶性が十分でなく、改質効果が低く、また、加熱貯蔵安定性が低下し、加熱貯蔵時に膜を張る場合もあり、満足な効果が得られていなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の組成を持ち、かつ式（１）または（２）を満たすアスファルト類に、特定の改質材を配合した舗装用改質アスファルト組成物は、耐流動性としての指標である６０℃粘度が高く、さらに骨材の把握力を示す指標の１つであるタフネスが高く、さらには加熱貯蔵安定性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、式（１）または（２）を満たし、かつ芳香族分質量に対するアスファルテン質量の比（ＡＳ／ＡＲ）が０〜０．２５であり、アスファルテン分量が０〜３０質量％、芳香族分量が１〜１００質量％であるアスファルト類に、改質材として、スチレン含有量が３０〜４５質量％、重量平均分子量が１００，０００〜３００，０００のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー、及び軟化点が８０〜１４５℃、数平均分子量が３００〜１３００、重量平均分子量が４００〜２８００の石油樹脂のうち少なくとも１種が配合されており、配合されているときのスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー、又は石油樹脂の含有量がそれぞれアスファルト類と前記各改質材の合計量の３〜３０質量％であることを特徴とする舗装用改質アスファルト組成物を提供するものである。
以下、本発明の詳細を説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で使用するアスファルト類は、式（１）または（２）を満たすアスファルト類であり、かつアスファルト類の組成が、アスファルト類の全体量に対して、アスファルテン分が０〜３０質量％、好ましくは０〜２０質量％であり、芳香族分が１〜１００質量％、好ましくは１０〜１００質量％である。
アスファルテン分が３０質量％を超える場合、ベースとなるアスファルト類が硬くなり過ぎ、低温ひび割れや施工性の面で好ましくない。また、アスファルテン分のような高分子量成分が多過ぎると、改質材との相溶性の面でも好ましくない。
ベースとなるアスファルト類の式（１）または式（２）におけるＺ１値は０．５２を超え、０．９８以下の値であり、Ｚ２値は０．５７を超え、０．９１以下の値である。Ｚ１、Ｚ２がこの範囲以外である場合、改質材を添加すると、改質材がアスファルト中に島状に点在し、改質材の分散状態が低下し、改質効果も小さく、加熱貯蔵時に膜を生成しやすいため好ましくない。
【０００６】
上記アスファルト類は、具体的には、例えば各種原油を常圧蒸留装置及び減圧蒸留装置にかけ、軽質分を除去して得られる瀝青物質であるストレートアスファルト、原油を減圧蒸留した際の減圧蒸留留出油、溶剤脱れきアスファルト、もしくはストレートアスファルトを常圧下で２３０〜２７０℃の温度で空気を吹き込み、構成している炭化水素に脱水素重合、縮合反応を起こさせてコンシステンシーの高い状態にしたセミブローンアスファルトやブローンアスファルト等が挙げられる。
アスファルト類は、１種単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。
上記記載における組成は、石油学会法（ＪＰＩ−５Ｓ−２２）による組成分析試験結果であり、数平均分子量（ＭＮ）および重量平均分子量（ＭＷ）は、ゲルパーミネーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法で測定し、ポリスチレン換算で求めた。
【０００７】
本発明の式において構成されるのは、アスファルテンと芳香族分の比だけではなく、分子量や分子量の比または、両者の組み合わせにより構成されるものである。従って以下の組成や分子量に関する記述は、目安となるものである。
ＭＷ／ＭＮは分子量分布の尺度となる値であり、その値が大きいほど、分子量分布が広いといえる。故に、ＭＷ／ＭＮが大きいものは、平均分子量は小さくても、高分子量成分が多く存在する可能性がある。そして高分子量成分が多く存在すると、改質材の分散状態が低下する。ＭＷ／ＭＮの好ましい範囲は、１〜５である。
また、ＡＳ／ＡＲは、改質材の溶解成分として重要な尺度である。その値が大きければ、改質材を溶解することができず、改質アスファルトとしての性状を示さない。さらに、ＡＳ／ＡＲが小さい場合、すなわち、ＡＳ量に比べＡＲ量が多い場合、改質材を溶解する効果が高いため、改質材の分散がよくなる。ＡＳ／ＡＲは、０〜０．２５である。
【０００８】
