KR100717808B1

KR100717808B1 - 아스팔트 가열장치 및 이를 이용한 가열방법

Info

Publication number: KR100717808B1
Application number: KR1020050125226A
Authority: KR
Inventors: 이순익
Original assignee: 인해엔지니어링(주); (주)경보공영; 이순익
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-05-11
Anticipated expiration: 2025-12-19

Abstract

본 발명은 아스팔트의 포설, 도로의 유지보수 및 도로 새김을 위한 아스팔트 가열장치 및 가열방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선 가열장치에서 발생되는 적외선 또는 마이크로파 중 선택되는 방법으로 종래 포설된 아스팔트에 일정 조건에서 열을 가하여 유동성을 부여함으로써, 견고한 아스팔트의 포설 작업, 시간과 교통혼잡을 최소화하는 도로 보수작업 및 도로 표면에 색상과 모양을 부여한 입체적인 도로 새김 작업을 달성케 하는 아스팔트 가열장치에 의한 가열방법에 관한 것이다.

적외선, 마이크로 파, 도로 새김, 포설, 이음매

Description

아스팔트 가열장치 및 이를 이용한 가열방법{HEATING APPARATUS OF ASPHALT AND METHOD OF USING THE SAME}

제 1도는 본 발명의 적외선 가열장치를 도시한 개략단면도.

제 2도는 본 발명의 적외선 가열장치를 도시한 개략사시도.

제 3도는 본 발명의 적외선 가열장치의 적외선 발생기를 도시한 단면도.

제 4도는 본 발명의 적외선 발생기의 적외선 램프를 도시한 개략사시도.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1 : 적외선 발생기 2 : 발전기 3 : 프레임

4 : 전선 5 : 도로

11: 몸체 12: 프레임 결합부 13: 반사판

14: 적외선 램프 15: 사잇각

본 발명은 아스팔트의 포설, 도로의 유지보수 및 도로 새김을 위한 아스팔트 가열장치 및 가열방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선 가열장치에서 발생 되는 적외선 또는 마이크로파 중 선택되는 방법으로 종래 포설된 아스팔트에 일정 조건에서 열을 가하여 유동성을 부여함으로써, 견고한 아스팔트의 포설 작업, 시간과 교통혼잡을 최소화하는 도로 보수작업 및 도로 표면에 색상과 모양을 부여한 입체적인 도로 새김 작업을 달성케 하는 아스팔트 가열장치에 의한 가열방법에 관한 것이다.

일반적인 도로는 표층, 중간층, 기층, 보조기층, 동상 방지층으로 이루어지며, 주로 표층에서 반복하중에 의한 균열 및 파손이 일어나게 된다. 표층은 포장의 최상부에 있으며 교통차량에 의한 마모와 전단에 저항하고 평탄성을 유지하고 잘 미끄러지지 않으며 쾌적한 주행성을 확보한다. 아스팔트 혼합물일 경우에는 빗물이 하부에 침투하는 것을 방지하는 기능을 가진다. 이와 같은 표층은 그 두께가 5㎝이고, 그 하부층인 중간층은 10 ~ 30㎝이다. 이러한 표층 및 중간층은 도로에 큰 비가 내린 뒤에 갈라지거나 꺼져 있는 것을 흔히 볼 수 있다. 대도시에서 도로를 포장할 때 대부분 교통을 전면 통제할 수 없어 차로별로 포설을 하게 되거나, 또는 수일간에 걸쳐 포설 작업이 진행되는 관계로, 이미 포설된 차로의 아스팔트가 굳어진 뒤, 연속하여 옆 차로를 포설 작업이 진행된다. 그러나, 포설된 아스팔트는 이미 초기 온도가 급격히 떨어져 거의 상온에 가깝게 되어 있는 상태이고, 여기에 연속하여 포설하는 아스팔트는 상대적으로 고온이어서, 양 아스팔트는 온도차이가 발생하여 그 이음매 부분에 결합력이 매우 떨어지게 된다. 그래서 시간간격을 두고 전 후로 포설하는 아스팔트의 온도차이로 인해 아스팔트 사이에서 결합이 잘 이루 어지지 않아, 일정시간이 경과하거나, 또는 우천에 따른 빗물이 침투하였을 때, 노면이 갈라지거나, 함돌되는 등의 파손이 일어나게 된다.

