KR100853082B1

KR100853082B1 - 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트콘크리트 및 이에 적합한 제조방법

Info

Publication number: KR100853082B1
Application number: KR1020070025575A
Authority: KR
Inventors: 이영우
Original assignee: 김영신; 이나린; 이홍린; 이준화
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-08-19

Abstract

본 발명은 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 및 이에 적합한 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우천 시 골재의 분리 현상을 방지함과 아울러 인성 향상, 수축 및 균열 방지를 이룰 수 있는 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 및 이에 적합한 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 고온 아스콘의 온도 저하에 따른 포설 불량을 방지함과 아울러 상온 아스콘의 접착력 저하를 개선하여 상온에서 포설이 가능하면서도 아스팔트의 접착력 및 결합력을 대폭 향상시켜 박리 현상등을 방지할 수 있는 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 및 이에 적합한 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 아스팔트 콘크리트의 흡수성 및 투수성을 저하시켜 우천 시 골재등의 분리현상을 방지할 수 있고 인성 및 수축 성능을 향상시킬 수 있는 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 및 이에 적합한 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 다양한 입도의 골재와 혼합제를 섞어서 지면에 포설하여 경화되도록 구성된 아스팔트 콘크리트에 있어서, 상기 골재(1)에 액상으로 도포되고 지면에 포설 시 지열과 다짐에 의해 경화되어 골재들을 결합하되 양전하를 띠어 음전하 상태인 골재와 지면에 대한 결합력을 증대시키는 양이온성 아스팔트 혼합제(2)를 포함하는 것이며,

또한 본 발명에 따른 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 제조방법은, 상기 골재를 입도별로 혼합 후 수분 제거 및 골재의 기공이 팽창되도록 온도 60~80℃로 가열하는 단계와, 액상 양이온성 아스팔트 혼합제를 온도 60~80℃로 가열하는 단계 및 상기 양이온 아스팔트 혼합제가 상기 골재의 팽창된 기공과 표면에 침투 및 피복되도록 상기 골재와 양이온 아스팔트 혼합제를 혼합하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

아스팔트 콘크리트, 포대용 아스팔트 콘크리트, 양이온성 상온 아스콘

Description

폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 및 이에 적합한 제조방법{CATION TYPE NORMAL TEMPERATURE ASPHALT CONCRETE AND METHOD THEREOF THAT USED RUBBER POWDER OF SCRAPPED TIRE}

도1은 본 발명에 따른 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 제조방법을 도시한 플로우차트,

도2는 본 발명에 따른 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트의 단면을 도시한 개략도,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 골재 2: 혼합제

일반적으로, 도로포장용으로 사용되는 아스팔트 콘크리트(이하 아스콘)는 스트레이트 아스팔트와 골재(쇄석 또는 자갈)를 배합하고 이를 고온 상태에서 포설하게 된다.

즉, 고온 아스콘의 경우에는 골재를 대략 180-220℃로 가열한 상태에서 스트레이트 아스팔트를 배합하여 포설 현장으로 이동하고, 아스콘의 온도가 110℃이하가 되지 않는 상태에서 아스팔트 포장을 하게 되는 것이다.

또한, 상온에서 포설하도록 구성된 상온 아스콘은 아스팔트를 다지는 것에 의해 상온에서 천천히 경화되는 것으로서, 골재와 혼합제와의 박리 현상 및 골재의 이탈 현상을 방지하기 위하여, 별도의 첨가제를 혼합하여 사용하게 되고, 접착력을 높이기 위해 프라임코트(MC-1)와 택코트(RSC)를 시공면(노반과 표층)에 뿌려 접착력을 높이도록 하게 된다.

