KR101491105B1

KR101491105B1 - 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR101491105B1
Application number: KR20140130136A
Authority: KR
Inventors: 신시종
Original assignee: 주식회사 다현산업; 신시종
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2015-02-13

Abstract

본 발명은 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로 그 목적은 컷백아스팔트 또는 아스팔트유제와 보강섬유, 에폭시주제로 의해 표면이 2중코팅처리된 골재로 이루어진 제1혼합물과, 소형기밀백내에 저장된 제2혼합물(에폭시 경화제)을 하나의 기밀성 포장재내에 함께 포대포장하여, 운반 및 저장을 용이하게 하고, 별도의 혼합설비 없이도 현장에서 작업자가 기밀성 포장내에 의해 쉽게 혼합하여 사용할 수 있는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 골재의 표면이 2중코팅 처리된 제1혼합물과, 에폭시 경화제로 이루어진 제2혼합물로 이루어지되, 상기 제2혼합물은 소형기밀백내에 밀봉되어 저장되고, 상기 제1혼합물은 소형기밀백과 함께 기밀성 포장백내에 밀봉되어 저장되며, 상기 제1혼합물은 골재의 표면이 보강섬유와 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트에 의해 1차 표면코팅되고, 에폭시수지에 의해 2차 표면코팅된 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.

Description

도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법{Cold-mix asphalt compound for repairing road and repairing method using the same}

본 발명은 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 골재의 표면이 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트(유제)와 보강섬유 및, 에폭시 주제에 의해 2층 구조로 표면코팅된 제1혼합물과, 에폭시 경화제를 포함하는 제2혼합물이 저장된 소형기밀백을 기밀성 포장재내에 함께 동봉하여 단위포장하고, 현장에서 작업자가 별도의 혼합믹서 없이 기밀성 포장재내에 의해 제1혼합물과 제2혼합물이 혼합되도록 하여, 제1,2혼합물에 의해 형성된 상온아스팔트 조성물에 의해 도로를 신속하게 보수할 수 있는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 아스팔트 포장도로는 시공 후, 자동차의 급속한 교통량 증가, 대형 및 과적 차량의 운행과 침수, 동결 융해작용 등등에 의해, 소성변형 및 균열등이 발생되어 공용수명을 다하지 못하고, 조기 파손되는 현상이 발생되고 있다.

포장도로의 파손부위에 대해서는 부분보수가 적기에 시행되어야 자동차 교통의 안전성과 사용성이 유지되도록 포장층을 지속적으로 유지할 수 있으며, 그렇지 못할 경우 대규모 보수를 해야 하므로, 막대한 경제적 손실이 발생된다.

또한, 상기 포장파손은 공용중에 일어나므로, 빈번한 차량통행이 이루어지는 현대사회에서는 차량을 전면통제할 수 없어, 자동차를 통행시키면서 신속히 보수하여야 하므로, 강도, 유동저항성, 초속경성 및 시공성이 우수한 재료와 시공법을 적용하여 보수작업이 이루어져야 한다.

