KR101365547B1 - 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물과 그 제조방법 - Google Patents

친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물과 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법에 있어서, a) 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%를 혼합하여 아스팔트 바인더를 제조하는 단계; b) 상기 아스팔트 바인더는 120~150℃, 골재는 120~150℃로 각각 가열하는 단계; c) 상기 가열된 아스팔트 바인더와, 골재를 120~150℃에서 혼합하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물과 그 제조방법{Eco-friendly warm-mix asphalt mixture and its manufacturing method}
본 발명은 도로의 아스팔트 콘크리트 혼합물과 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 아스팔트 콘크리트 혼합물의 혼합 및 도로 포설작업이 낮은 온도에서 이루어짐으로써 시공 및 품질관리가 용이하고 탄소배출량을 줄일 수 있는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물과 그 제조방법에 관한 것이다.
사회기반시설인 도로를 포장하는 데에는 보통 아스팔트 콘크리트 혼합물이 사용되는데, 현행 일반국도의 도로포장에는 포설 작업시의 작업성을 높이기 위해 160~170℃의 고온에서 생산되는 가열 아스팔트 콘크리트 혼합물이 사용된다. 이렇게 높은 온도로 아스팔트 콘크리트 혼합물을 가열하기 위해서 많은 석유계 연료가 사용되고, 이 과정에서 이산화탄소와 더불어 유해 온실가스인 질소산화물과 황산화물이 다량 발생한다.
이런 기존 아스팔트 콘크리트 혼합물의 문제점을 해결하기 위해서 개발된 것이 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물인데, 이것은 기존 아스팔트 콘크리트 혼합물에 의한 포장 이상의 품질을 유지하면서도 약 30℃이상 낮은 130~140℃에서 생산·시공될 수 있는 아스팔트 콘크리트 혼합물이다.
중온화를 위해서 아스팔트 콘크리트 혼합물에 첨가하는 개질재로는 합성고무 계열의 SBS(Styrene Butadiend Styrene), 폐타이어 재생고무(CRM, Crumb Rubber Modifier), 합성수지 계열의 LDPE(저밀도 폴리에틸렌, Low Density Polyethylene) 등이 있다.
SBS를 이용한 개질재는 이 분야에서 가장 폭 넓게 사용되고 있으며, 품질관리가 용이하고 고온 물성의 향상에 탁월한 효과를 발휘하나, 분자 내에 존재하는 스티렌 도메인으로 인하여 바인더의 저온 물성이 향상되지 않고 경우에 따라서는 오히려 이를 약화시키는 문제점을 가지고 있다.
폐타이어 재생고무를 이용한 개질재는 매년 많은 양이 발생되는 폐자재를 재활용하여 환경을 보호한다는 차원에서 활발하게 연구되고 있으며, 그 예로 2005. 12. 28. 출원된 출원번호 10-2005-0131207호의 '아스팔트 개질재 및 그의 제조방법과 아스팔트 개질재를 이용하여 제조된 아스팔트 콘크리트의 제조방법'이 있다. 상기 기술에 의해 제조된 개질재는 폐자재의 활용을 통한 자원 절약, 비용 절감 및 환경보호라는 장점 이외에도 아스팔트 포장체의 외부 환경에 대한 내구성과 내유동성을 향상시킨다는 장점이 있으나, 이미 가황되어진 고무가 아스팔트 내에 고르게 분산되지 못하기 때문에 아스팔트 콘크리트 혼합물의 균질성을 확보하기 어렵고 고온 및 저온에서의 개질효과에 한계가 있다. 또한 분쇄된 폐타이어가 아스팔트와 일체화되지 못하여 포장체의 내구성을 떨어뜨리기도 하며, 아스팔트와의 일체화를 위해서는 분쇄된 폐타이어와 아스팔트를 장시간 고온으로 유지시켜주어야 하므로 분쇄된 폐타이어가 녹아 개질의 효과가 발휘되지 못한다.
