KR101296271B1 - 상온 아스콘 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 상온 아스콘은 골재, 채움재, 결합제 및 박리방지제를 포함하는 조성물로서, 박리방지제의 주성분이 다이머산(Dimer acid)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상온 아스콘은 상온 혼합 및 상온 포설이 가능하여 포장 도로의 부분적인 파손부위를 긴급하게 보수하는데 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 상온 아스콘은 적정 수준의 강도(또는 안정성)를 가지면서 우수한 내구성 내지 내수성을 가지기 때문에 습기, 물, 차량 통행에 의해 발생하는 부분적인 파손의 발생 빈도를 현저하게 낮출 수 있고, 도로 보수에 따른 비용을 장기적으로 절감시킬 수 있다.

Description

상온 아스콘{normal temperature ascon}
본 발명은 아스콘에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포장 도로의 부분적인 파손부위를 보수하는데 사용되는 상온 아스콘에 관한 것이다.
포장된 도로는 시공 후 빈번한 차량통행과 기후 및 환경의 변화로 인해 시간이 지남에 따라 노후 파손되어 가기 때문에 파손부위에 대한 부분적인 보수(소파보수 등)를 적정한 시기에 조치하여야 하며 그렇지 못할 경우 대규모의 보수가 실시되고 종국에 가서는 재포장을 하여야 하므로 막대한 경제적 손실을 초래하게 된다. 이와 같이 포장된 도로는 유지관리를 어떻게 하느냐에 따라 그의 수명주기가 달라질 수 있으며, 결국 포장의 수명주기 동안 적절한 보수시기와 보수공법을 선정하는 것이 매우 중요하다.
최근, 국내도로 여건은 급격한 차량증가와 더불어 30톤 이상 되는 대형차량 및 과적 차량의 통행이 증가함에 따라 그 보수 시기가 점점 빨라져가고 있으며 보수부위 또한 다발적으로 발생하고 있는 실정이다.
종래의 도로보수 방법은 역청 혼합물을 KS F 2349 공법에 따라서 가열혼합 및 가열포설 하는 공정인데, 상기 혼합물은 쇄석 및 자갈, 잔골재 등을 170∼180 ℃ 고온으로 가열 및 건조한 다음 이 건조물에 140∼150 ℃로 가열한 스트레이트 아스팔트를 결합재로서 적정량 가하고 이들을 고온에서 혼합한 고온 아스콘으로 제조된다. 그러나 이러한 방법으로 제조된 고온 아스콘은 아스팔트 특성상 온도가 내려가면 결합재의 점성이 급격히 증대하여 덩어리로 되므로, 이를 방지하기 위해서는 상기 역청 혼합물을 130∼140 ℃로 유지하면서 제한 시간 내에 포장해야만 하는 불편이 야기되었으며, 또한 장거리 수송이 어려울 뿐만 아니라 겨울철 공사시에는 재료분리가 일어날 우려가 있다. 특히 도로 파손이 소규모일 경우에는 대단위의 아스콘을 사용하기가 곤란하다는 문제가 있다. 상기 언급한 바와 같은 고온 아스콘(가열식 아스콘이라고도 한다)을 도로 보수용으로 사용할 때 발생하는 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 상온 혼합 및 상온 포설이 가능한 상온 아스콘이 제안되었다.
아스콘(Ascon)은 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 줄인 명칭이며, 일반적으로 아스팔트(asphalt)와 굵은 골재(자갈:Aggregate), 잔골재(모래:Sand) 또는 포장용 채움재(필러,석분:mineral filler)를 가열하거나 상온으로 혼합한 것으로 도로포장이나 주차장 등에 주로 사용되고 있으며, 사용목적 이나 용도, 기능, 공법에 따라 여러 가지로 구분하고 있다.
