KR101422577B1 - 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법 및 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법 - Google Patents

직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법 및 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법 Download PDF

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Abstract

직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법 및 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법이 소개된다.
본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서는, 가로 방향으로 길게 형성되며, 그 내부는 아스팔트 혼합물이 믹싱되는 혼합공간과 열풍 이동공간으로 구분되는 하우징을 포함하고, 열풍 이동공간으로 유입된 열풍을 이용하여 상기 혼합공간에 수용된 아스팔트 혼합물을 간접적으로 가열함과 동시에, 열풍 이동공간을 통과한 열풍을 상기 혼합공간으로 공급하여 상기 혼합공간에 수용된 아스팔트 혼합물을 직접 가열하며, 상기 하우징은, 가로 방향으로 길게 형성되며 그 상단이 개방된 하부커버와, 이 하부커버의 개방된 상단을 선택적으로 밀폐하는 상부커버를 포함하고, 상기 하부커버에는, 가로 방향으로 길게 형성되며 상기 혼합공간이 마련된 혼합케이스가 내장되되, 상기 혼합케이스의 외주면과 상기 하부커버 내벽 사이는 일정 간격 이격됨으로써 상기 열풍 이동공간이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법 및 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법 {DIRECT AND INDIRECT HEATING TYPE MIXER FOR MIXING ASPHALT CONCRETE AND THE SAME TYPE MIXING METHOD AND THE SAME TYPE CONSTRUCTION METHOD}
본 발명은 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법 및 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 직접 및 간접열을 이용하여 아스팔트 콘크리트를 혼합하는 믹서, 혼합방법 및 시공방법에 관한 것이다.
가열식 아스팔트 혼합물의 생산은 골재 가열장치와 혼합 믹서가 구비된 생산설비와 골재의 저장 장소, Filler 사이로, 아스팔트 저장 및 가열 탱크등이 있어야 하므로 이동식으로 아스팔트 혼합물은 생산하는 것은 매우 어려운 일이며 고정식 설비를 사용하는 것이 일반적이었다.
이러한 고정식 아스팔트 혼합물의 생산방법은 공장에서 생산설비를 사용하며 골재를 가열하고, 탱크에서 가열된 아스팔트와 Filler, 칼라를 요할시에는 안료를 혼합하여 이를 Dump 트럭으로 현장으로 운반하는 것이었으며, 이를 휘니샤로 포설하고 로라로 다짐하여 완성하였다.
고정식 공장생산방법은 운반거리가 멀거나 동절기에는 아스팔트 혼합물의 온도가 떨어져 시공이 어렵고, 칼라를 요하는 제품은 대부분 소량 생산으로 온도 관리가 어려 우며, 다른제품과 같이 생산시 규격이 다른 골재와 검정색 도로포장용 아스팔트가 함께 섞여 색상과 다른 크기의 골재 혼입으로 균질한 제품관리가 어려웠다.
이를 제조하기 위하여 생산 설비가 개발되어 있었다.
현장에서 아스팔트 혼합물 생산하기 위한 이동식 현장 가열 혼합식 생산설비인 기존의 설비는 트럭에 장착한 플랜트만 현장으로 이동하여 고온 생산 하는 방식이며, 골재, Filler, 아스팔트 가열 저장설비까지 이동해야 하는 번거로움으로 사용 효율성이 떨어져 실용화되지는 않았다.
또한 아스팔트 재생골재를 재활용하며 도로 보수재를 생산하는 이동식 설비가 개발되어 있으나 회전식 믹서에 현장에서 발생된 재생골재를 투입하고 불을 믹서에 직접 살포하여 재생골재를 가열하는데 이 또한 아스팔트 재생골재의 아스팔트가 소각될 우려로 온도조절이 어려우며, 혼합 시간이 너무 오래 걸려 효율성이 떨어져 사용하지 않고 있는 실정이다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
한국등록실용신안 제20-0215585호(2000.12.21.) 한국공개특허 제10-2005-0076218호(2005.07.26.)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 직, 간접열을 이용하여 가열 가능하며, 이동 가능한 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서를 제공하는 것은 물론, 이러한 믹서를 이용하여 아스팔트 콘크리트를 혼합하고, 시공하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서는, 가로 방향으로 길게 형성되며, 그 내부는 아스팔트 혼합물이 믹싱되는 혼합공간과 열풍 이동공간으로 구분되는 하우징을 포함하고, 열풍 이동공간으로 유입된 열풍을 이용하여 상기 혼합공간에 수용된 아스팔트 혼합물을 간접적으로 가열함과 동시에, 열풍 이동공간을 통과한 열풍을 상기 혼합공간으로 공급하여 상기 혼합공간에 수용된 아스팔트 혼합물을 직접 가열하며, 상기 하우징은, 가로 방향으로 길게 형성되며 그 상단이 개방된 하부커버와, 이 하부커버의 개방된 상단을 선택적으로 밀폐하는 상부커버를 포함하고, 상기 하부커버에는, 가로 방향으로 길게 형성되며 상기 혼합공간이 마련된 혼합케이스가 내장되되, 상기 혼합케이스의 외주면과 상기 하부커버 내벽 사이는 일정 간격 이격됨으로써 상기 열풍 이동공간이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 혼합케이스는 "U" 자 형상의 단면을 가지며, 상기 혼합케이스의 외주면 상단 양측은 상기 하부커버의 양측면 내벽과 각각 고정플레이트를 매개로 결합되고, 상기 혼합케이스 일단은 상기 하부커버 일단 내벽에 고정되되 그 타단은 상기 하부커버 타단 내벽과 일정 간격 이격된 것을 특징으로 한다.
