KR100974970B1 - 도로의 보수보강재 및 이를 사용한 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시멘트콘크리트, 아스팔트콘크리트의 파손보수, 맨홀주변에 사용하는 보수재로서 도로포장에 적용하는 발명이다. EVA를 주원료로 하고, 접착력과 인장력 강화 및 신도 개선재로서 탄성과 연성을 요할시에는 SBS, SIS, 강성을 요할시에는 LDPE, HDPE 중 1개 이상을 사용하고, 점착력 강화와 시공성 향상을 위한 연화재로는 프로세스오일, PE WAX, 파라핀유, 벙커C유, 송진, 아스팔트 중 1개 이상을 사용하며, 강도 보강재로서 시멘트, 탄산칼슘, 규사, 소석회, 생석회, 후라이애쉬 등을 사용하고, 증량과 견고성 및 미끄럼저항성을 위하여 골재를 사용한다. 여기에 보강섬유를 사용하는데 보강섬유는 목분, 셀룰로오스섬유, 탄소섬유, 폐타이어 분쇄시 발생하는 폐 나일론섬유 중 1개 이상을 선택하여 더 사용할 수 있으며 색깔이 필요하면 무기안료를 도 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 재료는 간접열방식 믹서에서 100~250℃로 가열되어 혼합됨으로써 제조되며, 보수하고자 하는 표면을 전처리하고 아스팔트용 또는 시멘트용 프라이머를 살포한 후 위에 채워진다. 이렇게 포설후 보수재의 온도가 100℃이상에서 5㎜이하의 골재를 보수재 표면에 더 살포함으로써 미끄럼 저항성을 더욱 증대 시킬 수 있다.

도로보수, 아스팔트 콘크리트, 시멘트 콘크리트, 파손, 보수, 수지, EVA

Description

도로의 보수보강재 및 이를 사용한 시공 방법{METHOD FOR REPAIRING ROAD AND REPAIRING MATERIAL USED IN THE METHOD}

본 발명은 시멘트콘크리트 도로, 아스팔트콘크리트 도로의 파손보수와 맨홀주변을 보수하는 도로의 보수보강재 및 이를 사용한 시공방법에 관한 것이다.

종래 시멘트콘크리트 도로의 파손 부위를 보수할 때 주로 시멘트콘크리트, Latex 개질 시멘트콘크리트(LMC : Latex Modified Concrete)로 보수하였고, 개통시간을 단축하고자 할 경우에는 Latex 시멘트콘크리트의 시멘트를 초속경 시멘트콘크리트를 사용하여 왔다. 종래 LMC 공법은 라텍스 수지의 접착력으로 인해 수지를 사용하지 않는 경우보다 기존 시멘트 콘크리트와의 접착력이 더 좋아지긴 했지만 여전히 파손된 시멘트콘크리트와 접착력이 부족하고, 포설되는 시멘트 콘크리트의 강성으로 인하여 재파손되어 수시로 재보수해야 하는 문제가 있었다.

또한 종래 시멘트콘크리트 도로, 아스팔트콘크리트 도로의 파손을 보수할 때 에폭시와 골재를 혼합(레진 콘크리트)하여 보수하는 방법도 병행하였으나, 이와 같은 도로보수방법들은 재료를 상온에서 혼합하여 사용하는 상온 혼합식 방법이어서 양생 경화과정이 오래 걸림으로 인해 양생하는 동안 차량 통행을 제한해야 하는 문 제점이 있었고, 콘크리트의 강성으로 인해 내구성이 취약하였다.

한편, 재료를 가열하여 포설하는 가열식의 경우는 일반적으로 포설 후 온도가 상온으로 떨어지면 바로 통행을 할 수 있는 이점과 원재료를 희석재 등과 혼합하지 않고 녹여서 사용하므로 품질이 우수하고, 에폭시등 수지 사용시 희석재를 사용하지 않아 공기 오염이 없기 때문에, 상온식보다 이점이 있다고 할 수 있어 가열식 도로보수방법 및 그 재료가 연구될 필요가 있다.

