KR100632203B1 - 폐 아스팔트 콘크리트를 활용한 도로포장용 아스팔트콘크리트 - Google Patents

폐 아스팔트 콘크리트를 활용한 도로포장용 아스팔트콘크리트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐아스팔트 콘크리트를 함유하는 도로포장용 아스팔트 콘크리트에 관한 것으로, 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물 100중량부와 굵은 골재 50-130중량부, 잔골재 50-70중량부, 시멘트 10-40중량부, 유화아스팔트 10-20중량부, 첨가제 3-5중량부, 개질제 1-3중량부를 혼합하여 제조한다. 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트를 이용하여 도로포장을 할 경우, 폐 아스팔트 콘크리트를 재활용하므로 폐기물의 매립 및 골재의 채취로 인한 환경의 훼손을 줄이고, 새로운 아스팔트 및 골재의 사용을 줄임으로써 비용을 절감할 수 있다.
아스팔트 콘크리트, 도로포장, 재활용, 유화 아스팔트.

Description

폐 아스팔트 콘크리트를 활용한 도로포장용 아스팔트 콘크리트{Recycled aspalt concrete for road pavement}
본 발명은 폐아스팔트 콘크리트를 함유하는 도로포장용 아스팔트 콘크리트에 관한 것이다.
도로포장용 아스팔트 콘크리트는 골재, 시멘트, 아스팔트 등이 혼합된 물질로서, 폐 아스팔트 콘크리트는 산업폐기물로 분류되며 매년 대량이 발생하고 있다. 이처럼 대량의 폐기물을 처리하기 위해서는 방대한 매립공간이 필요하므로 자연을 훼손하게 되며, 매립물로부터 빗물에 의해 씻겨나온 아스팔트가 지층으로 흘러들 경우 지하수와 하천을 차례로 오염시키게 된다. 따라서, 자연의 훼손 및 환경 오염을 줄이기 위해서는 아스팔트 콘크리트 폐기물을 재활용하여 폐기량을 최소화하는 것이 바람직하며, 이를 위한 노력이 계속되어 왔다.
그 예로서, 대한민국 등록특허공보 제10-416301호 "폐아스팔트콘크리트의 재활용을 위한 재생첨가제를 함유하는 재생아스팔트콘크리트"에서는 파라핀기유 5-30중량%, 아로마틱기유 40-60중량%, 나프텐기유 20-45중량%로 이루어진 재생첨가제를 폐아스팔트 콘크리트에 5-20중량%를 포함시키는 방법을 제시하고 있으나, 일반적인 아스팔트 첨가량과 비교하여 다량의 재생첨가제를 포함하므로 환경오염을 줄이거나 비용을 절감하는 효과 면에서 한계가 있다. 한편, 공개특허공보 제10-2004-66082호 "페아스팔트콘크리트를 이용한 도로포장방법"에서는 폐아스콘을 분쇄, 분류하고 건조시킨 다음, 골재와 컷트백 아스팔트와 블로운 아스팔트를 첨가하여 재생 아스팔트 콘크리트를 제조하는 방법을 제시하고 있으나, 이러한 방법은 폐아스콘을 분쇄한 후 건조시키는 공정이 필수적이므로 시간이 오래 걸리고 번거로운 단점이 있다.
본 발명에서는 아스팔트 콘크리트 폐기물을 재생하여 도로포장 재료로 재활용함으로써 폐기물의 매립 및 골재의 채취로 인한 환경의 훼손을 방지하는 한편, 아스팔트 및 골재의 사용을 줄임으로써 비용을 절감할 수 있는 아스팔트 콘크리트를 제공하고자 한다.
본 발명은 아스팔트 콘크리트 폐기물을 이용한 도로포장용 아스팔트 콘크리트에 관한 것으로, 폐 아스팔트 콘크리트와 골재, 시멘트, 아스팔트, 첨가제, 개질제로 이루어진다.
