KR101240540B1 - 운반이 용이한 아스콘을 사용하여 포장하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 운반이 용이한 아스콘을 사용하여 포장하는 방법은 간접가열 믹서 내부온도가 40-150℃인 상태에서 추가 가열을 멈추고, 바순골재, 규사, 콩자갈, 칼라 골재, 인조석, 종석, 폐시멘트를 분쇄 선별한 재상골재 또는 폐아스콘을 분쇄 선별한 재생골재 중에서 선택한 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 상온의 골재 100 중량부에 120-180℃로 가열된 아스팔트 3-8 중량부를 혼합하여 상기 골재의 표면에 상기 아스팔트를 코팅하되, 상기 골재 100 중량부에 무기질 안료 0.1-2 중량부를 투입하여 혼합하며, 상기 골재에 상기 아스팔트를 코팅하는 공정에서, 100-150℃로 가열된 후 아스팔트로 코팅된 10mm 이하 분쇄 폐타이어를 상기 골재 100 중량부에 대해 50 중량부 이내로 투입하여 혼합하는 공정; 상기 아스팔트가 코팅된 골재에 탄산칼슘, 생석회, 소석회 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합한 충전재 3-10 중량부를 혼합하여 상기 아스팔트가 코팅된 골재의 표면에 충전재가 재 코팅된 골재 혼합물을 형성시키되, SBS(Stylene Butadiene Stylene), EVA(Ethylene Vinyl Acetate), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 송진, 석유수지, 분쇄폐타이어분말, 프로세스오일(Process Oil), PE(Polyethylene), 왁스(Wax) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 투입하여 혼합는 공정; 상기 충전재가 재 코팅된 골재 혼합물을 상온으로 냉각시켜 보관하는 공정; 상기 상온으로 냉각 보관되는 골재 혼합물을 시공 현장으로 운반하고 이를 연속적으로 배치된 간접가열 믹서에 투입하여 순차적으로 120-160℃로 가열하는 공정; 상기 골재 혼합물이 항상 상기 간접가열 믹서에 남아 있을 수 있도록 가열된 골재 혼합물의 1/4 ~ 3/4만 배출시키고, 배출된 만큼의 골재 혼합물을 투입하는 공정; 및 통상의 방법으로 시공 현장에 포설하고 다짐하여 포장을 완성하는 공정을 포함한다.

Description

운반이 용이한 아스콘을 사용하여 포장하는 방법 {Method for Paving with the Asphalt Concrete Which Can Be Transpotated at Normal Room Temperature}

본 발명은 운반이 용이한 아스콘을 사용하느 포장하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 상온 보관 및 상온 운송이 가능한 아스콘을 사용하여 포장하는 방법에 관한 것이다.

아스콘은 '아스팔트 혼합물'의 약칭으로, 아스팔트와 굵은 골재, 잔골재, 아스콘 포장용 충전재(filler) 등을 상온에서 또는 가열하여 혼합한 것을 일컫는다. 주지하듯이, 아스콘은 주로 도로포장이나 주차장 포장에 널리 사용되고 있다.

아스콘을 제조함에 있어서, 골재 및 아스팔트, 충전재 등을 가열 및 혼합하는 과정에서 유해가스, 악취, 분진 등이 발생하므로 아스콘 생산설비에는 분진이나 유해가스를 배출하는 배출장치와 집진장치 등 공해방지 장치들이 반드시 포함되어 있다. 그러나 이러한 공해방지 장치를 설치함에도 불구하고, 악취나 분진 발생을 근원적으로 방지할 수가 없기 때문에, 대부분의 아스콘 생산공장은 도심에서 멀리 떨어진 인적이 드문 지역에 설치되고 있다.

이와 같이, 아스콘 생산공장은 대부분의 아스콘 포장 현장에서 멀리 떨어져 있기 때문에 아스콘 포장을 위해서는 아스콘 생산공장으로부터 아스콘을 덤프트럭 등으로 현장까지 운반하는 것이 필요하다. 그런데, 가열 혼합식 아스콘 포장을 위해서는 아스콘 온도가 적어도 120~160℃로 유지되어야 하므로 아스콘을 운반함에 있어서는 현장에 도달할 때까지 약 120~160℃가 유지될 수 있도록 하는 것이 필요하다. 이러한 이유로, 아스콘 생산공장에서는 아스콘을 160~180℃의 고온으로 생산하여 덤프트럭 등에 적재함으로써 운송과정에서 다소 열손실이 있더라도 시공현장에 도달할 때에는 약 120~160℃가 될 수 있도록 하고 있다.

그러나 아스콘 포장 현장이 생산공장에서 너무 멀리 떨어져 있는 경우에는 현장에 도달할 때까지 아스콘의 적정 온도를 유지하는 것이 결코 쉽지 않다. 특히, 덤프트럭에 실린 상태에 있어서 외기와 맞닿는 부분의 아스콘은 운송과정에서 온도를 많이 빼앗기기 때문에 현장에 도달할 때까지 적정온도를 유지하기가 어렵다. 아스콘의 온도가 적정온도 이하인 경우에는 아스콘이 굳어 유연성이 없게 되므로 포장 공사 진행에 어려움이 많을 뿐만 아니라, 포장 이후에 포장체에 포트홀(pothall)이나 크랙(crack)이 발생하는 원인이 되기도 한다. 이러한 이유로, 겨울철 아스콘 포장에는 특히 많은 어려움이 있다.

