KR101370641B1 - 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법 - Google Patents

아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 31~46.5중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말과, MMA수지와 폴리우레탄수지를 중합시켜 이루어지고, 46.5~62중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지와, 탄산칼슘분말의 침강을 방지하도록 0.1~5.0중량%의 비율로 첨가되는 증점제와, 0.1~2.0중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법 {REPAIR MATERIAL FOR ASPHALT ROAD AND REPAIRING METHOD FOR ROAD USING THEREOF}
본 발명은 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 도로의 광범위한 파손 또는 도로에 발생되는 크랙을 메울 수 있고, 보수작업의 시간을 단축시킬 수 있으며, 도로에 파손이 발생되기 전에 도포하여 도로의 수명을 연장시킬 수 있는 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 도로는 크게 아스팔트 포장 도로와 콘크리트 포장 도로로 분류할 수 있고, 이중 본 발명에 관계된 아스팔트 포장에 사용되는 아스팔트는 석유원유의 성분 중에서 휘발성 유분이 대부분 증발하였을 때의 잔류물을 지칭하는 것으로 주로 흑색 또는 흑갈색을 띤다.
아스팔트는 천연적으로 산출되는 것과 석유에서 인공적으로 생산되는 것이 있으며, 현재 도로 포장용으로 사용되는 대부분의 아스팔트는 석유 아스팔트이다. 아스팔트는 온도가 높으면 액체 상태가 되고, 저온에서는 매우 딱딱해지는 성질이 있으며, 도로 포장시 고형(固形)의 아스팔트를 가열하여 액상으로 용융시킨 뒤 쇄석(碎石)이나 모래, 돌가루 등의 골재와 액상 아스팔트를 약 5~6% 혼합하여 도로에 도포한 뒤 다져서 도로를 포장하면 아스팔트 도로가 형성된다.
아스팔트 도로의 포장제는 하부로부터 표층, 기층, 보조기층에 의한 층상구조를 가지고, 이들 중 아스팔트 포장제의 표층을 구성하는 재료에는 아스팔트와 골재를 혼합한 아스팔트 혼합물이 사용되며, 통상의 공극률은 4% 내외이다.
아스팔트 도로는 다짐이 부족하거나 아스팔트 및 골재의 배합비가 적합하지 않은 경우 등 도로 포장시의 시공품질관리가 미흡한 경우와, 환경적인 영향 등의 여러 가지 요인에 의해서 부분적인 파손이나 균열이 발생한다.
예를 들면, 포장 단면 부족 또는 포장의 하부층이나 노상이 불안정한 경우 자동차 등의 하중에 의한 과도한 표면 퍼짐으로 거북등과 같이 균열되는 피로파괴 현상이 발생한다.
또한, 도로의 배수가 원활하지 않을 경우 하부층에 고인 물이 계절 변화에 따라 동결 시에 부피가 팽창하고 융해 시에 부피가 축소하는 것을 반복함에 따라 골재의 결집력 저하로 인해 골재가 포장체로부터 탈리되어 도로 일부분이 패이는 현상 등이 발생하는 것이다.
이와 같이 도로 포장면의 부분 파손 혹은 균열이 발생한 경우 차량에 불의의 충격이 가해져서 교통사고를 유발하는 등의 문제점이 있으므로, 이를 보수할 필요가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1160540호(2012년 6월 27일 공고, 발명의 명칭 : 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용한 도로보수방법)에 개시되어 있다.
