KR100514584B1 - 프리-믹스 아스콘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온의 아스콘을 상온으로 급냉, 건조, 분쇄하여 프리-믹스 아스콘을 만든 후, 이를 파손된 도로부위에 120 - 160 ℃ 온도로 가열 투입한 후, 소형 이동용 다짐기로 다져서 도로를 긴급 보수할 수 있게 하는 긴급 도로보수용 재료를 공급한다.

Description

프리-믹스 아스콘{PRE-MIXED ASCON}

본 발명은 고온의 아스콘을 급냉하여 건조, 분쇄한 프리-믹스(pre-mixed) 아스콘을 제공하고, 이를 파손된 도로의 긴급보수용으로 사용하는 이용 방법에 관한 것이며, 외부환경 및 계절의 변화에 관계없이 도로 파손시 적기적소에 쉽게 포설 및 보수가 가능하도록 개발된 긴급 도로보수용 재료인 상기 프리-믹스 아스콘을 이용한 도로 긴급 보수 방법에 관한 것이다.

포장된 도로는 시공후 빈번한 차량통행과 기후 및 환경의 변화로 인해 시간이 지남에 따라 노후 파손되어 가기 때문에 파손부위에 대한 부분적인 보수를 적정한 시기에 조치하여야 하며 그렇지 못할 경우 대규모의 보수가 실시되고 종국에 가서는 재포장을 하여야 하므로 막대한 경제적 손실을 초래하게 된다. 이와 같이 포장된 도로는 유지관리를 어떻게 하느냐에 따라 그의 수명주기가 달라질 수 있으며, 결국 포장의 수명주기동안 적절한 보수시기와 보수공법을 선정하는 것이 매우 중요하다.

최근, 국내도로 여건은 급격한 차량증가와 더불어 30톤 이상 되는 대형차량 및 과적 차량의 통행이 증가됨에 따라 그 보수시기가 점점 빨라져가고 있으며 보수부위 또한 다발적으로 발생하고 있는 실정이다.

종래에 도로보수 방법은 역청 혼합물을 KS F 2349 공법에 따라서 가열혼합 및 가열포설 하는 공정인데, 상기 혼합물은 쇄석 및 자갈, 잔골재 등을 170∼180 ℃ 고온으로 가열 건조시킨 다음 이 건조물에 140∼150 ℃ 로 가열한 스트레이트 아스팔트를 결합재로서 적정량 가하고 이들을 고온에서 혼합함으로써 고온 아스콘으로 제조된다.

그러나 이러한 방법으로 제조된 고온 아스콘은 아스팔트 특성상 온도가 내려가면 결합재의 점성이 급격히 증대하여 덩어리로 되므로, 이를 방지하기 위해서는 상기 역청 혼합물을 130∼140 ℃로 유지하면서 제한시간내에 포장해야만 하는 불편이 야기되었으며, 또한 장거리 수송이 어려울 뿐만 아니라 겨울철 공사시에는 재료분리가 일어날 우려가 있다. 특히 도로 파손이 소규모일 경우에는 대단위의 아스콘을 사용하기가 곤란하다는 문제가 있다.

상기 언급한 바와 같은 고온 아스콘을 도로 보수용으로 사용할 때 발생되는 여러 가지 문제점을 해결하고자 다음과 같은 상온 아스콘의 제조방법이 제안되었다.

일본 특허 공고 공보 제 81-40172 호 에서는 전로 슬래그 및 골재를 5∼20℃ 의 수용성 탄산염 또는 수용성 황산염 수용액에 0.3 ∼ 10 중량 % 로 미리 습윤시킨 후 소석회를 2∼5 중량 % 가하여 전처리한 다음, 여기에 스트레이트 아스팔트의 비율을 기준으로 유기용재 10∼50 부피 % 커트백 시킨 후 유지류 0.5∼10 중량 % 첨가하고, 수득한 커트백 아스팔트 혼합물을 골재의 비율을 기준으로 5.5∼6.0 % 첨가함으로써 제조한 상온 아스콘이 제시되어 있다. 그러나, 이 방법으로 제조한 상온아스콘 조성물은 시공성은 간편하지만 통상의 아스콘에 비해 초기강도 발현과 내구성 및 장기 보관성이 미흡한 단점이 있다.