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상기 혼합케이스 저면은 상기 하부커버 저면과 일정 간격 이격되어 위치하고, 상기 열풍 이동공간이 상부 이동공간과 하부 이동공간으로 구획될 수 있도록 상기 혼합케이스 외주면과 상기 하부커버 내벽은 수평 방향으로 가이드판넬을 매개로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 혼합케이스 내부에는 가로 방향으로 길게 형성되어 구동모터에 의해 회전되는 믹싱블레이드가 장착되고, 상기 하부 이동공간과 대응되는 상가 하부커버 외벽에는 상기 하부 이동공간으로 열풍을 공급할 수 있도록 열풍기가 장착된 것을 특징으로 한다.
상기 하우징 근방에는 상기 상부 이동공간과 열회수파이프를 매개로 연결된 흡입송풍기가 설치되고, 상기 하우징 내측에는 상기 하우징의 길이 방향으로 길게 형성된 분사배관이 설치되고, 이 분사배관에는 상기 상부 이동공간으로 열풍을 분사할 수 있도록 분사노즐이 설치되며, 상기 흡입송풍기는, 상기 열회수파이프로부터 회수된 열풍을 상기 분사배관으로 공급할 있도록 상기 분사배관과 공급배관을 매개로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 혼합케이스의 타단은 상기 하우징으로부터 돌출 형성되며, 상기 상부커버 일단부 평면에는 상기 혼합케이스에 아스팔트 혼합물을 공급할 수 있도록 공급호퍼가 설치된 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법은, 가로 방향으로 길게 형성되며 "U" 자형 단면의 혼합케이스에 의해 그 내부가 아스팔트 혼합물이 믹싱되는 혼합공간 및 열풍 이동공간으로 구분되며, 열풍 이동공간으로 유입된 열풍을 이용하여 상기 혼합공간 내부를 간접적으로 가열함과 동시에, 열풍 이동공간을 통과한 열풍을 상기 혼합공간으로 공급하여 상기 혼합공간 내부를 직접 가열하는 믹서에 열풍을 투입하여 상기 믹서 온도를 30 ~ 80℃로 유지하는 가열과정; 상기 믹서의 혼합공간으로 상온의 쇄석골재, 아스팔트 재생골재, 규사, 종석, 콩자갈 중에서 선택된 어느 하나 이상의 골재를 전체 골재 중량의 50 ~ 90% 공급하는 1차골재투입과정; 상기 골재를 코팅할 수 있도록 120 ~ 180℃의 도로 포장용 아스팔트 내지 무색아스팔트를 상기 혼합공간에 공급하는 아스팔트 공급과정; 및 상기 아스팔트 공급과정이 진행되고, 5초 후에 석분, 탄산칼슘, 시멘트, 소석회, 생석회 중 선택된 어느 하나 이상의 필러를 상기 혼합공간에 투입하는 필러 공급과정과, 상기 필러 공급과정 진행 5초 이내에 코팅된 골재 간의 결착을 방지할 수 있도록 10 ~ 50%의 나머지 골재를 투입하는 2차골재투입과정;을 포함한다.