이와 같이, 도로 공사 후 발생되는 보수 작업으로 인해 추가로 발생하는 인적, 물적 자원의 절약이 필요한 실정이다.

아스팔트를 가열하는 방법은 현재 다 각도로 연구가 진행중이며, 이와 관련하여 등록특허공보 10-0275052호(공고일자:2000.12.15)에는 아스팔트 표면을 재생시키기 위해서 일정깊이로 상부표면을 파열시키고, 파열된 상부표면을 일정온도로 아스팔트 표면상에서 파열된 상부표면을 가열 및 혼합한 후 압착시키는 기술에 대해 기재하고 있으며, 공개특허공보 2001-0079130호(공개일자:2001.08.22)에는 도로면의 아스팔트를 가열하여 보수하거나 덧씌우기하는 방법에 관한 것으로, 균열 및 파손 등으로 수리하거나 덧씌우기 위한 포장을 하는 부분에 마이크로웨이브를 방사하여 아스콘형태로 만들어 준 후 여기에 유화아스팔트제나, 가열하여 액체상태가 된 역청을 뿌려 표면의 먼지 등 불순물을 아스콘화한 뒤 채워서 다짐작업을 통해 이루어지는 기술에 대해 기재하고 있으며, 등록특허공보 10-0394176(공고일자:2003.10.22)에는 아스팔트표면 가열장치를 통해 아스팔트 표면에 복사열을 전달하는 동시에, 고온가스가 아스팔트 표면에 대류 열을 전달하여 아스팔트 표면을 가열하는 기술에 대해 기재하고 있다.

상기 특허들은 보수 및 덧씌우기 위한 아스팔트 표면을 가열하는 방법에 관한 것으로, 보수부위를 파열시켜 가열 및 혼합함으로써, 차량통제 및 일반적인 보수작업과 크게 다를 바가 없어 보수 작업에 있어 비효율적이라는 문제점을 가지고 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명에서는 적외선 또는 마이크로파 중 선택되는 방법으로 아스팔트를 일정 조건하에서 가열하여 아스팔트 성분을 변질시키지 않으면서 유동성을 부여함으로써, 아스팔트의 포설, 도로의 유지보수 및 도로 새김을 용이하게 할 수 있는 가열장치 및 가열방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는,

아스팔트를 가열하는 장치에 있어서, 사각 기둥을 횡축으로 눕힌 형상의 프레임의 일측면에 발전기를 설치하고, 그 타측면에 적외선 발생기를 설치하고, 상기 발전기에서 적외선 발생기까지 연결되어 에너지를 전달하는 전선으로 이루어지되, 상기 적외선 발생기는 그 저부가 요철형상을 취하고, 그 요철형상 면에 중첩되도록 크롬 재질의 반사판을 인접한 반사판과 사잇각이 45°가 되도록 설치하고, 그 반사판에 인접하여 다수개의 적외선 램프가 설치된 것을 특징으로 하는 아스팔트 가열장치와,

아스팔트의 포설에서, 먼저 종축으로 폭 2.5 ~ 10m로 아스팔트를 포설하고, 그 포설된 아스팔트 이음매에 중첩되도록, 연속하여 종축으로 아스팔트를 포설하되, 먼저 포설된 아스팔트를 가열하여 연속 포설하는 아스팔트와의 결합부위인 이음매가 사선형태가 되도록 포설하고 그 이음매의 경사각은 5 ~ 85°가 되도록 하는 것에 있어서, 상기 가열은 앞서 살펴 본 적외선 가열장치를 통해 발생되는 0.8 ~ 9 ㎛의 적외선으로 0.5 ~ 30분간 가열하여 아스팔트를 30㎝의 깊이로 균일하게 90 ~ 350℃로 상승시키거나, 또는 통상의 마이크로파 발생장치를 통해 발생되는 1500MHz의 고주파를 이용하여 0.5 ~ 30분간 가열하여 90 ~ 350℃로 상승시키는 것을 특징으로 하는 아스팔트 가열방법과,