LDPE는 에틸렌 중합체 중 밀도가 0.91~0.93 정도인 준결정성 고분자(semi-crystalline polymer)인데 열접착성이 좋고 영하 50℃에서도 거의 연성을 잃지 않는 내한성이 있으며 높은 인장력을 가지고 있어 아스팔트 개질시 인장력 향상에 도움이 된다. 또 분쇄된 폐타이어의 노화된 물성을 회복시키고 안정시키는 성질을 가지고 있어 폐타이어 분말과 함께 사용되기도 한다. LDPE가 적용된 기술의 예로 2004. 7. 19. 출원된 출원번호 10-2004-56041호의 '아스팔트 콘크리트의 개질재 칩 및 그 제조방법' 및 2011. 2. 16. 출원된 출원번호 10-2011-13667호의 '아스팔트 혼합물용 첨가제 조성물 및 그 조성물이 첨가된 개질아스팔트 혼합물'이 있다. 그러나 LDPE는 저온 물성을 저하시키는 특징이 있어 도로포장면의 균열 발생, 포트홀 발생을 가속화시키므로 기온이 낮은 지역에서는 그 사용이 제한된다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중온에서 아스팔트 콘크리트 혼합물을 생산·시공할 수 있도록 함으로써 시공 및 품질관리가 용이하고 탄소발생량을 줄일 수 있으면서도, 기존 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물이 갖는 고온물성은 유지시키고 저온 물성은 향상시킬 수 있는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물과 그 제조방법을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도로 포장을 위한 표층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서, 상기 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 13mm이거나 20mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 공극률은 3~6%, 포화도는 65~80%, 골재간극률은 최대골재크기가 13mm일 때는 13% 이상, 최대골재크기가 20mm일 때는 12% 이상이며; 상기 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지되, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고; 상기 최대골재크기 13mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 20mm체 통과율은 100%, 13mm체 통과율은 90~100%, 10mm체 통과율은 76~90%, 5mm체 통과율은 44~74%, 2.5mm체 통과율은 28~58%, 0.60mm체 통과율은 11~32%, 0.30mm체 통과율은 5~21%, 0.15mm체 통과율은 3~15%, 0.08mm체 통과율은 2~10%이며; 상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 72~90%, 10mm체 통과율은 56~80%, 5mm체 통과율은 35~65%, 2.5mm체 통과율은 23~49%, 0.60mm체 통과율은 10~28%, 0.30mm체 통과율은 5~19%, 0.15mm체 통과율은 3~13%, 0.08mm체 통과율은 2~8%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도로 포장을 위한 기층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서, 상기 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 25mm이거나 30mm이거나 40mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 공극률은 4~6%, 포화도는 65~75%, 골재간극률은 최대골재크기가 25mm일 때는 12% 이상, 최대골재크기가 30mm일 때는 11.5% 이상, 최대골재크기가 40mm일 때는 11% 이상이며; 상기 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지되, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고; 상기 최대골재크기 25mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 30mm체 통과율은 100%, 25mm체 통과율은 90~100%, 20mm체 통과율은 71~90%, 13mm체 통과율은 56~80%, 10mm체 통과율은 45~72%, 5mm체 통과율은 29~59%, 2.5mm체 통과율은 19~45%, 0.6mm체 통과율은 7~25%, 0.3mm체 통과율은 5~17%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 1~7%이며; 상기 최대골재크기 30mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 40mm체 통과율은 100%, 30mm체 통과율은 95~100%, 25mm체 통과율은 80~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 46~80%, 10mm체 통과율은 40~70%, 5mm체 통과율은 28~55%, 2.5mm체 통과율은 19~42%, 0.6mm체 통과율은 7~26%, 0.3mm체 통과율은 4~19%, 0.15mm체 통과율은 2~13%, 0.08mm체 통과율은 1~7% 이며; 상기 최대골재크기 40mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 50mm체 통과율은 100%, 40mm체 통과율은 95~100%, 30mm체 통과율은 80~100%, 25mm체 통과율은 70~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 40~80%, 10mm체 통과율은 30~70%, 5mm체 통과율은 17~55%, 2.5mm체 통과율은 10~42%, 0.6mm체 통과율은 5~28%, 0.3mm체 통과율은 3~22%, 0.15mm체 통과율은 2~16%, 0.08mm체 통과율은 1~10%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도로 포장을 위한 중간층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서, 상기 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 20mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 공극률은 3~5%, 포화도는 70~85%, 골재간극률은 12% 이상이며; 상기 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지되, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고; 상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 69~84%, 10mm체 통과율은 56~74%, 5mm체 통과율은 35~55%, 2.5mm체 통과율은 23~38%, 0.6mm체 통과율은 10~23%, 0.3mm체 통과율은 5~16%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 2~10%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 아스팔트 바인더에는 가황촉진제 0.1~0.2 중량%를 더 포함하고, 상기 가황촉진제는 티아졸(Thiazole)계, 구아니딘(Guanidine)계, 설펜아미드(Sulfenamide)계, 티우람(Thiuram)계 중 어느 하나 또는 2이상이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 표층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법에 있어서, a) 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%를 혼합하여 아스팔트 바인더를 제조하는 단계; b) 상기 아스팔트 바인더는 120~150℃, 최대골재크기 13mm 또는 20mm인 골재는 120~150℃로 각각 가열하는 단계; c) 상기 가열된 아스팔트 바인더와, 골재를 120~150℃에서 혼합하는 단계;를 포함하되, 아스팔트 바인더와 골재의 혼합은 가열된 아스팔트 바인더 4~8 중량%와 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고; 상기 최대골재크기 13mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 20mm체 통과율은 100%, 13mm체 통과율은 90~100%, 10mm체 통과율은 76~90%, 5mm체 통과율은 44~74%, 2.5mm체 통과율은 28~58%, 0.60mm체 통과율은 11~32%, 0.30mm체 통과율은 5~21%, 0.15mm체 통과율은 3~15%, 0.08mm체 통과율은 2~10%이며; 