KR101115544B1 - 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 차량의 하중으로 도로 상부면에 얼어있던 빙판층이 파쇄되도록, 골재 최대 입도가 20mm인 골재로써 전체 골재 100중량부에 대하여 굵은골재가 30 내지 60중량부, 잔골재가 30 내지 50중량부, 전체 골재 중량대비 채움재가 중량대비 5 내지 10중량부, 아스팔트가 6 내지 8중량부, 고무가 1 내지 5중량부로 혼합하여 이들 성분이 함유된 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법이다. 결국, 주행 차량의 하중에 대응하는 포장모체의 탄성과 노출 고무알갱이의 탄성으로 도로 상부면에 얼어있던 빙판층이 파쇄되어 표면 노출률이 높아져 안전한 도로주행을 가능하게 하여, 초기 노면 결빙을 억제하고 동결방지용 융설제의 과다사용으로 인한 염해 문제를 해결하여 친환경적이고, 발열포장의 과다한 비용문제를 해결하여 에너지가 절약되는 효과가 있다.

Description

다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법{A multi functional elastic ascone and its manufacturing method}

본 발명은 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행 차량의 하중으로 도로 상부면에 얼어있던 빙판층이 파쇄되도록 포장체에 탄성력이 부가된 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 아스팔트는 석유를 구성하는 성분 중에서 경질(輕質) 부분이 자연적으로 또는 인위적인 방법에 의해 증발된 후 잔류하는 흑색 또는 흑갈색의 반고체 상태의 교상물질(膠狀物質)을 칭하는 것으로 가열하게 되면 서서히 액상으로 변화되는 특성이 있다. 상기 아스팔트는 점착성이 뛰어나고 광물질 재료와의 부착성이 우수하기 때문에 결합재료나 접착재료로 이용되며, 물에 용해되지 않고 불투수성이므로 방수재료로도 이용된다. 또한, 사용목적에 따라 점도를 변화시킬 수 있어 시공성 역시 우수하다. 이러한 장점들 및 특성 때문에 아스팔트는 그 활용범위가 광범위하여 도로 포장용, 댐공사 등과 같은 수리용, 방수용, 일반 공업용, 농업용 등의 다양한 용도로 사용되고 있다.

상기 아스팔트를 도로 포장에 적용하는 경우를 살펴보면, 통상적으로 아스팔트 자체만으로 사용되는 예는 드물며, 골재 및 채움재 등과 배합하여 이루어진 아 스팔트 콘크리트로 사용된다. 상기 골재는 아스팔트 콘크리트 내에서 골조의 역할을 하여 지지력, 하중의 분산 및 마찰저항력을 제공하며, 파쇄석이 주로 사용되는 굵은골재와 파쇄한 모래 및 강모래가 주로 사용되는 잔골재로 구분된다. 또한, 굵은골재 및 잔골재의 공극을 메우기 위해 사용되는 상기 채움재는 아스팔트와 혼합되어 박리 저항성을 개선하는 역할도 하며, 석분 등과 같은 무기물질의 미세분말이 주로 사용된다.

한편, 상기 아스팔트는 명확한 융점 없이 온도의 상승에 따라 액화되어 액상으로 전이되며, 온도에 따른 컨스턴시(constancy)의 변화가 매우 크다. 이 변화의 정도를 감온성이라 하는데, 아스팔트의 감온성이 지나치게 크면 그로 이루어진 아스팔트 콘크리트 구조부에 저온 조건하에서는 취성에 의한 균열이 발생하고, 고온 조건하에서는 심한 연성에 의한 소성변형이 발생하게 된다. 또한, 아스팔트의 감온성 이외에도 인장강도, 탄성도 등의 여러 가지 조건에 의해 아스팔트 콘크리트의 내구성이 결정된다.

일반적인 가열아스팔트는 굵은골재와 잔골재의 비율이 50:50 중량부이고, 골재 중량대비 채움재가 4중량부, 골재 중량대비 아스팔트가 4 내지 6중량부로 이루어져 있다.

근래에 들어 지구온난화에 따른 기후변화의 영향으로 폭설이 빈번하게 발생하고 있다. 이처럼, 예측할 수 없고 가변적인 기후 변화에 대응하기 위하여 제설 시스템의 재검토나 인프라 면에서의 정비가 진행되어 오고 있다.

