KR101136445B1 - 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치 - Google Patents

가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고품질의 도로포장용 특히 중교통 아스팔트 포장도로의 표층 또는 기층의 형성에 사용될 수 있는 도로포장용 순환골재를 일부 사용하는 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 신골재만 사용하는 가열 아스팔트 혼합물 및 그 제조장치에 관한 것으로, 재활용 가열 아스팔트 혼합물은 순환골재 1 ~ 90 중량%, 신골재 5 ~ 95 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에, 스트레이트 아스팔트 0.3 ~ 8 중량부와, 개질 아스팔트 혼합물 0.3 ~ 8 중량부를 포함하며, 가열 아스팔트 혼합물은 신골재 94 ~ 99 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에, 스트레이트 아스팔트 0.3 ~ 8 중량부와, 개질 아스팔트 혼합물 0.3 ~ 8 중량부를 포함하는 것이다.
재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치는 가열 아스팔트 혼합물의 주원료인 골재와 아스팔트와 채움재를 저장하는 원료저장공정 장치부와; 원료저장부에 저장된 골재를 가열장치에 이송하여 가열하는 가열공정 장치부와; 가열된 골재를 선별하고 저장하는 선별 저장공정 장치부와; 가열 및 선별된 골재를 계량하고, 개질아스팔트 혼합물을 제조하며 투입량을 계량하는 계량공정 장치부와; 계량공정 장치부에 계량된 골재와 개질아스팔트 혼합물을 믹서에 투입하여 혼합하는 혼합공정 장치부와; 상기 혼합공정 장치부에서 생산된 가열 아스팔트혼합물을 운반차량으로 운반하기 위하여 일시 저장하고 배출하는 배출공정 장치부와; 상기 가열공정 장치부와 계량공정 장치부에서 발생하는 먼지를 집진하여 혼합공정 장치부로 보내는 더스트회수공정 장치부와; 상기 원료저장공정 장치부, 가열공정 장치부, 선별 저장공정장치부, 계량공정 장치부, 혼합공정 장치부, 배출공정장치부 및 더스트회수장치부를 제어하는 제어장치부로 구성된다.
본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 의하면, 양질이 가열 아스팔트 혼합물을 생산할 수 있고, 건축 폐기물인 폐 골재를 매립하지 않고 도로 표층용 또는 도로 기층용 아스팔트 콘크리트로 재활용함으로써, 폐자원의 활용이 극대화되고, 또 환경오염의 최소화와 매립지의 난이 해소됨은 물론 제조회사의 생산원가 절감에 기여하는 효과가 있으며, 본 발명의 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치를 이용하여 제품 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Description

가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치{Hot Asphalt & Recycled Hot Asphalt Paving Mixtures and Ascon Manufacturing Plant Thereof}
본 발명은 고품질의 도로포장용 특히 중교통 아스팔트 포장도로의 표층 또는 기층의 형성에 사용될 수 있는 도로포장용 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐아스콘 순환골재와 신골재 및 채움재로 이루어진 기층용 또는 표층용 골재 배합물에 스트레이트 아스팔트와, 개질 아스팔트 혼합물로 구성된 가열 아스팔트 혼합물, 재활용 가열 아스팔트 혼합물 및 가열아스팔트 혼합물의 주원료인 골재와 아스팔트와 채움재를 저장하는 원료저장 장치부와, 원료저장부에 저장된 골재를 가열장치에 이송하여 가열하는 가열공정 장치부와, 가열된 골재를 선별하고 저장하는 선별 저장공정 장치부와, 가열 및 선별된 골재를 계량하고, 개질아스팔트 혼합물을 제조하며 투입량을 계량하는 계량공정 장치부와, 계량공정 장치부에 계량된 골재와 개질아스팔트 혼합물을 믹서에 투입하여 혼합하는 혼합공정 장치부, 상기 혼합공정 장치부에서 생산된 가열 아스팔트혼합물을 운반차량으로 운반하기 위하여 일시 저장하고 배출하는 배출공정 장치부와, 상기 가열공정 장치부와 계량공정 장치부에서 발생하는 먼지를 집진하여 혼합공정 장치부로 보내는 더스트회수공정 장치부와, 상기 가열공정 장치부, 선별 및 계량공정 장치부와, 혼합공정 장치부, 배출공정장치부 및 더스트회수장치부를 제어하는 제어장치부로 구성되는 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치에 관한 것이다.
본래 의미의 아스팔트는 석유원유의 성분 중에서 휘발성 유분(油分)이 대부분 증발하였을 때의 잔류물(殘留物)을 의미하는 것으로서, 흑색 또는 흑갈색을 띄며, 주로 수소 및 탄소로 구성되어 있고, 소량의 질소, 황, 산소가 결합된 화합물로 이루어져 있으며, 화학적으로 극히 복잡한 구조를 가지고 있으며, 아직 밝혀지지 않은 점이 많다.
거의 불연분이고, 달리 용도가 많지 않으며, 석유정제과정에서 연료 내지는 화학원료들을 추출하고 난 후, 잔류하는 것으로서 발생량이 많아 주로 도로포장용으로 널리 사용되고 있다.
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 대량으로 발생되고 있는 건설폐기물인 폐아스콘의 자원화를 추진하고 있으며, 폐아스콘의 불법 매립으로 인한 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 재활용에 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 첨가하여 소성변형 저항성도 향상시키고자 함이 본 발명의 주요 기술적 개념이다. 공지특허에도 일부 이러한 문제점을 개선하여 우수한 성능을 확보하고자 고분자를 첨가하는 경우가 발견된다.
예를 들어, 한국 등록특허 제0317436호에서는 폐아스콘을 재활용 할 때 신재에 대한 폐아스콘의 혼입률을 30%~50%로 하여 재생 아스콘 혼합물을 제조하고 상기 재생 아스콘 혼합물의 역학적 성능 및 내구성 확보를 위하여 신재 골재, 폐아스콘, 플라이애시, 석회석 분말을 혼합한 것에 재생첨가제 및 SBR 라텍스(Latex), EVA, SBS, SIS 등과 같은 고분자 개질제와 최대크기 2㎜의 폐타이어분말, 신재 아스팔트를 고온에서 혼합하여 제조한 재생 개질 바인더를 첨가시킨 폐타이어 분말 및 고분자 개질재를 이용한 고기능 포장용 재생 아스콘 혼합물의 제조방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 방법은 폐아스콘 함량을 신재 아스콘재료의 최대 30-50%로 제한하고 있고, 이로 인해 폐아스콘과 고분자 개질제 이외에 신재골재와 신재 아스팔트 및 다른 개질첨가제를 재생 아스콘생산 공장이나 생산현장에 운반하고 이를 계량하여 가열혼합하기 위한 추가적인 장비와 공정이 요구됨으로 아스콘의 재생공정이 복잡해지고 경제적 이점이 현격히 줄어드는 문제점이 부각된다.
또한, 한국 등록특허 제0492459호에서는 3㎜이하 크기로 분쇄된 분쇄 폐타이어를 100~150℃로 간접 가열하여 입자의 표면을 겔화시키는 공정; 전기 공정의 표면이 겔화된 분쇄 폐타이어 100 중량부에 가열된 유재 아스팔트, 도로용 아스팔트, 브라운 아스팔트, 천연아스팔트, 컷트백 아스팔트 중의 하나를 5~50 중량부 혼합시키는 공정; 전기 공정의 혼합물에 카본블랙, 석분, 규사분, 시멘트 등의 미세 채움재를 2~30중량부 추가 혼합하는 공정; 전기 공정의 혼합물에 SBS, SIS 또는 LDPE 중 하나 또는 둘 이상을 아스콘 전체 아스팔트 사용량에 대하여 2~10%로 하는 개질재와 유재 아스팔트, 도로용 아스팔트, 브라운 아스팔트, 천연아스팔트, 컷트백 아스팔트 중 선택된 아스팔트의 혼합물을 추가 투입하여 150~250℃로 가열 혼합하는 공정; 전기 공정의 혼합물을 압출기를 이용하여 소정의 크기로 배출하면서 냉각시키는 공정; 및 전기 공정의 냉각된 혼합물을 소정의 크기로 분쇄 또는 절단하여 칩을 제조하는 공정을 포함하는 아스팔트 콘크리트 개질재 칩 제조방법을 개시하고 있다. 상기 혼합물에는 탄성을 향상시키는 고분자가 함유된 점은 인정되나 소성변형을 향상시키기 위한 고분자는 미약하며, 개질제 칩 제조공정이 복잡하고 균일한 제조를 위해서는 압출공정만으로 불충분하고 더욱 강력한 혼합장비가 필요하다. 한국 등록번호 제0284998호에서는 플라이애시 및 유기계 섬유를 이용한 도로포장용 고성능 개질 재생아스팔트 혼합물의 제조방법을 개시하고 있다. 그러나 이러한 시도들도 궁극적으로는 앞에서 지적한 바와 같이 역학적인 물성이 열악하거나 여러 다른 재료를 혼입하기 위한 추가적인 장비와 공정을 필요로 하는 문제점을 공유한다. 또한 상기와 같은 방법으로는 재생 아스콘 혼합물중의 신재에 대한 폐아스콘 혼입률이 많아질수록 우수한 품질의 재생 아스콘을 확보하는데 더 큰 어려움이 따르게 된다. 최근 대형차량 및 교통량의 증가로 인하여 포장용 아스콘에 내유동성, 균열저항성, 내마모성, 동적안정도 등과 같은 고기능의 품질특성이 요구되고 있어 재생 아스콘 혼합물에도 이와 같은 고기능의 품질성능 확보가 필요하나 아직까지 우수한 역학적 특성 및 내구성 확보를 위한 적절한 고분자 개질제 등이 재생 아스콘 혼합물 제조에 적용되지 못하고 있는 실정이다.
일반적으로, 각종 도로포장의 재료로 사용되는 아스콘은 자갈,이나 쇄석과 같은 골재와, 첨가제, 원유를 분류할 때 최종적으로 남는 찌꺼기인 아스팔트를 혼합하고 소정온도로 가열하여 제조된다.
이러한 아스콘을 제조하기 위한 가열식 아스콘 제조장치는 골재가 투입되는 콜드빈(cold bin)과; 상기 콜드빈에서 방출된 신골재를 벨트의 속도를 가감하여 골재의 방출량을 조절하는 벨트피더(belt feeder)와; 상기 벨트피더를 통해 배출되는 신골재를 이송하는 벨트 콘베이어와; 상기 벨트콘베이어를 통해 투입된 골재를 160℃ ~ 200℃로 가열하는 드라이어(dryer)와; 상기 드라이어에서 가열된 신골재를 상승 이송시키는 핫 엘리베이터(hot elevator)와; 상기 핫 엘리베이터를 통해 투입된 골재를 규격별로 선별하는 진동스크린과; 상기 진동스크린을 통과한 선별된 골재를 크기별로 저장하는 핫빈(hot bin)과; 상기 핫빈에서 인출된 골재를 계량하는 골재스케일빈과; 전기히터를 통해 아스팔트를 가열하여 공급하는 아스팔트 공급장치와; 상기 아스팔트 공급장치를 통해 공급된 아스팔트를 계량하는 아스팔트 스케일 빈과; 상기 골재스케일빈에서 인출된 골재와 아스팔트 스케일빈에서 인출된 아스팔트를 혼합하여 배출하는 믹서와; 첨가재와 더스트(dust)를 각각 계량하여 상기 믹서 내에 투입하기 위한 첨가제공급장치 및 더스트 공급장치와; 상기 드라이어, 진동스크린, 계량장치에서 발생한 분진을 1차 집진시키는 드라이 사이클론과 상기 드라이 사이클론에서 집진되지 않은 미세분진을 2차 집진하기 위한 백 필터로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 가열식 아스콘 제조장치는 골재와 아스팔트를 소정 비율로 혼합하되, 통상 160°내외에서 유지되도록 한 상태에서 도로에 타설하여 포장하고 있다.
