KR101052077B1 - 가열 아스콘 플랜트를 활용한 친환경 저온 아스콘 포장 공법 - Google Patents
가열 아스콘 플랜트를 활용한 친환경 저온 아스콘 포장 공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 가열 아스콘 플랜트를 활용한 아스콘 포장 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 가열 아스콘 플랜트를 사용하면서도 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있는 친환경 저온 아스콘 포장 공법에 관한 것이다.
본 발명은 일반 가열 아스콘 조성물과 재활용 가열 아스콘 조성물의 생산온도를 70~80℃로 저감하여 연료 사용량의 절감과 온실가스의 발생량 감축 등의 환경적인 문제를 해결할 수 있다. 또한, 기존에 사용하고 있는 일반 가열 플랜트, 간접가열 재생 플랜트, 드럼믹서재생플랜트(더블베럴) 등을 활용함으로써 추가적인 설비 투자비에 대한 부담이 적다. 또한, 본 발명의 가열 골재로 재활용골재를 사용함으로써 도로에서 발생되는 건설폐기물의 고부가가치적인 재활용이 가능하다. 나아가, 본 발명의 저온 아스콘 포장 공법은 현장시공시, 저온에서 포설과 다짐이 이루어지기 때문에 취급이 용이하며, 기존의 마카담, 타이어, 탄뎀으로 구성되어 있는 다짐장비 중에서 10톤 이상의 진동탄뎀만을 사용하여 장비비를 절약할 수 있다.
본 발명은 일반 가열 아스콘 조성물과 재활용 가열 아스콘 조성물의 생산온도를 70~80℃로 저감하여 연료 사용량의 절감과 온실가스의 발생량 감축 등의 환경적인 문제를 해결할 수 있다. 또한, 기존에 사용하고 있는 일반 가열 플랜트, 간접가열 재생 플랜트, 드럼믹서재생플랜트(더블베럴) 등을 활용함으로써 추가적인 설비 투자비에 대한 부담이 적다. 또한, 본 발명의 가열 골재로 재활용골재를 사용함으로써 도로에서 발생되는 건설폐기물의 고부가가치적인 재활용이 가능하다. 나아가, 본 발명의 저온 아스콘 포장 공법은 현장시공시, 저온에서 포설과 다짐이 이루어지기 때문에 취급이 용이하며, 기존의 마카담, 타이어, 탄뎀으로 구성되어 있는 다짐장비 중에서 10톤 이상의 진동탄뎀만을 사용하여 장비비를 절약할 수 있다.
Description
본 발명은 가열 아스콘 플랜트를 활용한 아스콘 포장 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 가열 아스콘 플랜트를 사용하면서도 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있는 친환경 저온 아스콘 포장 공법에 관한 것이다.
도로에 사용되는 포장재료는 사용되는 바인더의 종류에 따라서 크게 아스팔트콘크리트(이하, "아스콘"이라 함)와 시멘트콘크리트로 나뉜다. 또한, 아스콘은 재료를 생산하는 온도에 따라서 가열 아스콘(170℃), 중온 아스콘(140℃), 저온 아스콘(25℃)로 나뉜다.
가열 아스콘과 중온 아스콘은 가열된 골재와 아스팔트를 혼합하여 생산하는 것이 일반적이다. 가열 아스콘은 일반적으로 1톤당 6~7리터의 연료(일반적으로 벙커C유)를 사용하기 때문에 많은 양의 탄소 가스 등과 같은 온실가스를 배출하는 문제점이 있다. 이에 비하여, 중온 아스콘은 기존의 가열 아스콘보다 생산 온도를 낮추기 위하여 중온 아스콘용 첨가제를 투입하여 생산한다.
저온 아스콘은 가열하지 않은 골재와 특수 유화아스팔트(물과 아스팔트를 유화)를 사용하여 생산하는 공법으로서, 생산하는 과정에서 골재와 바인더(유화아스팔트)를 가열하지 않기 때문에 화석 연료를 사용하지 않는다. 그러나, 저온 아스콘의 생산은 일반 가열 아스콘 플랜트를 사용하지 않으며, 저온 아스콘의 제조를 위하여 특별히 고안된 저온 아스콘 플랜트에서 별도로 생산하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 기존의 가열 아스콘 플랜트를 사용하면서도 화석 연료 등의 과다 사용이 없어 친환경적인 저온 아스콘 포장 공법을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 저온 아스콘 포장 공법은 다음과 같은 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(1) 가열 아스콘 플랜트를 사용하여 70~80℃의 온도에서 가열한 골재 80~83중량%에, 채움재 3~9중량%, 유화아스팔트 3~10중량% 및 첨가제 2~5중량%를 첨가하여, 50~70℃의 온도를 갖는 저온 아스콘 조성물을 제조하는 단계; 및
(2) 제조된 저온 아스콘 조성물을 30~60℃의 온도에서 현장 포설 및 다짐하는 단계.