위와 같은 문제점을 해소하기 위해, 이동식의 가열 혼합식 생산설비를 이용하여 현장에서 아스콘을 생산하기도 한다. 이러한 이동식 아스콘 생산설비는 일종의 플랜트로서 초대형의 트럭에 장착되어 운반된다. 그런데, 이러한 이동식 아스콘 생산설비를 사용하는 경우에는, 골재, 필러(filler) 등의 재료와 아스팔트 가열장치 및 저장설비 등 많은 장비가 함께 움직여야 하기 때문에, 공사 비용이 증가할 뿐만 아니라, 현장 생산에 따른 소음과 분진 및 유해가스 등의 공해물질 발생의 문제점이 있다.

소규모 포장의 경우에는 상온식 아스콘 제조방법을 적용하기도 한다. 상온식 아스콘 제조방법은 유화제를 사용하여 아스콘을 제조함으로써 아스팔트를 가열함으로써 발생되는 소음과 분진 및 유해가스 등의 공해문제가 비교적 적게 발생한다는 장점이 있다. 그러나 이러한 상온식 아스콘 제조방법은 설비의 규모와 포장체 내구성 확보 등에 문제가 있어 대규모 포장에 적용하기에는 부적합하다.

본 발명의 목적은 보관 및 운반이 용이하고, 운송과정에서의 열 손실 등을 염려하지 않아도 되며, 포장 현장에서의 공해물질 발생을 최소화하며, 포장 후 포장체의 충분한 강도 및 내구성을 확보할 수 있는 운반이 용이한 아스콘을 사용한 포장하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 제안된 것으로, 간접가열 믹서에서 골재에 아스팔트와 충전재를 코팅하고, 이를 상온으로 냉각시켜서 실내나 사일로 등에 저장하거나, 톤백이나 비닐백에 담아 보관하였다가, 필요시 포장 현장으로 운반하여 비교적 간단한 간접가열 믹서로 가열하면 즉시 도로 등의 포장에 사용될 수 있는 아스콘을 제조하는 것을 기술적 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 아스콘은 상온 보관 및 상온 운송이 가능하게 하여 종래 아스콘의 운송에 따른 문제점을 해소한 것이다. 한편, 본 발명의 아스콘은 기본적으로 가열 혼합식 방식과 동일한 것임과 동시에 운반 과정의 열 손실로 인한 문제점이 발생하지 않기 때문에, 종래의 가열 혼합식 방법에 의해 제조된 아스콘에 비해 그 품질이 더 우수하다고 할 수 있다.

본 발명은 크게 아스콘을 제조하는 단계와 그 아스콘을 사용하여 아스콘 포장을 하는 단계로 구별될 수 있다.

본 발명의 아스콘을 제조하는 단계는, 첫째, 40-80℃로 가열된 골재에 120-180℃로 가열된 아스팔트를 혼합하여 골재의 표면에 아스팔트를 코팅하는 공정; 둘째, 아스팔트가 코팅된 골재를 충전재(filler)로 재 코팅하는 공정; 및 셋째, 충전재로 재 코팅된 골재를 상온으로 냉각시켜 보관하는 공정으로 구성된다. 그리고, 본 발명의 아스콘 포장을 하는 단계는, 상기 아스콘을 현장으로 운반하고, 이를 비교적 간단한 간접가열 믹서에 투입하여 140-160℃로 가열한 후, 통상의 방법에 따라 현장에 포설하고 다짐하여 아스콘 포장을 완성시키는 공정으로 구성된다.

이하에서는 각 공정들에 대하여 설명한다.

첫째 공정 : 40-80℃로 가열된 골재에 120-180℃로 가열된 아스팔트를 혼합하여 골재의 표면에 아스팔트를 코팅하는 공정.

이 공정에서 사용되는 골재는 일반 아스콘 제조에 사용되는 골재와 동일하다. 즉, 바순 골재, 규사, 콩자갈, 칼라골재, 인조석, 종석 폐시멘트를 분쇄 선별한 재생골재, 폐아스팔트 혼합물을 분쇄 선별한 재생골재 등을 사용할 수 있다.

이 공정에서 기건 상태의 골재를 사용하는 이유는, 골재에 수분이 많이 함유되어 있으면 아스팔트 코팅이 잘되지 않아 품질 불량의 문제가 발생할 수 있고, 또한, 장차 포장 시공을 위해 현장에서 간접 가열시 온도가 잘 오르지 않아 생산시간이 오래 걸리는 문제점이 있기 때문이다.

이 공정에서 투입되는 골재와 아스팔트의 양은, 골재 표면에 코팅될 아스팔트의 적정 두께를 고려할 때, 전체골재 100 중량부에 아스팔트 3-8 중량부가 바람직하다.

