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Research Laboratory
日本の改質アスファルトの規格の変遷
~各種バインダの使い分け、諸外国の規格例~
東亜道路工業株式会社
関西道路研究会 舗装調査研究委員会
Research Laboratory
報告内容
• 改質アスファルトについて
• 改質アスファルトの使い分け
• 改質アスファルトの品質規格
• 諸外国のアスファルトの品質規格
• アスファルトの新たな性状評価方法について
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改質アスファルトについて
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改質アスファルトとは
改質アスファルトの分類
ポリマー改質アスファルト
ポリマー(高分子物質)で改質
硬質アスファルト
天然アスファルト(トリニダッド・レイク・アスファルト)で改質
熱硬化性アスファルト(エポキシアスファルト)
エポキシ樹脂で改質
植物由来の改質材による改質アスファルト
植物由来の樹脂で改質
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1952年ストレートアスファルトに天然ゴムを用いた東京都での試験施工
1978年アスファルト舗装要綱（昭和53年版）セミブローンアスファルトおよびゴム入りアスファルトの品質規格が記載
1988年アスファルト舗装要綱（昭和63年版）ゴム・熱可塑性エラストマー入りの改質Ⅰ型・Ⅱ型の品質規格が記載
1996年排水性舗装技術指針（案）高粘度改質アスファルトの標準的性状が記載
2001年舗装設計施工指針高粘度・超重交通用・付着性改善アスファルトの標準的性状が記載
2006年舗装設計施工指針ポリマー改質アスファルトの名称変更
2011年 中温化ポリマー改質アスファルトの開発
1970年代重交通における流動わだち掘れ対策、寒冷地におけるスパイクタイヤによる摩耗対策としてゴム入りアスファルトを検討
1985年 ゴム入りアスファルトに関する研究（SBRを用いた筑波1号の開発）
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石油アスファルト ＋ ポリマー(改質材)
アスファルトの性状を向上
ポリマー改質材： NR、SBR、 EVA、SIS、 EEA、SBS添加剤 ： 剥離防止剤、貯蔵安定剤、相溶化剤 等
ポリマー改質アスファルトとは
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改質アスファルトの出荷量の推移
多田宏行：語り継ぐ舗装技術, P64, 2000
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現在の出荷量とその主な内訳
改質Ⅰ型 6.6 改質Ⅱ型, 68.0
改質Ⅲ型, 2.4
改質H型, 19.5
その他, 3.4
平成25年度 ポリマー改質アスファルトの総出荷量41万トン
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ポリマー改質アスファルトの使い分け
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舗装の要求性能と改質アスファルトの性状舗装要求性能 混合物の機能 改質アスファルト性状
塑性変形抵抗性 変形抵抗性の向上 軟化点の上昇、感温性の改善
摩耗抵抗性脆さの改善耐衝撃性の向上
タフネステナシティの向上脆化点の改善低温伸度の向上
ねじれ抵抗性 骨材飛散の防止（高温） タフネステナシティの向上
耐水性 はく離抵抗性の向上 はく離抵抗性の向上
たわみ追従性ひび割れ抵抗性
たわみ性の付与曲げスティフネスの改善脆化点の改善伸度の向上
排水性高空隙率の付与骨材飛散の防止（低温）変形抵抗性の向上
軟化点の向上粘度の向上はく離抵抗性の向上曲げ仕事量スティフネスの向上
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改質材とその効果
分類 略称 名称改質効果
高温特性 低温特性 耐熱性
ゴム系
SBR スチレンブタジエン共重合体 △ ○ ×
CR クロロプレンゴム △ ◎ ○
NR 天然ゴム × ○ ×
熱可塑性エラストマ
SBS スチレンブタジエンブロック共重合体 ○ ○ ○
SIS スチレンイソプレンブロック共重合体 ○ ○ ×
熱可塑性樹脂
EVA エチレン酢酸ビニル共重合体 ○ △ ×
EEA エチレンエチルアクリレート共重合体 ○ △ ◎
PE ポリエチレン △ △ ×
PR 石油樹脂 ○ × ◎
土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
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舗装用改質アスファルトの種類
新旧対応表
種類記号
Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＝ 改質の程度
H(High elasticity)＝高弾性
付加性能記号
W(Water resistance)＝耐水性
F(Flexibility)＝たわみ性
新 旧
Ⅰ型 Ⅰ型
Ⅱ型 Ⅱ型
Ⅲ型 超重交通用
〃 - W 付着性改善
〃 - WF 鋼床版用
H型 高粘度
〃 - F 寒冷地用高粘度
名称の変更 舗装設計施工指針，施工便覧の改訂(H18.2)
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ポリマー改質アスファルトの適用
Ⅰ型 Ⅱ型 Ⅲ型 H型
付加記号 －W －WF -F
混合物機能
◎
◎ ◎ ◎
◎ ○ ○ ○ ○
摩耗抵抗性 ◎ ◎ ○ ○ ○骨材飛散抵抗性
○ ◎
耐水性 ○ ○ ◎たわみ小 ○ ○ ◎たわみ大 ◎
◎ ◎
適用混合物主な適用箇所
密粒度，細粒度，粗粒度等の混合物に用いる．Ⅰ型，Ⅱ型，Ⅲ型は，主にポリマーの添加量が異なる．
ポーラスアスファルト混合物に用いられる．ポリマーの添加量が多い改質アスファルト．
種 類
塑性変形抵抗性
一般的な箇所大型車交通量が多い箇所大型車交通量が著しく多い箇所及び交差点
排水性(透水性)
積雪寒冷地域
橋面(コンクリート床版)
たわみ追従性 橋面(鋼床版)
ポリマー改質アスファルトの種類と使用目的の目安
◎：適用性高い，○：適用可能，空欄：要検討
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改質アスファルトの品質規格
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アスファルト舗装要綱(昭和53年)プレミックスタイプゴム入りアスファルトの標準的性状
項目 60~80 80~100針入度(25℃) 1/10mm 60を超え80以下 80を超え100以下
軟化点 ℃ 48.0~56.0 46.0~54.0伸度(7℃) cm 20以上 50以上
蒸発後の針入度比 % 110以下 110以下
薄膜加熱重量変化 % 0.6以下 0.6以下
薄膜加熱後の針入度 % 55以上 55以上
三塩化エタン可溶分 % 95以上 95以上
引火点 ℃ 260以上 260以上
比重 (25℃/25℃) 1.000以上 1.000以上
タフネス(25℃) kg・cm 60以上 50以上
テナシティ(25℃) kg・cm 30以上 25以上
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筑波1号の品質規格筑波1号は均質で水分を含まず、200℃まで加熱しても泡立たないものであって、次の規定に適合しなければならない。
項目 規定 試験方法
針入度(25℃) 1/10mm 50～100 JIS K 2207軟化点 ℃ 57以上 JIS K 2207伸度(7℃) cm 50以上 JIS K 2207蒸発後の針入度比 ％ 110以下 JIS K 2207薄膜加熱針入度変化率 ％ 65以上 本四舗装基準
フラース脆化点 ℃ -10以下 JIS K 2207タフネス(25℃) kg・cm 100以上 ベンソン法
テナシティ(25℃) kg・cm 50以上 ベンソン法
粘度60℃ Poise 10,000以上 土木研究所基準
200℃ cSt 300以下 JIS K 2207
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項 目
種 類 Ⅰ型 Ⅱ型 Ⅲ型 H型
付加記号 -W -WF -F
軟化点 ℃ 50以上 56以上 70以上 80以上
伸 度7℃ cm 30以上 ― ― ― ―
15℃ cm ― 30以上 50以上 50以上 ―
タフネス（25℃） N・m 5.0以上 8.0以上 16以上 20以上 ―
テナシティ（25℃） N・m 2.5以上 4.0以上 ― ― ―
粗骨材のはく離面積率 % ― ― ― 5以下 ― ―
フラース脆化点 ℃ ― ― ― ― -12以下 ― -12以下
曲げ仕事量（-20℃） kPa ― ― ― ― ― ― 400以上
曲げスティフネス（-20℃） MPa ― ― ― ― ― ― 100以下
針入度（25℃） 1/10mm 40以上
薄膜
加熱後
質量変化率 % 0.6以下
針入度残留率 % 75以上
引火点 ℃ 260以上
密 度 g/cm3 試験表に記載
最適混合温度 ℃ 試験表に記載
最適締固め温度 ℃ 試験表に記載
付加記号の略字 W：耐水性（Water Resistance）, F：可とう性（Flexbility）
ポリマー改質アスファルトの品質規格JMAAS-01
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評価方法の検討性能項目 規格値の設定されている試験方法
耐流動性（高温性状）
軟化点
60℃粘度（平成18年廃止）
耐疲労性（常温性状）
針入度（25℃）
タフネス・テナシティ（25℃）
耐低温ひび割れ性（低温性状）
伸度（7, 15℃）
フラース脆化点
