KR101412510B1 - 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법 - Google Patents

구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 석유계 아스팔트 85~95 중량%; 고분자 개질제 1~10 중량%; plastomer 또는 석유계 왁스 중 하나 3~10 중량%; 열 안정제 0.1~1 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법을 제시함으로써, 우수한 열 안정성을 확보하고, 불투수성, 작업성, 내구성, 접착력이 뛰어나도록 한다.

Description

구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법{GUSS ASPHALT BINDER AND GUSS ASPHALT CONCRETE AND PAVING METHOD THEREOF}
본 발명은 토목 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법에 관한 것이다.
구스 아스팔트(guss asphalt)는 석회, 석분, 천연 아스팔트 분말을 주재료로 하는 특수 아스팔트 포장재를 말하며, 매스틱 아스팔트(mastic asphalt), 아스팔트 꿀레(asphalt coule) 등으로 불리운다.
이는 위 주재료가 적절한 비율로 배합된 혼합액, 골재, 모래, 석분 등을 고온(170~250℃)에서 혼합한 후 포설하는 방식으로 시공되는데, 이때 혼합액의 중량은 혼합물 전체 중량의 15~34% 정도를 차지하고, 모래 및 골재, 석분 등은 혼합물 전체중량의 66~85%를 차지한다.
구스 아스팔트 포장의 특징은 유동성, 불투수성, 충격 저항성과 내구성 그리고 휨에 대한 추종성(Compatibility)을 바탕으로 강상판의 교통하중에 대한 변형에 저항하도록 하고 있기 때문에, 골재의 맞물림을 하중 전달의 기본 개념으로 하고 있는 일반 아스팔트 혼합물 포장과는 상당히 다른 거동을 보인다.
그런데 종래에 사용되는 구스 아스팔트는 열 안정성이 매우 낮다.
따라서, 시공 시, 구스 아스팔트가 이동식 플랜트에 1시간 이상 저장될 경우, 열로 인하여 탄화가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 우수한 열 안정성을 확보하고, 불투수성, 작업성, 내구성, 접착력이 뛰어난 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 석유계 아스팔트 85~95 중량%; 고분자 개질제 1~10 중량%; plastomer 또는 석유계 왁스 중 하나 3~10 중량%; 열 안정제 0.1~1 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 바인더를 제시한다.
상기 석유계 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 블로운 아스팔트 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 고분자 개질제는 분자량이 10,000이상이며, SB, SBS, SIS, SBR, EPDM, polychloroprene, polynorbonene, polyolefin, EBA, SEBS, ABS, rubber, polybutene, 에틸렌 공중합체, acrylic, methacrylic acid ester, maleic anhydride, 에틸렌 삼원공중합체, glycidyl methacrylate, ethylene-propylene copolymer 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 plastomer는 EVA, EMA, copolymer olefin, C5 석유수지, C9 석유수지 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 석유계 왁스는 파라핀 왁스, 마이크로 왁스, 페트로라텀 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 열 안정제는 corss-link agenet, acid, carboxylic anhydride, carboxylic acid ester, sulfur, sulphonic, sulphuric, phosphoric acid, acid chloride, phenol 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 구스 아스팔트 바인더를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트로서, 골재 88~94 중량%; 상기 구스 아스팔트 바인더 6~12 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 함께 제시한다.
본 발명은 상기 구스 아스팔트 바인더를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트로서, 골재 88~94 중량%; 상기 구스 아스팔트 바인더 4~10 중량%; 천연 아스팔트 1~5 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 함께 제시한다.
상기 천연 아스팔트는 드라이 아스팔트, TLA(Trininad Lake Asphalt), 록크 아스팔트, 샌드 아스팔트, 아스팔타이트 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 천연 아스팔트는 미네랄 필러 함량이 30~50 중량부인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법으로서, 플랜트에서 바인더, 상기 골재, 구스 아스팔트 바인더, 천연 아스팔트를 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합단계에서 생산한 혼합물을 이동식 플랜트에 저장 및 교반하는 이동식 플랜트 저장 및 교반단계; 상기 혼합물을 이동식 플랜트에 최소 한 시간 이상 교반한 후, 토출시켜 도로에 포설하는 포설단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법을 함께 제시한다.
상기 혼합단계는 상기 플랜트의 온도가 190~220℃에서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 혼합단계는 혼합시간이 Dry Mixing 10~20초, Wet Mixing 60~80초인 것이 바람직하다.