종래의 포장도로에 대한 보수작업은 컷백아스팔트나 유화아스팔트와 골재를 공장에서 혼합하여 가마니에 포장한 상온아스팔트 혼합물에 의해 보수작업이 널리 사용되어지고 있으나, 상기 상온아스팔트 혼합물은 강도, 내유동성 및 내수성이 낮아 보수 성능이 낮고 보수 수명이 짧은 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 상온아스팔트 혼합물을 개선하기 위하여 컷백아스팔트와 유화아스팔트에 습기경화형 우레탄 수지를 배합한 것을 바인더로 이용하고, 여기에 골재를 혼합하여 습기 침투가 되지 않는 고가의 가마니에 밀봉하여 공장에서 제조하고, 포장보수부위에 포설한 다음, 그 위에 물을 부어 경화시키는 습기경화형 우레탄 수지를 이용한 상온아스팔트 혼합물이 사용되어지고 있으나, 상기 습기경화형 우레탄수지를 이용한 상온아스팔트 혼합물은 강도와 내유동성은 우수한 반면, 제조시 골재를 완전 건조시켜야 하고, 혼합과 운반시 또는 이의 저장시, 습기가 침투하게 될 경우, 습기경화형 우레탄 수지가 경화되어 전체를 폐기해야 하는 현상이 발생되었다. 또한, 상기 습기경화형 우레탄수지를 이용한 상온아스팔트 혼합물은 보수부위에 물을 부어 경화시켜야 하므로, 공정의 증가로 인하여 시공성이 저하될 뿐 아니라, 습기의 차단을 위한 특수 가마니 제작으로 인하여 비용이 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 높은 강도와 내유동성을 구비하도록 에폭시 수지를 이용한 혼합물 즉, 에폭시 아스팔트 콘크리트는 에폭시 경화제와 주제의 반응속도가 빨라 상온아스팔트 혼합물로는 적용하기 곤란하고 저장이 불가하여 가열아스팔트 혼합물로만 적용되거나, 공장에서 제조된 가열아스팔트 혼합물에 에폭시 수지의 주제와 경화제를 현장에서 혼합하는 방식에 의해 도로보수에 적용되고 있어, 이를 이용하여 보수작업을 할 경우, 이들의 혼합을 위한 별도의 혼합장비가 필요할 뿐 아니라, 상온에서 골재와 에폭시 주제 및 경화제의 균일한 혼합이 이루어지지 않아, 품질기준을 만족하기 어려울 뿐 아니라, 시공성이 저하되는 등 여러가지 문제점이 있었다.

국내 등록특허공보 등록번호 10-0719853(2007.05.14) 국내 등록특허공보 등록번호 10-0719855(2007.05.14) 국내 등록특허공보 등록번호 10-0391234(2003.07.01) 국내 등록특허공보 등록번호 10-0210163(1999.04.23)

본 발명의 목적은 컷백아스팔트 또는 아스팔트유제와 보강섬유, 에폭시주제로 표면이 2중코팅처리된 골재와, 에폭시경화제를 현장에서 혼합 시공하여 조기강도 및 장기강도를 향상시킨 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 컷백아스팔트 또는 아스팔트유제와 보강섬유, 에폭시주제로 의해 표면이 2중코팅처리된 골재로 이루어진 제1혼합물과, 소형기밀백내에 저장된 제2혼합물(에폭시 경화제)을 하나의 기밀성 포장재내에 함께 포대포장하여, 운반 및 저장을 용이하게 하고, 별도의 혼합설비 없이도 현장에서 작업자가 기밀성 포장내에 의해 쉽게 혼합하여 사용할 수 있는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 골재의 표면이 2중코팅 처리된 제1혼합물과, 에폭시 경화제로 이루어진 제2혼합물로 이루어지되, 상기 제2혼합물은 소형기밀백내에 밀봉되어 저장되고, 상기 제1혼합물은 소형기밀백과 함께 기밀성 포장백내에 밀봉되어 저장되며, 상기 제1혼합물은 골재의 표면이 보강섬유와 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트에 의해 1차 표면코팅되고, 에폭시수지에 의해 2차 표면코팅된 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물과 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 골재가 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트에 의해 1차 표면코팅되고, 에폭시 수지(주제)에 의해 2차 표면코팅된 제1혼합물이 보수현장에서 에폭시 경화제로 이루어진 제2혼합물과 혼합되도록 되어 있어, 에폭시 수지의 주제와 경화제가 반응하여 혼합 전에 경화반응이 일어나지 않다가, 보수현장에서 이들이 반응하여 경화가 빠르고, 우수한 초기강도 및 장기강도를 구비한다.

본 발명은 골재가 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트에 의해 1차 표면코팅되고, 에폭시 수지(주제)에 의해 2차 표면코팅된 제1혼합물이 20㎏ 미만으로 단위로 기밀성 포장재내에 저장되고, 에폭시 경화제로 이루어진 제2혼합물이 소형기밀백에 의해 제1혼합물이 저장된 기밀성 포장재내에 함께 동봉되도록 되어 있어, 비숙련자라하더라도 보수현장에서 제1,2혼합물을 정확한 비율로 혼합할 수 있다.

