KR101154450B1 - 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 도로의 미끄럼 저항을 증대시켜 사고를 예방하기 위한 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법에 에 관한 것이다. 본 발명에 따른 미끄럼 방지 도포방법은, MMA 수지 24.5중량%, 탄산칼슘 35.5중량%, 안료 2.4중량%, 칙소제 0.9중량%, 규사 3호사 24.5중량% 및 규사 7호사 12.2중량%을 혼합한 혼합물을 교반하는 단계; 교반된 혼합물에 혼합물 100중량부에 대하여 경화제 0.9~1.8중량부를 혼합하는 단계; 및 경화제가 혼합된 혼합물을 노면에 엠보싱 형태로 도포하는 단계;를 포함한다.

Description

미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법{NON-SLIP PAVEMENT AND COATING METHOD FOR NON-SLIP INCREASED SLIPPING RESISTANCE}

본 발명은 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 도로의 미끄럼 저항을 증대시켜 사고를 예방하기 위한 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법에 에 관한 것이다.

미끄럼 방지 포장이란 노면의 미끄럼 저항이 낮아진 곳, 도로의 평면 및 종단 선형이 불량한 곳 등에서 포장면의 미끄럼 저항력을 높여 주어 자동차의 제동 거리를 짧게 하기 위한 목적으로 설치되는 시설을 말한다.

이러한 미끄럼 방지 포장의 기능은 미끄럼 저항을 충분히 확보하지 못한 곳이나 도로선형이 불량한 구간에서 표면에 신재료를 추가하거나 도로 표면의 일부를 제거하는 방법으로 포장의 미끄럼 저항을 높여 자동차의 안전 주행을 확보하는 것이다.

또한, 미끄럼 방지 포장은 운전자의 주의를 환기시켜 안전 운행을 도모하는 부수적인 기능도 가지고 있다.

미끄럼 저항은 자동차 타이어와 도로면 사이의 마찰력(또는 마찰 저항)을 의미하고, 마찰력은 노면의 상태나 타이어의 종류에 따라 큰 차이가 있으며, 이러한 노면의 마찰 특성은 일반적으로 미끄럼 마찰계수(friction factor)로 정량화하고 있다. 마찰계수는 평면을 따라 운동하는 물체의 마찰 저항력(F)을 마찰력에 작용하는 수직력(L)로 나누어 구할 수 있다.

이와 같이 노면이 제공해야 할 최소한의 마찰력은 도로의 기하구조 및 교통조건에 따라 다르므로 [표 1]의 최소 마찰계수 기준표와 같이 도로 및 교통조건에 따라 도로를 S1~S4의 4개 등급으로 분류하였다.

구 분	정 의	최소 요구 마찰계수			마찰계수의 종류
		위험도 1	위험도 2	위험도 3
S1 (마찰력 확보가 매우 중요한 구간)	1) 설계 속도 60km/시 이상인 도로의 교통신호 또는 횡단보도 접근부 2) 도시 지역도로의 교통신호, 횡단보도 또는 비슷한 위험개소의 접근부 3) 5% 이상의 내리막 경사에서 곡선 반경이 “도로의 구조?시설 기준에 관한 규정”에서 정한 값보다 작게 설계된 곳 4) 고속도로로서 S2의 1), 2)항에 해당하는 구간	57 37	67 44	77 50	BPN SN
S2 (마찰력 확보가 중요한 구간)	1) 설계 속도 60km/시 이상이 되는 도로로서 곡선 반경이 “도로의 구조?시설 기준에 관한 규정”에서 정한 값보다 작게 설계된 곳 2) 5% 이상의 내리막 경사가 100m 이상인 곳 3) 고속도로 일반구간 4) 상업용 자동차 교통량이 250대/차로/일 이상인 도로의 주요 교차로 접근부	47 31	57 37	67 44	BPN SN
S3 (평균 조건)	직선 또는 곡선 반경이 큰 구간으로서 다음에 해당되는 도로 1)주요 간선도로 또는 자동차 전용도로 2)상업용 자동차 교통량이 250대/차로/일 이상인 일반도로	32 21	47 31	57 37	BPN SN
S4 (마찰력이 중요하지 않은 구간)	교통량이 적은 도로의 일반 직선 구간	32 21	42 27	47 31	BPN SN

