KR101438500B1 - 해조류를 이용한 친환경 도로포장용 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

해조류를 이용한 친환경 도로포장용 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아스팔트 100중량부를 기준으로, 시멘트 50 내지 150중량부; 해조류 2 내지 50중량부; 고분자 수지 10 내지 100중량부; 변형방지제 10 내지 50중량부; 경화제 2 내지 30중량부; 애시 10 내지 100중량부; 고로슬래그 10 내지 70중량부; 실리카 퓸 10 내지 70중량부; 박리방지제 10 내지 50중량부; 왁스 2 내지 5중량부; 및 충진제 2 내지 50중량부를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물 및 이의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 도로포장용 아스콘 조성물은 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저비용으로 도로포장을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

해조류를 이용한 친환경 도로포장용 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법{Eco-Friendly Ascon Composition for Paving of Road Using Seaweeds and Constructing Methods Using Thereof}
본 발명은 도로포장용 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로를 포장하기 위한 해조류를 이용한 친환경 도로포장용 아스콘 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 산업사회가 발전함과 동시에 차량의 이용률이 증가되고, 그에 따라 교통의 원활한 소통과 안전을 위하여 많은 도로의 건설과 사고예방을 위한 안전시설물을 설치하고 있다.
특히, 이러한 도로건설시 사용되는 도로포장방법으로서는 기초가 되는 노반 및 두께 2 내지 10cm상의 표층을 가진 아스팔트 포장 또는 노반과 그 위의 콘크리트판으로 이루어지는 시멘트콘크리트 포장이 주로 이루어지고 있다.
한편, 일반적인 도로에는 차량 또는 보행자에게 정보를 제공하기 위해 수지 조성물, 특정적으로 페인트로 도로면을 코팅하여 정보를 표시하게 된다.
더욱이, 일반적인 횡단보도의 전방이나, 스쿨존 또는 과속으로 인한 안전사고가 우려되는 골목 등에는 차량의 과속주행을 방지하기 위하여 노면에 돌출된 형태로 과속방지턱을 설치하고 있으며, 이러한 과속방지턱은 노면에서 일정 높이로 돌출되도록 설치하고, 주행 중인 차량이 먼 거리에서 식별 가능하도록 과속방지턱 표면에 노란색과 흰색의 띠가 반복되도록 우레탄 또는 에폭시 등으로 도막을 형성한다.
한편, 일반적으로 교량이란 하천, 해안, 도로 등의 상부를 지나갈 수 있도록 가설된 고가 구조물을 총칭하는 것으로, 이러한 교량의 표면에는 차량 등이 원활하게 통행할 수 있도록 포장공사를 함으로써 교면(橋面) 포장층을 형성한다.
상기와 같은 교면 포장은 교통 하중을 직접 전달하는 부분으로서 이에 적합한 강도 및 균열 저항성을 가져야 하는 것은 물론, 빗물 등의 수분에 노출되어 있는 관계로 방수 성능을 가질 것이 요구되며, 특히 염화물 이온의 침투에 의해 철근이 부식되는 것을 방지하기 위하여 낮은 염소이온 투수성을 가질 것이 요구된다.
이러한 교면 포장 방법으로는 종래로부터 일반 콘크리트 포장방법이나 아스콘 포장방법이 알려져 널리 사용되어 왔다.
여기서, 상기 아스콘 포장에 사용되는 아스콘은 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 줄인 명칭으로서, 포장용 가열 아스팔트 혼합물(KS F 2349규격), HMA(hot mix asphalt) 등으로도 일컬어진다.
일반적인 아스콘은 아스팔트 바인더(asphalt binder), 굵은 골재(Aggregate), 잔골재(Sand) 및/또는 충진제(filler) 등을 고온에서 혼합하여 제조하며, 도로포장용 재료로서 널리 사용되고 있다.
특히, 일반적인 도로포장방법으로 아스팔트콘크리트를 이용한 아스콘 도로포장 시공방법이 주로 시행되어 왔다.