劣化特性混合物製造時 TFOT（163℃）
供用時 現在規格なし
低温脆性 フラース脆化点
骨材飛散抵抗性
低温時曲げ（-20℃）
タフネス・テナシティ（25℃）
高温時 タフネス・テナシティ（25℃）
耐水性（水による剥離抵抗性） 粗骨材の剥離面積率
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標準的性状の変更
舗装設計施工指針、施工便覧の改訂(H18.2)
【要点】
用途などの表記から性能表記への移行
① 針入度から軟化点によるグレード表記に移行
② Ⅲ型の設定 ③ H型の設定
④ 付加性能の記号化 ⑤ H型-Fの採用
⑥ 項目の廃止と統一
廃止：軟化点の上限、 60℃粘度、Ⅲ型とH型のテナシティ
統一： 針入度、薄膜加熱、引火点
⑦ H型Fにバインダ曲げ試験を採用
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軟化点上限値の廃止理由
ストアス軟化点の上昇 → 硬くなる → 低温性状低下
SBS改質アスファルト軟化点の上昇 → SBS添加量の増加 →
→ ゴム弾性の向上 → 低温性状向上
60℃粘度廃止理由
① 測定装置の限界H型やⅢ型では，測定装置の測定限界を超えている．
② 試験値の意義H型やⅢ型はSBSが支配的であり60℃ではゴム弾性が優勢であるため粘性を現していない．
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H型-Fへのバインダ曲げ試験の採用理由
H型-Fのバインダ曲げ試験
SBS濃度が高いとタフネス・テナシティ試験ではカンタブロ試験と良い相関が得られない
↓代替試験としてバインダ曲げ試験を採用
0
20
40
60
80
100
10 100 1000
曲げ仕事量(×10-3MPa） ， -20℃
ｶﾝ
ﾀﾌ
ﾞﾛ損
失率
（％
） ，
0℃
12％
9％
7％
5％
3％
0％SBS濃度
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諸外国のアスファルトの品質規格
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国名 規格 主要分類
日本 JIS K2207-1996 針入度
アメリカASTM D946-82 針入度
ASTM D6373-99 舗装体温度 PG
欧州（EN） EN12591
針入度イギリス BS EN12591：2000
フランス NF EN12591：1991
ドイツ DIN EN12591：2000
中国 JTG F40-2004 針入度＆気候
韓国KSM 2201-88 針入度
KSF 2389（2004） 舗装体温度 ASTMD6373-99に同じ
台湾 60℃粘度
ストレートアスファルトの種類
土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
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アスファルトバインダ
舗装用 工業用
硬質工業用
アスファルト
EN13305
酸化アスファルト
EN13304
カチオン系アスファルト
乳剤
EN13808
カットバックおよび流動化
アスファルト
EN15322
ポリマ改質アスファルト
EN14023
舗装用アスファルト
EN12591
硬質舗装用アスファルト
EN13924
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ENアスファルト規格の体系
土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
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改質アスファルト規格(EN 14023)必須要求性能 特性
中間の供用温度でのコンシステンシィ 針入度(25℃)高い供用温度でのコンシステンシィ 軟化点
凝集性
伸度強度(低速度引張)引張試験(5℃)(高速度引張)ビアリット振り子試験(衝撃試験)
耐久性(硬化)に対する抵抗性EN12067-1or3)
質量変化
残留針入度
軟化点の増加
他の特性 引火点
土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
Research Laboratory26
ASTMアスファルト規格
番号 タイトル
D946-82 道路建設に使用される針入度区分アスファルトセメントの標準仕様
D6114-97 アスファルトラバーバインダの標準仕様
D6154-97 道路建設に使用される化学的な改質を施されたアスファルトの標準仕様
D6626-01 トリニダッドレイクアスファルトにより改質されたアスファルトの標準仕様
土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
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オリジナルアスファルト
