説明

アスファルト舗装のひび割れ補修材

【課題】本発明は、アスファルト舗装道路のひび割れ、クラック、或いは欠損部の補修に適した道路補修材に要求される問題点を解決する。
【解決手段】 ブロンアスファルト、改質剤、はく離防止剤、再生添加剤、および無機質粒子からなる道路補修材。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、道路舗装に発生したひび割れ、クラックおよび欠損部からなる破損部に対して、アスファルトを基材とし、それに劣化アスファルトを再生する再生添加剤、改質剤および剥離防止剤などを添加してなる材料を充填することにより、既設舗装の破損部を修復、補修、および破壊の進行を抑制するアスファルト舗装道路の補修材を提供することにある。
【背景技術】
【0002】
舗装に発生したひび割れ、クラック、欠損部などの破損部の補修には、一般にブロンアスファルトを加熱溶融し、それを充填することで対応してきた。しかしブロンアスファルトはその性質から冬期に硬化して固く脆くなり、少しの衝撃により破壊、ひび割れ、クラックまたは欠損部が発生する。一方で、夏期には気温の上昇により充填したブロンアスファルトが軟らかくなり材料の流動を引き起こすために、負荷荷重により材料の一方向への寄り、沈下、車輪によるわだちが形成されるなどの弊害があり、温度条件の変化、気候条件の変化に柔軟に対応できる、いわゆるオールシーズンタイプのひび割れ補修材としての性能を満足するものではなかった。
【0003】
そこでブロンアスファルトまたは汎用のアスファルトに潤滑油などを添加することにより冬期の脆化による材料破壊、脆弱、劣化などを抑制することも行われている。さらに、それに、ゴム、熱可塑性樹脂などの改質剤を添加することにより夏期の温度上昇による材料の流動化を抑制する製品が発明された。しかしこれらの材料は補修材自体の特性を改善することを目的とするものであり、舗装された材料と補修材との固着性にまで着目したものではない。道路のひびわれ補修、クラック補修にはブロンアスファルトを溶融、充填処理することで補修を完了させることが慣用手段として行われてきた。しかし、昨今の交通量、道路負荷荷重、気象現象などの影響を含む道路事情からすれば、従来型の手法では対応が難しくなってきたため、その対応が求められている。
【0004】
道路舗装材としては、ブロンアスファルト基材に、潤滑油または潤滑油廃液を含むセミブロンアスファルトと、消石灰と、鉄鋼スラッグの微粒子とを加熱混練した材料が知られている(特許文献1)。しかし、この補修剤は、舗装ひび割れ部の補修、クラックおよび破損部の再生に関する配慮が為されていない。さらに、その道路舗装部材と舗装用骨材とを加熱混練して、該舗装用骨材の周囲に皮膜層を形成し、該皮膜層に非粘着材よりなる被覆層を形成する道路補修用材料が知られている(特許文献2)。
【特許文献1】特開平2−129264号公報
【特許文献2】特開2003−327835号公報
【0005】
ブロンアスファルト基材に、石粉材および潤滑油材を添加したものをシート状に成形をしたアスファルトシートからなる補修材料が知られている(特許文献3)。また、アスファルトに改質材として天然又は合成ゴム、各種熱可塑性樹脂を使用することも知られている(特許文献4,5)。
【特許文献3】特開2005−54416号公報
【特許文献4】特開2003−119710号公報
【特許文献5】特開2005−126998号公報 以上の各先行技術を考察しても、本発明のアスファルト舗装のひび割れ補修材の材料として、物性上、機能上又は特性上総合的なバランスの備わった補修材としての性能を持つ補修材に関する技術事項を開示されている先行技術を網羅した刊行物は発見できないということが実情である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、ひび割れ、クラック、欠損部のような破損部を有する既設舗装の維持および補修を行い、かつ既設舗装の破壊、脆弱化の進行を抑制することのできるアスファルト舗装道路用の補修材を提供することにある。それと同時に、アスファルト舗装のひび割れ、クラック、欠損のような破損部を補修材により補修する場合に、破損部に存在する特に脆弱化したアスファルトを再生するとともに、舗装破損部と補修材との固着性、接合性、または親和性を改良すること、および補修材自体の耐剥離性、耐候性、耐久性、取り扱い性を高めることにより、既設舗装道路の補修部全体の強度、持久性、耐疲労性、耐負荷強度、耐震動性および耐候性などの総合的な特性をバランスよく改良するという課題を解決することにある。
【0007】
ひび割れ、クラック、および欠損部のような破損部の発生したアスファルト舗装道路は、材料のアスファルトが気象寒暖の温度差、降雨による浸水、炎天下の紫外線暴露、酸化劣化、交通荷重および振動などの過酷な負荷原因が、舗装の破壊、疲労、脆弱化、劣化および損傷の進行の原因ともなる。またこれらの過酷な負荷原因によりアスファルト混合物における骨材を覆っているアスファルトが骨材から剥離、分離することにより、骨材がむき出しの状態になり、道路舗装の強度の低下は勿論のこと、さらなる損部の発生および進行の原因となっている。このアスファルトと骨材の剥離または分離が、道路という特有の過酷な負荷原因も加わり、ひび割れ、クラックおよび欠損部のような破損部の発生した既設舗装道路全体が非常に脆弱な状態になる為に、交通量による重量負荷、過酷な気性現象などが加わり、舗装道路の損傷が加速的に進行する。
【0008】