이러한 아스콘 포장은 시공 후 5년이 되기 전에 주행트랙을 따라 가끔 소성변형이 생겨서 심각한 주행문제를 발생시키거나, 소성변형 문제는 없다 하더라도 시간의 흐름과 함께 포장 재료가 점차 노화되어 결국에는 심한 균열을 발생시켜 주기적으로 유지보수를 하여야 하는 문제점이 있다.
이에, 상기 유지보수에 따른 비용을 최소화하기 위해 아스콘을 이용하여 포장한 도로의 소성변형을 최소화하고, 장시간 동안 노화되지 않으면서, 쉽게 박리되지 않도록 하는 아스콘 조성물을 개발하는 것이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0800121호(등록일:2008.01.25)
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저비용으로 도로포장을 수행할 수 있도록 하는 도로포장용 아스콘 조성물, 특정적으로 해조류를 이용한 친환경 도로포장용 아스콘 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은
아스팔트 100중량부를 기준으로,
시멘트 50 내지 150중량부;
해조류 2 내지 50중량부;
고분자 수지 10 내지 100중량부;
변형방지제 10 내지 50중량부;
경화제 2 내지 30중량부;
애시 10 내지 100중량부;
고로슬래그 10 내지 70중량부;
실리카 퓸 10 내지 70중량부;
박리방지제 10 내지 50중량부;
왁스 2 내지 5중량부; 및
충진제 2 내지 50중량부를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 아스팔트 100중량부를 기준으로, 시멘트 50 내지 150중량부; 해조류 2 내지 50중량부; 고분자 수지 10 내지 100중량부; 변형방지제 10 내지 50중량부; 경화제 2 내지 30중량부; 애시 10 내지 100중량부; 고로슬래그 10 내지 70중량부; 실리카 퓸 10 내지 70중량부; 박리방지제 10 내지 50중량부; 왁스 2 내지 5중량부; 및 충진제 2 내지 50중량부를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물을 100 내지 250℃의 온도범위에서 30분 내지 3시간 동안 가열 용융하는 용융단계;
상기 용융단계에서 용융된 도로포장용 아스콘 조성물을 소지면에 3 내지 15cm의 두께로 도포하는 도포단계; 및
상기 도포단계가 종료된 후 도로포장용 아스콘 조성물을 상온에서 1 내지 2시간 동안 경화시키는 경화단계를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 도로포장용 아스콘 조성물은 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저비용으로 도로포장을 수행할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 아스팔트 100중량부를 기준으로, 시멘트 50 내지 150중량부; 해조류 2 내지 50중량부; 고분자 수지 10 내지 100중량부; 변형방지제 10 내지 50중량부; 경화제 2 내지 30중량부; 애시 10 내지 100중량부; 고로슬래그 10 내지 70중량부; 실리카 퓸 10 내지 70중량부; 박리방지제 10 내지 50중량부; 왁스 2 내지 5중량부; 및 충진제 2 내지 50중량부를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 아스팔트 100중량부를 기준으로, 시멘트 50 내지 150중량부; 해조류 2 내지 50중량부; 고분자 수지 10 내지 100중량부; 변형방지제 10 내지 50중량부; 경화제 2 내지 30중량부; 애시 10 내지 100중량부; 고로슬래그 10 내지 70중량부; 실리카 퓸 10 내지 70중량부; 박리방지제 10 내지 50중량부; 왁스 2 내지 5중량부; 및 충진제 2 내지 50중량부를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물을 100 내지 250℃의 온도범위에서 30분 내지 3시간 동안 가열 용융하는 용융단계; 상기 용융단계에서 용융된 도로포장용 아스콘 조성물을 소지면에 3 내지 15cm의 두께로 도포하는 도포단계; 및 상기 도포단계가 종료된 후 도로포장용 아스콘 조성물을 상온에서 1 내지 2시간 동안 경화시키는 경화단계를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 아스팔트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 아스팔트, 특정적으로 석유계 아스팔트라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 도로포장용 아스콘 조성물을 구성하는 아스팔트 외 나머지 성분들의 함량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 한다.