RTFOTアスファルト
PAVアスファルト
引火点≧230℃
高温粘度@135℃≧230℃
DSRG*/sinδ≧1.0kPa
質量損失率≦1.00%
DSRG*/sinδ≧2.2kPa
DSRG*sinδ≦5.0MPa
BBRS≦300MPam≧0.3
出荷時の性状 施工直後の性状 長期供用後の性状
DTT破断ひずみ≧1.0%
（安全性）
（作業性）
（品質管理）
（熱劣化）
（初期わだち掘れ）
（疲労クラック）
（低温クラック）
（低温クラック）
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SUPERPAVEによるアスファルトの評価フロー
供用性能を重視
土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
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SHRP規格パフォーマンスグレード
未劣化 引火点 230℃以上
高温粘度 3Pa・s以下＠135℃ダイナミックシアレオメータ 1.0kPa以下＠測定温度
物理硬化指数 レポート
RTFOT 質量損失率 1.00以下
ダイナミックシアレオメータ 2.2kPa以下＠測定温度
PAV ダイナミックシアレオメータ 5kPa以下＠測定温度
クリープスティフネス S値：300kPa以下、m値：0.3以下＠測定温度
ダイレクトテンション 破断ひずみ：1.0％以下＠測定温度
土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
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製造・施工時の劣化プラント混合，運搬，舗設時などの熱による劣化
供用時の劣化供用時の空気による酸化，熱や光による重合，気象作用による劣化
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アスファルトの劣化
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性状変化の要因と寿命予測のとらえ方
製造・施工時の劣化製造・施工時の劣化
疲労状態疲労試験後の試料を用いた性状評価
疲労状態疲労試験後の試料を用いた性状評価
劣化状態促進耐候性試験後の試料を用いた性状評価
劣化状態促進耐候性試験後の試料を用いた性状評価
供用状態長期供用された試料を用いた性状評価
供用状態長期供用された試料を用いた性状評価
疲労
劣化
力学負荷・繰返し載荷試験
力学負荷・繰返し載荷試験（S-N曲線）
環境負荷(酸素，熱，水，紫外線など)
・RTFOT，・PAV，・紫外線照射
環境負荷(酸素，熱，水，紫外線など)
・RTFOT，・PAV，・紫外線照射
実際の経過
初期状態未劣化試料を用いた性状評価
初期状態未劣化試料を用いた性状評価
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試験名 規 格
RTFOT （Rolling Thin-Film Oven Test） ASTM D 2872，EN 12607-1
TFOT （Thin-Film Oven Test） ASTM D 1754，EN 12607-2，DIN 52014，52017
PAV （Pressure Ageing Test） ASTM D 6521，AASHTO PP1-98，prEN 14769
RCAT （Rotating Cylinder Ageing Test） prEN 15323
【国内の試験】
【海外の試験】
試験名 規 格
TFOT （Thin-Film Oven Test） JIS K 2207
国内の試験
海外の試験
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アスファルトの促進劣化試験
土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
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Rollong Thin-Film OvenTest(RTFOT)
BitVal final report - Analysis of Available Data for Validation of bitumen testsFEHRL(Forum of European National Highway Research Laboratories)
試験温度：163℃試験時間：75分
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Pressure Aging Vessel(PAV)
BitVal final report - Analysis of Available Data for Validation of bitumen testsFEHRL(Forum of European National Highway Research Laboratories)