本発明の舗装用改質アスファルト組成物に用いられる改質材としては、特定のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー及び特定の石油樹脂が挙げられる。改質材は、１種単独、もしくは２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの改質材の主な改質効果として、特定のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマーは６０℃粘度、タフネス、特定の石油樹脂はタフネスの各性状の改善効果がある。
【０００９】
本発明に用いる特定の熱可塑性エラストマーは、スチレン含有量が３０〜４５質量％、重量平均分子量が１００，０００〜３００，０００のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマーである。スチレン含有量が少な過ぎると、タフネス、６０℃粘度の改善効果が低下し、また、スチレン含有量が多過ぎると、ベースアスファルトとの相溶性が低下する傾向がある。さらに、重量平均分子量が小さ過ぎると、改質効果が小さく、大量の配合が必要となる。逆に、重量平均分子量が大き過ぎると、ベースアスファルトとの相溶性が低下する傾向がある。
上記特定の熱可塑性エラストマーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合せて用いてもよい。
【００１０】
本発明に用いる特定の石油樹脂は、軟化点が８０〜１４５℃、数平均分子量（ＭＮ）が３００〜１３００、重量平均分子量（ＭＷ）が４００〜２８００の石油樹脂である。軟化点が低過ぎると、改質効果が小さく、また逆に軟化点が高過ぎるとアスファルトが硬くなり過ぎ、施工性等の面で問題が生じるおそれがある。ＭＮ及びＭＷが小さ過ぎると、改質効果が小さく、大量の配合が必要となり、逆にＭＮ及びＭＷが大き過ぎると、相溶性が低下するおそれがある。
石油樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
各種改質材の数平均分子量及び重量平均分子量はＧＰＣ法で測定し、ポリスチレン換算で求めたものである。
【００１１】
改質材の含有量は、アスファルト類と各改質材の合計量に対して、それぞれ３〜３０質量％である。具体的には、改質材として特定の熱可塑性エラストマーが配合されている場合、特定の熱可塑性エラストマーの含有量は、アスファルト類と特定の熱可塑性エラストマーの合計量に対して、３〜３０質量％である。さらに、改質材として特定の石油樹脂が配合されている場合、特定の石油樹脂の含有量は、アスファルト類と特定の石油樹脂の合計量に対して、３〜３０質量％である。これらの含有量が３質量％を下回るほど少ない場合、改質効果が小さくなり、また３０質量％を超えるほど多くなると、高温時の動粘度が高くなるため、骨材との混合性が低下する傾向がある。
【００１２】
本発明の舗装用改質アスファルト組成物は、上記各成分を所定割合で配合することにより製造することができる。各成分の配合順序は、特に制限されないが、ベース基材を混合した後、樹脂、熱可塑性エラストマー、あるいはゴム等の順序で改質材を配合することが好ましい。
ベース基材へのゴム、熱可塑性エラストマー等の混合は、プロペラ式攪拌機、ホモミキサー等の各種攪拌機が使用できるが、高せん断力をかけるホモミキサーが好ましい。ただし、石油樹脂の場合は、熱をかけるだけで溶解混合するので、必ずしも高せん断力をかける必要はない。
各成分の混合温度は、特に制限されるものではないが、通常１５０〜２００℃で行うことができる。また、混合時間も特に制限されるものではないが、通常改質材１成分につき５分〜１０時間、好ましくは１０分〜５時間である。
【００１３】
本発明の舗装用改質アスファルト組成物は、必要により、通常舗装用改質アスファルトに添加される他の添加剤、例えば剥離防止剤、分散剤、安定剤などを添加してもよい。また、可塑剤を配合して調製することも可能であり、例えば、常圧残査油、減圧残査油、減圧蒸留留出油、溶剤脱瀝油、ベースオイル、芳香族油等が挙げられる。
可塑剤は１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】
また、本発明の舗装用改質アスファルト組成物の施工方法は、舗装用改質アスファルト組成物を所定の温度で骨材、フィラー等と混合し、舗装場所に敷設し、転圧することにより行うことができる。骨材、フィラー等との混合温度は、通常の混合温度でよく、例えば１６５〜１８５℃でよい。また、転圧時の温度は通常の転圧温度でよく、例えば１５０〜１７５℃でよい。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明を実施例、及び比較例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