즉, 동절기 도로의 눈과 빙판에 의한 미끄럼 저항성의 저하에 대처하여 안전을 향상시키는 다양한 방법이 아래와 같이 제시되고 있다.

먼저, 도심지역에서 가장 많이 사용하고 있는 스노타이어는 타이어 트레드에 의해 노면이 강설인 경우에는 효과가 있으나 빙판인 상태에서는 미끄럼 방지의 효과를 기대할 수 없으며 주간에 햇볕에 의해 강설이 융해하고 노면의 수분이 증발하기 전에 동결해 빙판이 형성되면 효과를 발휘할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 현재 가장 많이 사용되는 제설 방법으로는 융설제를 빙판층에 살포하는 방법이 있다. 여기서, 융설제는 주로 염화칼슘 또는 염화나트륨이 이용되고 있으나 지속적인 효과가 없어 반복적으로 대량 살포해야 하는 번거로움과 비용손실이 크다. 더불어, 염소 이온에 의한 염해 즉, 녹 발생, 콘크리트의 열화, 주변 식물의 생육에 대한 악영향을 미친다. 아울러, 포장체의 내부 공극에 잔류되는 염소이온으로 인해 내마모성의 저하로 도로포장 모체의 내구성에 악영향을 미치게 된다.

이처럼, 융설제에 함유된 염해에 의한 환경파괴나 자동차, 강구조물 교량 부식, 콘크리트 열화에 따른 구조물의 수명 감소와 같은 문제가 발생함에도 염화물의 살포가 지속되고 있는 문제점이 있다.

나아가, 도심산간지역, 제설시간이 한정되는 병목지점, 제설장비의 출입이 불가능한 고속도로 하이패스 구간 및 예측이 불가능해 초동 제설 대책 수립이 불가능한 초겨울 서리에 의한 노면 또는 교량상판 빙판에는 융설제 조차 사용할 수 없다.

한편, 전기에너지를 이용한 면상 또는 선상 발열체를 이용하여 노면을 따뜻하게 하여 눈을 녹이는 발열포장이 있다. 이러한 발열포장은 노면의 확실한 노출에 의해서 그 효과가 매우 크지만 시공비, 운영비용이 높은 문제점이 있다.

또한, 종래의 아스팔트는 굵은골재의 분포가 낮아 하중 분산 효과가 낮고 소성변형이 발생하는 문제점이 있다.

더불어, 골재를 감싸는 아스팔트와 필러의 함량이 낮아 내마모성 및 내노화성 골재간의 접합성능 향상에 영향을 주어 포장 수명이 감소하는 문제점이 있다.

덧붙여, 많은 공극을 이용한 저소음 배수성 포장인 경우 공극이 높아 포장내부까지 바깥 공기의 영향을 받아 노면의 얼음이 빨리 녹기 어렵고 먼지 및 이물질이 공극을 막아 지속적인 저소음 기능의 유지가 어려운 문제점이 있다.

그리고 지속적인 공용에 따른 도로표면의 박리로 인해 미끄럼 저항성이 낮아지게 되는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 주행 차량의 하중으로 도로 상부면에 얼어있던 빙판층이 파쇄되도록 포장체에 탄성력을 부가하여, 융설제의 과다사용으로 인한 염해문제와 발열포장의 과다한 비용문제를 해결한 친환경적인 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 굵은골재의 분포를 높여서 골재 맞물림이 커지도록 하여 하중을 분산시키는 데 있다.

더불어, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 아스팔트의 함량을 높여서 골재 피복의 두께가 두꺼워져 내마모성 및 내노화성이 증가하도록 하는 데 있다.

덧붙여, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 포장체에 우수 및 먼지가 쉽게 침투되지 않도록 공극을 낮추더라도 포장체의 저소음 기능이 유지되도록 하는 데 있다.