상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 72~90%, 10mm체 통과율은 56~80%, 5mm체 통과율은 35~65%, 2.5mm체 통과율은 23~49%, 0.60mm체 통과율은 10~28%, 0.30mm체 통과율은 5~19%, 0.15mm체 통과율은 3~13%, 0.08mm체 통과율은 2~8%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법에 있어서, a) 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%를 혼합하여 아스팔트 바인더를 제조하는 단계; b) 상기 아스팔트 바인더는 120~150℃, 최대골재크기 25mm 또는 30mm 또는 40mm인 골재는 120~150℃로 각각 가열하는 단계; c) 상기 가열된 아스팔트 바인더와, 골재를 120~150℃에서 혼합하는 단계;를 포함하되, 아스팔트 바인더와 골재의 혼합은 가열된 아스팔트 바인더 4~8 중량%와 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고; 상기 최대골재크기 25mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 30mm체 통과율은 100%, 25mm체 통과율은 90~100%, 20mm체 통과율은 71~90%, 13mm체 통과율은 56~80%, 10mm체 통과율은 45~72%, 5mm체 통과율은 29~59%, 2.5mm체 통과율은 19~45%, 0.6mm체 통과율은 7~25%, 0.3mm체 통과율은 5~17%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 1~7%이며; 상기 최대골재크기 30mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 40mm체 통과율은 100%, 30mm체 통과율은 95~100%, 25mm체 통과율은 80~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 46~80%, 10mm체 통과율은 40~70%, 5mm체 통과율은 28~55%, 2.5mm체 통과율은 19~42%, 0.6mm체 통과율은 7~26%, 0.3mm체 통과율은 4~19%, 0.15mm체 통과율은 2~13%, 0.08mm체 통과율은 1~7% 이며; 상기 최대골재크기 40mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 50mm체 통과율은 100%, 40mm체 통과율은 95~100%, 30mm체 통과율은 80~100%, 25mm체 통과율은 70~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 40~80%, 10mm체 통과율은 30~70%, 5mm체 통과율은 17~55%, 2.5mm체 통과율은 10~42%, 0.6mm체 통과율은 5~28%, 0.3mm체 통과율은 3~22%, 0.15mm체 통과율은 2~16%, 0.08mm체 통과율은 1~10%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 중간층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법에 있어서, a) 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%를 혼합하여 아스팔트 바인더를 제조하는 단계; b) 상기 아스팔트 바인더는 120~150℃, 최대골재크기 20mm인 골재는 120~150℃로 각각 가열하는 단계; c) 상기 가열된 아스팔트 바인더와, 골재를 120~150℃에서 혼합하는 단계;를 포함하되, 아스팔트 바인더와 골재의 혼합은 가열된 아스팔트 바인더 4~8 중량%와 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고; 상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 69~84%, 10mm체 통과율은 56~74%, 5mm체 통과율은 35~55%, 2.5mm체 통과율은 23~38%, 0.6mm체 통과율은 10~23%, 0.3mm체 통과율은 5~16%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 2~10%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 a)단계에서 제조되는 아스팔트 바인더에는 가황촉진제 0.1~0.2 중량%를 더 포함하고, 상기 가황촉진제는 티아졸(Thiazole)계, 구아니딘(Guanidine)계, 설펜아미드(Sulfenamide)계, 티우람(Thiuram)계 중 어느 하나 또는 2이상이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명은 중온에서 아스팔트 콘크리트 혼합물을 생산·시공할 수 있도록 함으로써 시공 및 품질관리가 용이하고 탄소발생량을 줄일 수 있으면서도, 기존 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물이 갖는 고온물성은 유지시키고 저온 물성은 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의해 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 과정이다.
도 2는 본 발명에 의한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 실시예와 비교예의 골재 합성 입도이다.
도 3은 본 발명에 의한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 실시예와 비교예의 간접인장강도 시험 결과이다.
도 4a와 4b는 본 발명에 의한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 실시예와 비교예의 휠 트랙킹 시험 결과이다.
도 5는 본 발명에 의한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 실시예와 비교예의 인장강도비 시험 결과이다.
도 6a는 본 발명에 의한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 실시예와 비교예의 수처리 전 동탄성계수 시험 결과이고, 도 6b는 본 발명에 의한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 실시예와 비교예의 수처리 후 동탄성계수 시험 결과이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관하여는 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 아스팔트 콘크리트 혼합물에 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber), 폴리에틸렌계 올리고머 등으로 이루어진 개질재를 사용하는 것을 특징으로 하는데, 각 성분의 양과 그것을 첨가함으로써 얻어지는 효과에 대해서는 아래에서 설명하기로 한다.
아스팔트 콘크리트 혼합물은 그것이 표층, 기층, 중간층 중 어느 층에 사용되느냐에 따라 필요한 성능이 달라지는데, 이렇게 각각 다른 성능을 주기 위하여 아스팔트 바인더의 양, 골재의 합성입도, 아스팔트 바인더와 골재를 혼합하는 온도 등을 달리해준다. 이때 각 층에 사용되는 아스팔트 바인더의 구성성분은 기본적으로 비슷하다.
본 발명의 구성성분인 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지고, 여기에 가황촉진제 0.1~0.2 중량%가 더 첨가될 수 있다.
상기 아스팔트로는 AP5 바인더를 사용하는 것이 바람직하나, 그 이외의 것을 사용하거나 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다.
SBR은 스티렌모노머와 부타디엔이 중합되어 만들어지는 합성고무로서 후술할 황 및 가황촉진제와 함께 사용되어 연화점 상승 등 아스팔트의 고온 소성변형 저항성의 증가를 가져올 뿐만 아니라, 저온에서 신율을 향상시켜 아스팔트의 저온 물성을 향상시킨다.
분말형 SBR은 아스팔트 바인더 총량 중 1.8~8 중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는데, 함량이 1.8 중량% 미만인 경우에는 아스팔트 개질효과를 얻을 수 없고, 8 중량%를 초과하는 경우에는 아스팔트의 지나친 점도상승으로 인하여 가공이 불가능해진다.
상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이며, 분말 입자의 크기는 직경 1mm이하여야 한다. 분자량이 300,000 미만일 경우에는 분말들이 서로 엉겨붙어 아스팔트 내로 균일하게 분산되지 못하고, 분자량이 1,000,000을 초과하게 되면 해당 조건에서 아스팔트 내로 분산이 이루어지지 않아 개질재로 사용할 수 없다. 또한 분말 입자의 크기가 1mm를 초과하게 되면 SBR 분말이 아스팔트 내로 분산되는 데 많은 시간이 소요되어 SBR 분말이 분산되기도 전에 분자들 간의 화학적 결합으로 겔 현상이 발생하게 되며, 이로 인해 분산 자체가 불가능해진다.