상기 아스팔트 공급과정과 상기 필러 공급과정 사이에는, 컬러를 부여할 있도록 내후성 무기질 안료를 공급하는 안료 공급과정이 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기 1차골재투입과정, 제2차골재투입과정 중에서 선택된 어느 하나 이상의 과정에서는, 자연석 색상의 칼라골재가 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 아스팔트 공급과정 이전에는, 10mm 이하의 탄성칩을 상기 혼합공간에 공급하는 폐타이어 공급과정이 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기 아스팔트 공급과정 이전에는, 10mm 이하의 분쇄된 유리, 아크릴, 시멘트를 혼합하여 300도시(온도*시간) 이상이 되도록 양생된 코팅유리를 상기 혼합공간으로 투입하는 유리 공급과정이 진행되는 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법은, 가로 방향으로 길게 형성되며 "U" 자형 단면의 혼합케이스에 의해 그 내부가 아스팔트 혼합물이 믹싱되는 혼합공간 및 열풍 이동공간으로 구분되며, 열풍 이동공간으로 유입된 열풍을 이용하여 상기 혼합공간 내부를 간접적으로 가열함과 동시에, 열풍 이동공간을 통과한 열풍을 상기 혼합공간으로 공급하여 상기 혼합공간 내부를 직접 가열하는 믹서에 열풍을 투입하여 상기 믹서 온도를 30 ~ 80℃로 유지하는 가열과정; 상기 믹서의 혼합공간으로 상온의 쇄석골재, 아스팔트 재생골재, 규사, 종석, 콩자갈 중에서 선택된 어느 하나 이상의 골재를 전체 골재 중량의 50 ~ 90% 공급하는 1차골재투입과정; 상기 골재를 코팅할 수 있도록 120 ~ 180℃의 도로 포장용 아스팔트 내지 무색아스팔트를 상기 혼합공간에 공급하는 아스팔트 공급과정; 및 상기 아스팔트 공급과정이 진행되고, 5초 후에 석분, 탄산칼슘, 시멘트, 소석회, 생석회 중 선택된 어느 하나 이상의 필러를 상기 혼합공간에 투입하는 필러 공급과정과, 상기 필러 공급과정 진행 5초 이내에 코팅된 골재 간의 결착을 방지할 수 있도록 10 ~ 50%의 나머지 골재를 투입하는 2차골재투입과정을 포함하는 골재코팅과정; 코팅된 골재를 톤백에 포장 또는 벌크 형태로 운반할 수 있도록 포장하고, 저장고에 저장하는 포장과정; 상기 믹서 및 포장한 코팅된 골재를 트럭에 실어 현장으로 이송하는 운반과정; 상기 믹서에 열풍을 공급하여 그 내부 온도를 150 ~ 220℃로 가열하고, 상기 혼합공간 내부에 코팅된 골재를 투입하되, 투입된 코팅된 골재 온도를 120 ~ 180℃로 가열하여 아스팔트 콘크리트를 생산하는 생산과정; 및 상기 생산과정을 통해 생산된 아스팔트 콘크리트를 도로에 포설하고 다짐하는 시공과정을 포함한다.
본 발명은 공정에서 골재를 아스팔트와 충전재로 코팅하여 톤백으로 포장하고 현장에서는 직간접열 믹서에 코팅 혼합물을 투입하여 가열만으로 만 생산하므로 번거롭지 않고 온도관리가 용이하다
또한, 현장에서 직접 생산하는 이동식 간접열 방식의 아스팔트콘크리트 생산설비를 사용하는 칼라 아스팔트 콘크리트는,
첫째, 공장에서 정교하게 계량하여, 상온의 골재에 아스팔트를 혼합 코팅하여 포장하고 현장에서 가열만으로 생산되는 칼라 아스팔트 콘크리트 공장에서 가열 생산되는 재품에 비하여 운반과정에서 온도가 떨어질 염려가 없고, 온도가 균일하고 사용재료에 타 물질의 혼합이 없어 품질이 균일해진다.
둘째, 또한 모든 재료를 공장에서 혼합하여 제공되므로 현장에서는 가열혼합만 하게 되어 생산이 간편하다.
셋째, 간접열에 의한 일정온도로 생산되므로 재료가 과열되어 소각되거나 변질되지 않아 균질하고, 현장에서 직접 생산하므로 칼라 아스팔트 콘크리트가 유동성이 좋다. 그리고 현장에서 직접 생산하므로 온도의 균질성과, 작업성이 우수하면서 시공성이 우수하다.
넷째, 열풍기가 열순환식으로 열을 재사용하므로 연료가 절감된다.
도 1은 본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서의 외관을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서의 측단면도,
도 3은 본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서의 정단면도,
도 4는 본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법 및 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법의 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서를 설명한다.
도 1은 본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서의 사시도, 도 2는 본 발명의 측단면도, 도 3은 본 발명의 정단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서는, 그 내부 공간이 아스팔트 콘크리트를 믹싱하는 혼합공간(100a)과, 열풍이 이동하는 열풍 이동공간(100b)으로 구획된 하우징(100)을 포함한다.
하우징(100)은, 가로 방향으로 길게 형성되는바, 혼합공간(100a) 및 열풍 이동공간(100b) 역시 하우징(100)과 상응되게 가로 방향으로 길게 형성되며, 아스팔트 혼합물은 하우징(100) 일측에서 공급되어 타측으로 배출되는바, 하우징(100)의 외부는 열 손실 방지를 위해 단열 처리될 수 있다.
하우징(100)은, 그 내부 공간이 혼합공간(100a)과 이동공간으로 나뉘어져 있는바, 열풍 이동공간(100b)으로 유입된 열풍에 의해, 혼합공간(100a)에 투입되는 아스팔트 콘크리트 혼합물이 간접 가열되며, 이와 동시에 열풍 이동공간(100b)을 이동하는 열풍을 혼합공간(100a)으로 끌어들여 아스팔트 혼합물에 직접 분사, 공급함으로써, 혼합공간(100a) 내부에 존재하는 아스팔트 콘크리트 혼합물을 직접 가열하게 된다. 즉, 간접 가열과 동시에 직접 가열 가능하므로, 전체적인 가열 효율 및 에너지 효율이 향상되는 이점이 있다.
하우징(100)은, 가로 방향으로 길게 형성되며 그 상단이 개방된 하부커버(110)와, 이러한 하부커버(110)를 선택적으로 밀폐하는 상부커버(120)를 포함한다.