아울러, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 도로표면이 박리 되어도 도로표면으로 노출된 고무입자와 굵은골재의 거친 표면으로 인해 지속적인 공용에도 미끄럼 저항성이 유지되도록 하는 데 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 최대 입도가 20mm인 골재로써 전체 골재 100중량부에 대하여 굵은골재가 30 내지 60중량부, 잔골재가 30 내지 50중량부, 전체 골재 중량대비 채움재가 중량대비 5 내지 10중량부, 아스팔트가 6 내지 8중량부, 고무가 1 내지 5중량부로 혼합하여 이들 성분이 함유된 구성을 갖는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 골재는 체 통과 중량 기준으로 19mm가 90 내지 100중량부, 13.2mm가 70 내지 90중량부, 10mm가 55 내지 80중량부, 4.75mm가 30 내지 50중량부, 2.36mm가 25 내지 45중량부, 0.6mm가 15 내지 30중량부, 0.3mm가 11 내지 26중량부, 0.15mm가 10 내지 20중량부, 0.075mm가 5 내지 15중량부의 합성 입도 구성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 고무는 체 통과 중량 기준으로 13.2mm가 95 내지 100중량부, 4.75mm가 88 내지 100중량부, 2.36mm가 40 내지 55중량부, 0.6mm가 5 내지 20중량부의 합성 입도 구성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 최대 입도가 13mm인 골재로써 전체 골재 100중량부에 대하여 굵은골재 중량부가 30 내지 50중량부, 잔골재가 30 내지 50중량부, 전체 골재 중량대비 채움재가 5 내지 10중량부, 아스팔트가 6 내지 8중량부, 고무가 1 내지 5중량부로 혼합하여 이들 성분이 함유된 구성을 갖는 것을 그 기술적 구성상의 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 골재는 체 통과 중량 기준으로 13.2mm가 82 내지 100중량부, 10mm가 60 내지 80중량부, 4.75mm가 40 내지 60중량부, 2.36mm가 25 내지 45중량부, 0.6mm가 15 내지 30중량부, 0.3mm가 11 내지 26중량부, 0.15mm가 10 내지 20중량부, 0.075mm가 5 내지 15중량부의 합성 입도 구성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 고무는 체 통과 중량 기준으로 13.2mm가 95 내지 100중량부, 4.75mm가 88 내지 100중량부, 2.36mm가 40 내지 55중량부, 0.6mm가 5 내지 20중량부의 합성 입도 구성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 굵은골재 및 잔골재를 콜드빈에 투입하는 골재공급단계와, 상기 콜든빈에 저장된 골재를 골재가열장치로 이동시켜 골재의 수분 및 먼지를 제거하는 골재건조단계와, 혼합장치로 이동시킨 건조된 골재를 복수개의 체에 통과시켜 크기별로 복수개의 하트빈에 분류하는 단계와, 하트빈에 채움재를 투입하는 단계, 분류된 골재 및 채움재를 각각의 규정중량으로 계량하는 단계와, 계량된 골재 및 채움재를 퍼그밀에 투입하는 단계와, 상기 퍼그밀에 투입된 골재 및 채움재에 가열된 고무를 투입하는 단계와, 투입된 골재와 고무를 드라이믹싱으로 15 내지 25초간 혼합하는 1차 혼합단계와, 상기 1차 혼합물에 규정중량으로 계량한 아스팔트를 투입하는 단계와, 퍼그밀에 투입된 1차 혼합물과 아스팔트를 웨트믹싱으로 35 내지 55초간 혼합하는 2차 혼합단계와, 최종 혼합물을 배출하는 단계로 이루어진 것을 그 기술적 구성상의 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 가열된 고무를 투입하는 단계 이전에, 콜드빈에 고무를 공급하는 단계와, 상기 고무를 고무가열장치로 이동시켜 간접가열시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 고무는 140℃ 내지 200℃가 되도록 가열시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제1항 내지 제9항에 의한 방법으로부터 제조되는 다기능성 탄성아스콘을 그 기술적 구성상의 다른 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법은 고무알갱이가 포장체 전단면에 분산되고 동시에 표면에 돌출이 강화되는 골재의 합성입도를 이용한 아스콘 혼합물을 제공하여, 주행 차량의 하중에 대응하는 포장모체의 탄성과 노출 고무알갱이의 탄성으로 도로 상부면에 얼어있던 빙판층이 파쇄되어 표면 노출률이 높아져 안전한 도로주행을 가능하게 하여, 초기 노면 결빙을 억제하고 동결방지용 융설제의 과다사용으로 인한 염해 문제를 해결하여 친환경적이고, 발열포장의 과다한 비용문제를 해결하여 에너지가 절약되는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법은 고무입자를 간접가열 후 예열된 고무를 자동장치를 통해 투입함에 따라 혼합물 온도 저하가 발생하지 않고 생산 효율이 증가하여 아스콘 혼합물의 품질이 향상되며 제조단가가 절약되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법은 잔골재보다 굵은골재의 분포를 높여서 굵은골재의 맞물림이 커지도록 하여 하중이 분산되고 소성변형을 억제하여 포장수명이 증가하는 효과가 있다.

