KR100787360B1

KR100787360B1 - 폐아스콘과 폐콘크리트를 함유하는 상온 아스팔트 콘크리트도로포장재

Info

Publication number: KR100787360B1
Application number: KR20070081680A
Authority: KR
Inventors: 김옥
Original assignee: 충청환경산업 주식회사; (주) 시티이엔지
Priority date: 2007-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2007-12-18

Abstract

본 발명은 폐아스콘과 폐콘크리트를 함유하는 상온 아스팔트 콘크리트 도로포장재에 관한 것으로, 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물 100중량부에 대하여, 유화제 10~15중량부, 시멘트 10~15중량부를 포함하며, 상기 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물은 폐아스콘 60~90중량%, 폐콘크리트 10~40중량%으로 이루어지고, 상기 유화제는 도데실벤젠술폰산나트륨 0.03~0.3중량%, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 0.02~0.2중량%, 스티렌부타디엔고무라텍스 0.5~1.5중량%, 물유리 0.3~1.0중량%, 폴리아크릴산나트륨 0.2~0.3중량%, 데카메틸렌글리콜 0.1~0.2중량%, 아디프산 0.05~0.15중량%, 나트륨카르복시메틸셀룰로오즈 0.05~0.1중량%, 말레산 0.05~0.1중량%, 수산화철 0.001~0.002중량%, 디큐밀퍼옥사이드 0.001~0.002중량%와 물 96.146~98.698중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 아스팔트 콘크리트 도로포장재는 폐아스콘과 폐콘크리트를 재활용하므로 골재의 채취나 폐기물의 매립으로 인한 환경파괴를 줄이고, 특히 고온의 가열공정 없이 상온에서 사용하므로 유해물질의 발생이 적어 환경친화적인 특징이 있다. 본 발명의 아스팔트 콘크리트 도로포장재는 강도가 우수하고 균열발생이 적을 뿐 아니라 시공이 간편하고 양생에 필요한 시간이 짧은 특징이 있으며, 새로운 골재나 아스팔트를 사용하지 않으므로 경제성이 우수한 장점이 있다.

도로포장재, 상온 아스팔트 콘크리트, 재생 아스콘, 재생 콘크리트.

Description

폐아스콘과 폐콘크리트를 함유하는 상온 아스팔트 콘크리트 도로포장재 {Cold Pavement of Aspalt Concrete Comprising Recycled Asphalt Concrete and Concrete}

본 발명은 폐아스콘과 폐콘크리트를 함유하는 상온 아스팔트 콘크리트 도로포장재에 관한 것으로, 폐아스콘과 폐콘크리트에 유화제를 첨가함으로써 별도의 아스팔트나 골재를 사용할 필요가 없는 도로포장용 상온 아스팔트 콘크리트에 관한 것이다.

차량의 증가에 따라 도로의 면적도 증가하여, 도로의 보수과정에서 발생하는 폐아스콘이나 폐콘크리트의 양도 나날이 증가하고 있으며, 그 밖에 상하수도나 통신망 등의 매립과 보수 과정에서 손상된 도로로 인한 폐아스콘이나 폐콘크리트의 발생까지 더하여, 폐기물의 양은 늘어만 가고 있는 실정이다. 폐아스콘이나 폐콘크리트는 일반적으로 매립의 방법으로 처리하고 있으나, 매립지의 건설을 위해서는 자연환경을 훼손하게 되므로 매립지의 확보 또한 점차 어려워지고 있다.