従来の道路舗装のひび割れ、クラック、欠損部などの破損部の補修材は、補修材それ自体の性質、特性の改善を目的としており、ひび割れなどの発生した道路舗装破損部に対する補修材の固着、接合、または親和性などを改善することには着目されていなかった。そのため劣化により、硬くて脆弱になったアスファルト混合物からなるひび割れなどの破損部に対して、それとは性質および強度に勝る補修材を充填するために、破損部と補修材との接触部の特にアスファルト基材の材質の違いおよび強度の違いに起因する剥離、材料破壊が発生するために、補修効果が十分に達成できなく、次第に既設舗装の破壊を引き起こす原因となっていた。またひび割れのような舗装破損部の、アスファルトが骨材より剥離することにより劣化した骨材がむき出しの状態であるため、補修材と骨材との付着性が悪く補修材の剥がれが、強度の低下または破壊の要因となっていた。本発明は、舗装道路のひび割れ、クラック、または欠損部のような破損部の補修材による補修を目的とし、しかも、既設道路舗装の脆弱、劣化、および破損の進行を阻止することにより、舗装道路の補修部全体の補強効果、耐久性、耐負荷強度、および耐候性などを高めることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、ひび割れ、クラック、欠損部の発生箇所である破損部に存在する脆弱な劣化アスファルト混合物と補修材の基材である劣化のないアスファルトとの応力の差異、物性或いは材質の違いなどに起因して発生する材料の強度不足、固着性、接合性または親和性不足というような弊害を克服する為に、破損部側の劣化アスファルトの性状を改善する再生添加剤および劣化アスファルト混合物側との固着性を高める剥離防止剤をアスファルト基材に添加したものを、舗装道路の破損部の補修材とすることにより課題を解決することができたものである。
【0010】
ひび割れ、クラック、または欠損部の発生した舗装道路の破損部に存在するアスファルト混合物の特にそのアスファルトは、気象寒暖の温度差、降雨による浸水、紫外線曝露、酸化、交通荷重などの影響を受け、材料の劣化、脆弱化、変質および疲労などをしている。そこで補修材の基材として使用されているアスファルトに対して、破損部側の劣化アスファルトの性状を改善するために、再生添加材料を添加して、ひび割れ箇所のような破損部側に存在する劣化アスファルト特性を改善および回復させることにより、破損部側のアスファルト混合物と補修材のアスファルトとの接触部の材質、物性の違いに起因する応力差を緩和することにより、互いの材料の固着特性、接合性、または親和性を強固なものとすることが出来たものである。
【0011】
また補修材に剥離防止剤を添加することにより、補修材のアスファルト中に含まれる剥離防止剤が、ひび割れ発生箇所からなる破損部側に存在するアスファルト混合物に含まれる骨材が、アスファルトより剥離した状態になり、いわゆる骨材がむき出しの状態になっている。またクラック部、欠損部を補修する場合に、破損部の表面に存在する劣化アスファルト破片、粉体などを強制的に除去すると、破損部表面に骨材が露出する場合がある。そうすると、破損部側の露出骨材または剥離骨材と補修材側アスファルトの接着性を改善した結果、既設舗装と補修材が一体化して強固な舗装道路になるということを可能としたものである。
【0012】
本発明は、それらの問題点を解決する具体的な手法として検討を重ねた結果、本発明を完成させたものである。本発明は、それらの課題を解決するための手段として、以下の特徴点および構成要件を有する。
即ち、本発明の補修材の概要および特徴は以下のとおりのものである。
(1)ブロンアスファルト、改質剤、はく離防止剤、再生添加剤、および無機質粒子からなる道路補修材。
(2)ブロンアスファルト40〜80質量%、改質剤0.5〜10質量%、はく離防止剤0.5〜5.0質量%、再生添加剤1.0〜10.0質量%、および無機質粒子10〜50重量%からなることを特徴とする道路補修材。
(3)ブロンアスファルト62.7質量%、改質剤1.3質量%、はく離防止剤1.0質量%、再生添加剤5.0質量%、および無機質粒子30重量%からなる道路補修材。
【0013】
(4)改質剤がアスファルトに溶解、均一分散できる、天然ゴム(NR)、スチレン−ブタジエンランダム共重合体(SBR)、スチレン−ブタジエンゴム、ポリクロロプレン(CR)、ポリブタジエン(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体(NBR)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレンブロック共重合体、エチレン−エチルアクリレート(EEA)、廃プラスチック材料からなる群から選ばれた1種又は2種以上の熱可塑性樹脂であることを特徴とする上記した道路補修材。
【0014】
(5)はく離防止剤がアミン化合物、例えば、牛脂アルキルプロピレンジアミン又は牛脂アルキルプロピレントリアミン等、アミド化合物、例えば、脂肪酸アミド等、第4級アンモニウム塩、例えばモノアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド又はエチレンオキサイド付加型アンモニウムクロライド等、トール油脂肪酸、ステアリルフォスフェート、汎用のシランカップリング剤、例えばビニルトリクロシラン、ビニルトリスシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等、イミダゾリン化合物、例えばイミダゾリニウムベタイン等からなる群から選ばれた1種又は2種以上であることを特徴とする上記した道路補修材。
【0015】
(6)再生添加剤が多環芳香族分(PCA)3%未満のパラフィン系石油軟化材、例えば新日本石油(株)製のの900NT、多環芳香族分(PCA)3%未満のナフテン系石油軟化材、例えば三共油化工業(株)製のSNH540,SNH440、SNH220、SNH46、芳香族系石油軟化材が、例えば、シンレキ工業(株)製のSRラックス、植物油脂、鉱油、天然樹脂、例えば、ロジン、タールからなる群から選ばれた1種又は2種以上であることを特徴とする上記した道路補修材。
【0016】
(7) 無機質粒子が、炭酸カルシユウム、シリカ、珪砂、焼却灰の溶融スラグ、廃ガラスの破砕片、岩石、川砂、山砂、鉱物粉砕片、脱硫または天然石膏、建築廃材の粉砕片、ホタテ、カキ、サザエなどの貝殻粉末、フライアッシュまたはそれらの混合物からなることを特徴とする上記した道路補修材。
というものである。
【発明の効果】
【0017】