또한 40-80℃로 가열된 골재와 120-180℃로 가열된 아스팔트를 함께 투입하는 것은 골재 온도가 40-80℃의 범위에서 골재의 표면에 아스팔트가 원하는 적정의 두께로 코팅될 수 있기 때문이다. 아스팔트는 120-180℃로 가열되면 유동성이 풍부하다. 이 아스팔트가 온도가 40-80℃ 범위인 골재와 접촉하면, 아스팔트의 온도가 하강하면서 골재의 표면에 고착되며, 그 결과 골재의 표면이 아스팔트로 코팅된다. 그러나, 골재의 온도가 80℃ 이상이 되면, 그 표면에 접촉하는 아스팔트가 식지 않아 흘러내리거나 아스팔트 혼합물화 되어 막상 골재 표면에 고착되는 아스팔트의 양은 매우 적게 되고, 반면에 골재의 온도가 40℃ 이하가 되면, 아스팔트의 유동성이 저하되어 아스팔트가 골재의 표면에 골고루 코팅되기 어렵다.

본 공정에서는 화력(火力)이 골재나 아스팔트 등에 직접 닿아 재료가 연소되는 것을 방지하기 위해 간접가열 믹서를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 간접가열 믹서를 사용하는 경우에는 간접가열 믹서의 내부를 40-150℃로 가열하고, 이에 기건 상태의 상온의 골재와 120-180℃로 가열된 아스팔트를 함께 투입하여 골재의 표면에 아스팔트가 코팅되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 간접가열 믹서의 내부를 가열해 두는 이유는 골재 및 아스팔트가 믹서에 투입되었을 때, 짧은 시간 내에 골재를 아스팔트와 혼합될 수 있도록 하기 위함이다. 그리고 간접가열 믹서의 내부를 40-150℃의 온도범위 가열해 두는 이유는, 40℃ 이하인 경우에는 골재와 함께 투입되는 아스팔트가 식어 굳게 됨으로써 골재 표면에 아스팔트가 골고루 코팅되기 어렵고, 150℃ 이상인 경우에는 골재 표면의 온도가 80℃ 이상으로 상승하여 그 표면에 아스팔트가 흘러내리게 되어 원하는 두께로 아스팔트를 코팅하기 어렵기 때문이다.

이 공정에서 칼라 아스콘의 생산을 위하여 안료를 함께 넣어 혼합할 수도 있다. 안료로는 내후성이 강한 무기질 안료를 골재 100 중량부에 대하여 0.1-2 중량부 혼합 사용하는 것이 바람직하다.

참고로, 1.5ton/batch의 간접가열 믹서를 사용하는 경우에는, 간접가열 믹서의 내부 온도가 40-150℃인 상태에서 추가 가열을 멈추고, 상온의 골재와 120-180℃로 가열된 아스팔트를 투입하여 약 30-90초 경과하면 100 중량부 골재의 표면에 3~8중량부의 아스팔트가 적절히 코팅된다.

둘째 공정 : 아스팔트가 코팅된 골재를 충전재로 재 코팅하는 공정.

이 공정은 골재의 표면에 아스팔트가 소정의 두께로 코팅된 시점에 충전제(filler)를 투입하여, 아스팔트가 코팅된 골재의 표면을 충전재로 재 코팅하는 공정이다. 이 공정에서 사용되는 충전재로서 시멘트, 탄산칼슘, 생석회, 소석회 등에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다.

이 공정에서 투입되는 충전재(filler)는 아스팔트가 코팅된 골재가 서로 달라붙지 않도록 하는 분리재로서의 기능을 하는 것이나, 추후 포장을 위해 가열하면 아스콘 포장에 필요한 충전재(filler) 고유의 기능을 수행한다.

이 공정에서 충전재의 사용량은 골재 100 중량부에 대하여 3-10 중량부 사용하는 것이 바람직하다. 3 중량부 이하인 경우에는 골재 입자들에 대한 분리재 및 향후 가열하여 포장에 적용할 때 충전재로서의 기능을 충분히 수행하기 어렵고, 10 중량부 이상인 경우에는 과다 사용으로서 포장에 적용할 때 오히려 작업성을 저하 시키는 원인이 될 수 있다.

간접가열 믹서를 사용하는 경우에는, 간접가열 믹서 내부에서 골재의 표면에 아스팔트가 소정의 두께로 코팅된 시점에 충전재를 투입하여, 아스팔트가 코팅된 골재의 표면에 충전재가 2차로 코팅되도록 하는 것이 바람직하다.

참고로, 1.5ton/batch의 간접가열 믹서를 사용하는 경우에는, 간접가열 믹서의 내부 온도가 40-150℃인 상태에서 추가 가열을 멈추고, 이 믹서에 상온의 골재와 120-180℃로 가열된 아스팔트를 투입하여 혼합하고, 그로부터 약 30-90초 경과한 시점에 석분 등의 충전재(filler)를 투입하여 1 내지 5분 동안 혼합하는 것이 좋다.