본 발명에 따른 시멘트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 시멘트라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 일반 포틀랜드 시멘트 또는 고로슬래그시멘트, 초미분말시멘트 등의 특수 시멘트 등을 사용할 수 있다.
상기 시멘트의 바람직한 분말도는 3,200 내지 6,500cm2/g인 것이 좋고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 50 내지 150중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 해조류는 도로포장용 아스콘 조성물, 특정적으로 친환경 도로포장용 아스콘 조성물에 포함되어 상기 도로포장용 아스콘 조성물의 건조 및 경화시에 수축이 커져 갈라지거나 굴곡 및 충격강도가 약하여 용이하게 부서지는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 해조류는 아스콘 조성물로 포장된 포장면의 공극을 채워줌으로써 방수효과를 제공할 뿐만 아니라 동결융해시 손상이 발생되지 않도록 할 수 있다.
또한, 상기 해조류는 포장용 아스콘 조성물을 구성하는 구성성분들 간의 결합을 촉진시키고, 균열을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 해조류는 세계적으로 약 8,000종, 한국 근해에는 약 500여 종이 서식하고 있으므로 이들 모두를 사용할 수 있지만, 바람직한 해조류로서 녹조류, 갈조류, 홍조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 해조류로 대표적인 것은 녹조류로는 가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 갈조류로는 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 홍조류로는 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 해조류는 건조된 해조류, 분말 형태의 해조류 또는 끊여서 농축시킨 농축액 형태를 사용할 수도 있지만, 추천하기로는 건조 후 분쇄한 분말 형태의 고형분을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 해조류의 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 2 내지 50중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 고분자 수지는 도로포장용 아스콘 조성물의 균열발생을 억제하고, 방수성능을 제공하는 동시에 강도를 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 고분자 수지라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 요소 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 수지를 사용하는 것이 좋다.
이때, 상기 고분자 수지의 함량은 특별히 한정되지 않지만, 도로포장용 아스콘 조성물에 포함된 아스팔트 100중량부를 기준으로 10 내지 100중량부를 포함하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 변형방지제는 도로포장용 아스콘 조성물의 소성변형을 감소시키기 위한 것이다.
바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천하고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 10 내지 50중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 변형방지제의 사용량이 10중량부 미만이면 변형을 방지하는 효과가 미미하고, 50중량부를 초과하면 아스콘을 제조할 경우 다른 구성성분과의 혼합이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 경화제는 도로포장용 아스콘 조성물을 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 경화제, 예를 들면, 헥사메틸렌테트라민, 아민류, 폴리아마이드 또는 이들의 혼합물로 이루어진 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
바람직한 경화제의 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 2 내지 30중량부를 사용하는 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 경화제는 저수축제를 더 포함할 수 있다.
이러한 경우, 상기 저수축제는 경화제 전체 중량 기준으로 30중량%를 넘지 않는 범위에서 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 저수축제로는 불포화 폴리에스터계 저수축제, 예를 들면 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 애시는 도로포장용 아스콘 조성물에 적량 혼합하여 사용하면 가공성이 개선되고 경화열이 완화됨과 더불어 장기적인 강도 및 수밀성을 향상시킬 수 있다.
이에, 상기 애시는 전술한 목적으로 사용되는 애시라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 플라이 애시 및/또는 제지 애시를 사용하는 것이 좋다.
상기 플라이 애시는 미분탄을 연소하는 보일러의 연도 가스로부터 집진기로 채취한 석탄재를 의미하는 것으로서, 구상인 입자 크기는 시멘트와 같은 정도이고, 알루미나와 실리카가 주성분이다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 플라이 애시는 미분쇄한 플라이 애시를 사용할 수 있는바, 상기 미분쇄한 플라이 애시는 미분쇄하지 않은 플라이 애시를 사용하는 것 보다 향상된 고강도성 및/또는 유동성을 제공한다.