한편, 상온 아스콘은 공기에 노출될 경우 상온(常溫)의 조건에서 급격히 굳어지는 성질을 갖는 비가열식 아스콘으로 통상적으로 골재, 결합재(비가열 아스팔트), 및 채움재(석회석)가 혼합된 형태로 구성되며, 특히 각종 도로의 파여진 부분을 메우는 긴급 도로보수용 건설자재로 유용하게 사용되고 있다. 구체적으로 상온 아스콘은 도로의 긴급보수용으로 사용되는 것 이외에 맨홀 주위나 교량 이음 부분의 충진재로도 사용되고, 케이블 덕트의 내화 충진재로도 사용되는 등 그 활용범위는 매우 넓다고 하겠다. 즉, 도로에는 차량의 통행에 따른 하중을 견디지 못하고 부분적으로 파이는 경우가 있는가 하면 각종 공사를 위해 부분적으로 파해치는 경우가 있는데, 이 파인 부분을 아스콘으로 메우는 재포장작업을 하여야 한다. 그러나 재포장을 위한 도로의 면적이 넓은 경우에는 차량이나 사람의 통행을 일정시간 동안 완전히 금지시킨 상태에서 고온 아스콘으로 포장을 하지만 재포장을 위한 도로의 면적이 좁은 경우에는 차량이나 사람의 통행을 가급적 방해하지 않는 상태에서 신속히 상온 아스콘으로 포장을 하여야 한다. 상기 고온 아스콘은 가열식 아스콘으로 설명된 바와 같이 상온상에 노출되더라도 급격하게 굳어지지 않기 때문에 생산업체로 부터 밀폐포장이 안된 상태로 트럭에 직접 실려 공사현장까지 이동시키고 있지만 상온 아스콘은 비가열식 아스콘으로 설명된 바와 같이 상온상에 노출될 경우 급격하게 굳어지기 때문에 생산업체에서 소포장 단위로 밀폐포장되어 공사현장까지 이동시키고 있다.
이러한 상온 아스콘과 관련하여 일본 특허 공고 공보 제 1981-040172 호에는 전로 슬래그 및 골재를 5∼20℃의 수용성 탄산염 또는 수용성 황산염 수용액에 0.3 ∼ 10 중량 % 로 미리 습윤시킨 후 소석회를 2∼5 중량 % 가하여 전처리한 다음, 여기에 스트레이트 아스팔트의 비율을 기준으로 유기용재 10∼50 부피 % 컷백 시킨 후 유지류 0.5∼10 중량 % 첨가하고, 수득한 컷백 아스팔트 혼합물을 골재의 비율을 기준으로 5.5∼6.0 % 첨가함으로써 제조한 상온 아스콘이 제시되어 있다. 또한, 대한민국 특허 공개 공보 제 1993-023422 호에는 스트레이트 아스팔트 3.5∼5.5 중량 %, 경유 0.1∼0.4 중량 % 및 고분자 경화제 0.2 ∼2.2 중량 % 로 구성된 아스팔트 경화제를 제조한 후, 이 경화제에 쇄석 및 석분을 첨가하여 교반, 혼합하는 것으로 이루어진 상온 아스콘의 제조방법이 기재되어 있다. 또한, 대한민국 특허 공고 공보 제 1995-006735호에 나타난 아스콘의 제조공정에서는 컷백 아스팔트 23∼30 %, 도로포장용 타르 51∼62 %, 아크릴계 변성부타디엔 중합체 11∼14 %. 염화칼륨과 염화암모늄 4∼5 % 를 혼합한 혼합재 4.7∼7.6 %. 쇄석골재 89.4∼93.3 % 및 포틀랜드 시멘트 2∼3%를 상온에서 혼합하는 것이 기술되어 있다.
그러나, 종래의 상온 아스콘은 통상적인 고온 아스콘에 비해 초기 강도 발현이 미흡하고, 포설 후 갈라짐 및 부스러짐과 같은 현상이 일어나는 등 내구성이 결여되고, 내수성이 부족하여 습기 또는 물의 영향 등에 의해 제품의 품질이 달라지고 단기간에 부분적인 파손이 재발하는 등의 문제가 있고, 이를 해결하기 위해 소량의 여러 가지 첨가제를 사용하여 아스콘의 물성을 개선하고 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상온 혼합 및 상온 포설이 가능하면서, 내구성 및 내수성이 우수한 상온 아스콘을 제공하는데에 있다.
본 발명의 상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 골재, 채움재, 결합제 및 박리방지제를 포함하는 조성물로서, 상기 채움재는 석회석분, 시멘트, 소석회, 및 플라이애쉬로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 구성되고, 상기 결합제는 비가열 아스팔트이고, 상기 박리방지제는 다이머산(Dimer acid)을 70 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 상온 아스콘을 제공한다.