하부커버(110) 내부에는 혼합케이스(200)가 내장되는데, 이러한 혼합케이스(200)는 "U"자형 단면을 갖는바, 그 내부가 혼합공간(100a)이 되는 것이다. 혼합케이스(200) 단면 형상은 혼합공간(100a)이 형성될 수 있는 것이라면 상술한 "U" 자형 단면 형상으로 한정되지 않으며, 다양하게 변형 사용할 수 있을 것이다.
혼합케이스(200) 외측면은 하부커버(110)의 내벽과 일정 간격 이격되어 설치됨으로써, 열풍 이동공간(100b)이 형성된다.
혼합케이스(200)의 외주면 상단 양측은 하부커버(110) 양측 내벽과 각각 고정플레이트(F)를 매개로 연결, 고정되며, 혼합케이스(200)의 일단(일끝단)은 하버커버 일단(일끝단) 내벽에 고정되되, 그 타단(타끝단)은 하부커버(110) 타단(타끝단) 내벽과 일정 간격 이격된다. 이는, 열풍 이동공간(100b)으로 유입된 열풍이 혼합케이스(200) 타단과 하부커버(110) 타단 내벽 사이를 통하여 혼합케이스(200) 내부로 공급될 수 있도록 하기 위함이다.
또한 혼합케이스(200) 저면은 하부커버(110) 저면과 일정 간격 이격되어 있는바, 열풍 이동공간(100b)이 상부 이동공간(100u)과 하부 이동공간(100d)으로 구획될 수 있도록 혼합케이스(200) 외주면과 하부커버(110) 내벽은 수평 방향으로 형성된 가이드판넬(300)을 매개로 연결된다. 이는 그 내부 공간을 이분화함으로써 열풍 체류 시간을 증가시킴으로써 가열 효율을 향상시키기 위함이다.
한편, 혼합케이스(200) 내부에는 구동모터(M)에 의해 회전되는 믹싱블레이드(B)가 설치되고, 하부 이동공간(100d) 측으로 열풍을 공급할 수 있도록 하부커버(110) 외벽에는 열풍기(400)가 장착된다.
본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서는 가열 및 열효율을 더욱 향상시키기 위하여, 제1열회수파이프(RP1), 제2흡입송풍기(600), 분사배관(AP), 분사노즐(AN), 제2열회수파이프(RP2), 공급배관(SP)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이는, 혼합공간(100a)으로 공급된 열풍을 다시 회수, 이를 재활용하여 혼합공간(100a) 상부에서 재분사 가능 가능하도록 구성되어 진다.
하우징(100) 근방에는 제1흡입송풍기(500) 및 제2흡입송풍기(600)가 설치되며, 제2흡입송풍기(600)는 제1열회수파이프(RP1)를 매개로 상부 이동공관(100u)과 연결된다. 또한, 하우징(100) 내측에는 하우징(100)의 길이 방향으로 길게 형성된 분사배관(AP)이 설치되는바, 더 구체적으로는 상부커버(120) 일측에 설치되며, 이러한 분사배관(AP)에는 분사노즐(AN)이 일정 간격을 두고 복수 개 형성되어 있다.
또한 하우징(100) 상부에는 열풍을 회수할 수 있도록 제2열회수파이프(RP2)가 설치되는바, 이러한 제2열회수파이프(RP2)의 일단은 혼합케이스(200)의 배출구측에 위치하며, 그 타단은 반대측에 위치한다. 제2열회수파이프(RP2)이 타단은 제1흡입송풍기(500)와 공급배관(SP)을 매개로 연결된다.
따라서, 열풍은 "열풍기(400)--> 하부 이동공간(100d) --> 상부 이동공간(100u) --> 제1열회수파이프(RP1) --> 제2흡입송풍기(600) --> 분사배관(AP) --> 분사노즐(AN) --> 혼합공간(100a) --> 제2열회수파이프(RP2) --> 공급배관(SP) --> 제1흡입송풍기(500) --> 열풍기(400)" 를 이동하는바, 이 과정에서 혼합공간(100a)은 열풍에 의해 직접적, 간접적으로 가열됨으로써, 에너지 효율이 향상되는 이점이 있는 것이다.
제1열회수파이프(RP1)을 통하여 제2흡입송풍기(600)로 흡입된 열풍은 분사배관(AP)을 거쳐 혼합케이스(200) 내부의 아스팔트 혼합물에 분사되며, 혼합케이스(200)의 배출구측 상방에는 제2열회수파이프(RP2)가 설치되어 열풍을 회수, 회수된 열풍은 제1흡입송풍기(500)를 통하여 열풍기(400)에서 재가열, 혼합케이스(200의 하부 이동공간(100d)로 재공급되는바, 이러한 방식으로 회수된 폐열에는 아스팔트에서 배출된 습기, 가스, 연기 등이 포함되어 있는데, 이는 열풍기(400)에서의 재가열 과정을 통하여 완전 소각됨으로써 환경 오염을 줄일 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서의 혼합케이스(200) 타단은 하우징(100)으로부터 돌출 형성함으로써, 아스팔트 혼합물 배출 및 이송의 편의성을 증진시킬 수 있으며, 상부커버(120) 일단부 평면에는 혼합케이스(200)로 아스팔트 혼합물을 공급할 수 있도록 호퍼(H)가 설치된다.