이때, 본 발명에 따른 미분쇄한 플라이 애시의 분말도는 3,000 내지 3,800cm2/g, 바람직하게는 3,000 내지 3,800cm2/g, 보다 바람직하게는 3,700cm2/g 미만이고, 밀도는 1.5 내지 2.8g/cm3, 바람직하게는 약 2.2g/cm3인 것이 좋다.
한편, 상기 제지 애시는 시멘트의 수화시 발열반응에 의해 형성될 수 있는 수화물과 상온에서 서서히 반응하여 불용성의 화합물을 생성할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명에 따른 도로포장용 아스콘 조성물은 상기 제지 애시가 포함됨으로써, 보수능력이 제공될 수 있다.
이러한 제지 애시는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폐기물로 처리되어 왔던 제지공장 슬러지를 500 내지 1,300℃ 정도의 온도에서 열처리하여 얻은 애시를 분말도가 블레인(blaine) 비표면적으로 4,000 내지 12,000cm2/g 정도가 되도록 분쇄한 것을 사용하는 것이 좋다.
특히, 상기 제지 애시는 도로포장용 아스콘 조성물에 포함되어 고강도성, 고내구성 및 유동성을 향상시킬 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 애시는 플라이 애시와 제지 애시를 1:9 내지 9:1 중량비, 바람직하게는 2:8 내지 8:2의 중량비로 혼합하여 도로포장용 아스콘 조성물의 강도, 수밀성 및 보수성뿐만 아니라 내구성과 유동성을 함께 향상시킬 수 있다.
바람직한 애시의 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 10 내지 100중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 고로슬래그(blast furnace slag)는 용광로에서 철광석으로부터 선철을 만들 때 생기는 슬래그로서, 철 이외의 불순물이 모인 것이고, 선철 1t당 500 내지 1,000kg이 나오며, 콘크리트의 혼화재로 사용된다.
상기 고로슬래그의 함량은 특별히 제한되지 않고, 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 예를 들어 아스팔트 100중량부를 기준으로 10 내지 70중량부를 사용할 수 있다.
여기서, 상기 산업부산물인 슬래그, 특정적으로 고로슬래그와 애시는 아스콘 조성물에 포함된 시멘트에 일정량을 대체하여 사용함으로써, 시멘트의 사용량을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 실리카 퓸(silica fume)은 금속 실리콘 또는 규소 합금을 제조할 때에 발생하는 부산물로서, 무정형 이산화규소이다.
상기 실리카 퓸은 아스팔트 100중량부를 기준으로, 10 내지 70중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
특정 양태로서, 본 발명에 따란 실리카 퓸은 지르코늄 실리카 퓸을 포함할 수 있다.
이때, 상기 지르코늄 실리카 퓸은 지르코니아의 제조시 발생하는 부산물로서, 3 내지 5중량%의 산화지르코늄을 포함하고, 200 내지 300kg/m3의 단위용적중량을 가지며, 100,000 내지 150,000cm2/g의 분말도와 0.3 내지 1마이크로미터의 입자크기를 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 실리카 퓸은 그 입자크기가 시멘트 입자크기 보다 작아 아스콘 조성물 등에 첨가하면 점성이 증가하고 높은 압축 강도를 얻을 수 있다.
또한, 상기 지르코늄 실리카 퓸은 입자크기가 커서 시멘트 입자사이에 잘 분산되어 점성을 낮추고 유동성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 지르코늄 실리카 퓸은 고온에서 생성되어 포졸란 활성이 우수한 비정질 상태이며 산화규소 함량이 높아 강도 증가에 유리한 점이 있다.
이에, 본 발명에 따른 실리카 퓸은 실리카 퓸, 예를 들면 무정형 이산화규소 및 지르코늄 실리카 퓸을 혼합하여 사용하는 것이 가능하며, 이러한 경우 지르코늄 실리카 퓸은 전체 실리카 퓸의 중량 기준으로 10 내지 70중량부 범위에서 사용되는 것이 좋다.
