KR101455590B1 - 하이브리드 섬유 보강재 및 스티렌계 열가소성 플라스틱 개질재를 포함한 고점착성 아스팔트 바인더 제조 및 이를 이용한 아스팔트 조성물 - Google Patents

하이브리드 섬유 보강재 및 스티렌계 열가소성 플라스틱 개질재를 포함한 고점착성 아스팔트 바인더 제조 및 이를 이용한 아스팔트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교통량 및 중차량 증가에 따른 기존 아스팔트 포장의 공용 초기에 발생하는 소성변형, 피로균열 및 포트 홀 등의 내구성 저하 원인을 개선하기 위하여 용융점이 상이한 2종 이상의 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재를 혼입한 고점착 아스팔트 바인더의 제조 및 하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 하이브리드 섬유 및 TPS 개질재가 포함된 고점착 아스팔트 바인더는 아스팔트 바인더 79.8～98.8 중량%; TPS 개질재 1～20 중량%; 섬유 보강재 0.2～10 중량%로 구성된다. 또한 하이브리드 섬유보강된 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물은 고점착성 아스팔트 바인더 4～7 중량%; 굵은골재 30～85 중량%; 잔골재 10～55 중량%; 필러 1～10 중량%로 구성되며 종래의 아스팔트 및 개질 아스팔트에 비하여 아스팔트 바인더의 점착력 증가, 골재와 골재의 마찰력 증가효과에 의한 골재의 접착성, 안정성, 불투수성 및 내구성능이 우수하며 장기적 사용하에서 높은 공용성을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 섬유 보강재 및 스티렌계 열가소성 플라스틱 개질재를 포함한 고점착성 아스팔트 바인더 제조 및 이를 이용한 아스팔트 조성물 {Hybrid Fiber and Styrenic Thermoplastic Elastomer Modifier reinforced High Bond Asphalt Binder and Asphalt Composition}
본 발명은 교통량 및 중차량 증가에 따른 기존 아스팔트 포장의 공용 초기에 발생하는 소성변형, 피로균열 및 포트 홀 등의 내구성 저하 원인을 개선하기 위하여 용융점이 상이한 2종 이상의 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS (Styrenic Thermoplastic Elastomer 또는 Thermoplastic Elastomer-Styrenic) 개질재를 혼입한 고점착 아스팔트 바인더의 제조 및 하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
아스팔트 포장은 기존 일반국도 및 고속국도 포장의 대부분을 차지하고 있으나 최근에는 산업시설 확충과 물량증가로 인한 교통량 증가와 차량하중의 중량화, 기후변화에 따른 환경변화로 인해 도로포장의 파손이 광범위하게 발생되고 있다. 도로포장 파손 원인으로는 소성변형, 피로균열, 반사균열 및 온도균열 등이 있으며, 특히 소성변형은 포장의 설계수명에 도달하기 이전에 주로 발생하며 이로 인한 도로포장 유지관리에 막대한 국가예산이 낭비되고 있는 실정이다. 최근 들어 도로포장 수명연장 및 유지보수 예산 절감을 위한 연구사업의 일환으로 포장분야에서 장기 공용성 평가에 대한 연구가 진행되고 있다.
이러한 아스팔트 포장 파손의 원인을 개선할 목적으로 저온영역에서 균열과 고온영역에서 영구변형을 개선하기 위한 다양한 종류의 아스팔트용 개질재가 생산되고 있으며, 개질재 종류에는 고분자 계통의 PMA(polymer modified asphalt)인 SBS(Styrene-Butadiene-Styrene Block Copolymer), SBR(Styrene-Butadiene rubber) 라텍스와 폐타이어 재생 고무의 CRM(Crumb Rubber Modifier), 화학촉매제의 Chemcrete 및 SMA 등이 있다.
그러나 현재 적용되고 있는 이러한 방법의 개질재는 아스팔트의 내구성 및 소성변형저항성 측면에서 효과를 나타내지만, 공장에서 가공 및 생산되는 방식으로 원료 자체의 가격뿐만 아니라 생산 공정에서의 소요 발생 비용으로 아스팔트 바인더에 비하여 높은 가격 때문에 제한적으로 사용되며, 특히 폐타이어 분말 및 고무의 경우 용융점이 높아 혼합물 생산 온도 증가에 따른 추가적인 에너지가 소요되며, 혼합물 생산시 녹지 않은 상태로 존재하는 경우가 발생하여 아스팔트 혼합물의 품질을 떨어뜨리는 경우가 종종 발생한다.