일반적인 도로 보수방법은 파손 혹은 균열된 표층 부분을 절삭 제거하고, 그 위에 아스팔트 포장재, 즉 아스팔트와 골재 혼합물을 메운 다음 다지는 형태로 재포장하기 때문에 아스팔트를 용융시키기 위해 노상에서 가열하는 공정이 요구되므로 작업이 복잡하고 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 일반적인 도로 보수방법은, 재포장된 부분의 경화속도가 느리기 때문에 장시간 차량 통행을 차단 혹은 제한하게 되어 교통체증을 유발하고, 기존 도로면과 재포장된 재료의 경계부분의 결집력이 약하여 재포장된 부분이 쉽게 파손되거나 탈리되는 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 도로의 광범위한 파손 또는 도로에 발생되는 크랙을 메울 수 있고, 보수작업의 시간을 단축시킬 수 있으며, 도로에 파손이 발생되기 전에 도포하여 도로의 수명을 연장시킬 수 있는 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 31~46.5중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말; MMA수지와 폴리우레탄수지를 중합시켜 이루어지고, 46.5~62중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지; 상기 탄산칼슘분말의 침강을 방지하도록 0.1~5.0중량%의 비율로 첨가되는 증점제; 및 0.1~2.0중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 변성MMA수지는, 50~60중량%의 비율로 첨가되는 MMA수지; 및 40~50중량%의 비율로 첨가되는 폴리우레탄수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 탄산칼슘분말은, 300~350메시로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, (a) 압축공기를 분사하여 아스팔트 도로에서 습기, 기름 및 이물질을 제거하는 제거단계; (b) 상기 아스팔트 도로에서 보수재가 도포가 요구되지 않는 부위에 테이핑작업을 행하여 작업경계부를 형성하는 경계부형성단계; (c) 상기 아스팔트 도로에 MMA 프라이머와 반응 개시제를 혼합한 혼합물을 도포하는 도포단계; (d) 31~46.5중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말, MMA수지와 폴리우레탄수지를 중합시켜 이루어지고, 46.5~62중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지, 상기 탄산칼슘분말의 침강을 방지하도록 0.1~5.0중량%의 비율로 첨가되는 증점제 및 0.1~2.0중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하는 보수재와, 반응 개시제를 혼합하는 혼합하여 제조된 혼합물을 상기 아스팔트 도로에 도포하는 시공단계; 및 (e) 상기 혼합물이 경화되도록 양생시키는 양생단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 변성MMA수지는, 50~60중량%의 비율로 첨가되는 MMA수지; 및 40~50중량%의 비율로 첨가되는 폴리우레탄수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 탄산칼슘분말은, 300~350메시로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법은, 방수성과 탄성력이 우수한 변성MMA수지와 폴리우레탄을 포함하여 이루어지므로 도로의 크랙에 메워졌을 때에 수분 침투를 방지하고, 도로의 내구성을 향상시켜 도로의 동결 및 융해가 반복되어도 도로에 크랙이 발생되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법은, 압축강도 및 부착력이 우수한 변성MMA수지, 폴리우레탄 및 보강섬유가 포함되어 이루어지므로 크랙이 발생된 도로에 보수재가 메워지면 도로 포장재와 보수재 사이의 결합력이 향상되어 재차 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법은, 일반적인 에폭시수지와 비교하여 경화시간이 짧은 변성MMA수지를 포함하여 이루어지므로 보수작업이 종료된 후에 도로의 개방을 짧은 시간 내에 행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법은, 고탄성과 속경성을 가지는 변성MMA수지와 탄산칼슘을 포함하여 이루어지므로 보수재와 아스팔트 포장재 사이의 부착력이 향상되므로 보수재를 가열하여 도포하는 공정이 생략되어 도로의 보수작업에 소요되는 시간을 단축시킴과 동시에 가열작업에 의한 유해물질의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재가 도로의 크랙 발생부위와 도로 전체에 도포된 상태가 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명에 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재가 도로의 크랙 발생부위에 도포된 상태가 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재가 도로 전체에 도포된 상태가 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재를 이용하는 도로 보수방법이 도시된 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재가 도로의 크랙 발생부위와 도로 전체에 도포된 상태가 도시된 단면도이고, 도 2는 본 발명에 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재가 도로의 크랙 발생부위에 도포된 상태가 도시된 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재가 도로 전체에 도포된 상태가 도시된 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재는, 31~46.5중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말과, MMA수지와 폴리우레탄수지를 중합시켜 이루어지고, 46.5~62중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지와, 탄산칼슘분말의 침강을 방지하도록 0.1~5.0중량%의 비율로 첨가되는 증점제와, 0.1~2.0중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함한다.
MMA수지는 메틸 메타 아크릴레이트(Methyl Metha Acrylate) 수지를 의미하며, MMA수지와 폴리우레탄수지를 중합시켜 변성MMA수지를 제조한다.
변성MMA수지와 탄산칼슘을 혼합하여 인장성능을 향상시키기 위해 나일론섬유를 포함하여 이루어지는 보강섬유를 혼합한다.
MMA수지는 압축강도와 부착력이 우수하므로 보수재(10)의 자체 결집력뿐만 아니라 기존의 도로(50) 포장제와 보수재(10) 사이의 부착강도를 향상시키게 된다.
변성MMA수지는, 50~60중량%의 비율로 첨가되는 MMA수지와, 40~50중량%의 비율로 첨가되는 폴리우레탄수지를 포함한다.