이때, 상기 골재는 석회석 골재인 것이 바람직하고, 1~10㎜의 입도 범위를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 골재의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 80~95 중량%인 것이 바람직하다.
상기 채움재는 플라이애쉬 시멘트인 것이 바람직하다. 또한, 상기 채움재의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 2.5~9 중량%인 것이 바람직하다.
상기 결합제는 컷백 아스팔트(Cutback asphalt)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 결합제의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 2.46~10.8 중량%인 것이 바람직하다.
상기 박리방지제는 다이머산 외에 모노머산, 또는 트리머산을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 박리방지제의 주성분인 다이머산은 식물유 지방산의 이량체인 것이 바람직하고, 이때, 상기 식물유 지방산은 올레익산(Oleic acid), 리놀레익산(Linoleic acid), 스테아릭산(Stearic acid) 및 팔미틱산(Palmitic acid)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 박리방지제는 조성물 전체 중량을 기준으로 0.04~0.2 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상온 아스콘은 상온 혼합 및 상온 포설이 가능하여 포장 도로의 부분적인 파손부위를 긴급하게 보수하는데 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 상온 아스콘은 적정 수준의 강도(또는 안정성)를 가지면서 우수한 내구성 내지 내수성을 가지기 때문에 습기, 물, 차량 통행에 의해 발생하는 부분적인 파손의 발생 빈도를 현저하게 낮출 수 있고, 도로 보수에 따른 비용을 장기적으로 절감시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 상온 혼합 및 상온 포설이 가능한 상온 아스콘에 관한 것으로서, 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 상온 아스콘은 골재, 채움재, 결합제 및 박리방지제를 포함하는 조성물이다. 이하, 본 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 상온 아스콘을 구성성분별로 나누어 설명한다.
골재
본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 골재는 아스콘에 사용되는 통상적인 골재라면 그 종류와 형태가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 아스콘용 골재는 입도 범위에 따라 굵은골재(보통 자갈이 이에 해당됨)와 잔골재(보통 자연 모래나 암석, 자갈 등을 깨어 얻어진 부순모래, 또는 이들의 혼합물이 이에 해당됨) 등이 있고, 형성원인에 따라 천연골재(강모래, 강자갈, 바다모래, 바다자갈, 육지모래, 육지자갈, 산모래, 산자갈 등), 인공골재(부순모래, 부순자갈), 산업부산물 골재(고로슬래그, 연슬래그, 동슬래그 등), 재생골재(콘크리트 폐기물을 분쇄한 부순모래, 부순자갈 등) 등이 있고, 밀도에 다라 보통골재(절건밀도가 2.5~2.7 g/㎤ 정도의 것으로서 강모래, 강자갈, 부순모래, 부순자갈 등), 경량골재(절건밀도가 2.0 g/㎤ 이하의 것으로서 천연의 화산재, 경석, 인공 질석, 펄라이트 등), 중량골재(절건밀도가 2.8 g/㎤ 이상의 것으로서, 중정석, 철광석 등에서 얻은 골재) 등이 있다.
본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분으로 사용되는 골재는 천연 또는 인공의 쇄석, 자갈, 모래, 석분, 제강 분진, 바텀애쉬 또는 슬래그에서 선택될 수 있으며, 상온 혼합 및 상온 포설의 용이성과 아스콘의 내구성을 고려할 때 석회석 골재인 것이 바람직하다. 석회석 골재는 석회암(탄산칼슘을 주성분으로 하는 퇴적암)을 부순 골재로서, 아스콘의 유동성을 좋게 하고 강도를 증진시킨다.
또한, 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분으로 사용되는 골재의 입도 범위는 아스콘이 사용되는 용도(차도 포장 또는 포수, 보도 포장 또는 보수, 터널 포장 또는 보수, 표층용, 중간층용, 기층용 등)에 따라 0.05~50㎜의 범위에서 선택될 수 있으며, 다른 성분과의 원활한 혼합 및 소정의 강도를 보장하기 위해 1~10㎜인 것이 바람직하고, 1.5~5.0㎜인 것이 더 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분으로 사용되는 골재의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 80~95 중량%인 것이 바람직하고, 85~95 중량%인 것이 더 바람직하며, 88~94 중량%인 것이 가장 바람직하다.