본 발명에 따른 박리방지제는 아스콘 조성물이 포장 대상면으로부터 쉽게 박리되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 박리방지제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 폴리인산계, 아민계, 또는 인산 에스테르계 박리방지제를 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400㎎HCl/g인 아민계 박리방지제일 수 있다.
바람직한 박리방지제의 사용량은 아스팔트 100중량부 기준으로 10 내지 50중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 왁스는 건조 도막층의 표면 택키(tacky)를 방지하여 차량 통행으로 인한 표면오염을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 왁스, 예를 들면 폴리에틸렌 왁스 또는 폴리프로필렌 왁스 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부 기준으로 2 내지 5중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 충진제는 치수 안정성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 충진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 아스팔트 100중량부 기준으로 2 내지 50중량부인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 충진제의 사용량이 2중량부 미만이면 치수 안정성 및 내마모성, 칙소성(Thixotropic)의 저하를 가져와 내구성 저하를 유발하고, 15중량부를 초과하는 경우에는 칙소 상승에 의한 작업성 저하 및 내충격성 저하 등의 영향을 유발하므로 바람직하지 못하다.
바람직한 충진제로는 벤톤, 실리카, 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 수산화알루미늄 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 도로포장용 아스콘 조성물은 골재를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 골재는 아스팔트 및/또는 시멘트 등과 함께 결합재에 의하여 뭉쳐져서 한 덩어리를 이룰 수 있는 건설용 광물질 재료이며, 화학적으로 안정하다.
상기 골재는 도로를 포장하기 위한 아스콘을 제조하기 위해 사용되는 모래, 자갈, 현무암, 오석, 바잘트, 기타 이와 비슷한 재료를 지칭한다.
특정적으로, 상기 골재로서 약 25mm의 입경 및 약 0.7%의 흡수율을 갖는 염기성 맥암 및/또는 약 5mm의 입경 및 5.40%의 흡수율을 갖는 보크사이트를 더 포함할 수 있다.
상기 골재는 크기에 따라 0.074mm 이상 4.76mm 미만의 것은 잔골재라 하고, 4.76mm 이상의 것은 굵은 골재라 한다. 바람직한 골재의 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 10 내지 1,000중량부인 것이 좋고, 상기 골재에 포함되는 잔골재 및 굵은 골재의 혼합량은 특별히 제한되지 않으므로 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물은 폐아스콘을 더 포함할 수 있다.
상기 폐아스콘은 종래에 포장용으로 사용된 아스콘이 노후화되거나 파손되어 교체할 경우 발생되는 것을 주로 사용하며, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 50 내지 150중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 폐아스콘을 아스콘 조성물에 부가하여 새로운 아스콘 조성물을 구성할 경우, 기능이 저하된 폐아스콘의 기능을 향상시키기 위해 아스콘 성능개선제를 더 부가할 수 있다.
상기 아스콘 성능개선제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 성능개선제, 특정적으로 아스콘 성능개선제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 폐아스콘 100중량 기준으로 5 내지 30중량부인 것이 바람직하다.
바람직한 성능개선제로는 성능개선제 전체 중량 기준으로 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 90 내지 99.5중량% 및 과산화벤조일 0.5내지 10중량%를 포함하는 것이 좋다.
여기서, 상기 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일은 비닐아세테이트 모노머 5 내지 25중량% 및 파라핀 오일 75 내지 95중량%가 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물은 고분자 개질제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고분자 개질제는 당업계에서 통상적으로 사용하는 고분자 개질제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 2 내지 40중량부인 것을 추천한다.