한편, 국내는 물론 외국에서는 노후된 도로 보수를 하거나 지하 매설물을 설치시에 포장도로을 해체해야만 하는 경우가 자주 이루어지고 있는 실정이며, 국내에서는 외국에 비해 더욱 빈번하게 이루어지고 있다. 따라서, 상기 도로포장의 해
체시 발생되는 폐아스콘은 연간 수백만톤에 이르고 있으며, 이를 폐기 처리하는데 많은 비용이 들 뿐만 아니라, 매립량의 증가로 환경문제를 가중시키는 주요한 원인으로 작용하고 있다.
이러한 문제점을 극복하고자 종래에는 상기 폐아스콘을 재활용하는 측면에서 옹벽의 뒷채움재나 도로 건설의 기층용 쇄석으로 사용하고 있으나, 아스콘의 원료인 아스팔트가 공해물질로 규정되어 있고, 상기 폐아스콘을 지상 또는 지중에 폐기처분할 때, 아스콘에 포함된 아스팔트가 우수를 통하여 지하수, 하천 강등을 오염시켜 심각환 환경오염을 유발하고 있어, 구미 각국에서는 그 사용을 억제하고 있다.
폐아스콘의 처리에 따른 다른 방법으로서 폐아스콘에 잔재하는 아스팔트를 활용할 수 있도록 소정 입도로 분쇄하고 이를 신(新) 아스팔트와 첨가제에 혼합한 상태로 가열하여 사용하는 폐아스콘 재생방법이 제안되어 있다.
이러한 방법에 의해 얻어지는 재활용 가열 아스콘은 신골재를 가열하는 드라이어 시설과는 별도의 드라이어 시설에서 일정한 양의 구재 아스팔트를 함유한 폐아스콘을 150℃의 고온으로 가열하게 되며, 이를 믹서에서 신골재 및 신규 아스팔트와 혼합하여 아스콘을 생산하게 된다
그러나, 상기의 재활용 가열방법은 분쇄된 폐아스콘이 신 아스팔트와 상온에서 혼합되기 어렵기 때문에 소정온도로 가열하는 것이 필수적으로 행해지고 있는데, 이때 상기의 폐아스콘에 함유되어 있는 구재 아스팔트는 이미 오랜 기간 도로에서 공용되어서 산화가 발생한 상태이므로, 재생을 하기 위해 다시 가열건조를 실시하면, 산화를 더욱 가속화하는 결과를 초래한다.
또한, 도로에서의 아스팔트 포장의 파손은 아스팔트의 산화와 교통하중에 의한 균열이 주요한 원인이라고 할 때, 산화 촉진하면서 아스콘을 재생하는 방식은 값비싼 재생첨가제를 사용하게 되므로 경제성과 품질면에서 문제점을 가지고 있다. 또한, 아스팔트 성분의 침입도, 신도등의 하락으로 안정된 제품을 유지할 수 없으며, 이를 해결하기 위한 수단으로 연화제를 첨가하고 있기는 하나, 이 경우에도 아스팔트의 품질을 향상시키기에는 역부족인 문제점이 있다.
또한, 폐아스콘의 적절한 성상 복원성능이 떨어져 도로포장에 적용하기에는 한계가 있으며, 도로의 수명을 단축시키고, 또한 재생공정이 복잡하여 오히려 경제적인 비용을 가중시키는 문제점을 내포하고 있다.
본 발명의 목적은 신골재 또는 폐아스콘 순환골재와 신골재로 이루어진 기층용 또는 표층용 골재 배합물에 스트레이트 아스팔트와, 고분자 개질재인 SBS와, 폐타이어 고무분말과, PE-WAX와, 산화방지제와 조막형성제와 아스팔트 박리저감제와 안정제가 포함된 첨가제로 조성된 아스팔트 혼합물을 혼합 가열하여 포장시공온도가 낮으면서도 포장공사 후 신속한 교통개방이 가능할 뿐만 아니라 소성변형 저항성이 높고 내구성이 향상된 고품질의 도로포장용 재활용 가열 아스팔트 혼합물 및 신골재 94 ~ 99 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에, 스트레이트 아스팔트 0.3 ~ 8 중량부와, 개질 아스팔트 혼합물 0.3 ~ 8 중량부를 포함하는 사용한 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 재활용 가열 아스팔트 혼합물은 순환골재 5 ~ 90 중량%, 신골재 5 ~ 91 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에, 스트레이트 아스팔트 0.3 ~ 8 중량부와, 개질 아스팔트 혼합물 0.3 ~ 8 중량부를 포함한다.
상기 개질 아스팔트 혼합물은 고무계열의 고분자 개질재인 SBS와 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말과 PEWAX와 재생첨가제로 구성된다.
상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물의 혼합 비율은 스트레이트 아스팔트 85 ~ 93 중량%와, 상기 개질 아스팔트 혼합물인 고무계열의 고분자 개질재인 SBS 2 ~ 5 중량%와 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말 2 ~ 10 중량%와 PE-WAX 0.2 ~ 2 중량%와 재생첨가제 0.1 ~ 3 중량%이다.
상기 재생첨가제는 산화방지제인 페닐-β-나프틸아민, 방향족 아민류 또는 하이드로퀴논 10 ~ 90중량%와; 조막형성제인 2-에틸헥소산, 3-(2-에틸헥사노일옥시)-2,2-디메텔프로필에스테르와 벤조산, 3-(2-에틸헥사노일옥시)2,2-디메틸프로필에스테르와 벤조산, 3-벤조일 옥시-2, 2-디메틸프로필에스테르의 혼합물이 10 ~ 90 중량%로 조성된다.
상기 골재 배합물에서 순환골재의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에 상기 개질 아스팔트 혼합물에 폐아스팔트의 침입도를 회복시키기 위해 0.21 ~ 10 중량%의 고유황 첨가제를 더 포함된다.
상기 재활용 가열 아스팔트 혼합물은 140℃ ~180℃에서 혼합기로 혼합하여 조성된다.
상기 SBS(Styrene Butadiene Styrene)는 중량 평균 분자량 50,000~100,000과 중량 평균 분자량 150,000~200,000 그리고 300,000~350,000 각 3종류가 혼합되어 이루어진다.
상기 순환골재는 폐아스콘으로부터 회수된 것으로서, 폐아스콘에 포함된 구재아스팔트함량이 3.8% 이상이고, 구재아스팔트 침입도가 20(0.1mm) 이상이며, 씻기시험에서 손실되는 양이 5% 이하의 골재이고, 상기 신골재는 30% 이하의 편장석율을 가진 세장편석이 포함될 수 있으며, 토분을 함유하지 않고, 마모율 40% 미만의 골재이다.
표층용의 순환골재와 신골재의 입도는 통과질량으로 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 95 ~ 100 %, 13mm 골재가 70 ~ 90%, 5mm 골재가 35 ~ 55%, 2.5mm 골재가 20 ~ 35%, 0.6mm 골재가 11 ~ 23%, 0.3mm 골재가 5 ~ 16%, 0.15mm 골재가 4 ~ 12%, 0.08mm 골재가 2 ~ 7%,로 이루어지는 제1타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 95 ~ 100%, 13mm 골재가 75 ~ 90%, 5mm 골재가 45 ~ 65%, 2.5mm 골재가 35 ~ 50%, 0.6mm 골재가 18 ~ 30%, 0.3mm 골재가 10 ~ 21%, 0.15mm 골재가 6 ~ 16%, 0.08mm 골재가 4 ~ 8%,로 이루어지는 제2타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 5mm 골재가 55 ~ 70%, 2.5mm 골재가 35 ~ 50%, 0.6mm 골재가 18 ~ 30%, 0.3mm 골재가 10 ~ 21%, 0.15mm 골재가 6 ~ 16%, 0.08mm 골재가 4 ~ 8%,로 이루어지는 제3타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100% 5mm 골재가 65 ~ 80%, 2.5mm 골재가 50 ~ 65%, 0.6mm 골재가 25 ~ 40%, 0.3mm 골재가 12 ~ 27%, 0.15mm 골재가 8 ~ 20%, 0.08mm 골재가 4 ~ 10%로 이루어지는 제4타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 5mm 골재가 35 ~ 55%, 2.5mm 골재가 30 ~ 45%, 0.6mm 골재가 20 ~ 40%, 0.3mm 골재가 15 ~ 30%, 0.15mm 골재가 5 ~ 15%, 0.08mm 골재가 4 ~ 10%로 이루어 지는 제 5타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 95 ~ 100%, 13mm 골재가 75 ~ 95%, 5mm 골재가 52 ~ 72%, 2.5mm 골재가 40 ~ 60%, 0.6mm 골재가 25 ~ 45%, 0.3mm 골재가 16 ~ 33%, 0.15mm 골재가 8 ~ 21%, 0.08mm 골재가 6 ~ 11%로 이루어지는 제6타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 5mm 골재가 52 ~ 72%, 2.5mm 골재가 40 ~ 60%, 0.6mm 골재가 25 ~ 45%, 0.3mm 골재가 16 ~ 33%, 0.15mm 골재가 8 ~ 21%, 0.08mm 골재가 6 ~ 11%,로 이루어지는 제7타입으로 분포된다.
기층용의 순환골재와 신골재의 입도는 통과질량으로 50mm 골재가 100%, 40mm 골재가 95 ~ 100%, 25mm 골재가 70 ~ 100%, 20mm 골재가 55 ~ 90%, 10mm 골재가 30 ~ 70%, 5mm 골재가 17 ~ 55%, 2.5mm 골재가 10 ~ 42%, 0.6mm 골재가 5 ~ 28%, 0.3mm 골재가 3 ~ 22%, 0.08mm 골재가 1 ~ 10%,로 이루어 지는 제1타입과; 40mm 골재가 100%, 20mm 골재가 55 ~ 90%, 10mm 골재가 40 ~ 70%, 5mm 골재가 28 ~ 55%, 2.5mm 골재가 17 ~ 40%, 0.6mm 골재가 5 ~ 23%, 0.08mm 골재가 1 ~ 7%로 이루어지는 제2타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 75 ~ 100%, 10mm 골재가 50 ~ 85%, 5mm 골재가 30 ~ 70%, 2.5mm 골재가 20 ~ 50%, 0.6mm 골재가 5 ~ 25%, 0.08mm 골재가 1 ~ 7%,로 이루어지는 제3타입으로 분포된다.
가열 아스팔트 혼합물은 도로 포장을 위해 신골재 94 ~ 99 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에, 스트레이트 아스팔트 0.3 ~ 8 중량부와, 개질 아스팔트 혼합물 0.3 ~ 8 중량부를 포함한다.
상기 개질 아스팔트 혼합물은 고무계열의 고분자 개질재인 SBS와 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말과 PEWAX로 구성된다.
상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물의 혼합 비율은 스트레이트 아스팔트 85 ~ 93 중량%와, 상기 개질 아스팔트 혼합물인 고무계열의 고분자 개질재인 SBS 2 ~ 5 중량%와 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말 2 ~ 10 중량%와 PE-WAX 0.2 ~ 2 중량%로 한다.
상기 신골재는 30% 이하의 편장석율을 가진 세장편석이 포함될 수 있으며, 토분을 함유하지 않고, 마모율 40% 미만의 골재이다.