アスファルト舗装道路のひび割れ、クラックまたは欠損部のような破損部を補修する本発明の補修材は、軟化剤のような各種添加剤の効果により、溶融時の粘度は低く、作業性に優れている。若干の可塑的な物性により、充填後の交通荷重により、ひび割れ部、クラック、または欠損部の細部および深部まで充填される。また、補修材に含まれる特殊な添加剤の効果により、既設舗装との接着性、固着性または親和性に優れている。特に改質材の効果により、夏冬、タイヤの摩擦などのよる温度変化に強く、寒冷期の脆化によるひび割れ、クラックまたは欠損や、盛夏時のフラッシュによるべたつきが発生しない。ダレ抑制剤を併用すれば、耐ダレ、耐流動性に優れている。
【0018】
また、ひび割れ発生箇所である破損部に存在するアスファルト混合物を構成するアスファルト自体は、気象寒暖の温度差、降雨による浸水、紫外線曝露、酸化劣化、交通荷重により疲労などを受けているが、補修材を構成するアスファルト基材に、再生添加材料を添加することにより、補修材の施工後に、再生添加材料が破損部側の劣化したアスファルト側に徐々に浸透または移行して、劣化アスファルトを再生することで性状が改善され、補修材による破損部の補修箇所全体の補強効果を達成される。さらに、再生添加材料を添加することで、ひび割れ箇所などの破損部の劣化アスファルトの特性を改善することで、破損部と補修材との接触部の材質の差または応力の違いを緩和することが出来るために、互いの材料の固着特性、接合性または親和性などを強固なものとする。特に六角ボルトによる引張接着力テストでは、汎用の補修材が、100〜180N程度であるのに対して、本発明の舗装道路補修材は、300〜400Nの引張接着力強度が達成できる為に、舗装道路の持久性が高まるために、無駄な補修作業を何度も繰り返す必要がないから、省資源、省力化、および省エネの技術でもあり、地球温暖化対策にも貢献することになる。
【0019】
また補修材に剥離防止剤を添加することにより、補修材のアスファルトに含有される剥離防止剤が、補修材自身のアスファルトと骨材の接合強度を長期間維持するために、補修材の耐久性を高めることが出来る。また、補修材の施工後に破損部のアスファルト混合物から露出した骨材と補修材側のアスファルトとの固着性、接合性、または親和性を高める結果、舗装路面と補修材との接着強度を高める。さらに、補修材施工後に、長期的には補修材に含まれる剥離防止剤が徐々に破損部側に浸透、ブルーミングして、破損部に存在するアスファルト混合物における剥離劣化アスファルトとむき出しの状態の骨材、遊離骨材または露出骨材との、固着性、接合性、または親和性を高める結果、破損部を構成する骨材含有アスファルト混合物の材質の回復、強度を回復、および修復する機能を果たすことになる。このように、舗装道路の破損部壁と補修材との密着性を高めることにもなり、舗装道路の補修部全体の強度、耐久性などを高めることになる。このように、再生添加材料と剥離防止剤とは、相乗的に一体となり、経時変化に従って、材料の再生、回復、補強などが徐々に随時高まることになるから、舗装道路の延命を長期間延ばすという役割を果たす。
【0020】
汎用の補修材は、六角ボルト試験による引張接着力は、120〜180N程度であるのに対して、本願発明の補修材の引張接着力は、300〜380N程度という、約2倍程度の引張接着力を達成することが出来る。ちなみに、改質剤、剥離防止剤、再生添加剤のいずれか1成分の添加を省略した補修材の場合には、引張接着力が、200〜280Nと大幅に低下することになり、各単添加剤がお互いに関連して、相乗的に作用して、効果を発現していることが容易に推察できる。さらに引張接着力だけでなく、通常の舗装道路において、破損部と補修材の境界に発生する亀裂の大きさを、1月、3月、6月後に目視判定をしても、時系列的に亀裂が発生するというようなことが無く、6月後に、境界線全体のうち、2〜3%程度の亀裂ではないかと思われる程度の変化が見られるだけである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
本発明のアスファルト舗装道路のひび割れ、クラック、または欠損というような舗装破損部の補修に適用する補修材として、それを構成する材料の最良の仕様を説明すれば、補修材を構成する主要な材料は、本質的に、ブロンアスファルト、改質剤、はく離防止剤、再生添加剤、および骨材(石粉)からなり、必要に応じて、所定の目的を達成する各種添加剤を任意に併用した組成物または混合物からなる道路補修剤である。
【0022】
本発明の道路補修材は、各種添加剤の総合的な作用により、舗装道路のひび割れ部、クラック部、または欠損部のような破損部に対して侵入率が非常に高いということも特徴であり、強いては、道路補修部分の強度を著しく高めるということである。補修工事における補修材の注入方法は、普通注入機、ひしゃくなどで、溶融したアスファルトをひび割れ部、クラック部、または欠損部に充填をするが、その空隙全体に満遍なく補修材を充填することは非常に困難である。普通には、充填する場合には、若干山盛りの状態で充填をして、ロールでそれを水平にするか、その後交通を開放して、車両の重みを利用して自動車タイヤでそれを踏みつけることにより、空隙部に完全に補修材を装填することにより侵入率を高める方法がよい。クラック部の空隙を完全に補修材により充填をすること、即ち、補修材侵入率を高めると、舗装道路の補修部の強度が著しく向上するので、舗装道路としての耐久性が向上することになる。
【0023】
本発明の補修材の侵入率を簡単に評価する為に、補修材のひび割れ部、クラックまたは欠損部への侵入程度は、予め、補修材をクラック部へ充填した時点における、クラック部の断面積をもとに、補修材が充填されているクラック部の断面積と、補修材の充填されていないクラック部分の空隙部分の面積比により算定できる。しかし、標準的な基準に基づいて算定すれば、補修時の侵入率は、標準として、平均約85%程度であるからこれを評価のベースとする。次いで、交通量の多い道路を補修して後、交通規制を開放して、約1月後の道路舗装の補修部分をサンプルとして、入手して、そのクラック部への侵入率が標準値の約85%以上になっていれば適正と評価することも出来る。勿論、補修材の充填後の侵入率と、補修部の道路を一定期間の交通下に放置した後の道路補修部のアスファルトの侵入の断面積を算定して、両者を対比すればその侵入率が容易に評価できる。通常侵入率を85%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは96%以上を達成することが補修を良好に達成したと評価出来る。
