KR100592962B1 - 투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재 제조 방법 및 그포장재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투수성과 배수성이 잘 이루어지도록 한 아스팔트 포장재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 농촌과 산업현장에서 발생 된 폐비닐을 수거하여 선별한 후 세척 및 건조하는 단계; 세척 및 건조된 폐비닐을 열 압출성형기로 압출한 후 분쇄기로 0.03∼10㎜의 크기로 분쇄하여 폐비닐 칩을 준비하는 단계; 아스팔트 액, 폐비닐 칩, 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄된 재생고무 칩, PP, PE, PPG중 하나로 된 유화수지를 혼합하여 첨가제를 형성하는 단계; 첨가제는 입도 5∼50㎜의 건설폐기물 재생골재와 첨가제를 혼합하여 연화점 120∼280℃로 가열하여 아스팔트 포장재를 구성하여, 도로의 포장재로 사용함으로 빗물의 유입이 잘 이루어지고, 유입된 빗물의 배수가 잘 이루어지도록 함과 동시에 대량으로 발생되는 폐비닐을 재활용함으로 환경오염을 방지할 수 있도록 된 친환경적인 투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재를 제공할 수 있도록 한 것이다.

폐비닐 칩, 폐 고무 칩, 고무 칩, 아스팔트 포장재

Description

투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재 제조 방법 및 그 포장재{Pavemnting asphalt having permeability and drainability and the manufacturing method thereof}

도 1은 종래의 포장재에 따른 단층구조를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른, 아스팔트 포장재의 제조방법과 이를 이용한 포장시공 공정도.

도 3은 본 발명에 따른 아스팔트 포장재를 이용하여 포장된 단층구조.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

10:하부지지층 11:재생골재

12:재생고무 칩 13:폐비닐 칩

14:유화수지 20:상부 컬러도포 층

21:우레탄 수지 22:컬러고무 칩

본 발명은 투수성과 배수성이 잘 이루어지도록 한 아스팔트 포장재에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 농촌과 산업현장에서 발생 되는 비닐을 수거하여 압출시 켜 소정의 크기로 분쇄시켜 아스팔트, 재생고무 칩, 유화수지를 혼합하여 접착력과 내구성을 증가시키고 사이사이에 공극이 생기도록 함으로써 도로 포장재로 사용시 빗물의 유입이 잘 이루어지고, 유입된 빗물의 배수가 잘 이루어지도록 함과 동시에 대량으로 발생되는 폐비닐을 재활용하여 환경오염을 방지할 수 있도록 된 친환경적인 투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재의 제조 방법 및 조성물에 관한 것이다.

종래에 사용되는 도로 포장재는 잔 골재를 혼합한 아스팔트가 주로 사용되고 있으나, 아스팔트는 특성상 쿠션은 있으나, 다양한 색상을 나타내지 못할 뿐만 아니라 도 1과 같이 골재(110) 사이사이의 공극에 석분과 아스팔트 액(140)이 채워져 빗물이 투과되지 못하고 도로의 좌우로 흘러내리기 때문에 우천시 하천의 범람을 가속화시키는 문제점이 있었다.

또한, 콘크리트는 필요에 따라서 안료를 혼합하면 색상을 여러 가지로 나타낼 수 있으나, 딱딱하고 쿠션이 없을 뿐만 아니라 빗물이 투과되지 못하고 좌우로 흘러내리기 때문에 콘크리트 역시 우천시 하천의 범람을 가속화시키는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 바닥재의 재질을 탄성력을 지닌 고가의 우레탄 내지 고무제를 사용함으로써 원재료에 의한 과다한 비용지출이 초래되는 문제점이 있었다.

상기와 같이 고무제로 된 바닥재는 고가의 비용이 소요됨에도 불구하고 장기간 사용시 바닥재가 습기에 의해 들뜨는 현상이 발생하며, 여름철 장마 등의 수해에 의하여 투수층이 형성되지 않은 기존 포장재의 상부에 물이 고이게 되는 문제점 이 있었다.

