KR101136810B1 - 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재 - Google Patents

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    • C08L95/005Aqueous compositions, e.g. emulsions

Abstract

본 발명은 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재에 관한 것으로, 19㎜ 이하의 입경을 갖는 골재 80~95 중량부; 아스팔트 4~12 중량부; 2,2′-[(1-메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시메틸렌)]비스옥시란 단독중합체{2,2′-[(1-Methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)]bisoxirane homopolymer}를 주제로 하고, 아미노도데칸(Aminododecane) 85~95 중량% 및 히드록시 말단 1,3-부타디엔 단독중합체{Hydroxy terminated 1,3-butadiene homopolymer} 5~15 중량%의 혼합물을 경화제로 하며, 상기 주제와 경화제는 1 : 0.5~2의 중량비율로 혼합하여 구성되는 에폭시수지 조성물 1~8 중량부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 아스팔트 대신, EVA수지 또는 석유수지로부터 선택되는 어느 1종 이상의 무색바인더를 동일한 양으로 포함되는 것을 특징으로 하고 있고, 상기 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재에 색상발현이 가능하도록 무기안료를 더욱 포함할 수도 있으며, 상기 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재의 상부에 주변 경관과의 조화와 다양한 색상구현이 가능하도록 칼라코팅재를 도포하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재로 시공된 도로 포장은 마샬안정도, 동적안정도, 복소탄성율, 인장강도, 신율 등의 물성이 현저히 개선되고 포장면의 밀도가 증가되는 관계로, 공극률의 감소 및 우수한 방수성이 확보됨에 따라 노면의 균열과 변형을 방지하고, 내유동 성능이 높은 포장재 구현으로 신축 팽창으로 인한 크랙과 파손 방지 및 충격하중에 대한 파괴가 감소되어 장기 내구성을 유지할 수 있으므로, 도로 보수에 따른 복잡한 도시교통 장해가 해소되는 효과가 있다.
또한, 기존의 구조물 보수용으로 사용되는 에폭시수지는 상온에서 강성을 나타내고 고온에서 즉시 경화하는 등 작업시간 확보에 많은 문제점을 나타내고 있으나, 본 발명에서 사용되는 가열형 에폭시수지 조성물은 아스팔트 포장재의 연성 및 신율 등의 물성이 현저히 개선되고, 기존 포장재와의 접착력이 증대되어 신구포장재 간의 일체화 구성이 가능하며, 그리고 다양한 색상구현에 의한 경관조형 및 외관일체성 확보가 가능할 뿐만 아니라, 고온가열 혼합방식에도 불구하고 4시간 정도 경화반응을 억제하는 특성을 보이고 있어 경화시간 지연으로 인한 작업성이 양호함과 동시에 시공시간 확보가 충분하므로 포장재의 결함으로 인한 교통사고 발생을 예방하는 효과를 발휘하게 된다.
본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재에 사용되는 안료는 무기안료로서 주로 천연 소재를 사용하기 때문에 오염물질이 용출되지 않고 탈색 및 변색이 되지 않으며, 주변 포장재와 동일한 색상을 나타낼 수 있어 깨끗하고 쾌적한 노면 환경을 반영구적으로 조성할 수 있고, 또한 포장재의 상부에 여러 가지 색상의 코팅재를 도포하여 주변 경관과의 조화와 다양한 색상구현이 가능하다.

Description

고내구성 에폭시 아스팔트 포장재{A HIGH DURABLE EPOXY ASPHALT PAVEMENT MATERIALS}
본 발명은 도로 및 교량 등의 포장에 대한 보수 또는 포장을 가열형 에폭시수지 조성물에 의해 발현시킨 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 19㎜ 이하의 입경을 갖는 골재 80~95 중량부, 아스팔트, EVA수지 또는 석유수지로부터 선택되는 어느 1종 이상의 무색 바인더 4~12 중량부, 2,2′-[(1-메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시메틸렌)]비스옥시란 단독중합체를 주제로 하고, 아미노도데칸 85~95 중량% 및 히드록시 말단 1,3-부타디엔 단독중합체 5~15 중량%의 혼합물을 경화제로 하며, 상기 주제와 경화제는 1 : 0.5~2의 중량비율로 혼합하여 구성되는 에폭시수지 조성물 1~8 중량부를 포함하여 이루어지는 고내구성 에폭시수지 포장재를 도로, 교량 등의 노면에 다짐형 또는 무다짐형으로 시공함으로써, 인장강도, 신율 등의 물성이 현저히 개선되어 포장재의 마샬안정도, 동적안정도, 밀도 등이 증가되고 공극률이 감소되기 때문에 노면의 균열과 변형이 방지되며, 또한 방수기능과 차량주행성능 향상 및 소음 감소뿐만 아니라 도로의 수명이 연장되어 잦은 도로 보수에 따른 복잡한 도시교통 장해를 해소하므로, 도로의 결함으로 인한 교통사고 발생을 예방하는 환경 친화적인 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재에 관한 것이다.