이동식 플랜트 저장 및 교반단계는 상기 이동식 플랜트의 온도가 190~220℃에서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 포설단계는 상기 이동식 플랜트의 온도가 200~240℃일 경우에 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 포설단계는 도로의 상면에 접착제를 도포하여 접착층(30)을 형성하는 단계; 상기 접착층(30)의 상면에 상기 혼합물을 포설하여 포장층(50)을 형성하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 접착층(30)을 형성하는 단계 이전에, 강상판의 표면(10)에 방식제를 도포하여 방식층(20)을 형성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 방식제는 MMA(Methyl Methacrylate) 아연 프라이머를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 접착제는 역청 고무계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 접착층(30)을 형성하는 단계는 제 1접착층 형성단계; 상기 제 1접착층(30a)의 상면에 제 2접착층(30b)을 형성하는 제 2접착층 형성단계;를 포함하며, 상기 제 1접착층(30a)은 상기 접착제의 도포량 0.15~0.2ℓ/m2에 의해 형성되고, 상기 접착제의 총 도포량은 0.3~0.4ℓ/m2인 것이 바람직하다.
상기 제 1접착층 형성단계 이후, 3시간 이상 양생하는 단계를 포함하며, 상기 제 2접착층(30b) 형성단계에서 상기 접착제는 상기 제 1접착층(30a)과 직각방향이 되도록 도포하고, 상기 제 2접착층(30b) 형성단계 이후 12시간 이상의 양생하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 접착층을 형성하는 단계 이후에, 상기 접착층(30)의 상면에 방수층(40)을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 우수한 열 안정성을 확보하고, 불투수성, 작업성, 내구성, 접착력이 뛰어난 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명에 의한 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 일실시예의 단면도.
이하, 첨부표를 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 구스 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 85~95 중량%; 고분자 개질제 1~10 중량%; plastomer 또는 석유계 왁스 중 하나 3~10 중량%; 열 안정제 0.1~1 중량%;를 포함하여 구성된다.
일반 아스팔트 혼합물 포장은 골재의 입도와 골재의 입형이 중요함에 비해, 구스 아스팔트 혼합물 포장의 경우는 골재, 바인더의 등급과 석분이 혼합된 매스틱(Mastic)의 역학적 특성이 중요하다.
본 발명의 구스 아스팔트 바인더는 위와 같이 열 안정제 및 개질제와 첨가제를 혼입함으로써, 안정된 매스틱의 형상을 확보할 수 있다.
따라서, 구스 아스팔트 바인더를 이용하여 형성된 구스 아스팔트 콘크리트 포장은 피로 균열 저항성 및 변형 저항성이 우수하여 내구성이 뛰어나다는 장점이 있다.
특히, 종래에는 구스 아스팔트 콘크리트는 고온으로 가열 후 시공되므로 열로 인하여 콘크리트에 탄화가 발생하는 문제점이 있었지만, 본 발명에서는 열 안정제를 혼입함으로써 시공 시 구스 아스팔트가 고열에 견딜 수 있도록 하여 위의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 위의 구스 아스팔트 바인더와 골재 및 천연 아스팔트를 혼입하여 형성된 구스 아스팔트 콘크리트를 함께 제시하는데, 이를 통해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 천연 아스팔트를 사용함으로써, 불투수성이 매우 우수하고, 휨 추종성 및 내후성을 확보할 수 있다.
둘째, 천연 아스팔트는 수밀성, 내구성 및 열 안정성이 매우 높고, 점도가 낮기 때문에, 작업성이 매우 우수하다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 포설 작업 후 다짐작업이 불필요하여 작업시간을 단축할 수 있다.
셋째, 접착력이 매우 우수한 천연 아스팔트를 사용함으로써, 도로 또는 교량의 상판과 구스 아스팔트 사이에 견고한 부착이 이루어질 수 있다.
이와 같은 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트는 강상판 교면 포장, 콘크리트 상판 포장 및 한냉지 포장, 보도 및 건물 바닥 포장 공법 등에 다양하게 적용될 수 있다.
