JP2004060390A

JP2004060390A - 舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物

Info

Publication number: JP2004060390A
Application number: JP2002223563A
Authority: JP
Inventors: Norimasa Mimura; 三村　典正; Akira Takahashi; 高橋　晃; Kazuo Eguchi; 江口　和雄
Original assignee: Sho Bond Corp
Current assignee: Sho Bond Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP3885950B2

Abstract

【課題】初期動的安定度（ＤＳ値）に優れると共に、曲げ撓み性及び防水性を向上させた舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物を提供する。
【解決手段】舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物は、アスファルト合材として骨材混合物を含んだアスファルトを構成しており、また、該アスファルト合材に改質剤を添加している。該改質剤は展性オイルを用いることなく主剤と硬化剤とで構成されている。該主剤はエポキシ樹脂で構成すると共に、該硬化剤は膨潤ゴムで成立してあって、前記主剤であるエポキシ樹脂量との反応に必要な量を重量比で同量又はそれ以上の加硫粉砕ゴムに添加した脂肪族モノアミンで膨潤させている。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物に係り、特に、河川橋道路や各種の道路の表層或いは基層に用いる骨材混合物を含むアスファルト合材に於いて、エポキシ樹脂を主剤として脂肪族モノアミンを添加する加硫粉砕ゴムを硬化剤としてなる改質剤を添加した組成物であって、車両用道路、歩道、滑走路又は駐車場等の舗装に適したエポキシアスファルトコンクリート組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術に於いて、エポキシアスファルト合材組成物の改質剤には、主剤として常温で液状又は半固体状のエポキシ樹脂が使用されている。また、当該改質剤の硬化剤としては、常温で液状または半固形のアミンが使用されている。
【０００３】
また、従来の技術に於いて、エポキシアスファルト合材組成物の改質剤や該改質剤を構成する主剤又は硬化剤は、予め、ストレートアスファルトに混合し、専用のローリ又はミキサを設置して製造する方法が採られている。特に、エポキシアスファルト合材では、前記改質剤としての主剤又は硬化剤をそれぞれ計量して混合し、合材ミキサ内に投入して製造する方法が採られている。
【０００４】
また一方、従来の技術に於いて、例えば、廃タイヤ等を粉砕してなる加硫粉砕ゴムを舗装材へ適用する方法があり、その利用形態としては、バインダーすなわちアスファルト部材がある。アスファルト部材は、加熱溶融したアスファルト中に、展性オイルで加硫粉砕ゴムを膨潤させたものを投入し、例えば１２０℃以上の高温で加熱攪拌して得られる付着・粘着性に優れた舗装用改質アスファルト合材などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は、上述した構成であるので、次の課題が存在した。
すなわち、エポキシアスファルト合材組成物の初期動的安定度（ＤＳ値）を所定値にする場合、当該エポキシアスファルト合材が堅くなり、その強度が高くなるが、曲げ撓み量を所定値に維持することが困難となり、該エポキシアスファルト合材組成物は耐久性に劣り脆弱化するという欠点があった。
また一方、上記エポキシアスファルト合材組成物の曲げ撓み量を所定値に維持すれば、上記初期動的安定度（ＤＳ値）が所定値より低下し、交通開放時期が遅延することとなる欠点があった。
また、上記エポキシアスファルト合材の製造から舗設までの時間すなわち可使時間を確保するためには、プラントでの製造温度を一般合材製造温度、通例として１６０℃〜１８０℃であるが、当該合材製造温度を１２０℃前後まで下げる等の制御が必要となり、その管理システムを構築しなければならないという問題点があった。また、従来の技術では、改質剤を搬送する専用供給機すなわちローリー車などを必要とし設備費が嵩む問題点もあった。
【０００６】
また、一般アスファルト合材製造温度、通例として１６０℃〜１８０℃であって、通常の可使時間を３時間に確保すると、初期動的安定度（ＤＳ値）の発現性が遅く、アスファルト合材の舗設後の交通開放までの時間が長く、工事渋滞が誘起されるという問題点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、舗装用エポキシアスファルト合材に添加する改質剤の構成に於いて、該改質剤がエポキシ樹脂でなる主剤と硬化剤でなり、該硬化剤に脂肪族モノアミンで膨潤させた、例えば廃タイヤゴムチップ等で構成される加硫粉砕ゴムを用いることにより初期動的安定度（ＤＳ値）を向上させ、併せて曲げ撓み性や防水性も向上させる舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物を提供することを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、舗装用エポキシアスファルト合材に添加する主剤と硬化剤とでなる改質剤に於いて、該硬化剤が脂肪族モノアミンで膨潤させた加硫粉砕ゴムで構成したことを特徴とする舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物である。