또한, 하우징(100) 근방에는 필러 사일로(S), 바인더 탱크(C) 및 다양한 재료를 혼합하여 호퍼(H)로 공급하는 배합호퍼(A)등이 설치될 수 있다.
이하에서는, 도 1 및 도 4를 참조로, 본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법 및 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법을 설명한다.
본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법은, 가열과정(S10), 1차골재투입과정(S20), 아스팔트 공급과정(S30), 필러 공급과정(S40), 2차골재투입과정(S50)을 포함한다.
가열과정(S10)은, 가로 방향으로 길게 형성되며 "U" 자형 단면의 혼합케이스(200)에 의해 그 내부가 아스팔트 혼합물이 믹싱되는 혼합공간(100a) 및 열풍 이동공간(100b)으로 구분되고, 열풍 이동공간(100b)으로 유입된 열풍을 이용하여 혼합공간(100a) 내부를 간접적으로 가열함과 동시에, 열풍 이동공간(100b)을 통과한 열풍을 혼합공간(100a)으로 공급하여 혼합공간(100a) 내부를 직접 가열하는 믹서에 열풍을 투입하여 믹서 온도를 30 ~ 80℃로 유지하는 과정이다.
가열과정(S10)이 진행된 이후에는, 1차골재투입과정(S20)이 진행된다.
1차골재투입과정(S20)은 상온의 쇄석골재, 아스팔트 재생골재, 규사, 종석, 콩자갈, 칼라골재 중에서 선택된 어느 하나 이상의 골재를 믹서의 혼합공간(100a)으로 투입하는 과정으로서, 골재의 최대치수는 3 ~ 20mm 범위에서 선택하여 사용한다.
상온의 골재를 투입하는 이유는, 가열 골재 투입시에는 후술하는 아스팔트가 흘러내려 아스팔트 코팅 두께가 얇아지는 것은 물론, 아스팔트 콘크리트화되는바, 상온 골재를 투입함으로써 고온의 아스팔트가 상온 골재 표면에 덮힘과 동시에 식어, 코팅 두께를 두껍게 할 수 있게 되는 것이다.
1차골재투입과정(S20)에서 투입되는 골재의 양은 후술하는 2차골재투입과정(S50) 대비 약 50 ~ 90% 범위에서 조절하며, 나머지 양은 2차골재투입과정(S50)에서 투입한다.
또한, 믹서 내부를 가열하는 이유는, 후술하는 아스팔트가 상온의 골재와 접하면 굳어지므로, 아스팔트의 유동성을 확보하기 위한 것이다. 즉, 믹서 내부 온도가 30℃ 이하이면 코팅이 어려워지고, 80℃ 이상이면 골재가 가열되어 아스팔트가 골재 표면에서 흘러내릴 수 있기 때문인 것이다.
1차골재투입과정(S20) 이후에는 아스팔트 공급과정(S30)이 진행되는데, 이러한 아스팔트 공급과정(S30)은, 도로 포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트를 120 ~ 180℃로 가열하여, 상술한 전체 골재 100 중량부에 대하여 약 1 ~ 10 중량부 범위에서 믹서 혼합공간(100a)으로 투입하는 과정이다.
아스팔트 재생골재 사용시에는 1 ~ 4 중량부 범위에서 투입하며, 신골재를 사용할 경우에는 3 ~ 10 중량부 범위에서 투입하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 골재를 아스팔트를 이용하여 코팅한 이후에는, 필러 공급과정(S40)이 진행되는바, 필러 공급과정(S40)은, 아스팔트 공급과정(S30)이 진행된 후 5초 이내에 석분, 탄산칼슘, 시멘트, 소석회, 생석회 중 선택된 어느 하나 이상의 필러를 믹서의 혼합공간(100a)에 투입하는 과정이다.
5초 이내에 필러를 공급, 혼합함으로써, 상술한 믹서 내부열이 골재에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
필러를 투입한 이후에는 즉시, 2차골재투입과정(S50)이 진행되어야 하는바, 이는 아스팔트에 의해서 코팅된 골재 입자들이 서로 결착되는 것을 방지하기 위함이다.
여기에, 첨가제가 투입될 있는데, 첨가제로는 SBS, EVA, 송진, 석유수지, 프로세스 오일, PE WAX, 분쇄 폐타이어 등 중에서 필요에 따라 선택하여 사용될 수 있다.
한편, 안료 공급과정(S50)을 진행함으로써, 아스팔트 콘크리트에 컬러를 부여할 수 있는데, 안료로는, 내후성 무기질 안료를 사용하는 것이 바람직하며, 골재 100 중량부에 대하여 약 0.1 ~ 2 중량부 정도 사용한다.
자연석 색상을 부여하려는 경우에는, 안료 공급과정(S50)을 생략하고, 1차골재투입과정(S20) 및 2차골재투입과정(S50)에서 자연석 색상의 칼라골재가 공급할 수도 있다.
