再生可能資源で道路を丈夫に　でんぷんから作ったアスファルト改質剤を開発　農研機構2022年6月14日

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農研機構は、でんぷんを原料としたアスファルト改質剤「C-AG」を開発した。C-AGは、アスファルト中で繊維状に分散しアスファルトの耐流動性を向上させ、道路寿命を長くする効果を発揮。従来のアスファルト改質剤と比べ、改質アスファルト製造や道路施工に関連するエネルギー消費量が低く、温室効果ガスの排出量抑制が期待できる。

わだち掘れが生じた道路

でんぷんは米やトウモロコシなどに豊富に含まれる物質で、人体に重要な栄養源であるとともに、植物がでんぷんを蓄えるサイクルが短いことから優れた再生可能資源でもある。でんぷんはこれまでも繊維や製紙分野で活用されているが、近年、その他の分野でも化石資源に代わる素材として注目されている。同研究では、再生可能資源であるでんぷんから、道路の長寿命化や、道路舗装に関連して排出される温室効果ガス削減に貢献するアスファルト改質剤を開発した。

道路舗装に使われるアスファルトは、真夏の路面温度の60 ℃に達すると柔らかくなり流動性が高くなり、そこへ車が通ると路面に凸凹のわだち掘れができ、道路の修繕が必要となる。そこで、夏期路面温度付近でのアスファルトの耐流動性を向上させるため、石油系ポリマーをアスファルトに加え、アスファルトの粘弾性を改善したポリマー改質アスファルトが開発されてきた。しかし、石油系ポリマーをアスファルト中に分散させたり、ポリマー改質アスファルトを使って道路を施工したりするには180 ℃前後の高温が必要で、多量のエネルギー消費とそれに伴う温室効果ガスの排出、さらには過酷な作業環境が問題となっている。

そこで同研究では、アスファルトの耐流動性の改善とともに、より低い温度条件下での改質アスファルトの製造・施工を実現するアスファルト改質剤C-AG を開発した。アスファルト改質剤C-AG は、でんぷん由来の天然糖1,5-アンヒドログルシトールと脂肪酸を反応させ、高収率で大量に製造できる。C-AG は130 ℃以下の温度でアスファルトに分散し、冷えるとアスファルト中で繊維状の構造を形成する。この繊維を含むC-AG 改質アスファルトは、60 ℃でポリマー改質アスファルトと同程度の耐流動性をもつことが明らかとなった。

この技術は、夏期の路面温度下でもわだち掘れができにくくなるため、道路の寿命を延ばすとともに、道路施工に関わる温室効果ガス排出量の削減や作業環境の改善など、諸問題の解決に貢献できると期待される。

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