본 발명의 구스 아스팔트 바인더의 배합 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
표 1은 본 발명의 구스 아스팔트 바인더의 성분 배합비를 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00001
먼저, 석유계 아스팔트는 원유 정제 과정에서 생성된 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 블로운 아스팔트 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
특히 온도 25℃, 침입도 60~80dmm, 연화점 44~52℃, PG 64~22 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
고분자 개질제는 분자량이 10,000이상이며, SB, SBS, SIS, SBR, EPDM, polychloroprene, polynorbonene, polyolefin, EBA, SEBS, ABS, rubber, polybutene, 에틸렌 공중합체, methacrylic acid ester, maleic anhydride, 에틸렌 삼원공중합체, glycidyl methacrylate, ethylene-propylene copolymer 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
특히, 고분자 개질제는 SBS 고무를 사용하는 것이 기능적 측면에서 보다 효과적이다.
그리고 본 발명의 구스 아스팔트 바인더는 첨가제로서 plastomer 또는 석유계 왁스 중 하나를 혼입한다.
여기서, plastomer는 상온가까이에서 가소성을 나타내는 고분자 물질을 통틀어 이르는 말이며, EVA, EMA, copolymer olefin, C5 석유수지, C9 석유수지 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 사용한다.
또한, 석유계 왁스는 파라핀 왁스, 마이크로 왁스, 페트로라텀 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것인 것을 사용한다.
본 발명의 구스 아스팔트 바인더는 열 안정제를 혼입함으로써, 구스 아스팔트의 고열에 대한 열 안정성을 높일 수 있다는 점이 큰 특징이다.
여기서, 열 안정제는 corss-link agenet, carboxylic anhydride, carboxylic acid ester, sulfur, sulphonic acid, sulphuric acid, phosphoric acid, acid chloride, phenol 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이 중 황(sulfur)을 사용하는 것이 기능적 측면에서 보다 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 구스 아스팔트 바인더는 개질제와 첨가제, 열 안정제를 혼입함에 따라 안정된 매스틱 형상을 확보함으로써, 이를 이용한 구스 아스팔트의 내구성을 효과적으로 증진시킬 수 있다.
구스 아스팔트 바인더를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트는 골재 88~94 중량%; 구스 아스팔트 바인더 6~12 중량%;를 포함하여 구성된다는 점이 특징이다.
표 2는 위의 성분 배합비를 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00002
보다, 구스 아스팔트 콘크리트의 효과적인 기능을 확보하기 위하여 골재 88~94 중량%; 구스 아스팔트 바인더 4~10 중량%; 천연 아스팔트 1~5 중량%;를 포함하여 구성될 수 있다.
표 3은 위의 성분 배합비를 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00003
앞서 설명한 바와 같이, 구스 아스팔트 콘크리트에 천연 아스팔트를 혼입함에 따라 불투수성, 휨 추종성, 내후성 및 작업성, 접착력을 매우 우수하게 증진시키는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 천연 아스팔트는 자연적으로 만들어진 드라이 아스팔트, TLA(Trininad Lake Asphalt), 록크 아스팔트, 샌드 아스팔트, 아스팔타이트 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하며, 미네랄 필러 함량이 30~50 중량부인 것을 사용하는 것이 효과적이다.
다음으로, 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법에 대하여 설명한다.
먼저, 플랜트에서 바인더, 골재, 구스 아스팔트 바인더, 천연 아스팔트를 혼합하는 단계가 이루어진다.
즉, 굵은 골재, 부순 모래 및 채움재를 포함하는 골재를 가열하여 건조시킨 후 체가름을 통해 입도별로 구분하고, 핫 빈(hot bin)에 입도별 저장 후, 계량하여 혼합탱크에 투입, 혼합 탱크에 투입된 골재에 구스 아스팔트 바인더 또는 구스 아스팔트 바인더와 천연 아스팔트를 투입하여 구스 아스팔트 콘크리트를 배합하는 것이다.
이 혼합단계는 플랜트의 온도가 190~220℃에서 이루어지는 것이 효과적이며,혼합시간이 Dry Mixing 10~20초, Wet Mixing 60~80초인 것이 바람직하다.
이 혼합단계에서 생산한 혼합물을 이동식 플랜트에 저장 및 교반한다.
이때, 이동식 플랜트의 온도가 190~220℃에서 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 구스 아스팔트 혼합물을 이동식 플랜트에 최소 한 시간 이상 교반하는 것이 특징이다.
즉, 종래의 구스 아스팔트는 열 안정성이 매우 낮기 때문에 한 시간 이상 이동식 플랜트에 교반할 경우, 열로 인하여 탄화가 발생하는 문제점이 있다.