폴리에틸렌계 올리고머는 폴리에틸렌을 열분해하여 얻어지는 것으로, 상온에서는 고체상태이고 온도를 높이면 유체로 변하는 분자량 1,000 이하의 소중합체 물질이다. 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 녹는점 이상에서 유동성을 가지기 때문에 아스팔트 바인더의 점도를 저하시켜주며, 녹는점 이하에서는 고체상태로 존재하여 아스팔트 바인더의 고온 물성 저하 현상을 초래하지 않는다. 상기 폴리에틸렌계 올리고머의 분자량은 500~1,000, 녹는점은 80~130℃인 것이 바람직하다. 분자량이 500 미만일 경우 고체상태에서의 경도가 너무 낮아져 아스팔트의 소성변형 저항성이 저하되고, 분자량이 1,000을 넘어가면 저온에서 바인더의 물성을 저하시켜 도로포장체에 균열이 생기거나 포트홀 발생이 가속화된다. 또 녹는점이 80℃ 미만이면 바인더의 고온 소성변형 저항성을 저하시키고, 130℃가 넘어가면 바인더에 균일하게 혼합되지 못하게 된다.
상기 아스팔트 바인더에 첨가되는 황 및 가황촉진제는 가황작용을 일으켜 SBR의 탄성을 증대시킬 뿐만 아니라 아스팔트 바인더의 점도를 낮추어주는 기능을 한다. 가황을 하지 않은 통상적인 아스팔트의 경우, 포설작업시 다짐이 충분히 이루어지려면 낮은 점도를 유지해주기 위해 160℃ 이상의 고온이 유지되어야 하는데, 황을 폴리에틸렌계 올리고머와 함께 첨가할 경우 150℃ 이하의 중온에서도 충분히 다짐을 할 수 있을 정도로 점도가 낮아진다. 황은 녹는점이 100~120℃이고, 상온에서 고체분말상태인 것을 사용하는데 분말 입자의 크기는 직경이 0.3mm 이하인 것이 바람직하다. 직경이 0.3mm를 초과하게 되면 아스팔트 내에 분산되어 있는 SBR을 고르게 가황시키지 못하여 상분리 현상 등이 발생하여 균일한 품질의 바인더를 얻기 어렵다. 상기 황은 0.2~1 중량%가 바람직한데, 1 중량%를 초과하면 황의 첨가량의 증가에 대해 특성의 변화가 없다가 점차 특성이 나빠지게 된다.
가황촉진제는 0.1~0.2 중량% 정도의 소량을 첨가하는 것으로 충분한 가황효과를 얻을 수 있으며, 티아졸계(Thiazole)계, 구아니딘(Guanidine)계, 설펜아미드(Sulfenamide)계, 티우람(Thiuram)계 중 어느 하나 또는 2이상을 혼합하여 사용한다.
위와 같은 성분을 갖는 아스팔트 바인더는 ⅰ)아스팔트의 수분을 제거하는 단계, ⅱ)아스팔트를 2차 가열하여 용융시키는 단계, ⅲ)용융된 아스팔트에 분말형 SBR, 폴리에틸렌계 올리고머 등을 첨가하여 교반, 혼합하는 단계를 통하여 만들어지는데, ⅰ)단계는 80~140℃, ⅱ)단계는 120~150℃, ⅲ)단계는 120~150℃의 중온에서 이루어짐으로써 가열하기 위한 연료가 절약되고, 유해물질의 발생이 줄어든다.
위와 같은 성분으로 만들어진 아스팔트 바인더의 성능은 다음과 같다.



시험 결과값
KS F 기준
오리지널 아스팔트 바인더의 동적전단유동기 시험
G*/sinδ(kPa, 76℃)
1.27
G*/sinδ ≥ 1.0 kPa
RTFO로 2시간 산화 후
동적전단유동기 시험
G*/sinδ(kPa, 76℃)
2.30
G*/sinδ ≥ 2.2 kPa
PAV로 20시간 산화 후
동적전단유동기 시험
G*×sinδ(kPa, 28℃)
2720
G*×sinδ ≤ 5000 kPa
BBR 시험
추정탄성계수
(MPa, -22℃)
187
≤ 300 MPa

BBR 시험
m-값
0.308
≥ 0.3
위 아스팔트 바인더의 성능 측정 시험을 하는 데에는 아스팔트(SK 주식회사, 제품명 : AP5, PG 64-22) 95 중량%, 분말형 SBR(LG화학, 제품명 : SBR1502) 1.8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머(라이온켐텍, 제품명 104N) 2.9 중량%, 황(태경화공, 제품명 : sulfur power) 0.2 중량%, 가황촉진제(금호석유화학, 제품명 : KUMAC D) 0.1 중량%로 이루어진 아스팔트 바인더를 사용하였다.
상기 표에서 확인할 수 있듯이 원래의 공용성 등급이 PG 64-22(64는 고온등급을 표시한 것이며, -22는 저온등급을 표시한 것임)였던 아스팔트에 분말형 SBR 등의 개질재가 첨가됨으로써 PG 76-22가 된 것을 알 수 있다. 즉, 저온에서의 저항성을 유지하면서 고온에서의 물성이 매우 향상되었다.