표층용의 상기 신골재의 입도는 통과질량으로 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 90 ~ 100%, 10mm 골재가 76 ~ 90%, 5mm 골재가 44 ~ 74%, 2.5mm 골재가 28 ~ 58%, 0.6mm 골재가 11 ~ 32%, 0.3mm 골재가 5 ~ 21%, 0.15mm 골재가 3 ~ 15%, 0.08mm 골재가 2 ~ 10%로 이루어지는 제 1타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 10mm 골재가 84 ~ 92%, 5mm 골재가 55 ~ 70%, 2.5mm 골재가 35 ~ 50%, 0.6mm 골재가 18 ~ 30%, 0.3mm 골재가 10 ~ 21%, 0.15mm 골재가 6 ~ 16%, 0.08mm 골재가 4 ~ 8%, 로 이루어지는 제 2 타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 90 ~ 100%, 13mm 골재가 72 ~ 90%, 10mm 골재가 56 ~ 80%, 5mm 골재가 35 ~ 65%, 2.5mm 골재가 23 ~ 49%, 0.6mm 골재가 10 ~ 28%, 0.3mm 골재가 5 ~ 19%, 0.15mm골재가 3 ~ 13%, 0.08mm 골재가 2 ~ 8%로 이루어지는 제3타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 95 ~ 100%, 13mm 골재가 75 ~ 90%, 10mm 골재가 67 ~ 84%, 5mm 골재가 45 ~ 65%, 2.5mm 골재가 35 ~ 50%, 0.6mm 골재가 18 ~ 30%, 0.3mm 골재가 10 ~ 21%, 0.15mm 골재가 6 ~ 16%, 0.08mm 골재가 4 ~ 8%로 이루어지는 제4타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 90 ~ 100%, 13mm 골재가 69 ~ 84%, 10mm 골재가 56 ~ 74%, 5mm 골재가 35 ~ 55%, 2.5mm 골재가 23 ~ 38%, 0.6mm 골재가 10 ~ 23%, 0.3mm 골재가 5 ~ 16%, 0.15mm 골재가 3 ~ 12%, 0.08mm 골재가 2 ~ 10%로 이루어지는 제5타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 90 ~ 100%, 10mm 골재가 73 ~ 90%, 5mm 골재가 40 ~ 60%, 2.5mm 골재가 25 ~ 40%, 0.6mm 골재가 11 ~ 22%, 0.3mm 골재가 7 ~ 16%, 0.15mm골재가 4 ~ 12%, 0.08mm 골재가 3 ~ 9%로 이루어지는 제6타입으로 분포된다.
기층용의 상기 신골재의 입도는 통과질량으로 50mm 골재가 100%, 40mm 골재가 95~100%, 30mm 골재가 80~100%, 25mm 골재가 70~100%, 20mm 골재가 55~90%, 13mm 골재가 40 ~ 80%, 10mm 골재가 30 ~ 70%, 5mm 골재가 17 ~ 55%, 2.5mm 골재가 10 ~ 42%, 0.6mm 골재가 5 ~ 28%, 0.3mm 골재가 3 ~ 22%, 0.15mm 골재가 2 ~ 16%, 0.08mm 골재가 1 ~ 10%로 이루어지는 제1타입과; 40mm 골재가 100%, 30mm 골재가 95 ~ 100%, 25mm 골재가 80 ~ 100%, 20mm 골재가 55 ~ 90%, 13mm 골재가 46 ~ 80%, 10mm 골재가 40 ~ 70%, 5mm 골재가 28 ~ 55%, 2.5mm 골재가 19 ~ 42%, 0.6mm 골재가 7 ~ 26%, 0.3mm 골재가 4 ~ 19%, 0.15mm 골재가 2 ~ 13%, 0.08mm 골재가 1 ~ 7%,로 이루어지는 제2타입과; 30mm 골재가 100%, 25mm 골재가 90 ~ 100%, 20mm 골재가 71~90%, 13mm 골재가 56 ~ 80%, 10mm 골재가 45 ~ 72%, 5mm 골재가 29 ~ 59%, 2.5mm 골재가 19 ~ 45%, 0.6mm 골재가 7 ~ 25mm, 0.3mm 골재가 5 ~ 17%, 0.15mm 골재가 3 ~ 12%, 0.08mm 골재가 1 ~ 7%로 이루어지는 제3타입과; 30mm 골재가 100%, 25mm 골재가 95 ~ 100%, 20mm 골재가 80 ~ 90%, 13mm 골재가 60 ~ 78%, 10mm 골재가 45 ~ 68%, 5mm 골재가 25 ~ 45%, 2.5mm 골재가 15 ~ 33%, 0.6mm 골재가 6 ~ 18%, 0.3mm 골재가 4 ~ 14%, 0.15mm 골재가 3 ~ 10%, 0.08mm 골재가 2 ~ 8%,로 이루어지는 제4타입으로 분포된다.
가열 아스팔트 혼합물 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치는 가열 아스팔트 혼합물의 주원료인 골재와 아스팔트와 채움재를 저장하는 원료저장공정 장치부와; 원료저장부에 저장된 골재를 가열장치에 이송하여 가열하는 가열공정 장치부와; 가열된 골재를 선별하고 저장하는 선별 저장공정 장치부와; 가열 및 선별된 골재를 계량하고, 개질아스팔트 혼합물을 제조하며 투입량을 계량하는 계량공정 장치부와; 계량공정 장치부에 계량된 골재와 개질아스팔트 혼합물을 믹서에 투입하여 혼합하는 혼합공정 장치부와; 상기 혼합공정 장치부에서 생산된 가열 아스팔트혼합물을 운반차량으로 운반하기 위하여 일시 저장하고 배출하는 배출공정 장치부와; 상기 가열공정 장치부, 선별 저장공정 장치부 및 계량공정 장치부에서 발생하는 먼지를 집진하여 혼합공정 장치부로 보내는 더스트회수공정 장치부와; 상기 원료저장공정 장치부, 가열공정 장치부, 선별 저장공정장치부, 계량공정 장치부, 혼합공정 장치부, 배출공정 장치부 및 더스트회수공정 장치부를 제어하는 제어장치부로 구성된다.
상기 원료저장공정 장치부는 골재를 저장하는 골재 저장장치부와, 채움재를 저장하는 채움재 저장장치부와, 아스팔트를 저장하는 아스팔트 저장장치부와, 개질제 및 첨가제를 저장하는 기타 저장장치부로 구성된다.
상기 골재 저장장치부는 신골재 및 순환골재의 입도별로 분류된 다수개의 콜드빈(Cold Bin)으로 구성된다.
상기 채움재 저장장치부는 채움재를 1차 저장하는 채움재 사이로와, 일정 높이에 설치되어 중력으로 배출되기 쉽게 하는 채움재 빈과, 상기 채움재 사이로에서 상기 채움재 빈으로 이송하는 채움재 엘리베이터로 구성된다.
상기 아스팔트 저장장치부는 아스팔트 저장탱크와, 아스팔트를 일정 온도로 유지시키는 아스팔트 가열히터와, 아스팔트를 아스팔트 계량조로 보내는 이송펌프로 구성된다.
상기 가열공정 장치부는 신골재를 가열하는 제1드라이어와; 순환골재를 가열하는 제2드라이어와; 상기 제1드라이어와 제2드라이어에 1배치량을 투입하기 위하여 상기 콜드빈에서 일정량을 배출하는 각각의 콜드빈 피더(Cold Bin Feeder)와; 상기 콜드빈 피더에서 배출되는 골재를 상기 제1드라이어와 제2드라이어로 이송하는 각각의 골재컨베이어로 구성된다.
상기 선별 저장공정 장치부는 상기 제1드라이어에서 배출된 가열신골재를 저장하는 핫빈(Hot Bin)과; 제2드라이어에서 배출된 가열순환골재를 저장하는 서브빈(Sub-Bin)과; 가열신골재가 상기 핫빈에 저장되기 전에 가열골재를 입도분포에 맞게 채가름하며, 상기 핫빈의 상부에 설치되어 채가름된 후 중력에 의해 상기 핫빈으로 골재가 배출되는 핫스크린(HOt Screen)과; 제1드라이어에서 배출된 가열골재를 상기 핫스크린까지 상승 이송시키는 핫엘리베이터(Hot Elevator)와; 제2드라이어에서 배출된 가열순환골재를 상기 서브빈(Sub-Bin)까지 상승 이송시키는 스키퍼호퍼 유닛(Skipper Hopper Unit)으로 구성된다.
상기 계량공정 장치부는 상기 핫빈 및 서브빈에 저장된 가열골재를 배출하여 계량하는 골재 계량조와, 아스팔트 저장탱크에 저장된 아스팔트를 배출하여 계량하는 아스팔트 계량조와, 채움재를 계량하는 채움재 계량조와, 회수더스트를 계량하는 회수더스트 계량조로 구성된다.
상기 더스트회수공정 장치부는 큰입자를 포집하는 사이클론 타입의 1차집진기와, 상기 1차집진기에서 나온 배출공기 내의 미세입자를 포집하는 백필터 타입의 2차집진기와, 상기 1차집진기와 2차집진기에 흡입정압을 발생시키는 배풍기와, 배풍기에서 토출되는 가스를 배출하는 연도와, 상기 2차집진기에서 나온 더스트가 하부로 모이는 회수 더스트사이로와, 회수 더스트를 상기 혼합공정 장치부로 보내기 위해 저장해 놓는 회수 더스트빈과, 상기 회수 더스트사이로에서 상기 회수 더스트빈으로 더스트를 이송하는 회수 더스트엘리베이터로 구성된다.
상기 혼합공정 장치부는 골재, 채움재, 회수더스트, 개질아스팔트 혼합물을 혼합하는 믹서와; 개질 아스팔트 혼합물을 제조하며 투입량을 계량하여 상기 믹서에 투입하는 개질 아스팔트 혼합물 제조하고 제조된 개질 아스팔트 혼합물을 상기 믹서에 투입하는 개질아스팔트 혼합물 제조 및 투입 장치와; 상기 골재계량조에서 계량된 골재를 상기 믹서로 이송하는 계량골재 이송슈트와; 상기 채움재 계량조에서 계량된 채움재를 상기 믹서로 이송하는 채움재 이송슈트와; 상기 회수더스트 계량조에서 상기 믹서로 이송하는 회수더스트 이송슈트로 구성된다.
상기 배출공정 장치부는 연속 출하하거나 소정량 저장 후 출하하기 위한 아스콘 저장빈과, 상기 아스콘 저장빈의 하부에 설치되어 출하 시 개폐하는 빈게이트로 구성된다.
상술한 가열 아스팔트 혼합물 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물 및 그 제조장치에 의하면, 양질의 가열 아스팔트 혼합물을 생산할 수 있고, 건축 폐기물인 폐 골재를 매립하지 않고 도로 표층용 또는 도로 기층용 아스팔트 콘크리트로 재활용함으로써, 폐자원의 활용이 극대화되고, 또 환경오염의 최소화와 매립지의 난이 해소됨은 물론 제조회사의 생산원가 절감에 기여하는 효과가 있으며, 본 발명의 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치를 이용하여 제품 품질을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 전체공정 블럭도
도 2는 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 원료저장공정 장치부 블럭도
도 3은 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 가열공정 장치부 블럭도
도 4는 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 선별저장공정 장치부 블럭도
도 5는 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 계량공정 장치부 블럭도
도 6은 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 혼합공정 장치부 블럭도
도 7은 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 더스트회수공정 장치부 블럭도
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치"를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 "가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치"에 관한 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 전체공정 블럭도이며, 도 2는 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 원료저장공정 장치부 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 가열공정 장치부 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 선별저장공정 장치부 블럭도이고, 도 5는 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 계량공정 장치부 블럭도이며, 도 6은 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 혼합공정 장치부 블럭도이고, 도 7은 본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 따른 더스트회수공정 장치부 블럭도이다.
본 발명의 재활용 가열 아스팔트 혼합물은 순환골재 5 ~ 90 중량%, 신골재 5 ~ 91 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에, 스트레이트 아스팔트 0.3 ~ 8 중량부와, 개질 아스팔트 혼합물 0.3 ~ 8 중량부를 포함한다.
상기 개질 아스팔트 혼합물은 고무계열의 고분자 개질재인 SBS와 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말과 PEWAX와 재생첨가제로 구성된다.
상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물의 혼합 비율은 스트레이트 아스팔트 85 ~ 93 중량%와, 상기 개질 아스팔트 혼합물인 고무계열의 고분자 개질재인 SBS 2 ~ 5 중량%와 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말 2 ~ 10 중량%와 PE-WAX 0.2 ~ 2 중량%와 재생첨가제 0.1 ~ 3 중량% 이다.
상기 재생첨가제는 산화방지제인 페닐-β-나프틸아민, 방향족 아민류 또는 하이드로퀴논 10 ~ 90중량%와; 조막형성제인 2-에틸헥소산, 3-(2-에틸헥사노일옥시)-2,2-디메텔프로필에스테르와 벤조산, 3-(2-에틸헥사노일옥시)2,2-디메틸프로필에스테르와 벤조산, 3-벤조일 옥시-2, 2-디메틸프로필에스테르의 혼합물이 10 ~ 90 중량%로 조성된다.
상기 골재 배합물에서 순환골재의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에 상기 개질 아스팔트 혼합물에 폐아스팔트의 침입도를 회복시키기 위해 0.21 ~ 10 중량%의 고유황 첨가제를 더 포함된다.