더불어, 본 발명의 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법은 전체 골재 중량대비 아스팔트가 6 내지 8중량부, 채움재가 5 내지 10중량부로 혼합되어, 아스팔트와 채움재의 함량이 높아 골재 피복의 두께가 두꺼워 균열저항성과 박리저항성을 향상시켜 내마모성, 내노화성이 증가하여 내구성과 안정성이 증가하는 효과가 있다.

덧붙여, 본 발명의 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법은 마찰력이 높고 탄성력이 높은 고무가 다량 함유되어 있어 그 고무 입자를 포함한 포장체가 공명 진동하고 포장 표면의 고무 입자는 접촉 마찰이나 고무의 변형에 의한 에너지의 흡수 탄성에 의한 하중분산 등의 작용을 통해, 포장체의 공극이 낮아지더라도 타이어와 노면 사이에서 발생하는 소음이 감소하는 효과가 있고, 공극이 낮아진 포장체로 우수 및 먼지가 쉽게 침투되지 않아 내수성이 향상되어 내구성이 증가하는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 다기능성 탄성아스콘 및 이의 제조방법은 마찰력이 높은 고무가 혼합됨으로 인해, 도로표면이 박리 되어도 도로표면으로 노출된 고무입자와 굵은골재의 거친 표면으로 인해 지속적인 공용에도 미끄럼 저항성이 유지되어 안정성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 다기능성 탄성아스콘의 제조방법을 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명인 다기능성 탄성아스콘의 제조장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명인 다기능성 탄성아스콘의 사용상태를 나타낸 단면도.

이하 본 발명의 다기능성 탄성아스콘을 제조하는 실시예를 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 골재 최대 입도가 20 mm 인 다기능성 탄성아스콘

최대 입도가 20mm인 골재 110로써 전체 골재 110 100중량부에 대하여 굵은골재 111가 30 내지 60중량부, 잔골재 113가 30 내지 50중량부, 전체 골재 110 중량대비 채움재 120가 중량대비 5 내지 10중량부, 아스팔트 130가 6 내지 8중량부, 고무 140가 1 내지 5중량부로 혼합하여 이들 성분이 함유된 구성을 갖는다.

이때, 상기 골재 110는 체 155a 통과 중량 기준으로 19mm가 90 내지 100중량부, 13.2mm가 70 내지 90중량부, 10mm가 55 내지 80중량부, 4.75mm가 30 내지 50중량부, 2.36mm가 25 내지 45중량부, 0.6mm가 15 내지 30중량부, 0.3mm가 11 내지 26중량부, 0.15mm가 10 내지 20중량부, 0.075mm가 5 내지 15중량부의 합성 입도 구성비를 갖는다.

또한, 상기 고무 140는 체 155a 통과 중량 기준으로 13.2mm가 95 내지 100중량부, 4.75mm가 88 내지 100중량부, 2.36mm가 40 내지 55중량부, 0.6mm가 5 내지 20중량부의 합성 입도 구성비를 갖는다.

이때, 최대 입도가 20mm인 골재 110를 혼합시킨 아스콘 혼합물의 품질 시험을 한국산업규격에 따라 수행하였으며 품질 시험결과는 아래 [표 1]과 같다.

[표 1] 다기능성 탄성아스콘 혼합물(골재 최대입도 20mm)의 마샬안정도 값

여기서, KS F 2349:2010(가열 아스팔트 혼합물)의 안정도 기준은 7500이다.

더불어, 최대 입도가 20mm인 골재 110를 혼합시킨 아스콘 혼합물의 칸타브로 손실률은 아래 [표 2]와 같다.

[표 2] 다기능성 탄성아스콘 혼합물(골재 최대입도 20mm)의 칸타브로 손실률

여기서, 서울특별시 토목공사 전문 시방서 10-2-6(배수성 아스팔트 혼합물)의 칸티브로 손실률 기준은 20 이하이다.