현재, 도로 포장의 조건은 교통량의 증대, 차량의 대형화 등에 의해 매년 악화하고 있다. 이와 같은 중교통 도로에서는 포장의 소성변형 발생이 현저하게 일어나고 있으며, 보수공사 사이클도 매년 짧아지고 있다. 그로 인하여 도로 이용자들은 공사 지체에 의한 불편과 시간손실 문제, 도로 주변의 주민들은 보수공사로 인한 소음 및 진동 등으로 주거환경이 악화하는 문제, 시공업자들은 교통규제 인원과 비용 등이 추가로 소요되는 등 많은 문제가 발생하고 있기 때문에, 이와 같은 상황에서 더욱 내구성이 있는 도로 포장재가 요구되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 많은 시도가 있어 왔는데, 최근 들어 아스팔트에 에폭시수지를 부가한 에폭시 아스팔트 조성물을 이용한 도로 포장은 포장의 수명을 증대시켰으며, 수명 증대와 함께 이를 가능한 한 양호하게 유지하려는 시도가 계속되고 있으나, 지금까지 개발된 여러 가지 에폭시 아스팔트 조성물은 상온형으로 사용됨에 따라 강도는 강한 반면, 균열저항성이나 시공성 등의 면에서 여전히 개선의 여지가 많고, 또한 혼합되는 골재 입도 등의 조건에 따라 물성이 좌우되는 문제점이 있었으며, 또한 최근의 교량 등의 구조물은 장대화하는 경향에 따라 종단균열이나 소성변형 발생에 의해 많은 문제가 발생되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원의 발명자는 아스팔트와 가소성 에폭시수지를 이용한 가열 아스팔트 포장 혼합물의 용도로서, 매우 높은 내유동성과 방수성능이 얻어지는 아스팔트용 에폭시 수지 조성물을 개발한 바 있으며, 동 기술은 특허 제10-0629902호로 등록되어 현재까지 도로 건설현장에서 유용하게 실시하고 있다.
한편, 본 발명은 본 발명자에 의해 개발된 상기 특허의 기술적 특징을 개선한 것으로, 콘크리트 또는 아스팔트 도로의 포장재, 교량의 강상판, 공항 활주로와 같은 각종 구조물 등의 시공 또는 보수에 사용되는 포장재에 가열형 에폭시수지 조성물을 포함함으로써, 아스팔트 포장재가 지니는 강성을 연성화시키면서 인장강도를 증진시키므로 구조물 위에 시공된 포장재의 파손을 막아주며, 또한 포장재의 공극률을 낮추어 방수기능의 향상은 물론 신구포장재간의 접착력을 증대시키고, 우수한 마샬안정도, 동적안정도 특성 등으로 소성변형 억제능력을 진일보시킨 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재를 얻을 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성한 것이다.
본 발명의 목적은, 도로, 교량 등의 포장에 사용되는 포장재에 인장강도와 신율이 우수한 가열형 에폭시수지 조성물을 포함함으로써 마샬안정도, 동적안정도, 인장강도, 신율 등의 물성이 현저히 개선되어 노면의 밀도가 증가되고 공극률이 감소됨으로써 우수한 방수기능이 확보됨은 물론, 포장재 접합면의 접착강도가 양호하게 되며, 또한 포장재 시공시의 경화시간은 지연되어 충분한 시공시간을 확보할 수 있기 때문에 작업성이 양호한 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 고내구성 아스팔트 포장재에 사용되는 가열형 에폭시수지 조성물과 더불어 아스팔트 또는 무색바인더에 무기안료를 포함하여 다양한 색상구현이 가능하며, 또한 상기 포장재 상부에 도로구조물용 칼라코팅재를 도포하여 미관을 고려하고 주변 경관과의 조화를 구현하는 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재는, 19㎜ 이하의 입경을 갖는 골재 80~95 중량부; 아스팔트 4~12 중량부; 하기 화학식 1로 나타내는 2, 2′-[(1-메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시메틸렌)]비스옥시란 단독중합체{2,2′-[(1-Methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)]bisoxirane homopolymer}를 주제로 하고, 하기 화학식 2로 나타내는 아미노도데칸(Aminododecane) 85~95 중량% 및 하기 화학식 3으로 나타내는 히드록시 말단 1,3-부타디엔 단독중합체{Hydroxy terminated 1,3-butadiene homopolymer} 5~15 중량%의 혼합물을 경화제로 하며, 상기 주제와 경화제는 1 : 0.5~2의 중량비율로 혼합하여 구성되는 에폭시수지 조성물 1~8 중량부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고 있다.