하지만, 본 발명의 구스 아스팔트는 열 안정제를 혼입함에 따라 열 안정성이 매우 우수하여, 이동식 플랜트에서 장시간 보관될 경우에도 위와 같은 문제점이 발생할 우려가 없다.
구스 아스팔트 혼합물을 교반한 후, 이동식 플랜트로부터 토출시켜 도로에 포설한다.
이 포설단계는 이동식 플랜트의 온도가 200~240℃일 경우에 이루어지는 것이 바람직하다.
특히, 본 발명의 구스 아스팔트는 시공 시 다짐작업이 불필요하므로, 포설 후 피니셔만으로 시공을 마무리하여 작업성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
위의 구스 아스팔트 포설단계는 구체적으로 다음과 같이 이루어질 수 있다.
먼저, 도로 또는 교량 상판의 표면(10)에 본 발명의 구스 아스팔트 혼합물을 포설하기에 앞서, 기존 포장면을 점검하여 손상된 부분이 있으면 이를 보수하고, 표면상의 먼지 및 기타 불순물을 완전히 제거해야 한다.
이를 위하여, 덧씌우기할 모든 표면을 대상으로 표면처리가 이루어지는 것이 바람직하며, 기존 시멘트 콘크리트 포장체 표면의 레이턴스를 비롯한 느슨한 콘크리트, 기름, 먼지, 그리고 표면에 노출된 철근을 절단하여 모두 제거한다.
강상판의 바닥은 접착층을 시공하는데 앞서, 깨끗이 정비되어야 하며, 포장의 시공에 있어서 바닥판 표면은 깨끗이 정리하여 평탄성을 유지해야 한다.
강상판에서 종리브 사이의 표면은 구조물공 제작기준에 따르는 부재 정밀도를 유지해야 하며, 현장용접이나 가설부재의 잔유부분의 높이가 구조적으로 특별히 필요하지 않는 한 5mm 이내가 되도록 마감하여야 한다.
그리고 강상판 표면에 무기아연 공장도장을 했을 경우는 원칙적으로 숏 블라스트(Shot Blast)를 해야 한다.
즉, 방식제 및 접착제를 도포하는 강상판면은 시공 직전에 현장 블라스팅 처리를 실시하여 도막, 녹, 기타 유해물을 제거하고, 건조한 상태에서 작업해야 한다.
블라스트 후 제청도는 ASTM D610 표준 도적청이 3% 이하가 되도록 한다.
블라스팅 처리 후, 즉시 방식제 및 접착제를 도포하는 단계가 이루어진다.
먼저, 강상판의 표면(10)에 방식제를 도포하여 방식층(20)을 형성하는 단계가 이루어진다.
이는, 표면의 부식 방지를 위해 이루어지는 단계이다.
포설 부위가 콘크리트 교면이나 도로 신설의 경우에는 방식층(20)을 형성하는 단계를 생략하고, 표면에 바로 접착제를 도포한다.
방식제는 방식성을 위해 아연 분말을 함유하고, 부착력이 뛰어난 MMA(Methyl Methacrylate) 아연 프라이머를 사용하는 것이 보다 효과적이다.
MMA 아연 프라이머는 경화제(BPO)를 포함하고 있어, 급속 경화가 가능하고 경화시간을 조절할 수 있다는 장점이 있다.
방식제를 도포하기 위한 장비로는 Roller Backet, 고무롤러 및 살포기 등이 있다.
구체적으로, 방식층(20)을 형성하는 단계에서 방식제의 사용량은 표면(10)의 상태에 따라 상이하나 일반적으로 0.4kg/m2 이상으로 하고, 0.5mm 내외의 두게로 전체 면에 골고루 도포 처리한다.
도포할 때는 스프레이를 이용하여 한곳에 고이지 않도록 시공하여야 하고, 만약 고인 부분이 있으면 제거하거나 펼쳐줘야 한다.
방식제의 도포횟수는 일반적으로 1회 시공하면 충분하다.
이 때, 하지의 온도가 Dew Point 이상 되어야 하며, 이물질에 의한 바닥의 오염을 막기 위하여 차량 등의 통행을 최소화해야 한다.
방식제의 도포 후, 양생 시간은 표면의 온도가 20℃에서 1시간, 5℃에서 2시간 정도를 표준으로 하고, 기후, 바람 등을 고려하여 결정하며, 양생 중 강우가 있을 경우에는 도포를 중지하고 비닐 등으로 덮어 표면을 보호함과 동시에 수분을 충분히 제거한 후 재도포한다.