또한, 농촌의 경우 농작물 경작에 따른 폐비닐이 연간 대량으로 발생되고 있으나, 폐비닐을 별도 수거하여 폐기처리시키는 방법이 제시되지 않아 산, 들, 하천 등에 쌓여 방치되므로 토양의 황폐화와 더불어 하천의 둑 등에 버려진 폐비닐은 장마로 떠내려가면서 하천의 물흐름을 방해할 뿐만 아니라 강바닥, 바다의 바닥에 쌓여 산소공급을 차단함으로 생태계를 파괴하여 환경오염을 유발시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 아스팔트 액 총중량대비 폐비닐 칩 0.5∼50중량부, 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄된 재생고무 칩 0.3∼1.8중량부, 유화수지 1∼5중량부를 혼합하여 첨가제를 형성하고, 입도 5∼50㎜의 일반골재 또는 건설폐기물 재생골재 70∼80중량%와 첨가제 20∼30중량%를 혼합하여 연화점 120∼280℃로 가열시켜 아스팔트 포장재를 형성함으로 도로, 인도, 공원, 체육시설공원, 경기장 등의 바닥 포장재로 사용함으로써, 유화수지에 의한 강력한 접착효과와 내구성이 증가 되고 공극이 생겨 투수성과 배수성이 뛰어나 장마 또는 폭우시 물의 흡수와 배수가 잘 이루어지도록 하는 동시에 농촌과 산업현장에서 발생되는 폐비닐과 폐 고무를 재활용함으로 환경오염을 방지할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

농촌과 산업현장에서 발생 된 폐비닐을 수거하여 선별한 후 세척 및 건조하는 단계;

세척 및 건조된 폐비닐을 열 압출성형기로 압출한 후 분쇄기로 0.03∼10㎜의 크기로 분쇄하여 폐비닐 칩을 준비하는 단계;

아스팔트 액 총중량대비 폐비닐 칩 0.5∼50중량부, 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄된 재생고무 칩 0.3∼1.8중량부, 유화수지 1∼5중량부를 혼합하여 첨가제를 형성하는 단계;

상기 형성된 첨가제를 칩의 크기와 ㎏단위로 포장하는 단계로 이루어진다.

상기와 같이 제조된 아스팔트 포장재의 첨가제는 입도 5∼50㎜의 일반골재 또는 건설폐기물 재생골재 70∼80중량%와 첨가제 20∼30중량%를 혼합하여 연화점 120∼280℃로 가열시켜 아스팔트 포장재를 형성하게 된다.

상기와 같이 제조된 아스팔트 포장재를 이용하여 시공된 도로, 공원, 인도, 산책로, 관장, 자전거도로 등은 상부에 컬러도포층을 형성하기 위해 우레탄수지, 에폭시수지, 아크릴수지 중 하나와 컬러 고무칩을 2:1로 혼합하여 컬러도포층을 형성한다.

또한 본 발명은 상부층을 색상을 갖는 우레탄수지, 엑폭시수지, 이크릴수지 만으로 코팅되어 컬러도포층을 형성할 수 있다.

이와 같이 된 본 발명의 포장재를 이용한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1공정: 폐비닐 세척 및 건조하는 단계;

농촌 및 산업현장에서 발생 된 폐비닐을 수거하여 선별한 후 세척하고 건조한다.

현재 농촌에는 작물을 재배시 토양의 습도를 유지하고 잡풀이 자라는 것을 방지하기 위해 두둑에 비닐 멀칭을 하게 된다.

이렇게 멀칭 재배하는 농작물을 살펴보면, 고추재배, 감자 재배, 참깨 및 들깨재배, 담배재배 등 넝쿨작물재배 이외에는 모든 밭작물 재배시에는 비닐을 사용한 후 작물수확시 멀칭 된 비닐도 함께 수거하여 밭둑, 산 등에 무단으로 폐기되어 농촌에서도 폐비닐의 처리가 이루어지지 않아 환경오염이 극심하게 이루어지고 있는 상태이므로 이를 수거하여 협잡물을 제거하는 선별작업을 마친 후 세척하여 건조한다.