상기 고분자 개질제의 일 양태로서, 본 발명에서는 스티렌부타디엔스티렌, 생고무, 스티렌이소프렌스티렌, 니트릴고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 고분자 수지를 포함하는 개질제를 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물은 약 80℃ 이상의 고온에서 점도를 감소시키고, 아스콘 조성물을 구성하는 구성성분간의 혼합을 원활하게 수행할 수 있도록 가소제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 가소제는 테레프탈산 금속염, 스테아린산 금속염, 석유수지, 저분자량 폴리에틸렌 및 저분자량 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 좋고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 1 내지 20중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 가소제의 사용량인 1중량부 미만이면 효과가 없고, 20중량부를 초과하면 점도가 낮아져 소성변형 저항성이 약해지는 문제점이 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물은 분산제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분산제는 전체 아스콘 조성물에 극성을 부여하여 아스콘 조성물을 구성하는 구성성분, 특정적으로 골재와의 부착력을 향상시키고, 화합물들을 균일하게 분산시키며, 내한성을 개선시키는 기능을 수행하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 분산제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 유기산, 아로마틱 오일, 지방족 오일, 동 식물성 기름, 캐스터 오일, 면실유, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 분산제의 사용량은 아스팔트 100중량부를 기준으로 0.1 내지 10중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 분산제의 사용량이 0.1중량부 미만이면 거의 효과가 없고, 10중량부를 초과하면 액체처럼 되어서 상온에서도 전혀 강도를 발현하지 못하는 단점이 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물은 파이버를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 파이버는 본 발명에 따른 아스콘 조성물로 형성된 포장면의 종-횡 방향으로 가해지는 응력에 의한 인장력을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 파이버, 예를 들면 셀룰로즈 파이버, 바람직하게는 천연 셀룰로즈 파이버를 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 아스팔트 100중량부 기준으로 5 내지 10중량부인 것이 좋다.
상기 셀룰로즈 파이버의 함량이 5중량부 미만인 경우에는 인장력 향상 효과가 저하되고, 10중량부를 초과하는 경우에는 인장력 향상 효과는 우수하나 아스콘 조성물의 제조시 점도가 급격히 상승하여 시공점도가 너무 높아지게 되어 바람직하지 않다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 아스콘 조성물, 특정적으로 도로포장용 아스콘 조성물은 부가적으로 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 점감제, 안료, 소포제 및/또는 노화방지제일 수 있다.
여기서, 상기 첨가제로 사용되는 점감제, 안료, 소포제 또는 노화방지제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 사용량은 전체 아스콘 조성물 100중량부를 기준으로 1 내지 20중량부를 사용하는 것이 좋다.
상기 점감제는 트리메산에스테르, 안식향산에스테르, 에틸사이클로헥산, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올디이소부틸레이트 중에서 하나를 사용하는 것이 좋다.
상기 안료는 무기계 안료 및/또는 유기계 안료를 사용하는 것이 좋다.
상기 무기계 안료는 산화철, 수산화철, 산화크롬, 산화티탄 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
이때, 산화철, 수산화철은 적갈색을 나타내고, 산화크롬은 녹색을 나타내고, 산화티탄은 백색을 나타낸다.
상기 유기계 안료는 카본 블랙, 아조피그먼트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
상기 소포제는 저온에서도 소포성, 분산성 및 유화성 등이 탁월한 실리콘계 소포제, 예를 들면 폴리실록산을 주성분으로 하는 소포제를 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 노화방지제는 방향족 아민계, 페놀계, 아인산 에스테르계 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 도로포장용 아스콘 조성물, 특정적으로 해조류를 이용한 친환경 도로포장용 아스콘 조성물의 시공방법을 설명하면 다음과 같다.