상기 [표 1]에서 마찰계수의 종류인 BPN(British Pendulum Number)은, 미끄럼 마찰저항을 BPT(British Pendulum Tester)를 이용하여 정량화한 값으로 이 값이 클수록 마찰력이 크고, SN(Skid Number)은, ASTM E 274 시험법(Standard Test Method for Skid Resistance of Paved Surface Using a Full-Scale Tire)에 따라 미국 K. J. Law사에서 제작한 모델 M1290의 자동식 미끄럼저항 측정기를 통해 얻어지는 미끄럼 저항값으로 이 값이 클수록 마찰력이 크다.

그리고 상기 [표 1]에서 위험도를 3등급으로 분류한 것은, S1~S4 중에서 같은 등급이라 하더라도 그 지역에 미끄럼이 동반된 사고(또는 노면 마찰력이 더 높았더라면 방지할 수 있는 사고)건 수가 많다면 더 높은 마찰계수가 필요한 구간이므로, 이를 고려하기 위함이며, 위험도 등급이 높을수록 미끄럼에 의한 사고가 빈번한 경우이다.

[표 1]에 표시된 바와 같은 마찰계수를 증대시키기 위하여 표면에 신재료를 추가하거나 도로 표면의 일부를 제거하는 방법 등이 사용되고 있다.

이 중 도포 표면에 신재료를 추가하는 형식으로는, 개립도 마찰층을 형성하는 방식, 슬러리실을 형성하는 방식, 수지계 표면처리하는 방식이 있다. 또한 표면의 재료를 제거하는 형식으로는, 그루빙을 형성하는 방식, 숏 블라스팅하는 방식, 노면 평삭을 하는 방식이 있다.

이중에서 수지계 표면처리 방식은 현재 국내에서 가장 많이 사용되고 있는 미끄럼 방지 포장 형식으로, 일반적으로 미끄럼 방지시설 또는 미끄럼 방지 포장이라 하면 이 형식을 말하고 있다. 수지계 표면처리 방식으로는, 프라이머 도포→액상 도포→규사 살포→코팅하는 방식, 프라이머 도포→액상 도포→넌스립 효과 생성→코팅하는 방식, 액상 도포→넌스립 효과 생성하는 방식, 프라이머 도포→액상 도포→세라믹 골재 살포→코팅하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그런데 수지계 표면처리 방식으로는 BPN 값이 70을 넘기가 어려워 마찰력 확보가 매우 중요한 구간인 S1 등급의 위험도 3인 구간에서 요구되는 최소 마찰계수인 BPN 77을 나타내지 못하는 문제점이 있었다. 따라서 마찰력 확보가 매우 중요한 구간에서 충분한 마찰계수를 확보하지 못하여 사고 위험이 높은 구간에 대한 대비가 미흡한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마찰력 확보가 매우 중요한 구간인 S1 등급에서 위험도 3에서 요구되는 최소 마찰계수를 초과하여 BPN 90 이상을 확보할 수 있는 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 도포방법에 관한 것으로, MMA 수지 24.5중량%, 탄산칼슘 35.5중량%, 안료 2.4중량%, 칙소제 0.9중량%, 규사 3호사 24.5중량% 및 규사 7호사 12.2중량%을 혼합한 혼합물을 교반하는 단계; 교반된 혼합물에 혼합물 100중량부에 대하여 경화제 0.9~1.8중량부를 혼합하는 단계; 및 경화제가 혼합된 혼합물을 노면에 엠보싱 형태로 도포하는 단계;를 포함한다.