본 발명은 제1혼합물과 제2혼합물이 공장에서 소형단위 포대포장되어 일괄 생산되므로, 보수현장까지의 운반 및 보관이 용이하고, 보수현장에서 별도의 혼합믹서 없이도 작업자가 기밀성 포장재에 의해 손쉽게 제1,2혼합물을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명은 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트 및 보강섬유에 의해 골재표면이 1차 표면코팅되도록 되어 있어, 골재의 표면에 컷백아스팔트(또는 유화아스팔트)와 보강섬유가 균일하게 분산 코팅되며, 이로 인해 보수시공 후 전체적인 크랙발생이 억제됨과 동시에 전체 강도가 증진된다.

본 발명은 골재 표면에 에폭시 수지(주제)가 2차 표면코팅되도록 되어 있어, 에폭시수지(주제)와 에폭시 경화제의 반응에 의해 골재간 결합력이 더욱 증진된다.

본 발명은 골재 표면에 2차 표면코팅되는 에폭시 수지(주제)가 에폭시 당량 180∼300g/eq, 점도 2,000∼7,000cps(25℃)을 구비하도록 지방산-변성 에폭시 수지와 저점도 에폭시 화합물에 의해 형성되도록 되어 있어, 도로 및 교량의 포장보수에 적합한 우수한 기계적 강도(압축강도, 인장강도 등), 유연성, 내수성 및 시공성을 구비한다.

본 발명은 보강코팅액에 의해 표면이 코팅된 폴리에틸렌 단섬유 또는 아라미드 단섬유를 보강섬유로 첨가하도록 되어 있어, 보강섬유의 우수한 인장성 및 유연성에 의해 내충격성을 구비하게 될 뿐 아니라, 섬유의 물성저하를 방지하여 보수시공 후, 수분으로 인한 보수부위의 강도저하 현상이 방지된다.

본 발명에 따른 고강도 상온아스팔트 조성물은 포대 상온 아스콘으로, 속경성, 우수한 열 안정성, 우수한 초기 및 장기 강도, 내약품성, 방수성을 구비하고 있어, 신속한 보수시공이 가능하고, 보수시간 단축에 의해 교통정체 현상을 최소화할 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 제1혼합물의 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 시공방법을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 기밀성 포장재의 구성을 보인 일예시도

도 1 은 본 발명에 따른 제1혼합물의 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 시공방법을 보인 예시도를 도시한 것으로,

본 발명에 따른 고강도 상온아스팔트 조성물은 골재의 표면이 2중코팅 처리된 제1혼합물과, 에폭시 경화제를 함유하는 제2혼합물로 이루어지되,

상기 제2혼합물은 소형기밀백내에 밀봉되어 저장되고, 상기 제1혼합물은 소형기밀백과 함께 기밀성 포장백내에 밀봉되어 저장되며,

상기 제1혼합물은 골재의 표면이 보강섬유와 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트(유제)에 의해 1차 표면코팅되고, 에폭시 주제에 의해 2차 표면코팅되도록 되어 있다.

상기 제1혼합물은 골재 100 중량부에 대하여, 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트 2∼6 중량부, 보강섬유 0.01∼0.5 중량부를 첨가 혼합하여 골재표면을 1차표면코팅하고, 에폭시 수지(주제) 1∼5 중량부에 의해 2차 표면코팅하도록 되어 있다.

상기 골재는 입도 2.5㎜ 이하의 잔골재와 입도 2.5㎜ 이상의 굵은골재가 1 : 2.5∼3.5 의 중량비로 혼합되어 있다.

상기 컷백아스팔트는 침입도 60∼120의 것으로서 스트레이트 아스팔트에 가솔린 또는 케로신을 혼합하여 유동성을 향상시킨 것을 사용한다. 상기 컷백아스팔트는 일예로, 급속경화형(Rapid Curing:RC) 컷백아스팔트 또는 중속경화형(Medium Curing:MC) 컷백아스팔트를 사용할 수 있다.

상기 유화아스팔트(유제)는 아스팔트를 미세한 입자로 만들어 물에 분산시킨 것으로, 양이온계 유화아스팔트(RSC-3,4)를 사용한다.

상기 에폭시 수지(주제)는 에폭시 당량 180∼300g/eq, 점도 2,000∼7,000cps(25℃)을 구비하도록, 지방산-변성 에폭시 수지와 저점도 에폭시 화합물이 혼합되어 형성된다. 즉, 에폭시 수지(주제)는 지방산-변성 에폭시 수지 80∼95wt% 에 대하여, 저점도 에폭시 화합물이 5∼20wt% 범위내에서 적정량 혼합되어, 에폭시 당량 180∼300g/eq, 점도 2,000∼7,000cps(25℃)을 구비하도록 조절된다.

