特開 2025-17395 アスファルト混合物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025017395

(43)【公開日】2025-02-06

(54)【発明の名称】アスファルト混合物

(51)【国際特許分類】

   C08L 95/00 20060101AFI20250130BHJP

   C08K 3/013 20180101ALI20250130BHJP

   C08K 7/02 20060101ALI20250130BHJP

   C08L 77/10 20060101ALI20250130BHJP

   C08L 9/06 20060101ALI20250130BHJP

【ＦＩ】

C08L95/00

C08K3/013

C08K7/02

C08L77/10

C08L9/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023120375

(22)【出願日】2023-07-25

(71)【出願人】

【識別番号】000141060

【氏名又は名称】株式会社関電工

(71)【出願人】

【識別番号】000194516

【氏名又は名称】世紀東急工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】茅ノ間 恵美

(72)【発明者】

【氏名】源藤 勉

(72)【発明者】

【氏名】村井 宏美

【テーマコード（参考）】

4J002

【Ｆターム（参考）】

4J002AG001

4J002BC053

4J002CL062

4J002FA042

4J002FD012

4J002FD207

4J002GL00

(57)【要約】

【課題】人工の高機能繊維を混合するとともに、当該高機能繊維が持つ性質から導き出される効果を十分に発揮して強度や耐久性の向上を図ることができ、強靱なインフラの構築に寄与するアスファルト混合物を提供する。
【解決手段】アスファルト混合物は、骨材と、ストレートアスファルトと、アラミド繊維と、添加剤と、を混合してなる。このようなアスファルト混合物であれば、添加剤によってアラミド繊維とその他の構成物との定着が図れることから、アラミド繊維が持つ性質によって強度や耐久性を向上させることができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

骨材と、
ストレートアスファルトと、
アラミド繊維と、
添加剤と、
を混合してなることを特徴とするアスファルト混合物。

【請求項2】

前記添加剤は、スチレン－ブタジエン共重合体であることを特徴とする請求項１に記載のアスファルト混合物。

【請求項3】

前記アラミド繊維は、繊維状、或いは、パルプ状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアスファルト混合物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、アスファルト混合物に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なアスファルト混合物は、骨材（例えば、砕石や砂等）とアスファルトを混合したものである。このようなアスファルト混合物は、様々な路面に適用されるが、特に交通量が多い路線に適用する場合には、多くの交通量に対応するためにアスファルト混合物の強度が求められる。

【0003】

その方法として、例えば、アスファルト混合物に改質アスファルトや改質剤を使用することで強度を高めるといった方法が採用されている。さらには法律の改正等もあり、さらなる強度や長寿命化が求められており、舗装にアスファルト混合物が用いられる際の要求は厳しくなってきている。

【0004】

このようなアスファルト混合物に対する強度や耐久性の向上のために、例えば、以下に示す特許文献１には、アラミド繊維を混合したアスファルト混合物が開示されている。具体的には、アラミド繊維等の繊維からなる芯とこの芯を外側から覆う外装容器とからなる補強組成物がアスファルト組成物に混合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第８１１４５１４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献に示すアスファルト組成物における芯には、アラミド繊維やポリマー繊維といった複数の繊維が用いられている。しかしながら、複数の繊維をアスファルト混合物に混合しただけでは、複数の繊維が持つ性質から導き出される効果を十分に享受することができない場合があると考えられる。

【0007】

また上記特許文献に示されているアスファルト組成物では、アラミド繊維等の複数の繊維を覆う外装容器が設けられている。この外装容器は、アスファルト組成物に混合された状態ではその内側に複数の繊維を備えた状態にあるが、アスファルト組成物が規定の温度に達すると、複数の繊維を放出する。

【0008】

但し、本来アスファルト組成物に混合したい対象は、あくまでもアラミド繊維等の繊維であると考えられ、この観点からは当該外装容器はアスファルト混合物において必ずしも必須の構成ではなく、却って不要な物を混合することになりかねない。

【0009】

そこで本発明においては、人工の高機能繊維を混合するとともに、当該高機能繊維が持つ性質から導き出される効果を十分に発揮して強度や耐久性の向上を図ることができ、強靱なインフラの構築に寄与するアスファルト混合物を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の実施の形態におけるアスファルト混合物は、骨材と、ストレートアスファルトと、アラミド繊維と、添加剤と、を混合してなる。