도로 보수를 위해, 차량 이동에 따른 반복하중 등의 요인으로 생긴 아스팔트의 균열 부위 주위를 가열하여 아스팔트에 유동성을 부여한 후, 그 유동성이 부여된 아스팔트 상부를 롤러로 다짐하여 이루어지는 것에 있어서, 상기 가열은 앞서 살펴 본 적외선 가열장치를 통해 발생되는 0.8 ~ 9 ㎛의 적외선으로 0.5 ~ 30분간 가열하여 아스팔트를 30㎝의 깊이로 균일하게 90 ~ 350℃로 상승시키거나, 또는 통상의 마이크로파 발생장치를 통해 발생되는 1500MHz의 고주파를 이용하여 0.5 ~ 30분간 가열하여 90 ~ 350℃로 상승시키는 것을 특징으로 하는 아스팔트 가열방법과,

도로 새김(Street print)을 위해, 미리 포설된 아스팔트를 가열하여 아스팔트에 유동성을 부여한 후, 그 유동성을 갖는 아스팔트의 상부로 다이아몬드형, 벽돌형, 아치형, 타원형, 원형 등 균일하게 반복되는 무늬를 갖는 틀을 거치하고, 틀이 거치된 아스팔트 위로 컴팩트를 이용하여 가압하여 다짐하고, 다짐이 완료되면 틀을 제거하고, 그 상부로 코팅제를 도포하는 것에 있어서, 상기 가열은 앞서 살펴 본 적외선 가열장치를 통해 발생되는 0.8 ~ 9 ㎛의 적외선으로 0.5 ~ 30분간 가열하여 아스팔트를 30㎝의 깊이로 균일하게 90 ~ 350℃로 상승시키거나, 또는 통상의 마이크로파 발생장치를 통해 발생되는 1500MHz의 고주파를 이용하여 0.5 ~ 30분간 가열하여 90 ~ 350℃로 상승시키는 것을 특징으로 하는 아스팔트 가열방법을 통해 달성된다.

상기 프레임은 발전기와 적외선 발생기를 하나로 묶어 동일 장치내에 구비하여 쓸 수 있도록 하기 위한 것으로, 특별한 형상 및 재질에 구애받지 않고 제작사용 가능하다.

상기 발전기와 적외선 발생기의 저부에는 적외선 가열장치가 지면에 닿아 이동할 수 있도록 통상의 바퀴가 구비되고, 상기 발전기의 일측면에는 손잡이(도면 미도시)를 구비하여 차량 등에 연결하여 적외선 가열장치를 사용할 수 있도록 한다.

상기 적외선 발생기는 속이 빈 경량 몸체와 그 몸체 저부로 요철이 형성되도록 알루미늄으로 사출제작하고, 그 요철 형성면에 중첩되도록 반사판을 설치하되, 인접하는 반사판과의 사잇각이 45°가 되도록 하고, 그 반사판의 재질은 크롬으로 한다. 상기 사잇각을 45°로 형성하는 것은 전반사를 유도하여 적외선의 조사율을 높이고, 크롬은 반사성이 뛰어난 재질이어서 또한 조사율을 높여, 적외선에 의한 아스팔트의 가열 시간을 단축시키기 위함이다.

상기 적외선 발생기 몸체의 상부면에는 프레임 결합부가 형성되어 프레임과 적외선 발생기를 나사 등의 고정수단에 의해 고정 결합할 수 있도록 구성된다.

이하, 도면을 통한 아스팔트의 적외선 가열장치 및 가열방법을 더욱 상세히 살펴보도록 한다.