実施例、比較例における軟化点、針入度、伸度はＪＩＳ Ｋ２２０７に、６０℃粘度、及びタフネスは舗装試験法便覧（（社）日本道路協会、昭和６３年版）に準拠して行った。
改質アスファルトの加熱貯蔵安定性は、約２００ｇの改質アスファルトを、３５０ｍｌのアルミ缶に入れ、１６０℃×７日間で加熱し、表面一面に改質材の膜が張っているものを安定性×、膜張りが全くないか、もしくは少ないものを安定性○とした。
また、組成分析は石油学会法（ＪＰＩ−５Ｓ−２２）に準拠して行い、数平均分子量（ＭＮ）および重量平均分子量（ＭＷ）はゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定し、ポリスチレン換算で求めた。ＧＰＣ測定は、ＴＯＳＯＨ ＨＬＣ−８１２０の装置により、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を移動相として、ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｎカラムを用いて行った。
【００１６】
実施例１
式（１）を満たすＺ１＝０．５２（数平均分子量（ＭＮ）６１０、ＡＳ＝１０．６質量％、ＡＲ＝４２．３質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２５）のストレートアスファルトに、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％を配合し、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表１に得られた組成物の性状を示す。
【００１８】
実施例２
式（１）を満たすＺ１＝１．０９（数平均分子量（ＭＮ）５７０、ＡＳ＝２．６質量％、ＡＲ＝５１．７％、ＡＳ／ＡＲ＝０．０５）のストレートアスファルトに、Ｚ１＝０．３６の減圧残渣油（ＭＮ＝６８０、ＡＳ＝４．８質量％、ＡＲ＝２１．８％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２２）を全体量の２０％添加し、式（１）を満たすＺ１＝０．９８（ＭＮ＝５９０、ＡＳ＝３．０質量％、ＡＲ＝４２．５％、ＡＳ／ＡＲ＝０．０７）のアスファルトを調製し、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をアスファルトと石油樹脂の合計量の２０質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、アスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表１に得られた組成物の性状を示す。
【００１９】
実施例３
式（２）を満たすＺ２＝１．０９（数平均分子量（ＭＮ）５４０、重量平均分子量（ＭＷ）１２４０、ＡＳ＝４．６質量％、ＡＲ＝４６．６％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１０）のストレートアスファルトに、Ｚ２＝０．３１の減圧残渣油（ＭＮ＝６８０、ＭＷ＝２０００、ＡＳ＝８．８質量％、ＡＲ＝３３．８％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２６）を全体量の２０％添加し、式（２）を満たすＺ２＝０．９１（ＭＮ＝５９０、ＭＷ＝１３８０、ＡＳ＝４．８質量％、ＡＲ＝４０．８％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１２）のアスファルトを調製し、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をアスファルトと石油樹脂の合計量の２０質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、アスファルトとＳＢＳの合計量の８質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２０】
実施例４
式（２）を満たすＺ２＝０．６３（数平均分子量（ＭＮ）６２０、重量平均分子量（ＭＷ）１６５０、ＡＳ＝９．６質量％、ＡＲ＝４６．３％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２１）のストレートアスファルトに、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の５質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２１】
実施例５