여기서, 상기 도로포장용 아스콘 조성물의 시공방법은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 아스팔트 100중량부를 기준으로, 시멘트 50 내지 150중량부; 해조류 2 내지 50중량부; 고분자 수지 10 내지 100중량부; 변형방지제 10 내지 50중량부; 경화제 2 내지 30중량부; 애시 10 내지 100중량부; 고로슬래그 10 내지 70중량부; 실리카 퓸 10 내지 70중량부; 박리방지제 10 내지 50중량부; 왁스 2 내지 5중량부; 및 충진제 2 내지 50중량부를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물을 100 내지 250℃의 온도범위에서 30분 내지 3시간 동안 가열 용융하는 용융단계;
상기 용융단계에서 용융된 도로포장용 아스콘 조성물을 소지면에 3 내지 15cm의 두께로 도포하는 도포단계; 및
상기 도포단계가 종료된 후 도로포장용 아스콘 조성물을 상온에서 1 내지 2시간 동안 경화시키는 경화단계를 포함한다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
석유계 아스팔트인 아스팔트 AP-3 100g, 포틀랜드 시멘트 100g, 가시파래 25g, 폴리우레탄 수지로 이루어진 고분자 수지 50g, 헥사메틸렌테트라민으로 이루어진 경화제 10g, 에틸렌비닐아세테이트로 이루어진 변형방지제 25g, 플라이 애시 30g, 고로슬래그 25g, 무정형 이산화규소로 이루어진 실리카 퓸 25g, 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 20g, 폴리에틸렌 왁스 3g 및 충진제로서 실리카 8g을 혼합하여 도로포장용 아스콘 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가시파래 25g 대신 청태 5g, 미역 5g 및 우뭇가사리 15g을 사용하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가시파래 25g 대신 톳 10g, 다시마 10g 및 모자반 5g을 사용하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가시파래 25g 대신 참풀가사리 5g, 미역 5g, 우뭇가사리 5g, 염주말 5g, 감태 2g, 및 꼬시래기 3g을 사용하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 플라이 애시 30g 대신 제지 애시 30g을 사용하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 플라이 애시 30g 대신 제지 플라이 애시 15g 및 제지 애시 15g으로 이루어진 애시를 사용하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 무정형 이산화규소로 이루어진 실리카 퓸 25g 대신 무정형 이산화규소 60중량% 및 지르코늄 실리카 퓸 40중량%가 혼합된 실리카 퓸 25g를 사용하여 실시하였다.
여기서, 상기 지르코늄 실리카 퓸은 250kg/m3의 단위용적중량을 가지며, 120,000 cm2/g의 분말도와 약 0.5마이크로미터의 입자크기를 갖는다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 헥사메틸렌테트라민으로 이루어진 경화제 10g 대신 헥사메틸렌테트라민 8g 및 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제 2g를 포함하는 경화제를 사용하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 골재로서 25mm의 입경 및 약 0.7%의 흡수율을 갖는 염기성 맥암 300g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폐아스콘 50g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 10과 동일한 방법으로 실시하되, 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 13.5g 및 과산화벤조일 1.5g이 혼합된 아스콘 성능개선제를 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 11과 동일한 방법으로 실시하되, 스티렌부타디엔스티렌을 포함하는 고분자 개질제 15g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 천연 셀룰로즈 파이버 8g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 트리메산에스테르를 포함하는 점감제 5g을 더 포함시켜 도로포장용 아스콘 조성물을 제조하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리실록산을 주성분으로 하는 소포제 5g을 더 포함시켜 도로포장용 아스콘 조성물을 제조하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아인산 에스테르계 화합물을 주성분으로 하는 노화방지제 5g을 더 포함시켜 도로포장용 아스콘 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가시파래 25g을 제외하여 실시하였다.
[비교예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리우레탄 수지로 이루어진 고분자 수지 50g 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어진 경화제 10g을 제외하여 실시하였다.
[비교예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에틸렌비닐아세테이트로 이루어진 변형방지제 25g을 제외하여 실시하였다.
[비교예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 20g을 제외하여 실시하였다.
[실 험]
실시예 및 비교예에 따라 제조된 아스콘 조성물을 이용하여 0.2평방미터의 콘크리트 표면상에 약 5cm 두께의 포장층을 형성한 후 표준상태에서의 안정도, 소성변화 및 박리성, 부착성 등을 측정하여 표 1로 나타냈다.
