KR101270727B1 - 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법 - Google Patents

카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카펫형으로 제조되어 두루마리처럼 권회(reeling)가 가능하고, 사전 제작되어 권회된 아스팔트 콘크리트 혼합물을 노면에 펼치면서 포장할 수 있도록 하여 사계절 상온에서 시공이 가능하며, 시공이 용이하고 신속하게 이루어질 수 있는 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법은, (A) 에폭시 수지를 설정 온도 이하에서 일반 아스팔트 바인더에 혼합하는 단계와; (B) 상기 에폭시 수지가 혼합된 아스팔트 바인더에 유리섬유 파분과 폐타이어 분말을 혼합하여 개질 아스팔트 바인더를 만드는 단계와; (C) 상기 개질 아스팔트 바인더에 골재를 혼합하는 단계; (D) 상기 개질 아스팔트 바인더와 골재의 혼합물을 직사각형의 성형틀에 넣고 다짐 후, 설정온도에서 설정 시간 동안 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법{Method for Manufacturing Carpet Type Asphalt Concrete Mixture}
본 발명은 아스팔트 혼합물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카펫형으로 제조되어 두루마리처럼 권회(reeling)가 가능하고, 사전 제작되어 권회된 아스팔트 콘크리트 혼합물을 노면에 펼치면서 포장할 수 있도록 된 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 플랜트에서 아스팔트 바인더와 골재 등을 혼합하여 생산된다. 생산된 혼합물은 덤프트럭에 상차되어 시공현장으로 이동된 후, 아스팔트 피니셔로 포설되고, 다짐 및 양생을 실시하여 마무리하는 절차 등으로 도로에 포장된다.
아스팔트 플랜트에서는 골재관리, 아스팔트 혼합물의 배합설계관리, 아스팔트 혼합물의 생산관리를 시험실장이 책임을 지고 있는데, 현실적으로 제대로 된 관리가 어려우므로 1등급 골재를 적용하기 위해서는 골재의 변동에 따른 지속적인 배합설계가 이뤄져야 하지만 잘 지켜지지 않고 있는 실정이다. 이에 따라 사전제작으로 아스팔트 포장재료 혼합물의 품질관리 또는 품질보증을 하는 것이 바람직하다.
또한 기존의 아스팔트 포장 기술은 생산시의 높은 열에너지(180도 이상)와 시공시 현장 타설로 인한 이산화탄소, 유증기, 분진 및 소음 등으로 인해 다수의 민원이 발생하고, 두께가 두꺼우면서도 열변형 및 균열에 약해 막대한 유지보수비용이 소모되는 문제가 있다. 그리고 유지보수시에는 빈번한 교통차단/폐쇄로 인해 혼잡비용 또한 증대되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 카펫형으로 제조되어 두루마리처럼 권회(reeling)가 가능하고, 사전 제작되어 권회된 아스팔트 콘크리트 혼합물을 노면에 펼치면서 포장할 수 있도록 하여 사계절 상온에서 시공이 가능하며, 시공이 용이하고 신속하게 이루어질 수 있는 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에폭시 수지와 유리섬유 파분(glass fiber scrap) 및 폐타이어 분말을 일반 아스팔트 바인더와 혼합하여 만들어진 개질 아스팔트 바인더 및, 골재를 혼합하여 만들어지며, 편평한 카펫 형태로 만들어져 권회(reeling)가 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제공한다.
그리고, 본 발명에 따른 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법은, (A) 에폭시 수지를 설정 온도 이하에서 일반 아스팔트 바인더에 혼합하는 단계와; (B) 상기 에폭시 수지가 혼합된 아스팔트 바인더에 유리섬유 파분과 폐타이어 분말을 혼합하여 개질 아스팔트 바인더를 만드는 단계와; (C) 상기 개질 아스팔트 바인더에 골재를 혼합하는 단계; (D) 상기 개질 아스팔트 바인더와 골재의 혼합물을 직사각형의 성형틀에 넣고 다짐 후, 설정온도에서 설정 시간 동안 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 혼합물은 도로에 포장하기 전에 사전 제작되어 권회(reeling)된 다음, 시공될 현장으로 운반되어 풀려지면서(unreeling) 노면에 접착되어 포장된다. 따라서, 아스팔트 콘크리트 혼합물의 도로 포장 작업이 매우 간단하고 신속하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법 중 성형틀에서 양생하는 과정을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물이 권회된 상태를 나타낸 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물(1)(도 3참조)은 에폭시 수지와 유리섬유 파분(glass fiber scrap) 및 폐타이어 분말을 일반 아스팔트 바인더(예를 들어 AP-5)와 혼합하여 만들어진 개질 아스팔트 바인더 및, 골재를 혼합하여 만들어지며, 유연하고 편평한 카펫 형태를 갖도록 되어 권회(reeling)가 가능한 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 아스팔트 콘크리트 혼합물이 권회 가능한 카펫 또는 매트 형태를 갖기 위해서는 후술하는 것과 같은 성분비와 제조 방법을 필요로 한다.
이에 대해 상세히 설명하면, 상기 개질 아스팔트 바인더의 에폭시 수지는 주제와 경화제의 비율이 1:1 이며, 아스팔트 바인더 중량 대비 5중량% 이하로 혼합된다. 그리고 상기 유리섬유 파분은 골재 중량 대비 3~5중량% 범위이고, 폐타이어 분말은 골재 중량 대비 5~10중량% 범위이다.