式（２）を満たすＺ２＝０．９１（数平均分子量（ＭＮ）６２０、重量平均分子量（ＭＷ）１６３０、ＡＳ＝５．２質量％、ＡＲ＝４７．９％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１１）のストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の２５質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の１０質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２２】
実施例６
式（２）を満たすＺ２＝０．５７（数平均分子量（ＭＮ）６６０、重量平均分子量（ＭＷ）１７１０、ＡＳ＝７．３質量％、ＡＲ＝４４．７％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１６）のストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の１０質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２３】
比較例１
式（１）においてＺ１＝０．２０（数平均分子量（ＭＮ）６８０、ＡＳ＝ １３．２質量％、ＡＲ＝４５．２質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．２９）を示すストレートアスファルトに、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表１に得られた組成物の性状を示す。
【００２４】
比較例２
式（１）においてＺ１＝−０．０２（数平均分子量（ＭＮ）７１０、ＡＳ＝１５．７質量％、ＡＲ＝４５．４質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．３５）を示すストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の２５質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の８質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表１に得られた組成物の性状を示す。
【００２５】
比較例３
式（２）においてＺ２＝０．１８（数平均分子量（ＭＮ）７７０、重量平均分子量（ＭＷ）２２４０、ＡＳ＝８．４質量％、ＡＲ＝４９．８質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．１７）を示すストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の５質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の６質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２６】
比較例４
式（２）においてＺ２＝０．２３（数平均分子量（ＭＮ）８５０、重量平均分子量（ＭＷ）２３７０、ＡＳ＝１．３質量％、ＡＲ＝４８．０質量％、ＡＳ／ＡＲ＝０．０３）を示すストレートアスファルトに、軟化点１２５℃、数平均分子量（ＭＮ）４５０、重量平均分子量（ＭＷ）７２０の石油樹脂をストレートアスファルトと石油樹脂の合計量の２０質量％、１７０℃×３０分において混合し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー（ＳＢＳ、スチレン／ブタジエン重合比：４０／６０、重量平均分子量：１５０，０００）を、ストレートアスファルトとＳＢＳの合計量の８質量％、高せん断力のホモミキサーを用いて、１８０℃×２時間で混合し、改質アスファルト組成物を得た。表２に得られた組成物の性状を示す。
【００２７】
【表１】
【表２】
改質材として、ＳＢＳを６質量％混合した、実施例１と比較例１においては、ベースとなるアスファルトの数式（１）のＺ１値０．５２を超え、０．９８以下を満たす実施例１は、ＳＢＳの分散状態が良好で、加熱貯蔵時における膜張りは認められなかった。また改質効果性状としての６０℃粘度、タフネス、軟化点の改質効果も大きい。一方、ベースとなるアスファルト類の式（１）のＺ１値０．５２を超え、０．９８以下を満足しない比較例１は、ＳＢＳの分散状態が不良であり、加熱貯蔵時における膜張りが認められ、改質効果も実施例１ほどは得られていない。
【００３０】
式（１）のＺ１値０．５２を超え、０．９８以下を満足するＺ１値が０．６５３となる実施例２に関しては、ＳＢＳ６質量％と石油樹脂２０質量％だけでは改質効果が得られなかったため、可塑剤として減圧残渣油を２０質量％配合した。本実施例２がもっともＳＢＳの分散状態が優れ、６０℃粘度も高く、加熱貯蔵時の膜張りも認められなかった。