따라서, 폐기물의 양을 줄이기 위한 노력의 일환으로 폐아스콘과 폐콘크리트 의 재생과 관련된 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 그 예로써 대한민국 등록특허 제10-0526429호 강도 강화 재생 아스콘의 제조 방법에서는 비닐아세테이트 모노머와 과산화벤조일오일을 파라핀 오일에 용해시켜 제조한 재생 아스콘 강화제를 이용하여 아스콘을 재생하는 방법을 제시한바 있으나, 상기 기술은 폐아스콘을 고온으로 가열한 후 강화제를 첨가하여 사용하므로 사용이 번거롭고 공해를 유발하는 문제가 있었다. 이러한 문제로 인하여 다른 한편에서는 고온가열의 과정 없이 폐아크콘을 재생하여 사용하는 기술들이 개발되었으며, 그 예로써 등록특허 제10-0599492호 폐아스콘을 활용한 반강성포장용 조성물과 포장시공방법에서는 분쇄 폐아스콘과 혼화제를 상온에서 혼합하여 포장용으로 사용하는 방법을 제시하였으나, 상기 기술은 혼합 및 시공단계가 복잡한 한계가 있었다.

본 발명은 폐아스콘과 폐콘크리트를 재생시켜 사용함으로써 골재의 채취 및 폐기물의 매립으로 인한 환경파괴를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 유해물질을 발생시키는 고온가열의 과정을 거치지 않아 환경오염을 줄일 수 있는 도로포장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 내구성이 우수하고 시공이 간편하며 경제성이 우수한 도로포장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 폐아스콘과 폐콘크리트를 사용함에 있어서 고온가열의 공정을 거치지 않고, 상온에서 유화제와 시멘트를 첨가하여 아스팔트 콘크리트 도로포장재를 제조한다.

본 발명의 도로포장재는 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물, 유화제, 시멘트로 구성된다.

본 발명의 도로포장재에 있어서 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물은 포장도로로부터 수거한 발생재에서 불순물을 제거한 후 골재 재활용장치를 이용하여 파쇄한 순환골재를 체가름하여 사용하되, 폐아스콘은 KS F 2572호 아스팔트 콘크리트용 순 환골재의 규정을, 폐콘크리트는 KS F 2573호 콘크리트용 순환골재의 규정을 만족시키는 것을 사용한다. 폐아스콘과 폐콘크리트의 혼합시, 폐아스콘의 혼합량이 너무 많으면 상대적으로 강도가 떨어질 수 있고, 반대로 폐콘크리트의 혼합량이 너무 많으면 강도는 높아지는 반면 균열이 발생의 가능성이 높아지므로, 본 발명에서 폐아스콘 60~90중량%, 폐콘크리트 10~40중량%의 범위 내에서 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, KS F 2572호 아스팔트 콘크리트용 순환골재의 규정에 따르면 폐아스콘 순환골재는 지름 20mm이하의 규격만을 사용할 수 있으므로 지름 20mm이상의 굵은 골재는 폐콘크리트로부터 제공할 수 있으며, 너무 굵은 골재 또는 너무 잔골재 만을 사용하면 도로포장재의 강도가 떨어질 수 있으므로, 본 발명에서는 폐콘크리트의 경우 40mm체를 100%, 25mm체를 95~100%, 15mm체를 25~60%, 5mm체를 0~10%, 2.5mm체를 0~5%통과하고, 폐아스콘의 경우 20mm체를 100%, 10mm체를 20~55%, 5mm체를 0~10%, 2.5mm체를 0~5% 통과하는 골재를 사용한다.

본 발명에서는 폐아스콘이 함유하고 있는 구재아스팔트의 재생을 위하여 고온의 가열과정을 거치는 대신 상온에서 유화제를 혼합하여 수용액에 분산시킨다. 본 발명의 유화제에는 수분이 다량 포함되어 있으므로 아스팔트 콘크리트의 혼합 및 포설시 작업성을 높이는 역할을 하며, 유화제의 혼합량이 적으면 아스팔트가 제대로 분산되지 못하고 너무 많으면 비용이 상승할 뿐 아니라 수분의 증가로 양생시간이 길어지므로, 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물 100중량부에 대하여 10~15중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유화제는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 첨가제 및 물로 이루어져 있으며, 구체적으로는 도데실벤젠술폰산나트륨 0.03~0.3중량%, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 0.02~0.2중량%, 스티렌부타디엔고무라텍스 0.5~1.5중량%, 물유리 0.3~1.0중량%, 폴리아크릴산나트륨 0.2~0.3중량%, 데카메틸렌글리콜 0.1~0.2중량%, 아디프산 0.05~0.15중량%, 나트륨카르복시메틸셀룰로오즈 0.05~0.1중량%, 말레산 0.05~0.1중량%, 수산화철 0.001~0.002중량%, 디큐밀퍼옥사이드 0.001~0.002중량%와 물 96.146~98.698중량%로 이루어진다.