한편, 이 공정에서 전체 골재 중에서 약 60-90중량%의 골재에 대해서만 아스팔트 코팅을 하고, 나머지 40-10중량%의 골재에 대해서는 충전재(filler)만을 코팅하는 것도 가능하다. 이렇게 전체골재를 코팅하지 않고 60~90중량%의 골재에만 아스팔트 코팅하고 40~10중량%의 골재에 대해서는 충전재로 코팅하더라도, 코팅된 골재 입자들이 엉겨 붙는 것을 방지할 수 있다. 이 방법을 적용하면, 믹서 내부에서 1차로 투입되어 가열된 골재의 열을 2차로 투입되는 골재 및 충전재의 가열에 활용할 수 있기 때문에, 간접가열 믹서의 열효율을 향상시킬 수 있다. 다만, 이 방법을 적용함에 있어서, 아스팔트 코팅되는 골재의 양이 전체 골재의 60중량% 이하이면, 아스팔트 코팅되는 골재 표면에 아스팔트가 흘러내려 골재 입자끼리 엉겨붙는 현상이 발생할 수 있다.

참고로, 1.5ton/batch의 간접가열 믹서에서 상기 방법을 적용하는 경우, 간접가열 믹서의 내부 온도가 40-150℃인 상태에서 추가 가열을 멈추고 믹서 용량의 60~90중량%에 해당하는 상온의 골재와 120-180로 가열된 아스팔트를 투입하여 혼합하고 약 30-90초 경과한 시점에 믹서 용량의 40~10중량%에 해당하는 골재와 석분 등의 충전재(filler)를 투입하여 1 내지 5분 동안 혼합하면 된다.

이 공정에서, 통상적으로 아스콘에 혼합되어 사용되는 첨가재, 개질재, 분쇄폐타이어, 분쇄유리 등을 충전재와 함께 넣어 혼합할 수도 있으며, 포장되는 현장에서의 구체적인 필요성을 감안하여, 이들 중 하나 또는 둘 이상을 함께 혼합할 수도 있다.

첨가재 또는 개질재로서 SBS(Stylene Butadiene Stylene), EVA(Ethylene Vinyl Acetate), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 송진, 석유수지, 분쇄폐타이어분말 등을 사용할 수 있고, 작업 개선재로는 프로세스오일(Process Oil; 프로세스오일은 나프타 타입, 아로마 타입, 파라핀 타입이있음), PE(Polyethylene) 왁스(Wax) 등을 사용할 수 있다.

탄성포장을 위해서 10mm 이하의 분쇄폐타이어를 이 공정에서 혼합할 수 있는데, 사용량은 골재 100 중량부에 대해 50 중량부 이내로 하는 것이 바람직하다. 그러나 분쇄폐타이어를 그냥 혼합 사용하면 추후 가열하여 포장에 적용할 때, 악취가 발생할 수 있고 아스팔트와의 부착력이 저하되어 분쇄폐타이어 입자가 포장체에서 탈락되어 포장체의 내구성을 약화시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서는, 별도로 분쇄폐타이어를 100-150℃로 가열하고 이를 아스팔트로 코팅한 후에, 이 공정에 투입하여 혼합하는 것이 바람직하다. 100-150℃로 가열된 상태에서는 분쇄폐타이어가 아스팔트와 일체화되어, 추후 가열시 악취가 나지 않고 또한 포장된 후에 포장체에서 쉽게 탈락되지 않는다.

포장체에 광택을 부여하기 위해 10mm 이하의 분쇄유리를 이 공정에서 혼합할 수 있는데, 사용량은 골재 100 중량부에 대해 50 중량부 이내로 하는 것이 바람직하다. 그러나 분쇄유리를 그냥 혼합하면 아스팔트와의 부착력이나 결합력이 약해 포장체에서 탈락되어 포장체의 내구성을 약화시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서는, 분쇄유리 100중량부에 아크릴 1-5중량부, 시멘트 3-10 중량부를 혼합하여 300도시(온도x시간) 이상이 되도록 양생한 후에, 이 공정에 투입하여 혼합하는 것이 바람직하다.

셋째 공정 : 전기 공정에서 재 코팅된 골재 혼합물을 상온으로 냉각시키는 공정.

이 공정은 본 발명의 아스팔트 및 충전재(시공 현장의 구체적인 필요성에 따른 타 재료들과 함께)가 코팅된 골재를 냉각시켜 상온에서 보관하는 공정이다. 보관 및 운반의 편의성을 위해서 일정한 양이나 무게로 나누어 톤백이나 비닐백에 넣어 보관하는 것이 바람직하다.

본 공정에서 상온으로 냉각된 골재 혼합물이 본 발명에 의해 제조된 아스콘이다. 즉, 본 발명의 아스콘을 현장에서 비교적 간단한 간접가열 믹서로 가열한 후, 이를 통상의 방법에 의거 포설 다짐하면 아스콘 포장을 완성할 수 있다. 이하에서는, 서술의 편의상, 본 공정에서 상온으로 냉각된 골재 혼합물을 "발명의 골재 혼합물" 또는 "본 발명의 하프(Half) 아스콘"이라 칭한다.

참고로, 1.5ton/batch의 간접가열 믹서를 사용하여 지금까지의 첫째 공정에서 셋째 공정을 모두 수행하는 경우를 설명하면, 간접가열 믹서의 내부 온도가 40-150℃인 상태에서 추가 가열을 멈추고 상온의 골재와 120-180로 가열된 아스팔트를 투입하여 약 30-90초 경과한 시점에 충전재(filler)를 투입하여 1 내지 5분 동안 혼합한 후, 간접가열 믹서에서 혼합물을 배출시켜 대기 중에서 상온이 되도록 냉각시키고, 그 후 톤백이나 10-25kg 단위의 비닐백에 담아 보관하거나, 실내 또는 사일로에 저장함으로써, 본 발명의 하프 아스콘이 완성된다.