또한, 탄성을 요하는 경우에는, 분쇄 폐타이어 등 탄성칩을 이용할 수도 있는데, 이러한 경우에는 아스팔트 공급과정(S30) 이전에 탄성칩 공급과정(S70)을 선행함으로써 탄성 기능을 실현할 수도 있다.
탄성칩으로 폐타이어를 사용하는 경우, 탄성칩 공급과정(S70)은, 10mm 이하의 분쇄 폐타이어 100중량부를 100 ~ 150 ℃로 가열, 아스팔트 0.5 ~ 2 중량부로 코팅하여 사용하고, 코팅된 탄성칩을 믹서의 혼합공간(100a)에 공급하는 것이 바람직하다. 즉, 분쇄 폐타이어를 그대로 사용하는 경우에는 특유의 타이어 냄새가 심하게 나고, 아스팔트와의 부착력이 저하되는바, 분쇄 폐타이어를 가열, 아스팔트로 코팅 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있는 것이다.
또한 탄성칩에 컬러를 부여하는 경우에는 EPDM칩을 사용할 수 있는데, 이때에는 아스팔트 코팅을 하지 않아도 된다.
탄성칩은 골재 100 중량부에 대하여 50 중량부 이내에서 사용하는 것이 탄성력 확보 측면에서 유리하다.
내구성 및 심미감 향상을 위해서는 아스팔트 공급과정(S30) 이전에 분쇄 유리를 공급하는 유리 공급과정(S80)이 선행되는 것이 바람직하다.
유리 공급과정(S80)은, 10mm 이하의 분쇄된 유리, 아크릴, 시멘트를 혼합하여 300도시(온도*시간) 이상의 조건에서 양생된 코팅유리를 믹서의 혼합공간(100a)으로 투입하는 과정이다.
코팅유리는, 유리 100 중량부에 대하여 아크릴 1 ~ 5 중량부, 시멘트 3 ~ 10 중량부를 혼합하되, 코팅된 유리는 골재 100 중량부에 대하여 50 중량부 이내로 그 양을 제한, 사용한다.
도 4를 참조로, 본 발명의 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법은, 골재코팅과정(S100), 포장과정(S200), 운반과정(S300), 생산과정(S400) 및 시공과정(S500)을 포함한다.
골재코팅과정(S100)은, 가열과정(S10), 1차골재투입과정(S20), 아스팔트 공급과정(S30), 필러 공급과정(S40), 2차골재투입과정(S50)을 포함하는바, 이러한 과정들은 상술한 내용으로 갈음한다.
골재코팅과정(S100)이 진행된 이후에는, 포장과정(S200)이 진행된다.
포장과정(S200)은, 아스팔트, 필러, 안료로 코팅된 골재를 공사 현장에서 사용 편리하도록 톤백 또는 비닐로 포장 또는 벌크로 저장고에 저장하는 과정이다.
포장과정(S200)이 진행된 이후에는, 믹서 및 포장된 코팅골재를 트럭에 실어 공사 현장으로 이동시키는 운반과정(S300)이 진행된다. 즉, 전체 시공 과정에서, 믹서 및 재료가 고정식이 아닌 이동식으로 생산, 이송되므로 코팅 골재의 품질을 유지할 수 있는 이점이 있는 것이다.
생산과정(S400)에서는, 믹서에 열풍을 공급하여 그 내부 온도를 150 ~ 220℃로 가열하고, 혼합공간(100a) 내부에 코팅된 골재를 투입하되, 투입된 코팅된 골재를 120 ~ 180℃ 범위에서 연속적으로 생산한다.
생산과정(S400)을 통해 생산된 아스팔트 콘크리트를 도로에 포설하고 다짐하는 시공과정(S500)이 진행됨으로써, 생산성, 시공성, 품질의 균질성, 경제성이 보장되는 시공방법을 실현할 수 있게 된다.
<실시예>
골재코팅과정
① 가열과정 : 열풍기의 자동 온도 조절기를 이용하여 믹서 내부를 60℃로 가열한다.
② 1차골재투입과정 : 5 ~ 13mm의 건조된 상태의 골재를 벨트컨베이어로 700kg/min의 속도로(시간단 42톤, 전체 골재의 80%) 연속적으로 믹서에 투입한다.
③ 아스팔트 공급과정 : 도로 포장용 아스팔트를 150℃의 온도로 가열하여, 52kg/min(시간당 3.12톤)의 속도로 믹서에 투입한다. 이러한 아스팔트 공급과정은 골재투입과정과 동시에 진행될 수도 있다.
④ 필러 공급과정 : 골재에 아스팔트를 혼합하여 5초 후 혼합믹서에 탄산칼슘을 투입하는데, 탄산칼슘은 20kg/min(시간당 1.2톤)속도로 스크류를 이용하여 연속적으로 투입한다.
⑤ 2차골재투입과정 : 필러 공급과 동시에 호퍼와 피더를 사용하여 300kg/min(시간당 18톤)의 골재를 믹서에 연속적으로 투입, 혼합하여 골재간 입자의 결착을 방지한다.