상기 골재는 일반골재 및 재활용골재로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.
상기 유화아스팔트는 아스팔트 50~75중량%, 물 20~40중량%, 유화제 1~2중량%, 개질제 2~5중량% 및 첨가제 3~15중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유화제는 제사암모늄 화합물(quaternary ammonium compound), 알킬트리메틸암모늄 클로라이드, 알킬트리메틸렌디암모늄 클로라이드, 알킬프로필렌디아민, 알킬아민, N-알킬-1,3-디아미노프로판, 디프로필렌트리아민, 트리프로필렌트리아민 및 이소프로필알코올로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명은 일반 가열 아스콘 조성물과 재활용 가열 아스콘 조성물의 생산온도를 70~80℃로 저감하여 연료 사용량의 절감과 온실가스의 발생량 감축 등의 환경적인 문제를 해결할 수 있다.
또한, 기존에 사용하고 있는 일반 가열 플랜트, 간접가열 재생 플랜트, 드럼믹서재생플랜트(더블베럴) 등을 활용함으로써 추가적인 설비 투자비에 대한 부담이 적다.
또한, 본 발명의 가열 골재로 재활용골재를 사용함으로써 도로에서 발생되는 건설폐기물의 고부가가치적인 재활용이 가능하다.
나아가, 본 발명의 저온 아스콘 포장 공법은 현장시공시, 저온에서 포설과 다짐이 이루어지기 때문에 취급이 용이하며, 기존의 마카담, 타이어, 탄뎀으로 구성되어 있는 다짐장비 중에서 10톤 이상의 진동탄뎀만을 사용하여 장비비를 절약할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
가열 아스콘은 생산 공정에서 혼합물을 혼합하기 위한 유동성을 확보하기 위해서 가열된 골재(170℃)와 아스팔트(160℃)를 사용하여 믹싱한다.
하지만, 골재와 아스팔트를 가열하여 생산하는 공정으로 인해서 다량의 온실가스가 발생하고 가열된 제품의 온도가 저온으로 식으면서 물성이 발현되는 공정으로 인해서 납품운반거리의 제한이 있으며, 고온의 제품을 취급하기 때문에 안전상의 문제점을 안고 있다.
상기의 가열 아스콘의 단점을 보완하기 위해서 본 발명의 저온 아스콘 포장 공법이 개발되었다.
따라서, 본 발명의 저온 아스콘 포장 공법은 다음과 같은 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(1) 가열 아스콘 플랜트를 사용하여 70~80℃의 온도에서 가열한 골재 80~83중량%에, 채움재 3~9중량%, 유화아스팔트 3~10중량% 및 첨가제 2~5중량%를 첨가하여, 50~70℃의 온도를 갖는 저온 아스콘 조성물을 제조하는 단계; 및
(2) 제조된 저온 아스콘 조성물을 30~60℃의 온도에서 현장 포설 및 다짐하는 단계.
상기 가열 아스콘 플랜트는 일반적인 가열 아스콘에 사용하는 플랜트를 그대로 사용할 수 있으며, 예를 들어 일반 가열 플랜트, 간접가열 재생 플랜트, 드럼믹서 재생 플랜트(더블베럴) 등을 그대로 활용할 수 있다.
본 발명의 저온 아스콘은 저온 아스콘과 같이 특수한 유화아스팔트를 사용하지만, 골재는 자체적인 수분을 제거하여 동일한 조건의 골재를 사용하는 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 상기 골재는 일반골재 및 재활용골재로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 일반골재와 재활용골재를 혼합하여 사용하는 경우에는 사용 목적 등에 따라 적절히 배합할 수 있다.
본 발명의 저온 아스콘은 50~70℃를 형성하게 되며, 현장에 포설과 시공하는 공정에서는 저온 아스콘과 유사한 온도를 띄게 된다.
저온 아스콘은 고온으로 가열되지 않은 골재(골재 내의 수분제거를 위한 가열온도 70~80℃)와 바인더인 유화아스팔트를 통해서 저온에서도 혼합물의 혼합성능을 발휘하여 높은 전단저항이 일어나지 않아야 하며, 혼합물의 코팅율이 95% 이상(표층의 경우), 92%(중간층의 경우), 90%(기층의 경우)이 확보되어야 한다. 이를 위해서는 특수한 유화아스팔트의 제조가 필수적이며 아래와 같은 특징을 지니고 있어야 한다.
즉, 골재 내의 수분을 제거하기 위한 가열(70~80℃)된 골재와 유화아스팔트가 접촉시, 유화아스팔트가 안정적으로 바인더의 역할을 수행할 수 있는 안정성을 확보해야 한다.