본 발명은 도로의 파손보수에 사용되는 도로의 보수, 보강재 및 그 사용방법 을 제공하기 위한 발명으로서 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것이며, 시멘트 콘크리트 도로 및 아스팔트 콘크리트 도로의 파손보수재로 사용되는 혼합물이 기존 도로 보수재나 포장재에 비해 접착력이 우수하고, 유동성이 커서 시공성이 우수하며, 탄성으로 인하여 충격하중의 흡수할 수 있고 이에 따른 반발하중이 적어 내구성이 우수한 가열식 도로파손 보수재 및 그 도로파손 보강방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 접착력이 우수한 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 주원료로 하고, 이에 합성수지와 연화재, 강도 보강재를 더하며, 용도에 따른 골재의 최대치수를 정하여, 골재를 100℃~250℃로 가열 혼합하여 현장에서 제조하며, 이를 파손 부위에 부어서 상온식으로 식혀 완성한다.

본 발명에 따른 도로의 보수보강재 및 이를 사용한 시공 방법은 기존 도로 보수재나 포장재에 비해 접착력이 우수하고, 유동성이 커서 시공성이 우수하며, 탄성으로 인하여 충격하중의 흡수할 수 있고 이에 따른 반발하중이 적어 내구성이 우수하다.

본 발명의 목적을 구현하기 위한 구체적인 기술적 구성은 아래와 같다.

본 발명에 따른 도로의 보수보강재는 기재(基材)로서 에틸렌비닐아세테이트(EVA: Ethylene vinyl acetate)가 사용된다. EVA는 접착력이 좋고, 탄성을 가지며, 신장률이 높고, 안정된 재료로서 60~105℃에서 용융된다.

접착력과 인장력을 강화하는 한편 신도(伸度)를 개선하기 위하여, 즉 사용하는 재료를 탄성과 연성을 좋게 할 필요가 있을 경우에는 스티렌부타디엔 스티렌(SBS:Styrene Butadiene Styrene) 또는 스티렌이소프렌스티렌(SIS: Styren- Isoprene-Styren)를 혼합하여 사용할 수 있고, 강성이 필요할 경우에는 저밀도폴리에틸렌(LDPE: Low Density Polyethylene) 또는 고밀도폴리에틸렌(HDPE : High Density Polyethylene)를 혼합하여 사용할 수 있다.

이들 혼화재료는 EVA 1중량부에 대하여 상기와 같은 필요특성에 따라 SBS, SIS, LDPE, HPE 중 어느 1개 이상을 선정하여 0.1중량부 ~ 3.0중량부를 사용한다. 0.1 중량부 이하로 사용할 경우에는 그 사용효과가 없고, 3.0 중량부 이상 사용할 경우에는 고분자의 재료로서 용융지수가 낮아 작업성(workability)이 떨어져 시공성이 떨어진다.

또한 작업성(포설용)을 높이고 점착력을 높이기 위한 연화재로서, 송진, 폴리에틸렌(PE:Polyethylene) 왁스, 프로세스오일, 벙커C유, 아스팔트 중 1개 이상을 더 사용할 수 있는데, 그 사용량은 송진, PE왁스 또는 아스팔트 중의 어느 하나 이상을 추가할 경우에는 EVA 1중량부에 대하여 0.1중량부 ~ 3중량부 혼합하고, 프로세스 오일 또는 벙커C유를 추가할 경우에는 EVA 1중량부에 대하여 0.1중량부에서 1 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 송진 등이 3중량부 이상이거나 프로세스유 등이 1중량부 이상일 때는 작업성은 우수해지나 50℃ 이하에서 연화되어 하절기 차량주행시 소성변형이 발생되므로 도로포장용으로 적합하지 않는 품질로 변화되며, 0.1 중량부 이하는 점착력 증대와 작업성 증대의 효과가 없다.

한편 충진 및 강도 보강재로서, 시멘트, 탄산칼슘, 0.1㎜ 이하의 입도를 갖는 규사분, 소석회, 생석회 또는 후라이애쉬 중 하나 이상을 선정하여 사용하며, 그 사용량은 EVA 1중량부에 대하여 0.5 중량부~ 2.0 중량부를 사용한다. 0.5 중량부 이하는 충진 및 강도증진 효과가 없고, 2.0 중량부이상은 작업성을 떨어뜨린다.

