KR100907869B1

KR100907869B1 - 아스콘 개질제

Info

Publication number: KR100907869B1
Application number: KR1020090003731A
Authority: KR
Inventors: 김병채
Original assignee: 주식회사 포이닉스; 김병채
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2009-07-14
Also published as: CN102224196A; WO2010082718A1; CN102224196B

Abstract

본 발명은 아스콘 개질제에 관한 것으로서, 내구 성능이 향상되고, 하중에 대한 대응력이 향상되어 결국 포장 도로의 수명을 연장시킬 수 있는 개질제 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 분자량을 각기 달리하는 3종류의 SBS(Styrene Butadiene Styrene) 40~80중량%와, SB(Styrene Butadiene) 라텍스 15~55중량%, 그리고 수용성 규산염(Na₂Sio₃) 5~10중량%를 포함하는 조성을 이룸을 특징으로 한다.

아스콘, 포장, 도로, 내구성, 강도, 개질제

Description

아스콘 개질제{MODIFIED ASPHALT COMPOSITION}

본 발명은 아스콘 개질제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아스팔트의 내구성을 향상시키기 위해 첨가되어지는 개질제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 아스콘은 아스팔트와 굵은 골재, 잔골재 및 채움재 (석회석 분말, 시멘트 등)를 가열혼합한 것으로 도로포장이나 주차장 등에 널리 사용되고 있다.

이러한 아스콘 포장은 시공 후 5년이 되기 전에 주행트랙을 따라 가끔 소성변형이 생겨서 심각한 주행문제를 발생시키거나, 소성변형 문제는 없다 하더라도 시간의 흐름과 함께 포장 재료가 점차 노화되어 결국에는 심한 균열을 발생시킨다. 문제된 포장은 하부구조를 보호하기 위하여 주로 표층을 절삭하거나 걷어내고 그 위에 덧씌우기 포장을 하는 유지보수시공을 많이 한다.

그러나, 최근 도로포장의 해체 및 유지보수의 증가로 인하여 폐아스콘의 발생량(연간 약 600만톤)이 급격히 증가하고 있어 심각한 환경오염 및 자원낭비의 문제를 야기하고 있는 실정이다. 따라서 현재 국가차원에서 대량 으로 발생되고 있는 건설폐기물인 폐아스콘의 자원화를 추진하고 있으며, 폐아스콘의 불법 매립으로 인 한 환경오염의 피해를 방지하기 위해 폐아스콘을 지정부산물로 선정하고 재활용률을 선진국 수준으로 끌어올리기 위한 노력을 계속해 가고 있는 중이다. 그러나 이러한 폐아스콘의 재활용은 각 지역 및 해당 기관의 폐아스콘의 재 활용에 대한 부정적 시각 및 여러 가지 제한 조건으로 인하여 극히 미진한 실정으로 신재 아스콘보다 품질이 우수한 고기능 재생 아스콘 혼합물의 생산이 절실히 요구되고 있다.

종래 폐아스콘을 재활용한 재생 아스콘의 제조방법은 주로 신재 아스팔트 및 오일계 재생첨가제만을 폐아스콘에 혼입하여 폐아스콘에 포함되어 있는 구재 아스팔트의 침입도, 신도, 연화점 등과 같은 물리적 특성을 신재 아스팔트 수준으로 회복시키고, 신재 골재를 사용하여 입도를 시방규정에 적합하게 조정하는 수준에 그쳤다. 이 때문에 기존의 재생 아스콘 물성은 항상 신재 아스콘과 비슷하거나 그 보다 못한 상태에 머물 수밖에 없었으며 재생 아스콘에 대한 평가도 열악하였다. 아스팔트는 포장공용기간에 공기 중의 산소에 의해 아스팔트가 서서히 산화되어 유연성을 잃고 딱딱해지며 이 과정을 아스팔트포장이 노화된다고 한다. 아스팔트가 딱딱해지면 공용 중의 차량하중에 의해 쉽게 균열이 발생하며 이 균열은 서서히 거북등 균열로 진행되다가 마침내 포장으로서의 기능을 상실하고 포장수명을 종료하게 된다. 종래에는 이렇게 딱딱해진 아스팔트에 유연성을 부여하기 위하여 오일계 재생첨가제를 투입하고 신규골재와 신규아스팔트를 사용하여 신재 아스팔트 수준으로 물성의 복원을 시도하여 왔지만 충분한 유연성 확보에는 의문의 여지가 크다.

이러한 시도를 지양하고, 탄성을 지닌 고분자를 폐아스콘에 첨가하여 포장에 유연성을 부여하여 각종 균열에 대한 저항성을 높이며, 동시에 고점도 고분자를 첨 가하여 소성변형 저항성도 향상시키고자 함이 본 발명의 주요 기술적 개념이다. 공지특허에도 일부 이러한 문제점을 개선하여 우수한 성능을 확보하고자 고분자 개질제를 첨가하는 경우가 발견된다.

그러나, 종래 사용되는 아스콘 개질제는 고온영역에서 강성(Stiffness)물성이 증가하여 아스팔트 포장의 소성변형에 효과적으로 저항할 수 있는 긍정적인 아스팔트 개질재라고 평가될 수 있으나, 저온 영역에서의 아스팔트 강도의 증가는 동절기에 포장재의 강성을 더욱 증가시켜 포장재의 균열을 발생시킬 수 있는 문제점이 발생 되었다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 고온영역 뿐만 아니라 저온영역에서도 아스팔트 포장의 소성변형에 효과적으로 대응할 수 있도록 하여 포장재의 균열발생을 최소화 할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기에서 SBS는 분자량 50,000~100,000이 1~15중량%, 분자량 150,000~200,000이 3~32중량% 그리고 분자량 300,000~350,000이 10~43중량%로 혼합되어짐이 바람직하다.

