弾性舗装体
【課題】夏季における路面温度の上昇を抑制することで、わだちの発生を防止することが可能な弾性舗装体を提供する。
【解決手段】アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムと、骨材とを含有する弾性舗装体である。ゴムが、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムである。気相成長炭素繊維の含有量は、配合ゴム１００重量部に対して５〜７５重量部の範囲内であることが好ましい。また、気相成長炭素繊維の繊維径は、好適には０．０４〜０．４μｍの範囲内である。
【解決手段】アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムと、骨材とを含有する弾性舗装体である。ゴムが、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムである。気相成長炭素繊維の含有量は、配合ゴム１００重量部に対して５〜７５重量部の範囲内であることが好ましい。また、気相成長炭素繊維の繊維径は、好適には０．０４〜０．４μｍの範囲内である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性舗装体（以下、単に「舗装体」とも称する）に関し、詳しくは、夏季における路面温度の低減を図った弾性舗装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加硫ゴムを粉末またはチップ状にして利用する方法として、ウレタンやエポキシ等の硬化性樹脂をバインダーとして使用した低騒音弾性舗装が知られている。また、ゴムチップをバインダーと混合してプレス成形した弾性舗装体が、歩道や運動場、車道等で使用されている。
【０００３】
これら加硫ゴムを用いた弾性舗装は、加硫ゴムの有する弾力性により歩行時の衝撃吸収性や転倒時の安全性といった優れた効果を奏するとともに、内部に空隙を有することから、排水性および通気性に加えて吸音性にも優れ、そのためタイヤと路面内で発生する騒音の低減にも有効であるため、都市部での交通騒音低減のための機能性弾性舗装材としても注目されている。
【０００４】
かかる弾性舗装材料に関しては、例えば、特許文献１に、マテリアルリサイクル推進を目的とする技術として、熱硬化性樹脂成形物の破砕物とゴムチップとを所定の混合比率で混合し、ウレタン樹脂をバインダーとしてブロック状または板状に成形してなる舗装材が提案されている。また、特許文献２には、ゴム、プラスチック等の軽量の廃棄物を適宜サイズに粉砕したものを骨材とし、この骨材とウレタン樹脂等のバインダーを混合してなる組成物を硬化して作製した舗装ブロックが開示されている。さらに、特許文献３には、舗装自体の保水性を高めて舗装面温度の上昇、ひいては気温の上昇を抑制することを目的として、保水層と弾性層との２層構造を有する保水性弾性舗装体において、保水層に吸水性樹脂を含有させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３２２６０２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２０００−３４７０２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２０００−２４０００３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、弾性舗装体は、ゴムを主成分として含んでいるために蓄熱性が高く、そのため、特に外気が高温となる夏季において、路面温度が上昇しやすいという難点があった。特に、熱可塑性バインダーを用いた弾性舗装体では、夏場の路面温度上昇に伴ってバインダーが軟化して、大きな轍（わだち）が生じてしまう場合があり、問題となっていた。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、夏季における路面温度の上昇を抑制することで、わだちの発生を防止することが可能な弾性舗装体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討した結果、弾性舗装体に配合するゴムとして、放熱性の高い特定の配合ゴムを用いることで、舗装体自体の蓄熱性を低減して、夏場における路面温度の上昇を抑制することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の弾性舗装体は、アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含むアスファルト系バインダーと、ゴムと、骨材とを含有する弾性舗装体において、前記ゴムが、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムであることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、前記気相成長炭素繊維の含有量は、好適には、配合ゴム１００重量部に対して５〜７５重量部の範囲内である。また、前記気相成長炭素繊維の繊維径は、好適には０．０４〜０．４μｍの範囲内とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記構成としたことにより、夏季における路面温度の上昇を抑制することができ、これにより、わだちの発生を防止することが可能な弾性舗装体を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の弾性舗装体は、アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムと、骨材とを含有する弾性舗装体であって、かかるゴムとして、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムを用いた点に特徴を有する。