상기 1.5ton/batch의 간접가열 믹서를 사용함에 있어서, 골재의 일부만을 아스팔트 코팅할 수도 있는데, 이 경우에는 간접가열 믹서의 내부 온도가 40-150℃인 상태에서 추가 가열을 멈추고 전체 골재 중 60~90중량%의 골재와 120-180℃로 가열된 아스팔트를 투입, 혼합하여 약 30-90초가 경과한 시점에 나머지 40~10중량%의 골재와 충전재(filler)를 투입하여 1 내지 5분 동안 혼합한 후, 간접가열 믹서에서 혼합물을 배출시켜 대기 중에서 상온이 되도록 냉각시키고, 그 후 톤백이나 10-25kg 단위의 비닐백에 담아 보관하거나, 실내 또는 사일로에 저장하면 된다.

넷째 공정 : 전기 공정에서 제조된 본 발명의 아스콘을 현장으로 운반하고, 이를 간접가열 믹서에 투입하여 120-160로 가열한 후, 통상의 방법에 따라 현장에 포설하고 다짐하여 아스콘 포장을 완성시키는 공정

이 공정에서 사용되는 간접가열 믹서는 종래의 이동식 가열 혼합식 아스콘 생산설비처럼 크고 번잡스러울 필요가 없다. 종래의 이동식 아스콘 생산설비는 골재, 필러(filler) 등의 재료와 아스팔트 가열장치 및 저장설비 등 많은 장비가 함께 구비된 일종의 플랜트로서 초대형의 트럭에 장착되어 운반된다. 그러나 이 공정에서는 전기 공정의 골재 혼합물을 약 120-160℃로 간접 가열할 수 있는 장비이면 충분하다.

앞서 공정에서 사용된 1.5ton/batch의 간접가열 믹서를 포장 현장에서 골재 혼합물의 가열장비로 사용할 수도 있다. 이러한 장비를 사용하는 경우에는 5톤급 트럭으로도 이 장비를 운반할 수 있다.

다만, 실제의 간접가열 믹서 작동에 있어서, 간접가열 믹서에서 투입 가열된 골재 혼합물 전량이 배출된 상태에서는 간접가열 믹서의 내부 온도가 계속 상승하여 믹서에 잔존하는 아스팔트 등이 연소되어 악취 발생 등의 문제가 야기된다. 그러한 문제점이 야기되지 않도록 하기 위해서는 믹서의 가열기 작동을 멈추어야 한다. 그러나 가열기 작동을 멈춘 상태에서 골재 혼합물을 믹서에 투입하고, 그 후에 믹서의 가열기를 작동시키는 과정으로 아스콘을 생산하면, 생산시간에 길어지고 열 사용효율이 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서는, 가열된 골재 혼합물의 1/4 내지 3/4만 배출시키고, 배출된 만큼의 골재 혼합물을 투입 가열하는 과정을 반복하는 것이 바람직하다. 또는 여러대의 간접가열 믹서를 연결하여 1차 가열 2차 가열 3차 가열 식의 다차(多次) 가열 방식을 선택해도 좋다

참고로, 1.5ton/batch의 간접가열 믹서를 사용하는 경우에는, 먼저 간접가열 믹서의 내부를 150-220℃로 가열하고, 이 믹서에 톤백이나 비닐백에 담겨 있는 골재 혼합물을 최대로 (약 1.5톤) 투입하여 120-160℃가 되도록 가열한 후, 그 중에서 약 350-1,000kg(1/4 내지3/4)을 배출시키고, 배출된 만큼의 골재 혼합물을 그 믹서에 다시 투입하여 120-160℃가 되도록 가열한 후, 다시 약 500-1,000kg(1/4 내지 3/4)을 배출시키는 과정을 반복하는 방법으로 가열된 아스콘을 생산하면 생산성을 높일 수 있다.

이와 같이 하여 가열된 아스콘을 통상의 방법에 따라 시공 현장에 포설하고 로라 또는 콤팩타로 다짐하여 아스콘 포장을 완성한다.

본 발명은 생산공장에서 아스콘을 생산하여 상온으로 보관하고, 이를 시공 현장에 운반하여, 비교적 간단한 간접가열 믹서로 단순히 가열만 함으로써 아스콘 포장에 적용할 수 있는 것이므로, 종래 아스콘의 운반 과정에서 온도가 저하됨으로 발생되는 문제점을 완벽하게 해결할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에 의하면, 모든 필요한 재료들이 공장에서 혼합되어 아스콘으로 제조된 후에 시공 현장으로 운반되므로 현장에서 다른 재료의 투입 없이 가열 공정으로만 아스콘을 생산하므로 매우 간단하다.

뿐만 아니라, 본 발명의 아스콘은 운반 과정의 열 손실 문제가 없기 때문에 본 발명의 아스콘 포장은 종래의 가열 혼합식 아스콘 생산방식에 의한 아스콘 포장과 비교하여 그 품질이 우수하다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 설명한다.