이러한 본 발명의 아스팔트 개질재는, 고온에서는 강도가 강해지고, 저온 상황에서는 균열에 견딜 수 있게 되어 도로 포장에 적용될 경우, 내구 성능이 향상되고, 하중에 대한 대응력이 향상되어 결국 포장 도로의 수명을 연장시킴으로써 아스팔트 포장 및 유지 보수등에 소요되는 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 제 공하게 된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 살펴보기로 한다.

<제1 실시예>

먼저 본 발명의 제1 실시예로서, 중량 평균 분자량 50,000~100,000의 저분자SBS 10중량%, 중량 평균 분자량 150,000~200,000의 중분자SBS 23중량% 그리고 300,000~350,000인 고분자 SBS 38중량%, SB 라텍스 20중량%, 수용성 규산염 9중량%를 혼합하여 아스팔트 개질제를 제작하였다.

상기, SB라텍스는 SM(Styrene monomer)과 BD(Butadiene)를 주원료로 유화중합(Emulsion Polymerization)시켜 제조된 우유빛 액상의 latex이다.

이와 같은 조성을 이루는 개질제는 SB 라텍스 성분이 첨가되어짐으로 인해 고온에서 강한 강성을 갖는것은 물론, 저온에서는 균열에 견딜 수 있는 성질을 갖게 되므로, 4계절의 온도 변화가 뚜렷한 도로 상황에서도 내구성이 충분히 유지되어 도로의 평탄 성능을 우수하게 확보할 수 있게된다.

따라서, 이러한 개질제가 첨가된 아스콘이 포장된 도로는, SB 라텍스 혼합에 따른 강성(Stiffness) 물성의 증가로 여름철 고온에서도 충분히 강성(Stiffness)을 유지하는 가운데 소성 변형을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 아스팔트 개질재는 수용성 규산염이 소량 함유되어 있기 때문에 고무와 같은 부드러운 성질이 유지되어 겨울철 저온에서도 유연성을 유지하는 가운데 균열을 예방할 수 있게 된다.

<제2 실시예>

한편, 본 발명의 제2 실시예로서는 상기 조성물에 MMA(Methyl MethacrylAte) 또는 BAM(Butyl Acrylate Monomer) 성분의 수분산성 아크릴 에멀젼 0.1~3중량% 그리고 Sucrose 0.5~2중량%이 더 첨가되어지게 된다.

즉, 중량 평균 분자량 50,000~100,000의 저분자SBS 10중량%, 중량 평균 분자량 150,000~200,000의 중분자SBS 21중량% 그리고 300,000~350,000인 고분자 SBS 35중량%, SB 라텍스 21중량%, 수용성 규산염 9중량%에 MMA 2.5중량%, Sucrose 1.5중량%의 조성을 이루도록 하였다.

이러한 조성을 이루는 본 발명의 개질제는, 수분산성 아크릴 에멀젼과 Sucrose(자당) 성분의 함유로 인하여 아스팔트에 포함되는 골재와의 접착력이 향상되어 아스팔트 포장도로의 박리 현상이 감소되고, 맞물림 효과를 증대시킬 수 있게 된다.

<제3 실시예>

한편, 본 발명의 제3 실시예로는 상기 성분에 2-에틸헥소산,3-(2-에틸헥사노일옥시)-2,2-디메텔프로필에스테르와 벤조산,3-(2-에틸헥사노일옥시)2,2-디메틸프로필에스테르와 벤조산,3-베조일 옥시-2, 2-디메틸프로필에스테르의 혼합물인 조막형성제가 0.1~1중량%로 더 첨가되어지게 된다.

즉, 중량 평균 분자량 50,000~100,000의 저분자SBS 10중량%, 중량 평균 분자량 150,000~200,000의 중분자SBS 21중량% 그리고 300,000~350,000인 고분자 SBS 35중량%, SB 라텍스 20.5중량%, 수용성 규산염 9중량%에 MMA 2.5중량%, Sucrose 1.5중량%, 조막형성제 0.5중량%의 조성을 이루도록 하였다.

이와 같이 조막형성제가 첨가되어진 본 발명의 개질제가 포함된 아스콘 포장시 포장면 표면에 조막이 균일하게 형성됨으로 포장층의 강도를 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 개질제 조성물이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

Claims

중량 평균 분자량을 각기 달리하는 3종류의 SBS(Styrene Butadiene Styrene) 40~80중량%와, SB(Styrene Butadiene) 라텍스 15~55중량%, 수용성 규산염(Na₂Sio₃) 5~10중량% 그리고 MMA(Methyl MethacrylAte) 또는 BAM(Butyl Acrylate Monomer) 성분의 수분산성 아크릴 에멀젼 0.1~3중량% 그리고 Sucrose 0.5~2중량%를 포함하는 조성을 이룸을 특징으로 하는 아스콘 개질제.
청구항 1에 있어서,

상기 SBS는 중량 평균 분자량 50,000~100,000과 중량 평균 분자량 150,000~200,000 그리고 300,000~350,000 각 3종류가 혼합되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 아스콘 개질제.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 개질제에는 2-에틸헥소산,3-(2-에틸헥사노일옥시)-2,2-디메텔프로필에스테르와 벤조산,3-(2-에틸헥사노일옥시)2,2-디메틸프로필에스테르와 벤조산,3-베조일 옥시-2, 2-디메틸프로필에스테르의 혼합물인 조막형성제가 0.1~1중량%로 더 첨가되어짐을 특징으로 하는 아스콘 개질제.