【００１２】
通常、弾性舗装体に用いるゴムとしては、カーボンブラックを含有する廃タイヤの粉砕品が用いられているが、本発明においては、ゴム中にカーボンブラックに代えて気相成長炭素繊維を混入することで得られる、放熱性の高い配合ゴムを用いたことにより、夏場における弾性舗装体の路面温度を低減させることが可能となった。特に、本発明に用いるアスファルト系バインダーは熱可塑性であるため、施工性が良好でありリサイクルが容易である反面わだちが生じやすい難点があるが、本発明によれば、かかるわだちの発生を効果的に抑制することができる。
【００１３】
本発明に用いる気相成長炭素繊維は、通常のカーボンファイバー（ＣＦ）（平均直径５μｍ以上、長さ１００μｍ程度）の１０−２〜１０−１倍程度のオーダーの微細な繊維状構造体である。本発明においては、いかなる気相成長炭素繊維を用いてもよいが、好適には繊維径０．０４〜０．４μｍ、より好適には０．０７〜０．３μｍ、特には０．０５〜０．３μｍのものを用いる。また、その繊維長についても特に制限されず、好適には平均繊維長０．５〜５０μｍ、より好適には１〜５０μｍ、特には１．５〜２５μｍの範囲のものを用いることができる。さらに、比表面積としては、５〜５０ｍ２／ｇ、特には８〜３０ｍ２／ｇの範囲内であることが好ましい。かかる気相成長炭素繊維は市場で容易に入手可能であり、例えば、昭和電工（株）製の気相法炭素繊維ＶＧＣＦ（登録商標）を用いることができる。
【００１４】
また、気相成長炭素繊維として、平均アスペクト比が１０未満であるものを用いることも好ましく、これにより得られる配合ゴムにおいて、熱伝導性や電気伝導性の向上効果を損なうことなく、力学特性が向上される。このような低アスペクト比の気相成長炭素繊維は、例えば、通常の方法で製造された長い気相成長炭素繊維を、短く粉砕することにより得ることができる。具体的には、ボールミル混合機や乳鉢を用いて機械的に粉砕する方法や、水系または有機溶媒中に分散させて超音波をかけて粉砕する方法などがあり、これらをふるい分けすることで、平均アスペクト比１０未満の気相成長炭素繊維を得ることができる。
【００１５】
また、気相成長炭素繊維は、酸化処理して用いてもよい。この酸化処理の方法としては、硝酸、硫酸、過塩素酸またはこれらの酸の混合物で処理する化学的処理や、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理等の物理的処理などが挙げられる。さらに、酸化処理に加えて、カップリング剤で処理した気相成長炭素繊維を用いることもでき、かかるカップリング剤としては、チタネート系、アルミニウム系、シラン系のカップリング剤を挙げることができ、これらカップリング剤を溶剤に溶解して、気相成長炭素繊維に含浸する等の方法で処理することができる。
【００１６】
本発明における気相成長炭素繊維の含有量としては、配合ゴム１００重量部に対し、好適には５〜７５重量部、より好適には１０〜６０重量部の範囲内である。気相成長炭素繊維の含有量が少なすぎると、夏季における放熱効果が十分得られず、一方、多すぎてもそれ以上の効果は得られず、却ってコスト高の問題を生ずる。
【００１７】
本発明に用いるゴムとしては、特に制限されず、天然ゴム（ＮＲ）、汎用合成ゴム、例えば、乳化重合スチレン−ブタジエンゴム、溶液重合スチレン−ブタジエンゴム、高シス−１，４ポリブタジエンゴム、低シス−１，４ポリブタジエンゴム、高シス−１，４ポリイソプレンゴム等、ジエン系特殊ゴム、例えば、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム等、オレフィン系特殊ゴム、例えば、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等、その他特殊ゴム、例えば、ヒドリンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のいずれを用いることもできる。コストと性能とのバランスから、好ましくは、天然ゴムまたは汎用合成ゴムを用いる。
【００１８】
また、本発明に用いる配合ゴムには、気相成長炭素繊維を含有させることが必要であるが、それ以外の各種充填材等を配合してもよい。他の充填剤等の配合量は、配合ゴム全量に対して、好適には１〜６０体積％、より好適には１〜４０体積％の範囲とする。充填材としては、必要に応じて種々のものを選択できるが、カーボンブラックおよびシリカが好適であり、組成物中にカーボンブラックやシリカを適量含有させることで、気相成長炭素繊維のみを添加した場合に比してより高い補強効果が得られる。カーボンブラックとしては、ＨＡＦ級のものなど公知のものを使用することができる。
【００１９】
さらに、配合ゴムには、ゴム業界で一般に使用されている添加剤、例えば、加硫剤、加硫促進剤、補強材、老化防止剤、軟化剤等を適宜使用することができる。
【００２０】
本発明に用いる配合ゴムは、上記ゴムおよび気相成長炭素繊維と、所望に応じ配合される各種添加剤等とを適宜混合し、成型加硫した後、チップ状または粉末状に破砕または粉砕して使用することができる。配合ゴムの混合、成型等の方法については、通常使用される公知の手法を用いることができ、特に制限はない。また、架橋方法としては、イオウ、過酸化物、金属酸化物等を添加して加熱により架橋させる方法や、光重合開始剤を添加して光照射により架橋させる方法、電子線や放射線を照射して架橋させる方法等が挙げられる。