【0011】

ここで混合される添加剤は、スチレン－ブタジエン共重合体である。また、ここでのアラミド繊維は、繊維状、或いは、パルプ状である。

【発明の効果】

【0012】

このように、本発明の実施の形態におけるアスファルト混合物であれば、人工の高機能繊維を混合するとともに、当該高機能繊維が持つ性質から導き出される効果を十分に発揮して強度や耐久性の向上を図ることができ、強靱なインフラの構築に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係るアスファルト混合物の前提として、高機能繊維のみを混合したアスファルト混合物に関する試験結果を示す説明図である。

【図2】本発明の実施の形態に係るアスファルト混合物の前提として、高機能繊維のみを混合したアスファルト混合物に関する別の試験の結果を示す説明図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るアスファルト混合物に関して行った試験結果を示す説明図である。

【図4】本発明の実施の形態に係るアスファルト混合物に関して行った別の試験の結果を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１及び図２を用いて本発明の実施の形態におけるアスファルト混合物に至る前の配合について説明する。図１、及び、図２は、互いに異なる試験結果について示しているが、いずれも本発明の実施の形態に係るアスファルト混合物の前提として、高機能繊維のみを混合した場合の試験結果を示す説明図である。

【0015】

図１、及び、図２に示す試験結果の対象となったアスファルト混合物は、アラミド繊維のみを混合したものである。従って、本発明の実施の形態におけるアスファルト混合物とは異なり、添加剤が混合されていない。

【0016】

具体的には、図１は、アラミド繊維のみが混合されたアスファルト混合物に対するマーシャル安定度試験の結果が示されている。また、図２には、同様にアラミド繊維のみが混合されたアスファルト混合物に対するホイールトラッキング試験、及び、曲げ試験の結果が示されている。

【0017】

ここでアラミド繊維とは、芳香族ポリアミド系の樹脂からなる人工の高機能繊維である。そして、高強度、優れた耐摩耗性、難燃性、融点がなく、電気を通さないといった、様々な優れた性質を備えている。そして本発明の実施の形態におけるアスファルト混合物に添加されるアラミド繊維は、繊維状、或いは、パルプ状である。

【0018】

なお、図２に示すホイールトラッキング試験、及び、曲げ試験については、アラミド繊維がアスファルト混合物に対して０．０５％含まれる供試体のみを用いて行った結果が示されている。

【0019】

またアスファルト混合物に混合されるアラミド繊維の種類は、繊維状のもののうち、繊維長が「６ｍｍ」のもの、或いは、「１９ｍｍ」のものであり、混合割合は、アスファルト混合物の全体に対して、０．０５％（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４）、或いは、０．１０％（Ｎｏ．３、Ｎｏ．５）である。なお、比較のために、アラミド繊維を含有しないアスファルト混合物を「Ｎｏ．１」として示している。

【0020】

図１に示されている通り、マーシャル安定度試験の結果、Ｎｏ．１として示されるアラミド繊維が無添加のアスファルト混合物に比べて、アラミド繊維が添加されたアスファルト混合物（ＮＯ．２ないしＮｏ．５）の密度、安定度、及び、フロー値は、いずれも数値が低下している。反対に、残留安定度については、アラミド繊維が無添加の場合に比べて、いずれの場合もその数値が向上している。

【0021】

図２に示されている試験結果をみると、アラミド繊維が無添加のアスファルト混合物に比べて、アラミド繊維が添加されているアスファルト混合物の場合、いずれも動的安定度が向上していることがわかる。一方で、圧密変形量や曲げ強度、破断時のひずみについては、アラミド繊維の種類としてパルプ状のものを添加したアスファルト混合物の曲げ強度を除き、いずれも数値が下がっている。

【0022】

図１、及び、図２に示す試験結果からすると、アスファルト混合物にアラミド繊維が含まれない場合と含まれる場合とでは、例えば、舗装路面において轍ができることに対する抵抗性（わだち掘れ抵抗性）を示す動的安定度については、アスファルト混合物にアラミド繊維が添加されることによって、性状が向上していることがわかる。

【0023】

一方で、例えば、マーシャル安定度試験の結果をみても分かる通り、アスファルト混合物にアラミド繊維が含まれない場合に比べて、アラミド繊維が含まれるアスファルト混合物の結果は、その数値が下がる。また、ホイールトラッキング試験や曲げ試験においても概ねこの傾向は変わらない。