상기 에폭시 수지의 주제는 아래의 화학식 1과 같은 matrix (continuous) 상인 비스페놀 A(Bisphenol A) 등이 적용될 수 있으며, 경화제로는 디아민(diamine) 또는 폴리아민(polyamine) 등이 적용될 수 있다.
Figure 112012099269934-pat00001
상기 유리섬유 파분과 폐타이어 분말은 가교결합 전에 에폭시 수지와 아스팔트의 혼합물에 혼합되어 충격하중에 대한 저항성능 증대, 탄성성질 강화 또는 인성증대 등을 유도한다.
상기 개질 아스팔트 바인더에 혼합되는 에폭시 수지는 아스팔트 바인더의 고온점도 향상을 위해 첨가되며, 에폭시 고분자화(Epoxy polymerization) 과정이 비휘발성이고, 반응시 변형(Forming)이 일어나지 않으며, 양생시 매우 낮은 수축(shrinkage) 특성 등의 물리적 장점을 제공한다.
상기 유리섬유 파분은 아스팔트 바인더의 흐름 방지 효과와 더불어 인장방향으로 큰 인장강도를 제공하며, 응력 분산 효과를 제공한다. 또한 유리섬유 파분의 투명성으로 인해 표면 휘도가 증대되어 차로 식별이 용이한 이점도 있다.
상기 폐타이어 분말은 아스팔트 바인더와 상호침투 망상구조(interpenerating network)를 형성하여 탄성성질을 강화하는 작용을 한다. 상기 폐타이어 분말에 함유된 카본블랙은 아스팔트 바인더의 가교도(cross-linking) 증대 및 산화를 방지하여 아스팔트 콘크리트 혼합물의 노화를 방지하는 효과도 제공한다.
다음으로 상기와 같은 본 발명의 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법은 크게 에폭시 수지를 설정 온도 이하에서 일반 아스팔트 바인더에 혼합하는 단계(S1)와, 상기 개질된 아스팔트 바인더에 유리섬유 파분과 폐타이어 분말을 혼합하여 개질 아스팔트 바인더를 만드는 단계(S2)와, 상기 개질 아스팔트 바인더에 골재를 혼합하는 단계(S3)와, 상기 개질 아스팔트 바인더와 골재의 혼합물을 직사각형의 성형틀에 넣고 다짐 후 설정온도에서 설정 시간 동안 양생하는 단계(S4)를 포함한다.
상기 단계 S1에서는 80℃ 이하에서 에폭시 수지의 주제와 경화제를 혼합한다. 이 때 전술한 것과 같이 에폭시 수지의 주제와 경화제의 비율은 1:1인 것이 바람직하다.
상기 단계 S2에서 혼합되는 유리섬유 파분은 골재 중량 대비 3~5중량% 범위이며, 폐타이어 분말은 골재 중량 대비 5~10중량% 범위이다.
상기 단계 S3에서 개질 아스팔트 바인더와 골재를 혼합할 때 혼합온도는 120~135℃의 온도범위를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 골재는 단입도 골재를 사용할 수 있으며, 이 경우 기존의 일반 아스팔트 콘크리트 혼합물에 비하여 약 5dB 정도의 소음 저감 효과를 얻을 수 있는 것으로 확인되었다.
상술한 것과 같이, 개질 아스팔트 바인더와 골재를 혼합한 다음, 혼합된 개질 아스팔트 바인더와 골재를 도 2에 도시된 것과 같은 직사각형의 성형틀(2)에 넣고 니딩(kneading) 다짐을 실시한 다음, 약 135℃의 온도에서 1시간 정도 양생 후 상온에서 탈형한다. 탈형된 아스팔트 콘크리트 혼합물은 카펫 또는 매트와 같이 일정한 형태를 유지하며 유연성과 탄력성을 갖는다. 따라서 도 3에 도시된 것과 같이 본 발명의 아스팔트 콘크리트 혼합물(1)을 두루마리처럼 권회시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 혼합물(1)은 도로에 포장하기 전에 사전 제작되어 권회(reeling)된 다음, 시공될 현장으로 운반되어 풀려지면서(unreeling) 노면에 간단하고 신속하게 접착되어 포장된다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1 : 아스팔트 콘크리트 혼합물 2 : 성형틀

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. (A) 에폭시 수지를 설정 온도 이하에서 일반 아스팔트 바인더에 혼합하는 단계와;
    (B) 상기 에폭시 수지가 혼합된 아스팔트 바인더에 유리섬유 파분과 폐타이어 분말을 혼합하여 개질 아스팔트 바인더를 만드는 단계와;
    (C) 상기 개질 아스팔트 바인더에 골재를 혼합하는 단계;
    (D) 상기 개질 아스팔트 바인더와 골재의 혼합물을 직사각형의 성형틀에 넣고 다짐 후, 설정온도에서 설정 시간 동안 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (A) 단계에서 80℃ 이하에서 에폭시 수지의 주제와 경화제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 (A) 단계에서 에폭시 수지는 주제와 경화제의 비율이 1:1로 혼합되는 것을 특징으로 하는 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 (B) 단계에서 혼합되는 폐타이어 분말은 골재 중량 대비 5~10중량% 범위이고, 유리섬유 파분은 골재 중량 대비 3~5중량% 범위인 것을 특징으로 하는 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 (C) 단계에서의 혼합온도는 120~135℃의 온도범위를 유지하는 것을 특징으로 하는 카펫형 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법.
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