JPH0519586B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、加熱溶融した道路舗装用アスフアル
トに混入し、そのタフネス及びテナシテイを改良
し、特に該アスフアルトを使用した道路舗装材の
ひび割れ防止効果を著しく改善する改質アスフア
ルト用添加剤に関する。

従来技術とその問題点 原則として、アスフアルト道路舗装材は、日本
道路協会の制定したアスフアルト舗装要綱の基準
に合致するように又はこれに準ずるよう製造さ
れ、舗装に供される。

このアスフアルト舗装要綱によれば、アスフア
ルト道路舗装材は、通常、予め加熱した砕石、砂
等の骨材を混合機に投入し、常温のフイラーを加
えて５秒以上空練りし、次いで粘度が150〜300セ
ンチストークスになるように加熱されたアスフア
ルトを注入し、約40〜50秒間アスフアルトが骨材
のすべてを被覆するまで混合することによつて製
造される。

また、アスフアルト道路舗装材中のアスフアル
ト含有量、特殊用途を含めると約４〜20重量％、
一般には約４〜9.5重量％であるとされている。

従来のアスフアルト道路舗装材は、今日では多
くの欠点が目立ち、これを改善する技術の開発が
急がれている。その欠点とは、車輌の大型化と交
通量の著るしい増加に起因する“わだち掘れ”、
摩耗、亀裂、流動、部分的沈下、その他の損傷な
どであり、従来の骨材、フイラー、アスフアルト
の組合せではその配合率、配合法、施工法を改善
しても十分にこれらの点を解決できず、交通事故
の原因となり、舗装の寿命の短縮は資源節約の面
からも重要な問題である。更に特殊な場合として
夏季の高温による流動や、寒冷地における脆化、
積雪地帯の道路、特に消雪道路、トンネル内道路
やシエルター内道路でのチエーン装着タイヤによ
る損傷等も解決せねばならない問題として残され
ていた。

これらの問題を解決するための有効な方法とし
て、ゴム、プラスチツク等をアスフアルトに添加
する事が古くから試みられ、或る程度の成果を上
げている。

しかしながら、改質材としてゴム、プラスチツ
ク等を使用した改質アスフアルト道路舗装材はひ
び割れを起すことは防止されたが、耐流動性、耐
摩耗性が悪く、“わだち掘れ”がおき易い欠点が
ある。“わだち掘れ”防止のため耐流動性の良い
エチレン−エチルアクリレート共重合体の粉末が
アスフアルトの改質材として使用され、改質アス
フアルト道路舗装材としてかなりの効果を上げて
いる。

しかしながら、エチレン−エチルアクリレート
共重合体の粉末をアスフアルト改質材として使用
した改質アスフアルト道路舗装材は、改質アスフ
アルトが付着性、粘結性に欠けるため、ひび割れ
が問題となつている。

一方、ゴム、プラスチツクを改質材とした改質
アスフアルトに基準を設ける動向がある。これら
の基準として改質アスフアルトの付着性、粘結性
を示すタフネス及びテナシテイがある。ある基準
では、タフネス30Kg・cm以上、テナシテイ10Kg・
cm以上となつている。

しかしながら、現在アスフアルト改質材として
使用されているエチレン−エチルアクリレート共
重合体の粉末を添加した改質アスフアルトのタフ
ネス値は55Kg・cm、テナシテイ値は10Kg・cm程度
であり、一応基準値を満たしているが、今後アス
フアルト道路舗装材は時代の進展とともに、交通
量の増加、重量車輌の増加、が予想されるので更
に高品質のものが要求されるので、それに適した
改質アスフアルト用添加剤を開発することが要請
されている。