채움재
본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 채움재는 아스콘에 사용되는 통상적인 채움재라면 그 종류와 형태가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 석회석분, 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트, 각종 소각회 및 기타 광물성 물질의 분말 등이 있다. 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 사온 아스콘의 일 성분인 채움재는 석회석분, 시멘트, 소석회, 및 플라이애쉬로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것이 바람직하고, 사용의 간편성과 소정의 강도를 보장하는 측면에서 시멘트인 것이 더 바람직하다. 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 채움재로 사용될 수 있는 시멘트로는 포틀랜드 시멘트, 고로 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이애쉬 시멘트(Fly ash cement) 등이 있으며, 이 중에서 플라이애쉬 시멘트인 것이 가장 바람직하다. 플라이애쉬 시멘트는 포틀랜드 시멘트와 플라이애쉬를 혼합한 것으로서, 플라이애쉬의 양에 따라 A종(5~10%), B 종(10~20%), C 종(20~30%)이 있고, 본 발명에서는 아스콘의 용도에 따라 자유롭게 선택적으로 사용이 가능하다. 한편, 플라이애쉬는 미분탄(微粉炭)을 연소하는 보일러의 연도(煙道) 가스로부터 집진기로 채취한 석탄재를 말하는데, 구상(球狀)인 입자 크기는 시멘트와 같은 정도며 알루미나와 실리카가 주성분이고 콘크리트의 혼화재로 사용된다. 시멘트에 플라이애쉬를 약 20~30% 혼합하여 사용하면 가공성(加工性:workability)이 개선되고 경화열이 완화됨과 더불어 장기적인 강도 및 수밀성(水密性)이 향상되어 경제적이기도 하다.
또한, 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분으로 사용되는 채움재의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 2.5~9 중량%인 것이 바람직하고, 2.5~7.5 중량%인 것이 더 바람직하며, 3.0~6.0 중량%인 것이 가장 바람직하다.
결합제
본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 결합제는 아스콘에 사용되는 통상적인 비가열 아스팔트라면 그 종류와 형태가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 유화 아스팔트, 개질 아스팔트 등이 있다. 개질 아스팔트는 아스팔트 포장의 내구성, 내유동성, 내마모성, 미끄럼저항성 등을 향상시킬 목적으로 아스팔트 물성을 개선시킨 것으로서, 통상적으로 SBS, SBR과 같은 고무 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 플라스틱이 첨가된다. 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 결합제로는 컷백 아스팔트인 것이 바람직하다. 도로포장에 사용되는 아스팔트 시멘트는 상온에서 반고체 상태를 띠므로 다른 골재(骨材)와 혼합하거나 노면에 뿌릴 때면 반드시 가열하여 녹여서 사용해야만 했다. 이런 불편함을 줄이기 위해 아스팔트 시멘트를 휘발성의 석유 용제와 섞어서 액체 상태로 만든 것이 컷백 아스팔트이다. 컷백 아스팔트는 어떤 용제를 혼합하는가에 따라 증발하여 건조, 경화되는 속도가 달라지는데 급속경화형(rapid curing:RC), 중속경화형(medium curing:MC), 완속경화형(slow curing:SC)으로 구분된다. 급속경화형은 가솔린을 사용한 것으로 점도를 떨어뜨리고 유동성을 좋게 하며, 중속경화형은 등유를 사용하여 증발 속도를 적당히 늦추어 제조한 것이고, 완속경화형은 경유 등 중질유를 사용한 것을 말한다.