또한, 골재와 유화아스팔트가 믹서기에서 혼합하는 과정에서 가열된 골재의 온도전도에 낮은 반응을 보여 혼합 후, 시공 현장에 운반하여 포설하는 시간을 확보할 수 있어야 한다.
따라서, 본 발명의 저온 아스콘 포장 공법은 이러한 환경에 맞게 개선된 특수 유화아스팔트를 사용하게 된다.
상기 유화아스팔트는 아스팔트 50~75중량%, 물 20~40중량%, 유화제 1~2중량%, 개질제 2~5중량% 및 첨가제 3~15중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유화제는 제사암모늄 화합물(quaternary ammonium compound), 알킬트리메틸암모늄 클로라이드, 알킬트리메틸렌디암모늄 클로라이드, 알킬프로필렌디아민, 알킬아민, N-알킬-1,3-디아미노프로판, 디프로필렌트리아민, 트리프로필렌트리아민 및 이소프로필알코올로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.
일반적인 유화아스팔트는 급속, 중속, 완속으로 나누어져 있었으나, 본 발명에서는 유화아스팔트 내에서 이러한 3가지 특징을 나타내는 성분들이 모두 안정하게 혼합되어 있어서 동시에 3가지의 특징이 발현되도록 구성되는 장점이 있다. 즉, 유화제는 급속, 중속, 완속형을 복합적으로 사용하여 최적화된 유화시스템이 급속(10~25%), 중속(10~55%), 완속(10~35%)로 구성될 수 있다.
상기 열거된 성분 중 급속은 알킬프로필렌디아민, 알킬아민, N-알킬-1,3-디아미노프로판이고, 중속은 제사암모늄 화합물, 알킬트리메틸암모늄 클로라이드, 알킬트리메틸렌디암모늄 클로라이드, 이소프로필알코올이며, 완속형은 디프로필렌트리아민, 트리프로필렌트리아민이다.
유화아스팔트에 사용되는 첨가제는 친환경 수지 가소제를 포함하는 물질로서 주로 인체에 무해한 성분을 기본으로 열가소성 수지를 포함하며, 재활용골재를 사용하는 경우 산화된 아스팔트를 복원하는 재생첨가제 역할도 한다.
유화아스팔트에 사용되는 개질제는 수용성 폴리올레핀 계열의 물질로서 혼합물의 물성을 증진시키며, 시공 후 장기공용성을 증진시키는 효과를 나타낸다.
본 발명은 저온 아스콘은 기존의 저온 아스콘과 다르게 생산하는 과정에서 골재의 표면부터 양생되어 혼합물의 피막정도와 혼합물의 물성이 크게 향상되는 특징이 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예]
1. 저온 아스콘 조성물의 제조
가열 플랜트의 온도를 80℃로 유지하여 일반골재 80중량%를 가열하고, 여기에 채움재 5중량%, 유화아스팔트 10중량% 및 첨가제 5중량%를 첨가하여 60℃의 온도를 갖는 저온 아스콘 조성물을 얻었다.
상기 유화아스팔트의 조성은 아스팔트 60중량%, 물 30중량%, 유화제 2중량%, 개질제 3중량% 및 첨가제 5중량%로 하였으며, 유화제는 이소프로필알코올과 디프로필렌트리아민을 사용하였다.
2. 현장 포설 및 다짐
상기 1.에서 얻어진 저온 아스콘 조성물을 현장으로 이동시켜 30℃의 온도에서 현장 포설을 수행하였다.
Claims (4)
- 다음의 단계들을 포함하는 가열 아스콘 플랜트를 이용한 저온 아스콘 포장 공법:
(1) 가열 아스콘 플랜트를 사용하여 70~80℃의 온도에서 가열한 골재 80~83중량%에, 채움재 3~9중량%, 유화아스팔트 3~10중량% 및 첨가제 2~5중량%를 첨가하여, 50~70℃의 온도를 갖는 저온 아스콘 조성물을 제조하는 단계; 및
(2) 제조된 저온 아스콘 조성물을 30~60℃의 온도에서 현장 포설 및 다짐하는 단계. - 제 1항에 있어서,
상기 골재는 일반골재 및 재활용골재로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 저온 아스콘 포장 공법. - 제 1항에 있어서,
상기 유화아스팔트는 아스팔트 50~75중량%, 물 20~40중량%, 유화제 1~2중량%, 개질제 2~5중량% 및 첨가제 3~15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 아스콘 포장 공법. - 제 3항에 있어서,
상기 유화제는 제사암모늄 화합물(quaternary ammonium compound), 알킬트리메틸암모늄 클로라이드, 알킬트리메틸렌디암모늄 클로라이드, 알킬프로필렌디아민, 알킬아민, N-알킬-1,3-디아미노프로판, 디프로필렌트리아민, 트리프로필렌트리아민 및 이소프로필알코올로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 저온 아스콘 포장 공법.
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