JPH0284465A - アスファルト常温硬化合材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアスファルト常温硬化合材に係るものである。

詳しくは骨材に対する接着性に優れ、常温施工が可能で
、かつ荷重強さ、マーシャルスチフネス等優れた緒特性
を有する道路舗装材を提供することのできるアスファル
ト常温硬化合材に関するものである。

（従来の技術） アスファルトに骨材を配合してなる組成物は、／ 比較的安定であり、摩擦特性に優れ、施工時に長期の養
生期間を必要としない等の特徴があり、また安価なため
道路等の舗装材として広く用いられている。

しかしながら、アスファルトの粘度は温度依存性が大き
いため、夏期には軟化してわだち掘れを生じ易く、冬期
には硬化してひび割れを生じたりチェーン等の交通によ
る摩耗が激しい等の欠点がある。また、一般に無機材料
である骨材や基盤材とアスファルトとの接合面での接着
力が弱いため、該接合面に水が浸透してアスファルトの
剥離を生ずる傾向がある。このアスファルトの耐剥離性
を改善する方法としてアスファルトに平均分子量２００
〜／θ、０００　、酸価／θ〜２ｊｔＯを有するマレイ
ン化有機化合物を特定量添加する方法が提案されている
（特公昭Ａ／−２４！；ｇ９　）。しかしながら、この
方法では耐剥離性の改善には有効であるが、耐わだち掘
れ性が全く改善されないという欠点を有する。

またアスファルトに特定の変性ポリエチレンを配合した
改質アスファルトが知られている（特開昭６２−２クタ
／ＡＯ）。この改質アスファルトは耐わだち掘れ性をは
じめ舗装路面特性に優れているが加熱施工が必要である
とされていた。

（従来技術の課題） 骨材に上記改質アスファルトを７２０〜２θθ℃の高温
下に配合したアスファルト合材は施工のたびに調製され
、ｌコＯ〜ｉｓｏ℃程度の高温を保持したまま施工現場
に運ぶ必要がある。

大規模、連続的な舗装作業においてこの高温加熱合材は
大量に使用されているが、小規模な、または部分的な改
修施工においては経済的ではなかった。

（課題を解決するための手段〉 本発明者らは常温で長期間貯蔵することができ、常温で
施工することができ、小規模・手軽な施工に適し、かつ
荷重強さやマーシャルスチフネス等に優れたアスファル
ト常温硬化合材を得るべく鋭意検討した結果、炭酸カル
シウムまたは炭酸マグネシウム系骨材と針入度グθ〜１
００のストレートアスファルトとカルボキシル基または
カルボキシル基から誘導される基を有スる融点９０〜ｉ
ｘｏ’ｃ、の変性ポリエチレンとを１２０−コＯθ℃の
高温下に混合し、該混合物を１００℃以下に冷却したの
ち灯油を混合することによって上記目的が達成されるこ
とを見出し本発明を完成した。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明においては炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウ
ム系骨材が使用される。炭酸カルシウムを主成分とする
骨材としては石灰石（石灰岩）が好適である。またＣ　
ａ　ＣＯ３・ＭｇＣＯ２で代表される組成を有する苦灰
石（ドロマイト）も好適に使用される。苦灰石の組成は
ＣａＭｇ　（Ｃ０３）２として示すこともできるが、天
然に産するものはかかる純粋なものは少なく、Ｃａ　（
ＭｇＸ）　（ＣＯ３）２の形で少量の他元素Ｘを含有す
ることが多い。

上式中Ｘとしては、Ｆｅ、Ｃｏ１Ｎｉ、Ｐｂ。

Ｍｎ、　Ｚｎ、　Ｃｕ、　Ｃｒ、　Ｂａ、　ＡＩ、　Ｓ
ｒなどがあげられる。勿論、石灰石と苦灰石の混合物を
骨材として使用することもできる。骨材はその粒径が７
〜７０間、好ましくは３〜７１１＋１１の大きさになる
よう粉砕・ふるい分けして用いられる。

