JPH06116333A - 改良された舗装用アスファルト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐摩耗性等の供用性能を確保し、かつ舗装用
アスファルト混合物の舗設温度、転圧温度を低下させ、
交通開放までの養生時間が短縮できるビチューメン改質
材の提供。 【構成】 エチレン、アルキル基の炭素原子数が１〜１
０の（メタ）アクリル酸アルキルエステルおよび不飽和
エポキシドを主成分として重合させてなるコポリマーか
らなるビチューメン改質材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、舗装用改質アスファル
トの製造に使用するビチューメン改質材に関する。

【０００２】

【従来の技術】舗装用アスファルトの耐流動性、耐久
性、耐ひび割れ性、接着性等の供用性能を改善するため
に、ゴム、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー等の種
々の高分子材料を添加することは既によく知られてい
る。

【０００３】ゴム系舗装用改質アスファルトでは、ＳＢ
Ｒラテックス等が一般に使用され、その添加量は固形分
で約３〜５重量％である。ゴム・樹脂系舗装用改質アス
ファルトでは、通常ＳＢＲと、熱可塑性樹脂としてＥＶ
Ａ、ＥＥＡ、熱可塑性エラストマーとしてＳＩＳ、ＳＢ
Ｓ等といったゴムと樹脂の両方の性状を持ったポリマー
とが使用されている。その添加量は、固形分で約５〜７
重量％である。

【０００４】しかし、舗装用改質アスファルトに使用さ
れている舗装用ベースアスファルトは、ＪＩＳ規格は満
足していても改質材の添加効果は舗装用ベースアスファ
ルト間で極端な相違があった。

【０００５】オイル・ショック以後、原油輸入先の多地
域化と石油精製技術の進歩により、従来から使用されて
いた舗装用ベースアスファルトに比較すると、アスファ
ルト混合物については艶がなくなり、アスファルトが本
来有しているレオロジー的性質等も不足する傾向があっ
た。また、舗装用改質アスファルトについては、舗装用
ベースアスファルトの供給石油精製メーカーとその石油
精製所によって耐流動性、耐摩耗性、耐久性、耐ひび割
れ性、接着性等の供用性能に差が生じるため、良好な特
性を有する舗装用改質アスファルトを得るためにアスフ
ァルト改質材の添加量が増加傾向にあった。このことか
ら、高温粘度が極端に増加し、舗装用改質アスファルト
混合物の舗設温度の上昇とそれに伴う交通開放温度まで
の養生時間が延長する問題が発生していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、舗装
用改質アスファルトに用いられる全ての舗装用ベースア
スファルトに対して、耐流動性、耐摩耗性、耐久性、耐
ひび割れ性、接着性等の供用性能を確保し、かつ舗装用
改質アスファルト混合物の舗設温度、転圧温度を低下さ
せ、それに伴う交通開放温度までの養生時間が短縮でき
るビチューメン改質材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、エ
チレン９７〜２５重量％、アルキル基の炭素原子数が１
〜１０の（メタ）アクリル酸アルキルエステル２〜６０
重量％および不飽和エポキシド１〜１５重量％を主成分
として重合させてなるコポリマー（ａ）からなるビチュ
ーメン改質材である。

【０００８】

【作用】ビチューメン改質材として上記コポリマー
（ａ）を使用すると、舗装用アスファルトの性能特性、
特にアスファルトの軟化点、粘度、把握力および付着力
が著しく改良できる。この効果が得られる理由は詳しく
は不明であるが、コポリマー（ａ）中のエポキシ基がア
スファルト中に含まれる反応性官能基により開環し、ポ
リマー間やポリマーとアスファルト間で部分的に架橋が
生じ、アスファルトの軟化点、粘度、把握力および付着
力の向上を引き起こすことによるものと考えられる。

【０００９】本発明において使用するアスファルトとし
ては、舗装用ストレートアスファルト、レークアスファ
ルトなどの天然アスファルト、セミブローンアスファル
ト、ブローンアスファルトを一部用いて変性したストレ
ートアスファルト、タール変性ストレートアスファルト
などが挙げられ、これらの１種または２種以上の混合物
が用いられる。ただし、本発明の舗装用アスファルト組
成物の針入度が２５℃、１００ｇ、５ｓｅｃで３０〜１
５０、軟化点が４０〜１００℃程度の範囲になるよう
に、使用するアスファルトの針入度、軟化点を選択する
ことを必要である。

【００１０】本発明のビチューメン改質材は、エチレン
９７〜２５重量％、アルキル基の炭素原子数が１〜１０
の（メタ）アクリル酸アルキルエステル５〜２５重量％
および不飽和エポキシド１〜１５重量％を主成分として
重合させてなるコポリマー（ａ）よりなる。

