アスファルト乳剤とは｜種類・性質・施工・設計ポイントと最新動向

2025年12月24日 最終更新日時 : 2025年12月24日 エバープレイ編集部

概要 — アスファルト乳剤とは

アスファルト乳剤（アスファルトエマルション）は、常温で液状のアスファルト分散体であり、水中に微細なアスファルト粒子を均一に分散させたエマルション（乳化液）です。溶剤や高温加熱を必要とせず、低温で扱えるため、環境負荷と安全性の面で利点があり、舗装材料・表面処理・一時的な接着や防水など幅広い土木・建築用途で利用されます。

構成成分と基本的な性質

アスファルト乳剤は主に次の成分から構成されます。

  • 基材：加熱溶融し微粒化されたアスファルト（残油アスファルトなど）。
  • 水相：乳化を安定させるための水。
  • 乳化剤（界面活性剤）：アスファルト粒子を水中に分散・安定化させる。カチオン性、アニオン性、両性の分類がある。
  • 安定化助剤・粘度調整剤、pH調整剤などの添加剤。

乳剤の代表的な物性としては、粘度、比重、粒子径分布、pH（または電荷）、固形分（アスファルト含有率）、破乳（エマルションが壊れてアスファルトが再結合する現象）の速度などが挙げられます。

種類（乳化の電荷と硬化特性による分類）

  • 電荷による分類：
    • カチオン性乳剤（C）— 粘着性や吸着性に優れ、アルカリ性骨材と相性が良い。道路のタンパク質や湿潤面での接着に用いられることが多い。
    • アニオン性乳剤（A）— 一般骨材との相性が良好で、主に乾燥面や一般用途に使用。
    • 両性乳剤（B）— 特殊用途や条件変化に対応するために用いられる。
  • 硬化速度による分類：
    • 急速凝結型（RS：Rapid Setting）— 短時間で破乳し固着する。交通解放を早めたい場合のシーリングや一時閉塞に有効。
    • 遅延凝結型（SS：Slow Setting）— 破乳が遅く、浸透性を活かした下層接着や深部混合に向く。
    • 汎用型（MS：Medium Setting）— 中間的な特性で多用途に使える。
  • ポリマー改質乳剤（PM）— ポリマーを添加して性能（耐久性、粘着性、耐温度性）を向上させた製品。

製造と品質管理

乳剤は高温で加熱したアスファルトを乳化塔で機械的に微細分散させて製造します。製造時には粒子径の管理、乳化剤濃度、固形分（一般に40〜70％程度のものが多い）を厳密に管理します。また、JISや各国の規格に基づく試験（粘度、破乳性、固形分、電気伝導、貯蔵安定性など）が品質管理の基本です。貯蔵時の温度管理や凍結防止、長期保存による分離変化のチェックも重要です。

主要な用途と施工法

  • シーリング・タックコート：既存舗装と新設アスファルト混合物の接着層として用いられ、十分な接着力を確保することで剥離や滑りを防止します。
  • チップシール（表面処理）：乳剤散布後に骨材（チップ）を散布して転圧する方法で、路面の保護・滑走性改善・水の浸入防止に有効です。
  • スラリーシールおよびマイクロサーフェシング：乳剤と骨材、充填材を混合したスラリーを路面に敷設して防水・滑走性付与、微小凹凸の補修に使用。
  • コールドミックス：冷間で骨材と乳剤を混合して舗装用混合物を作る方法。道路修繕での即時対応に便利。
  • 一時防水・仮設用途：屋根や仮設構造物の簡易防水、漏水応急処置など。
  • 土壌改質・安定化：乳剤を用いて土粒子を被覆し、含水比や強度を改善する試験的応用もあります。

設計上のポイントと性能評価

設計では使用目的に応じた乳剤の選定（電荷、硬化速度、固形分）と散布量、骨材の種類・粒度、施工条件（気温・路面温度・湿度）を総合的に検討します。代表的な評価項目は以下の通りです。

  • 付着性試験：基層と乳剤の接着力評価（引張試験やせん断試験）。
  • 破乳性と浸透性：乳剤がどの程度速やかに破乳してアスファルト膜を形成するかを確認。
  • 耐久性試験：加速劣化試験、耐水性、温度変化に対する挙動。
  • 舗装材料としての荷重支持性：コールドミックスやスラリーでは転圧後の転圧性と荷重に対する変形抵抗。

施工上の注意点・安全管理

  • 保管：乳剤は凍結や高温劣化を避ける必要があり、冬期凍結対策や夏季の直射日光回避が求められます。
  • 取り扱い：乳化剤により皮膚刺激や眼刺激を起こすことがあるため、保護具（手袋・ゴーグル等）の着用と適切な洗浄設備の確保が必須です。
  • 混合順序と設備：スラリーやコールドミックスでは配合比と混合順序が性能を左右するため、メーカーの施工マニュアルに従うこと。
  • 環境対策：乳剤の飛散や廃液の処理、周辺水域への流出防止を徹底すること。乳剤は基本的に水溶性の界面活性剤を含むため、環境影響を考慮した取り扱いが必要です。

劣化と不具合事例、対策

代表的な不具合には、剥離（接着不足）、白化や粉化（不適切な破乳や過度の酸化）、凍結による分離、施工時の過少・過剰散布による早期劣化があります。主な対策は適切な乳剤の選定、散布量管理、路面温度と気象条件の考慮、品質管理試験の徹底です。またポリマー改質乳剤の採用や改良骨材を用いることで耐久性を向上させることが可能です。

環境面・法規制

従来の高温アスファルト舗装と比較して低炭素・低臭気であることが多いものの、乳化剤や添加剤の種類によっては生態系や水質に影響を与える可能性があります。各国・各自治体の環境規制、ならびに産業標準（JIS、国土交通省基準、地方自治体基準）に従った製品選定と運用が必要です。

最近の技術動向と今後の展望

  • ポリマー改質（SBS、EVAなど）：耐久性や伸び特性、低温割裂抵抗性を改善する改質乳剤が普及しています。
  • バイオベース乳化剤や低VOC配合：より環境負荷の低い添加剤や再生原料の利用が進行中です。
  • ナノ技術・機能性添加剤：界面制御や耐候性向上を目的とした微粒子添加や表面改質技術が研究されています。
  • 現場ミキサー技術の高度化：冷温施工・迅速施工を可能にする機械や品質管理のデジタル化が進んでいます。

まとめ

アスファルト乳剤は、その低温施工性と多用途性により道路・建築分野で不可欠な材料です。適切な種類選定、厳格な品質管理、施工条件の最適化により高耐久で環境負荷の少ない舗装や表面処理が可能となります。近年はポリマー改質や環境配慮型乳剤の開発が進み、将来的にはさらに多様な現場ニーズに応える製品が増えていくことが期待されます。

参考文献

カテゴリー
建築・土木
前の記事
建築・土木向けアキュムレータ（蓄圧器）の原理・設計・維持管理ガイドNew!!
2025年12月24日
次の記事
アルミガラスクロス徹底ガイド：構造・性能・施工・用途まで建築・土木で使う際の実務ポイントNew!!
2025年12月24日