【００２１】
かかる配合ゴムのヤング率は好適には０．５〜１０ＭＰａの範囲であり、これによりクリープ性や強度等のゴム物性、およびゴム弾性が良好となる。さらに、ＪＩＳＡ硬度は好ましくは３０〜９０の範囲である。
【００２２】
本発明に用いる配合ゴムの粒径としては、１ｍｍ以下の微細なものから１０ｍｍ程度のものまでを適宜使用することができるが、特に、粒径１〜５ｍｍ程度のものが、舗装体の弾力性および空隙形成の点で有効であるためにより好ましい。
【００２３】
本発明の弾性舗装体中におけるゴムの配合量は、３０〜６０体積％、好適には４０〜５５体積％である。この割合が３０重量％未満であると弾性舗装体としての効果が十分ではなく、一方、６０重量％を超えると、舗装に適用するために十分な物性が得られなくなる。
【００２４】
また、骨材としては、慣用の天然骨材等を使用することができ、具体的には例えば、ケイ砂、川砂利、川砂等の天然の骨材や砕石、スラグ、コンクリート、ガラス、ＦＲＰ等のリサイクル骨材が挙げられる。これら骨材に使用する石材、砂等は、完成した舗装の強度、耐摩耗性を確保し、表面に露出して防滑作用を得るためのものである。石材は互いに噛み合って荷重を分散させる機能を持つことが好ましく、このため、砕石のような尖った形状で硬いものが適当である。
【００２５】
骨材には、通常、粒径０．５〜３０ｍｍの粗粒骨材に対して、粒径０．５ｍｍ以下の細粒骨材を５体積％以上混合することが好ましい。粗粒骨材は、互いに噛み合って隙間を形成するような、砕石のような尖った形状で硬いものが適当である。一方、細粒骨材は、大型の粗粒骨材の表面に付着してタイヤ等に対して防滑作用（サンドペーパーのような研磨効果）をもたらすこととなる。
【００２６】
本発明の弾性舗装体における骨材の配合量は、５０〜５体積％、好適には３０〜１０体積％である。弾性舗装体中の骨材の割合が５体積％未満であると、強度が十分ではなく、一方、５０体積％を超えると、十分な弾性および低音効果が得られなくなる。
【００２７】
本発明において使用することのできるアスファルトとしては、特に制限されるものではなく、慣用のアスファルト、例えば、ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト、ブローンアスファルト、アスファルト乳剤やタール、ピッチ、オイルなどを添加したカットバックアスファルト、再生アスファルトなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。また、アスファルトは、脱色アスファルトであってもよい。本発明に係るアスファルト系バインダーにおけるアスファルトの好適配合量は、２０〜７０重量％の範囲内である。
【００２８】
また、ＥＶＡとしては、特に制限されるものではなく、市場で入手し得るものを好適に使用することができる。特には、重量平均分子量５０，０００〜１００，０００の高分子量のものが好適であり、より好適には、ＪＩＳ Ｋ７２０６に準拠するビカット軟化点が４０℃以上１２０℃以下、特には５０℃以上８０℃以下の範囲内であり、ＪＩＳ Ｋ７２０６に準拠するメルトマスフローレートが１〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、特には５〜３０ｇ／１０ｍｉｎの範囲内であるものを用いる。具体的には例えば、ＥＶＡ５３０、ＥＶＡ５４１、ＥＶＡ６２５、ＥＶＡ６３３（いずれも東ソー（株）製）等を好適に使用することができる。
【００２９】
また、ＥＶＡにおけるビニル酢酸単位は、ゴムとの接着性を高めるために、好ましくは１０重量％以上であり、ＥＶＡのＪＩＳ Ｋ７２１５に準拠するデュロメータＡ硬さは、強度の面から７０以上であることが好ましい。本発明に係るアスファルト系バインダーにおけるＥＶＡの好適配合量は、３０〜８０重量％の範囲内である。
【００３０】
本発明に係るアスファルト系バインダーには、上記アスファルトおよびＥＶＡに加えて、ワックスを配合することが好ましい。かかるワックスとしては、特に制限されるものではなく、石油ワックス等の天然ワックスおよび合成ワックスのいずれを用いることもでき、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、流動パラフィンワックス、パラフィン系合成ワックス、ポリエチレンワックス、炭化水素系ワックス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。このようなワックスは１種を単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。また、本発明に用いるワックスとしては、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、特には９０℃以上１３０℃以下であるものが好ましい。さらに、２５℃における針入度は、好適には２０以下、より好適には８以下である。本発明のアスファルト系バインダーにおけるワックスの配合量は、好適には１０〜６０重量％とする。
【００３１】
また、本発明に係るアスファルト系バインダーには、さらに、シランカップリング剤を含有させることが好ましく、これにより石表面の接着性も得られるため、耐久性をより高めることが可能である。シランカップリング剤としては、市場で入手できるものを適宜使用することが可能であり、特に制限されるものではないが、中でもアミノ系シランカップリング剤が好適であり、例えば、信越シリコーン（株）製のＫＢＭ６０３、ＫＢＭ９０３等を好適に使用することができる。シランカップリング剤の配合量としては、例えば、全バインダーに対し、０．５〜５重量％程度とすることができる。
【００３２】