상기에서 도데실벤젠술폰산나트륨은 음이온성 계면활성제, 폴리옥시에틸렌페놀에테르는 비이온성 계면활성제로서, 본 발명에서는 상온에서 아스팔트를 고르게 분산시키기 위하여 음이온성 계면활성제와 비이온성 계면활성제를 혼합하여 사용하며, 계면활성제의 혼합량이 적으면 아스팔트의 분산을 유지할 수 없고 혼합량이 지나치게 많아도 오히려 분산력이 떨어지므로 상기 혼합범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다. 더불어, 음이온성 계면활성제인 도데실벤젠술폰산나트륨의 혼합량이 많으면 포장재의 강도가 떨어질 수 있고 비이온성 계면활성제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르의 혼합비가 높으면 포장재에 균열이 발생할 가능성이 상대적으로 높아지므로, 도데실벤젠술폰산나트륨과 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르의 혼합비가 1.5:1의 중량비에서 크게 벗어나지 않는 것이 바람직하다.

상기 첨가제 중 스티렌부타디엔고무라텍스는 도로포장재에 탄성을 부여하여 균열발생을 줄이는 역할을 하고, 물유리는 도로포장재의 강도를 보완하기 위하여 첨가한다. 또한, 기타 첨가제들은 아스팔트와 시멘트의 분산 및 안정화를 돕는 역 할을 하고, 아스팔트 콘크리트의 포설 후 가열압착과정에서 열이 가해지면 서로 반응하여 빠른 속도로 불용성 고분자를 형성함으로써 도로포장재의 경화속도와 강도를 높이는 역할을 한다. 상기 첨가제 중 특정 성분이 지나치게 많거나 적게 혼합되면 상대적으로 도로포장재의 물성이 떨어질 수 있으므로 상기 혼합범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 도로포장재에 있어서 시멘트는 골재 사이의 공극을 메우는 채움재의 역할을 하는 것으로, 혼합량이 적으면 포장재의 공극률이 높아 강도가 떨어지고 혼합량이 너무 많으면 비용이 상승하므로, 페아스콘과 폐콘크리트 혼합물 100중량부에 대하여 10~15중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 아스팔트 콘크리트 도로포장재는 상기 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물 100중량부에 대하여 유화제 10~15중량부, 시멘트 10~15중량부를 고르게 혼합한 후 도로에 포설하여 가열압착하고 약 3시간 이상 경화시킴으로써 도로를 포장할 수 있다. 본 발명의 아스팔트 콘크리트 도로포장재는 시공이 간편하고 양생시간이 짧으며, 새로운 골재나 아스팔트를 대신하여 폐아스콘과 폐콘크리트를 사용하므로 경제성이 우수한 특징이 있다.

본 발명의 아스팔트 콘크리트 도로포장재는 폐아스콘과 폐콘크리트를 재활용 하므로 골재의 채취나 폐기물의 매립으로 인한 환경파괴를 줄이고, 특히 고온의 가열공정 없이 상온에서 사용하므로 유해물질의 발생이 적어 환경친화적인 특징이 있다. 본 발명의 아스팔트 콘크리트 도로포장재는 강도가 우수하고 균열발생이 적을 뿐 아니라 시공이 간편하고 양생에 필요한 시간이 짧은 특징이 있으며, 새로운 골재나 아스팔트를 사용하지 않으므로 경제성이 우수한 장점이 있다.

[실시예 1]

수거한 폐아스콘과 폐콘크리트 발생재로부터 이물질을 제거하고 각각 골재재생기를 이용하여 파쇄한 후, 체가름한 폐아스콘과 폐콘크리트를 4:1의 중량비로 혼합하여 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물을 준비하였다.