【0024】
アスファルト、場合によっては、コンクリートにより舗装された舗装道路の、その舗装面にひび割れ、クラック、または欠損箇所が発生した場合には、その道路の被害状況に応じて最適な施工方法を実施する為に、その道路補修材の適用形態も若干変更することも有り得る。舗装のひび割れ、クラック、または欠損部が比較的大きく、しかも発生箇所が少ない場合には、若干周りの劣化したアスファルト部分を取り除き、そこへ、注入機、ひしゃくなどを使用して、充填又は流し込むことができる。しかし、ひび割れ、クラック部分の破損箇所が比較的小さく、広範囲にわたる場合には、道路補修材をシートに予め成形したものを、所定量の大きさに切断をして、そのシートを、その破損箇所にかぶせて、トーチバーナー等で可塑化して、加熱溶融した補修材シートを道路舗装面に融着、貼り付けするというような応用の使用方法も可能である。勿論強度が求められる場合には、補修材シートには、予め、金属繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリプロピレン繊維、不織布などの金属、無機、合成繊維の補強繊維を若干混入した補強マットのような形態で使用することも可能である。
【0025】
本発明は、舗装道路のひび割れ、クラック、欠損部のような破損部の発生箇所に存在する、脆弱なアスファルト混合物の材質と、未劣化状態であるアスファルト系補修材との材質との間に発生する物性値差、強度差、または応力の差異などの違いが、補修後の補修部の強度、耐久性などに大きく関与していることに着目して、その接触面の材質の較差を出来る限り是正しながら補修するということを新たに開発の課題としているものである。両者の接触面を構成する主要な材料であるアスファルト混合物の基材であるアスファルト自体をできるだけ均一な材質にするために、破損部に存在する劣化アスファルト自体の材質の回復およびそれと骨材との固着を改善、回復、修復する為に、補修材に対して、再生添加剤および剥離防止剤を添加してなる舗装道路の補修材である。
【0026】
本発明のアスファルト舗装の破損部を修復する為に使用する補修材を構成する主要成分はアスファルトであり、これには天然アスファルト(ギルソナイト、トリニダットレークアスファルト)、石油アスファルト(原油の蒸留により得られる各種針入度グレードアスファルト)、ブローンアスファルト、セミブローンアスファルト、溶剤脱れきアスファルトなどが例示できる。
ストレートアスファルト、各種改質のアスファルト、例えば、ストレートアスファルトに、高温空気を吹き込み、酸化重合を促進して、粘度などを高くしたセミブローンアスファルトなども含まれる。通常は、温度110℃以上の温度で現場施工する性質を有することが推奨される。加熱溶融したアスファルトを道路破損部の亀裂部分に流し込んだり、トーチバーナーにより現場施工ができるような性質を持ったものである。針入度(JIS K 2007)10〜40程度のものが好ましい。補修材のアスファルトの占める割合は、40〜80質量%、好ましくは50〜70質量%存在すれば足りる。
【0027】
補修材を構成する改質剤(SBS)とは、ゴムまたは熱可塑性樹脂からなる高分子系改質剤であり、これは、アスファルトに溶解、均一分散できるものであれば、あらゆる高分子材料が使用可能である。具体的には、天然ゴム(NR)、合成ゴム、スチレン−ブタジエンランダム共重合体(SBR)、スチレン−ブタジエンゴム、ポリクロロプレン(CR)、ポリブタジエン(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体(NBR)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、高分子材料、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレンブロック共重合体、エチレン−エチルアクリレート(EEA)などの、市販の各種汎用の材料が例示できる。タイヤ粉砕ゴムなどを所定量配合または併用することも可能である。同様に、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)のような廃プラスチックのような、一度使用した回収のプラスチックを粉砕して再利用することは、舗装道路の面ばかりでなく、環境の面からも推奨される。その使用形態は、粉末、溶液、ラテックスなど、任意な状態で適用できる。タイヤゴム粉末を使用することは、過剰に発生する古タイヤの処理対策と、再利用という大きな問題を解決することが出来る為に、いわゆるエコ対策に貢献することが出来るので、大きな社会的な使命および貢献が期待される。改質材の効果により、温度変化に対応する補修材になり、寒冷期にアスファルトの低温固化により、車両振動により容易に亀裂が発生したり、舗装の脆化によるひび割れの発生や、盛夏時のフラッシュによるべたつきが発生しないというような、一種のアスファルト硬軟変化緩衝材、アスファルト温度変化緩衝材、硬軟材料調整剤、または温度硬軟材料変化調整剤のような機能を果たす。さらに、交通振動吸収、騒音吸収のような副次効果も期待できる。これらのゴムまたは樹脂材料の配合量は、0.5〜10質量%、好ましくは1〜6質量%、より好ましくは、1〜3質量%程度である。添加量が1質量%以下と低くなれば、アスファルトの温度変化に依存する軟化、硬化の変化を是正するという改質材の効果が発現しない。添加量が7質量%、10質量%と多くなれば、溶融時の軟化が多くなり、12質量%、15質量%と添加量が多くなれば、強度も低下する傾向にあるため、添加量が10質量%以上になれば、施工時の分解、悪臭、可塑化の発生なども加わり、改質剤としての効果が適正に発現しない。
【0028】
道路補修材に剥離防止剤を添加することによって、補修材アスファルトに含有されている剥離防止剤が、ひび割れ発生箇所である破損部側のアスファルト混合物に含まれるアスファルトと骨材が剥離して、骨材がむき出しの状態になっている剥離の骨材と補修材側のアスファルトとの、固着、接着、親和性などを改善することが出来る為に、補修材が舗装と一体化し強固な補修部を形成することが可能である。勿論、施工後に、この剥離防止剤が、徐々に補修材側から破損部側へ浸透すれば、破損部側のアスファルト混合物の剥離状態を回復することにも寄与することも有り得る。