적외선 가열장치 및 가열방법

적외선은 햇빛이나 백열된 물체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시켜 보면 적색스펙트럼의 끝보다 더 바깥쪽에 있는 것으로, 그 파장에 따라 0.75 ~ 3㎛의 적외선을 근 적외선, 3 ~ 25㎛의 것을 단순히 적외선이라 하며, 25㎛ 이상의 것을 원적외선이라 한다. 이와 같은 적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열 작용을 가진 것으로, 열선(熱線)이라고도 한다.

이하, 본 발명의 도 1 내지 도 4에 도시된 적외선 가열장치를 통해 적외선을 통한 아스팔트 가열방법을 살펴보도록 한다. 도 1 내지 도 4를 간략히 살펴보면, 도 1은 본 발명의 적외선 가열장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 상기 적외선 가열장치를 도시한 개략사시도이고, 도 3은 아스팔트를 일정두께로 균일하게 가열하는 적외선 발생기를 도시한 개략단면도이고, 도 4는 상기 적외선 발생기에 사용되는 램프를 도시한 개략도이다.

적외선 가열장치를 살펴보면, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 사각 기둥 형상을 횡축으로 눕힌 형태를 갖는 것으로, 각 부의 장치를 연결 및 지지 역할을 하는 프레임(3)의 일측면으로 발전기(2)가 구비되고, 그 프레임(3)의 타측면으로 적외선 발생기(1)가 구비되며, 상기 발전기(2)로부터 적외선 발생기(1)까지 연결되어 발전기에서 생성된 에너지를 적외선 발생기(1)로 공급하는 전선(4)이 구비 되어 이루어진다.

이때, 적외선 가열장치는 아스팔트의 가열작업 현장에서 그 이동이 용이하도록 발전기(1)의 일측면에 통상의 형태 및 재질을 갖는 손잡이(도면 미도시)를 구비하여 그 손잡이를 차량 등에 통상의 연결수단으로 연결함으로써, 특별한 힘의 부가 없이 차량의 이동으로, 적외선 가열장치를 이동시키면서 작업할 수 있어 효율적이다.

상기 적외선 발생기(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 속이 빈 경량 몸체(11)와 그 몸체(11) 저부로 요철이 형성되도록 알루미늄으로 사출제작하고, 그 요철 형성면에 중첩되도록 반사판(13)을 설치하되, 인접하는 반사판(13)과의 사잇각(15)이 45°가 되도록 하고, 그 반사판(15)의 재질은 크롬으로 한다. 상기 사잇각(15)을 45°로 형성하는 것은 적외선 램프(14)에서 발산되는 적외선의 전반사를 유도하여 적외선의 조사율을 높이고, 크롬은 반사성이 뛰어난 재질이어서 또한 조사율을 높여, 적외선에 의한 아스팔트의 가열 시간을 단축시키기 위함이다. 또한, 상기 적외선 램프(14)는 텅스텐을 발열체로 하고, 그 내부에 할로겐가스 및 질소가스를 봉입한 것을 사용한다.

또한 적외선 발생기(1)는 적외선 램프(14)를 중심으로 제조되는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 적외선 램프와 그에 따른 반사판을 하나의 몸체(11)에 통합하여 제조하거나, 또는 필요에 따라 한 개 또는 다수개의 적외선 램프로 구성되는 적외선 발생기를 하나 또는 다수개의 몸체가 연결되도록 하여 사용 가능하다, 그러나 발전기(2)에서 가용한 전력을 고려할 때 3 ~ 4개의 적외선 램 프를 사용함이 바람직하다. 적외선 발생기는 가로 폭을 0.3 ~ 1.0m로 하고, 세로 폭을 4 ~ 5m로 한다. 가로 폭의 경우 0.3m 이하로 할 경우 아스팔트의 가열 폭이 너무 협소하여 도로 포설 작업이 원활히 이루어질 수 없고 1.0m이상인 경우에는 필요없는 부분까지 가열하게 되어 불필요한 에너지 소모로 비경제적이라는 단점을 갖는다.