실시예 2 : 골재 최대 입도가 13 mm 인 다기능성 탄성아스콘

최대 입도가 13mm인 골재 110일 때, 전체 골재 110 100중량부에 대하여 굵은골재 111가 30 내지 50중량부, 잔골재 113가 30 내지 50중량부, 전체 골재 110 중량대비 채움재 120가 5 내지 10중량부, 아스팔트 130가 6 내지 8중량부, 고무 140가 1 내지 5중량부로 혼합하여 이들 성분이 함유된 구성을 갖는다.

이때, 상기 골재 110는 체 155a 통과 중량 기준으로 13.2mm가 82 내지 100중량부, 10mm가 60 내지 80중량부, 4.75mm가 40 내지 60중량부, 2.36mm가 25 내지 45중량부, 0.6mm가 15 내지 30중량부, 0.3mm가 11 내지 26중량부, 0.15mm가 10 내지 20중량부, 0.075mm가 5 내지 15중량부의 합성 입도 구성비를 갖는다.

또한, 상기 고무 140는 체 155a 통과 중량 기준으로 13.2mm가 95 내지 100중량부, 4.75mm가 88 내지 100중량부, 2.36mm가 40 내지 55중량부, 0.6mm가 5 내지 20중량부의 합성 입도 구성비를 갖는다.

이때, 최대 입도가 13mm인 골재 110를 혼합시킨 아스콘 혼합물의 품질 시험을 한국산업규격에 따라 수행하였으며 품질 시험결과는 아래 [표 3]과 같다.

[표 3] 다기능성 탄성아스콘 혼합물(골재 최대입도 13mm)의 마샬안정도 값

여기서, KS F 2349:2010(가열 아스팔트 혼합물)의 안정도 기준은 7500이다.

더불어, 최대 입도가 13mm인 골재 110를 혼합시킨 아스콘 혼합물의 칸타브로 손실률은 다음과 같다.

[표 4] 다기능성 탄성아스콘 혼합물(골재 최대입도 13mm)의 칸타브로 손실률

여기서, 서울특별시 토목공사 전문 시방서 10-2-6(배수성 아스팔트 혼합물)의 칸티브로 손실률 기준은 20 이하이다.

상기와 같은, 아스콘 혼합물은 통상의 혼합물과 달리 안정도 시험시 공시체의 파괴점이 명확하게 나타나지 않기 때문에 안정도의 기준치는 마련하지 않았다. 따라서 안정도 및 흐름값은 요구하지 않아도 된다.

더불어, 본 발명에 사용하는 아스팔트는 혼합물의 특성상 내유동성과 고무 입자 파악력의 향상 및 골재와의 접착력이 강하고 내우성, 내수성이 양호하여야 하므로 교통상황 및 현장 여건에 적합한 아스팔트 또는 개질 아스팔트에 적용이 가능하다.

한편, 다기능성 탄성아스콘 100의 동결인장시험은 부직포에 물을 적셔 지그와 공시체를 -5℃의 저온실에서 얼린 후 강구의 자유 낙하로 충격을 준 후 지그를 끌어올려 빙판의 인장력을 측정하여 최대 입도가 13mm인 골재 110를 혼합시킨 탄성아스콘과, 최대 입도가 20mm인 골재 110를 혼합시킨 탄성아스콘의 빙판 파쇄 성능을 검증하였고, 결과는 아래 [표 5]와 같다.

[표 5] 다기능성 탄성아스콘 혼합물(골재 최대입도 13mm, 20mm)의 동결인장시험

이때, 시험 조건은 인장속도는 13mm/분, 낙하횟수는 10회, 낙하높이는 25cm 이다.