상기한 아스콘의 구성은 다양한 입자 크기의 큰골재(자갈등)과 작은골재(모 래등)가 혼합된 골재 및 상기한 골재의 사이에 충진되는 필러(FILLER)인 석분과 아스팔트로 혼합제가 구성된 것으로서, 고온 아스콘의 경우에는 고온으로 골재와 혼합제를 혼합하여 냉각되기 전에 포설하는 것이고, 상온 아스콘의 경우에는 상온에서 천천히 경화되도록 하는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 고온 아스팔트 콘크리트를 포설할 때 현장 여건에 따라 110℃이하에서 포설할때가 많아지게 되고, 이로 인해 고온 아스콘의 경화가 진행된 후 포설됨으로써 골재와 혼합제 또는 아스팔트와 지면등의 접착력이 저하되어 지반침하, 균열, 골재간의 박리현상이 발생되는 문제점이 있다.

즉, 아스팔트 콘크리트의 접합력이 유지되는 온도에서 포설해야 하지만, 시공 여건 상 포설 온도 이하에서 아스팔트 콘크리트를 포설하게 되면 적절하게 아스팔트 콘크리트가 굳지 못하게 됨으로써, 아스팔트 콘크리트의 파손이 쉽게 발생되는 것이다.

또한, 상기한 상온 아스콘은 골재간의 접착력 향상을 위해 혼합하는 첨가제가 끈적거리기 때문에 시공 후 모래를 덮어두어야 하는 불편이 있고, 시공 시 프라임코트와 택코트를 도포하는 번거로움으로 인해 작업 효율이 낮아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고온 아스콘의 온도 저하에 따른 포설의 하자 발생 및 하자 발생 부분의 처리를 개선함과 아울러 상온 아스콘의 접착력 저하를 개선하여 상온에서 포설이 가능하면서도 아스팔트의 접착력 및 결합력을 대폭 향상시켜 박리 현상등을 방지할 수 있는 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 및 이에 적합한 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 다양한 입도의 골재와 혼합제를 섞어서 지면(설치면)에 포설하여 경화되도록 구성된 아스팔트 콘크리트에 있어서, 상온에서 상기 골재에 액상으로 도포되고 지면에 포설 시 지열과 다짐 등에 의해 경화되어 상기 골재들을 결합하되 양전하를 띠도록 구성되어 음전하 상태인 골재와 지면에 대한 결합력을 증대시키는 양이온성 아스팔트 혼합제를 포함함을 특징으로 한다.

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도1과 도2는 본 발명에 따른 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 제조방법을 도시한 플로우차트이고 아스팔트 콘크리트의 개략 단면도로서, 다양한 입도를 갖는 쇄석등을 혼합하여 구성한 골재(1)와, 상기한 골재(1)에 상온에서 액상으로 도포됨과 아울러 지면에 포설 시 지열과 다짐등에 의해 경화되어 골재(1)들을 결합하도록 형성되고 양전하를 띄도록 구성되어 음전하 상태인 골재(1) 및 노상과 결합력을 증대시키는 혼합제(2)로 구성되어 있다.

즉, 상기한 아스팔트 혼합제(2)를 양전하를 띄도록 형성함으로써 음전하 상태인 골재(1)와 강한 결합력으로 결합되도록 하여 골재(1)와 골재(1) 또는 골재(1)와 혼합제(2)간의 결합력을 보다 향상시키도록 하는 것이다.

상기한 골재(1)와 혼합제(2)의 비율은 대략 중량기준으로 골재 80-90%와 혼합제 10-20%, 바람직하게는 골재 85%와 혼합제 15%가 되도록 혼합하게 되면, 아스팔트 콘크리트의 표면 질감이 매우 작아서 평탄도가 향상되면서도 표층의 강도를 유지할 수 있게 된다.

즉, 골재(1)의 양이 80% 이하이면 너무 액상이 되어 강도가 저하되고, 90% 이상이 되면 혼합제(2)의 양이 적어 결합력이 저하된다.

상기한 골재(1)의 혼합비율은 예를 들어, 5-8mm의 입도를 갖는 골재를 32% 내외로 하고, 2-5mm의 입도를 갖는 골재를 28%, 2mm 이하인 작은 골재를 25%(석분 포함)로 조절함으로써, 골재간의 사이 공간을 최대한 감소시키면서 강한 결합력을 유지할 수 있도록 한다.