상온 아스콘에서 결합제로 사용되는 컷백 아스팔트는 통상적으로 침입도가 60~150인 스트레이트 아스팔트에 적당한 휘발성 용제, 즉 희석유를 가하여 점도를 저하시켜 유동성을 좋게 한 것으로서, 이때 희석유의 함량은 약 10~45 중량%이다. 컷백 아스팔트의 규격인 KSM2202에는 급속경화형 컷백 아스팔트를 점도의 정도에 따라 6등급(RC-0 부터 RC-5까지)으로 세분화하여 제품을 분류하고 있고, 주요 용도로 표면처리용 결합재, 개립도 골재로서 노상혼합공사용 결합재, 개립도 골재로서 상온보수공사 혼합물용 결합재, 개립도 골재로서 상온포설공사 기계혼합용 결합재, 찬 기후 조건하에서 상온포설공사 기계혼합용 결합재를 예시하고 있다. 또한, 컷백 아스팔트의 규격인 KSM2202에는 중속경화형 컷백 아스팔트를 점도의 정도에 따라 6등급(MC-0 부터 MC-5까지)으로 세분화하여 제품을 분류하고 있고, 주요 용도로 표면처리용 결합재, 개립도 골재로서 노상혼합공사용 결합재, 개립도 골재로서 상온보수공사 혼합물용 결합재, 프라임용 (Priming), 밀입도 골재로서 노상혼합공사용 결합재, 밀입도 골재로서 상온보수공사 혼합물용 결합재, 밀입도 골재로서 상온포설공사 기계혼합용 결합재를 예시하고 있다. 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 결합제로 사용되는 컷백 아스팔트는 아스콘이 사용되는 용도(차도 포장 또는 포수, 보도 포장 또는 보수, 터널 포장 또는 보수, 표층용, 중간층용, 기층용 등)에 따라 자유롭게 선택되어 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분으로 사용되는 결합제의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 2.46~10.8 중량%인 것이 바람직하고, 2.5~8.5 중량%인 것이 더 바람직하며, 3.0~6.5 중량%인 것이 가장 바람직하다.
박리방지제
본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 박리방지제는 아스팔트의 골재 면이 젖어 있을 때 부착을 좋게 함과 동시에 한번 부착한 아스팔트가 외력이나 비 등의 작용에 의해 벗겨지는 것을 방지하는 성분으로서 아스콘의 저항력을 증대시키는 역할을 한다. 아스콘에서 통상적으로 사용되는 액상 박리방지제로는 결합제에 혼합하여 사용하는 4급 아민이 있고, 골재에 첨가하여 사용하는 석회석분, 소석회, 포틀랜트 시멘트와 같은 분말 박리방지제 등이 있으나, 외력이나 비 등에 의한 아스콘의 벗겨짐을 방지하는데에 한계가 있다. 본 발명에서는 이를 개선하기 위해 상온 아스콘의 일 성분인 박리방지제의 주성분으로 다이머산(Dimer acid)을 사용한다.
다이머산(CAS 등록번호 : 61788-89-4)은 불포화 지방산을 중합반응에 의해 이량화하여 제조한 다이카르복실산(Dicarboxylic acid) 또는 지방산의 이량체(Dimerized fatty acid)로서, 표면 코팅성, 접착성, 내열성, 내방식성, 내구성, 내약품성, 및 요변성이 우수한 재료이다.
본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 박리방지제는 다이머산을 70 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상 포함할 수 있고, 부수적인 성분으로 모노머산(Monomer acid), 또는 트리머산(Trimer acid)을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 박리방지제는 경우에 따라서는 다이머산만으로 이루어질 수도 있다. 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 박리방지제로 사용할 수 있는 상업적인 제품으로는 DIMER ACID NC-80(중국의 NEXTCHEM Coporation에 의해 공급되며, 다이머산 75~85 중량%, 모노머산 1~3 중량%, 트리머산 15~22 중량%를 포함), CA2023 DIMER ACID(미국의 CHEMICAL ASSOCIATES에 의해 공급되며 다이머산으로 C36 DIBASIC ACID 87 중량%, 트리머산으로 분자량이 약 845인 TRIBASIC ACID 10 중량%, 모노머산으로 C18 MONOBASIC ACID 3 중량%를 포함), UNIDYME 18(미국의 ARIZONA CHEMICAL COMPANY에 의해 공급되며 다이머산으로 C18 불포화 지방산의 이량체 100중량%로 이루어짐), VDIMER 3690 DIMER ACID(미국의 Vantage Oleochemicals에 의해 공급되며 다이머산으로 C18 불포화 지방산의 이량체 100중량%로 이루어짐), Empol 1062 Dimer Acid(미국 BASF COPORATION에 의해 공급되며 다이머산으로 C18 불포화 지방산의 이량체 100중량%로 이루어짐) 등이 있다.