또한, 산업현장에서도 건축시공시 자재와 시공현장을 임시 덮어두기 위해 비닐을 사용하거나 제품포장용 비닐, 제품을 이송시 파손되지 않도록 완충재 등으로 사용되고 남은 폐비닐 역시 분리수거가 이루어지지 않아 쓰레기봉투에 담겨져 쓰레기 매립장으로 보내지므로 본 발명에서는 이를 수거하여 선별, 세척, 건조 공정을 실시하게 된다.

제2공정: 폐비닐 분쇄

상기 제1공정에서 세척 및 건조된 폐비닐을 열 압출성형기로 압출한 후 이를 다시 분쇄기로 0.03∼10㎜의 크기로 분쇄하여 폐비닐 칩(13)을 형성한다.

농촌과 산업현장에서 수거된 폐비닐을 압출성형기로 가열 압출하면 폐비닐은 성형기의 열에 의하여 융용된 후 경화되므로 이를 다시 분쇄기로 0.03∼10㎜의 크기로 분쇄하여 칩(13)을 형성한다.

이때 분쇄된 칩은 크기별로 구분한다. 폐비닐 칩(13)을 형성시 0.03㎜ 이하의 크기로 분쇄하면 알갱이로 된 칩이라기보다 분말에 해당하므로 그 효율성이 떨어지고 칩 알갱이의 크기를 10㎜ 이상으로 분쇄하면 통상의 골재 크기에 해당하므로 차후 도로의 표면이 매끄럽지 못하고 울퉁불퉁하게 됨으로써 폐비닐의 칩 크기는 0.03∼10㎜로 분쇄하는 것이 바람직하다.

제3공정: 아스팔트 포장재의 첨가제 제조

상기 제2공정에서 폐비닐 칩(13)으로 형성한 후에 아스팔트 액 총중량대비 폐비닐 칩 0.5∼50중량부, 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄된 재생고무 칩(12) 0.3∼1.8중량부, 유화수지(14) 1∼5중량부를 혼합하여 첨가제를 형성한다.

이때 첨가제는 폐비닐 칩(13)과 재생고무 칩(12)의 입도 크기에 따라서 달리 포장될 수 있다. 즉, 도로 포장, 자전거 포장도로, 공원 등의 포장재로 사용될 경우에는 입도가 굵은 것을 사용하고, 인라인스케이트장, 공원의 농구코트, 테니스코트, 셔틀콕코트 등에 사용되는 포장재는 입도가 작은 것을 사용하는 것이 바람직함으로 폐비닐 칩(13), 재생고무 칩(12)은 혼합시 입도의 크기를 구분하여 첨가제를 형성하고 다시 첨가제를 ㎏단위로 포장하여 유통시킬 수 있도록 한다.

상기 재생고무 칩(12)은 폐타이어, 폐 고무 등의 고무제 폐기물 또는 통상의 고무를 재료로 선택하여 사용할 수 있다.

상기 폐비닐 칩(13)과 재생고무 칩(12)에 유화수지(14)가 혼합되더라도 서로 뭉치지 않고 외면에 수지 코팅된 정도이므로 차후 재생골재와 가열혼합시 각각의 칩과 칩이 대응되는 접촉부만 접착되도록 한다.

제4공정: 아스팔트 포장재 형성

상기 제3공정에서 제조된 아스팔트 포장재의 첨가제는 입도 5∼50㎜의 일반골재 또는 건설폐기물 재생골재(11) 70∼80중량%와 첨가제 20∼30중량%를 혼합하여 연화점 120∼280℃로 가열하여 아스팔트 포장재를 형성하게 된다.