폐 아스팔트 콘크리트는 골재, 시멘트, 아스팔트가 결합된 상태이므로 분쇄하여 재활용하며, KSF 2572호의 아스팔트 콘크리트 재생골재에 관한 규정에 따라 최대 입경이 40mm이하가 되도록 분쇄한다. 폐기물의 재활용 효과를 극대화하기 위해서는 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물을 가능한 한 많이 사용하는 것이 바람직한 반면, KSF 2572호에서는 전체 골재의 양에서 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물은 기층용의 경우 50중량%, 표층용의 경우 30중량% 이하를 사용하는 것을 권장하고 있으므로, 본 발명에서는 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물을 전체 골재의 약 30-50중량%를 사용하여 기층 아스팔트 콘크리트를 제조함으로써 상기 권장사항을 만족시키면서 재활용 효과를 얻을 수 있도록 한다. 폐 아스팔트 콘크리트는 분쇄한 후에 입자의 입도 분포를 분석하여 입도 범위에 따른 골재의 첨가량을 결정하는데 활용한다.
골재는 굵은 골재와 잔골재로 나눌 수 있으며, 굵은 골재로는 부순 자갈, 광물제련 폐기석, 철강고로 폐기석 등을 사용하고 잔골재로는 천연 모래, 또는 암석, 고로 슬래그, 자갈 등을 파쇄한 것를 사용한다. 본 발명에서 굵은 골재는 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물 100중량부에 대하여 50-130중량부를 첨가하는데, 분쇄물과 혼합한 후의 입도 규격이 골재번호 57호 규격에 맞도록 입도 분포를 고려하여 혼합한다. 본 발명에서 잔골재는 2.5mm 체를 통과하고 0.075mm 체에 잔류하는 규격으로 선택하며, 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물 100중량부에 대하여 50-70중량부를 첨가한다.
[표 1] 골재 번호 57호 입도
체의 규격(mm) 체 통과율(중량%)
40 100
25 95-100
13 25-60
5 0-10
2.5 0-5
시멘트는 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 초조강 포틀랜드 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 백색 포틀랜드 시멘트, 용광로 포틀랜드 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이애쉬 시멘트, 알루미나 시멘트, 팽창 시멘트, 내황산염 시멘트, 제트 시멘트, 용광로 콜로이드 시멘트, 콜로이드 시멘트 등과 같이 도로포장용으로 사용되는 일반적인 시멘트 중에 선택하여 첨가한다. 시멘트의 함량이 낮으면 강도가 떨어지고 함량이 너무 높으면 유연성이 떨어지므로, 본 발명에서는 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물 100중량부에 대하여 10-40중량부의 범위 내에서 사용한다.
본 발명에서는 아스팔트 중에서 유화 아스팔트를 선택한다. 유화 아스팔트는 분산용매가 물로 이루어져 젖은 골재와도 함께 사용할 수 있으므로, 수분이 함유된 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물을 별도로 건조시킬 필요가 없다. 본 발명에에서 유화 아스팔트는 특별히 유화제의 종류에 제한이 없으므로, 양이온계 아스팔트 유화제, 음이온계 아스팔트 유화제, 비이온계 아스팔트 유화제를 함유하는 유화 아스팔트 중에서 자유롭게 선택한다.
첨가제는 폐 아스팔트 콘크리트에 함유된 노화된 아스팔트 성분을 용해, 재 생시키고 골재의 접착을 도울 수 있는 성분으로 구성된다. 본 발명의 첨가제는 EAM(Ethyl Acrylate) 15-20중량%, MMA(Methyl Methacrylate) 15-20중량%, 나프타를 증류하여 생산되는 나프탄계 유분 30-35중량%, 방향족 유분 30-35중량%를 함유한다.