道路補修材を構成する剥離防止剤とは、トリエチルアミン、トリエチルジアミン、テトラメチルエチレンジアミンのようなエチルアミン化合物、例えば、牛脂アルキルプロピレンジアミン、牛脂アルキルプロピレントリアミン等のアミン化合物、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミドのような脂肪酸アミドを含むアミド化合物、第4級アンモニウム塩、例えばモノアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、エチレンオキサイド付加型アンモニウムクロライド等、トール油脂肪酸、トール油誘導体、ステアリルフォスフェート、汎用のシランカップリング剤、例えば、ビニルトリクロシラン、ビニルトリスシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等、イミダゾリン化合物、例えばイミダゾリニウムベタインなど、が例示できる。この剥離防止剤とは、道路補修材のアスファルトと石粉のような骨材との密着性を促進する作用を有するばかりでなく、アスファルトと骨材との表面ぬれ性を高めるので、相溶性を高める機能も有する。さらに、道路破損部側と補修材側との材料剥離を防止する機能も有し、多機能を備えた添加剤である。剥離防止剤の添加量は、0.5〜5.0質量%、好ましくは、0.5〜3.0質量%であり、通常は、1.0質量%程度含まれれば足りる。
【0029】
この評価方法は、ひび割れ、クラック、欠損部のような破損部の発生した交通量の多い舗装道路部分を、本発明の道路補修材により通常の補修方法で充填をして、本発明の道路補修材で補修した部分と、本発明の補修材の成分が含まれていない補修材により補修した部分を、一定期間(1月、3月、6月など)放置後、舗装道路からサンプル用に補修部部分を少量切り取り、ルーペ、顕微鏡などを使用して、剥離した骨材、剥離しない骨材の数を判定してその割合を算定して判定方法の根拠とする。
【0030】
ひび割れ、クラック、欠損箇所の発生箇所のアスファルト混合物に含まれるアスファルトは気象寒暖の温度差、降雨による浸水、紫外線曝露、酸化、交通荷重により劣化している。そこで補修材の基材に使用しているアスファルトに劣化アスファルトの性状を改善するために使用する再生添加材料を添加することで、ひび割れ箇所の劣化したアスファルト特性を改善することによりひび割れ部アスファルト混合物と補修材との接触部の応力を緩和し、互いの材料の固着特性を強固なものとした。
【0031】
その道路補修材を構成する再生添加剤とは、劣化アスファルト再生用添加剤として作用するものである。多環芳香族分(PCA)3%未満のパラフィン系石油軟化材が、例えば新日本石油(株)製の900NT、多環芳香族分(PCA)3%未満のナフテン系石油軟化材が、例えば三共油化工業(株)製のSNH540、SNH440、SNH220、SNH46、芳香族系石油軟化材が、例えば、シンレキ工業(株)製のSRラックス、植物油脂、鉱油、天然樹脂が、例えばロジン、タールからなる群から選ばれた1種又は2種以上を挙げることが出来る。この再生添加剤とは、補修材をひび割れ部に充填流し込みした後の補修材のアスファルト基材の維持、再生を高めることが出来るものであるが、既設舗装道路ひび割れ部に補修材を充填した後に、補修材から道路舗装のひび割れ部周辺に再生添加剤が浸透して、ひび割れ部に存在する劣化アスファルトを再生する機能を有する。その結果、道路舗装上の補修部の全体の再生をすることになり、道路舗装の耐久性、寿命を高めることになる。再生添加剤の添加量は、道路舗装の施工年数に若干影響するが、通常は1.0〜10.0質量%、好ましくは3.0〜8.0質量%、より好ましくは、5.0質量%前後が最適である。添加量が1.0質量%以下になれば、再生機能が発現しない。一方、12質量%、15質量%と添加量が10.0質量%を超えて多くなれば、補修材が軟化するばかりでなく、補修部の強度低下という軟弱化、補修材の溶解時における悪臭の発生などの原因になる。
【0032】
ひび割れ、クラック、または欠損部の発生した交通量の多い舗装道路破損箇所を、本発明の道路補修材により通常の補修方法で充填をして、本発明の道路補修材で補修した部分と、本発明の補修材の成分が含まれていない補修材により補修した部分の舗装道路を、交通量を開放して、一定期間(1月、3月、6月など)放置後、舗装道路からサンプル用に補修部部分を少量切り取り、補修材充填部(a)、クラック発生部の道路壁部分の材料(b)、破損道路アスファルト部分、道路舗装材料(c)部分のアスファルトの材料をサンプリングする。アスファルトの色彩、可塑性、物理的な強度、などのアスファルトの性能の比較評価の仕方は、通常のアスファルトの評価方法に準拠するのがよい。
【0033】
道路補修材に添加する石粉とは、具体的には無機質材料からなる固体の、粉末、粒子、顆粒の、いわゆる無機質粒子であり、通常は骨材といわれることもある。具体的な化合物としては、炭酸カルシユウム、シリカ、珪砂、焼却灰の溶融スラグ、廃ガラスの破砕片、岩石、川砂、山砂、鉱物粉砕片、脱硫または天然石膏、建築廃材の粉砕片、ホタテ、カキ、サザエなどの貝殻粉末、またはそれらの混合物などからなる、人工のまたは天然の固体粉末が使用できる。酸性雨、排気ガスの硫黄、窒素化合物による舗装道路の酸性化によるアスファルトの変性を防止する意味で、炭酸カルシユウム、貝殻粉末のような、弱アルカリ性の石粉を使用することも有益である。慣用の粉砕機により所定の粒径と無機質粒子とするか、または市販の所定の粒径の無機質粒子からなる製品を購入することが出来る。粒径としては、平均粒径で表示すれば、50〜1000μmの範囲のものが好ましい。配合量は、10〜50質量%、好ましくは、20〜40質量%であり、より好ましくは25〜35質量%である。貝殻粉の場合には、海辺、加工工場周辺の清潔、美的環境いじに貢献するばかりでなく、リサイクルとしての評価、舗装道路材料の雨水、廃棄ガスによる酸性化を緩和する役割もあり、高い期待、および評価を受けることが出来る。これらの石粉の強度を維持するためには、シランカップリング剤のような表面処理剤により予め表面処理をすることがよい。