<화학식 1>
Figure 112011012379154-pat00001
(단, 상기 n=1~5이다.)
<화학식 2>
H2N(CH2)nCH3
(단, 상기 n=1~5이다.)
<화학식 3>
Figure 112011012379154-pat00002
(단, 상기 n=1~5이다.)
또한, 상기 아스팔트 대신 EVA수지 또는 석유수지로부터 선택되는 어느 1종 이상의 무색바인더를 동일한 양으로 포함하는 것을 특징으로 하고 있고, 상기 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재에 색상발현이 가능하도록 무기안료를 더욱 포함할 수도 있으며, 상기 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재의 상부에 주변 경관과의 조화와 다양한 색상구현이 가능하도록 칼라코팅재를 도포하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재로 시공된 도로 포장은 마샬안정도, 동적안정도, 복소탄성율, 인장강도, 신율 등의 물성이 현저히 개선되고 포장면의 밀도가 증가되는 관계로, 공극률의 감소 및 우수한 방수성이 확보됨에 따라 노면의 균열과 변형을 방지하고, 내유동 성능이 높은 포장재 구현으로 신축 팽창으로 인한 크랙과 파손 방지 및 충격하중에 대한 파괴가 감소되어 장기 내구성을 유지할 수 있으므로, 도로 보수에 따른 복잡한 도시교통 장해가 해소되는 효과가 있다.
또한, 기존의 구조물 보수용으로 사용되는 에폭시수지는 상온에서 강성을 나타내고 고온에서 즉시 경화하는 등 작업시간 확보에 많은 문제점을 나타내고 있으나, 본 발명에서 사용되는 가열형 에폭시수지 조성물은 아스팔트 포장재의 연성 및 신율 등의 물성이 현저히 개선되고, 기존 포장재와의 접착력이 증대되어 신구포장재 간의 일체화 구성이 가능하며, 그리고 다양한 색상구현에 의한 경관조형 및 외관일체성 확보가 가능할 뿐만 아니라, 고온가열 혼합방식에도 불구하고 4시간 정도 경화반응을 억제하는 특성을 보이고 있어 경화시간 지연으로 인한 작업성이 양호함과 동시에 시공시간 확보가 충분하므로 포장재의 결함으로 인한 교통사고 발생을 예방하는 효과를 발휘하게 된다.
본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재에 사용되는 안료는 무기안료로서 주로 천연 소재를 사용하기 때문에 오염물질이 용출되지 않고 탈색 및 변색이 되지 않으며, 주변 포장재와 동일한 색상을 나타낼 수 있어 깨끗하고 쾌적한 노면 환경을 반영구적으로 조성할 수 있고, 또한 포장재의 상부에 여러 가지 색상의 코팅재를 도포하여 주변 경관과의 조화와 다양한 색상구현이 가능하다.
이하에서는, 본 발명의 구성에 대한 작용을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명의 골재는 일반적으로 보통의 쇄석골재, 석분, 필러 등과 같이 밀실, 견고한 골재를 사용하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 19mm 이하의 입도를 갖는 양질의 골재를 사용함으로써 포장재의 공극률을 약 3% 이하로 유지시켜 공극에 의한 포장재의 변형을 최소화하며, 사용골재의 입도는 혼합물의 특성구현이 가능하도록 고품질의 골재를 적정 비율로 혼합함으로써 신구포장재 경계층 간의 박리를 방지하고 구조물의 내구성을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 골재는 재생골재를 전부 또는 일부 사용할 수 있다.