아스팔트의 개질제로는 NHR(Natural hydrocarbon resin), SBR(Styrene butadiene rubber), SBS(Styrene butadiene styrene), SIS(Styrene isoprene styrene), 분쇄 고무 개질제, 에틸렌아크릴 공중합체, EVA(Ethylrene acrylate copolymer), PVC(Polyvinyl acetate), 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌, 폴리에스테르, 유리섬유, 광물질섬유, 셀룰로오즈섬유, 석면 등 다양한 물질이 있으나, 본 발명에서는 NHR을 첨가하여 고온에서의 강도를 증가시키고, SBR을 첨가하여 겨울철에도 유연성을 유지하여 균열을 방지하며, 셀룰로오즈 섬유를 첨가하여 강도를 보강한다. 본 발명에서는 NHR 10-15중량%, SBR 5-10중량%, 셀룰로오즈 섬유 75-85중량%를 함유하는 개질제를 사용한다.
본 발명의 도로포장용 아스팔트 콘크리트는 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물 100중량부와 굵은 골재 50-130중량부, 잔골재 50-70중량부, 시멘트 10-40중량부, 유화아스팔트 10-20중량부, 첨가제 3-5중량부, 개질제 1-3중량부를 혼합하여 제조한다.
[실시예]
폐 아스팔트 콘크리트를 분쇄하고 40mm, 25mm, 13mm, 5mm, 2.5mm 체에 순차적으로 통과시켜 입도별로 분류한 후, 분쇄물 100kg과 굵은 골재 100kg을 상기 표 1의 입도 규격에 맞도록 혼합하고, 2.5mm 체를 통과하고 0.075mm 체에 잔류하는 잔골재 60중량부와 시멘트 30중량부를 혼합하여 골재 혼합물을 제조하였다.
유화 아스팔트 16kg에 NHR(Natural hydrocarbon resin) 0.24kg, SBR(Styrene butadiene rubber) 0.16kg, 셀룰로오즈 섬유 1.6kg을 혼합한 개질제를 첨가한 후, EAM(Ethyl acrylate) 0.7kg, MMA(Methyl methacrylate) 0.8kg, 나프탄계 유분 1.2kg, 방향족 유분 1.3kg을 혼합한 첨가제를 혼합하여 아스팔트 혼합물을 제조하였다.
상기 골재 혼합물과 아스팔트 혼합물을 혼합하여 아스팔트 콘크리트를 제조하여 시공하였다.
상기 실시예에 따른 본 발명의 아스팔트 콘크리트를 이용하여 시공한 결과, 품질이 우수하여 도로포장용으로 손색이 없는 것으로 나타났다.
본 발명에 따른 도로포장용 아스팔트 콘크리트는 폐 아스팔트 콘크리트를 재활용하므로 폐기물의 매립 및 골재의 채취로 인한 환경의 훼손을 줄일 수 있으며, 새로운 아스팔트 및 골재의 사용을 줄임으로써 비용을 절감하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물 100중량부와 굵은 골재 50-130중량부, 잔골재 50-70중량부, 시멘트 10-40중량부, 유화아스팔트 10-20중량부, 첨가제 3-5중량부, 개질제 1-3중량부로 이루어져 있으며;
    상기 첨가제는 EAM(Ethyl acrylate) 15-20중량%, MMA(Methyl methacrylate) 15-20중량%, 나프탄계 유분 30-35중량%, 방향족 유분 30-35중량%로 이루어지고,
    상기 개질제는 NHR(Natural hydrocarbon resin) 10-15중량%, SBR(Styrene butadiene rubber) 5-10중량%, 셀룰로오즈 섬유 75-85중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트.
  2. 제1항에 있어서, 폐 아스팔트 콘크리트 분쇄물과 굵은 골재의 혼합물이 400mm 체를 100중량% 통과하고, 25mm 체를 95-100중량% 통과하고, 13mm 체를 25-60중량% 통과하고, 5mm 체를 0-10중량% 통과하고, 2.5mm 체를 0-5중량% 통과하는 입도규격을 갖으며, 잔골재는 2.5mm 체를 통과하고 0.075mm 체에 잔류하는 입도규격을 갖는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트.
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