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、前記改質剤の硬化剤は、脂肪族モノアミンを重量比で同量又はそれ以上の加硫粉砕ゴムに添加して膨潤させてなる膨潤ゴムで構成したことを特徴とする請求項１記載の舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物である。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、前記改質剤の配合量は、脂肪族モノアミン１００部に対して、加硫粉砕ゴム１００部〜１０００部であることを特徴とする請求項１記載の舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物の実施の形態について説明する。
本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物は、アスファルト合材として骨材混合物を含んだアスファルトを構成しており、また、該アスファルト合材に改質剤を添加している。該改質剤は展性オイルを用いることなく主剤と硬化剤とで構成されている。該主剤はエポキシ樹脂で構成すると共に、該硬化剤は膨潤ゴムで成立してあって、前記主剤であるエポキシ樹脂量との反応に必要な量を重量比で同量又はそれ以上の加硫粉砕ゴムに添加した脂肪族モノアミンで膨潤させている。
【００１２】
尚、加硫粉砕ゴムが脂肪族モノアミンと同量以下では、当該舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物に於ける所定の曲げ撓み量率を得ることができず、また、防水性の向上も図ることができない。更に、該加硫粉砕ゴムの添加量を所定限度以上にすれば、該加硫粉砕ゴムが膨潤できない構造となり、本発明の実効を期すことができなくなる。
【００１３】
また、本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物を構成するアスファルトの種類は、例えば、ストレートアスファルト４０／６０、６０／８０、８０／１００、セミブローンアスファルト、改質アスファルトＩ型、ＩＩ型、排水性舗装用の高粘度バインダー等が選択できるが、標準的にはストレートアスファルト６０／８０が好適である。
【００１４】
また、前記骨材混合物としては、特に限定はないが、砕石、砂、石粉等の通常の舗装用アスファルトコンクリートに用いられるものであり、その粒度や配合割合についても限定はなく、目的に応じて密粒度、細密度又は開粒度アスファルトコンクリート等用いられる粒度及び配合割合のものを使用する。
【００１５】
前記加硫粉砕ゴムとしては、主として廃タイヤを使用し、大型車両のタイヤすなわちトラック、バス等の廃タイヤである。粉砕された廃タイヤゴムは微粒分が多く、その粒径は、２〜０．２９７（ｍｍ）を選定すると好適である。
【００１６】
【実施例】
次に、本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリートの具体的実施例について説明する。
前記改質剤の硬化剤は膨潤ゴムであって、前記脂肪族モノアミンで膨潤させた加硫粉砕ゴムを使用し、該アスファルトコンクリートの曲げ撓み性や防水性を向上させることを目的として次の実施例が考えられた。
前記脂肪族モノアミンと加硫粉砕ゴムの配合比率として、
▲１▼脂肪族モノアミン：加硫粉砕ゴム＝１００部：０部
▲２▼脂肪族モノアミン：加硫粉砕ゴム＝１００部：１００部
▲３▼脂肪族モノアミン：加硫粉砕ゴム＝１００部：５００部
▲４▼脂肪族モノアミン：加硫粉砕ゴム＝１００部：１０００部
前記舗装用エポキシアスファルトコンクリートの初期動的安定度（ＤＳ値）、曲げ撓み量や防水機能又は透水係数若しくは製品コストを勘案し、叙上の実施例から勘案すれば、脂肪族モノアミン：加硫粉砕ゴム＝１００部：１００部が最良であることが判明した。
【００１７】
そして、脂肪族モノアミンの量は、改質剤の主剤であるエポキシ樹脂量によって決定され、過多過少でも問題があり、脂肪族モノアミンに添加する加硫粉砕ゴムの混合量は重量で同量以上とし、それ以下では、本発明に係るエポキシアスファルトコンクリートの曲げ撓み量や防止機能が所期の効果が得られないことが分かった。
具体的には、エポキシ樹脂はエポキシ当量や液状又は固形を特定しないが、例えば固形エポキシ樹脂量と膨潤ゴムの重量比は、固形エポキシ樹脂量：膨潤ゴム量（ゴム：脂肪族モノアミン）＝１０：６（３：３）、１０：１８（３：１５）又は１０：３３（３：３０）が適用範囲とされる。
【００１８】
また、前記改質剤の製造方法及び投入方法としては、工場製造であってプラントミックスである。そして、工場にて、予め硬化剤である前記脂肪族モノアミンを加硫粉砕ゴムに吸収し、膨潤させることによりプラントでの取扱いが容易となり、エポキシアスファルト合材の混練ミキサ内での硬化剤の分散性能が向上する。そして、作業員が該脂肪族モノアミンに触れることによる気触れ事故が減少する。
尚、合材舗設時間すなわち可使時間を確保するためには、反応性や性能変化の緩やかな脂肪族モノアミンに限定する必要がある。
【００１９】
次に、本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物に於いて、
固形エポキシ樹脂量：膨潤ゴム量（ゴム：脂肪族モノアミン）＝１０：６（３：３）について実験した結果について、図１ないし図３を説明する。
図１は、５つの本試料の初期動的安定度（ＤＳ値）のデータを示す図である。試験温度６０℃、輪荷重接地圧０．６４ＭＰａの条件の下に、硬化初期すなわち交通開放までの時間３時間に於ける初期動的安定度は、３７０６〜４２００回／ｍｍで平均値は３８９７．６回／ｍｍである。