상기한 작은 골재를 23%로 조절하고 여기에 산화철(Fe2O3) 2%를 첨가하게 되면 아스팔트 콘크리트의 색상이 적갈색을 나타내도록 할 수 있게 된다.

또한, 상기한 양전하를 띄는 혼합제(2)에 고무분말(30mesh 이하)- 폐타이어에서 생산된 고무분말이면 경제성이 더욱 좋음 - 을 첨가하게 되면, 상기한 고무분말에 의해 골재(1) 사이의 결합력이 보다 향상됨과 아울러, 골재(1) 사이의 공간으로 물이 침투하는 것을 방지할 수 있고 콘크리트의 인장률을 향상시킬 수 있게 된다.

즉, 고무분말이 용융되어 골재 사이에 충진됨과 아울러 골재(1)의 표면에 코 팅됨으로써, 상기한 골재(1) 사이에서 소정 탄성을 갖고 결합을 시키게 되는 바, 상기한 고무 분말에 의해 콘크리트의 전체적인 인장력이 향상될 수 있는 것이다.

상기한 혼합제(2)의 비율은 하기한 표1에 나타낸 바와 같고, 혼합제(2)가 양전하를 띄게 되는 것은, 혼합제(2)에 양이온(cation) 계면활성제를 포함하고 있기 때문이고, 접착강화제는 골재(1)간의 접착력을 보다 강화시키기 위해 첨가된 것이다.

양이온성 아스팔트 혼합제	비율
커트백 아스팔트(MC-3)	5%
고무분말(30mesh 이하)	4.5%
양이온 계면활성제	2%
접착 강화제(하이코텍 P-90)	2%
에틸비닐아세테이트(EVA) 접착제	0.5%
케로신(석유)	1%
합 계	15%

상기한 바와 같은 아스팔트 콘크리트를 제조하기 위해서는, 골재(쇄석)(1)를 입도별로 혼합 믹싱한 상태에서, 이를 가열하면서 60-80℃가 되도록 함으로써, 골재(1) 내부의 수분을 제거함과 아울러 골재(1)의 기공을 상온에서보다 더 팽창시키게 된다.

즉, 상온에서 골재(1)의 온도가 60-80℃가 되도록 가열함으로써 수분 제거 및 골재(1)의 기공 팽창을 하게 되는 바, 상기한 온도까지 대략 15분 정도 가열하면 된다.

가열 후에는 양이온성 아스팔트 혼합제(2)를 골재(1)에 혼합하게 되는 바, 상기한 양이온성 아스팔트 혼합제(2)의 온도를 60-80℃ 정도로 한 상태에서 혼합을 하게 되면 골재(1)와 혼합제(2)의 믹싱이 보다 균일하게 되면서 골재(1)의 표면과 골재(1)의 기공에 혼합제(2)가 균일하게 피복될 수 있게 된다.

상기한 가열온도를 60-80℃로 설정한 것은 골재(1) 및 혼합제(2)의 가열을 위해 별도의 가열 설비가 필요치 않고 일반적인 가열원(가솔린 또는 가스를 이용하는 버너 또는 토치등)으로 쉽게 가열할 수 있도록 하기 위해서이다.

골재(1)에 혼합제(2)가 도포되어 아스팔트 콘크리트가 제작되면, 이를 대략 30Kg 정도의 포장을 하게 되는 바, 상기한 포장 상태에서 아스팔트는 골재에 액상의 혼합제(2)가 혼합된 상태를 유지하게 된다.

즉, 액상인 혼합제(2)가 지열과 다짐에 따른 압력을 받지 않고 공기와 접촉하지 않게 됨으로써, 계속적으로 액상 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서 도로 포장을 위해 포장을 제거하고 아스팔트를 시공면에 10-50mm의 두께로 포설한 후, 아스팔트를 다지게 되면 압력과 지열 및 산소와의 접촉에 의해 아스팔트가 경화된다.