상기와 같이 제조된 아스팔트 포장재는 통상의 도로, 공원, 인도, 산책로, 관장, 자전거도로 등의 포장재로 사용된다.

이때 포장재로 사용되는 재생골재(11)와 첨가제를 혼합하여 연화점이 120∼280℃가 되도록 가열하면 현재 아스팔트의 아스콘과 같은 형태로 이루어지나 본 발명은 재생골재(11)와 첨가제가 혼합되어 공극을 갖는 동시에 첨가제에 의해 빗물의 투과성이 좋고 배수가 잘 이루어지도록 한 것이다.

기존에도 인도에 설치되는 아스콘으로 투과성과 배수가 이루어지도록 한 것이 있으나 이는 아스팔트와 골재 사이를 석분으로 채워지므로 공극이 메워져 투과성과 배수성의 효율이 떨어져 도로 위로 흘러내리거나 도로의 표면에 고이는 현상이 있으나 본 발명은 투수성과 배수성이 양호하여 표면으로 흘러내리거나 고이는 현상을 해소한 것이다.

즉, 본 발명은 재생골재를 입도 5∼50㎜의 크기로 분쇄하고, 폐비닐 칩은 0.03∼10㎜로 분쇄하며, 재생고무 칩(12)은 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄시켜 혼합하 고 시공시 아스팔트를 가열시켜 혼합함으로써 재생골재와 칩, 칩과 칩이 대응되는 접촉부는 유화수지가 강력한 접착효과를 발생하여 내구성이 증가 되고 사이사이에는 공극이 형성되어 투수성과 배수성이 원활하게 이루어지도록 한 것이다.

제5공정: 하부지지층 시공

상기 제4공정에서 형성된 포장재를 공원, 인도, 놀이터, 도로, 자전거도로, 인라인스케이트장, 공원의 농구코트, 테니스코트, 셔틀콕코트의 바닥 및 도로 등을 포장하게 되는데 먼저 기반공사로서 지면의 평탄작업을 한 후 아스팔트 포장재를 타설하여 하부지지층(10)을 형성한다.

이때 도로 포장시 하부지지층(10)을 형성하기 위한 아스팔트 포장재는 건설폐기물 재생골재(11) 70∼80중량%와 첨가제 20∼30중량%를 혼합하여 연화점 120∼280℃로 가열하여 평탄작업 된 도로에 타설하여 하부지지층(10)을 형성한다.

본 공정에서 포장재를 타설한 후 롤러 등으로 다짐 시공을 하게 된다.

제6공정: 상부 컬러도포(코팅)층 형성

상기 제5공정에서 시공하고자 하는 장소의 하부지지층을 형성한 후 완전건조되기 전에 상부에 컬러도포층(20)을 형성하게 된다.

상부 컬러도포층(20)은 공원, 인도, 놀이터, 도로, 자전거도로, 인라인스케이트장, 공원의 농구코트, 테니스코트, 셔틀콕코트에 따라서 그 색상을 달리할 수 있게 되므로 바닥을 포장한 후에는 주변의 환경과 조화를 이룰 수 있는 색상을 선택하여 상부 컬러도포층(20)을 형성하게 된다.

상부 컬러도포층(20)은 우레탄 수지(21)와 컬러 고무 칩(22)을 2:1로 혼합하 여 하부지지층(10)의 상부에 도포한다.

또한, 상부 컬러도포층(20)은 필요에 따라서 에폭시수지, 아크릴수지 등을 사용하여 컬러도포층을 형성할 수 있다.

이때, 컬러도포층은 표면이 미세한 엠보싱 형태로 이루어지므로 미끄럼방지는 물론 마찰력을 증진시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 컬러도포층이 이루어지는 본 발명은 아스팔트로 이루어진 하부층 상부에 자동차등이 통행되는 마찰계수를 고려할 때 우레탄수지와 컬러 고무 칩을 2:1로 혼합하는 것이 바람직하나 아스팔트 상부를 컬러화하기 위한 경우에는 컬러고무 칩을 혼합하지 않고 컬러 우레탄 수지, 컬러 에폭시 수지, 컬러 아크릴 수지만을 도포하여 상부 컬러도포층을 형성할 수 있다.