【００１１】コポリマー（ａ）を構成する成分として用
いられる（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、アル
キル基の炭素原子数が１〜１０のものであり、アルキル
基は直鎖でも分枝を有していてもよく、またシクロアル
キル基も包含される。その好ましい具体例としては、メ
タクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−
ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸２−エチル
ヘキシルが挙げられる。これら（メタ）アクリル酸アル
キルエステルは、一種または二種以上が用いられる。な
お、本明細書において（メタ）アクリル酸とは、アクリ
ル酸および／またはメタクリル酸を意味する。

【００１２】コポリマー（ａ）中の（メタ）アクリル酸
アルキルエステルの量は２〜６０重量％であり、この範
囲を外れると、アスファルトへの分散性が低下する。

【００１３】コポリマー（ａ）を構成する成分として用
いられる不飽和エポキシドとしては、脂肪族グリシジル
エステルもしくはエーテル、例えばアリルグリシジルエ
ーテル、ビニルグリシジルエーテル、マレイン酸グリシ
ジル、イタコン酸グリシジル、アクリル酸グリシジル、
メタクリル酸グリシジル；脂環式グリシジルエステルも
しくはエーテル、例えば２−シクロヘキセン−１−グリ
シジルエーテル、シクロヘキセン−４，５−ジグリシジ
ルカルボキシレート、シクロヘキセン−４−グリシジル
カルボキシレート、５−ノルボルネン−２−メチル−２
−グリシジルカルボキシレート、エンドシス−ビシクロ
（２．２．１）−５−ヘプテン−２，３−ジグリシジル
カルボキシレートが挙げられる。中でもメタクリル酸グ
リシジルが好ましい。不飽和エポキシドは、一種または
二種以上が用いられる。

【００１４】コポリマー（ａ）中の不飽和エポキシドの
量は１〜１５重量％であり、１重量％未満では舗装用バ
インダーの性能特性の改善効果が乏しく、また、１５重
量％を超えると反応性を過剰に有するため、アスファル
トへの分散性が低下する。

【００１５】コポリマー（ａ）を構成する成分として少
量用いることのできる他の共重合成分としては、プロピ
レン、ブテン−１等のα−オレフィン；ビニルエーテ
ル、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル等が挙げ
られる。

【００１６】上記成分を共重合させて得られるコポリマ
ー（ａ）は、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ
１２３８規格に従い２．１６Ｋｇ、１９０℃で測定）
が１〜５０dg/minであることが好ましく、５〜２０dg/m
inであることがより好ましい。

【００１７】本発明のアスファルト組成物には、コポリ
マー（ａ）中のエポキシ基がアスファルト組成物中のカ
ルボキシル基や酸無水物基等の官能基との反応するのを
促進する化合物（ｃ）が添加されていることが好まし
い。このようなエポキシ基の開環反応促進剤（ｃ）とし
ては、第三アミン、例えばジメチルウラリルアミン、ジ
メチルステアリルアミン、Ｎ−ブチルモルホリン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、ベンジルジメチル
アミン、ピリジン、ジメチルアミン−４−ピリジン、メ
チル−１−イミダゾール、テトラメチル−エチレンジア
ミン、テトラメチルグアニジン、トリエチレンジアミ
ン、テトラメチル−エチレンジアミン、テトラメチルグ
アニジン、トリエチレンジアミン、テトラメチルヒドラ
ジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン；およ
び第三ホスフィン、例えばトリフェニルホスフィンが挙
げられる。中でも第三アミンが好ましい。

【００１８】開環反応促進剤は、ビチューメン改質材が
部分的な架橋を促進する役割を効果的に果たすに十分な
量で使用することが好ましい。開環反応促進剤の好まし
い添加量は、ビチューメン改質材１００重量部に対して
０．１〜２０重量部である。

【００１９】本発明による舗装用改質アスファルトに
は、ビチューメン改質材に加えて従来公知の各種熱可塑
性高分子改質剤が含有されていてもよい。このような熱
可塑性高分子改質剤は、ゴム、熱可塑性エラストマーお
よび熱可塑性樹脂に大別される。

【００２０】ゴムとしては、天然ゴム、各種合成ゴムの
一種以上を使用することができる。ゴムの性状は、固体
でもラテックス状でもよいが、ムーニー粘度が１０〜１
５０程度のものが好ましい。合成ゴムとしては、スチレ
ン−ブタジエン共重合体、ポリクロロプレンゴム、アク
リロニトリル−ブタジエン共重合体、イソブチレン−イ
ソプレン共重合体、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエ
ン、エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、シリコンゴム、フッ素ゴム、エピクロル
ヒドリン共重合体、ポリアクリル酸エステル等が挙げら
れる。

【００２１】熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルア
ルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
エチルアクリレート共重合体、スチレン−アルキルアク
リレート共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−ス
チレン共重合体、アクリル樹脂、ポリアミド、飽和ポリ
エステル、石油樹脂、フッ素樹脂、天然ロジン等が挙げ
られる。中でも、エチレン−酢酸ビニル共重合体は、本
発明のビチューメン改質材との相容性に優れるためか、
併用に相乗的効果が認められ、特に好ましい。