【0034】
本発明の道路補修材の標準仕様の基本物性を示すと以下のとおりである。

試験項目・条件(単位) 試験結果 (試験方法)
密度(g/cm ) 1.20〜1.31 (ハーバード比重瓶)
針入度(25℃)(1/10mm) 10〜40 (JISK2007)
軟化点(R&B)(℃) 105〜122 (舗装試験法便覧参照)
流れ(60℃)(mm) 5以下 (セメントコンクリート舗装要綱)
引火点(COC)(℃) 260以上 (舗装試験法便覧参照)

以上のような物性を備えた道路補修材が推奨される。
【0035】
道路補修材の標準充填温度は、約180℃程度で施工するのが適切であり、温度が低いと十分な可塑化や流動性が確保できなくなり、ひび割れ部の細部まで充填することが難しくなる。一方、充填温度を高くすれば、例えば200℃以上で長時施工すれば、材料の劣化や、分解、悪臭の原因ともなり、結果的に材料の劣化を、分解、脆弱化を招くことになり、過酷な道路舗装材料の補修材としての性能を失うことになる。
【実施例】
【0036】
以下、実施例により本発明の概要を詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【0037】
<ひび割れ補修材の引張接着試験>
本発明の特長であるアスファルトの再生添加剤および剥離防止材について、効果の検証試験を行なった。試験法は、舗装調査・試験法便覧「D014T 注入材の引張接着試験方法」に準拠し、ひび割れ補修材のひび割れ部注入後における路面との接着性を評価した。
【0038】
<試験方法>
既存の舗装の同一路線、同一箇所に発生したひび割れ部分に本発明の道路補修材で補修した部分と、本発明の補修材の成分が含まれていない補修材により補修した部分へ試料を注入し、注入後直ちに六角ボルトの頭を下にし、図−1に示すようにボルトの頭の中心がひび割れ箇所の中心と一致するように挿入する。ボルトの頭を補修用注入材に挿入する深さは2〜5mm程度を標準とする。注入した補修用注入材が周辺の路面温度と同じ温度になるまで養生する。注入箇所に挿入した六角ボルトに接続器具を取り付け、図−2に示すようにボルトと荷重計を接続する。荷重計を一定の速度で引張りボルトを補修用注入材から引き抜く。引き抜きが終了するまでに示した荷重計の最大値を読み取り記録する。ボルトを引き抜いた箇所を観察し、以下に示す例を参考に破壊状況を記録する。
【0039】
<破壊状況>
1:路面と補修用注入材境界で剥がれた。
2:補修用注入剤の凝集破壊。
3:六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれた。
【0040】
(実施例1)
ブロンアスファルト62.7質量%、改質剤(SBS共重合体ゴム)1.3質量%、はくり防止剤(トール油脂肪酸)1.0質量%、再生添加剤(パラフィン系石油軟化材:新日本石油(株)製商品名、NT900)5.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム)30.0質量%からなる道路補修材用原料混合物を調合する。
この道路補修材用原料混合物の基本物性を測定した試験結果は、以下のとおりである。
密度;1.230g/cm、 針入度(25℃);24(1/10mm)、 軟化点(R&B);118℃、 流れ(60℃);0mm 、引火点(COC);285℃
舗装道路のひび割れ箇所の内部とその周辺を好ましくはエアコンプレッサーなどを用いて、ゴミ、ほこり、微量なアスファルト破片、舗装粉塵を吹き飛ばす。上記の道路補修材用原料混合物を、溶解釜により溶融温度180℃で十分に溶解する。溶融は、できるだけ万遍に全体を撹拌しながら行うことが適切である。溶解してから、注入機を用いて充填箇所へ充填流し込みをする。直ちに六角ボルトの頭を下にし、ボルトの頭の中心がひび割れ箇所の中心と一致するように挿入する。注入した補修用注入材が周辺の路面温度と同じ温度になるまで養生する。注入箇所に挿入した六角ボルトに接続器具を取り付け、ボルトと荷重計を接続する。荷重計を一定の速度で引張りボルトを補修用注入材から引き抜く。引き抜きが終了するまでに示した荷重計の最大値を読み取り記録する。
これによると引張接着力は350N、破壊状況は3(六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
なお、ブロンアスファルト62.7質量%、改質剤(SBS共重合体ゴム80重量部+タイヤ粉砕ゴム20重量部)1.3質量%、はくり防止剤(トール油脂肪酸90重量部+ステアリルフォスフェート10重量部)1.0質量%、再生添加剤(パラフィン系石油軟化材:新日本石油(株)製商品名、NT900)5.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム60重量部+ほたて貝殻40重量部)30.0質量%からなる道路補修材用原料混合物を調合して、上記の実施態様に基づいて実施した場合にも、同等の作用効果が確認できる。
【0041】
(実施例2)
ブロンアスファルト60.7質量%、改質剤(エチレン−酢酸ビニル共重合体)1.3質量%、はく離防止剤(ステアリルフォスフェート)2.0質量%、再生添加剤(多環芳香族分(PCA)3%未満のナフテン系石油軟化材:三共油化(株)製商品名、SNH540)5.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム50質量%+ホタテ貝殻粉末50質量%)31.0質量%からなる道路補修材用原料混合物を調合する。
この道路補修材用原料混合物の基本物性を測定した試験結果は、以下のとおりである。
密度;1.232g/cm、 針入度(25℃);22(1/10mm)、 軟化点(R&B);108、 流れ(60℃);0mm、 引火点(COC);281℃
実施例1と同様の方法により、ひび割れ箇所に補修材を充填し直ちに六角ボルトを挿入し、養生後引張接着試験を行った。
これによると引張接着力は340N、破壊状況は3(六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