상기 재생 아스팔트 혼합물은 140℃ ~180℃에서 혼합기로 혼합하여 조성된다.
상기 SBS(Styrene Butadiene Styrene)는 중량 평균 분자량 50,000~100,000과 중량 평균 분자량 150,000~200,000 그리고 300,000~350,000 각 3종류가 혼합되어 이루어진다.
상기 순환골재는 폐아스콘으로부터 회수된 것으로서, 폐아스콘에 포함된 구재아스팔트함량이 3.8% 이상이고, 구재아스팔트 침입도가 20(0.1mm) 이상이며, 씻기시험에서 손실되는 양이 5% 이하의 골재이고, 상기 신골재는 30% 이하의 편장석율을 가진 세장편석이 포함될 수 있으며, 토분을 함유하지 않고, 마모율 40% 미만의 골재이며, 0.08 ~ 40㎜의 입도 분포를 가지며, 표층용 및 기층용 골재의 입도는 다음과 같다.
표층용의 순환골재와 신골재의 입도는 통과질량으로 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 95 ~ 100 %, 13mm 골재가 70 ~ 90%, 5mm 골재가 35 ~ 55%, 2.5mm 골재가 20 ~ 35%, 0.6mm 골재가 11 ~ 23%, 0.3mm 골재가 5 ~ 16%, 0.15mm 골재가 4 ~ 12%, 0.08mm 골재가 2 ~ 7%,로 이루어지는 제1타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 95 ~ 100%, 13mm 골재가 75 ~ 90%, 5mm 골재가 45 ~ 65%, 2.5mm 골재가 35 ~ 50%, 0.6mm 골재가 18 ~ 30%, 0.3mm 골재가 10 ~ 21%, 0.15mm 골재가 6 ~ 16%, 0.08mm 골재가 4 ~ 8%,로 이루어지는 제2타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 5mm 골재가 55 ~ 70%, 2.5mm 골재가 35 ~ 50%, 0.6mm 골재가 18 ~ 30%, 0.3mm 골재가 10 ~ 21%, 0.15mm 골재가 6 ~ 16%, 0.08mm 골재가 4 ~ 8%,로 이루어지는 제3타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 5mm 골재가 65 ~ 80%, 2.5mm 골재가 50 ~ 65%, 0.6mm 골재가 25 ~ 40%, 0.3mm 골재가 12 ~ 27%, 0.15mm 골재가 8 ~ 20%, 0.08mm 골재가 4 ~ 10%,로 이루어지는 제4타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 5mm 골재가 35 ~ 55%, 2.5mm 골재가 30 ~ 45%, 0.6mm 골재가 20 ~ 40%, 0.3mm 골재가 15 ~ 30%, 0.15mm 골재가 5 ~ 15%, 0.08mm 골재가 4 ~ 10%,로 이루어 지는 제 5타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 95 ~ 100%, 13mm 골재가 75 ~ 95%, 5mm 골재가 52 ~ 72%, 2.5mm 골재가 40 ~ 60%, 0.6mm 골재가 25 ~ 45%, 0.3mm 골재가 16 ~ 33%, 0.15mm 골재가 8 ~ 21%, 0.08mm 골재가 6 ~ 11%,로 이루어지는 제6타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 5mm 골재가 52 ~ 72%, 2.5mm 골재가 40 ~ 60%, 0.6mm 골재가 25 ~ 45%, 0.3mm 골재가 16 ~ 33%, 0.15mm 골재가 8 ~ 21%, 0.08mm 골재가 6 ~ 11%,로 이루어지는 제7타입으로 분포되며, 여기에서 체는 KS A 5101-1에 규정하는 금속망 체 26.5mm, 19 mm, 13.2 mm, 9.5mm, 4.75mm, 2.36mm, 600㎛, 300㎛, 150㎛, 75㎛에 해당한다
기층용의 순환골재와 신골재의 입도는 통과질량으로 50mm 골재가 100%, 40mm 골재가 95 ~ 100%, 25mm 골재가 70 ~ 100%, 20mm 골재가 55 ~ 90%, 10mm 골재가 30 ~ 70%, 5mm 골재가 17 ~ 55%, 2.5mm 골재가 10 ~ 42%, 0.6mm 골재가 5 ~ 28%, 0.3mm 골재가 3 ~ 22%, 0.08mm 골재가 1 ~ 10%,로 이루어 지는 제1타입과; 40mm 골재가 100%, 20mm 골재가 55 ~ 90%, 10mm 골재가 40 ~ 70%, 5mm 골재가 28 ~ 55%, 2.5mm 골재가 17 ~ 40%, 0.6mm 골재가 5 ~ 23%, 0.08mm 골재가 1 ~ 7%,로 이루어지는 제2타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 75 ~ 100%, 10mm 골재가 50 ~ 85%, 5mm 골재가 30 ~ 70%, 2.5mm 골재가 20 ~ 50%, 0.6mm 골재가 5 ~ 25%, 0.08mm 골재가 1 ~ 7%,로 이루어지는 제3타입으로 분포되며, 여기에서 체는 KS A 5101-1에 규정하는 금속망 체 26.5mm, 19 mm, 13.2 mm, 9.5mm, 4.75mm, 2.36mm, 600㎛, 300㎛, 150㎛, 75㎛에 해당한다
즉, 본 발명은 도로상의 각종 굴착공사와 재포장공사 과정에서 발생하는 건설폐기물인 폐아스팔트 덩이 또는 폐아스팔트절삭재, 폐아스콘 등을 소정의 입도로 파쇄 및 체가름한 후, 신규의 골재 및 석분과 채움제와 스트레이트 아스팔트 그리고 개질 아스팔트 혼합물인 고무계열의 고분자 개질재와 폐타이어 고무분말과 산화방지제, 조막형성제와 같은 첨가제를 첨가하여 물성을 개선한 고품질의 재활용 가열 아스팔트 화합물을 제공하는 것이다.
고무계열의 고분자 개질재인 상기 SBS(Styrene Butadiene Styrene)는 중량 평균 분자량 50,000~100,000과 중량 평균 분자량 150,000~200,000 그리고 300,000~350,000 각 3종류가 혼합되어 이루어진 것이 바람직하다.
80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말은 아스팔트와 콘크리트 도로포장의 소성변형 등 파손이 줄어 들게 되고 내구성이 증대되어 도로 수명이 늘어날 수 있으며 폐타이어 고무 분말을 혼합할 경우 소성변형 저항성은 4.6배 증가시켜 장기적인 수명 증진에 효과적이다.
상기 개질 아스팔트 혼합물에는 아스팔트 박리저감제 0.1 내지 2.0 중량%가 더 포함될 수 있다. 이 아스팔트 박리저감제는 비가 많이 오는 지역이나 침수로 인한 포장파손이 많은 곳에 적용하는 아스팔트 혼합물에 첨가하며, 수분민감성시험(TSR,Tensile Strength Ration, AASHTO T 283:2003) 결과, 85% 이상의 결과를 갖는 경우에는 아스팔트 박리저감제의 첨가가 요구되지 않을 수 있다.
상기 아스팔트 박리저감제는 주로 아민류인 양이온계 계면활성제(Cationic surface-active agent)나, 모노아민이나 디아민 또는 보다 높은 박리저감 효과를 나타내는 트리아민계의 BHMT(Bishexamethylenetri)Amine은 화학식 C12H29N3의 물질로서, 혼합아민(mixed amine)의 일종이며, 국내외 유수의 제조업자들에 의해 제공되는 것(예를 들면, 악조노벨 케미칼(Akzo Nobel Chemical)의 웨트픽스 비이(wetfix BE))을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다. 이는 비석유계 고분자물질의 특성상 기존 제품에 비해 낮은 온도에서 제품생산이 가능하므로, 폐아스콘 순환골재 내의 수분이나 신골재에 남아있는 수분으로 인한 혼합물의 박리문제를 해소하고, 아스팔트포장공사 완료 후에도 도로에서 공용중인 혼합물이 강설, 강우 등의 수분에 의한 아스팔트 박리로부터 발생하는 구멍패임(Pot-Hole)을 억제하는 효과를 갖게 한다. 상기 아스팔트 박리저감제는 수분민감성 시험결과 결과값이 85% 이하인 경우에 첨가하며, 2중량%를 초과하지 않아야 하며, 2중량%의 초과시에는 생산비가 상승하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
하기 표 1에 아스팔트 박리저감제의 물성을 나타내었다
항목 품질기준
색상(20℃) 갈색, 점성체
비중(20℃)(kg/㎥) 980
유동점(℃) <0
인화점(℃) >100
점도(20℃)(CP) 3,000
점도(50℃)(CP) 400
또한 상기 개질 아스팔트 혼합물에 아미드계열의 안정제가 0.1 ~ 1.0 [0040] 중량%가 더 포함될 수 있다.
상기 본 발명에 따른 재활용 가열 아스팔트 혼합물을 고온에서 저장하면 열화에 의한 물성 저하가 초래될 수 있는데, 본 발명에 따른 조성물에서는 적합한 안정제를 사용함으로써 이를 해결하고 있다. 구체적으로 상기 안정제의 예로서는 아미드계화합물로서 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-pphenylenediamine) 또는 N-이소프로필-N-페닐-p-페닐렌디아민 (N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine), 포스파이트계 화합물로서 트리스(2,4-디-t-부틸페닐) 포스파이트([tris(2,4-di-tbutylphenyl)phospite]), 페놀계 화합물로서 2-메틸-4,6-비스-[(옥틸티오) 메틸]페놀(2-Methyl-4,6-bis-[(octylthio)-methyl]phenol) 및 프로피오네이트계 화합물로서 펜타에리스리틸-테트라키스[3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)-propionate]등을 들 수 있으며, 이들 화합물이 단독 또는 2종 이상 병용되어 사용될 수도 있다.
상기 안정제의 바람직한 사용량은 상기 아스팔트 또는 역청 대비 0.001~1.0중량%인데, 이 범위를 벗어나는 경우는 노화 개선효과가 미미하면서 추가적인 개선이 없기 때문이다.
상기 재생첨가제는 포장면 표면에 조막이 균일하게 형성시키는 조막형성제인 2-에틸헥소산,3-(2-에틸헥사노일옥시)-2,2-디메텔프로필에스테르와 벤조산,3-(2-에틸헥사노일옥시)2,2-디메틸프로필에스테르와 벤조산,3-벤조일옥시-2, 2-디메틸프로필에스테르의 혼합물이 10 ~ 90 중량%와; 산화방지제인 페닐-β-나프틸아민, 방향족 아민류 또는 하이드로퀴논 10 ~ 90중량%로 조성된다.
상기 조막형성제가 첨가되어진 본 발명의 재활용 가열 아스팔트 조성물 포장시 포장면 표면에 조막이 균일하게 형성됨으로 포장층의 강도를 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
상기 산화방지제는 재활용 가열 아스팔트 조성물을 고온에서 저장하면 산화에 의한 물성 저하가 초래될 수 있는데 이 물성 저하를 방지하기 위한 것이다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 개질제 조성물이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
위의 기술한 사항을 종합하여 상기 아스팔트 혼합물의 구체적인 실시예를 나열하면 다음과 같다.
<제1 실시예> 골재 배합물을 뺀 상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물의 일반적인 혼합 비율은 스트레이트 아스팔트 85 ~ 93 중량%와, 고무계열의 고분자 개질재인 SBS 2 ~ 5 중량%와, 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말 2 ~ 10 중량%와, PE-WAX 0.2 ~ 2 중량%와, 산화방지제인 페닐-β-나프틸아민, 방향족 아민류 또는 하이드로퀴논 0.01 ~ 2.7중량%와; 조막형성제인 2-에틸헥소산,3-(2-에틸헥사노일옥시)-2,2-디메텔프로필에스테르와 벤조산, 3-(2-에틸헥사노일옥시)2,2-디메틸프로필에스테르와 벤조산,3-벤조일 옥시-2, 2-디메틸프로필에스테르의 혼합물이 0.01 ~ 2.7 중량% 로 조성된다.