이와 같이 방식층(20)을 형성하는 단계 이후에는, 방식층(20)의 상면에 접착제를 도포하여 접착층(30)을 형성하는 단계가 이루어진다.
접착제는 역청 고무계를 사용하는 것을 원칙으로 한다.
접착층(30)을 형성하는 단계는 제 1접착층(30a) 형성단계와 제 2접착층(30b)을 형성하는 단계로 이루어지며, 접착제는 도포량 0.15~0.2ℓ/m2씩 총 2회로 나누어 도포한다.
접착제의 총 도포량은 0.3~0.4ℓ/m2이 되도록 한다.
접착제의 도포 작업은 5℃ 이상의 기온일 때 하는 것이 바람직하다.
제 1접착층(30a) 형성단계 이후에 적어도 3시간 이상 양생하며, 제 2접착층(30b)의 도포방향은 도포면의 균일성을 높기이 위해서 제 1접착층(30a)와 직각방향이 되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 제 2접착층(30b)의 도포 이후, 적어도 12시간 이상의 양생하는 단계가 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 제 2접착층(30b) 형성단계 이후, 강우가 심해지거나 물방울에 의한 요철이 생기는 경우에는 접착제 0.15~0.2ℓ/m2를 한 번 더 칠하는 것이 바람직하다.
다음으로, 접착층(30)의 상면에 접착층(30)의 상면에 방수층(40)을 형성하는 단계가 이루어진다.
아스팔트 시트의 이음은 맞대기 이음을 원칙으로 하며, 서로 겹치지 않게 시공한다.
이음부분은 두께 2mm의 폭 10cm 아스팔트 시트로 보강하는 것이 보다 바람직하며, 아스팔트 시트의 접착방향은 교축방향과 동일하게 하고, 구배가 낮은 곳부터 시공하는 것이 바람직하다.
또한, 방수층(40)의 접착은 부풀음이 생기지 않도록 균일하게 시공하여야 하며, 직경 5mm 이상의 기포는 핀 등의 기구를 이용하여 구멍을 뚫거나 크기가 클 경우에는 그 부분을 절개한 후 재시공한다.
방수층(40)의 시공은 5℃ 이상, 35℃ 이하에서 이루어지는 것을 원칙으로 한다.
다음으로, 방수층(40)의 상면에 본 발명의 구스 아스팔트 혼합물을 포설하여 포장층(50)을 형성하는 단계가 이루어진다.
앞서 설명한 바와 같이, 구스 아스팔트 혼합물의 특성상 고온이 유지되어야 하므로, 이동식 플랜트에 저장하여 가열 및 교반을 지속적으로 하면서 이를 포설하고자 하는 현장까지 운반을 하여 사용한다.
종래의 구스 아스팔트를 이동식 플랜트에 1시간 이상 보관할 경우, 열로 인하여 탄화가 발생하는 문제점이 있지만, 본 발명의 구스 아스팔트는 열 안정성이 매우 높기 때문에 이러한 문제점을 방지할 수 있다.
구스 아스팔트 혼합물의 현장 도착 온도는 이동식 플랜트의 온도가 220~260℃이어야 하며, 온도가 낮을 때는 이동식 플랜트에서 소정의 온도까지 가열 교반하여 배출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 구스 아스팔트 혼합물은 전용 피니셔로 포설하고, 별도의 다짐 작업을 필요로 하지 않으므로 작업성이 매우 높다는 장점이 있다.
구스 아스팔트 혼합물의 포설작업에 사용하는 피니셔는 일반 아스콘 피니셔와 달리, 피니셔에 가열 장치를 부착하고 있고, 피니셔의 feeding에 의한 포설이 아닌 시공 두께를 조절하는 기능이 주된 전용 피니셔를 사용하는 것이 바람직하다.
포설 작업 시, 구스 아스팔트 혼합물의 온도는 240℃ 이상이어야 하며, 피니셔로 포설한 면은 가열된 인두로 시공면을 매끈하게 처리한다.
이하, 본 발명의 효과를 알아보기 위한 실험예에 관하여 설명한다.