即ち、タフネス及びテナシテイについて更に改
良されたアスフアルトが要望され、かつ、ひび割
れ防止特性をもつことが不可欠になつている。

発明の目的 本発明の目的は、上記した要請に適合する改質
アスフアルト添加剤を提供することにある。

発明の具体的な説明 本発明は下記の(1)及び(2)の改質アスフアルト添
加剤からなる。

(1) 酸変性エチレン−エチルアクリレート共重合
体からなる短繊維であることを特徴とする改質
アスフアルト用添加剤。

(2) 酸変性エチレン−エチルアクリレート共重合
体（（以下、酸変性EEAとも略する）に直径
0.005〜0.150mmの繊維状ガラスを混練した後粉
砕し、６〜35メツシユの粒度とした粉粒体であ
ることを特徴とする改質アスフアルト用添加
剤。

本発明の改質アスフアルト用添加剤は、樹脂成
分からなる短繊維又は樹脂成分と繊維状ガラスの
混練物を粉砕した粉粒体であり、これら添加剤を
アスフアルトに添加した改質アスフアルトは付着
性及び粘結性、即ちタフネス及びテナシテイが上
昇し、該改質アスフアルトを使用したアスフアル
ト道路舗装材は耐熱性、耐寒性、“わだち割れ防
止性、特に、エチレン−エチルアクリレート共重
合体の粉末の添加では解決のできなかつたひび割
れ防止についてすぐれた効果が認められた。

特定の理論に拘束されるものではないが、従来
方法においてはタフネス、テナシテイ、ひび割れ
防止等の改良を計るため、ゴム、粘着性樹脂等を
添加し、化学的結合力の増加によつて解決すると
いう技術的思想であるが、本発明にては、酸変性
EEAを短繊維又は酸変性EEAを繊維状ガラスと
混練し粉砕した粉粒体（この粉粒体はマクロ的に
みれば樹脂被覆した短繊維ガラスである。）を添
加し、改質アスフアルト中で樹脂短繊維又は樹脂
被覆ガラス短繊維は、マクロ的に綱目構造すなわ
ち三次元構造又はそれに近い構造を持つていると
推察され、従来の化学的結合力の増加によつての
み改良する技術的思想と異なり、酸変性EEAに
よる強力な化学的結合力と物理的結合力の増加に
よつて改良するという新しい技術的思想によるも
のである。

本発明に使用する酸変性EEAの原料であるエ
チレン−エチルアクリレート共重合体は粉末とし
てアスフアルトの改質材として使用する事は公知
であるが、酸変性物として短繊維状にして使用す
れば、アスフアルト及びそれを使用した道路舗装
材の諸特性、特にひび割れ防止性の改良が画期的
になされることは本発明において、はじめて完成
されたものである。本発明に使用する変性エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体等は、これまで
アスフアルトの改質材としては使用されたことは
なく、粉粒体のまま使用しても十分効果はある
が、本発明の如く短繊維又は短繊維ガラスに被覆
して使用した方が、効果は顕著である。

なお、本発明で骨材とは舗装に通常使用される
砕石、砂の混合物を指すが、これに代替し得るも
のはすべて含むものとする。

また、本発明でフイラーとは骨材と同種の素材
の粉状体すなわち石粉がよく用いられるが、無機
粉末等他の添加剤や、繊維状補強材であつてもよ
い。

本発明でアスフアルトとは舗装に使用できるす
べてのアスフアルトを含むが、通常はストレート
アスフアルトで十分である。

本発明でエチレン−エチルアクリレート共重合
体とは、エチレンとエチルアクリレートを高圧下
にて、ラジカル開始剤を用いて重合させたもので
ある。

本発明で、変性エチレン−エチルアクリレート
共重合体とは上記エチレン−エチルアクリレート
共重合体に不飽和カルボン酸（例えばアクリル
酸、マレイン酸等）またはその誘導体（例えば無
水マレイン酸、アクリル酸エチル等）を溶媒の存
在下または不存在下でラジカル開始剤を添加して
又は添加せずに高温で加熱することによつて得ら
れたものである。

本発明の樹脂からなる短繊維は押出機から樹脂
を繊維状に押出し後空冷させて樹脂繊維を製造
し、この樹脂繊維を切断機で短く切断することに
よつて製造されたものである。