試験温度：100℃試験時間：20時間圧力：2.1MPa
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Rotating Cylinder AgingTest(RCAT）
BitVal final report - Analysis of Available Data for Validation of bitumen testsFEHRL(Forum of European National Highway Research Laboratories)
試験温度：90,85、163℃試験時間：140時間、240時間、235分圧力：0.1MPa
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試験条件試験項目
短期劣化 長期劣化
RTFOT RCAT163 PAV100 RCAT85 RCAT90試験方法 動的 静的 動的
必要量 8×35 500-550 10×50 500-550時間 75分 235分 20時間 240時間 140時間
回転速度(回/分) 15 5 ‐ 1ガス 空気 空気 酸素
ガス量(ℓ/分) 4 - 0.075温度(℃) 163 100 85 90
圧力(MPa) 0.1 2.1 0.1フィルム厚さ(mm) 1.25 2.5 3.2 2.5
性状試験 試験終了後試験終了
後17,65,140時間後
BitVal final report - Analysis of Available Data for Validation of bitumen testsFEHRL(Forum of European National Highway Research Laboratories)
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紫外線劣化促進試験
項目 条件
光源 メタルハライド
試験温度 ℃ 20散水量 ml/hr 100照射照度 W/m2 450積算照射量 MJ/m2/hr 1.62供試体傾斜角 ° 2.0
試験時間200時間でつくば市の屋外暴露1年相当の紫外線量
永原他、気象劣化に基づいたアスファルトおよびアスファルト混合物の性状評価と室内再現試験、土木学会第64回年次学術講演会、2009．9
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アスファルトの新たな性状評価方法について
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分類 特性試験項目 得られる特性値1) 関連する物理量2) 永久変形との関連性3)
従来の性状試験
針入度 η，E P ×
軟化点 η，T P，T △
タフネス・テナシティ 凝集エネルギ P ×
60℃粘度 η P，T △
新たな性状試験
DSR η，|G*|，δ P，V，T ○
DSR(繰り返しクリープ) Slope P，N，V，T ○
DSR（ゼロせん断粘度） η P，V，T ○
フォース・ダクティリティ最大強度
凝集エネルギP △
弾性回復 弾性回復率 なし △
1) η：粘度，E：弾性係数，T：温度，|G*|：複素せん断弾性係数，δ：位相角，Slope：傾き 2) P：荷重，N：繰り返し数(走行台数)，V：速度，T：温度 3) ○：関連性が強い，△：関連性が見られる，×：ほとんど関連性が見られない
アスファルト性状試験と永久変形の例
38土木学会 舗装工学ライブラリー13a アスファルトの特性と評価
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ダイナミックシアレオメータ（DSR）
• 複素弾性率、せん断粘度などの測定
• 繰返し載荷試験
• 繰返しクリープ試験
• 応力緩和試験 など
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フォースダクティリィティ
BitVal final report - Analysis of Available Data for Validation of bitumen testsFEHRL(Forum of European National Highway Research Laboratories)
試験温度：5℃（バインダの脆性により調整）載荷速度：50mm/min
Research Laboratory
弾性回復試験
樫野他、エラスティックリカバリ―試験の有効性検討、土木学会第61回年次学術講演会、2006．9
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改質アスファルトの品質試験の課題
• アスファルト性状試験とアスファルト混合物性能の関連性が低い
• 長期供用性後のアスファルトの性能を予測する評価試験がない。
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ご静聴ありがとうございました