本発明は炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウム系骨材
を主成分として使用するものであるが、砂岩、玄武岩、
安山岩、河川砂利、川砂、海砂、人工骨材等地の骨材を
ｔｉｏ重量％以下少量混合して用いることができる。本
発明の炭酸塩系骨材は比較的小さな衝撃力によって破砕
され、かつ荒い破砕表面を有することが特徴である。こ
のことがストレートアスファルトおよび変性ポリエチレ
ンとの接着性（剥離試験）向上に寄与しているものと推
定される。更に、アスファルト常温硬化合材を施工した
あとの突き固め操作によって、炭酸塩系骨材の一部は破
砕されて表面積が増大し、これが灯油の揮散を助長し硬
化を促進する作用がある。

本発明ではストレートアスファルトとして針入度がグθ
〜／θθのものが用いられる。針入度が９０未満のスト
レートアスファルトヤブローイングアスファルトは軟化
点が高すぎ、本発明で用いられる変性ポリエチレンおよ
び灯油との親和性が充分ではない。一方、針入度がｉｏ
。

を越えるストレートアスファルトは軟化点がり０℃以下
となり、硬化したアスファルト合材の荷重強さに問題を
生ずる。特に夏場における軟化とわだち掘れが問題とな
る。

本発明において使用する変性ポリエチレンは、によって
酸化分解する変性、或はそれらの組合せによって得られ
るものであり、その分子内にはカルボキシル基及び／又
はカルボキシル基から誘導される基を含有するものであ
る。

変性ポリエチレンはその酸価が通常、０．　／〜ｉｏｏ
、好ましくは０．７〜１０未満のものである。酸価が０
．　／以下の場合には耐水性及び耐剥離性が充分でなく
、また酸価が７００以上の場合には接着性は改善される
が、高温域での感温性の抑制及び耐久性が充分でないの
で好ましくない。なお、上記の酸価は試料１ｊＪをバラ
キシレン／　００　ｒｕｇに溶解し、フェノールフタレ
インを指示薬として水酸価カリウムによって１３５℃で
滴定して求めたものである。

また、変性ポリエチレンは融点が通常、９０〜１２０℃
、好ましくは１０θ〜／／ｊ℃のものである。該融点が
り０℃以下の場合にはアスファルトとの均一混合は充分
であるが、感温性への抑制が充分でなく、また該融点が
７２θ℃以上の場合には、施工後の鉄輪ローラー　タイ
ヤローラーでの締固時に合材の流動が大きく、仕上り表
面が粗くなり望ましくない。

なお、融点は示差熱走査分析において、ｉ。

ダの試料を窒素雰囲気中で１０℃／分の速度で昇温した
時得られる最大吸熱ピーク温度を用いた。

変性ポリエチレンの原料となるポリエチレンとしては高
圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エ
チレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合
体、エチレンーグロビレフーブタジエン共重合体、工ｆ
Ｌ／ンー酢酸ビニル共重合体等が挙げられ、これらは単
独でも混合物でも使用できる。

ポリエチレンの変性方法としては、特に原料ポリエチレ
ンに不飽和カルボン酸及び／またはその誘導体をグラフ
トする変性方法が好適である。原料ポリエチレンとして
は通常の重合方法によって製造されたもの、或は成型品
を粉砕したものがいずれも使用できる。グラフト重合し
ニチし た変性ポリｉ−≠−ンをそのままアスファルトに配合す
るときは、グラフトさせるモノマーの、種類及びその量
によって異なるが、原料として、粘度平均分子量が７５
００〜／３０００のポリエチレンが好適である。またポ
リエチレンの分子量が致方以上のもの、特に−〜３万以
上のものを用いるときは、ポリエチレンを予じめ熱分解
し、分子量を低下させて用いれば良い。例えば高分子量
のポリエチレンを不活性ガス雰囲気下に３５０〜ｔｔｓ
ｏ℃で／〜３０分間熱分解熱ることにより本発明の目的
に適した原料ポリエチレンを調製することができる。