본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 박리방지제의 주성분으로 사용되는 다이머산은 그 유래 및 형태가 크게 제한되지 않으나, 식물유 지방산의 이량체인 것이 바람직하고, 이때 다이머산의 제조 원료인 식물유 지방산은 올레익산(Oleic acid), 리놀레익산(Linoleic acid), 스테아릭산(Stearic acid) 및 팔미틱산(Palmitic acid)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있다. 대한민국 등록특허 공보 제10-0356436호에는 식물유 지방산으로부터 다이머산을 제조하는 방법의 일 예가 예시되어 있으며, 구체적으로 식물유 지방산에 계면활성제로서 알킬벤젠설포나이트, 소디움라우릭설포나이트, 또는 폴리글리콜에테르를 원료지방산 100 중량부에 대하여 0.5∼5 중량부 첨가하고, 전리제로서 황산나트륨 또는 염화나트륨을 원료지방산 100 중량부에 대하여 0.5∼5 중량부 첨가하고, 0∼10℃ 까지 냉각한 후 초원심분리기로 분리하여 원료를 얻고, 이 원료에 대하여 주촉매로서 백토를 사용하고, 조촉매로서 AlCl3 , SnCl2 , LiCO3 , CaCO3 , MgO, 과산화 벤질 또는 카본 중 2종 이상을 주촉매 100 중량부에 대하여 1∼5 중량부 사용하여 중합하는 것을 특징으로 한다. 이때, 식물유 지방산은 채종, 미강, 옥배, 대두 또는 올리브 유래의 지방산인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분으로 사용되는 박리방지제의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 0.04~0.2 중량%인 것이 바람직하고, 0.04~1.5 중량%인 것이 더 바람직하며, 0.05~1.0 중량%인 것이 가장 바람직하다.
기타 성분
본 발명에 따른 상온 아스콘은 골재, 채움재, 결합제 및 다이머산 외에 고무(SBR, SBS 등), 플라스틱(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸비닐아세테이트, EPDM 등), 섬유(폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스터 섬유 등), 산화방지제(칼슘염), 4급 아민, 실리콘 등과 같은 개질제 또는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 상온 아스콘의 제조
제조예 1.
입도 범위가 1.5~5㎜인 석회석 골재 80 중량부, 플라이애쉬 시멘트 C종 9 중량부, 컷백 아스팔트(제품규격 : MC-0) 10.8 중량부 및 CA2023 DIMER ACID(미국의 CHEMICAL ASSOCIATES에 의해 공급되며 다이머산으로 C36 DIBASIC ACID 87 중량%, 트리머산으로 분자량이 약 845인 TRIBASIC ACID 10 중량%, 모노머산으로 C18 MONOBASIC ACID 3 중량%를 포함) 0.2 중량부를 상온에서 혼합하여 아스콘을 제조하였다.
제조예 2.
입도 범위가 1.5~5㎜인 석회석 골재 95 중량부, 플라이애쉬 시멘트 C종 2.5중량부, 컷백 아스팔트(제품규격 : MC-0) 2.46 중량부 및 CA2023 DIMER ACID(미국의 CHEMICAL ASSOCIATES에 의해 공급되며 다이머산으로 C36 DIBASIC ACID 87 중량%, 트리머산으로 분자량이 약 845인 TRIBASIC ACID 10 중량%, 모노머산으로 C18 MONOBASIC ACID 3 중량%를 포함) 0.04 중량부를 상온에서 혼합하여 아스콘을 제조하였다.
제조예 3.
입도 범위가 1.0~8.0㎜인 쇄석 골재 90 중량부, 포틀랜드 시멘트 5 중량부, 컷백 아스팔트(제품규격 : MC-0) 4.9 중량부 및 CA2023 DIMER ACID(미국의 CHEMICAL ASSOCIATES에 의해 공급되며 다이머산으로 C36 DIBASIC ACID 87 중량%, 트리머산으로 분자량이 약 845인 TRIBASIC ACID 10 중량%, 모노머산으로 C18 MONOBASIC ACID 3 중량%를 포함) 0.1 중량부를 상온에서 혼합하여 아스콘을 제조하였다.
제조예 4.