이하 본 명세서에서 "(가열형) 에폭시수지 조성물"은 본 발명에서 한정하고 있는 에폭시수지로 된 주제와 경화제를 혼합한 상태의 조성물을 의미하며, "에폭시수지 바인더 혼합물"은 상기 에폭시수지 조성물과 아스팔트 등의 바인더가 혼합되어 있는 상태의 혼합물을 의미하며, "고내구성 에폭시수지 포장재"는 골재와 상기 에폭시수지 바인더 혼합물을 혼합하여 도로에 포장할 수 있는 상태의 포장재를 말하는 것이다.
본 발명에서는 바인더로서 아스팔트를 사용하는 것이 경제적인 측면에서 바람직하고, 그 대신에 EVA수지 또는 석유수지로부터 선택되는 어느 1종 이상의 무색 바인더를 사용할 수 있으며, 상기 바인더는 19㎜ 이하의 입경을 갖는 골재 80~95 중량부 대비 4~12 중량부로 포함됨으로써 골재 상호 간의 결합을 강하게 하여 골재의 탈리를 방지하게 되며, 그로 인하여 포장재의 강도가 우수하게 될 뿐만 아니라 차량의 주행성을 향상시키게 되고, 포장재의 유연한 신축 팽창으로 인한 도로의 파손 방지 및 충격하중에 대한 파괴를 감소시키게 된다.
또한, 상기 바인더 중 무색 바인더는 아스팔트와 달리, 무기안료로 인한 우수한 발색 품질을 얻기에 유용하며, 이와 같은 무색의 바인더의 종류는 각별히 한정되는 것은 아니지만, EVA(Ethylene Vinyl Acetate)수지, 석유수지 등으로 된 무색의 수지에 프로세스오일이 혼합된 제품을 사용하는 것이 작업상 간편하고 효율적이다.
상기 바인더와 에폭시수지 조성물은 약 160±20℃의 온도에서 혼합하여 사용하며, 그 혼합비율은 바인더 4~12 중량부를 기준으로 후술하는 에폭시수지 조성물을 약 1~8 중량부 정도로 함유함으로써 본 발명의 목적과 효과를 유효하게 구현하게 된다. 만일 에폭시수지 조성물의 함량이 그보다 미달되는 경우 에폭시수지에 의한 물성 향상 효과가 거의 나타나지 않으며, 그보다 초과하는 경우 경제적이지 못할 뿐만 아니라 높은 점도와 경화성으로 인하여 작업성이 불량하므로, 상기 에폭시수지 바인더 혼합물의 총중량을 기준으로 할 때 에폭시수지 조성물의 함유량은 대략 10~60 중량%로 하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 에폭시수지 조성물에 사용되는 주제는 화학식 1로 나타내는 2,2′-[(1-메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시메틸렌)]비스옥시란 단독중합체로서, 화학식 1로 나타내는 화합물은 비스페놀(Bisphenol)-A와 에피클로로히드린(Epichlorohydrine)과 에폭시화 반응에 의하여 생성된 분자량 300~1,500이고, 분자구조 내에폭사이드기가 2개 이상인 디글리시딜 에테르(Diglycidyl Ether) 비스페놀-A형 에폭시수지를 말한다.
<화학식 1>
Figure 112011012379154-pat00003
(단, 상기 n=1~5이다.)
일반적으로 에폭시수지는 소성변형에 대한 저항성, 접착성과 방수성능, 내구성이 우수하고 경화성이 탁월하나, 상온에서 조기에 경화하는 성질을 지니고 있고 연성이 다소 부족하여 작업성 및 품질상의 제약이 있기 때문에, 상기 에폭시수지 바인더 혼합물에는 포장재의 균열 방지와 휨강도 증가를 목적으로 염화고무 등 공지의 강화제를 포장재의 물성에 큰 영향을 미치지 않는 범위 내에서 부가할 수 있으며, 그 밖에도 침강방지제 등 공지의 첨가제를 부가할 수 있다.