표 4는 본 발명의 구스 아스팔트 바인더에 혼입된 석유계 아스팔트의 품질 규격을 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00004
표 5는 구스 아스팔트 콘크리트에 혼입된 천연 아스팔트의 품질 규격을 나타낸 것이며, 표 6은 골재의 입도 분포를 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00005
Figure 112013049885406-pat00006
표 7은 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트 물성의 기준치를 나타낸 것이며, 본 발명의 효과를 알아보기 위한 실험예에 있어서, 표 7에 나타난 기준치를 만족하는 혼합물을 사용하였다.
Figure 112013049885406-pat00007
본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트의 배합설계는 표 6에 나타낸 범위에 따라 선정된 골재를 이용하여 목표하는 합성입도를 만족하도록 배합한 후, 선택한 합성입도에 아스팔트 함량을 변화시키면서 관입량 시험(DIN 1966 U 61)과 뉴엘(Nuer) 유동성 시험을 실시하여 최적의 아스팔트 함량을 구하여 설계하였다.
특히, 휠트랙킹 시험(KS F 2374) 및 저온 휨 시험(일본주사국 연락교공단 교면포장 기준안, KS F 2378)을 측정하여 성능평가를 하는 것이 보다 바람직하다.
시험 결과치가 품질기준을 만족할 경우, 골재 합성입도 및 아스팔트 함량을 최종 결정하고, 불합격일 경우 상기 실험을 반복하였다.
설계한 배합비에 따라, 플랜트에서 아스팔트, 골재 및 채움재를 혼합하여 생산하는데 표8은 각 재료의 혼합 온도 기준을 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00008
표 8에 나타낸 온도 기준에 따라 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트를 배합한 후, 이동식 플랜트에 저장하여 가열 교반하며 포설현장으로 이동하는데, 이 과정에서 구스 아스팔트 콘크리트의 온도는 표 9에 나타낸 기준을 만족하도록 하였다.
Figure 112013049885406-pat00009
표 10은 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트를 포설하기 이전에, 도로 또는 상판의 표면에 방식제를 도포하는 작업에 있어서, 방식제로서 MMA 아연 프라이머의 기본 물성치를 나타낸 것이며, 표 11은 MMA 아연 프라이머의 품질 기준을 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00010
Figure 112013049885406-pat00011
표 12는 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트를 포설하기 이전에, 방식층의 상면에 접착제를 도포하는 작업에 있어서, 접착제의 품질기준을 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00012
표 13은 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트를 포설하기 이전에, 접착층의 상면에 접착시키는 아스팔트 시트 방수의 품질 규격을 나타낸 것이다.
Figure 112013049885406-pat00013
구체적으로, 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트의 성능시험을 하기 위하여, 각 재료의 배합 설계는 다음과 같이 이루어졌다.
먼저, 구스 아스팔트 바인더는 25℃침입도가 65dmm인 범용 석유계 아스팔트 89.25중량%와, 고분자 개질제로서 SBS(스티렌 함량이 28%이고 평균 분자량이 120,000) 6.2중량%와, 파라핀 왁스 4.5중량% 와, 열 안정제로서 sulphuric 0.05중량%을 혼입하였다.
표 14는 위의 혼입비에 따라 배합한 구스 아스팔트 바인더에 대하여 물성을 측정한 결과이다.
Figure 112013049885406-pat00014
또한, 구스 아스팔트 콘크리트는 구스 아스팔트 바인더 8.9중량%와, 골재 91.1중량%을 혼입하여 형성하였다.
그리고 천연 아스팔트를 혼입한 구스 아스팔트 콘크리트는, 구스 아스팔트 바인더 6.0중량%와, 25℃침입도가 1dmm이고 미네랄 필러 함량이 35%인 천연아스팔트 2.0중량%와, 골재 92중량%를 혼입하여 형성하였다.
표 15는 위의 혼입비에 따라 배합한 구스 아스팔트 콘크리트에 대하여 물성을 측정한 결과이다.
Figure 112013049885406-pat00015
표 14 및 15에 나타낸 콘크리트 보수 기준치는 도로공사 포장관리 및 유지보수 실무편람 [Ⅳ. 아스팔트 포장 유지보수 3.7 매스틱 아스팔트 혼합물]에 명시된 값이다.
표 14에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구스 아스팔트 바인더는 침입도, 공용성 등급이 모두 도로공사 포장관리 및 유지보수 실무편람에 명시된 기준값을 만족하며, 연화점, 인화점 및 질량 변화율은 보다 우수하다는 것을 알 수 있다.