상기 지방산-변성 에폭시 수지는 우수한 강도와 유연성 및 내수성을 부여하는 것으로, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 지방산을 촉매 존재하에서 반응시켜 생성된 것을 사용하며, 함량이 80wt% 미만이면 기계적 강도 및 내수성이 저하되고, 함량이 95wt%를 초과하면 기계적 강도가 증진되나 유연성이 저하되어 에폭시 경화제와의 반응경화 후, 반복적인 진동에 의해 에폭시 수지(주제)에 균열 및 변형이 발생된다.

상기 비스페놀 A 디글리시딜 에테르는, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판(2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane)과 에피클로로네프린의 반응생성물이고, 상기 촉매는 에폭시 수지의 제조에 사용되는 공지의 촉매를 사용하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 지방산은 다이머산, 리놀레산, 팔미트산, 스테아린산, 라우릭산, 대두유 지방산, 피마자유 지방산 및 이들의 유도체를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용하며, 바람직하게는, 다이머산, 리놀레산, 팔미트산, 스테아린산 및 대두유 지방산을 단독으로 또는 2종 이상혼합하여 사용하며, 더욱 바람직하게는 박리방지기능을 구비하는 다이머산을 사용한다.

상기 저점도 에폭시 화합물은 점도 100∼1,500cps(25℃), 에폭시 당량 100∼500g/eq 의 저점도 에폭시 화합물로, 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리테트라메틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 스테아릴 글리시딜 글리콜 및 이들의 유도체를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용하며, 바람직하게는, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르 및 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르를 단독으로 또는 혼합하여 사용한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 에폭시 수지(주제)는 비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 지방산을 촉매하에서 반응시켜 에폭시 당량 180∼300g/eq, 점도 2,000∼10,000cps(25℃)인 지방산-변성 에폭시 수지를 형성하고, 상기 지방산-변성 에폭시 수지에 점도 100∼1,500cps(25℃), 에폭시 당량 100∼500g/eq 의 저점도 에폭시 화합물을 적정량 혼합하여, 에폭시 당량 180∼300g/eq, 점도 2,000∼7,000cps(25℃)으로 조절된 에폭시 수지(주제)를 형성한다.

상기 에폭시 수지(주제)는 점도가 2,000cps 미만일 경우, 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트에 적용시 혼합 후 침전현상이 발생될 수 있으며, 점도가 7,000cps를 초과할 경우, 점도가 너무 높아 골재와의 혼합 및 골재에 대한 표면코팅성이 저하된다.

상기 보강섬유는 골재 표면에 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트가 균일하게 분산 코팅되도록 하고, 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트의 골재에 대한 부착력을 향상시키기 위한 것으로, 보수시공 후 전체적인 크랙발생을 억제함과 동시에 전체 강도를 증진시킨다.

이와 같은 보강섬유는 폴리에틸렌 단섬유 아라미드 단섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 금속섬유, 암면 중 선택된 하나를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 보강코팅액에 의해 표면코팅된 폴리에틸렌 단섬유 아라미드 단섬유, 탄소섬유, 유리섬유를 사용한다.

상기 폴리에틸렌 단섬유 또는 아라미드 단섬유는 0.03 내지 0.5 ㎜ 의 길이, 및 1.5 내지 5 데니어의 섬도를 갖는 것을 사용하며, 이러한 폴리에틸렌 단섬유 및 아라미드 단섬유는 외부 충격에 대한 우수한 인장강도를 구비하게 된다. 그러나, 상기와 같은 폴리에틸렌 단섬유 및 아라미드 단섬유는 수분에 취약한 특성을 구비하고 있어, 시간의 경과에 따라 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로, 보강코팅액에 의해 표면을 코팅하여 사용한다.

상기 보강코팅액은 하이드록실레이티드 퍼플루오로알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머(hydroxylated perfluoroalkylethyl acrylatecopolymer) 0.5∼10 wt%, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 0.1∼2 wt%, 디프로필렌글리콜 0.1∼2wt%, 사과산 0.1∼2wt%, 나머지를 물로 하여 100wt% 로 이루어져 있다.