<제2 실시예> 비가 많이 오는 지역이나 침수로 인한 포장파손이 많은 곳에 적용하는 골재 배합물을 뺀 상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물의 혼합 비율은 스트레이트 아스팔트 85 ~ 93 중량%와, 고무계열의 고분자 개질재인 SBS 2 ~ 5 중량%와, 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말 2 ~ 10 중량%와, PE-WAX 0.2~ 2 중량%와, 산화방지제인 페닐-β-나프틸아민, 방향족 아민류 또는 하이드로퀴논 0.01 ~ 2.7중량%와; 조막형성제인 2-에틸헥소산,3-(2-에틸헥사노일옥시) -2,2-디메텔프로필에스테르와 벤조산, 3-(2-에틸헥사노일옥시)2,2-디메틸프로필에스테르와 벤조산,3-벤조일 옥시-2, 2-디메틸프로필에스테르의 혼합물이 0.01 ~ 2.7 중량%, 아민계 화합물의 아스팔트 박리저감제 0.1 ~ 2.0 중량% 로 조성된다.
<제3 실시예> 비가 많이 오는 지역이나 침수로 인한 포장파손이 많고 산화나 열화가 발생이 우려될 때 사용하는 골재 배합물을 뺀 상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물의 혼합 비율은 스트레이트 아스팔트 85 ~ 93 중량%와, 고무계열의 고분자 개질재인 SBS 2 ~ 5 중량%와, 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말 2 ~10 중량%와, PE-WAX 0.2 ~ 2 중량%와, 산화방지제인 페닐-β-나프틸아민, 방향족 아민류 또는 하이드로퀴논 0.01 ~ 2.7중량%와; 조막형성제인 2-에틸헥소산,3-(2-에틸헥사노일옥시)-2,2-디메텔프로필에스테르와 벤조산, 3-(2-에틸헥사노일옥시)2,2-디메틸프로필에스테르와 벤조산,3-벤조일 옥시-2, 2-디메틸프로필에스테르의 혼합물이 0.01 ~ 2.7 중량%, 아민계 화합물의 아스팔트 박리저감제 0.1 ~ 2.0 중량%, 아미드계열의 안정제 0.1 ~ 1.0중량% 로 조성된다.
상기 제1,2,3 실시예에 상기 골재 배합물에서 순환골재의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에 상기 개질 아스팔트혼합물에 폐아스팔트의 침입도를 회복시키기 위해 0.21 ~ 10 중량%의 고유황 첨가제를 더 포함될 수 있으므로 총 6가지의 실시예가 만들어질 수 있다.
상기와 같은 조성비율로 개질 아스팔트 조성물을 제조하였을 시 본 발명의 시험결과는 표 2과 같다.
시험항목 규격 시험결과
연화점(R&B), ℃ 56 이상 61
침입도, 25℃ 40 이상 51
인화점(COC), ℃ 260 이상 320
점도, @135℃, CPS 3,000 이하 2200
PG 76-22 76-22
상기 재활용 가열 아스팔트 혼합물에서 골재는 폐아스콘 순환골재 5 ~ 90 중량%와 신골재 5 ~ 91 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 기층용 또는 표층용 골재 배합물이다.
순환골재가 10중량% 미만으로 사용되는 경우, 산업폐기물로서의 폐아스콘 등의 재활용율이 낮아져서 경제성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 50중량%를 초과하는 경우, 재생된 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있을 수 있으나 아스팔트 개질재로 품질 저하를 막을 수 있다.
즉 신골재에 더해 순환골재들이 함께 혼합되어 사용되며, 그에 따라 신골재의 사용량을 줄이고, 산업폐기물인 폐아스팔트 덩이나 폐아스팔트 절삭재, 폐아스콘 등 도로의 굴착 시에 발생하는 것들을 소정의 입도로 파쇄 및 선별하여 사용하며 한국산업표준규격인 KS F 2572(아스팔트 콘크리트용 순환골재)의 기준인 침입도 20(0.1mm) 이상, 씻기시험 결과 5% 이하, 구재아스팔트 함량 3.8% 이상의 조건을 만족하는 것이 될 수 있다.
본 발명에 사용한 폐아스콘 순환골재는 최대골재 사이즈가 40㎜, 바람직하게는 20㎜의 입도를 갖는 것이 될 수 있으며, 구재 아스팔트 품질이 침입도 20(1/100㎝) 이상, 씻기시험 결과 5% 이하, 구재아스팔트 함량 3.8% 인 골재로서, 0.08 ~ 40㎜의 입도 분포를 가지며 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 품질표준 GR F 4005 와 KS F 2349 가열아스팔트혼합물에 따른 기층용 혼합물의 배합 및 표층(중간층)용 혼합물의 배합과 같은 입도 분포를 가진다
상기 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 최대 골재치수는 바람직하게는 표층용으로서 20 내지 25㎜, 중간층용으로서 20 내지 25㎜, 기층용으로서 25 내지 40㎜의 혼합물로 구성될 수 있다.
상기 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 골재를 구성하는 신골재는 30% 이하의 편장석율을 가진 세장편석이 포함될 수 있으며, 토분을 함유하지 않고, 마모율 40% 미만의 골재이며, 0.08 ~ 40㎜의 입도 분포를 가지며, 표층용으로 사용되는 상기 신골재는 최대 입경이 20㎜가 되도록 조정된 골재이다.
상기 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 골재의 규격 즉, 입도분포 등은 아스팔트 조성물의 소성변형의 원인인 세립분의 함량을 최소화하여 아스팔트 조성물의 동적안정도를 향상시키기 위하여 최적으로 선택된 범위로서 건설교통부 아스팔트소성변형저감지침상의 표층용 입도에 따라야한다.
상기에서 표층용 아스팔트 조성물의 입도분포를 특정하는 이유는 건교부에서 소성변형에 강한 입도를 지침으로 제안하였기 때문이나, 상기 조성물 제조기술은 도로의 여건상 13㎜ 골재입도를 사용해야하는 도로나 또는 기층에도 고품질의 기층혼합물을 사용해야하는 경우에는 상기기술을 적용하여 13㎜ 혼합물 및 40㎜ 혼합물을 제조할 수 있다. 세장편석은 골재의 형상이 길쭉하거나 납작한 것을 말하며, 공사현장에서 높은 압력과 진동을 가하게 되는 전압과정에서 골재가 깨지거나 마모되어 혼합물의 안정도를 떨어뜨리므로 사용이 편장석율이 30% 이하로 되어 있고, 토분은 강설이나 우수 등 수분의 침투에 의해 혼합물 내에서 팽창되고 이는 혼합물에 아스팔트의 박리 및 포트홀 등을 발생시키므로 제거되어야 한다. 상기에서 마모도는 로스엔젤레스 마모시험기를 사용하여 KS F 2508 마모시험법에 따라 시험한 결과를 의미하며, 이 마모도가 40%를 초과하는 경우, 차륜에 의한 마모현상이 발생하여 도로 포장체의 내구성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
상기 골재 배합물에는 5~8㎜의 골재입도를 갖는 부순 모래가 25 내지 35중량%의 양으로 더 포함될 수 있다. 상기 부순 모래는 통상 쇄석골재 생산 시에 발생하는 5~8㎜의 스크리닝스로서 아스팔트 혼합물의 특성상 연속입도를 만들기 위해 사용하며, 부순 모래의 함량이 너무 적으면 혼합물의 공극이 증가하여 균열에 취약해지고, 부순 모래의 함량이 너무 많으면 혼합물이 연해져서 소성변형에 취약해지는 문제점이 있을 수 있다.
상기 골재 배합물에는 석회석분, 소석회, 포틀랜드 시멘트, 제강분진 등 채움재가 1 내지 6중량%의 양으로 포함된다. 상기 석분은 0.6㎜ 체를 100% 통과하고 0.08㎜ 체를 70% 이상 통과하는 미세한 분말로 이루어져 있으며, 통상 골재의 간극을 충진하는 용도로 사용하기 때문에, 4중량% 이상이면 혼합물의 적정 공극율을 유지할 수 없고, 너무 과소량이면 충진제의 역할을 할수 없으므로 1 ~ 6 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이는 KSF 3501규정에 따른 것이다.
상기 석분은 석회석분이 될 수 있다. 상기 석회석분은 채움제로서의 역할 이외에도 본 발명에 따른 재활용 아스팔트 조성물의 박리저항성을 증가시키는 기능을 한다.
재활용 가열 아스팔트 혼합물의 골재 배합물을 구성하는 순환골재는 폐아스콘으로부터 회수된 것으로서, 상기 순환골재는 폐아스콘으로부터 회수된 것으로서, 폐아스콘에 포함된 구재아스팔트함량이 3.8% 이상이고, 구재아스팔트 침입도가 20(0.1mm) 이상이며, 씻기시험에서 손실되는 양이 5% 이하의 골재이고, 20 내지 0.08㎜의 입도분포를 갖는 골재가 될 수 있다.
재활용 가열 아스팔트 혼합물의 순환골재들은 최대 입경이 20㎜ 이하가 되도록 조정된 골재들이 사용될 수 있다.
상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물은 상기 골재 배합물을 결합시키고, 도로표면을 수밀하게 하여 포장하부층으로 물이 침투하지 않게 하는 등의 기능을 하며, 본 발명에서는 상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물를 합한 아스팔트 혼합물의 사용량을 상기 골재 배합물 100 중량부를 기준으로 하여 2.3 내지 8 중량부를 사용하는 것을 특징으로 한다.
이는 상기 골재 배합물 중에 포함되는 순환골재가 폐아스팔트나 폐아스콘 등 이미 아스팔트폐재를 포함하고 있고 신골재의 양이 95%로 높을 수도 있기 때문이다.
신골재의 양이 높을 때에 상기 아스팔트 혼합물이 2.3 중량부 미만으로 사용되는 경우, 결합재의 양이 부족하여 포장체에 균열이 발생하는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 8 중량부를 초과하는 경우, 혼합물이 연해져서 소성변형이 생기는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 재활용 가열 아스팔트 조성물에는 또한 상기 골재 배합물에서 순환골재의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에 상기 개질 아스팔트 혼합물에 폐아스팔트의 침입도를 회복시키기 위해 0.21 ~ 10 중량%의 고유황 첨가제를 더 포함될 수 있다.
상기 고유황 첨가제는 노화된 아스팔트 폐재의 침입도를 재생배합설계 상의 목표 침입도로 조정할 수 있으며, 재래의 재생첨가제에 비해 저렴한 비용으로 폐아스팔트의 침입도를 복원할 수 있다.
상기 고유황 첨가제가 상기 아스팔트 혼합물에 대해 0.1중량% 미만으로 사용되는 경우, 침입도의 복원이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 10 중량%를 초과하는 경우, 아스팔트가 너무 부드러워져 변형에 약해지는 문제점이 있을 수 있다.
재활용 가열 아스팔트 혼합물에 있어서, 칼라아스콘을 생산하기 위하여 골재 배합물 100 중량부에 대하여 안료 0.1 ~ 3 중량부가 상기 재활용 가열 아스팔트 혼합물에 더 첨가될 수도 있다
상기 칼라아스콘에 사용되는 안료는 자연친화적인 분말이나 액상안료를 사용하고 중금속 등이 함유되지 않은 무기질 안료를 사용하여야 하고 140℃ 이상의 고온에서도 탈색, 변질되지 않아야 한다.
안료의 품질기준은 침입도(25℃ 기준) 50 ~ 100(0.1mm), 연화점은 암적색이 40 ~ 50℃ 적색 및 녹색이 60 ~ 100℃, 신도(15℃ 기준) 100cm 이상, 박막가열침입도 변화율 50% 이상을 만족하여야 한다.
칼라아스콘의 품질기준은 마샬 기준으로 안정도 500kg 이상, 흐름값 20~40(0.1mm), 공극율 3 ~ 6%, 포화도 70 ~ 85%, 다짐횟수 50회, 이다.
본 발명의 가열 아스팔트 혼합물은 신골재 94 ~ 99 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에, 스트레이트 아스팔트 0.3 ~ 8 중량부와, 개질 아스팔트 혼합물 0.3 ~ 8 중량부를 포함한다.
상기 개질 아스팔트 혼합물은 고무계열의 고분자 개질재인 SBS와 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말과 PEWAX로 구성된다.