결국, 본 발명의 다기능성 탄성아스콘의 제조방법은 잔골재 113보다 굵은골재 111의 비율을 높게 혼합하여 높은 분포를 갖는 굵은골재 111의 맞물림이 커지도록 하여 하중이 분산되고 소성변형을 억제하여 포장수명이 증가한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다기능성 탄성아스콘의 제조방법으로 제조된 다기능성 탄성아스콘 100은 종래의 가열아스팔트의 안정도 기준을 모두 만족하면서 아스콘에 혼합시킨 고무 140가 포장체 전단면에 분산되고 동시에 표면에 돌출이 강화되는 골재 110의 합성입도를 이용한 아스콘 혼합물을 제공하여, 주행 차량의 하중에 대응하는 포장모체의 탄성과 노출 고무알갱이의 탄성으로 도로 상부면에 얼어있던 빙판층 I이 파쇄되어 표면 노출률이 높아져 안전한 도로주행을 가능하게 하여, 초기 노면 결빙을 억제하고 동결방지용 융설제의 과다사용으로 인한 염해 문제를 해결하여 친환경적이고, 발열포장의 과다한 비용문제를 해결하여 에너지가 절약된다.

상기와 같은 고무 140의 투입량과 입도는 혼합물 성질에 큰 영향이 있으므로 주로 1 내지 7mm이고 비중이 1 내지 1.4인 폐타이어를 이용함이 적합하나 이에 국한된 것은 아니다.

특히, 고무 140 입자량은 동결 억제와 내구성에 크게 영향을 미침으로 교통량과 기온을 고려해 전체 골재 110 중량대비 한랭지역은 3.0 내지 4.9중량부, 온난지역은 1.0 내지 3.0중량부로 혼합함이 적합하나 이에 국한된 것은 아니다.

더불어, 전체 골재 110 중량대비 아스팔트 130가 6 내지 8중량부, 채움재 120가 5 내지 10중량부로 혼합되어, 아스팔트 130와 채움재 120의 함량이 높아 골재 피복의 두께가 두꺼워 균열저항성과 박리저항성을 향상시켜 내마모성, 내노화성이 증가하여 내구성과 안정성이 증가된다.

덧붙여, 마찰력이 높고 탄성력이 높은 고무 140가 다량 함유되어 있어 그 고무 140 입자를 포함한 포장체가 공명 진동하고 포장 표면의 고무 140 입자는 접촉 마찰이나 고무 140의 변형에 의한 에너지의 흡수 탄성에 의한 하중분산 등의 작용을 통해, 포장체의 공극이 낮아지더라도 타이어와 노면 사이에서 발생하는 소음이 감소된다. 더불어, 공극이 낮아진 포장체로 우수 및 먼지가 쉽게 침투되지 않아 내수성이 향상되어 내구성이 증가한다.

아울러, 마찰력이 높은 고무 140가 혼합됨으로 인해, 도로표면이 박리 되어도 도로표면으로 노출된 고무 140입자와 굵은골재 111의 거친 표면으로 인해 지속적인 공용에도 미끄럼 저항성이 유지되어 안정성이 향상된다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 골재공급단계 S111와, 골재건조단계 S112와, 골재크기별 분류단계 S113와, 채움재 투입단계 S114와, 골재 및 채움재 계량단계 S115와, 골재 및 채움재 투입단계 S116와, 가열된 고무 투입단계 S119와, 1차 혼합단계 S120와, 아스팔트 투입단계 S121와, 2차 혼합단계 S122와, 배출단계 S123으로 이루어진 제조방법이 제공된다.

상기와 같이 혼합되는 골재, 아스팔트, 채움재 등은 KS 또는 당업계에서 사용하고 있는 품질기준을 만족하여야 한다.

본 발명에 따른 다기능성 탄성아스콘의 제조방법에 대하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 굵은골재 110 및 잔골재 113가 혼합된 골재 110를 제1콜드빈 151에 투입한다.(골재공급단계 S111)

이후, 상기 제1콜드빈 151에 저장된 골재 110를 골재가열장치 153에 이동시킨다. 이때, 골재 110의 이동은 콜드 엘리베이터를 이용한다. 이렇게, 이동된 골재 110를 가열하여 골재 110의 수분 및 먼지를 제거하기 한다.(골재건조단계 S112)

이후, 상기 제1콜드빈 151에 저장된 골재 110를 혼합장치 155로 이동시킨다. 이때, 골재 110의 이동은 하트 엘리베이터를 이용한다. 이렇게, 이동된 건조된 골재 110를 복수개의 체 155a에 통과시킨다. 이때, 상기 체 155a의 크기는 0.06mm 내지 26.5mm인 것을 특징으로 한다. 특히, 19, 13.2, 10, 4.75, 2.36, 0.6, 0.3, 0.15, 0.075mm 크기를 갖는 체 155a를 차례로 적층시켜 사용함이 적합하나 이에 국한된 것은 아니다. 이처럼, 다양한 크기의 체 155a를 순차적으로 통과하여 체가름된 골재 110가 크기별로 복수개의 하트빈 155b에 분류된다. 이때, 각 빈마다 오버플로우 파이프(Overflow Pipe)를 설치하여 체가름 된 골재가 섞이지 않도록 한다.(골재크기별 분류단계 S113)