이상의 적외선 가열장치를 통한 가열방법은, 상기 적외선 램프(14)에서 발산되는 적외선을 0.8 ~ 9 ㎛로 0.5 ~ 30분간 가열하여, 아스팔트를 30㎝의 깊이까지 균일하게 90 ~ 350℃로 상승시킴으로써, 아스팔트의 성분 변질 없이 유동성을 부여할 수 있다. 또한, 적외선 램프(14)를 작동시키는 스위치(도면 미도시)의 최초 작동시 적외선은 처음부터 100%의 조사율을 보이는 것이 아니라, 10 ~ 30초가 경과 후 85%이상의 조사율을 보이기 때문에 초기 가열시에는 상기 시간을 고려하여 가열시간을 조절해야 한다.

이와 같은 아스팔트 가열은, 하절기의 경우 200 ~ 230만 Kcal/h로, 동절기는 250 ~ 300만 Kcal/h로 열량을 발생시켜 가열하는 것이 바람직하다.

상기 적외선 발생기(1)를 통해 발생되는 적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 지니고 있어, 공업용, 의료용으로 다수 사용되는 것으로, 직접 불로 가열하게 되면 아스팔트 포장이 산화작용으로 균열이 발생되는 단점을 해결하 기 위해 사용하는 것으로, 적외선 중에서도 특히 발열체의 온도가 1800 ~ 2200℃인 상태에서 태양의 복사열에 가장 가까운 적외선으로 공기를 가열하지 않고 물체에만 열이 파장으로 전달되는 인체에 무해한 단파장의 광선을 칭하는 근적외선을 사용하는 것이 바람직하다.

특히, 근적외선을 이용한 가열방법은 산소를 태우지 않고 대상물만을 가열하여 산소를 태우는데 따른 냄새의 발생이 없어 에너지 효율이 높고 친환경적이며, 인체에 무해하고 공기나 먼지의 움직임 없이 노면 만을 가열할 수 있어 작업의 안정성을 확보할 수 있다.

이와 같은 적외선에 의한 방법 외에 사용 가능한 마이크로웨이브에 의한 가열장치 및 가열방법을 살펴보면 다음과 같다.

마이크로웨이브 발생장치 및 가열방법

마이크로파를 발생시키는 마그네트론과, 상기 마그네트론에서 발생된 마이크로파를 안내하는 도파관과, 상기 도파관으로 안내된 마이크로웨이브를 노면에 방사하는 안테나로 구성된 통상의 마이크로 발생기를 이용하는 것으로, 마이크로웨이브 발생기는 전원이 공급되면 이것을 소정의 고전압으로 승압한 후에 고주파 발생용 소자인 마그네트론에 인가하여 1000 ~ 30000 MHz 범위의 고주파를 발생시킨다. 상기 고주파는 물질 속에 포함되어 있는 물 분자를 높은 주파수로 진동시키고, 이 고속 진동의 결과에 의해 발생 되는 열에 의하여 고주파가 쏘여져 대상 물질이 가열 되는 것이다. 이와 같은 마이크로웨이브를 이용하여, 도로면을 보수하거나, 기존의 아스팔트에 연속하여 아스팔트를 포설하고자 할 때 이미 굳어진 아스팔트를 화학적 성질의 변화없이 깊고 고르게 가열시켜, 연속하여 포설하는 아스팔트와 이음매 부분 결합에서 견고한 결합력을 가질 수 있도록 한다. 이와 같은 방법으로 포설 작업을 하거나, 보수공사를 하게 되면, 일정 시간이 경과 하더라도 균열 및 파손이 발생되지 않음으로써, 기존의 보수 및 포설 방법과 비교해 볼 때 매우 효과적이면서 경제적이다. 이와 같은 마이크로웨이브를 이용한 가열은, 1500MHz의 고주파를 이용하여 0.5 ~ 30분간 가열하여, 90 ~ 350℃로 온도를 상승시켜 보수하거나, 바람직하게는 140 ~ 220℃를 유지하고, 더욱 바람직하게는 180℃로 가열하여 틈이 벌어지거나, 함몰된 부위를 가열하여 아스팔트의 유동성을 높여주어 틈을 메워주거나, 이미 포설되어 그 온도가 상온으로 떨어진 아스팔트의 온도를 상승시켜 새로 포설하는 아스팔트와 온도를 유사하게 유지하여 이음매 부분에서의 강한 결합력을 유도한다.