その他、アスファルト系バインダー中には、例えば、強度等を向上させるために、他の熱可塑性エラストマーを添加することができる。かかる他の熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）等の１種または２種以上の組み合わせを適宜選択して用いることができる。これら他の熱可塑性エラストマーの配合量は、例えば、全バインダーに対し、１０〜５０重量％程度とすることができる。また、施工性を改良するために、アスファルト系バインダー中に、低分子量の石油樹脂を１〜４０重量％程度含有させてもよい。
【００３３】
本発明の弾性舗装体中に占めるアスファルト系バインダーの割合は、１０〜３５体積％程度とすることができる。
【００３４】
弾性舗装体を構成する上記各成分の混合時に用いるオイルとしては、特に限定はされないが、例えば、芳香族環、ナフテン環およびパラフィン鎖の３組成からなる石油系オイルのうち、環分析結果が３６％以上の芳香族炭素を有する芳香族系オイルを好適に使用することができる。
【００３５】
本発明の弾性舗装体は、アスファルト、ＥＶＡおよび所望に応じワックス等の残りの配合物をブレンドしたものと、骨材と、チップ状または粉末状の加硫ゴムとを、適宜温度、例えば、１５０〜２００℃程度で混合することにより得ることができる。この場合、ＥＶＡとゴムとをあらかじめ混合し、次いで残りの配合物を混合することが好ましく、これにより、ゴムを熱から効果的に保護することができる。なお、この場合の混合方法には特に制限はなく、これらが均一に混合できる方法であればよい。
【００３６】
かかる弾性舗装体は、通常１０〜５０ｍｍ程度の厚さに、空隙率１０〜４０％程度の空隙が形成されるように施工し、硬化させる。
【００３７】
本発明の弾性舗装体は、施工対象の路面に対して必要に応じてプライマー処理を施した後、直接敷設して舗装面を形成するもの（現場施工タイプ）であっても、または、あらかじめ金型にて所定形状に成形硬化させたブロック状のモールド成型品（プレス成型品）を、施工面に敷設するものであってもよく、特に制限されない。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例）
下記表１中に示す配合の配合ゴムを調製した。まず、ラボプラストミル（東洋精機（株）製）を用いて、ＮＲを７０℃にて５０ｒｐｍで３分間素練りした後、加硫促進剤および硫黄を除く各添加剤を投入して、７０℃にて３０ｒｐｍで更に混合した（ノンプロ配合）。得られた混合物を取り出して、冷却、秤量した後、残りの加硫促進剤および硫黄を投入し、プラベンダーを用いて、５０℃にて３０ｒｐｍで再度混合した（プロ配合）。混練りした混合物を、高温プレスを用いて１５０℃×１５分にて加硫して、１ｍｍ厚の加硫ゴムシートを作製した。得られた加硫ゴムシートを粉砕して、粒径２〜５ｍｍのゴムチップを得た。
【００３９】
【表１】
＊１）気相成長炭素繊維：ＶＧＣＦ（登録商標），昭和電工（株）製（繊維径０．１５μｍ、繊維長１０〜２０μｍ）
＊２）老化防止剤：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン
＊３）加硫促進剤：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド
【００４０】
ＥＶＡ（東ソー（株）製，ＥＶＡ６２５）と、ワックス（日本精鑞（株）製，ＦＴ１００）と、ストレートアスファルト（２５℃針入度６０〜８０）とを、４０／４０／２０（重量比率）にて混合し、１８０℃で攪拌することにより、アスファルト系バインダーを調製した。このバインダーと、上記ゴムチップと、骨材としてのケイ砂（５号ケイ砂）とを、ゴム／骨材／バインダー／空隙＝４５／１５／２０／２０（体積比率）となるよう混合して、１８０℃に加熱したミキサー中に投入し、２０分間攪拌した。その後、これを１０ｍ２にて施工して、厚み２５ｍｍの弾性舗装体を作製し、実施例の弾性舗装体サンプルとした。
【００４１】
（比較例）
実施例で作製したゴムチップに代えて村岡ゴム製 ２０５０Ｃ（粒径２〜５ｍｍ）を用いた以外は実施例と同様にして施工を行い、弾性舗装体を形成した。
【００４２】
（路面温度評価）
実施例および比較例の各弾性舗装体につき、その舗装面上での夏場の温度を測定して、一般密粒舗装対比の温度で比較を行った。
この結果を、下記の表２中に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
上記表２に示すように、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムからなるゴムチップを用いた実施例の弾性舗装体では、一般密粒舗装と同程度の体感温度が得られ、路面温度の上昇が抑制されていることが確認できた。
【００４５】
（わだち形成状況評価）
施工後１年後におけるわだちの形成状況を、目視にて評価した。評価結果は、○：ほとんど確認できず、△：目で確認できる程度のわだち、×：極めて大きなわだちをそれぞれ示す。
この結果を、下記の表３中に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
上記表３に示すように、比較例においては極めて大きなわだちが確認できたが、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムからなるゴムチップを用いた実施例の弾性舗装体では、わだちの形成が少なく抑制されていることが確認できた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性舗装体（以下、単に「舗装体」とも称する）に関し、詳しくは、夏季における路面温度の低減を図った弾性舗装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加硫ゴムを粉末またはチップ状にして利用する方法として、ウレタンやエポキシ等の硬化性樹脂をバインダーとして使用した低騒音弾性舗装が知られている。また、ゴムチップをバインダーと混合してプレス成形した弾性舗装体が、歩道や運動場、車道等で使用されている。