또한 콘크리트 보강재로 많이 사용되는 섬유 보강재를 아스팔트에 적용하기 위한 연구가 일부 진행되고 있으며, 아스팔트용 섬유보강재로는 보조기층 필터용의 지오텍스타일, 보조기층 보강용의 지오그리드, 유리섬유시트, 유리섬유직포 등의 격자형 섬유포가 이용되고 있다. 이러한 아스팔트용 섬유보강재는 전통적인 아스팔트 포장방식에 기층과 표층 사이에 설치하여 포장체를 보강하는 방법으로 하부층으로부터 반사균열 및 일반 균열억제 효과뿐만 아니라 부수적으로 토목섬유 보강층의 공학적 특성으로 인하여 수밀성이 증대되어 도로균열로 인한 침투수를 차단하는 등의 효과가 있으나, 토목섬유 그리드 및 시트 보강재의 제조방법이 복잡하고 시공시 특수한 시공 장비 및 시공법 등이 요구되기 때문에 공기가 길어지고 공사비가 높아지는 단점을 내포하고 있어 실용화가 어려운 실정이다.
또한 섬유를 아스팔트에 혼입한 섬유 아스팔트에 대한 연구가 일부 진행되고 있으나 아스팔트 혼합물용 섬유 제조의 어려움 및 섬유를 단독으로 사용함으로써 아스팔트의 물성 및 역학적 특성을 개선하기에는 여전히 한계가 있어 실용화가 이루어지지 않고 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 아스팔트 혼합물 생산시 기준 온도가 180℃를 상회하는 것을 고려하여 용융점 기준 180℃ 이상 및 이하인 2종 이상의 섬유보강재를 사용하여 아스팔트 바인더의 점착력 및 사용성을 개선하고자 하였다. 용융점이 180℃ 이하인 토목섬유는 아스팔트 혼합물 생산시 용융하게 되어 아스팔트 바인더와 분자결합을 통하여 아스팔트 바인더에 점착력을 부여하게 되며, 용융점이 180℃ 이상인 토목섬유는 용융되지 않고 아스팔트 바인더와 함께 골재를 피복하여 골재와 골재사이에서 브릿지 효과로 인하여 마찰력을 크게 개선하여 안정도, 플로우, 피로저항성 및 동적안정성 등 아스팔트 공용성 및 내구성을 확보할 수 있는 역학적 특성을 부여한다. 또한, TPS 개질재는 래디얼계 스티렌-부타디엔-스티렌 혼합 기재 수지로서 내재된 점착성 부여 수지 및 액상 수지가 용융점이 180℃ 이하인 용융된 토목섬유와의 이차적 분자 결합을 통하여 토목섬유 및 TPS 개질재를 단독으로 사용한 경우에 비하여 높은 점착력을 나타낼 수 있는 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착 아스팔트 바인더를 이용하여 내유동성 포장, 배수성 포장 및 저소음 포장 등에 적용할 수 있는 하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물을 제공하는 것이다.
이에, 본 발명에서는 토목섬유 그리드 및 시트 형태가 아닌 용융점이 상이한 2종 이상의 단사 형태의 토목섬유 및 TPS 개질재를 아스팔트 바인더에 혼입함으로서 아스팔트 바인더의 점착력을 크게 개선한 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더 및 하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하이브리드 섬유 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더는 아스팔트 바인더 79.8～98.8 중량%; TPS 개질제 1～20 중량%; 섬유보강재 0.2～10 중량%를 포함한다. 또한, 하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물은 하이브리드 섬유 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더 4～7 중량%; 굵은골재 30～85 중량%; 잔골재 10～55 중량%; 필러 1～10 중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하이브리드 섬유는 셀룰로오스 섬유, 폴리비닐 섬유, 나일론 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 탄소 섬유 및 유리 섬유로 이루어진 그룹 중 용융점이 상이한 선택된 2종 이상임을 특징으로 하며 낮은 용융점의 섬유는 TPS 개질재와 함께 아스팔트 바인더와의 분자 결합으로 바인더에 점착성을 부여하며, 용융점이 높은 섬유는 바인더와 결합 형태로 골재를 피복하여 골재와 골재의 브릿지 효과로 마찰력을 크게 증대시켜 아스팔트 혼합물의 전단강도 및 인장강도를 개선한다.