대한민국 특허 공개 공보 제 93-23422 호에는 스트레이트 아스팔트 3.5∼5.5 중량 %, 경유 0.1∼0.4 중량 % 및 고분자 경화제 0.2 ∼2.2 중량 % 로 구성된 아스팔트 경화제를 제조한 후, 이 경화제에 쇄석 및 석분을 첨가하여 교반, 혼합하는 것으로 이루어진 상온 아스콘의 제조방법이 기재되어 있으나 이 아스콘의 제조시 사용된 고분자 경화제의 인화점이 54.4 ℃로 매우 낮아 혼합 작업도중 화재의 위험성이 있고 고분자 경화제 값이 고가이며 특히 초기강도 발현을 위해 고분자 경화제를 과량 투입시 저장성이 떨어지며 포설 후 갈라짐 및 부스러짐과 같은 현상들이 나타나는 단점들이 있다.

대한민국 특허 공고 공보 제 95-6735 호에 나타난 아스콘의 제조공정에서는 커트백 아스팔트 23∼30 %, 도로포장용 타르 51∼62 %, 아크릴계 변성부타디엔 중합체 11∼14 %. 염화칼륨과 염화암모늄 4∼5 % 를 혼합한 혼합재 4.7∼7.6 %. 쇄석골재 89.4∼93.3 % 및 포틀랜드 시멘트 2∼3%를 상온에서 혼합하는 것이 기술되어 있으나, 이 공정단계에서는 시멘트를 원료로 사용시 골재의 흡수율을 0.02% 이하로 관리해야 될 만큼 골재관리가 극히 까다롭고 혼합시 대기환경, 특히 습기의 영향에 따라서. 제조된 제품의 품질이 크게 달라질 수 있으므로 제조설비에 따른 품질관리가 까다롭다.

이러한 종래 기술들은 고온 아스콘을 사용함에 있어서 불편한 점을, 각종 첨가제가 투입되는 상온 사용이 가능한 아스콘을 이용하여 극복함으로서 장기간 공사로 인한 2 차적인 비용을 절감시킬 수 있었으나, 첨가되는 물질에 따라 가격상승 요인이 있으며 충분한 내구성이 결여되는 문제가 있어왔다. 따라서 통상의 아스콘을 사용하면서도, 긴급한 도로 복구가 가능한 긴급 도로복구용 재료에 대한 요구가 있어 왔다.

본 발명의 목적은 고온의 아스콘을 급냉, 건조, 분쇄하여 프리-믹스 아스콘을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 통상적인 고온의 아스콘을 급냉, 건조, 분쇄한 프리-믹스 아스콘을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 프리-믹스 아스콘을 이용하여 파쇄된 도로를 긴급 복구하는 도로 긴급 복구 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 고온의 아스콘을 급냉하고, 이를 건조, 분쇄하는 공정에 의해서 제조된 프리-믹스 아스콘을 제공한다.

본 발명에서는 상기 고온의 아스콘을 얻기 위해서 통상적인 아스콘 제조방법을 이용할 수 있다. 아스콘은 쇄석 골재 및 아스팔트를 고온에서 혼합하여 제조되어 사용될 수 있으며, 필요에 따라 모래, 필러, 및 첨가제 등이 사용될 수 있다. 아스콘 종류에는 13 mm 밀입도, 13 mm 조립도, 19 mm 밀입도, 19 mm 조립도 등과 여기에 개질제가 첨가되는 아스콘등이 있다.