그리고 에폭시수지의 경화제로는 일반적으로 폴리아민, 폴리아미드 등을 사용하고 있으나, 이는 저온에서 에폭시수지를 경화시키기 위한 경화제인 반면, 본 발명의 에폭시수지 조성물에 사용되는 경화제는 화학식 2의 아미노도데칸 85~95 중량%, 화학식 3으로 나타내는 히드록시 말단 1,3-부타디엔 단독중합체{Hydroxy terminated 1,3-butadiene homopolymer} 5~15 중량%로 구성되는 혼합물을 사용함으로써 내유동 성능이 개선되어 자일렌, 부틸알콜 등의 유기용제를 사용할 필요가 없으므로 환경 친화적이며, 상기 아미노도데칸은 에폭시수지 조성물의 점도 조절과 침투성을 향상시킴과 동시에 경화시간을 지연시키며, 히드록시 말단 1,3-부타디엔 단독중합체는 주제와 반응하여 경화됨으로써 우수한 접착력을 발휘하게 된다.
<화학식 2>
H2N(CH2)nCH3
(단, 상기 n=1~5이다.)
<화학식 3>
Figure 112011012379154-pat00004
(단, 상기 n=1~5이다.)
상기 아미노도데칸과 히드록시 말단 1,3-부타디엔 단독중합체는 85~95 : 5~15 중량%로서 약 9배 정도의 중량비율로 혼합되며, 만일 상기 비율 미만으로 혼합할 경우에는 에폭시수지 조성물의 점도가 지나치게 높고 시공부위의 접합면에 대한 침투성이 저하되어 작업성과 시공품질이 불량하게 되고, 상기 비율을 초과하여 혼합할 경우에는 접착력과 인장강도, 신율 등의 물성이 저하됨을 확인할 수 있었다.
상기와 같은 이유로, 상기 주제와 경화제의 비율은 대략 1 : 0.5~1의 중량비율로 혼합하는 것이 작업성과 접착력 측면에서 가장 바람직하고, 시공되는 온도와 습도 등의 주변상황에 따라 1 : 0.5~2의 중량비율로 혼합하여 사용한다.
또한, 상기 에폭시수지 조성물에 저온에서 경화를 가속화시킬 수 있는 경화촉매를 첨가하여 제조할 수도 있는바, 본 발명의 에폭시수지 조성물과 에폭시수지 바인더 혼합물의 제조는 본 발명자가 개발한 특허 제10-0629902호(등록일 2006. 9. 22)에 개시되어 있는 아스팔트 포장용 에폭시수지 조성물의 방법과 다소 유사하지만, 본 발명은 상기 발명을 기초로 하여 현장에 더욱 적합하도록 물성을 개량한 기술이다.
아래 표 1은 상기 주제와 경화제를 1 : 0.5~1의 중량비율로 혼합하여 제조한 에폭시수지 조성물의 물성을 시험한 결과를 나타내었으며, 표 2는 상기 바인더와 에폭시수지 조성물을 65 : 35의 중량비율로 교반기로 혼합한 에폭시수지 바인더 혼합물의 물성을 시험한 결과를 나타내었다.
Figure 112011012379154-pat00005
물성 기준 아스팔트/
에폭시수지 조성물
무색바인더/
에폭시수지 조성물
비고
비중 1.00~1.03 1.104 1.015 JIS K2207
침입도(/10㎜) 20~30 27 28 JIS K2207
연화점(℃) 70~90 83 79 JIS K2207
점도(160℃, 3시간 양생, cps) <10,000 6,700 5280 JIS K7233
25℃에서의 인장강도(MPa) >2.0 3.4 3.2 JIS K7113
25℃에서의 신율(%) >100 238 279 JIS K7113
그리고 본 발명에서 다양한 색상구현을 위해 추가적으로 사용하는 무기안료는 천연 또는 침강 탄산칼슘, 고령토, 인조 또는 천연 규산알루미늄류 및 산화물 수화물류, 이산화티타늄, 새틴화이트, 돌로마이트(dolomite), 운모(mica), 금속 플레이크, 벤토나이트(bentonite), 금홍석(rutile), 수산화마그네슘, 석고, 층상규산염류, 탈크, 규산칼슘 및 기타 종래기술에 알려져 있는 천연 골재류 중에서 선택된 것을 어느 1종 또는 2종 이상 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 사용량은 전체 포장재를 기준으로 0.5~5 중량부 정도로 포함하는 것이 포장재의 공극률 및 강도를 저하시키지 않으며, 아울러 주변 구조물과의 색상을 자연스럽게 유지하고 탈색 및 변색이 발생되지 않는다.