【０００３】
これら加硫ゴムを用いた弾性舗装は、加硫ゴムの有する弾力性により歩行時の衝撃吸収性や転倒時の安全性といった優れた効果を奏するとともに、内部に空隙を有することから、排水性および通気性に加えて吸音性にも優れ、そのためタイヤと路面内で発生する騒音の低減にも有効であるため、都市部での交通騒音低減のための機能性弾性舗装材としても注目されている。
【０００４】
かかる弾性舗装材料に関しては、例えば、特許文献１に、マテリアルリサイクル推進を目的とする技術として、熱硬化性樹脂成形物の破砕物とゴムチップとを所定の混合比率で混合し、ウレタン樹脂をバインダーとしてブロック状または板状に成形してなる舗装材が提案されている。また、特許文献２には、ゴム、プラスチック等の軽量の廃棄物を適宜サイズに粉砕したものを骨材とし、この骨材とウレタン樹脂等のバインダーを混合してなる組成物を硬化して作製した舗装ブロックが開示されている。さらに、特許文献３には、舗装自体の保水性を高めて舗装面温度の上昇、ひいては気温の上昇を抑制することを目的として、保水層と弾性層との２層構造を有する保水性弾性舗装体において、保水層に吸水性樹脂を含有させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３２２６０２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２０００−３４７０２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２０００−２４０００３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、弾性舗装体は、ゴムを主成分として含んでいるために蓄熱性が高く、そのため、特に外気が高温となる夏季において、路面温度が上昇しやすいという難点があった。特に、熱可塑性バインダーを用いた弾性舗装体では、夏場の路面温度上昇に伴ってバインダーが軟化して、大きな轍（わだち）が生じてしまう場合があり、問題となっていた。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、夏季における路面温度の上昇を抑制することで、わだちの発生を防止することが可能な弾性舗装体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討した結果、弾性舗装体に配合するゴムとして、放熱性の高い特定の配合ゴムを用いることで、舗装体自体の蓄熱性を低減して、夏場における路面温度の上昇を抑制することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の弾性舗装体は、アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含むアスファルト系バインダーと、ゴムと、骨材とを含有する弾性舗装体において、前記ゴムが、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムであることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、前記気相成長炭素繊維の含有量は、好適には、配合ゴム１００重量部に対して５〜７５重量部の範囲内である。また、前記気相成長炭素繊維の繊維径は、好適には０．０４〜０．４μｍの範囲内とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記構成としたことにより、夏季における路面温度の上昇を抑制することができ、これにより、わだちの発生を防止することが可能な弾性舗装体を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の弾性舗装体は、アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムと、骨材とを含有する弾性舗装体であって、かかるゴムとして、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムを用いた点に特徴を有する。
【００１２】
通常、弾性舗装体に用いるゴムとしては、カーボンブラックを含有する廃タイヤの粉砕品が用いられているが、本発明においては、ゴム中にカーボンブラックに代えて気相成長炭素繊維を混入することで得られる、放熱性の高い配合ゴムを用いたことにより、夏場における弾性舗装体の路面温度を低減させることが可能となった。特に、本発明に用いるアスファルト系バインダーは熱可塑性であるため、施工性が良好でありリサイクルが容易である反面わだちが生じやすい難点があるが、本発明によれば、かかるわだちの発生を効果的に抑制することができる。
【００１３】
本発明に用いる気相成長炭素繊維は、通常のカーボンファイバー（ＣＦ）（平均直径５μｍ以上、長さ１００μｍ程度）の１０−２〜１０−１倍程度のオーダーの微細な繊維状構造体である。本発明においては、いかなる気相成長炭素繊維を用いてもよいが、好適には繊維径０．０４〜０．４μｍ、より好適には０．０７〜０．３μｍ、特には０．０５〜０．３μｍのものを用いる。また、その繊維長についても特に制限されず、好適には平均繊維長０．５〜５０μｍ、より好適には１〜５０μｍ、特には１．５〜２５μｍの範囲のものを用いることができる。さらに、比表面積としては、５〜５０ｍ２／ｇ、特には８〜３０ｍ２／ｇの範囲内であることが好ましい。かかる気相成長炭素繊維は市場で容易に入手可能であり、例えば、昭和電工（株）製の気相法炭素繊維ＶＧＣＦ（登録商標）を用いることができる。