【0024】

従って、アスファルト混合物にアラミド繊維を混合することによる効果はあるものの、図１、或いは、図２に示す試験結果からすれば、混合したアラミド繊維におけるアスファルト混合物を構成する他の要素との間での定着性が弱いのではないかと思われる。

【0025】

そこで、この定着性の向上を図るべく、本発明の実施の形態に係るアスファルト混合物では、アラミド繊維だけではなく、さらに添加物も混合している。なお、本発明の実施の形態におけるアスファルト混合物において、混合される添加物の割合は、例えば、アスファルトと添加物との比率が９５：５となるような、混合するアスファルトの一部を置き換えた量とした。

【0026】

また添加するアラミド繊維の種類については、繊維長が「６ｍｍ」のものを使用している。上述した図１の試験におけるアスファルト混合物においては、繊維長が「１９ｍｍ」のアラミド繊維を添加したアスファルト混合物も試験の対象としたが、試験に当たっての施工性の低下や工場での生産に適していないと考えられることから、ここでは繊維長が「６ｍｍ」のものを混合している。

【0027】

なお、アラミド繊維、及び、添加剤を加える方法は、骨材の混合時にアラミド繊維を添加し、その後にストレートアスファルト、及び、添加剤を添加して混合する方法で行った。また、添加剤については、アラミド繊維の添加時に添加しても構わない。

【0028】

そして、アラミド繊維、及び、添加物を混合した本発明の実施の形態におけるアスファルト混合物に対しても図１、及び、図２に示す試験と同様の試験、すなわち、マーシャル安定度試験、ホイールトラッキング試験、及び、曲げ試験を行い、その効果を確認した。

【0029】

その結果が、図３、及び、図４に示されている。図３は、本発明の実施の形態に係るアスファルト混合物に関して行った試験（マーシャル安定度試験）の結果を示す説明図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係るアスファルト混合物に関して行った別の試験（ホイールトラッキング試験、及び、曲げ試験）の結果を示す説明図である。

【0030】

いずれの試験においても比較例を３つ、実施例を６つ挙げている。比較例１は、アラミド繊維、及び、添加剤の両方が無添加である場合を示している。比較例２は、アラミド繊維は添加されているものの、添加剤は無添加である。一方、比較例３は比較例２とは逆に、アラミド繊維が無添加であり、添加剤は添加されている。

【0031】

ここで添加されるアラミド繊維については、いずれも繊維長が「６ｍｍ」のものである。一方で、添加剤としては、複数種類の添加剤を試している。実施例１では、添加剤として「パラフィンワックス」を用い、実施例２では、同じワックスではあるが、こちらは「ポリエチレンワックス」を添加している。これら２種類のワックスはいずれも粉末である。

【0032】

これに対して、実施例３ないし実施例６の４つの実施例においては、液状のスチレン－ブタジエン共重合体を添加剤として用いている。そしてこのスチレン－ブタジエン共重合体は、大きくは２つの種類に分かれる。実施例３ないし実施例５においては、スチレン－ブタジエンゴム（以下、適宜「ＳＢＲラテックス」と表す。図３、図４においても同様）を添加剤として用いている。但し、これら３つの実施例に添加されるＳＢＲラテックスの種類は、図面には示していないが、いずれも異なるものである。

【0033】

一方、実施例６については、ＳＢＲラテックスではなく、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体を添加剤として使用している。このスチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体は粉末状である。この添加剤については、以下、適宜「ＳＢＳ粉末」と表す。

【0034】

なお、比較例、実施例のいずれにおいてもアスファルト混合物を構成する骨材、バインダであるアスファルトの種類は同じである。また、アスファルトについては、ストレートアスファルト６０／８０を用いている。

【0035】

このような３種類の実施例、及び、６種類の実施例に対して、上述したようにマーシャル安定度試験、ホイールトラッキング試験、及び、曲げ試験を行った。

【0036】

図３に示すように、マーシャル安定度試験の結果、アラミド繊維単独で使用した場合（比較例２）と比較して、ワックスを添加剤として添加した場合（実施例１、及び、実施例２）は、「密度」、及び、「残留安定度」の値は向上するが「フロー値」の値は若干低下する傾向が得られた。一方、「安定度」の値については、比較例２と比べて、実施例１では低下、実施例２では増加、との結果となった。