なお、ブロンアスファルト60.7質量%、改質剤(エチレン−酢酸ビニル共重合体80重量部+SBS共重合体ゴム20重量部)1.3質量%、はくり防止剤(ステアリルフォスフェート90重量部+トール油脂肪酸10重量部)2.0質量%、再生添加剤(多環芳香族分(PCA)3%未満のナフテン系石油軟化材:三共油化(株)製商品名、SNH540、60重量部+パラフィン系石油軟化材:新日本石油(株)製商品名、NT900、40重量部)5.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム60重量部+フライアッシュ40重量部)31.0質量%からなる道路補修材用原料混合物を調合して、上記の実施態様に基づいて実施した場合にも、同等の作用効果が確認できる。
【0042】
(実施例3)
ブロンアスファルト70.0質量%、改質剤(SBRゴム)1.3質量%、はく離防止剤(トール油脂肪酸)2.0質量%、再生添加剤(パラフィン系石油軟化材:日本石油(株)製商品名、NT900)4.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム60質量%+ガラス粉末40質量%)22.7質量%からなる道路補修材用原料混合物を調合する。
この道路補修材用原料混合物の基本物性を測定した試験結果は、以下のとおりである。
密度;1.229g/cm、 針入度(25℃);24(1/10mm)、 軟化点(R&B);105、 流れ(60℃);0mm、 引火点(COC);289℃
実施例1と同様の方法により、ひび割れ箇所に補修材を充填し直ちに六角ボルトを挿入し、養生後引張接着試験を行った。
これによると引張接着力は320N、破壊状況は3(六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
なお、ブロンアスファルト70.0質量%、改質剤(廃プラPET30重量部+SBRゴム70重量部)1.3質量%、はくり防止剤(ステアリルフォスフェート90重量部+トール油脂肪酸10重量部)2.0質量%、再生添加剤(多環芳香族分(PCA)3%未満のナフテン系石油軟化材:三共油化(株)製商品名、SNH540、60重量部+パラフィン系石油軟化材:新日本石油(株)製商品名、NT900、40重量部)4.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム60重量部+ほたて貝殻40重量部)22.7質量%からなる道路補修材用原料混合物を調合して、上記の実施態様に基づいて実施した場合にも、同等の作用効果が確認できる。
【0043】
(実施例4)
ブロンアスファルト55.0質量%、改質剤(タイヤ粉末ゴム)1.5質量%、はく離防止剤(牛脂アルキルプロピレンジアミン)1.2質量%、再生添加剤(多環芳香族分(PCA)3%未満のナフテン系石油軟化材:三共油化(株)製商品名、SNH540)6.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム)36.3質量%からなる道路補修材用原料混合物を調合する。
この道路補修材用原料混合物の基本物性を測定した試験結果は、以下のとおりである。
密度;1.231g/cm、 針入度(25℃);20(1/10mm)、 軟化点(R&B);114、 流れ(60℃);0mm、 引火点(COC);282℃
実施例1と同様の方法により、ひび割れ箇所に補修材を充填し直ちに六角ボルトを挿入し、養生後引張接着試験を行った。
これによると引張接着力は360N、破壊状況は3(六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
なお、ブロンアスファルト55.0質量%、改質剤(タイヤ粉末ゴム50重量部+SBRゴム50重量部)7.0質量%、はく離防止剤(牛脂アルキルプロピレンジアミン90重量部+ビニルトリエトキシシラン10重量部)3.0質量%、再生添加剤(多環芳香族分(PCA)3%未満のナフテン系石油軟化材:三共油化(株)製商品名、SNH540)9.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム50重量部+シリカ50重量部)26.0質量%からなる道路補修材用原料混合物を調合して、上記の実施態様に基づいて実施した場合にも、同等の作用効果が確認できる。
【0044】
(比較例1)
ブロンアスファルト64.0質量%、はくり防止剤(トール油脂肪酸)1.0質量%、再生添加剤(パラフィン系石油軟化材:新日本石油(株)製商品名、NT900)5.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム)30.0質量%からなる道路補修材原料混合物を調合する。
これは、実施例1の標準仕様の原料混合物から、改質材を除いたものである。
実施例1と同様の方法により、ひび割れ箇所に補修材を充填し直ちに六角ボルトを挿入し、養生後引張接着試験を行った。
これによると引張接着力は260N、破壊状況は3(六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
【0045】
(比較例2)
ブロンアスファルト62.7質量%、改質剤(SBS共重合体ゴム)1.3質量%、再生添加剤(パラフィン系石油軟化材:新日本石油(株)製商品名、NT900)5.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム)31.0質量%からなる道路補修材原料混合物を調合する。
これは、実施例1の標準仕様の原料混合物から、はくり防止剤を含まない道路補修材である。
実施例1と同様の方法により、ひび割れ箇所に補修材を充填し直ちに六角ボルトを挿入し、養生後引張接着試験を行った。
これによると引張接着力は240N、破壊状況は3(六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
【0046】
(比較例3)
ブロンアスファルト62.7質量%、改質剤(SBS共重合体ゴム)1.3質量%、はくり防止剤(トール油脂肪酸)1.0質量%、および石粉(炭酸カルシュウム)35.0質量からなる道路補修材原料混合物を調合する。