위와 같이 개질된 아스팔트 바인더를 골재와 혼합하면 아스팔트 콘크리트 혼합물이 만들어진다. 아스팔트 바인더의 양이 너무 적을 경우에는 골재에 아스팔트 바인더가 충분히 피막되지 않아 아스팔트 콘크리트 혼합물의 내구성이 나빠지고, 너무 많을 경우에는 골재를 피막하고 남은 아스팔트 바인더에 의해 소성변형이 발생할 수 있으므로, 아스팔트 콘크리트 혼합물은 그것이 사용되는 층에 따라 적당한 양의 아스팔트 바인더를 포함해야 한다.
표층용 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 13mm이거나 20mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 이 때 공극률은 3~6%, 포화도는 65~80%, 골재간극률은 최대골재크기가 13mm일 때는 13% 이상, 최대골재크기가 20mm일 때는 12% 이상이 되어야 한다.
그리고 골재의 합성 입도는 최대골재크기 13mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 20mm체 통과율은 100%, 13mm체 통과율은 90~100%, 10mm체 통과율은 76~90%, 5mm체 통과율은 44~74%, 2.5mm체 통과율은 28~58%, 0.60mm체 통과율은 11~32%, 0.30mm체 통과율은 5~21%, 0.15mm체 통과율은 3~15%, 0.08mm체 통과율은 2~10%이며,
상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 72~90%, 10mm체 통과율은 56~80%, 5mm체 통과율은 35~65%, 2.5mm체 통과율은 23~49%, 0.60mm체 통과율은 10~28%, 0.30mm체 통과율은 5~19%, 0.15mm체 통과율은 3~13%, 0.08mm체 통과율은 2~8%인 것이 바람직하다.
기층용 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 25mm이거나 30mm이거나 40mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 공극률은 4~6%, 포화도는 65~75%, 골재간극률은 최대골재크기가 25mm일 때는 12% 이상, 최대골재크기가 30mm일 때는 11.5% 이상, 최대골재크기가 40mm일 때는 11% 이상이며,
상기 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지되, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고,
상기 최대골재크기 25mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 30mm체 통과율은 100%, 25mm체 통과율은 90~100%, 20mm체 통과율은 71~90%, 13mm체 통과율은 56~80%, 10mm체 통과율은 45~72%, 5mm체 통과율은 29~59%, 2.5mm체 통과율은 19~45%, 0.6mm체 통과율은 7~25%, 0.3mm체 통과율은 5~17%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 1~7%이며,
상기 최대골재크기 30mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 40mm체 통과율은 100%, 30mm체 통과율은 95~100%, 25mm체 통과율은 80~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 46~80%, 10mm체 통과율은 40~70%, 5mm체 통과율은 28~55%, 2.5mm체 통과율은 19~42%, 0.6mm체 통과율은 7~26%, 0.3mm체 통과율은 4~19%, 0.15mm체 통과율은 2~13%, 0.08mm체 통과율은 1~7%이며,
상기 최대골재크기 40mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 50mm체 통과율은 100%, 40mm체 통과율은 95~100%, 30mm체 통과율은 80~100%, 25mm체 통과율은 70~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 40~80%, 10mm체 통과율은 30~70%, 5mm체 통과율은 17~55%, 2.5mm체 통과율은 10~42%, 0.6mm체 통과율은 5~28%, 0.3mm체 통과율은 3~22%, 0.15mm체 통과율은 2~16%, 0.08mm체 통과율은 1~10%이다.
중간층용 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 20mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 공극률은 3~5%, 포화도는 70~85%, 골재간극률은 12% 이상이며,
상기 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지되, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고,
상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 69~84%, 10mm체 통과율은 56~74%, 5mm체 통과율은 35~55%, 2.5mm체 통과율은 23~38%, 0.6mm체 통과율은 10~23%, 0.3mm체 통과율은 5~16%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 2~10%이다.
공극률은 공용중의 윤하중에 대한 충격을 흡수하는 기능을 하는데, 공극률이 기준보다 작을 경우에는 쉽게 소성변형이 발생할 수 있으며, 아스팔트 바인더가 표면으로 배어 나오는 현상이 발생할 수 있다. 그리고 공극률이 기준보다 클 경우에는 포장의 지지력이 약해져 윤하중에 대해 소성변형이 발생하기 쉽다.
그리고 골재의 입형과 입도 등은 아스팔트 콘크리트 혼합물의 품질에 직접적으로 영향을 주므로 편장석률이 낮고, 단립도를 가진 골재를 사용해야하며, 점토, 실트, 유기물 등을 함유해서는 안 된다.
또한 각 층의 아스팔트 콘크리트 혼합물에는 티아졸(Thiazole)계, 구아니딘(Guanidine)계, 설펜아미드(Sulfenamide)계, 티우람(Thiuram)계 중 어느 하나 또는 2이상이 혼합되어 사용되는 가황촉진제 0.1~0.2 중량%가 더 포함됨으로써 가황작용을 효과적으로 일어나게 할 수 있다.