이와 동시에 복수개의 하트빈 155b 중 어느 한 곳의 하트빈 155b에 채움재 120를 투입한다.(채움재 투입단계 S114)

이후, 상기와 같이 분류된 골재 110 및 채움재 120를 각각의 규정중량으로 계량한다. 이때 계량기는 스프링식이 아닌 저울로서 진동에 의한 영향을 받지 않는 표준형이 적합하다. (골재 및 채움재 계량단계 S115)

이후, 계량된 골재 110 및 채움재 120를 퍼그밀 155c에 투입한다.(골재 및 채움재 투입단계 S116)

이후, 상기 퍼그밀 155c에 투입된 골재 110 및 채움재 120에 가열된 고무 140를 투입한다.(가열된 고무 투입단계 S119) 특히, 가열된 고무 140를 투입하는 단계 S119 이전에, 제2콜드빈 160에 고무 140를 공급하는 단계 S117와, 상기 고무 140를 고무가열장치 161로 이동시켜 간접가열시키는 단계 S118를 더 포함한다.

이때, 가열하지 않은 고무입자를 믹서에 투입시 일시적으로 골재 110의 온도저하(10℃ 내지 20℃)가 발생한다. 이렇게, 내려간 온도를 복구하기 위해 골재 110를 재가열하거나 믹싱시간을 오래하는 방법을 사용하였다. 그러나 급격하게 골재 110의 온도를 상승시켰을 경우 과연료소모에 따른 생산원가가 상승하고, 배출가스의 증가 및 고무입자의 노화 촉진으로 혼합물의 성능이 저하하게 된다.

그리하여, 상기 고무 140는 140℃ 내지 200℃가 되도록 가열시킨다. 이때, 고무 140를 가열온도가 140℃ 이하인 경우에는 온도상승효과가 없고, 200℃이상일 경우에는 고무가 변형된다.

결국, 고무 140를 140℃ 내지 200℃가 되도록 간접가열 후 예열된 고무 140를 자동장치를 통해 투입함에 따라 혼합물 온도 저하가 발생하지 않고 생산 효율이 증가되어 아스콘 혼합물의 품질이 향상되며 제조단가가 절약된다.

이후, 투입된 골재 110와 고무 140를 드라이믹싱으로 15 내지 25초간 혼합하는 1차 혼합시킨다.(1차 혼합단계 S120)

이후, 1차 혼합물에 규정 중량으로 계량한 아스팔트 130를 투입한다. 이때, 아스팔트 계량기는 아스팔트 130가 새지 않는 배출구가 장치되고 스프레이어를 이용하여 퍼그밀 155c 내부에 아스팔트 130가 균일하게 살포되도록 한다.(아스팔트 투입단계 S121)

이후, 퍼그밀 155c에 투입된 1차 혼합물과 아스팔트 130를 웨트믹싱으로 35 내지 55초간 혼합한다.(2차 혼합단계 S122)

이후, 최종 혼합물을 배출시킨다.(배출단계 S123)

즉, 본 발명에 따른 다기능성 탄성아스콘의 제조방법을 이용하여 다기능성 탄성아스콘 100이 제조된다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 " 약 ", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적이니 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 다기능성 탄성아스콘
110 : 골재 111 : 굵은골재
113 : 잔골재 120 : 채움재
130 : 아스팔트 140 : 고무
150 : 아스콘 제조장치 151 : 제1콜드빈
153 : 골재가열장치 155 : 혼합장치
155a : 체 155b : 하트빈
155c : 퍼그밀 160 : 제2콜드빈
161 : 고무가열장치

Claims (12)