상기 TPS 개질재는 래디얼계 스티렌-부타디엔-스티렌 혼합 기재 수지 100 중량부에 대해 점착성 부여 수지 10～60 중량부, 미네랄 프로세스오일, 액상 수지와 액상 부타디엔 고무, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌, 극성 관능기로 치환된 오일 및 지방질 오일에서 선택된 가공 보조제 5～70 중량부로 구성되며, 상기 래디얼계 스티렌-부타디엔-스티렌 기재 수지는 가지수 2～6의 래디얼형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 40～100 중량%, 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 0～40 중량%, 다중 블록형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 0～30 중량%, 스티렌-부타디엔 이중 블록 공중합체 수지 0～10 중량%를 혼련시켜 제조한 스티렌 함량 15～50 중량%이고 분자량 50,000～300,000인 래디얼계 스티렌-부타디엔-스티렌 혼합수지임을 특징으로 한다.
또한, 상기 TPS 개질재는 그라프트 중합된 탄소수 2～20의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 5～20 중량부를 더욱 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 TPS 개질재는 용융지수 1～15g/10분, 아크릴로니트릴 함량이 15～45 중량%인 스티렌-아크릴로니트릴 수지 5～30 중량부를 더욱 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 TPS 개질재는 용융지수 1～40g/10분, 비닐아세테이트 함량이 5～70 중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 수지 5～20 중량부를 더욱 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 TPS 개질재는 폴리에틸렌 왁스, 변성 폴리에틸렌 왁스, 폴리아미드 왁스, 하이드록시 왁스 및 스테아미드 왁스 중에서 선택된 1종 이상의 왁스를 0.1～3 중량부 더욱 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은
아스팔트 바인더 79.8～98.8 중량%;
TPS 개질재 1～20 중량%; 및
용융점이 다른 2종 이상의 섬유로 이루어진 하이브리드 섬유 보강재 0.2～10 중량%;를 포함하는 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 하이브리드 섬유 보강재가 셀룰로오스 섬유, 폴리비닐 섬유, 나일론 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 탄소 섬유 및 유리 섬유로 이루어진 그룹 중 선택된 2종 이상임을 특징으로 하는 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 TPS 개질재가
가지수 2～6의 래디얼형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 40～100 중량%,
선형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 0～40 중량%,
다중 블록형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 0～30 중량%,
스티렌-부타디엔 이중 블록 공중합체 수지 0～10 중량%를 혼련시켜 제조한, 스티렌 함량 15～50 중량%이고 분자량 50,000～300,000인 래디얼계 스티렌-부타디엔-스티렌 혼합수지 100 중량부;에 대해
점착성 부여 수지 10～60 중량부;
미네랄 프로세스오일, 액상 수지와 액상 부타디엔 고무, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌, 극성 관능기로 치환된 오일 및 지방질 오일에서 선택된 가공 보조제 5～70 중량부로 구성된 것임을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더 조성물 4～7중량%;
5 ㎜ 체에 중량 85% 이상이 남는 굵은골재 30～85 중량%;
5 ㎜ 체를 중량 85% 이상 통과하는 잔골재 5～55 중량%; 및
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삭제
필러 1～10 중량%;를 포함하는 하이브리드 섬유보강 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 개질재가 SBS, SBR, PMMA, 고무 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 골재류가 기존 포장 및 건설폐기물에서 발생된 재생골재를 전체 골재량의 0∼100중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 골재류가 19mm 이하 밀입도 아스팔트 골재 입도인 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 골재류가 13mm 이하 밀입도 아스팔트 골재 입도인 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 포장 조성물이 19mm 또는 13mm 이하 골재로 입도 조정된 배수성 포장을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명은 상기 포장 조성물이 19mm 또는 13mm 이하 골재로 입도 조정된 포장에 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 TPS 개질 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 용융점이 상이한 2종 이상의 섬유를 혼입할 때 용융점이 낮은 섬유는 아스팔트 바인더와의 분자결합으로 점착성을 부여할 뿐만 아니라 동시에 투입되는 TPS 개질재와의 추가적인 분자 결합으로 아스팔트 바인더의 점착성 개선에 대한 시너지 효과로 아스팔트 혼합물의 인성 및 부착강도가 크게 개선된다.