상기와 같은 아스팔트 콘크리트 혼합물은 다음과 같은 단계를 통하여 만들어진다. 도 1은 본 발명에 의한 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.
a) 친환경 중온 아스팔트 바인더를 제조하는 단계;
수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%를 혼합하여 아스팔트 바인더를 제조한다. 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것을 특징으로 한다. 그리고 본 단계에서 만들어지는 상기 아스팔트 바인더에는 티아졸(Thiazole)계, 구아니딘(Guanidine)계, 설펜아미드(Sulfenamide)계, 티우람(Thiuram)계 중 어느 하나 또는 2이상이 혼합되어 사용되는 가황촉진제 0.1~0.2 중량%를 더 추가함으로써 SBR의 탄성을 증대시킬 뿐만 아니라 아스팔트 바인더의 점도를 낮추어 줄 수 있다. 이러한 아스팔트 바인더의 특성은 아스팔트 바인더를 구성성분으로 하는 아스팔트 콘크리트 혼합물에도 나타날 것임은 당연하다.
b) 상기 친환경 중온 아스팔트 바인더와 골재를 각각 가열하는 단계;
상기 a) 단계에서 만들어진 친환경 중온 아스팔트 바인더와 골재를 120~150℃로 각각 가열한다. 아스팔트 콘크리트 혼합물이 사용되는 층 및 최대골재크기에 따른 골재의 합성입도는 앞에서 설명한 각 층에 따른 아스팔트 콘크리트 혼합물에서의 그것과 다르지 아니하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
c) 상기 가열된 친환경 중온 아스팔트 바인더와 골재를 혼합하는 단계;
상기 b) 단계에서 가열된 친환경 중온 아스팔트 바인더와 골재를 120~150℃에서 혼합한다. 아스팔트 바인더와 골재의 혼합은 가열된 아스팔트 바인더 4~8 중량%와 골재 92~96 중량%로 한다. 이렇게 만들어진 아스팔트 콘크리트 혼합물은 현장에서 포설작업을 통해 각 층에 필요한 공극률, 포화도, 골재간극률 등을 갖게 된다.
a) 단계에서 만들어진 아스팔트 바인더는 일반적인 아스팔트 바인더에 비해 낮은 온도에서도 골재와 충분히 혼합되는데 필요한 유동성을 갖기 때문에 b) 단계와 c) 단계가 낮은 온도에서 행해질 수 있다. 이로 인해 더 높은 온도로 가열하기 위한 연료가 절약되며, 이산화탄소 등의 유해가스 발생이 줄어든다. 이렇게 아스팔트 콘크리트 혼합물이 공장에서 만들어진 후에 하는 현장에서의 포설작업 또한 더 낮은 온도에서 이루어질 수 있으므로 작업이 용이하고, 안전사고의 위험이 줄어들며, 포장체가 식을 때까지의 시간이 단축되어 교통을 신속히 재개할 수 있다.
위와 같은 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물의 성능은 다음과 같다. 다음 실시예는 표층용에 사용하기 위한 기준에 맞추었으며 최대골재크기는 20mm이다. 실시예에 사용된 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물은 골재 95.1 중량%, 아스팔트 바인더 4.9 중량%로 이루어졌으며, 상기 아스팔트 바인더는 AP5 95 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 3 중량%, SBR 1.8 중량%으로 구성되어 있다. 아스팔트 바인더의 KS F 2389 「아스팔트 공용성 등급」에 따라 측정된 공용성 등급은 76-22이다.
실시예와의 성능 비교를 위해서 일반적인 아스팔트 바인더(AP5)를 사용한 일반 가열 아스팔트 콘크리트 혼합물을 함께 시험하였는데, 비교예에 사용된 아스팔트 콘크리트 혼합물은 골재 95.25 중량%, 아스팔트 바인더 4.75 중량%로 이루어져 있으며, 상기 아스팔트 바인더(AP5)의 공용성 등급은 64-22이다.
실시예와 비교예에는 같은 골재를 사용하였으며, 상기 골재의 합성 입도는 도 2와 같다. 실시예와 비교예는 2009년 국토해양부에 의해 제정된 「가열 아스팔트 혼합물의 생산 및 시공지침」의 배합설계 기준에 의하여 수행되었으며 선회다짐기를 이용하여 100회 다짐을 수행하였다. 실시예의 혼합온도는 140±5℃, 다짐온도는 120±2℃이며, 비교예의 혼합온도는 155±5℃, 다짐온도는 135±3℃이다. 첨가제의 투입방식은 건식 방식으로, 혼합을 수행하는 동안 직접 혼합조에 투입하는 방식이 사용되었다.
배합설계에 의해 결정된 실시예와 비교예의 최적 아스팔트 바인더 함량은 표 2와 같다.

구분		 아스팔트
바인더 함량
(%)
공시체밀도
(g/㎤)
이론최대밀도
(g/㎤)
공극률
(%)
골재간극률
(%)
포화도
(%)
기준 - - - 3~6 13이상 65~80
비교예 4.75 2.436 2.537 4.0 15.33 73.86
실시예 4.90 2.433 2.536 4.0 15.71 74.19
도 3은 실시예와 비교예의 간접인장강도 시험결과를 도시하고 있으며, 도 4a와 도 4b는 휠 트랙킹 시험 결과를 보여주고 있다. 도 5는 인장강도비 시험 결과를 보여주고 있으며, 도 6a와 도 6b는 수처리 전/후의 동탄성계수 시험 결과를 보여주고 있다.
간접인장강도는 일반적으로 아스팔트 콘크리트 혼합물의 강성(Stiffness) 값을 나타내기도 하지만 잠정적으로 발생될 수 있는 균열에 대한 저항성을 나타내기도 한다. 도 3에서와 같이 실시예는 비교예에 비해 약 1.3배 높은 간접인장강도 값을 가진다.