이하, 앞서 살펴본 가열방법 중 적외선을 이용한 가열방법으로 이루어지는 도로의 포설 작업, 균열보수작업 및 도로 새김작업에 대해 살펴보도록 한다.

실시 예 1: 아스팔트의 포설

아스팔트의 포설은 횡축으로 일정 폭으로 나누어서 종축으로 포설하여 나가는 것으로써, 먼저 종축으로 일정 폭을 포설한 후 그 옆으로 다시 종축방향으로 연속하여 포설하기 때문에 먼저 포설된 아스팔트와 연속하여 포설하는 아스팔트 사이 의 연결부위인 이음매가 형성된다. 이와 같은 이음매 부분은 아스팔트 포설시에 완전한 결합이 이루어지지 않아, 틈이 발생하고, 그 틈을 통해 빗물 등이 침투하여 아스팔트의 산화, 균열 및 뒤틀림 등이 발생하게 됨으로써, 도로의 파손을 가져온다.

따라서, 이음매 부분의 결합을 견고히 해줄 필요가 있으며, 본 발명의 아스팔트 가열방법을 통한 아스팔트의 포설 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 종측으로 2.5 ~ 10m의 폭의 아스팔트를 포설하고, 상기 포설된 아스팔트에 연속하여 횡측으로 포설하되, 먼저 포설된 아스팔트와 연속하여 포설하는 아스팔트의 결합부위인 이음매가 사선을 갖도록 포설한다. 아스팔트의 포설시 이음매가 사선형태로 포설되기 위해서는 피니셔의 아스팔트 콘크리트 포장 표면 마무리 판의 형태를 변형시켜주거나, 인력으로 사선형태로 변형시켜줌으로써 해결될 수 있도록 하고, 아스팔트 이음매 부분 경사각은 5 ~ 85°를 유지하게 한다.

이와 같은 포설 방법으로 이음매 부분의 완벽한 결합을 유도하기 위해서는, 일정시간이 경과하여 온도가 낮아진, 먼저 포설된 아스팔트의 온도를 상승시켜 유동성을 부여해 주는 것이 중요하다.

아스팔트의 유동성을 부여하기 위해서는 앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 적외선 가열장치에서 발생하는 0.9 ㎛의 적외선으로 0.8분간 가열하여 150℃로 상승시키거나, 또는 통상의 마이크로웨이브 발생 장치를 통한 1500MHz의 고주파를 이용하여 1분간 아스팔트를 150℃로 상승시킴으로써 달성된다.

이와 같은 사선형태의 이음매 중첩 포설 작업은 먼저 포설된 아스팔트의 온도를 상승시키기 위해 마이크로웨이브 또는 적외선을 이용하여 아스팔트의 물성을 변화시키지 않으면서 완벽한 결합력을 추구할 수 있다. 사선형태의 이음매 포설 작업은 그 자체만으로도 충분히 균열 및 파손의 시간을 지연시킬 수 있으나, 적외선을 이용하여 아스팔트에 유동성을 부여함으로써, 더욱 견고한 이음매 부분의 결합을 유도할 수 있다. 이와 같은 아스팔트의 포설 작업은 도로의 균열 및 파손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

실시 예 2: 아스팔트 균열부의 보수

아스팔트의 균열부는 포설 작업시 이음매 부분에서 완전한 결합이 이루어지지 않아 생긴 틈을 통해 빗물 등이 침투하여 균열 및 뒤틀림이 생겨 표층의 아스팔트가 깨지거나, 또는 주기적인 대형 차량 등의 이동에 의한 반복하중으로 도로가 깨지게 된다. 이와 같은 아스팔트 균열부의 보수작업을 종래와 같이 균열부위를 중심으로 일정부위를 절개하는 방식을 사용하게 되면, 도로의 절개에 따른 시간, 절개한 골재의 운반 시간 등 많은 시간 동안 도로를 통제하여 작업이 진행됨으로써,차량 통제에 따른 교통혼잡이 발생하며, 또한 불필요한 부분까지 절개함으로써, 자원의 낭비를 가져오게 된다.