[실시예 1]

실시예1 에서는 본 발명의 아스콘을 사용하여 약 50m 길이의 도로를 포장하는데, 종래의 방법에 의해 제조된 13mm 골재를 사용한 밀입도 아스콘으로 약 3.8cm 두께로 포설하고, 그 상부에 본 발명의 아스콘으로 1.2cm 두께의 적색 박층을 포장을 하기로 하였다. 상부층은 종래의 방법에 의해 제조된 아스콘을 사용하여 포설 및 다짐하여 포장되는 것이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 실시예를 위해, 4-2 mm 골재, 무색 아스팔트, 충전재(filler)로서 탄산칼슘, 무기질 안료, SMRA-M[아스팔트 중온 개질 첨가재로서 (주)시티오브테크 상품명임], 1.5ton/batch의 간접가열 믹서, 톤백 등을 준비하였다. 본 실시예는 다음의 단계로 진행되었다.

제1단계 : 간접가열 믹서의 내부를 약 100℃로 가열한 후, 간접가열 믹서의 가열기(열풍기) 작동을 멈추고, 이 믹서에 기건 상태의 상온의 골재 700kg과 150℃로 가열한 무색 아스팔트 48kg, 그리고 무기질 안료 10kg을 투입하여 약 30초간 혼합하였다.

제2단계 : 전기 단계의 간접가열 믹서에 4-2mm 골재 195kg과 충전재로서 탄산칼슘 40kg과 SMRA-M 7kg를 더 투입하여 약 10초간 혼합한 후, 간접가열 믹서에 들어 있는 골재 혼합물을 모두 배출하였다. 이와 같은 방식으로 필요한 만큼의 골재를 아스팔트 및 충전재 등으로 코팅하였다.

제3단계 : 전기 단계의 골재 혼합물(본 발명의 하프 아스콘)을 상온으로 냉각시킨 후, 이 냉각된 본 발명의 하프 아스콘을 톤백에 담아 보관하였다.

제4단계 : 전기 단계에서 제조된 본 발명의 하프 아스콘을 시공현장으로 운반하여 야적하고, 동시에 상기 간접가열 믹서를 5톤 트럭에 실어 시공 현장으로 이송한 후, 트럭에 실린 상태로 가열 준비를 하였다.

제5단계 : 상기 간접가열 믹서를 가열하여 내부 온도가 약 150℃가 된 상태에서, 본 발명의 하프 아스콘 1,000kg을 믹서에 투입하여 계속 가열하여, 투입된 아스콘의 온도가 약 135℃가 될 때 절반에 해당하는 약 500kg을 배출하고 즉시 새로이 약 1000kg을 믹서에 투입하여 가열하고, 그 후에는 믹서 내부의 아스콘의 온도가 약 135℃에 이르면 약 1000kg를 배출하고 즉시 새로이 약 1000kg을 투입하는 과정을 반복하여, 본 발명의 하프 아스콘을 가열함으로써 포장에 사용되는 가열 아스콘을 생산하였다.

제6단계 : 종래의 방법에 의해 제조된 13mm 골재를 사용한 밀입도 아스콘으로 약 3.8cm 두께로 포설 및 다짐된 상태에서, 그 온도가 식기 전에, 전기 단계에서 가열된 본 발명의 아스콘을 포설하여 1.2cm 두께의 박층을 포설 및 다짐하여 포장을 완료하였다.

본 실시예 1에 의해 포장된 재료에 대해 안정도, 후로우, 공극율, 색상, 동적 안정도 등을 측정하였는바, 그 결과는 아래 표 1과 같다.

시험명	생산온도	안정도(N)	후로우 (1/100cm)	공극율(%)	색상 (한도 견본 비교)	동적 안정도 (회/mm)
시험결과	135	1,100	30	12	적색 (이상 없음)	5,755
규격	120-160	500 이상	20-40	-	견본 비교	1,000이상

[실시예 2]

실시예 2에서는 13-5mm의 굵은 신골재(新骨材) 30중량%와 폐아스콘을 분쇄하여 13mm 이하로 선별한 재생골재 70중량%를 사용하여 길이 50m의 도로를 두께 5cm로 포설하였다.

참고로, 본 실시예에서 사용된 재생골재의 아스팔트 함량이 시험결과 4.8%이고 배합설계에 따라 골재 전체 아스팔트 함량이 6.0%이므로 재생골재 70%인 6.0-4.8%인 1.2%의 아스팔트 함량과 30%의 13~5mm의 굵은 신골재 아스팔트 함량 6.0%을 추가하여 보충하게 되므로 추가해야 하는 아스팔트 함량은 (0.7X1.2)%+(0.3X6.0)=2.64%이었다

본 실시예를 위하여 13mm이하의 폐 아스팔트 재생골재, 13-5mm 신골재, 도로포장용 아스팔트(AP-5), 충전재(filler)로서 생석회(CaCo3), 1.5mm이하의 SBS, 송진, 포로세스 오일(아로마타입), 1.5ton/batch의 자동 온도조절장치가 부착된 간접가열믹서 및 톤백 등을 준비하였다.