これは、再生添加剤の併用しない例である。
実施例1と同様の方法により、ひび割れ箇所に補修材を充填し直ちに六角ボルトを挿入し、養生後引張接着試験を行った。
これによると引張接着力は220N、破壊状況は3(六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
【0047】
(比較例4)
ブロンアスファルト100質量%からなる、従来ひび割れ補修に使用されていた材料を比較例として示す。
実施例1と同様の方法により、ひび割れ箇所に補修材を充填し直ちに六角ボルトを挿入し、養生後引張接着試験を行った。
これによると引張接着力は150N、破壊状況は1(路面と補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
【0048】
(比較例5)
現在市販されている既存のひび割れ補修材料を比較例として示す。
実施例1と同様の方法により、ひび割れ箇所に補修材を充填し直ちに六角ボルトを挿入し、養生後引張接着試験を行った。
これによると引張接着力は170N、破壊状況は1(路面と補修用注入材境界で剥がれた。)と判定できる。
【0049】
実施例の試験結果を、[表1]として纏めた。
【0050】
【表1】

【0051】
比較例の配合別による引張強度試験結果を、[表2]として纏めた。
【0052】
【表2】

【0053】
以上の試験結果から、本発明の特徴であるはくり防止剤、再生添加剤を添加することにより、本発明において引張り接着強度の向上が見られた。既存の製品が、路面と補修用注入材境界で剥がれ、ひび割れの補修材と既設舗装間の接着が悪いのに対して、本発明品の破壊状況は、全て六角ボルトと補修用注入材境界で剥がれていることから、本発明品のはくり防止剤、再生添加剤がひび割れ補修材と既設舗装の接着に寄与している事が分かる。
【0054】
本発明において、ブロンアスファルトおよび無機質粉末に対して、改質剤(SBS共重合体ゴム、各種ゴム、プラスチック)、はく離防止剤、再生添加剤を併用することにより、補修材としての、材質的に、性能的、補修材としての取り扱い性、および道路舗装補修材としてのバランスの良い材料を提供していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0055】
本発明は、特にアスファルト舗装道路における、補修材としての役割を持っており、舗装道路の耐久性、再生、持続性を著しく高めることができるので、その効果は非常に優れており、低価格の舗装道路の寿命を延ばすことが出来るので、省力化、省資源化などを含む、道路建設、施工の土木建設の産業の発展に寄与することが大である。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】既設舗装のひび割れ箇所に重点した補修材に、六角ボルトの頭をひび割れ箇所の中心と一致するように深さ2〜5mm程度挿入した状態
【図2】六角ボルトに接続器具を取り付け、六角ボルトと荷重計を接続した状態
【符号の説明】
【0057】
1 六角ボルト
2 ひび割れ補修材
3 既設舗装
4 荷重計
5 接続器具

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブロンアスファルト、改質剤、はく離防止剤、再生添加剤、および無機質粒子からなる道路補修材。
【請求項2】
ブロンアスファルト40〜80質量%、改質剤0.5〜10質量%、はく離防止剤0.5〜5.0質量%、再生添加剤1.0〜10.0質量%、および無機質粒子10〜50重量%からなることを特徴とする請求項1に記載の道路補修材。
【請求項3】
改質剤がアスファルトに溶解、均一分散できる、天然ゴム(NR)、スチレン−ブタジエンランダム共重合体(SBR)、スチレン−ブタジエンゴム、ポリクロロプレン(CR)、ポリブタジエン(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体(NBR)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレンブロック共重合体、エチレン−エチルアクリレート(EEA)、および廃プラスチックからなる群から選ばれた1種または2種以上の熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載の道路補修材。
【請求項4】
はく離防止剤がアミン化合物、アミド化合物、第4級アンモニウム塩、トール油脂肪酸、ステアリルフォスフェート、シランカップリング剤、イミダゾリン化合物からなる群から選ばれた1種または2種以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の道路補修材。
【請求項5】
再生添加剤が多環芳香族分(PCA)3%未満のパラフィン系石油軟化材、多環芳香族分(PCA)3%未満のナフテン系石油軟化材、芳香族系石油軟化材、植物油脂、鉱油、天然樹脂からなる群から選ばれた1種または2種以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の道路補修材。
【請求項6】
無機質粒子が、炭酸カルシユウム、シリカ、珪砂、焼却灰の溶融スラグ、廃ガラスの破砕片、岩石、川砂、山砂、鉱物粉砕片、脱硫または天然石膏、建築廃材の粉砕片、貝殻粉末、フライアッシュ、またはそれらの混合物からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の道路補修材。


【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2009−126878(P2009−126878A)
【公開日】平成21年6月11日(2009.6.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−300285(P2007−300285)
【出願日】平成19年11月20日(2007.11.20)
【出願人】(500499760)シンレキ工業株式会社 (1)
【Fターム(参考)】