따라서, 앞서 살펴본 본 발명에 따른 적외선 가열장치를 통해 발생되는 2㎛의 적외선으로 1.5분간 가열하여, 아스팔트를 180℃로 상승시키거나 또는 통상의 마이크로웨이브 발생 장치를 통한 1500MHz의 고주파를 이용하여 2분간 아스팔트를 180℃로 상승시켜 아스팔트에 유동성을 부여하고, 유동성이 부여된 아스팔트 상부로 롤러를 이용한 다짐으로 완성된다. 이와 같은 가열에 의한 아스팔트 균열부의 보수작업은 유동성을 갖는 아스팔트에 의해 균열부위가 봉함되고 롤러를 이용하여 견고하게 다져줌으로써 소요비용이 절감되고 신속한 작업을 통해 교통 혼잡을 최소화함으로써 매우 효율적이라 할 수 있다.

이와 같이, 적외선을 이용한 가열방법은 아스팔트를 일정두께까지 균일하게 가열하여 줌으로써, 균열부의 보수 작업을 더욱 원활히 진행할 수 있다.

실시 예 3: 도로 새김( Street print )

본 발명에 따른 도로 새김은 포설된 아스팔트에 다이아몬드형 등 원하는 무늬를 입체적으로 세기는 포장방법을 의미하는 것으로 한다. 이와 같은 도로 새김은 일정한 무늬가 반복적으로 형성된 프레임을, 포설된 아스팔트 상부에 거치하고 압착한 후 프레임을 제거함으로써 완성되는 것으로, 단순한 평면을 갖는 도로에 입체적인 무늬를 새김으로서 심미감을 제공하고, 일정한 무늬를 형성하기 위해 벽돌 등을 따로 사용하지 않고서도 간편한 작업을 통해 동일한 효과를 가져올 수 있어 매우 경제적이다.

상기 도로 새김 작업과정을 살펴보면 다음과 같다.

종래에 포설된 아스팔트에 앞서 살펴본 적외선 가열장치를 이용하여 적외선 가열장치에서 발생 되는 3㎛의 적외선으로 2.5분간 가열하여, 아스팔트를 170℃로 상승시키거나, 또는 통상의 마이크로웨이브 발생 장치를 통한 1500MHz의 고주파를 이용하여 3분간 아스팔트를 250℃로 상승시켜 아스팔트에 유동성을 부여한다. 이와 같은 아스팔트 가열방법은 아스팔트를 변질시키지 않으면서 아스팔트에 유동성을 부여하는 것으로 도로 새김작업을 원활히 진행할 수 있다. 이때 작업의 효율적인 진행을 위해 적외선 가열장치의 손잡이(도면 미도시) 부분을 통상의 방법으로 차량 등에 연결하여 이동하면서 작업을 진행한다.

유동성을 갖는 아스팔트의 상부로 다이아몬드형, 벽돌형, 아치형, 타원형, 원형 등 균일하게 반복되는 무늬를 갖는 프레임을 거치한다. 이 때 프레임의 폭은 2 ~ 3mm이고 길이는 5 ~ 10mm인 것을 사용한다.

프레임이 거치된 아스팔트 위로 컴팩트를 이용하여 가압하여 다짐하고, 다짐이 완료되면 프레임을 제거한다.

이와 같이 도로 새김 작업이 완성된 후에는 아스팔트의 보존 및 미끄럼 방지 등을 유도하기 위해 도로 새김된 아스팔트 상부로 코팅제를 도포한다.