발명에 따른 혼합물은 이상의 재료를 기본성분으로 하고 증량, 견고성 및 미끄럼 저항성을 부여하기 위하여 골재를 사용하는데, 골재는 최대 치수가 25㎜, 19㎜, 10㎜, 8㎜, 5㎜, 2㎜중에서 굵은 골재 최대 치수가 25㎜,19㎜,10㎜일 경우 보수 부위 두께가 3cm 이상의 파손보수재로 사용하고, 골재 최대 치수가 8mm, 5㎜ ,2㎜ 일 경우는 보수 부위가 3cm 이하의 파손부위에 사용한다.

이때 이들 골재의 사용량은 EVA 1 중량부에 대하여 2 중량부에서 20 중량부의 범위에서 사용하는데 2 중량부 이하일 경우에는 골재를 사용하는 효과가 없고 20 중량부 이상은 작업성이 떨어진다. 여기에서 사용하는 골재는 천연골재, 쇄석골재. 슬래그, 폐아스팔트 콘크리트골재, 폐시멘트골재 중 어떠한 것을 사용해도 된다.

골재의 사용 목적은 증량재의 역할과 견고성 증대, 미끄럼 저항성 확보를 위하여 사용 하며, 굵은 골재 최대치수의 결정은 포장 두께보다 큰 골재를 사용해서 는 안되는 관점에서 결정된다.

또한 필요에 따라 상기의 재료에 보강섬유를 더 혼합하여 사용할 수 있으며 보강 섬유는 인장력 증대와 크랙 억제를 위하여 사용하며, 안료를 사용하여 칼라화도 가능하다. 보강섬유로는 200℃에서 녹지 않는 보강섬유를 사용해야 하며, 목분, 샐룰로오스 섬유, 탄소섬유, 폐타이어 분쇄시 발생하는 나일론 섬유 등을 사용하며, 사용량은 전체 중량 1중량부 기준으로 0.0002에서 0.002 중량부의 범위에서 사용하고 안료는 200℃ 이상에서도 탈색되지 않는 무기질 안료를 사용한다. 사용량은 전체중량 1중량부 기준으로 0.005 중량부의 0.05중량부 범위에서 사용한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 도로의 보수보강재는 EVA 등의 재료를 간접열을 가할 수 있는 간접열 믹서에서 혼합하여, 100℃~250℃의 범위에서 녹여 사용한다. 여기서 간접열을 가할 수 있는 간접열 믹서라 함은 재료가 직접 열에 노출되지 않는 방법으로 가열되는 방식의 믹서를 뜻하는 것으로서, 불이 재료를 접하는 것이 아니라 열이 재료에 접하는 간접열 방식의 믹서를 뜻한다.

시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트 파손 부위에 대한 보수를 할 경우에는 보수하고자 하는 부위를 다이아몬드컷팅기로 컷팅하고, 이물질과 수분을 제거한 후 그 제거된 표면에 프라이머를 살포하고, 그 위에 본 발명에 따른 보수보강재는 투입한다. 투입두께가 3㎝ 이하일 때는 1회 투입하고, 3㎝ 이상일 때는 2회로 구분하여 투입하는데 3㎝ 이상과 3㎝ 이하로 구분하는 것은 비중이 EVA등보다 다 높은 골재가 가열 혼합상태에서 아래로 가라 앉아 재료분리가 발생하기 때문이다.

(실시예 1)

※ 시멘트콘크리트 파손에 대한 보수방법으로 고속도로 콘크리트 파손 부위가 50cmㅧ 10cm이고 두께=5cm로 보수한다.

(1) 보수 부위에 대한 전처리

시멘트 파손 부위를 다이아몬드 컷팅기로 50㎝ㅧ 10㎝로 절단하고 5㎝ 두께로 파낸 뒤 이물질을 제거하고 가스불로 시멘트 파손부위 표면의 수분을 증발 시킨다. 그런 다음 종이테이프를 보수하고자 하는 부위의 주변에 붙힌 후 시멘트용 아크릴계 유성 프라이머를 붓으로 칠한다.

(2) 사용 재료

EVA(100kg), 프로세스오일(50kg), 탄산칼슘(40kg), 3~2㎜ SIS(30kg), LDPE(30kg), 5~2㎜골재(300kg), 19~5㎜(600kg)

(3) 생 산

상기의 재료를 간접열 방식으로 180℃로 가열 혼합한다.