また、完全養生（完全硬化）すなわち６０℃７日間養生は、いずれも６３０００回／ｍｍであった。因みに、日本道路協会の基準条件としては、重交通用舗装材の動的安定度が３０００回／ｍｍ以上であることに比較すると大幅に向上していることが判明した。
【００２０】
図２は、５つの本試料の曲げ撓みのデータを示す図である。試験温度−１０℃、戴荷速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件の下に、完全養生６０℃７日間以上の場合の各々のデータ値であり、平均値は８．０×１０^−３である。
【００２１】
また、図３は、３つの本試料であって、舗装厚を４つに変更した場合に於ける透水係数（ｃｍ／ｓｅｃ）すなわち防水機能を示すデータ図である。試験温度２０℃、水圧０．５ＭＰａ、２４時間の条件の下に、完全養生６０℃７日間以上の場合の各々のデータ値であり、４つの平均値を有し、それら各々の平均は９．２０×１０^―１０〜４．９４×１０^−９ｃｍ／ｓｅｃであって、防水機能が向上していることが判明した。
【００２２】
次に、本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物に於いて、アスファルト及び骨材混合物と改質剤との重量比としては、アスファルト・骨材混合物：改質剤＝９８．４：１．６が最良である。但し、該改質剤の添加量は限定されない。当該組成物に於いて、アスファルトに対する改質剤の重量比は、アスファルト：改質剤＝１００：１５〜１４５の範囲が適用され、特に、１００：２０が最良である。
また、当該舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物としては、細粒度アスファルトコンクリートが主体であり、密粒度又は排水性舗装も適用可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物は叙上の構成及び機能を有するので、次の効果がある。
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、舗装用エポキシアスファルト合材に添加する主剤と硬化剤とでなる改質剤に於いて、該硬化剤が脂肪族モノアミンで膨潤させた加硫粉砕ゴムで構成したことを特徴とする舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物を提供する。
このような構成としたので、改質剤としての硬化剤に脂肪モノアミンで膨潤させた加硫粉砕ゴムを使用することにより、エポキシ樹脂と加硫粉砕ゴムの相乗効果により骨材混合物に対する展着性を改善し、初期動的安定度（ＤＳ値）若しくは流動性を所期の値に確保し、かつ本組成物の曲げ撓み性及び防水機能を向上させる効果がある。
また、当該改質剤を搬送する専用供給機、例えばローリー車等を不要とし、併せて、本組成物を製造するための特別な管理手段を設けることなく管理をし易くする効果がある。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、前記改質剤の硬化剤は、脂肪族モノアミンを重量比で同量又はそれ以上の加硫粉砕ゴムに添加して膨潤させてなる膨潤ゴムで構成したことを特徴とする請求項１記載の舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物を提供する。
このような構成としたので、作業員が該脂肪族モノアミンに触れることによる気触れを防止し、アスファルトコンクリート合材混練ミキサ内での硬化剤の分散性能を向上させると共に、本発明に係るアスファルトコンクリートを河川橋道路や各種の道路等広範囲に適用する効果がある。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、前記改質剤の配合量は、脂肪族モノアミン１００部に対して、加硫粉砕ゴム１００部〜１０００部であることを特徴とする請求項１記載の舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物を提供する。
このような構成としたので、改質剤の配合量を道路事情や施設に応じて適宜調整することにより、当該組成物の曲げ撓み性能及び防水性能若しくは透水性能を考慮した最良値に設定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物に於ける動的安定度（ＤＳ値）のデータを示す図である。
【図２】本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物に於ける曲げ撓みのデータを示す図である。
【図３】本発明に係る舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物に於ける透水係数（防水性能）のデータを示す図である。

Claims

舗装用エポキシアスファルト合材に添加する主剤と硬化剤とでなる改質剤に於いて、該硬化剤が脂肪族モノアミンで膨潤させた加硫粉砕ゴムで構成したことを特徴とする舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物。
前記改質剤の硬化剤は、脂肪族モノアミンを重量比で同量又はそれ以上の加硫粉砕ゴムに添加して膨潤させてなる膨潤ゴムで構成したことを特徴とする請求項１記載の舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物。
前記改質剤の硬化剤の配合量は、脂肪族モノアミン１００部に対して、加硫粉砕ゴム１００〜１０００部であることを特徴とする請求項１記載の舗装用エポキシアスファルトコンクリート組成物。