물론 상기 컬러수지 만을 이용하여 차도의 상부 컬러도포층을 형성할 경우에는 마모에 의해 색상이 훼손되는 것을 방지하기 위해 반복적 도포를 실시할 수 있으며, 또한 벗겨지지 않는 착색 컬러수지를 사용할 수도 있다.

본 발명은 상기 설명에서 상부 컬러층을 우레탄수지와 컬러 고무칩을 2:1로 한정하고 있으나, 필요에 따라서 컬러고무칩은 선택적으로 사용할 수 있으며, 상부층 형성시 컬러고무칩의 혼합 유무에 따라서 본 발명의 목적에 따른 구성이 변경되는 것은 아니다.

이렇게 된 본 발명은 폐비닐 칩과 폐 고무 칩, 아스팔트를 하부지지층에 사용함으로써 폐비닐과 폐고무를 재활용할 수 있도록 함은 물론 폐 비닐칩과 폐 고무칩 사이에는 공극이 발생되어 투수성과 배수성 뛰어나며, 특히 상부에 컬러 도포층 을 형성함으로써, 주변의 환경과 조화를 이룰 수 있도록 하여 시각적인 효과와 생동감 있는 느낌을 가질 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 폐비닐을 재활용함으로써, 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 동시에 폐비닐 칩과 고무 칩에 의한 공극으로 인하여 투수성과 배수성이 탁월하여 빗물을 저장하는 효과와 물의 흐름을 둔화시켜 하수와 하천의 범람을 방지하는 효과를 가지며, 상부에 컬러도포 층을 형성함으로써 주변의 환경에 따라서 선택적인 색상을 표출시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 농촌과 산업현장에서 수거된 폐비닐을 수거하여 선별한 후 세척 및 건조하는 단계;

   세척 및 건조된 폐비닐을 열 압출성형기로 압출한 후 분쇄기로 0.03∼10㎜의 크기로 분쇄하여 폐비닐 칩을 준비하는 단계;

   아스팔트액, 폐비닐 칩, 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄된 재생고무 칩, 유화수지를 혼합하여 첨가제를 형성하는 단계;

   첨가제는 입도 5∼50㎜의 건설폐기물 재생골재와 첨가제를 혼합하여 연화점 120∼280℃로 가열하여 제조하는 것을 특징으로 하는 투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   첨가제는, 아스팔트 액 총중량대비 폐비닐 칩 0.5∼50중량부, 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄된 재생고무 칩 0.3∼1.8중량부, 유화수지 1∼5중량부를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   아스팔트 포장재는, 입도 5∼50㎜의 건설폐기물 재생골재 70∼80중량%와 첨가제 20∼30중량%를 혼합하여 연화점 120∼280℃로 가열하여 제조하는 것을 특징으 로 하는 투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재 제조 방법.
4. 아스팔트 액 총중량대비 폐비닐 칩 0.5∼50중량부, 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄된 재생고무 칩 0.3∼1.8중량부, 유화수지 1∼5중량부를 혼합하여 첨가제 형성하고, 입도 5∼50㎜의 건설폐기물 재생골재 70∼80중량%와 첨가제 20∼30중량%를 혼합하여 연화점 120∼280℃로 가열하여 타설된 하부지지층과,

   하부지지층 상부에 우레탄수지와 0.05∼18㎜의 크기로 분쇄된 컬러 고무칩을 2:1로 혼합하여 상부 컬러도포층을 구성한 것을 특징으로 하는 투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재.
5. 제4항에 있어서,

   상부 컬러도포층은 하부지지층 상부에 우레탄수지, 에폭시수지, 아크릴수지중 어느 하나로 도포 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 투수성과 배수성을 갖는 아스팔트 포장재.

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