1. 최대 입도가 20mm인 골재로써 전체 골재 100중량부에 대하여 굵은골재가 30 내지 60중량부, 잔골재가 30 내지 50중량부, 전체 골재 중량대비 채움재가 중량대비 5 내지 10중량부, 아스팔트가 6 내지 8중량부, 고무가 1 내지 5중량부로 혼합하되,
   상기 고무는 체 통과 중량 기준으로 13.2mm가 95 내지 100중량부, 4.75mm가 88 내지 100중량부, 2.36mm가 40 내지 55중량부, 0.6mm가 5 내지 20중량부의 합성 입도 구성비를 갖는 것을 특징으로 하는 다기능성 탄성아스콘의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 골재는 체 통과 중량 기준으로 19mm가 90 내지 100중량부, 13.2mm가 70 내지 90중량부, 10mm가 55 내지 80중량부, 4.75mm가 30 내지 50중량부, 2.36mm가 25 내지 45중량부, 0.6mm가 15 내지 30중량부, 0.3mm가 11 내지 26중량부, 0.15mm가 10 내지 20중량부, 0.075mm가 5 내지 15중량부의 합성 입도 구성비를 갖는 것을 특징으로 하는 다기능성 탄성아스콘의 제조방법.
   
3. 삭제
4. 최대 입도가 13mm인 골재로써 전체 골재 100중량부에 대하여 굵은골재 중량부가 30 내지 50중량부, 잔골재가 30 내지 50중량부, 전체 골재 중량대비 채움재가 5 내지 10중량부, 아스팔트가 6 내지 8중량부, 고무가 1 내지 5중량부로 혼합하되,
   상기 고무는 체 통과 중량 기준으로 13.2mm가 95 내지 100중량부, 4.75mm가 88 내지 100중량부, 2.36mm가 40 내지 55중량부, 0.6mm가 5 내지 20중량부의 합성 입도 구성비를 갖는 것을 특징으로 하는 다기능성 탄성아스콘의 제조방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 골재는 체 통과 중량 기준으로 13.2mm가 82 내지 100중량부, 10mm가 60 내지 80중량부, 4.75mm가 40 내지 60중량부, 2.36mm가 25 내지 45중량부, 0.6mm가 15 내지 30중량부, 0.3mm가 11 내지 26중량부, 0.15mm가 10 내지 20중량부, 0.075mm가 5 내지 15중량부의 합성 입도 구성비를 갖는 것을 특징으로 하는 다기능성 탄성아스콘의 제조방법.
   
6. 삭제
7. 굵은골재 및 잔골재를 콜드빈에 투입하는 골재공급단계와,
   상기 콜드빈에 저장된 골재를 골재가열장치로 이동시켜 골재의 수분 및 먼지를 제거하는 골재건조단계와,
   혼합장치로 이동시킨 건조된 골재를 복수개의 체에 통과시켜 크기별로 복수개의 하트빈에 분류하는 단계와,
   하트빈에 채움재를 투입하는 단계,
   분류된 골재 및 채움재를 각각의 규정중량으로 계량하는 단계와,
   계량된 골재 및 채움재를 퍼그밀에 투입하는 단계와,
   상기 퍼그밀에 투입된 골재 및 채움재에 가열된 고무를 투입하는 단계와,
   투입된 골재와 고무를 드라이믹싱으로 15 내지 25초간 혼합하는 1차 혼합단계와,
   상기 1차 혼합물에 규정중량으로 계량한 아스팔트를 투입하는 단계와,
   퍼그밀에 투입된 1차 혼합물과 아스팔트를 웨트믹싱으로 35 내지 55초간 혼합하는 2차 혼합단계와,
   최종 혼합물을 배출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 다기능성 탄성아스콘의 제조방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 가열된 고무를 투입하는 단계 이전에,
   콜드빈에 고무를 공급하는 단계와,
   상기 고무를 고무가열장치로 이동시켜 간접가열시키는 단계를 더 포함하는 다기능성 탄성아스콘의 제조방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 고무는 140℃ 내지 200℃가 되도록 가열시킨 것을 특징으로 하는 다기능성 탄성아스콘의 제조방법.
   
10. 제1항 또는 제2항에 의한 방법으로부터 제조되는 다기능성 탄성아스콘.
    
11. 제4항 또는 제5항에 의한 방법으로부터 제조되는 다기능성 탄성아스콘.
    
12. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 방법으로부터 제조되는 다기능성 탄성아스콘.

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