안정도(kg/f) 인장시험 방수성(%) 소성변화(변형량,mm) 부착성 박리성
실시예 1 1032 2.3 98 0.010565 좋음 미박리
실시예 2 1134 2.6 96 0.010373 좋음 미박리
실시예 3 1133 2.2 98 0.010481 좋음 미박리
실시예 4 1132 2.5 98 0.010435 좋음 미박리
실시예 5 1121 2.2 97 0.011315 좋음 미박리
실시예 6 1089 2.5 96 0.010493 좋음 미박리
실시예 7 1131 2.4 98 0.010509 좋음 미박리
실시예 8 1138 2.2 99 0.010610 좋음 미박리
실시예 9 1127 2.1 97 0.012612 좋음 미박리
실시예 10 1133 2.5 98 0.013580 좋음 미박리
실시예 11 1123 2.4 95 0.012611 좋음 미박리
실시예 12 1322 2.6 97 0.010632 좋음 미박리
실시예 13 1121 2.4 97 0.011678 좋음 미박리
실시예 14 1133 2.3 97 0.012485 좋음 미박리
실시예 15 1125 2.2 96 0.011233 좋음 미박리
실시예 16 1123 2.3 96 0.012233 좋음 미박리
비교예 1 988 1.1 84 0.982233 중간 약간박리
비교예 2 991 1.4 82 0.872243 나쁨 약간박리
비교예 3 1092 2.0 96 2.1452 좋음 미박리
비교예 4 1081 2.1 97 0.012215 좋음 박리됨
표 1에 나타낸 바와 같이, 도로포장용 아스콘 조성물을 사용한 실시예 1 내지 실시예 16은 소성변화가 적고, 방수성, 부착성 및 박리방지성이 좋을 뿐만 아니라, 표면으로부터 쉽게 박리되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 1 내지 비교예 4에 나타낸 바와 같이, 해조류 또는 고분자 수지를 사용하지 않을 경우 실시예들과 비교하여 안정성, 인장력, 방수성 및 부착력 등이 좋지 않고, 변형방지제와 박리방지제를 사용하지 않는 경우, 물성이 저하되는 것을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 아스팔트 100중량부를 기준으로,
    시멘트 50 내지 150중량부;
    해조류 2 내지 50중량부;
    고분자 수지 10 내지 100중량부;
    변형방지제 10 내지 50중량부;
    경화제 2 내지 30중량부;
    애시 10 내지 100중량부;
    고로슬래그 10 내지 70중량부;
    실리카 퓸 10 내지 70중량부;
    박리방지제 10 내지 50중량부;
    왁스 2 내지 5중량부; 및
    충진제 2 내지 50중량부를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 해조류는 가시파래, 홀파래 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말, 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이, 톳, 김, 우뭇가사리, 불등가사리, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목, 지누아리, 또는 이들 중 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 요소 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것을 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 애시는 플라이 애시, 제지 애시 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물.
  5. 아스팔트 100중량부를 기준으로, 시멘트 50 내지 150중량부; 해조류 2 내지 50중량부; 고분자 수지 10 내지 100중량부; 변형방지제 10 내지 50중량부; 경화제 2 내지 30중량부; 애시 10 내지 100중량부; 고로슬래그 10 내지 70중량부; 실리카 퓸 10 내지 70중량부; 박리방지제 10 내지 50중량부; 왁스 2 내지 5중량부; 및 충진제 2 내지 50중량부를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물을 100 내지 250℃의 온도범위에서 30분 내지 3시간 동안 가열 용융하는 용융단계;
    상기 용융단계에서 용융된 도로포장용 아스콘 조성물을 소지면에 3 내지 15cm의 두께로 도포하는 도포단계; 및
    상기 도포단계가 종료된 후 도로포장용 아스콘 조성물을 상온에서 1 내지 2시간 동안 경화시키는 경화단계를 포함하는 도로포장용 아스콘 조성물의 시공방법.













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KR1020140015553A KR101438500B1 (ko) 2014-02-11 2014-02-11 해조류를 이용한 친환경 도로포장용 아스콘 조성물 및 이를 이용한 시공방법

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