【００１４】
また、気相成長炭素繊維として、平均アスペクト比が１０未満であるものを用いることも好ましく、これにより得られる配合ゴムにおいて、熱伝導性や電気伝導性の向上効果を損なうことなく、力学特性が向上される。このような低アスペクト比の気相成長炭素繊維は、例えば、通常の方法で製造された長い気相成長炭素繊維を、短く粉砕することにより得ることができる。具体的には、ボールミル混合機や乳鉢を用いて機械的に粉砕する方法や、水系または有機溶媒中に分散させて超音波をかけて粉砕する方法などがあり、これらをふるい分けすることで、平均アスペクト比１０未満の気相成長炭素繊維を得ることができる。
【００１５】
また、気相成長炭素繊維は、酸化処理して用いてもよい。この酸化処理の方法としては、硝酸、硫酸、過塩素酸またはこれらの酸の混合物で処理する化学的処理や、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理等の物理的処理などが挙げられる。さらに、酸化処理に加えて、カップリング剤で処理した気相成長炭素繊維を用いることもでき、かかるカップリング剤としては、チタネート系、アルミニウム系、シラン系のカップリング剤を挙げることができ、これらカップリング剤を溶剤に溶解して、気相成長炭素繊維に含浸する等の方法で処理することができる。
【００１６】
本発明における気相成長炭素繊維の含有量としては、配合ゴム１００重量部に対し、好適には５〜７５重量部、より好適には１０〜６０重量部の範囲内である。気相成長炭素繊維の含有量が少なすぎると、夏季における放熱効果が十分得られず、一方、多すぎてもそれ以上の効果は得られず、却ってコスト高の問題を生ずる。
【００１７】
本発明に用いるゴムとしては、特に制限されず、天然ゴム（ＮＲ）、汎用合成ゴム、例えば、乳化重合スチレン−ブタジエンゴム、溶液重合スチレン−ブタジエンゴム、高シス−１，４ポリブタジエンゴム、低シス−１，４ポリブタジエンゴム、高シス−１，４ポリイソプレンゴム等、ジエン系特殊ゴム、例えば、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム等、オレフィン系特殊ゴム、例えば、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等、その他特殊ゴム、例えば、ヒドリンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のいずれを用いることもできる。コストと性能とのバランスから、好ましくは、天然ゴムまたは汎用合成ゴムを用いる。
【００１８】
また、本発明に用いる配合ゴムには、気相成長炭素繊維を含有させることが必要であるが、それ以外の各種充填材等を配合してもよい。他の充填剤等の配合量は、配合ゴム全量に対して、好適には１〜６０体積％、より好適には１〜４０体積％の範囲とする。充填材としては、必要に応じて種々のものを選択できるが、カーボンブラックおよびシリカが好適であり、組成物中にカーボンブラックやシリカを適量含有させることで、気相成長炭素繊維のみを添加した場合に比してより高い補強効果が得られる。カーボンブラックとしては、ＨＡＦ級のものなど公知のものを使用することができる。
【００１９】
さらに、配合ゴムには、ゴム業界で一般に使用されている添加剤、例えば、加硫剤、加硫促進剤、補強材、老化防止剤、軟化剤等を適宜使用することができる。
【００２０】
本発明に用いる配合ゴムは、上記ゴムおよび気相成長炭素繊維と、所望に応じ配合される各種添加剤等とを適宜混合し、成型加硫した後、チップ状または粉末状に破砕または粉砕して使用することができる。配合ゴムの混合、成型等の方法については、通常使用される公知の手法を用いることができ、特に制限はない。また、架橋方法としては、イオウ、過酸化物、金属酸化物等を添加して加熱により架橋させる方法や、光重合開始剤を添加して光照射により架橋させる方法、電子線や放射線を照射して架橋させる方法等が挙げられる。
【００２１】
かかる配合ゴムのヤング率は好適には０．５〜１０ＭＰａの範囲であり、これによりクリープ性や強度等のゴム物性、およびゴム弾性が良好となる。さらに、ＪＩＳＡ硬度は好ましくは３０〜９０の範囲である。
【００２２】
本発明に用いる配合ゴムの粒径としては、１ｍｍ以下の微細なものから１０ｍｍ程度のものまでを適宜使用することができるが、特に、粒径１〜５ｍｍ程度のものが、舗装体の弾力性および空隙形成の点で有効であるためにより好ましい。
【００２３】
本発明の弾性舗装体中におけるゴムの配合量は、３０〜６０体積％、好適には４０〜５５体積％である。この割合が３０重量％未満であると弾性舗装体としての効果が十分ではなく、一方、６０重量％を超えると、舗装に適用するために十分な物性が得られなくなる。
【００２４】
また、骨材としては、慣用の天然骨材等を使用することができ、具体的には例えば、ケイ砂、川砂利、川砂等の天然の骨材や砕石、スラグ、コンクリート、ガラス、ＦＲＰ等のリサイクル骨材が挙げられる。これら骨材に使用する石材、砂等は、完成した舗装の強度、耐摩耗性を確保し、表面に露出して防滑作用を得るためのものである。石材は互いに噛み合って荷重を分散させる機能を持つことが好ましく、このため、砕石のような尖った形状で硬いものが適当である。
【００２５】