또한, 본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재는 그 상부에 주변 경관과의 조화와 다양한 색상구현이 가능하도록 수성이나 유성 또는 분말상의 칼라코팅재를 도포할 수도 있다. 본 발명에서는 인장강도와 신율이 우수한 에폭시수지 조성물을 사용함으로써 상기 칼라코팅재는 하부 포장재와의 상용성과 부착성이 더욱 우수하여 표면마찰에 대한 내구성이 종전보다 양호하게 되며, 상기 칼라코팅재의 종류와 기능은 당업계에 공지된 것이므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재를 이용한 시공방법은, 도로 및 교량의 파손된 시공부위 또는 상판을 청소하는 제1단계, 청소가 완료된 시공부위에 에폭시수지 조성물을 산포하는 제2단계, 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재를 포설하는 제3단계, 롤러 또는 콤팩터로 다짐하고 양생하는 제4단계로 이루어지는 다짐형 시공방법과 상기 제4단계를 단순히 표면정리 및 양생하는 무다짐형 시공방법을 선택적으로 실시할 수 있다.
상기와 같은 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재를 이용한 시공방법은, 도로 및 교량의 보수용 또는 표층용으로 주로 사용될 수 있으며, 상기 제1단계에 있어 보수용으로는 도로 및 교량의 파손된 부위를 절삭기로 절삭하거나 컷팅 및 브래이커에 의하여 절삭 후 잔류물을 처리하고, 쇼트브라스트, 브로워, 고압 에어리스 등으로 포장부위를 미리 청소하는 것이 필요하다.
상기 시공방법의 제2단계에서 사용하는 에폭시수지 조성물은 기존 노면과 그 위에 포장되는 에폭시수지 포장재의 부착을 증진시켜 표층의 박리를 방지하기 위한 것으로, 청소가 완료된 포장 부위에 에폭시수지 조성물을 산포하는 것이 작업성과 침투성, 부착성 등의 측면에서 바람직하다.
본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재를 이용한 다짐형 시공방법의 일례를 설명하면, 아스콘 플랜트에서 160±20℃의 고온에서 상기 포장재 혼합물을 생산하고, 덤프트럭으로 운반하여 피니셔로 포설한 다음, 1차 전압은 130±20℃에서 10~12ton 마카뎀 롤러 2~6회 왕복, 2차 전압은 90± 20℃에서 8~10ton 타이어 롤러로 4~10회 왕복, 3차 전압은 70±20℃에서 7~8ton 탄뎀 롤러로 2~6회 왕복하여 표층면을 포장한 다음, 표면정리 과정 및 양생과정을 거쳐 포장이 완료된다.
또한, 본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재를 이용한 무다짐형 시공방법의 일례를 설명하면, 아스콘 플랜트 또는 현장플랜트에서 160±20℃의 고온에서 상기 포장재 혼합물을 생산하고, 가열형 아스콘 믹서트럭 또는 현장용 운반차량으로 운반하여 시공부위에 포설 후 손장비 또는 소형 롤러 스크리드로 표면마무리 과정 및 양생과정을 거쳐 포장이 완료된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 수많은 현장실험을 거쳐 완성되었으나, 이하에서는 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예와 실험예를 통하여 본 발명을 설명하며, 실시예 1 내지 실시예 3을 기준으로 비교예 1과 비교예 2를 직접 비교하기 위한 공시체 제조과정과 시험결과를 나타내고 있다.
<실시예 1> ~ <실시예 3>
양질의 골재 93.3 중량%, 아스팔트에 가열형 에폭시수지 조성물을 각각 20, 35, 40%의 중량비율로 함유한 에폭시수지 바인더 혼합물 6.7 중량%를 혼합한 에폭시수지 포장재를 아래 [표 3]과 같은 조건으로 배합하여 공시체를 제작하였다.
배합의 종류(중량%) 실시예 1 실시예 2 실시예 3
골재(4.75~13.2㎜) 25.2
골재(2.36~4.75㎜) 11.7
굵은 모래 26.2
석분 3.7
필러 3.7

에폭시수지 바인더
혼합물
6.7
(아스팔트 80%)
(에폭시 20%)
6.7
(아스팔트 65%)
(에폭시 35%)
6.7
(아스팔트 60%)
(에폭시 40%)
<비교예 1> ~ <비교예 2>
비교예에 따른 공시체 제작은 상기 [표 3]과 같은 입경을 갖는 골재로 구성하되, 바인더로서 에폭시수지 조성물을 함유하지 않은 통상의 아스팔트 또는 개질아스팔트를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하다.