本発明のアスフアルト添加剤を使用して改良さ
れた道路舗装材を製造する望ましい実施態様は以
下の(1)(2)(3)及び(4)である。

(1) 加熱した各種の骨材を混合機に投入し、常温
のフイラーを加えて空練りし、次いで粘度が
150〜300センチストークスになるように加熱し
たアスフアルトを全舗装材の４〜20重量％の量
で注入して混合することにより加熱アスフアル
ト道路舗装材を製造するに際し、酸変性エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体からなる直径
0.05〜0.10mm、長さ３〜20mmの短繊維を全舗装
材の0.2〜2.0重量％で加熱したアスフアルトに
予め投与して混合を行うことを特徴とする改良
された加熱アスフアルト道路舗装材の製造方
法。

(2) 加熱した各種の骨材を混合機に投入し、常温
のフイラーを加えて空練りし、次いで粘度が
150〜300センチストークスになるように加熱し
たアスフアルトを全舗装材の４〜20重量％の量
で注入して混合することにより加熱アスフアル
ト道路舗装材を製造するに際し、酸変性エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体100重量部に、
直径0.005〜0.150mmの繊維状ガラスを６〜20重
量部混練した後粉砕し、６〜35メツシユの粒度
とした粉粒体を全舗装材の0.2〜2.0重量％で加
熱したアスフアルトに予め投与して混合を行う
ことを特徴とする改良された加熱アスフアルト
道路舗装材の製造方法。

(3) 加熱した各種の骨材を混合機に投入し、常温
のフイラーを加えて空練りし、次いで粘度が
150〜300センチストークスになるように加熱し
たアスフアルトを全舗装材の４〜20重量％の量
で注入して混合することにより加熱アスフアル
ト道路舗装材を製造するに際し、酸変性エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体からなる直径
0.05〜0.10mm、長さ３〜20mmの短繊維を全舗装
材の0.2〜2.0重量％で投与して混合を行なうこ
とを特徴とするタフネス及びテナシテイの改良
された加熱アスフアルト道路舗装材の製造方
法。

(4) 加熱した各種の骨材を混合機に投入し、常温
のフイラーを加えて空練りし、次いで粘度が
150〜300センチストークスになるように加熱し
たアスフアルトを全舗装材の４〜20重量％の量
で注入して混合することにより加熱アスフアル
ト道路舗装材を製造するに際し、酸変性エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体100重量部に、
直径0.005〜0.150mmの繊維状ガラスを６〜20重
量部混練した後粉砕し、６〜35メツシユの粒度
とした粉粒体を全舗装材の0.2〜2.0重量％で投
与して混合を行なうことを特徴とするタフネス
及びテナシテイの改良された加熱アスフアルト
道路舗装材の製造方法。特に前記(3)及び(4)の方
法によれば、骨材、フイラーおよびアスフアル
トを従来のアスフアルト混合物製造装置及び方
法で混合する際に、所定量秤量された樹脂から
なる短繊維又は樹脂・繊維状ガラス混練物粉砕
体からなる粉粒体を投入するという簡単な操作
で十分であり、混合時間も変更する必要はな
い。

これは工程が自動化されている場合や、連続化
されている場合に、設備的および工程的なコス
ト・アツプ要因を一切含まないので経済性が極め
て大である。

先に述べたタフネス及びテナシテイ及びそれの
試験方法について以下に説明する。

アスフアルトのタフネス・テナシテイ試験の目的
と考察 アスフアルトに樹脂・ゴム分を混合溶解した場
合に期待される効果のおもなものは、凝集力およ
び付着力の改善、弾性および衝撃抵抗の改善など
である。

このような粘弾性的な物性の改善効果をはかる
方法として、ベンソン（Benson）が提案してい
るタフネス（toughness）・テナシテイ
（tenacity）試験がある。これは、一定の大きさ
の金属半球を球面を下にして、規定容器の中のア
スフアルト試料中に埋め、一定の温度および速度
で引き抜くとき半球にかかる荷重を縦軸に、変位
を横軸に記録する試験方法である。