骨材には、通常、粒径０．５〜３０ｍｍの粗粒骨材に対して、粒径０．５ｍｍ以下の細粒骨材を５体積％以上混合することが好ましい。粗粒骨材は、互いに噛み合って隙間を形成するような、砕石のような尖った形状で硬いものが適当である。一方、細粒骨材は、大型の粗粒骨材の表面に付着してタイヤ等に対して防滑作用（サンドペーパーのような研磨効果）をもたらすこととなる。
【００２６】
本発明の弾性舗装体における骨材の配合量は、５０〜５体積％、好適には３０〜１０体積％である。弾性舗装体中の骨材の割合が５体積％未満であると、強度が十分ではなく、一方、５０体積％を超えると、十分な弾性および低音効果が得られなくなる。
【００２７】
本発明において使用することのできるアスファルトとしては、特に制限されるものではなく、慣用のアスファルト、例えば、ストレートアスファルト、セミブローンアスファルト、ブローンアスファルト、アスファルト乳剤やタール、ピッチ、オイルなどを添加したカットバックアスファルト、再生アスファルトなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。また、アスファルトは、脱色アスファルトであってもよい。本発明に係るアスファルト系バインダーにおけるアスファルトの好適配合量は、２０〜７０重量％の範囲内である。
【００２８】
また、ＥＶＡとしては、特に制限されるものではなく、市場で入手し得るものを好適に使用することができる。特には、重量平均分子量５０，０００〜１００，０００の高分子量のものが好適であり、より好適には、ＪＩＳ Ｋ７２０６に準拠するビカット軟化点が４０℃以上１２０℃以下、特には５０℃以上８０℃以下の範囲内であり、ＪＩＳ Ｋ７２０６に準拠するメルトマスフローレートが１〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、特には５〜３０ｇ／１０ｍｉｎの範囲内であるものを用いる。具体的には例えば、ＥＶＡ５３０、ＥＶＡ５４１、ＥＶＡ６２５、ＥＶＡ６３３（いずれも東ソー（株）製）等を好適に使用することができる。
【００２９】
また、ＥＶＡにおけるビニル酢酸単位は、ゴムとの接着性を高めるために、好ましくは１０重量％以上であり、ＥＶＡのＪＩＳ Ｋ７２１５に準拠するデュロメータＡ硬さは、強度の面から７０以上であることが好ましい。本発明に係るアスファルト系バインダーにおけるＥＶＡの好適配合量は、３０〜８０重量％の範囲内である。
【００３０】
本発明に係るアスファルト系バインダーには、上記アスファルトおよびＥＶＡに加えて、ワックスを配合することが好ましい。かかるワックスとしては、特に制限されるものではなく、石油ワックス等の天然ワックスおよび合成ワックスのいずれを用いることもでき、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、流動パラフィンワックス、パラフィン系合成ワックス、ポリエチレンワックス、炭化水素系ワックス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。このようなワックスは１種を単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。また、本発明に用いるワックスとしては、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、特には９０℃以上１３０℃以下であるものが好ましい。さらに、２５℃における針入度は、好適には２０以下、より好適には８以下である。本発明のアスファルト系バインダーにおけるワックスの配合量は、好適には１０〜６０重量％とする。
【００３１】
また、本発明に係るアスファルト系バインダーには、さらに、シランカップリング剤を含有させることが好ましく、これにより石表面の接着性も得られるため、耐久性をより高めることが可能である。シランカップリング剤としては、市場で入手できるものを適宜使用することが可能であり、特に制限されるものではないが、中でもアミノ系シランカップリング剤が好適であり、例えば、信越シリコーン（株）製のＫＢＭ６０３、ＫＢＭ９０３等を好適に使用することができる。シランカップリング剤の配合量としては、例えば、全バインダーに対し、０．５〜５重量％程度とすることができる。
【００３２】
その他、アスファルト系バインダー中には、例えば、強度等を向上させるために、他の熱可塑性エラストマーを添加することができる。かかる他の熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）等の１種または２種以上の組み合わせを適宜選択して用いることができる。これら他の熱可塑性エラストマーの配合量は、例えば、全バインダーに対し、１０〜５０重量％程度とすることができる。また、施工性を改良するために、アスファルト系バインダー中に、低分子量の石油樹脂を１〜４０重量％程度含有させてもよい。
【００３３】
本発明の弾性舗装体中に占めるアスファルト系バインダーの割合は、１０〜３５体積％程度とすることができる。
【００３４】
弾性舗装体を構成する上記各成分の混合時に用いるオイルとしては、特に限定はされないが、例えば、芳香族環、ナフテン環およびパラフィン鎖の３組成からなる石油系オイルのうち、環分析結果が３６％以上の芳香族炭素を有する芳香族系オイルを好適に使用することができる。
【００３５】
本発明の弾性舗装体は、アスファルト、ＥＶＡおよび所望に応じワックス等の残りの配合物をブレンドしたものと、骨材と、チップ状または粉末状の加硫ゴムとを、適宜温度、例えば、１５０〜２００℃程度で混合することにより得ることができる。この場合、ＥＶＡとゴムとをあらかじめ混合し、次いで残りの配合物を混合することが好ましく、これにより、ゴムを熱から効果的に保護することができる。なお、この場合の混合方法には特に制限はなく、これらが均一に混合できる方法であればよい。