これらの原料ポリエチレンに不飽和カルボン酸及び／又
はその誘導体をグラフトする方法としては原料ポリエチ
レンと不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をラジカ
ル反応開始剤の存在下に溶液法、スラリー法または溶融
混練法等の公知の方法で高温下で接触させることにより
行なわれる。溶融混練法による場合には原料ポリエチレ
ンの粉末またはベレットに不飽和カルボン酸及び／又は
その誘導体及びラジカル反応開始剤を所定の配合比でヘ
ンシェルミキサー等でトライブレンドするか、もしくは
有機溶媒に不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体及び
ラジカル反応開始剤を溶解し、ポリエチレンの粉末また
はベレットに噴霧し、ヘンシェルミキサー等でブレッド
する。この配合したポリエチレンの粉末もしくはベレッ
トをバンバリーミキサ−またはダブルスクリユーミキサ
ー等の混練機に投入し、１００〜３００℃の温度で０．
７〜３０分間溶融混練することにより上記した変性ポリ
エチレンが得られる。上記原料ポリエチレンに配合する
不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体の量は、得られ
る変性ポリエチレンの変性度、すなわちその酸価が上記
した量の範囲となるような量で適宜調節して用いられる
が、通常は原料ポリエチレンに対し、０．０　／〜１０
重量％、好ましくは０．０２〜Ｓ重量％、さらに好まし
くはＯｌＯＳ〜／、０％の範囲内で用いられ、またラジ
カル反応開始剤の量は原料ポリエチレンに対し、Ｏ１Ｓ
重量％以下、好ましくは０．００　／〜０．／重量％、
さらに好ましくは０．０／〜０．Ｏり重量％の範囲内で
用いられる。

不飽和カルボン酸及びその誘導体としては、マレイン酸
、フマル酸、アクリル酸、メタクリ／Ｉ’ｌｌ、シトラ
コン酸等の不飽和カルボン酸及びその無水物、エステル
、アミド等の誘導体を挙げることができる。この中では
無水マレイン酸、アクリル酸が好ましく、特に無水マレ
イン酸が好適である。

また、ラジカル反応開始剤としては有機過酸化物または
アゾビス化合物等が用いられる。有機過酸化物としては
ベンゾイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、
ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ
ラウレート、ジクミルパーオキサイド、α、α′−ビス
（ｔ−ブチルパーオキシイソプロビル）ベンゼン、コツ
５−ジメチル−２ｒ−）（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキ
シン−３、コ、５−ジメチルーコ、！−ジ（１−ブチル
パーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエ
ート、ｎ−ブチルーダ、ｔ−ビス（１−ブチルパーオキ
シ）ビバレート、オクタノイルパーオキサイド、ｐ−メ
ンタンヒドロパーオキサイド等があげられる。また、ア
ゾビス化合物としてはアゾビスイソブチロニトリル、コ
ツ２′−アゾビス（２，＋、　ｌＩ−トリスメチルバレ
ロニトリル）１．１．２’−アゾビス（２−シクロプロ
ピルプロビオニトリル）等があげられる。

また、別の変性方法としては、分子量致方以上のポリエ
チレンを上記した方法により不飽和カルボン酸及び／又
はその誘導体でグラフト変性したのち、熱分解または酸
化分解する方法、例えば高分子量のポリエチレンを不活
性ガス雰囲気下に、３ｊＯ〜ｌＩ５θ℃で／〜３０分間
熱分解または酸化雰囲気下にｉｒｏ〜２００℃で／〜３
０分間酸化分解する方法が挙げられる。

さらに他の変性方法としては、分子量致方以上のポリエ
チレンを酸化雰囲気下において酸化分解し、カルボキル
基を導入する方法が挙げられ、酸化分解後はそのまま、
或は必要に応じて上記方法によって更にグラフトして用
いる。酸化分解はポリエチレンを攪拌下に、酸素または
、空気の如き酸素含有ガスを吹き込みながら１５０〜．
２００℃の温度で７〜３０分間酸化処理することにより
行なわれる。

いずれの変性方法によっても、原料ポリエチレン等に、
カルボキシル基及び／又はカルボキシル基から誘導され
る基、即ち、エステル、酸アミド等を導入することが必
要であり、更に、カルボニル基や水酸基が変性ポリエチ
レン中に一部存在しても良い。変性条件等は、得られる
変性ポリエチレンの酸価な通常、０．７〜１００、好ま
しくは０．２〜１０の範囲となるように調節される。酸
価が１００以上では接着性は改善されるが、高温領域で
の感温性の抑制および耐久性の点で好ましくない。一方
、酸価が０．／以下では耐水性、接着性、耐剥離性の改
善が充分ではない。