변성MMA수지와 폴리우레탄수지는 방수성과 탄성력이 우수하므로 본 발명의 보수재(10)가 도로(50)의 크랙(30)부위에 도포되었을 때에 수분이 크랙(30)을 통해 도로(50) 포장제의 내부로 유입되는 것을 방지하여 동결융해에 대한 내구성을 향상시키게 된다.
또한, 변성MMA수지는 경화시간이 에폭시수지에 비해 짧으므로 보수작업이 완료된 도로(50)의 교통 개방 시간을 앞당길 수 있고, 보수재(10)를 가열하는 공정이 생략되므로 작업시간을 단축함과 동시에 가열작업에 의해 유해물질이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.
탄산칼슘분말은, 300~350메시로 이루어지므로 탄산칼슘분말의 제조를 용이하게 행할 수 있고, 변성MMA수지와 혼합될 때에 혼합물의 내부로 고르게 혼합되지 않고 침강되는 것을 방지할 수 있게 된다.
탄산칼슘분말이 300메시 미만으로 제조되는 경우에는 탄산칼슘을 300메시 이하로 곱게 분쇄하는 공정이 용이치 않아 제조가 어려운 문제점이 있고, 탄산칼슘분말이 350메시 이상으로 제조되는 경우에는 변성MMA수지와 혼합될 때에 고르게 혼합되지 않고 침강되는 문제점이 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재를 이용하는 도로 보수방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 도로용 보수재를 이용하는 도로 보수방법이 도시된 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 압축공기를 분사하여 아스팔트 도로(50)에서 습기, 기름 및 이물질을 제거하는 제거단계(S10)와, 아스팔트 도로(50)에서 보수재(10)가 도포가 요구되지 않는 부위에 테이핑작업을 행하여 작업경계부를 형성하는 경계부형성단계(S20)와, 아스팔트 도로(50)에 MMA 프라이머와 반응 개시제를 혼합한 혼합물을 도포하는 도포단계(S30)와, 31~46.5중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말, MMA수지와 폴리우레탄수지를 중합시켜 이루어지고, 46.5~62중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지, 탄산칼슘분말의 침강을 방지하도록 0.1~5.0중량%의 비율로 첨가되는 증점제 및 0.1~2.0중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하는 보수재(10)와, 반응 개시제를 혼합하여 제조된 혼합물을 아스팔트 도로(50)에 도포하는 시공단계(S40)와, 혼합물이 경화되도록 양생시키는 양생단계(S50)를 포함한다.
본 발명에 의해 제조되는 보수재(10)는 크랙(30)이 발생되는 도로(50) 전체에 도포되어 크랙(30) 발생부위를 보수함과 동시에 도로(50) 전체를 보수할 수 있고, 도로(50)의 크랙(30) 발생부위에 국부적으로 도포하여 부분적인 보수작업을 행할 수 있다.
또한, 크랙(30)이 발생되지 않은 도로(50) 전체에 도포하여 크랙(30) 발생을 예방하기 위한 보수작업을 행할 수도 있다.
보수작업을 행할 때에는 먼저, 도로(50)에 압축공기를 분사하여 아스팔트 도로(50) 전체 또는 크랙(30) 발생부위에 습기, 기름 및 기타 이물질을 제거한다.
이후에, 도로(50)에서 보수재(10)의 도포가 요구되지 않는 차선, 속도 제한 표시, 진행방향 표시, 어린이 보호구역 표시 등의 위치에 테이프를 접착시켜 커버하는 작업을 행한다.
이는 도로(50) 전체 보수재(10)를 도포하면 이후에 별도의 작업을 진행하여 다시 표시해야 하는 부위에 테이프를 접착시키고, 보수재(10)가 도포되지 않도록 하므로 보수작업이 종료된 후에 별도의 작업을 생략할 수 있게 된다.
이후에, MMA 프라이머를 포함하는 접착제를 반응 개시제와 혼합하여 도로(50)에 도포하고, 반응 개시제를 본 발명의 보수재(10)에 첨가한 후에 혼합하여 접착제가 도포된 도로(50)에 도포하여 보수재(10)의 시공을 행하게 된다.
여기서, 반응 개시제는 벤조일 퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide)를 포함하여 이루어지며, 반응 개시제는 본 발명의 보수재(10)의 경화가 시작되게 하는 작용을 행하게 된다.
보수재(10)의 시공이 완료되면 일정시간 동안 보수재(10)를 양생시키며, 본 발명의 보수재(10)는 경화되는 속도가 향상되므로 보수작업이 이루어진 도로(50)의 개방시간을 단축시킬 수 있게 된다.