상기 스트레이트 아스팔트와 상기 개질 아스팔트 혼합물의 혼합 비율은 스트레이트 아스팔트 85 ~ 93 중량%와, 상기 개질 아스팔트 혼합물인 고무계열의 고분자 개질재인 SBS 2 ~ 5 중량%와 80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말 2 ~ 10 중량%와 PE-WAX 0.2 ~ 2 중량%이다.
상기 신골재는 30% 이하의 편장석율을 가진 세장편석이 포함될 수 있으며, 토분을 함유하지 않고, 마모율 40% 미만의 골재이다.
표층용의 상기 신골재의 입도는 통과질량으로 20mm 골재가 100% 13mm 골재가 90 ~ 100%, 10mm 골재가 76 ~ 90%, 5mm 골재가 44 ~ 74%, 2.5mm 골재가 28 ~ 58%, 0.6mm 골재가 11 ~ 32%, 0.3mm 골재가 5 ~ 21%, 0.15mm 골재가 3 ~ 15%, 0.08mm 골재가 2 ~ 10%로 이루어지는 제 1타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 10mm 골재가 84 ~ 92%, 5mm 골재가 55 ~ 70%, 2.5mm 골재가 35 ~ 50%, 0.6mm 골재가 18 ~ 30%, 0.3mm 골재가 10 ~ 21%, 0.15mm 골재가 6 ~ 16%, 0.08mm 골재가 4 ~ 8%, 로 이루어지는 제 2 타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 90 ~ 100%, 13mm 골재가 72 ~ 90%, 10mm 골재가 56 ~ 80%, 5mm 골재가 35 ~ 65%, 2.5mm 골재가 23 ~ 49%, 0.6mm 골재가 10 ~ 28%, 0.3mm 골재가 5 ~ 19%, 0.15mm골재가 3 ~ 13%, 0.08mm 골재가 2 ~ 8%로 이루어지는 제3타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 95 ~ 100%, 13mm 골재가 75 ~ 90%, 10mm 골재가 67 ~ 84%, 5mm 골재가 45 ~ 65%, 2.5mm 골재가 35 ~ 50%, 0.6mm 골재가 18 ~ 30%, 0.3mm 골재가 10 ~ 21%, 0.15mm 골재가 6 ~ 16%, 0.08mm 골재가 4 ~ 8%,로 이루어지는 제4타입과; 25mm 골재가 100%, 20mm 골재가 90 ~ 100%, 13mm 골재가 69 ~ 84%, 10mm 골재가 56 ~ 74%, 5mm 골재가 35 ~ 55%, 2.5mm 골재가 23 ~ 38%, 0.6mm 골재가 10 ~ 23%, 0.3mm 골재가 5 ~ 16%, 0.15mm 골재가 3 ~ 12%, 0.08mm 골재가 2 ~ 10%,로 이루어지는 제5타입과; 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 90 ~ 100%, 10mm 골재가 73 ~ 90%, 5mm 골재가 40 ~ 60%, 2.5mm 골재가 25 ~ 40%, 0.6mm 골재가 11 ~ 22%, 0.3mm 골재가 7 ~ 16%, 0.15mm골재가 4 ~ 12%, 0.08mm 골재가 3 ~ 9%로 이루어지는 제6타입으로 분포되며, 여기에서 체는 KS A 5101-1에 규정하는 금속망 체 26.5mm, 19 mm, 13.2 mm, 9.5mm, 4.75mm, 2.36mm, 600㎛, 300㎛, 150㎛, 75㎛에 해당한다
기층용의 상기 신골재의 입도는 통과질량으로 50mm 골재가 100%, 40mm 골재가 95~100%, 30mm 골재가 80~100%, 25mm 골재가 70~100%, 20mm 골재가 55~90%, 13mm 골재가 40 ~ 80%, 10mm 골재가 30 ~ 70%, 5mm 골재가 17 ~ 55%, 2.5mm 골재가 10 ~ 42%, 0.6mm 골재가 5 ~ 28mm, 0.3mm 골재가 3 ~ 22%, 0.15mm 골재가 2 ~ 16%, 0.08mm 골재가 1 ~ 10%로 이루어지는 제1타입과; 40mm 골재가 100%, 30mm 골재가 95 ~ 100%, 25mm 골재가 80 ~ 100%, 20mm 골재가 55 ~ 90%, 13mm 골재가 46 ~ 80%, 10mm 골재가 40 ~ 70%, 5mm 골재가 28 ~ 55%, 2.5mm 골재가 19 ~ 42%, 0.6mm 골재가 7 ~ 26%, 0.3mm 골재가 4 ~ 19%, 0.15mm 골재가 2 ~ 13%, 0.08mm 골재가 1 ~ 7%로 이루어지는 제2타입과; 30mm 골재가 100%, 25mm 골재가 90 ~ 100%, 20mm 골재가 71~90%, 13mm 골재가 56 ~ 80%, 10mm 골재가 45 ~ 72%, 5mm 골재가 29 ~ 59%, 2.5mm 골재가 19 ~ 45%, 0.6mm 골재가 7 ~ 25mm, 0.3mm 골재가 5 ~ 17%, 0.15mm 골재가 3 ~ 12%, 0.08mm 골재가 1 ~ 7%로 이루어지는 제3타입과; 30mm 골재가 100%, 25mm 골재가 95 ~ 100%, 20mm 골재가 80 ~ 90%, 13mm 골재가 60 ~ 78%, 10mm 골재가 45 ~ 68%, 5mm 골재가 25 ~ 45%, 2.5mm 골재가 15 ~ 33%, 0.6mm 골재가 6 ~ 18%, 0.3mm 골재가 4 ~ 14%, 0.15mm 골재가 3 ~ 10%, 0.08mm 골재가 2 ~ 8%,로 이루어지는 제4타입으로 분포되며, 여기에서 체는 KS A 5101-1에 규정하는 금속망 체 53 mm, 37.5 mm, 31.5 mm, 26.5mm, 19 mm, 13.2 mm, 9.5mm, 4.75mm, 2.36mm, 600㎛, 300㎛, 150㎛, 75㎛에 해당한다.
고무계열의 고분자 개질재인 상기 SBS(Styrene Butadiene Styrene)는 중량 평균 분자량 50,000~100,000과 중량 평균 분자량 150,000~200,000 그리고 300,000~350,000 각 3종류가 혼합되어 이루어진 것이 바람직하다.
80메쉬 체를 통과한 폐타이어 고무 분말은 아스팔트와 콘크리트 도로포장의 소성변형 등 파손이 줄어 들게 되고 내구성이 증대되어 도로 수명이 늘어날 수 있으며 폐타이어 고무 분말을 혼합할 경우 소성변형 저항성은 4.6배 증가시켜 장기적인 수명 증진에 효과적이다.
상기 개질 아스팔트 혼합물에는 아스팔트 박리저감제 0.1 내지 2.0 중량%가 더 포함될 수 있다. 이 아스팔트 박리저감제는 비가 많이 오는 지역이나 침수로 인한 포장파손이 많은 곳에 적용하는 아스팔트 혼합물에 첨가하며, 수분민감성시험(TSR,Tensile Strength Ration, AASHTO T 283:2003) 결과, 85% 이상의 결과를 갖는 경우에는 아스팔트 박리저감제의 첨가가 요구되지 않을 수 있다.
상기 아스팔트 박리저감제는 주로 아민류인 양이온계 계면활성제(Cationic surface-active agent)나, 모노아민이나 디아민 또는 보다 높은 박리저감 효과를 나타내는 트리아민계의 BHMT(Bishexamethylenetri)Amine은 화학식 C12H29N3의 물질로서, 혼합아민(mixed amine)의 일종이며, 국내외 유수의 제조업자들에 의해 제공되는 것(예를 들면, 악조노벨 케미칼(Akzo Nobel Chemical)의 웨트픽스 비이(wetfix BE))을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다. 이는 비석유계 고분자물질의 특성상 기존 제품에 비해 낮은 온도에서 제품생산이 가능하므로, 폐아스콘 순환골재 내의 수분이나 신골재에 남아있는 수분으로 인한 혼합물의 박리문제를 해소하고, 아스팔트포장공사 완료 후에도 도로에서 공용중인 혼합물이 강설, 강우 등의 수분에 의한 아스팔트 박리로부터 발생하는 구멍패임(Pot-Hole)을 억제하는 효과를 갖게 한다. 상기 아스팔트 박리저감제는 수분민감성 시험결과 결과값이 85% 이하인 경우에 첨가하며, 2중량%를 초과하지 않아야 하며, 2중량%의 초과시에는 생산비가 상승하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
가열 아스팔트 혼합물에 있어서, 칼라아스콘을 생산하기 위하여 골재 배합물 100 중량부에 대하여 안료 0.1 ~ 3 중량부가 상기 가열 아스팔트 혼합물에 더 첨가될 수도 있다
상기 칼라아스콘에 사용되는 안료는 자연친화적인 분말이나 액상안료를 사용하고 중금속 등이 함유되지 않은 무기질 안료를 사용하여야 하고 140℃ 이상의 고온에서도 탈색, 변질되지 않아야 한다.
안료의 품질기준은 침입도(25℃ 기준) 50 ~ 100(0.1mm), 연화점은 암적색이 40 ~ 50℃ 적색 및 녹색이 60 ~ 100℃, 신도(15℃ 기준) 100cm 이상, 박막가열침입도 변화율 50% 이상을 만족하여야 한다.
칼라아스콘의 품질기준은 마샬 기준으로 안정도 500kg 이상, 흐름값 20~40(0.1mm), 공극율 3 ~ 6%, 포화도 70 ~ 85%, 다짐횟수 50회, 이다.
상기 개질 아스팔트 혼합물은 상술한 재활용 가열 아스팔트 혼합물에서 사용한 것과 동일하므로 신골재만 사용하는 가열 아스팔트 혼합물에서는 기술을 생략한다.
도 1에 도시되어 있는 것 같이 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치는 가열 아스팔트 혼합물의 주원료인 골재와 아스팔트와 채움재를 저장하는 원료저장공정 장치부와; 원료저장부에 저장된 골재를 가열장치에 이송하여 가열하는 가열공정 장치부와; 가열된 골재를 선별하고 저장하는 선별 저장공정 장치부와; 가열 및 선별된 골재를 계량하고, 개질아스팔트 혼합물을 제조하며 투입량을 계량하는 계량공정 장치부와; 계량공정 장치부에 계량된 골재와 개질아스팔트 혼합물을 믹서에 투입하여 혼합하는 혼합공정 장치부와; 상기 혼합공정 장치부에서 생산된 가열 아스팔트혼합물을 운반차량으로 운반하기 위하여 일시 저장하고 배출하는 배출공정 장치부와; 상기 가열공정 장치부와 계량공정 장치부에서 발생하는 먼지를 집진하여 혼합공정 장치부로 보내는 더스트회수공정 장치부와; 상기 원료저장공정 장치부, 가열공정 장치부, 선별 저장공정장치부, 계량공정 장치부, 혼합공정 장치부, 배출공정장치부 및 더스트회수장치부를 제어하는 제어장치부로 구성된다.
가열 아스팔트 혼합물의 제조장치는 순환골재를 사용하지 않고 신골재만 사용하므로 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치에서 제2드라이어와 순환골재용 골드빈만 사용하지 않으면 되므로 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치에 대해서만 상세히 설명한다.
도 2에 도시되어 있는 것 같이 상기 원료저장공정 장치부는 골재를 저장하는 골재 저장장치부와, 채움재를 저장하는 채움재 저장장치부와, 아스팔트를 저장하는 아스팔트 저장장치부와, 개질제 및 첨가제를 저장하는 기타 저장장치부로 구성된다.
상기 골재 저장장치부는 신골재 및 순환골재의 입도별로 분류된 다수개의 콜드빈으로 구성된다.
상기 콜드빈에 골재를 로딩하는 방법은 골재야적장에서 로우더로 퍼서 쏟아 붓는 것이 바람직하다.
신골재용 상기 콜드빈은 각 치수별, 종류별 3종 이상 분리 저장될 수 있게 입도별로 분리된 시설로 설치되어야 하며, 순환골재용 상기 콜드빈은 종류별, 치수별로 분리 저장할 수 있도록 분리된 시설로 설치되어야 한다.