本発明においては、上に説明した炭酸カルシウムまたは
炭酸マグネシウム系骨材、針入度グ０〜１０Ｏのストレ
ートアスファルト、カルボキシル基またはカルボキシル
基から誘導される基を有する融点９０〜１２０℃の変性
ポリエチレンおよび灯油を混合することによってアスフ
ァルト常温硬化合材が調製される。ここに上記各成分の
混合割合は例えば次の範囲から選択される。

なお、上記各成分の混合に際し５ＢＲ−ＮＢＲ・ＢＲ等
のゴム状物質やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の高分
子改質剤、及び水酸化カルシウム並びにマンガン・コバ
ルト・ニッケル・鉄ノ金属等の添加剤を加えることも可
能である。

上記各成分の混合の順序は特に限定されるものではない
が、アスファルトの融点、変性ポリエチレンの融点、灯
油の引火性等を考慮のうえ入し、撹拌しながらストレー
トアスファルトおよび変性ポリエチレンを所定量混合す
る。これらの成分は溶融液状または噴霧状で供給するの
が好ましい。得られた混合物を一旦別のミキサーに排出
し、混合物の温度が１００℃以下、好ましくはｇｏ℃以
下に冷却されるのを待って、更に所定量の灯油を混合す
ることによって本発明のアスファルト常温硬化合材を調
製することができる。灯油を混合する前に骨材、アスフ
ァルト、変性ポリエチレンからなる混合物を冷却するの
は灯油の引火を防止するためである。しかしながら密閉
性にすぐれたミキサーを使用する場合は、上記各成分を
同時に混合することもできる。得られた混合物をミキサ
ー中で自然冷却または強制冷却により常温付近まで冷却
したのちミキサーより排出し、ポリエチレン袋に／袋２
ｏｋｇ１．３０’に９などに梱包し製品化される。

（実施例） 以下に実施例によって本発明を更に具体的に説明するが
本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例／ （Ａ）　　変性ポリエチレンの製造 粘度平均分子量が弘万で、且つ融点がｌｏり℃の高圧法
低密度ポリエチレンを、１Ｉｏｏ℃で７０分間窒素雰囲
気下で熱分解して原料ポリエチレンを得た。原料ポリエ
チレンに、無水マレイン酸３０００　ｐｐｍ及びα、α
′−ビス（ターシャリブチルパーオキシイソプロビル）
ベンゼン：ｔ　ｓ　ｏ　ｐｐｍを配合し、２！ｒＯ℃に
て加熱混合し、マレイン酸をグラフトした変性ポリエチ
レンを得た。得られた変性ポリエチレンの／＆（７’Ｃ
Ｋおける溶融粘度は／　ｔ、！ｒ００ｃｐｓ　、酸価は
友ｏ１融点はＩ１０’Ｃ１粘度平均分子量は１２０００
であった。

（Ｂ）　　アスファルト常温硬化合材の製造平均粒径ｓ
　ｍｍに破砕したドロマイト、３０００重量部を１３０
℃に加熱し、これに同温度に加熱された針入度ｔ、ｏ／
ｇｏのストレートアスファルト１０Ｏ重量部を添加し、
７分間混合撹拌した。引続いて上記（Ａ）で得られた変
性ポリエチレン３重量部を添加し、１ｌｌｏ〜ｉｓｏ℃
で７分間混合攪拌した。コ時開放冷し混合物の温度がざ
０℃まで低下した時点で更に灯油１５重量部を添加、１
分間混合攪拌し、その後室ｍＫまで冷却しアスファルト
合材を得た。

（Ｃ）　　アスファルト合材の物性測定日本道路協会編
「アスファルト舗装要綱」（社団法人、日本道路協会昭
和５７年５月３０日発行）（Ｐ、／７／、Ｐ、　／ｑｇ
及びＰ、／ＡＡ）に記載されている方法に基づいてマー
シャル安定度試験および剥離試験を行なった。マーシャ
ル試験においてＡは安定度（ｋｌｉｌ）Ｂはフロー値（
７７７００ｃｍ）、Ｃは安定度／フロー値スなわちマー
シャルステフネスヲ示す。また剥離試験においては剥離
面積百分率が３％以下のものを０１１０％以上のものを
×として表示した。また、下記の方法で保存安定性を評
価した。