휠 트랙킹 시험은 실제 도로가 고온 환경 조건일 때 중차량의 주행으로 인한 소성변형이 발생하는 작용을 모사하여 아스팔트 혼합물의 내유동성을 평가하는데 사용된다. 도 4a는 휠 트랙킹 시험 결과 중 동적안정도와 단위시간당 변형량을 보여주고 있는데, 실시예의 동적안정도는 약 4,800cycle/mm로 비교예보다 약 2배 이상 높고, 단위시간당 변형량은 실시예가 비교예보다 현저히 낮은 것을 알 수 있다. 도 4b는 휠 트랙킹 시험 결과 중 윤하중 횟수에 따른 침하깊이를 보여주고 있는데, 실시예의 최종 변형량은 약 1.3mm로 비교예의 변형량인 2.43mm보다 낮은 변형량을 가지는 것을 알 수 있는데, 이로써 추후 소성변형에 대한 저항성이 증가될 것을 예상할 수 있다.
인장강도비(TSR) 시험에서 수분처리된 공시체 내부의 수분은 동결 과정을 거치면서 부피 증가에 따라 공시체의 골재 맞물림(aggregate interlocking)을 감소시켜 기준공시체보다 인장강도를 낮추게 되는데, 이때 발생되는 감소비율을 통해 각 아스팔트 혼합물의 수분민감도를 알 수 있다. 도 5에서와 같이 실시예는 수분처리 후 비교예에 비해 0.032N/㎟ 높은 인장강도를 나타냈으며 이는 수분손상에 대한 저항성이 비교예보다 우수하다는 것을 보여준다.
도 6a는 수처리 전의 동탄성 계수 측정 결과를, 도 6b는 수처리 후의 동탄성 계수 측정 결과를 보여주고 있는데, 수처리 전에는 비교예보다 실시예의 결과가 좋으며, 수처리 후에는 고온에서 실시예의 동탄성 계수값이 줄어들지만 비교예에 비해 별 차이가 없음을 알 수 있다.
결론적으로 실시예의 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물은 비교예의 일반적인 아스팔트 콘크리트 혼합물에 비해 약 15℃ 낮은 온도에서 혼합 및 다짐이 이루어졌음에도 그 성능은 일반적인 아스팔트 콘크리트 혼합물과 비슷하거나 오히려 높은 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 도로 포장을 위한 표층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서,
    상기 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 13mm이거나 20mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 공극률은 3~6%, 포화도는 65~80%, 골재간극률은 최대골재크기가 13mm일 때는 13% 이상, 최대골재크기가 20mm일 때는 12% 이상이며;
    상기 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지되, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고;
    상기 최대골재크기 13mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 20mm체 통과율은 100%, 13mm체 통과율은 90~100%, 10mm체 통과율은 76~90%, 5mm체 통과율은 44~74%, 2.5mm체 통과율은 28~58%, 0.60mm체 통과율은 11~32%, 0.30mm체 통과율은 5~21%, 0.15mm체 통과율은 3~15%, 0.08mm체 통과율은 2~10%이며;
    상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 72~90%, 10mm체 통과율은 56~80%, 5mm체 통과율은 35~65%, 2.5mm체 통과율은 23~49%, 0.60mm체 통과율은 10~28%, 0.30mm체 통과율은 5~19%, 0.15mm체 통과율은 3~13%, 0.08mm체 통과율은 2~8%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물
  2. 도로 포장을 위한 기층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서,
    상기 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 25mm이거나 30mm이거나 40mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 공극률은 4~6%, 포화도는 65~75%, 골재간극률은 최대골재크기가 25mm일 때는 12% 이상, 최대골재크기가 30mm일 때는 11.5% 이상, 최대골재크기가 40mm일 때는 11% 이상이며;
    상기 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지되, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고;
    상기 최대골재크기 25mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 30mm체 통과율은 100%, 25mm체 통과율은 90~100%, 20mm체 통과율은 71~90%, 13mm체 통과율은 56~80%, 10mm체 통과율은 45~72%, 5mm체 통과율은 29~59%, 2.5mm체 통과율은 19~45%, 0.6mm체 통과율은 7~25%, 0.3mm체 통과율은 5~17%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 1~7%이며;
    상기 최대골재크기 30mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 40mm체 통과율은 100%, 30mm체 통과율은 95~100%, 25mm체 통과율은 80~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 46~80%, 10mm체 통과율은 40~70%, 5mm체 통과율은 28~55%, 2.5mm체 통과율은 19~42%, 0.6mm체 통과율은 7~26%, 0.3mm체 통과율은 4~19%, 0.15mm체 통과율은 2~13%, 0.08mm체 통과율은 1~7% 이며;
    상기 최대골재크기 40mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 50mm체 통과율은 100%, 40mm체 통과율은 95~100%, 30mm체 통과율은 80~100%, 25mm체 통과율은 70~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 40~80%, 10mm체 통과율은 30~70%, 5mm체 통과율은 17~55%, 2.5mm체 통과율은 10~42%, 0.6mm체 통과율은 5~28%, 0.3mm체 통과율은 3~22%, 0.15mm체 통과율은 2~16%, 0.08mm체 통과율은 1~10%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물
  3. 도로 포장을 위한 중간층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서,
    상기 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트 바인더 4~8 중량%, 최대골재 크기가 20mm인 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 공극률은 3~5%, 포화도는 70~85%, 골재간극률은 12% 이상이며;
    상기 아스팔트 바인더는 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%로 이루어지되, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고;