사용되는 코팅제로는 1차 코팅제와 2차 마감 코팅제가 사용되며, 1차 코팅제는 시멘트 25 ~ 35중량%, 탄산칼슘 30 ~ 40중량%, 규사 25 ~ 35중량%, 폴리카본산계염 4 ~ 8중량%, 하이드록시에틸셀룰로즈 6 ~ 9중량%를 균일 혼합하여 이루어지고, 2차 마감 코팅제는 아크릴 폴리머 35 ~ 55, 시멘트 30 ~ 39%, 실리카 15 ~ 25%를 균일 혼합하여 이루어진다.

이상에서와 같은 아스팔트의 가열방법을 이용하게 되면, 기존에 아스팔트를 보수하기 위해 일정부분을 절개하고 그 위에 포설하여 보수작업을 함으로써, 필요없는 부분까지 절개한 후 아스팔트를 충진하여 로울러로 다짐을 해줘야 하기 때문에 발생하는 작업의 번거로움과 그에 따른 자원이 낭비되는 단점을 해결할 수 있으며, 또한 아스팔트 포설 작업시 기존의 포설된 아스팔트와 이어서 포설하는 아스팔트와의 온도차이를 극복하여 양 아스팔트의 결합력을 강화시킴으로써, 균열 및 파손에 의한 도로의 손실을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에서 제시하는 조건의 온도 및 시간에 따른 가열로 인해 아스팔트를 변질시키거나 훼손시키지 않으면서 보수 및 포설을 할 수 있어 작업효율성을 증가시키며, 그에 따른 비용절감으로 매우 경제적이다.

Claims

사각 기둥을 횡축으로 눕힌 형상의 프레임(3)의 일측면에 발전기(2)를 설치하고, 그 타측면에 적외선 발생기(1)를 설치하고, 상기 발전기(2)에서 적외선 발생기(1)까지 연결되어 에너지를 전달하는 전선(4)으로 이루어지되, 상기 적외선 발생기(1)는 그 저부가 요철형상을 취하고, 그 요철형상 면에 중첩되도록 크롬 재질의 반사판(13)을 인접한 반사판과 사잇각이 45°가 되도록 설치하고, 그 반사판에 인접하여 다수개의 적외선 램프(14)가 설치된 것에 있어서,

상기 적외선 램프(14)는 텅스텐을 발열체로 하고, 그 내부에 할로겐가스 및 질소가스를 봉입하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아스팔트 가열장치.
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도로 새김(Street print)을 위해, 미리 포설된 아스팔트를 가열하여 아스팔트에 유동성을 부여한 후, 그 유동성을 갖는 아스팔트의 상부로 다이아몬드형, 벽돌형, 아치형, 타원형, 원형 등 균일하게 반복되는 무늬를 갖는 틀을 거치하고, 틀이 거치된 아스팔트 위로 컴팩트를 이용하여 가압하여 다짐하고, 다짐이 완료되면 틀을 제거하고, 그 상부로 코팅제를 도포하는 것으로, 상기 가열은 제 1항에서와 같은 적외선 가열장치를 통해 발생되는 0.8 ~ 9 ㎛의 적외선으로 0.5 ~ 30분간 가열하여 아스팔트를 30㎝의 깊이로 균일하게 90 ~ 350℃로 상승시키거나, 또는 통상의 마이크로파 발생장치를 통해 발생되는 1500MHz의 고주파를 이용하여 0.5 ~ 30분간 가열하여 90 ~ 350℃로 상승시키는 것에 있어서,

상기 코팅제는 1차 코팅제로 시멘트 25 ~ 35중량%, 탄산칼슘 30 ~ 40중량%, 규사 25 ~ 35중량%, 폴리카본산계염 4 ~ 8중량%, 하이드록시에틸셀룰로즈 6 ~ 9중량%를 균일 혼합하여 이루어지고, 2차 마감 코팅제로 아크릴 폴리머 35 ~ 55중량%, 시멘트 30 ~ 39%, 실리카 15 ~ 25%를 균일 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 가열방법.
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제 5항에 있어서, 적외선은 근적외선인 것을 특징으로 하는 아스팔트 가열방법.