⑤ 탄성칩 공급과정 : 분쇄된 송진 20%, 프로세스 오일 10%, SBS 10%, 나머지는 150℃로 가열한 1mm 이하 폐타이어를 혼합하고, 여기에 150℃로 가열한 아스팔트 2kg에 60% 개질제를 혼합한 첨가제를 스크류 믹서를 이용하여 5kg/min(시간당 0.3톤)의 속도로 연속적으로 투입한다.
저장과정
코팅된 골재를 사이로에 저장한다.
운반과정
믹서를 발전기와 함께 트럽에 싣고 시공 현장으로 운반한 후에, 시공 현장에서 대기한다. 또한, 코팅된 골재 역시 덤프 트럭을 이용하여 시공 현장으로 이송한다.
생산과정
믹서를 160℃로 가열하고, 코팅된 골재와 첨가제를 1000kg/min(시간당 60톤)을 직, 간접열 방식 믹서로 연속적으로 투입하여 135℃로 연속적으로 생산한다.
시공과정
생산된 아스팔트 콘크리트를 아스팔트 휘니샤에 투입하여 포설후 롤러으로 다짐한다.
이러한 과정을 통하여 생산된 아스팔트-콘크리트는 기준규격을 만족하는 우수한 품질을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.
시험명 안정도(N) 후로우 (1/200㎝) 공극율 (%) 색상
( 한도견본 비교)
시험결과 1,100 30 12 적색
(이상 없음)
규격 500이상 20~40 - 견본 비교
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 하우징 100a : 혼합공간
100b : 열풍 이동공간 100u : 상부 이동공간
100d : 하부 이동공간 110 : 하부커버
120 : 상부커버 200 : 혼합케이스
300 : 가이드판넬 400 : 열풍기
500 : 제1흡입송풍기 600 : 제2흡입송풍기
F : 고정플레이트
M : 구동모터 B : 믹싱블레이드
RP1 : 제1열회수파이프 RP2 : 제2열회수파이프
AP : 분사배관 AN : 분사노즐
SP : 공급배관 H : 호퍼
S10 : 가열과정 S20 : 1차골재투입과정
S30 : 아스팔트 공급과정 S40 : 필러 공급과정
S50 : 2차골재투입과정 S60 : 안료 공급과정
S70 : 탄성칩 공급과정 S80 : 유리 공급과정
S100 : 골재코팅과정 S200 : 포장과정
S300 : 운반과정 S400 : 생산과정
S500 : 시공과정

Claims (12)

  1. 가로 방향으로 길게 형성되며, 그 내부는 아스팔트 혼합물이 믹싱되는 혼합공간과 열풍 이동공간으로 구분되는 하우징을 포함하고, 열풍 이동공간으로 유입된 열풍을 이용하여 상기 혼합공간에 수용된 아스팔트 혼합물을 간접적으로 가열함과 동시에, 열풍 이동공간을 통과한 열풍을 상기 혼합공간으로 공급하여 상기 혼합공간에 수용된 아스팔트 혼합물을 직접 가열하며,
    상기 하우징은, 가로 방향으로 길게 형성되며 그 상단이 개방된 하부커버와, 이 하부커버의 개방된 상단을 선택적으로 밀폐하는 상부커버를 포함하고,
    상기 하부커버에는, 가로 방향으로 길게 형성되며 상기 혼합공간이 마련된 혼합케이스가 내장되되,
    상기 혼합케이스의 외주면과 상기 하부커버 내벽 사이는 일정 간격 이격됨으로써 상기 열풍 이동공간이 형성된 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼합케이스는 "U" 자 형상의 단면을 가지며,
    상기 혼합케이스의 외주면 상단 양측은 상기 하부커버의 양측면 내벽과 각각 고정플레이트를 매개로 결합되고, 상기 혼합케이스 일단은 상기 하부커버 일단 내벽에 고정되되 그 타단은 상기 하부커버 타단 내벽과 일정 간격 이격된 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 혼합케이스 저면은 상기 하부커버 저면과 일정 간격 이격되어 위치하고, 상기 열풍 이동공간이 상부 이동공간과 하부 이동공간으로 구획될 수 있도록 상기 혼합케이스 외주면과 상기 하부커버 내벽은 수평 방향으로 가이드판넬을 매개로 연결된 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 혼합케이스 내부에는 가로 방향으로 길게 형성되어 구동모터에 의해 회전되는 믹싱블레이드가 장착되고,
    상기 하부 이동공간과 대응되는 상가 하부커버 외벽에는 상기 하부 이동공간으로 열풍을 공급할 수 있도록 열풍기가 장착된 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하우징 근방에는 상기 상부 이동공간과 열회수파이프를 매개로 연결된 흡입송풍기가 설치되고,
    상기 하우징 내측에는 상기 하우징의 길이 방향으로 길게 형성된 분사배관이 설치되고, 이 분사배관에는 상기 상부 이동공간으로 열풍을 분사할 수 있도록 분사노즐이 설치되며,
    상기 흡입송풍기는, 상기 열회수파이프로부터 회수된 열풍을 상기 분사배관으로 공급할 있도록 상기 분사배관과 공급배관을 매개로 연결된 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 혼합케이스의 타단은 상기 하우징으로부터 돌출 형성되며, 상기 상부커버 일단부 평면에는 상기 혼합케이스에 아스팔트 혼합물을 공급할 수 있도록 공급호퍼가 설치된 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합용 믹서.