제1단계 : 간접가열 믹서 내부를 60℃로 가열한후, 이 믹서에 재생골재 약 700kg를 투입하고 약 150℃로 가열한 도로포장용 아스팔트 약 26.4kg(전체골재 1,000kg x 0.0264)를 투입하여 약 40초간 혼합하였다

제2단계 : 전기 단계의 간접가열 믹서에 13-5mm 골재 약 300kg과 탄산칼슘 약 30kg를 투입하여 약 40초간 혼합하는데, 믹서 내부 온도가 150℃ 이상이 되면 가열기를 멈추었다. 그 후, 믹서 내부 온도를 측정하여, 약 60℃가 되면 이 온도를 유지하도록 가열기를 계속 가동하면서 SBS 0.5kg, 프로세스오일 4.0kg, 송진 0.5kg를 투입하여 5초간 혼합한 후, 간접가열 믹서에 들어 있는 골재 혼합물을 모두 배출하였다. 코팅 아스팔트 혼합물을 빼낸 후 믹서의 내부 온도가 60℃를 유지하므로 제1단계와 제2단계를 반복하여 골재 혼합물을 계속 생산하였다.

제3단계 내지 제5단계 : 상기 실시예 1의 제3단계 내지 제5단계와 같다.

제6단계 : 본 발명의 간접 가열된 아스콘을 현장에서 휘니샤로 포설하고, 통상의 방법에 따라 마카담, 타이어, 탐뎀로라로 다짐하여 포장을 완성하였다.

본 실시예 2에 의해 포장된 포장체에 대한 안정도, 후로우, 공극율, 동적안정도를 측정하였고 그 결과는 아래 표 2와 같다.

실험명	생산온도 (℃)	안정도 (M)	후로우 (1/100cm)	공극율 (%)	동적안정도 (회/mm)
실험결과	135	1650	25	4.2	7,560
규격	120-160℃	500이상	20-40	3.6	1,000이상

[실시예 3]

실시예 3에서는 19-5mm의 굵은 골재와 석분을 사용하여 길이 50m의 도로를 두께 5cm로 포설하였다. 본 실시예를 위해 골재의 구성으로 19mm-5mm 굵은 골재 65중량%, 8mm이하의 석분 35중량%를 사용하고, 도로포장용 아스팔트, 충전재(Filler)로 생석회(CaCo₃)를 준비하고, 자동 온도조절장치가 부착된 간접가열 믹서, 연속혼합이 가능하도록 믹서 3 대가 연결된 다중 혼합식 간접가열믹서 및 운반트럭 등을 준비하였다.

제1단계 : 간접가열 믹서의 내부를 80℃로 가열하고 믹서 내부온도를 일정하게 유지하기 위해 자동 온도조절기를 가동하였다. 이 믹서에 19-5mm의 골재를 650kg 투입하고, 약 150℃로 가열된 도로포장용 아스팔트를 약 52kg 투입하여 약 50초간 혼합하였다.

제2단계 : 전기 단계의 간접가열 믹서의 혼합상태를 파악한 후 약 8mm 이하의 석분 약 350kg을 투입하고, 충전재로서 생석회를 약 40kg 투입하여 2차 코팅하였다. 제1단계와 제2단계를 반복하여 골재 혼합물을 계속 생산하였다.

제3단계 : 전기단계의 골재 혼합물(본 발명의 하프 아스콘)을 건조상태가 유지되고 있는 실내 저장실에 배출하여 상온이 되도록 하였다.

제4단계 : 전기 단계에서 보관된 본 발명의 하프 아스콘을 덤프트럭으로 현장에 이송하여 야적하고 이물질이 혼합되지 않도록 천막으로 덮어 보관하였다.

제5단계 : 연속혼합이 가능한 믹서 3대가 연결된 다중 혼합식 간접가열 믹서를 전체믹서 내부온도가 150℃가 되도록 하고 포크레인으로 본 발명의 하프 아스콘 호퍼에 투입하여, 일정량이 1차 믹서에 투입되도록 하고, 1차 믹서에서 가열된 혼합물이 2차 믹서로 옮겨지고, 2차 믹서에서 가열된 혼합물이 다시 3차 믹서로 옮겨져 가열된 후, 외부로 배출되도록 하였다. 1차 믹서에서 가열된 혼합물이 2차 믹서로 옮겨질 때, 동일한 양이 호퍼에서 1차 믹서로 공급되어, 순환 가열 구조가 연속되도록 하였다. 또한 각 믹서 내부의 온도가 약 135℃가 되도록 하여 생산속도를 조절하였다.

제6단계 : 전기 단계에서 가열된 아스콘을 밸트 콘베어어를 사용하여 덤프트럭에 실어 아스콘 휘니샤에 투입하고 포설 후 로라로 다짐하여 포장된 도로 표면 온도가 약 50가 되는 시점에 차량을 개통하였다.

실시예 3에 의해 포장된 포장재는 안정도, 후로우, 공극율, 포화도를 측정하였고 그 결과는 아래 표와 같다.