표 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트는 관입량, 류엘 유동성, 휠트랙킹이 모두 도로공사 포장관리 및 유지보수 실무편람에 명시된 기준값을 만족하며, 휨시험결과는 보다 우수하다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 구스 아스팔트 콘크리트는 열 안정성이 뛰어나 작업성 및 내구성이 우수하며, 불투수성, 접착력, 휨 추종성을 확보할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 도로 또는 교량 상판의 표면 20 : 방식층
30 : 접착층 40 : 방수층
50 : 포장층

Claims (21)

  1. 석유계 아스팔트 85~95 중량%;
    고분자 개질제 1~10 중량%;
    plastomer 또는 석유계 왁스 중 하나 3~10 중량%;
    열 안정제 0.1~1 중량%;를
    포함하는 구스 아스팔트 바인더를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트로서,
    골재 88~94 중량%;
    상기 구스 아스팔트 바인더 4~10 중량%;
    천연 아스팔트 1~5 중량%;를
    포함하며,
    상기 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법으로서,
    플랜트에서 상기 골재, 구스 아스팔트 바인더, 천연 아스팔트를 혼합하는 혼합단계;
    상기 혼합단계에서 생산한 혼합물을 이동식 플랜트에 저장 및 교반하는 이동식 플랜트 저장 및 교반단계;
    상기 혼합물을 이동식 플랜트에 최소 한 시간 이상 교반한 후, 토출시켜 도로에 포설하는 포설단계;를
    포함하고,
    상기 포설단계는
    도로의 상면에 접착제를 도포하여 접착층(30)을 형성하는 단계;
    상기 접착층(30)의 상면에 상기 혼합물을 포설하여 포장층(50)을 형성하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 석유계 아스팔트는
    스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 블로운 아스팔트 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고분자 개질제는
    분자량이 10,000이상이며,
    SB, SBS, SIS, SBR, EPDM, polychloroprene, polynorbonene, polyolefin, EBA, SEBS, ABS, rubber, polybutene, 에틸렌 공중합체, methacrylic acid ester, maleic anhydride, 에틸렌 삼원공중합체, glycidyl methacrylate, ethylene-propylene copolymer 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 plastomer는
    EVA, EMA, copolymer olefin, C5 석유수지, C9 석유수지 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 석유계 왁스는
    파라핀 왁스, 마이크로 왁스, 페트로라텀 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 열 안정제는
    corss-link agenet, carboxylic anhydride, carboxylic acid ester, sulfur, sulphonic acid, sulphuric acid, phosphoric acid, acid chloride, phenol 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 천연 아스팔트는
    드라이 아스팔트, TLA(Trininad Lake Asphalt), 록크 아스팔트, 샌드 아스팔트, 아스팔타이트 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 천연 아스팔트는
    전체 100 중량부에 대하여,
    미네랄 필러 함량이 30~50 중량부인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합단계는
    상기 플랜트의 온도가 190~220℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합단계는
    혼합시간이 Dry Mixing 10~20초, Wet Mixing 60~80초인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  14. 제 1항에 있어서,
    이동식 플랜트 저장 및 교반단계는
    상기 이동식 플랜트의 온도가 190~220℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 포설단계는
    상기 이동식 플랜트의 온도가 200~240℃일 경우에 이루어지는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  16. 삭제
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 접착층(30)을 형성하는 단계 이전에,
    강상판의 표면(10)에 방식제를 도포하여 방식층(20)을 형성하는 단계;를
    더 포함하며,
    상기 방식제는
    MMA(Methyl Methacrylate) 아연 프라이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 접착제는
    역청 고무계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 접착층(30)을 형성하는 단계는
    제 1접착층 형성단계;
    상기 제 1접착층(30a)의 상면에 제 2접착층(30b)을 형성하는 제 2접착층 형성단계;를
    포함하며,
    상기 제 1접착층(30a)은 상기 접착제의 도포량 0.15~0.2ℓ/m2에 의해 형성되고, 상기 접착제의 총 도포량은 0.3~0.4ℓ/m2인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제 1접착층 형성단계 이후, 3시간 이상 양생하는 단계를 포함하며,
    상기 제 2접착층(30b) 형성단계에서 상기 접착제는 상기 제 1접착층(30a)과 직각방향이 되도록 도포하고,
    상기 제 2접착층(30b) 형성단계 이후 12시간 이상의 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 접착층을 형성하는 단계 이후에,
    상기 접착층(30)의 상면에 방수층(40)을 형성하는 단계;를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법.
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