  7. 가로 방향으로 길게 형성되며 "U" 자형 단면의 혼합케이스에 의해 그 내부가 아스팔트 혼합물이 믹싱되는 혼합공간 및 열풍 이동공간으로 구분되며, 열풍 이동공간으로 유입된 열풍을 이용하여 상기 혼합공간 내부를 간접적으로 가열함과 동시에, 열풍 이동공간을 통과한 열풍을 상기 혼합공간으로 공급하여 상기 혼합공간 내부를 직접 가열하는 믹서에 열풍을 투입하여 상기 믹서 온도를 30 ~ 80℃로 유지하는 가열과정; 상기 믹서의 혼합공간으로 상온의 쇄석골재, 아스팔트 재생골재, 규사, 종석, 콩자갈 중에서 선택된 어느 하나 이상의 골재를 전체 골재 중량의 50 ~ 90% 공급하는 1차골재투입과정; 상기 골재를 코팅할 수 있도록 120 ~ 180℃의 도로 포장용 아스팔트 내지 무색아스팔트를 상기 혼합공간에 공급하는 아스팔트 공급과정; 및 상기 아스팔트 공급과정이 진행되고, 5초 후에 석분, 탄산칼슘, 시멘트, 소석회, 생석회 중 선택된 어느 하나 이상의 필러를 상기 혼합공간에 투입하는 필러 공급과정과, 상기 필러 공급과정 진행 5초 이내에 코팅된 골재 간의 결착을 방지할 수 있도록 10 ~ 50%의 나머지 골재를 투입하는 2차골재투입과정;을 포함하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법.

  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 아스팔트 공급과정과 상기 필러 공급과정 사이에는,
    컬러를 부여할 있도록 내후성 무기질 안료를 공급하는 안료 공급과정이 진행되는 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 1차골재투입과정, 제2차골재투입과정 중에서 선택된 어느 하나 이상의 과정에서는, 자연석 색상의 칼라골재가 공급되는 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 아스팔트 공급과정 이전에는,
    10mm 이하의 분쇄 폐타이어를 100 ~ 150 ℃로 가열하여 상기 혼합공간에 공급하는 폐타이어 공급과정이 진행되는 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법.

  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 아스팔트 공급과정 이전에는,
    10mm 이하의 분쇄된 유리, 아크릴, 시멘트를 혼합하여 300도시(온도*시간) 이상이 되도록 양생된 코팅유리를 상기 혼합공간으로 투입하는 유리 공급과정이 진행되는 것을 특징으로 하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합방법.

  12. 가로 방향으로 길게 형성되며 "U" 자형 단면의 혼합케이스에 의해 그 내부가 아스팔트 혼합물이 믹싱되는 혼합공간 및 열풍 이동공간으로 구분되며, 열풍 이동공간으로 유입된 열풍을 이용하여 상기 혼합공간 내부를 간접적으로 가열함과 동시에, 열풍 이동공간을 통과한 열풍을 상기 혼합공간으로 공급하여 상기 혼합공간 내부를 직접 가열하는 믹서에 열풍을 투입하여 상기 믹서 온도를 30 ~ 80℃로 유지하는 가열과정; 상기 믹서의 혼합공간으로 상온의 쇄석골재, 아스팔트 재생골재, 규사, 종석, 콩자갈 중에서 선택된 어느 하나 이상의 골재를 전체 골재 중량의 50 ~ 90% 공급하는 1차골재투입과정; 상기 골재를 코팅할 수 있도록 120 ~ 180℃의 도로 포장용 아스팔트 내지 무색아스팔트를 상기 혼합공간에 공급하는 아스팔트 공급과정; 및 상기 아스팔트 공급과정이 진행되고, 5초 후에 석분, 탄산칼슘, 시멘트, 소석회, 생석회 중 선택된 어느 하나 이상의 필러를 상기 혼합공간에 투입하는 필러 공급과정과, 상기 필러 공급과정 진행 5초 이내에 코팅된 골재 간의 결착을 방지할 수 있도록 10 ~ 50%의 나머지 골재를 투입하는 2차골재투입과정을 포함하는 골재코팅과정; 코팅된 골재를 톤백에 포장 또는 벌크 형태로 운반할 수 있도록 포장하고, 저장고에 저장하는 포장과정; 상기 믹서 및 포장한 코팅된 골재를 트럭에 실어 현장으로 이송하는 운반과정; 상기 믹서에 열풍을 공급하여 그 내부 온도를 150 ~ 220℃로 가열하고, 상기 혼합공간 내부에 코팅된 골재를 투입하되, 투입된 코팅된 골재 온도를 120 ~ 180℃로 가열하여 아스팔트 콘크리트를 생산하는 생산과정; 및 상기 생산과정을 통해 생산된 아스팔트 콘크리트를 도로에 포설하고 다짐하는 시공과정을 포함하는, 직간접 가열 방식을 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법.
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