アスファルト合材を７袋３０に９に袋詰めし、これを７
０段積みして保存する。一定期間経過後、７０段積みの
最下段の袋を開封して現場施工に用いる。敷均しの難易
を下記指数で評価する。

実施例コ 粘度平均分子量ダ万、融点７０５℃の高圧法低密度ポリ
エチレンに無水マレイン酸ｓｏｏ。

ｐｐｍおよびα、α′−ビス（ターシャリブチルパーオ
キシイソプロビル）ベンゼンコ５θｐｐｍを配合し、２
５０℃にて加熱混合して、マレイン酸をグラフトした変
性ポリエチレンを得た。更にこれを弘θＯ℃でｌＳ分間
窒素雰囲気下で熱分解した。得られた変性ポリエチレン
の／１，０℃における溶融粘度は／／３；００ｃｐｓ、
酸価は２０、融点１０！ｒ℃、粘度平均分子量は１０３
００であった。

この変性ポリエチレンを用いて、以下実施例／と同様に
してアスファルト常温硬化合材を調製し、同様に物性を
測定し第１表の結果を得た。

実施例３、り 実施例／において、各成分配合量を下記のように変更し
た以外は実施例／と同様にしてアスファルト合材を調製
し、同様に物性を測定し第１表の結果を得た。

実施例Ｓ 実施例１において使用したドロマイトの代りに石灰石を
使用した以外は実施例／と同様にしてアスファルト合材
を調製し、同様に物性を測定し第１表の結果を得た。

実施例６ エチレンー酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量／夕
重量％、メルトフローレート２ｇ／１０分、密度Ｑワ３
３　、！ｉ’　／ｃｍ３）を原料として、実施例／と同
様に無水マレイン酸をグラフト反応させて変性ポリエチ
レンを得た。これを用いて、以下実施例１と同様にして
アスファルト常温硬化合材を調製し、同様に物性を測定
し第１表の結果を得た。

比較例／ 灯油の添加を省略した以外は実施例／と同様にしてアス
ファルト合材を製造した。その物性を第２表に示した。

比較例コ 変性ポリエチレンの添加を省略した以外は実施例／と同
様にしてアスファルト合材を製造した。その物性を第２
表に示した。

比較例３ 変性ポリエチレンｇ重量部の代りにエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体（メルトインデックス／、　！；　ｉ　／　
／　０分、酢酸ビニル含量２０モル％）を８重量部使用
した以外は実施例１と同様にしてアスファルト合材を製
造した。その物性を第２表に示した。

比較例グ 粒径Ｓ〜／３ｍｍの石灰岩砕石を骨材とし、アスファル
ト乳剤（針入度２ｏ／ｌａ　ｏの軟質ストレートアスフ
ァルトを乳化剤を用いて水に微粒状に分散させたもの〕
を配合してなる常温硬化型アスファルト合材（市販品Ａ
）について物性を測定し、第２表の結果を得た。

（発明の効果） 本発明のアスファルト常温硬化合材は、加熱した状態で
施工される加熱合材とは異なり、梱包装からとり出され
る常温の合材を舗装、改修等すべき場所に敷き、次いで
突き固めることにより、特段の養生処理の必要な（即時
に開放使用可能となるものである。即ち、変性ポリエチ
レンおよび灯油の相互作用により炭酸カルシウムまたは
炭酸マグネシウム系骨材の周囲にアスファルトが均一か
つ接着性よくま・ぶされ、常温でも流動性・施工性に優
れ、また貯蔵安定性にも優れたものとなる。施工後は、
変性ポリエチレンを含むアスファルトがある種のネット
ワークを構成し、一部灯油が揮散することとあいまって
上記炭酸塩系骨材が強固に結合するものと考えられる。

本発明のアスファルト常温硬化合材で施工された舗装道
路は耐水・耐久性に優れ、また荷重強さ、マーシャルス
ティフネスにも優れたものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウム系骨材、
   針入度４０〜１００のストレートアスファルト、カルボ
   キシル基またはカルボキシル基から誘導される基を有す
   る融点９０〜１２０℃の変性ポリエチレンおよび灯油か
   らなるアスファルト常温硬化合材。