<실험예>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2에서 각각 제조된 포장재 공시체를 한국산업규격에 규정된 시험기준에 따라 5회 반복측정하고 그 평균값을 아래 [표 4]에 나타내었다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
마샬안정도
(㎏/㎠)
3,600 5,300 7,150 1,000 1,500
동적안정도
(회/㎜)
38,000 72,000 83,000 1,000 4,000
공극률(%) 1.9 1.8 1.7 4.5 3.5
상기 [표 4]에서와 같이, 본 발명에 따라 제조된 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재로 시험한 실시예 1 내지 실시예 3은 바인더 혼합물에 인장강도와 신율이 우수한 가열형 에폭시수지 조성물을 첨가함으로써 포장재의 마샬안정도, 동적안정도 등의 물성이 현저히 개선된 것으로 나타났으며, 특히 포장면의 밀도가 증가되고 공극률이 감소되기 때문에 콘크리트 노면의 균열과 변형을 방지하고 장기 내구성을 유지할 수 있어 도로 보수에 따른 복잡한 도시교통 장해가 해소되는 효과가 있으며, 아울러 본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재로 시공된 도로 포장은 노면과 타이어와의 마찰이 크기 때문에 우천 시에도 차량이 잘 미끄러지지 않고, 시공이 간편하여 손상된 노면의 보수가 용이하며, 그리고 에폭시 재료의 특성상 내유동성에도 강하다는 장점이 있다.
따라서 본 발명의 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능한 것으로, 콘크리트 또는 아스팔트 도로의 포장재, 교량의 강상판, 공항 활주로, 항만구조물 등의 시공 또는 보수 시의 포장재로서 다양한 용도와 형태로 사용되어 질 수 있다.

Claims (7)

19㎜ 이하의 입경을 갖는 골재 80~95 중량부;
아스팔트 4~12 중량부;
하기 화학식 1로 나타내는 2,2′-[(1-메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시메틸렌)]비스옥시란 단독중합체{2,2′-[(1-Methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)]bisoxirane homopolymer}를 주제로 하고, 하기 화학식 2로 나타내는 아미노도데칸(Aminododecane) 85~95 중량% 및 하기 화학식 3으로 나타내는 히드록시 말단 1,3-부타디엔 단독중합체{Hydroxy terminated 1,3-butadiene homopolymer} 5~15 중량%의 혼합물을 경화제로 하며, 상기 주제와 경화제는 1 : 0.5~2의 중량비율로 혼합하여 구성되는 에폭시수지 조성물 1~8 중량부;
를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재.
<화학식 1>
Figure 112012018297655-pat00006

(단, 상기 n=1~5이다.)
<화학식 2>
H2N(CH2)nCH3
(단, 상기 n=1~5이다.)
<화학식 3>
Figure 112012018297655-pat00007

(단, 상기 n=1~5이다.)
19㎜ 이하의 입경을 갖는 골재 80~95 중량부;
EVA수지 또는 석유수지로부터 선택되는 어느 1종 이상의 무색 바인더 4~12 중량부;
하기 화학식 1로 나타내는 2,2′-[(1-메틸에틸리덴)비스(4,1-페닐렌옥시메틸렌)]비스옥시란 단독중합체{2,2′-[(1-Methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)]bisoxirane homopolymer}를 주제로 하고, 하기 화학식 2로 나타내는 아미노도데칸(Aminododecane) 85~95 중량% 및 하기 화학식 3으로 나타내는 히드록시 말단 1,3-부타디엔 단독중합체{Hydroxy terminated 1,3-butadiene homopolymer} 5~15 중량%의 혼합물을 경화제로 하며, 상기 주제와 경화제는 1 : 0.5~2의 중량비율로 혼합하여 구성되는 에폭시수지 조성물 1~8 중량부;
를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재.
<화학식 1>
Figure 112012018297655-pat00008

(단, 상기 n=1~5이다.)
<화학식 2>
H2N(CH2)nCH3
(단, 상기 n=1~5이다.)
<화학식 3>
Figure 112012018297655-pat00009

(단, 상기 n=1~5이다.)
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고내구성 아스팔트 포장재에 색상발현이 가능하도록 무기안료를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고내구성 아스팔트 포장재의 상부에 주변 경관과의 조화와 다양한 색상구현이 가능하도록 칼라코팅재를 도포하는 것을 특징으로 하는 고내구성 에폭시 아스팔트 포장재.
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