이때 상기 경화제가 혼합된 혼합물은 뿜칠에 의해 엠보싱 형태로 도포되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 혼합물에는 혼합물 100중량부에 대하여 토르마린 1.2중량부가 추가적으로 첨가될 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 미끄럼 방지 포장재는, MMA 수지 24.5중량%, 탄산칼슘 35.5중량%, 안료 2.4중량%, 칙소제 0.9중량%, 규사 3호사 24.5중량% 및 규사 7호사 12.2중량%을 혼합하여 이루어진다.

본 발명에 따른 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법에 의하면, 마찰력 확보가 매우 중요한 구간인 S1 등급에서 위험도 3에서 요구되는 최소 마찰계수를 초과하여 BPN 90 이상을 확보할 수 있어 위험도가 높은 구간에서도 확실한 미끄럼 방지가 가능하여 사고 발생을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미끄럼 방지 도포방법의 구성을 도시한 순서도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 포장재 및 미끄럼 방지 도포방법에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 미끄럼 방지 도포방법의 구성을 도시한 순서도이다.

본 발명은 마찰력 확보가 매우 중요한 구간인 S1 등급의 위험도 3인 구간에 대한 마찰력 확보를 위한 것이지만, S1 등급의 위험도 1이나 2 또는 S2~S4 등급의 구간에서도 마찰력이 우수한 것이 바람직하므로 폭 넓게 활용될 수 있다.

본 발명의 주요 재료는 MMA 수지, 탄산칼슘, 안료, 칙소제, 규사 3호사, 규사 7호사 및 경화제이고, 음이온 발생을 위해 토르마린이 추가적으로 첨가될 수 있다.

이때 MMA 수지 24.5중량%, 탄산칼슘 35.5중량%, 안료 2.4중량%, 칙소제 0.9중량%, 규사 3호사 24.5중량% 및 규사 7호사 12.2중량% 사용되고, 경화제는 상기 재료들을 혼합한 혼합물 100중량부에 대하여 0.9~1.8중량부만큼 사용된다.

본 발명을 실시하기 위하여 먼저 MMA 수지 24.5중량%, 탄산칼슘 35.5중량%, 안료 2.4중량%, 칙소제 0.9중량%, 규사 3호사 24.5중량% 및 규사 7호사 12.2중량%를 혼합한 혼합물을 교반기에 투입하여 교반한다.

상기 MMA 수지는 Methyl Methacryl Resin으로서, 접착제와 코팅제 및 페인팅용 바인더로서 활용되기도 한다. 보통 도로 포장공사, 바닥제, 변색방지를 위한 상도코팅제, 몰타르화한 콘크리트보수 등 건축과 토목용으로 사용되는 접착제로서 저온속성 경화성과 우수한 접착성, 내마모성, 내충격성 등의 우수한 특징을 갖춘 수지이다. 특히 본 발명에서 적용되면 짧은 시간 동안 저온에서도 빠른 경화를 하기에 도로의 통제를 오랜 시간 유지하지 않고도 포장 작업을 완수할 수 있으며, 우수한 접착력이 있어서 도로에 깊숙히 침투하여 규사가 침식되는 현상을 막는다. 물론 내마모성과 내충격성이 우수하여 도로 자체의 내구성을 향상시키며, 내약품성도 뛰어나 빗물이나 특별한 불순물에 의한 화학변화에도 강하다. 또한 자외선 등의 태양광에 적응 능력이 뛰어나 본 발명에 따른 안료의 색감이 변색되는 현상을 차단한다.

상기 탄산칼슘(CaCO₃)은 일반적으로 중탄이라고도 불리우며 방해석을 미세한 입자로 파쇄한 것을 말한다. 상기의 탄산칼슘은 도막강도를 강하게 하며 도막 수축을 방지하는 역할을 한다.

안료(Pigment)는 원하는 색상을 다양하게 표현할 수 있는 물질을 말하며, 유기안료, 형광안료, 축광안료, 진주안료에서 선택되는 어느 하나 이상의 안료가 사용될 수 있다.