    상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 69~84%, 10mm체 통과율은 56~74%, 5mm체 통과율은 35~55%, 2.5mm체 통과율은 23~38%, 0.6mm체 통과율은 10~23%, 0.3mm체 통과율은 5~16%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 2~10%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아스팔트 바인더에는 가황촉진제 0.1~0.2 중량%를 더 포함하고, 상기 가황촉진제는 티아졸(Thiazole)계, 구아니딘(Guanidine)계, 설펜아미드(Sulfenamide)계, 티우람(Thiuram)계 중 어느 하나 또는 2이상이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물
  5. 표층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%를 혼합하여 아스팔트 바인더를 제조하는 단계;
    b) 상기 아스팔트 바인더는 120~150℃, 최대골재크기 13mm 또는 20mm인 골재는 120~150℃로 각각 가열하는 단계;
    c) 상기 가열된 아스팔트 바인더와, 골재를 120~150℃에서 혼합하는 단계;를 포함하되, 아스팔트 바인더와 골재의 혼합은 가열된 아스팔트 바인더 4~8 중량%와 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고;
    상기 최대골재크기 13mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 20mm체 통과율은 100%, 13mm체 통과율은 90~100%, 10mm체 통과율은 76~90%, 5mm체 통과율은 44~74%, 2.5mm체 통과율은 28~58%, 0.60mm체 통과율은 11~32%, 0.30mm체 통과율은 5~21%, 0.15mm체 통과율은 3~15%, 0.08mm체 통과율은 2~10%이며;
    상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 72~90%, 10mm체 통과율은 56~80%, 5mm체 통과율은 35~65%, 2.5mm체 통과율은 23~49%, 0.60mm체 통과율은 10~28%, 0.30mm체 통과율은 5~19%, 0.15mm체 통과율은 3~13%, 0.08mm체 통과율은 2~8%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법
  6. 기층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%를 혼합하여 아스팔트 바인더를 제조하는 단계;
    b) 상기 아스팔트 바인더는 120~150℃, 최대골재크기 25mm 또는 30mm 또는 40mm인 골재는 120~150℃로 각각 가열하는 단계;
    c) 상기 가열된 아스팔트 바인더와, 골재를 120~150℃에서 혼합하는 단계;를 포함하되, 아스팔트 바인더와 골재의 혼합은 가열된 아스팔트 바인더 4~8 중량%와 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고;
    상기 최대골재크기 25mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 30mm체 통과율은 100%, 25mm체 통과율은 90~100%, 20mm체 통과율은 71~90%, 13mm체 통과율은 56~80%, 10mm체 통과율은 45~72%, 5mm체 통과율은 29~59%, 2.5mm체 통과율은 19~45%, 0.6mm체 통과율은 7~25%, 0.3mm체 통과율은 5~17%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 1~7%이며;
    상기 최대골재크기 30mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 40mm체 통과율은 100%, 30mm체 통과율은 95~100%, 25mm체 통과율은 80~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 46~80%, 10mm체 통과율은 40~70%, 5mm체 통과율은 28~55%, 2.5mm체 통과율은 19~42%, 0.6mm체 통과율은 7~26%, 0.3mm체 통과율은 4~19%, 0.15mm체 통과율은 2~13%, 0.08mm체 통과율은 1~7% 이며;
    상기 최대골재크기 40mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 50mm체 통과율은 100%, 40mm체 통과율은 95~100%, 30mm체 통과율은 80~100%, 25mm체 통과율은 70~100%, 20mm체 통과율은 55~90%, 13mm체 통과율은 40~80%, 10mm체 통과율은 30~70%, 5mm체 통과율은 17~55%, 2.5mm체 통과율은 10~42%, 0.6mm체 통과율은 5~28%, 0.3mm체 통과율은 3~22%, 0.15mm체 통과율은 2~16%, 0.08mm체 통과율은 1~10%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법
  7. 중간층용 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 수분이 제거된 아스팔트 85~96 중량%, 분말형 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 1.8~8 중량%, 폴리에틸렌계 올리고머 1~12 중량%, 황 0.2~1 중량%를 혼합하여 아스팔트 바인더를 제조하는 단계;
    b) 상기 아스팔트 바인더는 120~150℃, 최대골재크기 20mm인 골재는 120~150℃로 각각 가열하는 단계;
    c) 상기 가열된 아스팔트 바인더와, 골재를 120~150℃에서 혼합하는 단계;를 포함하되, 아스팔트 바인더와 골재의 혼합은 가열된 아스팔트 바인더 4~8 중량%와 골재 92~96 중량%로 이루어지고, 상기 분말형 SBR은 분자량이 300,000~1,000,000이고 입자의 크기는 직경이 1mm이하인 것이고, 상기 폴리에틸렌계 올리고머는 분자량이 500~1,000이고 녹는점이 80~130℃인 것이며, 상기 황은 녹는점이 100~120℃이고 상온에서 고체 분말상태이며 입자의 크기는 직경이 0.3mm이하인 것이고;
    상기 최대골재크기 20mm인 골재는 체의 호칭크기 통과질량백분율 기준으로 25mm체 통과율은 100%, 20mm체 통과율은 90~100%, 13mm체 통과율은 69~84%, 10mm체 통과율은 56~74%, 5mm체 통과율은 35~55%, 2.5mm체 통과율은 23~38%, 0.6mm체 통과율은 10~23%, 0.3mm체 통과율은 5~16%, 0.15mm체 통과율은 3~12%, 0.08mm체 통과율은 2~10%인 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 a)단계에서 제조되는 아스팔트 바인더에는 가황촉진제 0.1~0.2 중량%를 더 포함하고, 상기 가황촉진제는 티아졸(Thiazole)계, 구아니딘(Guanidine)계, 설펜아미드(Sulfenamide)계, 티우람(Thiuram)계 중 어느 하나 또는 2이상이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법
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