상기 콜드빈은 골재를 일정한 양으로 유출시켜 드라이어로 보내기 위해 잠시 저장하는 시설이다.
상기 콜드빈은 지붕시설이 있어야 하며, 투입된 골재가 서로 섞이지 않게 콜드빈 호퍼 사이의 칸막이가 낮거나 투입하는 로우더의 폭보다 콜드빈 폭이 좁지 않아야 하며, 상기 콜드빈 앞의 경사를 확인하여 우수가 콜드빈 안으로 침투하지 않도록 한다.
상기 콜드빈의 하부에는 콜드빈 게이트가 설치되며 상기 콜드빈 게이트는 직선형 보다는 원호형식으로 되어 게이트의 유출량 조절이 용이하게 하는 것이 바람직하다.
그리고 아스팔트 혼합물 생산 시에 투입 골재가 항상 일정한 높이를 유지하는지 오퍼레이터가 상시 확인하기 위해 상기 콜드빈에 골재가 쌓여 있는 것을 볼 수 있는 카메라 시설이 콜드빈 호퍼 위에 설치되어야 한다.
또한 상기 콜드빈에는 콜드빈 명칭 판넬을 고정식으로 부착하고 골재종류를 표시해야 한다.
상기 채움재 저장장치부는 채움재를 1차 저장하는 채움재 사이로와, 일정 높이에 설치되어 중력으로 배출되기 쉽게 하는 채움재 빈과, 상기 채움재 사이로에서 상기 채움재 빈으로 이송하는 채움재 엘리베이터로 구성된다.
상기 아스팔트 저장장치부는 아스팔트 저장탱크와, 아스팔트를 일정 온도로 유지시키는 아스팔트 가열히터와, 아스팔트를 아스팔트 계량조로 보내는 이송펌프로 구성된다.
상기 아스팔트 저장탱크는 생산 전에 적정온도를 유지할 수 있어야 하며, 아스팔트 가열히터는 균일한 온도를 유지할 수 있도록 연료나 전기를 이용하여 가열한 열매체유로 간접 가열하는 방식이 바람직하며, 스트레이트 아스팔트는 130 ~ 170℃로 가열하여야 한다.
아스팔트 탱트는 아스팔트의 종류나 제조사가 다른 경우 구분하여 보관할 수 있도록 2개 이상인 것이 바람직하다.
기타 저장장치부는 개질제 및 첨가제를 저장하는 장치이며 각 종류별로 별도의 저장장치가 있어야 하며 필요 시 보온과 히팅을 해야 한다.
도 3에 도시되어 있는 것 같이 상기 가열공정 장치부는 신골재를 가열하는 제1드라이어와; 순환골재를 가열하는 제2드라이어와; 상기 제1드라이어와 제2드라이어에 1배치량을 투입하기 위하여 상기 콜드빈에서 일정량을 배출하는 각각의 콜드빈 피더(Cold Bin Feeder)와; 상기 콜드빈 피더에서 배출되는 골재를 상기 제1드라이어와 제2드라이어로 이송하는 골재컨베이어로 구성된다.
상기 콜드빈 피더(Cold Bin Feeder)는 상기 콜드빈 하부에 설치되어 벨트의 회전으로 골재를 이송시켜 상기 골재컨베이어에 떨어뜨리는 타입이고 VS모터를 이용하여 벨트의 회전 속도를 조정하여 유출량을 조정할 수 있어야 하며, 상기 콜드빈의 작동상태를 볼 수 있게 카메라를 설치하여 운전실에서 작동상태를 항상 감시할 수 있어야 하며, 모터 트립 시 운전실에 알람이 울리도록 해야 한다.
상기 골재컨베이어는 지붕 시설이 설치되어 우중에 비가 들어가지 않도록 해야 한다.
상기 제1드라이어와 제2드라이어는 골재의 건조 및 가열을 위한 장치로서, 생산 온도 유지에 적절한 품질관리와 장치 운용이 필요하며, 이를 위해 상시적인 장치 점검이 필요하고, 특히 드라이어에서 핫엘리베이터로 골재가 이동되는 중간에 슈트에 장착된 온도계의 작동 여부를 확인해야 한다.
상기 제1드라이어는 LNG, 중유 또는 벙커C유를 버너에서 연소하여 나온 화염으로 직접 신골재를 160~200℃로 가열하는 직접 가열방식이다.
상기 제2드라이어는 LNG, 중유 또는 벙커C유를 버너에서 연소하여 나온 화염이 순환골재의 표면에 직접 닿지 않도록 하여 130~170℃로 가열하는 간접 가열방식이고, 상기 제2드라이어는 1차 연소실 내통삽입형 구조로써 수평 회전식이고 원통 드럼 형상으로 횡형 드럼이 회전하는 로터리 타입이고, 골재를 가열하는 드라이어 본체와, 상기 드라이어 본체에 부착되고 상기 드라이어 본체에 열을 공급하는 연소장치와, 가열된 골재가 배출되는 배출호퍼와, 상기 드라이어 본체를 회전시키는 회전장치로 구성된다.
도 4에 도시되어 있는 것 같이 상기 선별 저장공정 장치부는 상기 제1드라이어에서 배출된 가열신골재를 저장하는 핫빈(Hot Bin)과; 제2드라이어에서 배출된 가열순환골재를 저장하는 서브빈(Sub-Bin)과; 가열신골재가 상기 핫빈에 저장되기 전에 가열골재를 입도분포에 맞게 채가름하며, 상기 핫빈의 상부에 설치되어 채가름된 후 중력에 의해 상기 핫빈으로 골재가 배출되는 핫스크린(HOt Screen)과; 제1드라이어에서 배출된 가열골재를 상기 핫스크린까지 상승 이송시키는 핫엘리베이터(Hot Elevator)와; 제2드라이어에서 배출된 가열순환골재를 상기 서브빈(Sub-Bin)까지 상승 이송시키는 스키퍼호퍼 유닛(Skipper Hopper Unit)으로 구성된다.
상기 제1드라이어에서 핫엘리베이터로 골재가 이동되는 중간에 슈트에는 온도계가 장착되어 가열골재의 온도를 체크해야 한다.
상기 핫스크린은 진동 스크린타입의 수평식을 사용하는 것이 바람직하며, 핫스크린에 사용되는 체의 크기는 생산하는 아스팔트 혼합물의 종류와 석산에서 골재를 생산할 때의 체크기를 검토하여 최적 입도의 골재가 상기 핫빈으로 공급될 수 있도록 해야 하며, 핫스크린의 체는 종류별로 예비 스크린을 보유하여 생산에 차질이 없도록 한다.
상기 핫엘리베이터터(Hot Elevator)는 가열된 골재를 체가름하여 핫빈에 저장하기 위해 드라이어에서 핫스크린까지 들어올려 송입하기 위한 수송장치로서 버켓 컨베이어 타입으로 제작되는 것이 바람직하다.
아스팔트 혼합물은 혼합입도에서 굵은 골재와 잔골재의 구분이 2.36mm이므로 SMA 포장과 같이 골재의 맞물림이 중요한 아스팔트 혼합물에서는 이를 적절히 조절할 수 있는 망을 하단에 설치하는 것이 바람직하며, 일반적으로 내구성을 감안하여 4.75mm 정도를 조절할 수 있도록 하고 굵은 골재는 9.5mm, 13.2mm, 26.5mm 등이 중요한 조절점이므로 이에 해당하는 크기의 골재가 적합하게 상기 핫빈에 저장되도록 상기 핫스크린을 설치하는 것이 바람직하다.
상기 핫스크린에서 골재가 순간적으로 체가름되기 때문에 만일 핫스크린을 13mm의 크기로 설치한다면 해당 핫빈에는 약 12mm 또는 11mm 이하의 골재가 주로 저장되고, 13~11mm 골재는 보다 큰 골재가 저장되는 핫빗에 저장될 수도 있다. 일반적으로 상기 핫스크린은 조절하고자 하는 골재 크기보다 약 10% 정도 큰 체망을 설치하는 것이 바람직하다.
상기 핫빈은 6mm, 15mm, 21mm, 40mm 등 4개 이상으로 설치되는 것이 표층용 밀립도 아스팔트 혼합물 및 기층용 아스팔트 혼합물까지 생산할 수 있다.
상기 핫빈은 아스팔트 혼합물의 생산에 사용되는 골재의 최종 계량 및 투입에 사용되는 장치로서, 생산 시의 품질관리를 위해서 레벨게이지가 적합하게 동작해야 한다. 일반적으로 레벨게이지는 생산관리를 위해 2개 이상이 설치되는 것이 바람직하다.
아스팔트 혼합물을 생산할 때 골재의 오버플로우가 발생하는 경우가 많으므로, 상기 핫빈에서 오버플로우가 발생한 골재와 오버사이즈로 분리된 골재를 별도로 저장할 수 있는 충분한 크기의 오버플로우 골재 저장빈이 설치되어야 하며, 오버플로우 골재 저장빈의 크기는 1시간 소요 골재의 10% 이상 적재할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
상기 제2드라이어에서 배출된 가열순환골재는 아스팔트가 녹아 있어 핫스크린으로 체가름을 하기 곤란하므로 가열 전에 입도를 철저히 관리하여 체가름 하지 않고 상기 서브빈(Sub-Bin)에 저장되며 상기 제2드라이어에서 상기 서브빈까지는 스키퍼호퍼 유닛(Skipper Hopper Unit)로 이송한다.
상기 스키퍼호퍼 유닛은 가열순환골재를 담기는 스키퍼호퍼와, 상기 스키퍼호퍼가 타고 올라가는 레일과, 상기 스키퍼호퍼를 와이어로 당기고 푸는 윈치장치부와 상기 레일를 지지하는 프레임부로 구성된다.
상기 윈치장치부는 와이어를 감고 푸는 와이어 드럼부와 와이어 드럼부를 감고 푸는 동력을 주는 모터 및 감속기로 구성된다.
도 5에 도시되어 있는 것 같이 상기 계량공정 장치부는 상기 핫빈 및 서브빈에 저장된 가열골재를 배출하여 계량하는 골재 계량조와, 아스팔트 저장탱크에 저장된 아스팔트를 배출하여 계량하는 아스팔트 계량조와, 채움재를 계량하는 채움재 계량조와, 회수더스트를 계량하는 회수더스트 계량조로 구성된다.
각각의 계량조에는 로드셀을 부착하여 무게를 측정하는 것이 바람직하며, 레벨게이지를 이용하여 무게를 측정할 수도 있다.
각각의 계량조는 밸브의 작동 및 개폐시에 재료의 외부 유출이 없어야 한다.
계량정도는 골재는 ± 1.5%, 스트레이트 아스팔트는 ± 0.1%, 더스트는 ± 0.5%를 유지할 수 있도록 계량용 제어기기가 설치되어야 한다.
도 6에 도시되어 있는 것 같이 상기 혼합공정 장치부는 골재, 채움재, 회수더스트, 개질아스팔트 혼합물을 혼합하는 믹서와; 개질 아스팔트 혼합물을 제조하며 투입량을 계량하여 상기 믹서에 투입하는 개질 아스팔트 혼합물 제조하고 제조된 개질 아스팔트 혼합물을 상기 믹서에 투입하는 개질아스팔트 혼합물 제조 및 투입 장치와; 상기 골재계량조에서 계량된 골재를 상기 믹서로 이송하는 계량골재 이송슈트와; 상기 채움재 계량조에서 계량된 채움재를 상기 믹서로 이송하는 채움재 이송슈트와; 상기 회수더스트 계량조에서 상기 믹서로 이송하는 회수더스트 이송슈트로 구성된다.
상기 믹서는 골재와 아스팔트가 인입되는 본체와, 상기 본체의 내에 설치되며 골재와 아스팔트를 혼합시키는 날개와, 상기 날개가 설치되는 회전되는 2축의 암과, 암을 구동시키는 모터와, 상기 암과 모터를 연결시키는 구동스프라켓과, 2축의 암을 서로 연결하여 같이 회전될 수 있게 하는 타이밍기어로 구성되고, 상기 본체의 상부와 하부에는 인입게이트와 배출 게이트가 형성되는 구조이다.