칙소제는 교반을 하면 젖음성에 의하여 용액의 점도가 저하되고 방치하면 점도가 회복되는 성질을 가진 재료를 의미하고 이러한 특성을 칙소성(thixotropic property)이라고 한다. 상기 칙소성이 높으면 점도가 높고 롤링성이 나빠지고 도포 이후 무너짐이 적어지고, 칙소성이 낮으면 번짐이 쉽게 이루어지며 도포 이후 쉽게 무너질 수 있다.

이러한 칙소제는, MMA 수지가 경화반응이 시작되기 직전에 점도가 급격히 감소하는 최소점도구간이 나타나고, 이때 미끄럼 저항을 위해 첨가되는 규사의 침전이 발생하기 쉬우므로, 이를 방지하기 위하여 사용된다.

규사 3호사는 입경 1.4~2.5㎜이고, 규사 7호사는 입경 0.28㎜ 이하이다. 이러한 규사 3호사와 7호사가 2 : 1의 중량비로 혼합되어 칙소제에 의해 도포층의 상단에 위치되어 서로 다른 입경을 나타냄으로서 미끄럼 저항성을 향상시키게 된다(단계 S10).

이와 같이 교반기에 투입되어 혼합된 혼합물에는 혼합물 100중량부에 대하여 0.9~1.8중량부의 경화제가 첨가된다(단계 S20).

이후 경화제가 혼합된 혼합물은 노면에 도포되는데, 이때 노면에 요철을 갖는 엠보싱 형태로 도포되는 것이 바람직하다. 엠보싱 형태의 도포를 위해서는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 엠보싱를 형성하기 위한 기계가 사용될 수 있고, 또는 뿜칠에 의해 엠보싱를 형성할 수도 있다.

이러한 엠보싱는 본 발명에 따른 혼합물이 경화되는 동안 그 형태가 유지되어야 하며, 이는 본 발명에 따른 칙소제가 담당한다(단계 S30).

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 엠보싱 형태에 의해 1차적인 미끄럼 저항이 형성될 뿐만 아니라, 입경이 다른 규사가 표면에 도출됨에 따라 2차적인 미끄럼 저항이 형성된다. 그리고 본 발명에서는 칙소제가 사용되어 이러한 엠보싱 형태를 생성하게 하고 규사의 표면 도출을 가능하게 한다.

또한 본 발명에 기재된 재료들의 배합비율은 본 발명에 따른 최상의 효과를 달성하기 위한 것으로, 현장 여건이 변경되더라도 BPN 90 이상의 마찰계수를 발휘할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 어떠한 경우라도 S1 등급의 위험도 3에 해당하는 최소 마찰계수인 BPN 77 이상을 충족할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

특히, 본 발명에서 사용된 구성의 배합비율은 소숫점 이하 1자리에서 정리된 것이므로, 각 배합비율에서 ±0.05중량%는 본 발명에 따른 구성의 배합비율에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (4)

1. MMA 수지 24.5중량%, 탄산칼슘 35.5중량%, 안료 2.4중량%, 칙소제 0.9중량%, 규사 3호사 24.5중량% 및 규사 7호사 12.2중량%을 혼합한 혼합물을 교반하는 단계;
   교반된 혼합물에 혼합물 100중량부에 대하여 경화제 0.9~1.8중량부를 혼합하는 단계; 및
   경화제가 혼합된 혼합물을 노면에 엠보싱 형태로 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 도포방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 경화제가 혼합된 혼합물은 뿜칠에 의해 엠보싱 형태로 도포되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 도포방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 혼합물에는 혼합물 100중량부에 대하여 토르마린 1.2중량부가 추가적으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항이 증대된 미끄럼 방지 도포방법.
4. MMA 수지 24.5중량%, 탄산칼슘 35.5중량%, 안료 2.4중량%, 칙소제 0.9중량%, 규사 3호사 24.5중량% 및 규사 7호사 12.2중량%을 혼합하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 포장재.

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