실험명	생산온도 (℃)	안정도 (M)	후로우 (1/100cm)	공극율 (%)	포화도 (%)
실험결과	135	950	29	4.2	76
규격	100~160℃	500이상	20~40	3~6	70~80

위 실시예들에서 보듯이, 본 발명의 아스콘 포장은 품질이 매우 우수하였다. 또한, 본 발명은 생산공장에서 아스콘을 생산하여 상온으로 보관하고, 이를 시공 현장에 운반하여, 비교적 간단한 간접가열 믹서로 단순히 가열만 함으로써 아스콘 포장에 적용할 수 있는 것이므로, 종래 아스콘의 운반 과정에서 온도가 저하됨으로 인해 발생하는 문제점을 완벽하게 해결할 수 있었다.

Claims (19)

1. 간접가열 믹서 내부온도가 40-150℃인 상태에서 추가 가열을 멈추고, 바순골재, 규사, 콩자갈, 칼라 골재, 인조석, 종석, 폐시멘트를 분쇄 선별한 재상골재 또는 폐아스콘을 분쇄 선별한 재생골재 중에서 선택한 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 상온의 골재 100 중량부에 120-180℃로 가열된 아스팔트 3-8 중량부를 혼합하여 상기 골재의 표면에 상기 아스팔트를 코팅하되, 상기 골재 100 중량부에 무기질 안료 0.1-2 중량부를 투입하여 혼합하며, 상기 골재에 상기 아스팔트를 코팅하는 공정에서, 100-150℃로 가열된 후 아스팔트로 코팅된 10mm 이하 분쇄 폐타이어를 상기 골재 100 중량부에 대해 50 중량부 이내로 투입하여 혼합하는 공정;
   상기 아스팔트가 코팅된 골재에 탄산칼슘, 생석회, 소석회 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합한 충전재 3-10 중량부를 혼합하여 상기 아스팔트가 코팅된 골재의 표면에 충전재가 재 코팅된 골재 혼합물을 형성시키되, SBS(Stylene Butadiene Stylene), EVA(Ethylene Vinyl Acetate), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 송진, 석유수지, 분쇄폐타이어분말, 프로세스오일(Process Oil), PE(Polyethylene), 왁스(Wax) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 투입하여 혼합는 공정;
   상기 충전재가 재 코팅된 골재 혼합물을 상온으로 냉각시켜 보관하는 공정;
   상기 상온으로 냉각 보관되는 골재 혼합물을 시공 현장으로 운반하고 이를 연속적으로 배치된 간접가열 믹서에 투입하여 순차적으로 120-160℃로 가열하는 공정;
   상기 골재 혼합물이 항상 상기 간접가열 믹서에 남아 있을 수 있도록 가열된 골재 혼합물의 1/4 ~ 3/4만 배출시키고, 배출된 만큼의 골재 혼합물을 투입하는 공정; 및
   통상의 방법으로 시공 현장에 포설하고 다짐하여 포장을 완성하는 공정을 포함하는, 운반이 용이한 아스콘을 사용하여 포장하는 방법.
   
2. 간접가열 믹서 내부온도가 40-150℃인 상태에서 추가 가열을 멈추고, 바순골재, 규사, 콩자갈, 칼라 골재, 인조석, 종석, 폐시멘트를 분쇄 선별한 재상골재 또는 폐아스콘을 분쇄 선별한 재생골재 중에서 선택한 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 상온의 골재 100 중량부에 120-180℃로 가열된 아스팔트 3-8 중량부를 혼합하여 상기 골재의 표면에 상기 아스팔트를 코팅하되, 상기 골재 100 중량부에 무기질 안료 0.1-2 중량부를 투입하여 혼합하며, 10mm 이하 분쇄유리 100 중량부에 아크릴 1-5 중량부, 시멘트 3-10 중량부를 혼합하여 300도시(온도x시간) 이상이 되도록 양생한 분쇄유리 혼합물을 상기 골재 100 중량부에 대해 50 중량부 이내로 투입하여 혼합하는 공정;
   상기 아스팔트가 코팅된 골재에 탄산칼슘, 생석회, 소석회 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합한 충전재 3-10 중량부를 혼합하여 상기 아스팔트가 코팅된 골재의 표면에 충전재가 재 코팅된 골재 혼합물을 형성시키되, SBS(Stylene Butadiene Stylene), EVA(Ethylene Vinyl Acetate), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 송진, 석유수지, 분쇄폐타이어분말, 프로세스오일(Process Oil), PE(Polyethylene), 왁스(Wax) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 투입하여 혼합는 공정;
   상기 충전재가 재 코팅된 골재 혼합물을 상온으로 냉각시켜 보관하는 공정;
   상기 상온으로 냉각 보관되는 골재 혼합물을 시공 현장으로 운반하고 이를 연속적으로 배치된 간접가열 믹서에 투입하여 순차적으로 120-160℃로 가열하는 공정;
   상기 골재 혼합물이 항상 상기 간접가열 믹서에 남아 있을 수 있도록 가열된 골재 혼합물의 1/4 ~ 3/4만 배출시키고, 배출된 만큼의 골재 혼합물을 투입하는 공정; 및
   통상의 방법으로 시공 현장에 포설하고 다짐하여 포장을 완성하는 공정을 포함하는, 운반이 용이한 아스콘을 사용하여 포장하는 방법.
   
   
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