상기 하이드록실레이티드 퍼플루오로알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머(hydroxylated perfluoroalkylethyl acrylatecopolymer)는 폴리에틸렌 단섬유 및 아라미드 단섬유의 발수성 및 분산성을 향상시키는 것으로, 0.5중량% 미만으로 첨가시에는 발수성 및 분산성을 기대하기 어렵고, 10wt%를 초과하여 첨가될 경우, 폴리에틸렌 단섬유 또는 아라미드 단섬유의 유연성이 저하된다.

상기 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트는 폴리에틸렌 단섬유 또는 아라미드 단섬유와 하이드록실레이티드 퍼플루오로알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머 사이의 결합력을 강화시켜, 장기간 경과후에도 수분으로 인한 단섬유의 물성 취하 및 성능의 급격한 저하를 방지하여, 본 발명에 따른 상온아스팔트 조성물의 결합력 및 강도를 유지시킨다.

상기 디프로필렌글리콜는 기포제거를 위한 소포제 기능을 구비하고, 상기 사과산은 안정제 기능을 구비한다.

상기 폴리에틸렌 단섬유 또는 아라미드 단섬유에 대한 보강코팅액의 코팅방법은 침지, 분무 등등 공지의 방법에 의해 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 제1혼합물은 굵은 골재와 잔골재를 가열, 건조 및 혼합하여 혼합믹서내로 정량 공급하고, 상기 혼합믹서내로 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트(유제)와 보강섬유를 공급 및 혼합하여 골재의 표면을 1차 표면코팅한 후 이를 건조한 다음, 1차 표면코팅된 골재와 에폭시수지(주제)를 혼합믹서내에서 혼합하여 에폭시수지(주제)에 의해 골재 표면을 2차 표면코팅한다. 이와 같이 2차 표면코팅된 제1혼합물을 기밀성 포장재내에 넣어 저장한다.

상기 제2혼합물은 에폭시 경화제로 이루어져 있으며, 상기 에폭시 경화제는 에폭시 경화제 : 제1혼합물의 에폭시 수지(주제)가, 1 : 1 ∼ 1 : 3 의 중량비를 구비하도록 소형기밀백내에 별도 포장된 후, 상기 제1혼합물이 보관된 기밀성 포장재내에 제1혼합물과 함께 보관된다.

상기 에폭시 경화제로는 지방족 및 지환족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 폴리아미드 폴리아민 등의 아민계 경화제; 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비페닐 함유 페닐 노볼락 수지 등의 페놀계 경화제; 및 디시안 디아미드 류를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용한다.

또한, 상기 제2혼합물은 골재와 아스팔트간의 물에 의한 박리를 방지하기 위한 수중접착증진제, 에폭시 주제와 골재와의 잡착증진을 위한 상용화재, 상온 아스콘 표면 미끄럼 방지성능을 증진시키기 위한 미끄럼방지제, 상온 아스콘 표면 피막박리방지를 위한 피막 박리 방지제 중 선택 된 하나 이상이 더 포함된다.

상기 수중접착증진재, 상용화재, 미끄럼방지제는 아스팔트에 사용되는 공지의 것을 사용한다.

상기 피막박리방지제는 주성분 다이머산(Dimer acid)으로 이루어진 것으로, 다이머산을 70 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상 포함할 수 있고, 부수적인 성분으로 모노머산(Monomer acid), 또는 트리머산(Trimer acid)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 피막박리방지제는 경우에 따라서는 다이머산만으로 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 상온 아스콘의 일 성분인 박리방지제로 사용할 수 있는 상업적인 제품으로는 DIMER ACID NC-80(중국의 NEXTCHEM Coporation에 의해 공급되며, 다이머산 75~85 중량%, 모노머산 1~3 중량%, 트리머산 15~22 중량%를 포함), CA2023 DIMER ACID(미국의 CHEMICAL ASSOCIATES에 의해 공급되며 다이머산으로 C36 DIBASIC ACID 87 중량%, 트리머산으로 분자량이 약 845인 TRIBASIC ACID 10 중량%, 모노머산으로 C18 MONOBASIC ACID 3 중량%를 포함), UNIDYME 18(미국의 ARIZONA CHEMICAL COMPANY에 의해 공급되며 다이머산으로 C18 불포화 지방산의 이량체 100중량%로 이루어짐), VDIMER 3690 DIMER ACID(미국의 Vantage Oleochemicals에 의해 공급되며 다이머산으로 C18 불포화 지방산의 이량체 100중량%로 이루어짐), Empol 1062 Dimer Acid(미국 BASF COPORATION에 의해 공급되며 다이머산으로 C18 불포화 지방산의 이량체 100중량%로 이루어짐) 등을 사용할 수 있다.