【００２２】熱可塑性エラストマーとしては、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−
イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エ
チレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、ポリ
エステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポ
リエチレンブチレンゴムグラフトポリマー、ポリオレフ
ィン系エラストマー等が挙げられる。

【００２３】本発明のビチューメン改質材は、アスファ
ルト９３〜９９重量％およびビチューメン改質材７〜１
重量％の割合で混合された舗装用アスファルト組成物と
して使用されることが適当であり、ビチューメン改質材
が５〜１．５重量％の割合で混合されたものであること
が好ましい。

【００２４】本発明のビチューメン改質材は、アスファ
ルト９９．２〜９３重量％に対して０．８〜７重量％の
割合で混合された舗装用アスファルト組成物として使用
されることが適当である。０．８重量％未満ではビチュ
ーメン改質材の添加効果が十分ではなく、一方、コポリ
マー（ａ）中の不飽和エポキシドの量にも依存するが、
ビチューメン改質材の添加量が７重量％を超えるとアス
ファルトの溶融粘度が上昇し舗設温度の低下が達成でき
ない。

【００２５】また、舗装用アスファルト組成物において
従来の熱可塑性高分子改質剤が併用される場合には、前
記ビチューメン改質材１００重量部に対して熱可塑性高
分子改質剤２０〜２００重量部程度の割合で使用される
ことが好ましい。また、ビチューメン改質材と熱可塑性
高分子改質剤との合計量は、アスファルト１００重量部
に対して１．５〜１５重量部の範囲で使用されることが
好ましい。

【００２６】本発明のビチューメン改質材は、一般道路
舗装の基層、表層用混合物の舗装用アスファルト組成物
のほかに、特に重荷重を受ける工場構内舗装、コンテナ
ーヤード、トラックターミナルなどの舗装用アスファル
ト組成物として用いられる。その外に特に耐久性、耐候
性等を必要とする橋面、高架橋等のアスファルト組成物
のビチューメン改質材として適している。

【００２７】

【発明の効果】本発明のビチューメン改質材を用いるこ
とにより、舗装用改質アスファルトに用いられる全ての
舗装用ベースアスファルトについて、耐流動性、耐摩耗
性、耐久性、耐ひび割れ性、接着性等の供用性能が確保
できた。また、舗装用改質アスファルト混合物の舗設温
度、転圧温度を低下させそれに伴う交通開放温度までの
養生時間を短縮することで交通渋滞が低減できる。

【００２８】

【実施例】

実施例１ １６０℃に加熱溶融した舗装用ストレートアスファルト
（針入度６０／８０、極東石油 (株) 製）９９kgに対し
て、エチレン６８重量％、エチルアクリレート２４重量
％およびメタクリル酸グリシジル８重量％の共重合体
（ＬＯＴＡＤＥＲＡＸ ８６６０、商品名、エルフアト
ケム社製）を１kgを加え均一になるまで撹拌、溶解させ
てから、さらに加熱溶融温度を１８０℃に上昇し撹拌
し、舗装用アスファルト組成物を得た。

【００２９】この舗装用アスファルト組成物を３０×３
０×５ｃｍのモールドに入れ、マーシャル試験における
締固め度の１００±１％の締固め度となるように締固め
を行なったものを供試体として用いて評価し、表１に示
す結果を得た。

【００３０】実施例２〜５および比較例１〜２ 共重合体の添加量を０、０．５、１．５、２、３または
４重量％としたことを除き、実施例１と同様にして舗装
用アスファルト組成物を得た。また、実施例１と同様に
して評価した結果を表１に示した。

【００３１】実施例６および７ 実施例１で用いたエチレン−エチルアクリレート−メタ
クリル酸グリシジル共重合体２重量％、およびエチレン
−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）２重量％またはスチレ
ン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）
３重量％を併用してビチューメン改質材として用たこと
を除き、実施例１と同様にして舗装用アスファルト組成
物を得た。また、実施例１と同様にして評価した結果を
表１に示した。

【００３２】

【表１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン２５〜９７重量％、アルキル基
   の炭素原子数が１〜１０の（メタ）アクリル酸アルキル
   エステル２〜６０重量％および不飽和エポキシド１〜１
   ５重量％を主成分として重合させてなるコポリマー
   （ａ）からなるビチューメン改質材。
2. 【請求項２】 アスファルト９３〜９９重量％およびビ
   チューメン改質材７〜０．８重量％を含む組成物であっ
   て、前記ビチューメン改質材がエチレン２５〜９７重量
   ％、アルキル基の炭素原子数が１〜１０の（メタ）アク
   リル酸アルキルエステル２〜６０重量％および不飽和エ
   ポキシド１〜１５重量％を主成分として重合させてなる
   コポリマー（ａ）であることを特徴とする舗装用アスフ
   ァルト組成物。
3. 【請求項３】 第三アミンを更に含む請求項２記載の組
   成物。