請求項１の発明では、アスファルト類を説明する指標として、分子量のほかにＡＳ／ＡＲなる指標を併せて用いた結果、多変量解析の決定係数が分子量のみを用いた回帰式での０．８２から０．９２に上昇した。これは、アスファルトの改質効果、加熱貯蔵安定性に分子量だけでなく、ＡＳ／ＡＲつまりアスファルト組成における改質材の溶解成分としての芳香族分と溶解阻害成分としてのアスファルテン分の比が寄与しているためと思われる。
【００３１】
請求項２の発明では、アスファルトを説明する指標として、ＭＮ、ＭＷ、ＭＷ／ＭＮ、ＡＳ／ＡＲの指標を用いた。多変量解析の決定係数はさらに０．９４に上昇した。これは、ＭＷ／ＭＮすなわち分子量分布の尺度となる値が大きいほど、分子量分布が広いと言えるが、ＭＷ／ＭＮの値が大きいものは、平均分子量は小さくても、高分子量成分が多く存在する可能性があり、高分子量成分が多く存在すると、改質材の分散状態が低下することになる。このために数式の中に分子量の比すなわち分子量分布を取り入れることにより決定係数は向上した。特に比較例６に示すアスファルトでは、ＡＳ／ＡＲ＝０．０３と非常に小さな値を示し、改質材の溶解成分が多く、溶解阻害成分が少ないにも関わらず、貯蔵安定性や改質効果が実施例３〜６に比べて劣っているのは分子量や分子量分布が原因となっているためと考えられる。
【００３２】
以上より、本発明の実施例１〜６が舗装用改質アスファルト組成物として効果的であると言える。本発明は、改質アスファルトのベースとなるアスファルト類の平均分子量がある程度小さく、また高分子量成分が少ないほど、改質材の分散状態が良好になり、改質効果も大きくなり、さらに改質材の溶解成分としての芳香族分と溶解阻害成分としてのアスファルテンの比により改質効果が異なるとう知見に基づいたものである。例えば、ＳＢＳとアスファルトの混合が、ＳＢＳのポリマー鎖中にアスファルト分子が入り込み、絡みつくことにより成されるものと考察すると、分子量が小さいアスファルト類は、容易にポリマー鎖と混じり合うことができるが、分子量が大きいアスファルト類、あるいは高分子量成分が多いアスファルト類は、その高分子量成分が、そのようなポリマー鎖との混合を、立体的に阻害するために相溶性が低下するものと考えられる。さらに、溶解阻害成分としてのアスファルテンが多くても、可塑剤添加により、アスファルト類の組成を変化させて、改質材の溶解性を向上することが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の舗装用改質アスファルト組成物は、ベースとなるアスファルト類と改質材との相溶性が良く、アスファルト舗装の耐轍掘れ性と相関が高いとされる６０℃粘度、及びアスファルトバインダーと骨材の接着性とバインダー同志の結合力の指標となるタフネスの優れた性能を示し、加熱貯蔵安定性に優れている。従って、本発明の舗装用改質アスファルト組成物は、実用上極めて有用である。
Claims (2)
- 式（１）を満たし、かつ芳香族分質量に対するアスファルテン質量の比（ＡＳ／ＡＲ）が０〜０．２５であり、アスファルテン分量が０〜３０質量％、芳香族分量が１〜１００質量％であるアスファルト類に改質材として、スチレン含有量が３０〜４５質量％、重量平均分子量が１００，０００〜３００，０００のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー、及び軟化点が８０〜１４５℃、数平均分子量が３００〜１３００、重量平均分子量が４００〜２８００の石油樹脂のうち少なくとも１種が配合されており、配合されているときのスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー、又は石油樹脂の含有量がそれぞれアスファルト類と前記各改質材の合計量の３〜３０質量％であることを特徴とする舗装用改質アスファルト組成物。
- 式（２）を満たし、かつ芳香族分質量に対するアスファルテン質量の比（ＡＳ／ＡＲ）が０〜０．２５であり、アスファルテン分量が０〜３０質量％、芳香族分量が１〜１００質量％であるアスファルト類に改質材として、スチレン含有量が３０〜４５質量％、重量平均分子量が１００，０００〜３００，０００のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー、及び軟化点が８０〜１４５℃、数平均分子量が３００〜１３００、重量平均分子量が４００〜２８００の石油樹脂のうち少なくとも１種が配合されており、配合されているときのスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体熱可塑性エラストマー、又は石油樹脂の含有量がそれぞれアスファルト類と前記各改質材の合計量の３〜３０質量％であることを特徴とする舗装用改質アスファルト組成物。
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1997
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