【００３６】
かかる弾性舗装体は、通常１０〜５０ｍｍ程度の厚さに、空隙率１０〜４０％程度の空隙が形成されるように施工し、硬化させる。
【００３７】
本発明の弾性舗装体は、施工対象の路面に対して必要に応じてプライマー処理を施した後、直接敷設して舗装面を形成するもの（現場施工タイプ）であっても、または、あらかじめ金型にて所定形状に成形硬化させたブロック状のモールド成型品（プレス成型品）を、施工面に敷設するものであってもよく、特に制限されない。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例）
下記表１中に示す配合の配合ゴムを調製した。まず、ラボプラストミル（東洋精機（株）製）を用いて、ＮＲを７０℃にて５０ｒｐｍで３分間素練りした後、加硫促進剤および硫黄を除く各添加剤を投入して、７０℃にて３０ｒｐｍで更に混合した（ノンプロ配合）。得られた混合物を取り出して、冷却、秤量した後、残りの加硫促進剤および硫黄を投入し、プラベンダーを用いて、５０℃にて３０ｒｐｍで再度混合した（プロ配合）。混練りした混合物を、高温プレスを用いて１５０℃×１５分にて加硫して、１ｍｍ厚の加硫ゴムシートを作製した。得られた加硫ゴムシートを粉砕して、粒径２〜５ｍｍのゴムチップを得た。
【００３９】
【表１】
＊１）気相成長炭素繊維：ＶＧＣＦ（登録商標），昭和電工（株）製（繊維径０．１５μｍ、繊維長１０〜２０μｍ）
＊２）老化防止剤：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン
＊３）加硫促進剤：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド
【００４０】
ＥＶＡ（東ソー（株）製，ＥＶＡ６２５）と、ワックス（日本精鑞（株）製，ＦＴ１００）と、ストレートアスファルト（２５℃針入度６０〜８０）とを、４０／４０／２０（重量比率）にて混合し、１８０℃で攪拌することにより、アスファルト系バインダーを調製した。このバインダーと、上記ゴムチップと、骨材としてのケイ砂（５号ケイ砂）とを、ゴム／骨材／バインダー／空隙＝４５／１５／２０／２０（体積比率）となるよう混合して、１８０℃に加熱したミキサー中に投入し、２０分間攪拌した。その後、これを１０ｍ２にて施工して、厚み２５ｍｍの弾性舗装体を作製し、実施例の弾性舗装体サンプルとした。
【００４１】
（比較例）
実施例で作製したゴムチップに代えて村岡ゴム製 ２０５０Ｃ（粒径２〜５ｍｍ）を用いた以外は実施例と同様にして施工を行い、弾性舗装体を形成した。
【００４２】
（路面温度評価）
実施例および比較例の各弾性舗装体につき、その舗装面上での夏場の温度を測定して、一般密粒舗装対比の温度で比較を行った。
この結果を、下記の表２中に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
上記表２に示すように、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムからなるゴムチップを用いた実施例の弾性舗装体では、一般密粒舗装と同程度の体感温度が得られ、路面温度の上昇が抑制されていることが確認できた。
【００４５】
（わだち形成状況評価）
施工後１年後におけるわだちの形成状況を、目視にて評価した。評価結果は、○：ほとんど確認できず、△：目で確認できる程度のわだち、×：極めて大きなわだちをそれぞれ示す。
この結果を、下記の表３中に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
上記表３に示すように、比較例においては極めて大きなわだちが確認できたが、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムからなるゴムチップを用いた実施例の弾性舗装体では、わだちの形成が少なく抑制されていることが確認できた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムと、骨材とを含有する弾性舗装体において、前記ゴムが、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムであることを特徴とする弾性舗装体。
【請求項２】
前記気相成長炭素繊維の含有量が、配合ゴム１００重量部に対して５〜７５重量部の範囲内である請求項１記載の弾性舗装体。
【請求項３】
前記気相成長炭素繊維の繊維径が、０．０４〜０．４μｍの範囲内である請求項１または２記載の弾性舗装体。
【請求項１】
アスファルトおよびエチレン酢酸ビニル共重合体を含むアスファルト系バインダーと、ゴムと、骨材とを含有する弾性舗装体において、前記ゴムが、気相成長炭素繊維を含有する配合ゴムであることを特徴とする弾性舗装体。
【請求項２】
前記気相成長炭素繊維の含有量が、配合ゴム１００重量部に対して５〜７５重量部の範囲内である請求項１記載の弾性舗装体。
【請求項３】
前記気相成長炭素繊維の繊維径が、０．０４〜０．４μｍの範囲内である請求項１または２記載の弾性舗装体。
【公開番号】特開２００８−１２７８９５（Ｐ２００８−１２７８９５Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１５５４６（Ｐ２００６−３１５５４６）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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