(4) 시 공

보수하고자 하는 두께가 5㎝이므로 2층으로 나누어 보수하는데 1회를 3㎝, 2회를 2㎝로 구분하여 포설하며, 1회 살포 후 온도가 100℃ 이하로 되면 2회의 재료를 투입하여 표면을 흙손으로 정현한다.

(5) 표면 처리

2차로 투입된 재료의 온도가 100℃ 이하로 되기 전에, 완전 건조된 5~2㎜ 골 재를 보수재의 상부 표면의 80% 이상이 덮히도록 살포하고 흙손으로 두드린 후 상온이 되면 차량을 개통시킨다.

(6) 재료의 품질 시험결과

구분	색상	형태	휠트랙킹		바인더의 연화점(℃)	적용온도
			mm/hr	최대 소성깊이
시험결과	회색	분말	1.2	3.0	117	100~250
규격	-	분말	최대 3mm/hr	최대5mm	100이상

휠트랙킹 시험은 차량 통행시 차륜에 대한 소성 변형 정도를 나타내는 것이다. 여기서 mm/hr는 시간당변형 속도로서 3mm/hr 이상이면, 소성변형량이 큰 것이며, 그 이상의 시간으로 시험 하여도 5mm이상 변형이 있어서는 안된다. 상기 측정결과 1.2mm/hr로서 최대 3mm/hr보다 낮은 수치가 기록되어 소성변형에 대한 저항성이 큰 것으로 나타났고, 이를 수회 반복하여도 3.0mm로 측정되어 최대소성 깊이가 5.0m이하로 측정되어 안정된 제품으로 생산되었다. 또한 바인더 시험에서 연화점이 117℃측정 되어 100℃이상이므로, 이 또한 열에 대한 저항성도 우수한 것으로 특정되었다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 시멘트 파손 부위를 다이아몬드 컷팅기로 절단하여 2~5㎝ 두께로 파낸 뒤 이물질을 제거하고 가스불로 시멘트 파손부위 표면의 수분을 증발시키는 보수부위 전처리 공정과;

   보수하고자 하는 부위의 주변에 종이테이프를 붙힌 후 붓으로 보수하고자 하는 부위의 표면에 시멘트용 아크릴계 유성 프라이머를 칠하는 프라이머 도포공정과;

   도로의 보수보강재를 간접가열 믹서에 투입하여 100℃-250℃로 가열혼합하여 마련하는 재료준비 공정과;

   보수하고자 하는 두께가 3㎝이상인 경우에 상기 재료준비공정에서 마련된 도로보수보강재를 3cm 두께를 기준으로 나누어 구분하여 포설하되, 1차 포설후 1차포설된 재료의 온도가 100℃ 이하로 되면 2차의 재료를 투입하는 공정과; 그리고,

   2차로 투입된 재료의 온도가 100℃ 이하로 되기 전에, 완전 건조된 5~2㎜ 골재를 2차 재료의 상부 표면의 80% 이상이 덮히도록 살포하고 흙손으로 두드린 후 상온이 되면 여분의 골재를 블로워로 불어 제거한 후 차량을 개통시키는 공정을 포함하며,

   여기서, 상기 도로의 보수보강재는,

   기재로서 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 1 중량부에 대하여,

   접착력과 인장력 강화 및 신도개선재로서 SBS, SIS 또는 강성강화재로서 LDPE 또는 HDPE중 어느 하나 이상을 선택한 0.1 중량부 내지 3중량부와;

   연화재로서 송진, PE왁스 또는 아스팔트 중의 어느 하나 이상을 선택하여 0.1중량부 ~ 3중량부 또는 프로세스 오일 또는 벙커C유 중 어느 하나 이상을 선택한 0.1중량부 ~ 1중량부와;

   충진 및 강도 보강재로서, 시멘트, 탄산칼슘, 0.1㎜ 이하의 입도를 갖는 규사분, 소석회, 생석회 또는 후라이애쉬 중 하나 이상을 선택한 0.5 중량부 ~ 2.0 중량부와; 그리고

   증량, 견고성 및 미끄럼 저항성을 부여재로서, 천연골재, 쇄석골재. 슬래그, 폐아스팔트 콘크리트골재 또는 폐시멘트골재 중에서 어느 하나 이상을 선택한 굵은 골재 최대 치수가 2mm~25mm 크기의 골재 2 중량부~20중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 보수보강방법