또한, 본 발명에 따르면, 용융점이 높은 섬유는 고점착성의 아스팔트 바인더와 함께 골재를 피복하여 골재와 골재사이의 브릿지 효과로 아스팔트 혼합물의 전단강도 및 인장강도 개선과 반사균열 및 균열 억제 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 원재료 및 제조공정의 발생으로 높은 제조원가를 가지는 재질재의 일부 대체로 상대적으로 가격이 낮은 2종 이상의 섬유를 사용함으로써 아스팔트 혼합물의 생산가격을 낮출 수 있으며, 하이브리드 섬유 및 TPS 개질재의 혼용으로 얻어지는 인성, 강도, 저온에서의 균열 저항성 및 수분 침투저항성 등의 역학적 특성 개선으로 공용성을 증대시켜 유지보수비용 절감에 따른 생애주기비용 및 에너지 저감 효과를 기대할 수 있다.
아래에서는 구체적인 실시예, 비교예 및 시험예를 들어 본 발명의 구성을 좀 더 자세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 실시예의 기재에 의하여 한정되는 것이 아님은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
실시예
유리 섬유는 저알칼리 유리조성의 원료를 조합하여 고온으로 용융시킨 후, 압출성형기를 이용한 압출공정을 통하여 수지와 함께 혼합되어 펠렛 형태의 반제품 제조공정을 거친 후, 이를 사출공정에서 성형된 제품으로 필라멘트 10∼16 ㎛ 및 길이 12mm 단사형의 비중 2.54, 인장강도 274∼372MPa, 수분함유율 0.06% 이하 및 용융점 800 이상인 것을 사용하였다. 폴리프로필렌 (polypropylene, PP) 섬유는 고결정성 필름상 물질로 가공된 화학적 불활성 탄화수소 중합체로, 압출과정에서 미세 섬유화하는 방법에 의하여 제조된 제품으로 길이 19mm 망사형의 비중 0.91, 인장강도 450MPa 이상, 탄성계수 5×103MPa, 용융점 180℃ 이하 및 알칼리 저항성이 매우 높은 것을 사용하였다.
TPS 개질재는 래디얼계 스티렌-부타디엔-스티렌 혼합 기재 수지 100 중량부에 대해 점착성 부여 수지 10～60 중량부, 미네랄 프로세스오일, 액상 수지와 액상 부타디엔 고무, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌, 극성 관능기로 치환된 오일, 지방질 오일에서 선택된 가공 보조제 5～70 중량부로 구성된 것으로, 아스팔트 혼합물 생산시 작업성을 높이기 위하여 펠렛형으로 제조된 것을 사용하였다.
하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더의 물성 평가를 위한 배합은 표 1과 같다. 표 1에서 보는 바와 같이 아스팔트 바인더만을 사용한 배합과 아스팔트 바인더에 TPS 개질재만을 사용한 배합을 비교예 1 및 2로 하여 용융점이 상이한 2종의 섬유에 대한 혼입율을 달리하고 TPS 개질재의 비율을 비교예 2의 50%로 혼입한 실시예 1 및 실시예 2를 제조하여 물성을 비교하였다.
항목\비율 아스팔트 바인더 TPS
개질재		 폴리프로필렌
섬유		 유리섬유
실시예 1 95.8중량% 4중량% 0.1중량% 0.1중량%
실시예 2 95.6중량% 4중량% 0.2중량% 0.2중량%
비교예 1 100중량% - - -
비교예 2 92중량% 8중량% - -
하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더의 물성을 평가하기 위한 침입도 시험은 KS M 2252 「역청재료의 침입도 시험방법」에 준하여 항온수조에서 시료에 규정된 침이 일정 시간 내에 침입하는 길이를 0.1mm 단위로 측정하여 침입도 시험을 수행하였으며, 동일 시료에 대하여 3회 측정한 평균값을 사용하였다. 연화점 시험은 KS M 2250 「역청재료의 연화점 시험방법」에 준하여 환구법으로 물중탕 속에서 시료의 중앙에 규정 무게(3.5±0.05g)의 강구를 올려놓은 다음 물의 온도를 5±0.5℃/min로 가열하여 시료가 연화되어 2.54cm 아래면의 바닥에 닿을 때의 온도를 측정하였다. 터프니스 시험은 인성을 평가하기 위한 것으로 금속반구면을 시료에 관입시켜 인발시켰을 때 사사량을 기록지에 기록하여 단위면적당 기록지의 질량으로 구하고 이 때 전체부분의 질량을 구하였다.