도데실벤젠술폰산나트륨 0.15중량%, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 0.1중량%, 스티렌부타디엔고무라텍스 1.0중량%, 물유리 0.5중량%, 폴리아크릴산나트륨 0.3중량%, 데카메틸렌글리콜 0.15중량%, 아디프산 0.1중량%, 나트륨카르복시메틸셀룰로오즈 0.05중량%, 말레산 0.05중량%, 수산화철 0.002중량%, 디큐밀퍼옥사이드 0.001중량%와 물 97.597중량%를 혼합하여 유화제를 제조하였다.

포틀랜트 시멘트와 상기 유화제를 혼합한 후, 상기 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물을 추가하여 혼합하되, 혼합비는 시멘트 100kg당 유화제는 110kg, 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물은 1000kg이 되도록 하여, 아스팔트 콘크리트 도로포장재를 제조하였다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서 폐아스콘과 폐콘크리트를 9:1의 중량비로 혼합하여 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물을 준비하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 아스팔트 콘크리트 도로포장재를 제조하였다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서 폐아스콘과 폐콘크리트를 3:2의 중량비로 혼합하여 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물을 준비하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 아스팔트 콘크리트 도로포장재를 제조하였다.

상기 제조된 아스팔트 콘크리트 도로포장재를 이용하여 지름 100mm, 높이 100mm의 원통형 공시체를 제조하여 마샬안정도를 측정한 결과, 실시예 1의 도로포장재는 2500kgf, 실시예 2의 도로포장재는 1500kgf, 실시예 3의 도로포장재는 6000kgf으로 마샬안정도가 매우 높은 것으로 나타났다. 상기 실시예 중 강도에 있어서는 실시예 3이 가장 우수하였으나, 승차감, 소음, 균열발생의 가능성까지 종합적으로 고려할 경우, 실시예 1이 가장 바람직한 것으로 판단되었다.

Claims

폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물 100중량부에 대하여, 유화제 10~15중량부, 시멘트 10~15중량부를 포함하며,

상기 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물은 폐아스콘 60~90중량%, 폐콘크리트 10~40중량%으로 이루어지며, 상기 폐아스콘은 20mm체를 100%, 10mm체를 20~55%, 5mm체를 0~10%, 2.5mm체를 0~5% 통과하고, 상기 폐콘크리트의 경우 40mm체를 100%, 25mm체를 95~100%, 15mm체를 25~60%, 5mm체를 0~10%, 2.5mm체를 0~5%통과하며,

상기 유화제는 도데실벤젠술폰산나트륨 0.03~0.3중량%, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 0.02~0.2중량%, 스티렌부타디엔고무라텍스 0.5~1.5중량%, 물유리 0.3~1.0중량%, 폴리아크릴산나트륨 0.2~0.3중량%, 데카메틸렌글리콜 0.1~0.2중량%, 아디프산 0.05~0.15중량%, 나트륨카르복시메틸셀룰로오즈 0.05~0.1중량%, 말레산 0.05~0.1중량%, 수산화철 0.001~0.002중량%, 디큐밀퍼옥사이드 0.001~0.002중량%와 물 96.146~98.698중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 아스팔트콘크리트 도로포장재.
제1항에 있어서,

상기 폐아스콘과 폐콘크리트 혼합물은 폐아스콘 80중량%, 폐콘크리트 20중량%으로 이루어지고,

상기 유화제는 도데실벤젠술폰산나트륨 0.15중량%, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 0.1중량%, 스티렌부타디엔고무라텍스 1.0중량%, 물유리 0.5중량%, 폴리아크릴산나트륨 0.3중량%, 데카메틸렌글리콜 0.15중량%, 아디프산 0.1중량%, 나트륨카르복시메틸셀룰로오즈 0.05중량%, 말레산 0.05중량%, 수산화철 0.002중량%, 디큐밀퍼옥사이드 0.001중량%와 물 97.597중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 아스팔트콘크리트 도로포장재.