이때, 접착강화제 및 접착제와 고무분말에 의해 골재들의 인장 능력이 향상되고 결합력이 강화되는 바, 특히 골재(1)들은 음이온(음전하)을 띄고 있고 혼합제(2)는 양이온을 띄고 있기 때문에 양 전하들이 서로 당기는 힘을 발생시켜 골재(1)들간의 결합력이 보다 커지게 된다.

상기한 바와 같이 형성된 아스팔트 콘크리트는 안정도 500Kg 이상, 공극율 3~6%, 흐름값(1/100㎝) 20-40, 다짐밀도 2000g/㎠, 포화도 70-85%의 특성을 갖는다.

이상과 같이 본 발명은 커트백 아스팔트에 접착강화제, 양이온 계면활성제, 폐타이어 분말, EVA 접착제등을 혼합하여 혼합제를 형성함으로써, 상온에서 보관하기가 용이하고, 도로 포장 및 도로 보수 시 상온에서 쉽게 사용 가능함과 아울러 양이온과 음이온의 결합력에 따라 아스팔트의 인장력 향상, 표면 균일도 향상, 수분 침투 억제등의 효과를 향상시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims

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다양한 입도의 골재와 혼합제를 섞어서 지면에 포설하여 경화되도록 구성된 아스팔트 콘크리트에 있어서,

입도 5~8㎜인 골재 32중량%, 입도 2~5㎜인 골재 28중량%, 입도 2㎜ 이하인 골재 23중량% 및 산화철 2중량%와,

상온에서 상기 골재들에 액상으로 도포되고 지면에 포설 시 지열과 다짐에 의해 경화되어 상기 골재들을 결합하되 양전하를 띠어 음전하 상태인 상기 골재들과 지면에 대한 결합력을 증대시키도록

커트백 아스팔트 5중량%, 고무분말 4.5중량%, 양이온 계면활성제 2중량%, 접착강화제 2중량%, 에틸비닐아세테이트 접착제 0.5중량% 및 케로신 1중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트.
다양한 입도의 골재와 혼합제를 섞어서 지면에 포설하여 경화되도록 구성된 아스팔트 콘크리트에 있어서,

입도 5~8㎜인 골재 32중량%, 입도 2~5㎜인 골재 28중량% 및 입도 2㎜ 이하인 골재 25중량%와,

상온에서 상기 골재들에 액상으로 도포되고 지면에 포설 시 지열과 다짐에 의해 경화되어 상기 골재들을 결합하되 양전하를 띠어 음전하 상태인 상기 골재들과 지면에 대한 결합력을 증대시키도록

커트백 아스팔트 5중량%, 고무분말 4.5중량%, 양이온 계면활성제 2중량%, 접착강화제 2중량%, 에틸비닐아세테이트 접착제 0.5중량% 및 케로신 1중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트.
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입도 5~8㎜인 골재 32중량%, 입도 2~5㎜인 골재 28중량% 및 입도 2㎜ 이하인 골재 25중량%로 이루어진 골재 85중량%를 서로 혼합 후 수분 제거 및 골재의 기공이 팽창되도록 온도 60~80℃로 가열하는 단계와,

커트백 아스팔트 5중량%, 고무분말 4.5중량%, 양이온 계면활성제 2중량%, 접착강화제 2중량%, 에틸비닐아세테이트 접착제 0.5중량% 및 케로신 1중량%로 이루어진 액상 양이온성 아스팔트 혼합제 15중량%를 온도 60~80℃로 가열하는 단계 및

상기 양이온 아스팔트 혼합제가 상기 골재들의 팽창된 기공과 표면에 침투 및 피복되도록 상기 골재들과 양이온 아스팔트 혼합제를 혼합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐타이어 고무분말을 이용한 양이온성 상온 아스팔트 콘크리트 제조방법.