위와 같은 시험을 통한 하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질재가 포함된 고점착성 아스팔트 바인더 시험결과는 표 2에서 보는 바와 같이 비교예 1에 비하여 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에서 아스팔트의 역학적 특성이 개선되는 것으로 나타났으며, 개질재만을 사용한 비교예 2와 거의 유사하거나 약간 상회하는 결과가 도출되었다.
항목 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
침입도(25℃, 1/10mm) 47 45 57 49
연화점(℃) 86 87 58 84
터프니스(Nm) 24 28 15 22
하이브리드 섬유 보강재 및 TPS 개질 아스팔트 조성물에 대한 배합(내유동성포장)은 표 3과 같다.
내유동성 포장을 위한 아스팔트 혼합물은 13mm 이하 밀입도 아스팔트 골재 입도를 사용하여 배합하였으며, 마샬시험 및 휠트래킹 시험을 하였다. 휠트래킹 시험에 사용한 시편은 크기 300×300×50 mm인 슬래브형 시편으로서 휠 트래킹 다짐기를 사용하여 공극률이 각 혼합물의 목표 공극률에 적합하도록 제작하였으며, 시편은 먼저 체적은 동일하게 두고 혼합물의 중량을 3단계로 나누어 시편을 제작한 다음 공극률을 측정하고, 측정된 공극률과 혼합물의 중량관계에서 목표 공극률에 해당하는 혼합물의 중량을 결정하여 제작하였다.
항목 바인더(전체 중량의 6%) 골재 필러
아스팔트 바인더 TPS 폴리프로필렌섬유 유리섬유 굵은
골재		 부순
모래
실시예 1 95.8중량% 4중량% 0.1중량% 0.1중량% 51중량% 40중량% 3중량%
실시예 2 95.6중량% 4중량% 0.2중량% 0.2중량% 51중량% 40중량% 3중량%
비교예 1 100중량% - - - 51중량% 40중량% 3중량%
비교예 2 92중량% 8중량% - - 51중량% 40중량% 3중량%
하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 조성물의 마샬특성 시험은 KS F 2337 「마샬시험기를 사용한 역청혼합물의 소성흐름에 대한 저항력 시험방법」에 따라 실시하여 공극률, 포화도, 흐름값, 안정도를 구하였다.
휠트래킹 시험은 접지압 100%를 가하였을 때의 일반적인 시험방법인 686N의 윤하중을 가하여 시험을 수행하였으며, 시험결과는 변형량(침하량) - 시간(또는 재하횟수) 관계곡선에서 변형량 증가율이 거의 일정하게 되는 45분에서 60분까지의 15분간 발생된 변형량을 취하여 이것을 변형률(Rate of Deformation, mm/min)로 나타내며, 이때 1mm 변형하는데 소요되는 차륜의 통과회수를 동적안정도(회/mm)로 평가하였다.
상술한 바와 같은 시험을 통한 하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 조성물(내유동성 포장)에 대한 시험결과는 표 4에서 보는 바와 같이 비교예 1에 비하여 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2의 안정도 및 동적안정도가 크게 개선되는 것으로 나타났으며, 동적안정도의 경우 하이브리드 섬유를 혼입한 경우 아스팔트 바인더만을 사용한 배합에 비하여 약 18배 이상 향상되어 TPS 개질재만을 사용한 비교예 2를 상회하는 것으로 나타났다. 하이브리드 섬유 보강 TPS 개질 조성물(내유동성 포장)에 대한 안정도 및 동적안정도 시험결과를 고려할 때 아스팔트 포장에 적용할 경우 소성변형 저항성 측면에서 매우 유리할 것으로 기대된다.
항목 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
안정도(N) 12,900 14,500 7,400 12,000
플로우(1/100cm) 32 29 38 34
공극률(%) 4.2 3.9 4.9 4.4
동적안정도(회/mm) 6,400 6,800 350 6,200
하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 조성물 배합(배수성 포장)은 표 5와 같으며, 배수성 아스팔트 혼합물을 위한 입도는 13mm 이하 골재를 입도 조정하여 사용하였다.