【0037】

一方、ＳＢＲラテックスを添加した場合（実施例３ないし実施例５）を添加剤が含まれない比較例２と比べると、「密度」、「安定度」、「フロー値」のいずれも値は低下した。これに対して「残留安定度」の値については、いずれも向上している。

【0038】

添加剤としてＳＢＳ粉末を添加した場合（実施例６）については、「密度」、「安定度」の値が低下し、「フロー値」、「残留安定度」の値については向上している。なお、この実施例６について、アラミド繊維が無添加である一方、添加剤としてＳＢＳ粉末が添加された場合を示す比較例３と比較すると、「密度」、「安定度」の値が低下し、「フロー値」は変わらず、「残留安定度」は大きくなる傾向が見られた。

【0039】

次にホイールトラッキング試験と曲げ試験の試験結果について、図４を基に確認する。アラミド繊維が添加されただけで添加剤が含まれない比較例２と、各実施例とを比較すると、スチレン－ブタジエン共重合体を添加剤として用いた実施例３ないし実施例６における「動的安定度」の値が向上している。特に、実施例４ないし実施例６については、「動的安定度」の値が４２００以上であり、添加剤を含まない比較例２と比べても概ね５倍弱の向上を果たしている。

【0040】

また、ホイールトラッキング試験における「圧密変形量」、「変動係数」の値については、比較例２との比較において、低下傾向にある。一方曲げ試験における「曲げ強度」の値については向上し、「破断時のひずみ」の値は低下傾向となった。

【0041】

以上の図３、図４に示す各種試験の結果からは、骨材、ストレートアスファルトにアラミド繊維、及び、添加剤を混合してなるアスファルト混合物については、アラミド繊維のみを混合し、添加剤を混合していないアスファルト混合物と比較して、特に施工した場合の舗装路面における強度や耐久性の向上を図ることができる「動的安定度」の値が向上することがわかった。

【0042】

そして「動的安定度」の値を見る限り、添加剤としては、スチレン－ブタジエン共重合体を添加剤として用いることが、より好ましい結果を得ることができた。一方で、例えば、マーシャル安定度試験の結果をみると、アラミド繊維のみを混合したアスファルト混合物と比較しても、アラミド繊維に加えて添加剤を混合したアスファルト混合物の各結果については大きな変化はない。

【0043】

以上のことからすれば、アラミド繊維に添加剤を加えたアスファルト混合物は、アラミド繊維のみを混合したアスファルト混合物と同等以上の効果、特に、舗装路面の強度、耐久性の向上を図ることができ、わだち掘れ抵抗性を向上させることができる。

【0044】

従って、本発明の実施の形態におけるアスファルト混合物であれば、人工の高機能繊維を混合するとともに、当該高機能繊維が持つ性質から導き出される効果を十分に発揮して強度や耐久性の向上を図ることができる。

【0045】

なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、本発明の一例を示したものである。実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化でき、また、上記実施の形態には種々の変更又は改良を加えることが可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。

【0046】

例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよく、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0047】

これまでの説明においては、アラミド繊維の種類として、繊維長が６ｍｍのものを例に挙げて説明した。但し、アスファルト混合物に含めるアラミド繊維の繊維長については、当該６ｍｍのものに限らず、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の繊維長のアラミド繊維を好適に用いることができる。

【0048】

これは、この範囲の繊維長をもつアラミド繊維であれば、アラミド繊維が持つ、上述した各種の効果を十分に発揮できるようにアスファルト混合物にアラミド繊維を混合させることができ、混合されたアスファルト混合物においてアラミド繊維が備える特性を生かすことができるからである。

【0049】

これに対して、もし繊維長が１５ｍｍを超えてしまうと、例えば、アスファルト混合物を構成する他の要素との混合が上手くいかず、また、混合の際にアスファルト混合物を製造する機器に付着する等、ハンドリング性能、施工性の低下、或いは、工場での生産に適していない、といった弊害が生じかねない。

【0050】

一方で、繊維長が３ｍｍより短いと、繊維長が１５ｍｍを超えた場合と反対にハンドリング性能等については良いものの、繊維として短すぎてアラミド繊維が持つ特徴を十分にアスファルト混合物において発揮させることができないと考えられるからである。

【0051】

さらにアスファルト混合物に混合するアラミド繊維の種類としては、繊維状のものを例に挙げて説明してきたが、その種類としては、パルプ状のものでも良い。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】