상기 믹서는 2축의 암이 서로 다른 방향으로 회전하며 골재 및 아스팔트를 혼합하는 타입이고, 라이너와 날개의 간극은 보통 3~5mm이어야 하고, 10mm 이상일 경우에는 혼합성이 낮아지므로 정상적으로 혼합되기 위해서 암 날개의 모서리 등이 마모되었을 경우 교체하여야 한다.
상기 믹서에서의 혼합시간은 마른비빔 0~10초, 젖은 비빔은 25~50초 사이로 혼합한다.
도 7에 도시되어 있는 것 같이 상기 더스트회수공정 장치부는 상기 가열공정 장치부, 선별 저장공정 장치부 및 계량공정 장치부에서 발생하는 먼지를 집진하여 혼합공정 장치부로 보내며, 큰입자를 포집하는 사이클론 타입의 1차집진기와, 상기 1차집진기에서 나온 배출공기 내의 미세입자를 포집하는 백필터 타입의 2차집진기와, 상기 1차집진기와 2차집진기에 흡입정압을 발생시키는 배풍기와, 배풍기에서 토출되는 가스를 배출하는 연도와, 상기 2차집진기에서 나온 더스트가 하부로 모이는 회수 더스트사이로와, 회수 더스트를 상기 혼합공정 장치부로 보내기 위해 저장해 놓는 회수 더스트빈과, 상기 회수 더스트사이로에서 상기 회수 더스트빈으로 더스트를 이송하는 회수 더스트엘리베이터로 구성된다.
상기 더스트회수는 상기 가열공정 장치부의 드라이어의 배출 핫가스에 포함된 더스트가 주를 이루고 상기 선별 저장공정 장치부의 핫스크린과 핫빈에서 발생하는 더스트와, 계량공정 장치부의 골재 계량 시 발생하는 더스트를 회수한다.
상기 1차집집진기에서 회수한 더스트는 로터리밸브로 더스트를 배출해서 더스트 컨베이어를 이용하여 핫엘리베이터로 보내지고 상기 2차집진기에서 회수한 더스트는 하부 스크류컨베이어로 더스트를 배출하여 회수 더스트 사이로로 보내지고 회수더스트엘리베이터를 이용하여 회수더스트 빈으로 올려서 중력으로 배출하여 계량하여 상기 혼합공정 장치부로 보낸다.
상기 1차집진기는 사이클론 타입으로 내부에 들어온 먼지가 포함된 배출가스를 사이크론 원추부에서 회전시키고 이때 발생한 원심력으로 먼지를 하부로 포집하고 센터파이프를 통해서 배출되어 백필터타입의 2차집진기로 보내져 미세입자를 포집하며, 상기 배풍기에서 상기 1차집진기와 2차집진기에 필요한 흡입정압을 발생시키고 상기 배풍기에서 토출되는 가스를 배출하는 연도를 통해 외부로 배출된다.
상기 1차집진기는 요소마다 다수 개 설치될 수 있으며 이때 배풍기는 별도로 설치될 수도 있다.
상기 2차집진기는 테프론이 코팅된 부직포로 된 백을 사용하므로 배기가스가 너무 높으면 백이 소손될 수도 있고 너무 낮으면 배기가스의 노점 이하로 내려가 결로가 생겨 배기가스에 포함된 황성분에 의해 황산이 생성되어 백을 부식시킬 수 있으므로 온도에 주의하여야 한다.
상기 배출공정 장치부는 연속 출하하거나 소정량 저장 후 출하하기 위한 아스콘 저장빈과, 상기 아스콘 저장빈의 하부에 설치되어 출하 시 개폐하는 빈게이트로 구성된다.
출하 시 혼합물의 온도는 140 ~ 180℃ 사이여야 하며 비접촉식 적외선 온도계로 매 배치 온도를 측정하여야 한다.
상기 제어장치부는 KS F 2349 가열 아스팔트 혼합물 및 GR F 4005-2009 재활용 가열 아스팔트 혼합물에 따른 품질 기준을 만족하기 위하여 상기 원료저장 장치부, 가열공정 장치부, 선별 저장공정 장치부, 계량공정 장치부, 혼합공정 장치부, 배출공정 장치부 및 더스트회수공정 장치부를 제어할 수 있게 구성되어야 하며 상세한 설명은 공지의 기술이므로 본 발명에서는 생략한다.
가열 아스팔트 혼합물의 제조장치는 순환골재를 사용하지 않고 신골재만 사용하므로 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치에서 제2드라이어와 순환골재용 골드빈만 사용하지 않으면 되므로 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 가열 아스팔트 및 재활용 가열 아스팔트 혼합물과 그 제조장치에 의하면, 양질이 가열 아스팔트 혼합물을 생산할 수 있고, 건축 폐기물인 폐 골재를 매립하지 않고 도로 표층용 또는 도로 기층용 아스팔트 콘크리트로 재활용함으로써, 폐자원의 활용이 극대화되고, 또 환경오염의 최소화와 매립지의 난이 해소됨은 물론 제조회사의 생산원가 절감에 기여하는 효과가 있으며, 본 발명의 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치를 이용하여 제품 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (7)

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  6. 도로 포장을 위해 폐아스콘 순환골재 5 ~ 90 중량%, 신골재 5 ~ 91 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에, 스트레이트 아스팔트 0.3 ~ 8 중량부와, 개질 아스팔트 혼합물 0.3 ~ 8 중량부를 포함하는 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치에 있어서,
    상기 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치는 가열 아스팔트 혼합물의 주원료인 골재와 아스팔트와 채움재를 저장하는 원료저장공정 장치부와;
    원료저장부에 저장된 골재를 가열장치에 이송하여 가열하는 가열공정 장치부와;
    가열된 골재를 선별하고 저장하는 선별 저장공정 장치부와;
    가열 및 선별된 골재를 계량하고, 개질아스팔트 혼합물을 제조하며 투입량을 계량하는 계량공정 장치부와;
    계량공정 장치부에 계량된 골재와 개질아스팔트 혼합물을 믹서에 투입하여 혼합하는 혼합공정 장치부와;
    상기 혼합공정 장치부에서 생산된 가열 아스팔트혼합물을 운반차량으로 운반하기 위하여 일시 저장하고 배출하는 배출공정 장치부와;
    상기 가열공정 장치부, 선별 저장공정 장치부 및 계량공정 장치부에서 발생하는 먼지를 집진하여 혼합공정 장치부로 보내는 더스트회수공정 장치부와;
    상기 원료저장공정 장치부, 가열공정 장치부, 선별 저장공정 장치부, 계량공정 장치부, 혼합공정 장치부, 배출공정 장치부 및 더스트회수공정 장치부를 제어하는 제어장치부로 구성되고,
    상기 원료저장공정 장치부는 골재를 저장하는 골재 저장장치부와, 채움재를 저장하는 채움재 저장장치부와, 아스팔트를 저장하는 아스팔트 저장장치부와, 개질제 및 첨가제를 저장하는 기타 저장장치부로 구성되고,
    상기 골재 저장장치부는 신골재 및 순환골재의 입도별로 분류된 다수개의 콜드빈(Cold Bin)으로 구성되며,
    상기 채움재 저장장치부는 채움재를 1차 저장하는 채움재 사이로와, 일정 높이에 설치되어 중력으로 배출되기 쉽게 하는 채움재 빈과, 상기 채움재 사이로에서 상기 채움재 빈으로 이송하는 채움재 엘리베이터로 구성되고,
    상기 아스팔트 저장장치부는 아스팔트 저장탱크와, 아스팔트를 일정 온도로 유지시키는 아스팔트 가열히터와, 아스팔트를 아스팔트 계량조로 보내는 이송펌프로 구성되며,
    상기 가열공정 장치부는 신골재를 가열하는 제1드라이어와;
    순환골재를 가열하는 제2드라이어와;
    상기 제1드라이어와 제2드라이어에 1배치량을 투입하기 위하여 상기 콜드빈에서 일정량을 배출하는 각각의 콜드빈 피더(Cold Bin Feeder)와;
    상기 콜드빈 피더에서 배출되는 골재를 상기 제1드라이어와 제2드라이어로 이송하는 각각의 골재컨베이어로 구성되고,
    상기 선별 저장공정 장치부는 상기 제1드라이어에서 배출된 가열신골재를 저장하는 핫빈(Hot Bin)과;
    제2드라이어에서 배출된 가열순환골재를 저장하는 서브빈(Sub-Bin)과;
    가열신골재가 상기 핫빈에 저장되기 전에 가열골재를 입도분포에 맞게 채가름하며, 상기 핫빈의 상부에 설치되어 채가름된 후 중력에 의해 상기 핫빈으로 골재가 배출되는 핫스크린(HOt Screen)과;
    제1드라이어에서 배출된 가열골재를 상기 핫스크린까지 상승 이송시키는 핫엘리베이터(Hot Elevator)와;
    제2드라이어에서 배출된 가열순환골재를 상기 서브빈(Sub-Bin)까지 상승 이송시키는 스키퍼호퍼 유닛(Skipper Hopper Unit)으로 구성되고,
    상기 계량공정 장치부는 상기 핫빈 및 서브빈에 저장된 가열골재를 배출하여 계량하는 골재 계량조와, 아스팔트 저장탱크에 저장된 아스팔트를 배출하여 계량하는 아스팔트 계량조와, 채움재를 계량하는 채움재 계량조와, 회수더스트를 계량하는 회수더스트 계량조로 구성되고
    상기 더스트회수공정 장치부는 큰입자를 포집하는 사이클론 타입의 1차집진기와, 상기 1차집진기에서 나온 배출공기 내의 미세입자를 포집하는 백필터 타입의 2차집진기와, 상기 1차집진기와 2차집진기에 흡입정압을 발생시키는 배풍기와, 배풍기에서 토출되는 가스를 배출하는 연도와, 상기 2차집진기에서 나온 더스트가 하부로 모이는 회수 더스트사이로와, 회수 더스트를 상기 혼합공정 장치부로 보내기 위해 저장해 놓는 회수 더스트빈과, 상기 회수 더스트사이로에서 상기 회수 더스트빈으로 더스트를 이송하는 회수 더스트엘리베이터로 구성되며,
    상기 혼합공정 장치부는 골재, 채움재, 회수더스트, 개질아스팔트 혼합물을 혼합하는 믹서와;
    개질 아스팔트 혼합물을 제조하며 투입량을 계량하여 상기 믹서에 투입하는 개질 아스팔트 혼합물 제조하고 제조된 개질 아스팔트 혼합물을 상기 믹서에 투입하는 개질아스팔트 혼합물 제조 및 투입 장치와;
    상기 골재계량조에서 계량된 골재를 상기 믹서로 이송하는 계량골재 이송슈트와;
    상기 채움재 계량조에서 계량된 채움재를 상기 믹서로 이송하는 채움재 이송슈트와;
    상기 회수더스트 계량조에서 상기 믹서로 이송하는 회수더스트 이송슈트로 구성되며,
    상기 배출공정 장치부는 연속 출하하거나 소정량 저장 후 출하하기 위한 아스콘 저장빈과, 상기 아스콘 저장빈의 하부에 설치되어 출하 시 개폐하는 빈게이트로 구성되는 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1드라이어는 LNG, 중유 또는 벙커C유를 버너에서 연소하여 나온 화염으로 직접 신골재를 160~200℃로 가열하는 직접 가열방식이며,
    상기 제2드라이어는 LNG, 중유 또는 벙커C유를 버너에서 연소하여 나온 화염이 순환골재의 표면에 직접 닿지 않도록 하여 160~200℃로 가열하는 간접 가열방식이고,
    상기 제2드라이어는 1차 연소실 내통삽입형 구조로써 수평 회전식이고 원통 드럼 형상으로 횡형 드럼이 회전하는 로터리 타입이고, 골재를 가열하는 드라이어 본체와, 상기 드라이어 본체에 부착되고 상기 드라이어 본체에 열을 공급하는 연소장치와, 가열된 골재가 배출되는 배출호퍼와, 상기 드라이어 본체를 회전시키는 회전장치로 구성되며,
    상기 콜드빈은 신골재용으로 각 입도별 종류별로 3종 이상 분리 저장되게 3개 이상 구비되고, 순환골재용으로는 종류별 치수별로 분리저장할 수 있도록 수량이 구비되는 것을 특징으로 하는 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 제조장치
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