입도 범위가 1.5~5㎜인 석회석 골재 95 중량부, 포틀랜드 시멘트 2.5중량부, 컷백 아스팔트(제품규격 : MC-0) 2.46 중량부 및 CA2023 DIMER ACID(미국의 CHEMICAL ASSOCIATES에 의해 공급되며 다이머산으로 C36 DIBASIC ACID 87 중량%, 트리머산으로 분자량이 약 845인 TRIBASIC ACID 10 중량%, 모노머산으로 C18 MONOBASIC ACID 3 중량%를 포함) 0.04 중량부를 상온에서 혼합하여 아스콘을 제조하였다.
비교제조예 1.
입도 범위가 1.5~5㎜인 석회석 골재 80 중량부, 플라이애쉬 시멘트 C종 9 중량부, 및 컷백 아스팔트(제품규격 : MC-0) 11 중량부를 상온에서 혼합하여 아스콘을 제조하였다.
비교제조예 2.
입도 범위가 1.0~8.0㎜인 쇄석 골재 90 중량부, 포틀랜드 시멘트 5 중량부, 컷백 아스팔트(제품규격 : MC-0) 4.9 중량부 및 디페닐아민 0.1 중량부를 상온에서 혼합하여 아스콘을 제조하였다.
2. 상온 아스콘의 물성 시험
제조예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 아스콘의 강도, 내구성, 내수성을 알아보기 위해 마샬시험(Marshall test)를 수행하였다. 구체적으로 아스팔트 및 콘크리트 포장 도로의 긴급 또는 간이 보수에 사용하는 도로 보수용 상온 역청 혼합물에 대하여 규정하고 있는 표준번호 KS F 2369에 의거하여 마샬시험(Marshall test)를 수행하였다.
하기 표 1은 아스콘(아스팔트 콘크리트)에 적용되는 마샬시험 기준값을 나타낸 것이다.
항목 기준값
안정도(N) 3500 이상
흐름값(1/100㎝) 10~40
공극률(%) 3~15
수침 잔류 안정도(%) 75 이상
상기 표 1에서 안정도(N)은 아스콘의 강도 내지 내구성을 나타내고, 잔류 안정도(%)는 아스콘의 내수성 내지 내박리성을 나타내며, 수침 잔류 안정성은 하기의 수학식 1과 같다.
Figure 112012042056712-pat00001
제조예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 아스콘의 마샬시험 결과 중 안정도 및 잔류 안정도 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 안정도(N) 수침 잔류 안정도(%)
제조예 1 4500 94
제조예 2 4800 92
제조예 3 4700 95
제조예 4 4600 91
비교제조예 1 3200 78
비교제조예 2 3100 83
상기 표 2에서 보이는 바와 같이 박리방지제로 다이머산을 사용하는 경우 아스콘의 안정도 및 잔류 안정도가 현저하게 향상되었으며, 포틀랜트 시멘트 대신 플라이애쉬 시멘트를 사용하는 경우 안정도 및 수침 잔류 안정도가 더 우수함을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 골재 80~95 중량%, 채움재 2.5~9 중량%, 결합제 2.46~10.8 중량% 및 박리방지제 0.04~0.2 중량%를 포함하는 조성물로서,
    상기 채움재는 석회석분, 시멘트, 소석회, 및 플라이애쉬로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 구성되고,
    상기 결합제는 비가열 아스팔트이고,
    상기 박리방지제는 박리방지제 전체 중량을 기준으로 다이머산(Dimer acid)을 70 중량% 이상 포함하고,
    상기 다이머산은 탄소 수가 16 내지 18인 지방산의 이량체인 것을 특징으로 하는 상온 아스콘.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 골재는 석회석 골재인 것을 특징으로 하는 상온 아스콘.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 골재는 1~10㎜의 입도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 상온 아스콘.
  4. 삭제
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 채움재는 플라이애쉬 시멘트인 것을 특징으로 하는 상온 아스콘.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서, 상기 결합제는 컷백 아스팔트(Cutback asphalt)인 것을 특징으로 하는 상온 아스콘.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서, 상기 박리방지제는 모노머산, 또는 트리머산을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상온 아스콘.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 다이머산은 식물유 지방산의 이량체인 것을 특징으로 하는 상온 아스콘.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 식물유 지방산은 올레익산(Oleic acid), 리놀레익산(Linoleic acid), 스테아릭산(Stearic acid) 및 팔미틱산(Palmitic acid)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 상온 아스콘.
  12. 삭제
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