항목 바인더(전체 중량의 5.5%) 골재 필러
아스팔트 바인더 TPS 폴리프로필렌섬유 유리섬유 굵은
골재		 부순
모래
실시예 1 95.8중량% 4중량% 0.1중량% 0.1중량% 72중량% 20중량% 2.5중량%
실시예 2 95.6중량% 4중량% 0.2중량% 0.2중량% 72중량% 20중량% 2.5중량%
비교예 1 100중량% - - - 72중량% 20중량% 2.5중량%
비교예 2 92중량% 8중량% - - 72중량% 20중량% 2.5중량%
하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 조성물(배수성 포장)의 마샬특성시험은 KS F 2337 「마샬시험기를 사용한 역청혼합물의 소성흐름에 대한 저항력 시험방법」에 따라 실시하여 공극률, 포화도, 흐름값, 안정도를 구하였다. 칸타브로 손실률은 일본 도로공단 시험방법 「JHS 231-1992」에 준하여 측정하였으며, 동적안정도는 300×300×50 mm 크기의 휠트래킹 시혐용 시편을 제작하여 1mm 변형하는데 소요되는 차륜의 통과회수를 동적안정도(회/mm)로 평가하였다.
위와 같은 시험을 통한 하이브리드 섬유 보강된 TPS 개질 아스팔트 조성물(배수성 포장)에 대한 시험결과는 표 6에서 보는 바와 같이 비교예 1에 비하여 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에서 칸타브로에 의한 손실률이 크게 감소하고 동적안정도가 증가하는 것을 알 수 있으며 TPS 개질재만을 사용한 비교예 2와 거의 유사하거나 약간 상회하는 역학적 특성을 나타내었다. 배수성 포장의 구조적 특성상 일반적으로 칸타브로에 의한 손실률이 크게 나타나는 점을 고려할 때 하이브리드 섬유 보강 TPS 개질 아스팔트 조성물의 낮은 칸타브로 손실률은 하이브리드 섬유 혼입에 따른 아스팔트 바인더의 높은 점착성 개선 효과를 보여주는 것으로 판단된다.
항목 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
안정도(N) 4650 4770 3600 4600
플로우( 1/100mm) 12 14 19 17
공극률(%) 21 20 24 23
칸타브로 (%) 12 10 19 12
동적안정도(회/mm) 4400 4750 3380 4350

Claims (10)

  1. a) 아스팔트 바인더 79.8～98.8 중량%;
    b) 가지수 2～6의 래디얼형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 40～100 중량%,
    선형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 0～40 중량%,
    다중 블록형 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 0～30 중량%,
    스티렌-부타디엔 이중 블록 공중합체 수지 0～10 중량%를 혼련시켜 제조한, 스티렌 함량 15～50 중량%이고 중량평균분자량 50,000～300,000인 래디얼계 스티렌-부타디엔-스티렌 혼합수지 100 중량부;에 대해
    점착성 부여 수지 10～60 중량부;
    미네랄 프로세스오일, 액상 수지와 액상 부타디엔 고무, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌, 극성 관능기로 치환된 오일, 지방질 오일에서 선택된 가공 보조제 5～70 중량부로 구성된 개질재 1～20 중량%; 및
    c) 용융점이 다른 폴리프로필렌 섬유와 유리섬유로 이루어진 하이브리드 섬유 보강재 0.2～10 중량%;를 포함하는 하이브리드 섬유 보강재 및 개질재가 포함된 아스팔트 바인더 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1의 하이브리드 섬유 보강재 및 개질재가 포함된 아스팔트 바인더 조성물 4～7중량%;
    5 ㎜ 체에 중량 85% 이상이 남는 굵은골재 30～85 중량%;
    5 ㎜ 체를 중량 85% 이상 통과하는 잔골재 5～55 중량%; 및
    필러 1～10 중량%;를 포함하는 하이브리드 섬유보강 개질 아스팔트 포장 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 굵은골재 및 잔골재 중 1종 이상은 재생골재를 전체 골재량의 0∼100중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 개질 아스팔트 포장 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 포장 조성물은 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 섬유보강 개질 아스팔트 포장 조성물.
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