<실시예1>
31중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말과, 62중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지와, 5중량%의 비율로 첨가되는 증점제와, 2중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하여 보수재(10)를 제조한다.
<실시예2>
46.5중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말과, 46.5중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지와, 5중량%의 비율로 첨가되는 증점제와, 2중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하여 보수재(10)를 제조한다.
<비교예1>
93중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지와, 5중량%의 비율로 첨가되는 증점제와, 2중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하여 보수재(10)를 제조한다.
<비교예2>
62중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말과, 31중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지와, 5중량%의 비율로 첨가되는 증점제와, 2중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하여 보수재(10)를 제조한다.
표 1에 기재된 바와 같이 변성MMA수지의 조성 비율을 조절하여 신율, 인장강도 및 내피로성을 실험한 결과 변성MMA수지의 조성 비율이 46.5~62중량%인 경우에 우수한 인장강도가 얻을 수 있음을 알 수 있다.
반면에, 변성MMA수지의 조성 비율이 62중량%를 초과하고 탄산칼슘이 포함되지 않는 경우에는 인장강도가 좋지 않게 나타나며, 변성MMA수지의 조성 비율이 46.5중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 내피로성이 좋지 않아 보수재(10)가 파단됨을 알 수 있다.
신율 인장강도 내피로성
비교예1 668 1.2 이상없음
실시예1 553 2.2 이상없음
실시예2 430 2.3 이상없음
비교예2 230 2.3 파단
이로써, 도로의 광범위한 파손 또는 도로에 발생되는 크랙을 메울 수 있고, 보수작업의 시간을 단축시킬 수 있으며, 도로에 파손이 발생되기 전에 도포하여 도로의 수명을 연장시킬 수 있는 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 아스팔트 도로용 보수재 및 이를 이용하는 도로 보수방법이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 보수재 및 보수방법이 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 보수재 30 : 크랙
50 : 도로

Claims (6)

  1. 31~46.5중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말과, MMA수지와 폴리우레탄수지를 중합시켜 이루어지고, 46.5~62중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지와, 상기 탄산칼슘분말의 침강을 방지하도록 0.1~5.0중량%의 비율로 첨가되는 증점제와, 0.1~2.0중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하는 아스팔트 도로용 보수재에 있어서,
    상기 변성MMA수지는,
    50~60중량%의 비율로 첨가되는 MMA수지; 및
    40~50중량%의 비율로 첨가되는 폴리우레탄수지를 포함하고;
    상기 아스팔트 도로용 보수재는 반응 개시제를 첨가하여 도로에 도포되고, 상기 반응 개시제는 벤조일 퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로용 보수재.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄산칼슘분말은, 300~350메시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로용 보수재.
  4. (a) 압축공기를 분사하여 아스팔트 도로에서 습기, 기름 및 이물질을 제거하는 제거단계와, (b) 상기 아스팔트 도로에서 보수재가 도포가 요구되지 않는 부위에 테이핑작업을 행하여 작업경계부를 형성하는 경계부형성단계와, (c) 상기 아스팔트 도로에 MMA 프라이머와 반응 개시제를 혼합한 혼합물을 도포하는 도포단계와, (d) 31~46.5중량%의 비율로 첨가되는 탄산칼슘분말, MMA수지와 폴리우레탄수지를 중합시켜 이루어지고, 46.5~62중량%의 비율로 첨가되는 변성MMA수지, 상기 탄산칼슘분말의 침강을 방지하도록 0.1~5.0중량%의 비율로 첨가되는 증점제 및 0.1~2.0중량%의 비율로 첨가되는 보강섬유를 포함하는 보수재와, 반응 개시제를 혼합하는 혼합하여 제조된 혼합물을 상기 아스팔트 도로에 도포하는 시공단계와, (e) 상기 혼합물이 경화되도록 양생시키는 양생단계를 포함하는 아스팔트 도로용 보수재를 이용하는 도로 보수방법에 있어서,
    상기 변성MMA수지는,
    50~60중량%의 비율로 첨가되는 MMA수지; 및
    40~50중량%의 비율로 첨가되는 폴리우레탄수지를 포함하고;
    상기 반응 개시제는 벤조일 퍼옥사이드(Benzoyl Peroxide)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로용 보수재를 이용하는 도로 보수방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 탄산칼슘분말은, 300~350메시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로용 보수재를 이용하는 도로 보수방법.
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