この試験方法によれば、最初金属半球が試料か
ら引き抜かれる時の荷重が高い山の形（大きい
力）で現われ、次にアスフアルトが細く伸ばされ
るにつれて力は急激に減少する。この力の減少速
さの差、および曲線のすそ引き方は試料の性質に
よつて種々異なつている。

高い山の部分の面積は、アスフアルトが半球を
把握しているための抵抗性に対応するもので、こ
れを把握力（タフネス）と呼び、すその部分の面
積は大きな変形に対するアスフアルト試料の抵抗
性、すなわち粘結性に対応するもので、これを粘
着力（テナシテイ）と呼んでいる。いずれの力も
Kg・cmの単位で表わされる。

実施例 以下実施例をもつて本発明を説明する。

実施例 １ 高圧法で製造したエチレン−エチルアクリレー
ト共重合体（密度0.930、MI6、EA含有量７％）
を無水マレイン酸で変性したものをエクストルー
ダー中で170℃にて混練溶融し、繊維製造用ノズ
ルより押出し、直径0.08mmの繊維を製造し、これ
を長さ３〜20mmの短繊維になるようにカツトし
た。

次に、18缶に針入度80のアスフアルト10Kgを
投入し、加熱溶融しながら攪拌し、上記短繊維を
５％になるようにアスフアルトに投入し、タフネ
ス及びテナシテイをベンソン法によつて測定した
ところ、それぞれ100Kg・cm及び45Kg・cmであつ
た。

比較例 １ 高圧法で製造した低密度ポリエチレン（密度
0.920、MI20）をエクストルーダー中で170℃に
て混練溶融し、繊維製造用ノズルより押出し、直
径0.08mmの繊維を製造し、これを長さ３〜20mmの
短繊維になるようにカツトした。

次に、18缶に針入度80のアスフアルト10Kgを
投入し、加熱溶融しながら攪拌し、上記短繊維を
５％になるようにアスフアルトに投入し、タフネ
ス及びテナシテイをベンソン法によつて測定した
ところ、それぞれ50Kg・cm及び25Kg・cmであつ
た。

実施例 ２ 高圧法でポリエチレン製造装置で、エチレン−
エチルアクリレートを共重合させて得られたエチ
レン−エチルアクリレート共重合体（MI24、EA
含有量35％）を無水マレイン酸で変性したもの10
Kgに、直径0.08mm、長さ５mmの繊維状ガラス約
1000ｇを投入し、混練機で150℃、５分間混練し、
常温に冷却した後粉砕し、６〜35メツシユ分の粉
粒体を得た。次に、18缶に針入度80のアスフア
ルト10Kgを投入し、加熱溶融しながら攪拌し、上
記粉粒体を５％になるようにアスフアルトに投入
し、タフネス及びテナシテイをベンソン法によつ
て測定したところ、それぞれ147Kg・cm及び130
Kg・cmであつた。

比較例 ２ 高圧法でポリエチレン製造装置で製造した低密
度ポリエチレン（密度0.920、MI20）10Kgに、直
径0.08mm、長さ５mmの繊維状ガラス約1000ｇを投
入し、混練機で150℃、５分間混練し、常温に冷
却後、粉砕し、６〜35メツシユ分の粉粒体を得
た。

次に、18缶に針入度80のアスフアルト10Kgを
投入し、加熱溶融しながら攪拌し、上記粉粒体を
５％になるようにアスフアルトに投入し、タフネ
ス及びテナシテイをベンソン法によつて測定した
ところ、それぞれ60Kg・cm及び30Kg・cmであつ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸変性エチレン−エチルアクリレート共重合
   体からなる短繊維であることを特徴とする改質ア
   スフアルト用添加剤。 ２ 酸変性エチレン−エチルアクリレート共重合
   体に直径0.005〜0.150mmの繊維状ガラスを混練し
   た後、粉砕し、６〜35メツシユの粒度とした粉粒
   体であることを特徴とする改質アスフアルト用添
   加剤。