본 발명의 상기 프리-믹스 아스콘을 제조하기 위해서 사용되는 아스콘은 쇄석 골재의 크기가 13 mm, 6 mm, 1 mm 인 골재를 사용할 수 있으며, 최대 골재 13 mm 의 경우는 교량 조인트부 충진재, 노면 단차가 깊은 부위, 포트홀(Pothole)이 큰 장소에서 사용하고, 6 mm 골재의 경우에는 노면 단차나 포트홀이 중간 정도인 경우, 1 mm 골재의 경우에는 미세한 균열에 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 아스팔트는 시중에서 구입할 수 있는 침입도 등급 60 - 80, 80 - 100 의 스트레이트 아스팔트 또는 개질 아스팔트(Polymer Modified Asphalt) 를 사용할 수 있다. 또한, 아스콘 제조시 첨가제, 필러, 모래를 더 첨가할 수 있다. 상기 첨가제는 셀룰로오스 파이버 또는 고분자 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스 파이버는 시중에서 통상적으로 이용할 수 있는 것을 사용하고, 고분자 화합물의 경우에는 스타이렌-부타디엔-스타이렌(SBS), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 저밀도폴리에틸렌 (LDPE), 폐타이어 고무분말, 폐스티로폼 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 필러는 KS F 3501 역청 포장용 필러를 사용할 수 있는데, 통상적으로 석회석분, 포틀렌트 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트 등을 사용할 수 있다. 석회석분을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 모래는 입도를 보정하기 위해서 사용될 수 있으며, 쇄석골재만을 이용한 경우에 충분한 입도가 확보되지 않게 되는 경우에 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 프리-믹스 아스콘의 제조에 사용하는 아스콘은 상기 골재, 아스팔트, 모래, 필러, 첨가제 등이 포함되는데, 통상적인 아스콘 제조에 있어서의 비율을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 골재 60 - 90 중량 %, 아스팔트 5 - 10 중량 %, 모래 0.1 - 10 중량 %, 필러 0.1 - 12 중량 %, 첨가제 0.1 - 10 중량 % 를 포함할 수 있다.

본 발명에서 제조된 아스콘은 점도의 증가를 막기 위해서 80 - 160 ℃ 의 온도를 유지하는 것이 바람직하며, 120 - 150 ℃ 를 유지하는 것이 보다 바람직하며, 130 - 140 ℃ 의 온도를 유지하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명에서 상기 고온의 아스콘은 냉각되고 분쇄, 건조되어 소입경의 프리-믹스 아스콘이 된다. 아스콘은 자연 냉각 시에는 점도가 증가하면서 덩어리 형상으로 굳어지므로, 고온의 아스콘은 급냉하는 것이 바람직하다. 아스콘을 급냉하기 위해서는 온도가 일정 온도 이하로 유지되는 냉각 수조에 아스콘을 투입하여 이를 급냉시킨다. 급냉된 아스콘은 엉겨 붙지 않고 소입자의 형상을 유지하게 되며, 냉각수조에서 엉켜 붙은 것은 분쇄장치를 이용하여 소입경으로 분쇄시킬 수 있다. 건조시는 상온의 송풍에 의해 건조하여 분쇄된 입자가 다시 엉겨 붙지 않도록 한다.

본 발명에서 급냉은 아스콘이 80 - 160 ℃ 사이에서 투입되어 30 ℃ 이하로 배출되도록 작동된다. 보다 바람직하게는 130 - 140 ℃ 에서 투입되어 25 ℃ 이하로 배출되는 것이 바람직하다. 건조 이후 입자들이 엉겨 붙을 경우 통상의 분쇄기를 사용하여 분쇄할 수 있으며, 이 경우 분쇄기의 열에 의해서 입자의 온도가 상승하지 않도록 주의하여야 한다.

본 발명의 분쇄 건조된 프리-믹스 아스콘은 포장되어 긴급 도로보수용재로 사용될 수 있다. 상기 프리-믹스 아스콘은 하기의 방법으로 도로보수에 사용될 수 있다. 먼저는 파손된 도로부위 예를 들면 포트홀을 청소한 후 버너 등으로 포트홀을 가열한다. 상기 가열된 포트홀에 상기 프리-믹스 아스콘을 투입한다. 프리-믹스 아스콘은 가열하여 투입하며, 온도는 120 - 160 ℃ 정도가 바람직하다. 가열된 프리-믹스 아스콘을 투입한 후 다짐기로 다짐할 수 있는데, 통상의 소형 이동용 다짐기로 다짐이 가능하다. 다짐 공정 후에는 아스팔트가 묻어나는 것을 방지하기 위해서 석분을 뿌린다.

이하 발명의 실시예에서는 발명의 이해를 돕기 위해서 실시예를 기재하며, 하기 실시예는 본 발명을 제한하기 위해서 기재되는 것은 아니다.

실시예

프리-믹스 아스콘 제조

실시예 1

크기 6 mm 골재 80 중량 %, 침입도 90 의 아스팔트 7 중량 %, 석회석분 5 중량 %, 폴리에틸렌 3 중량 % 를 이용하여 25 kg 의 170 ℃ 아스콘을 제조하였다. 아스콘을 25 ℃ 로 유지되는 교반 냉각수조에 서서히 투입하여 냉각시키고 유동건조기를 이용하여 25 ℃ 에서 건조하여 소입경의 프리-믹스 아스콘을 제조하였다.

실시예 2

크기 13 mm 골재 85 중량 %, 침입도 80 의 아스팔트 6 중량 %, 석회석분 3 중량 %, SBS 2 중량 % 의 조성으로 25 kg 의 150 ℃ 아스콘을 제조하였다. 냉각 수조에 냉각 후 유동건조기에서 송풍 건조시켰다.

비교예 1

실시예 1 과 동일한 조성의 아스콘을 150 ℃ 에서 투입하여, 45 ℃ 까지 냉각시켰다. 아스콘이 엉켜 붙어 괴상의 아스콘이 얻어졌다.

프리-믹스 아스콘을 이용한 도로보수

실시예 3

실시예 1 및 실시예 2 의 아스콘을 120 ℃ 까지 가열하였다. 도로에 생긴 포트홀을 청소하고, 이것을 버너로 가열한 후 상기 가열된 아스콘을 투입하였다. 아스콘을 다짐기로 다진 후에 묻어나는 것을 방지하기 위해서 석분을 뿌렸다.

이와 같이 시공 후 차량을 통과시킨 결과 골재의 박리현상, 블리딩 현상 등이 없었으며, 안정화 상태가 유지되었다. 강도시험결과 통상의 아스콘을 이용한 시공과 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

본 발명을 통해서, 고온의 아스콘을 적어도 80 ℃ 이상의 온도에서 상온으로 급냉 시켜 소입자로 만든 후, 이를 파손된 도로부위에 120 - 160 ℃ 온도로 가열 투입한 후, 소형 이동용 다짐기로 다져서 도로를 긴급 보수할 수 있게 하는 긴급 도로보수용 재료가 공급되었으며, 이 프리-믹스 아스콘은 통상의 긴급 도로보수용재에 투입되는 특수한 첨가제들이 없어 제조에 추가적인 비용이 소요되지 않는다.

Claims (3)

1. 크기 6 mm 골재 80 중량 %, 침입도 90 의 아스팔트 7 중량 %, 석회석분 5 중량 %, 폴리에틸렌 3 중량 % 의 조성으로 170 ℃ 의 아스콘을 믹싱 제조하고,

   이 고온의 아스콘을 80 ℃ 이하로 떨어지기 전에 상온으로 급냉시켜 소입자로 마련하고,

   상기 아스콘을 유동건조기를 이용하여 25 ℃ 에서 건조 후 이를 분쇄하여 소입자로 마련하고,

   상기 아스콘을 유동건조기를 이용하여 25 ℃ 에서 건조 후 이를 분쇄하여 소입자로 마련된 프리-믹스 아스콘을 120 ℃ - 160 ℃ 까지 가열하여, 도로에 생긴 포트홀을 청소하여 버너로 가열한 후 상기 가열된 아스콘을 투입하고,

   이 투입된 아스콘을 다짐기로 다진 후 재차 묻어나는 것을 방지하기 위해서 석분을 뿌려, 골재의 박리현상, 블리딩 현상 등이 없으며, 안정화 상태가 지속되도록 되는 것을 특징으로 하는 프리-믹스 아스콘을 이용한 도로 긴급 복구방법.
2. 크기 13 mm 골재 85 중량 %, 침입도 80 의 아스팔트 6 중량 %, 석회석분 3 중량 %, SBS 2 중량 % 의 조성으로 150 ℃ 아스콘을 믹싱 제조하고,

   이 고온의 아스콘을 80 ℃ 이하로 떨어지기 전에 상온으로 급냉시켜 소입자로 마련하고,

   상기 아스콘을 유동건조기를 이용하여 25 ℃ 에서 건조 후 이를 분쇄하여 소입자로 마련된 프리-믹스 아스콘을 120 ℃ - 160 ℃ 까지 가열하여, 도로에 생긴 포트홀을 청소하여 버너로 가열한 후 상기 가열된 아스콘을 투입하고,

   이 투입된 아스콘을 다짐기로 다진 후 재차 묻어나는 것을 방지하기 위해서 석분을 뿌려, 골재의 박리현상, 블리딩 현상 등이 없으며, 안정화 상태가 지속되도록 되는 것을 특징으로 하는 프리-믹스 아스콘을 이용한 도로 긴급 복구방법.
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