상기 다이머산은 그 유래 및 형태가 크게 제한되지 않으나, 식물유 지방산의 이량체인 것이 바람직하고, 이때 다이머산의 제조 원료인 식물유 지방산은 올레익산(Oleic acid), 리놀레익산(Linoleic acid), 스테아릭산(Stearic acid) 및 팔미틱산(Palmitic acid)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있다.

상기 다이머산은 식물유 지방산에 계면활성제로서 알킬벤젠설포나이트, 소디움라우릭설포나이트, 또는 폴리글리콜에테르를 원료지방산 100 중량부에 대하여 0.5∼5 중량부 첨가하고, 전리제로서 황산나트륨 또는 염화나트륨을 원료지방산 100 중량부에 대하여 0.5∼5 중량부 첨가하고, 0∼10℃ 까지 냉각한 후 초원심분리기로 분리하여 원료를 얻고, 상기 얻은 원료에 대하여 주 촉매로서 백토, 조촉매로서 AlCl₃ , SnCl₂ , LiCO₃ , CaCO₃ , MgO, 과산화 벤질 또는 카본 중 2종 이상을, 주촉매 100 중량부에 대하여 1∼5 중량부 사용하여 중합하여 생성한다. 이때, 식물유 지방산은 채종, 미강, 옥배, 대두 또는 올리브 유래의 지방산을 사용한다.

또한, 상기 피막박리방지제는 제2혼합물 100 중량부에 대하여, 0.04∼0.2 중량부, 바람직하게는 0.04∼1.5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.05∼1.0 중량부 첨가된다.

상기에서와 같이 제1혼합물과 제2혼합물로 이루어지는 본 발명의 고강도 상온 아스팔트 조성물(제1,2혼합물의 혼합물)은 우수한 유동저항성, 초기 및 장기강도, 초속경성 등을 구비한다.

또한, 본 발명은 에폭시 수지와 에폭시 경화제를 서로 바꾸어 사용할 수 있다. 즉, 제1혼합물의 생성시, 에폭시 수지가 아닌 에폭시 경화제에 의해 골재의 표면을 2차 표면코팅하고, 에폭시수지를 제2혼합물로 별도 저장하여 사용할 수 있다.

도 2 는 본 발명에 따른 시공방법을 보인 블록예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 기밀성 포장재의 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명에 따른 고강도 상온 아스팔트 조성물을 이용한 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

골재, 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트, 보강섬유, 에폭시수지(주제)로 이루어진 제1혼합물(10)이 공장에서 혼합생성되어 기밀성 포장재(30)내로 단위저장되는 제1혼합물 생성단계;

에폭시 경화제로 이루어진 제2혼합물(20)을 소형기밀백(40)에 밀봉저장하여 제1혼합물(10)과 함께 기밀성 포장재(30)내에 밀봉저장하는 제2혼합물 저장단계;

제1,2혼합물(10,20)이 함께 포장된 기밀성 포장재(30)를 시공현장으로 운반한 후, 현장에서 기밀성 포장재(30)내의 소형기밀백(40)을 개방하여, 소형기밀백(40)내의 제2혼합물(20)이 제1혼합물(10)에 혼합되도록 한 후, 기밀성 포장재(30)를 흔들어 제1,2혼합물(10,20)의 교반에 의해 고강도 상온아스팔트 조성물(50)을 생성하는 혼합단계;

기밀성 포장재(30)를 뜯고 기밀성 포장재(30)내의 고강도 상온아스팔트 조성물(50)을 포장도로의 파손부위에 채움하여 보수하는 보수단계;

상기 고강도 상온아스팔트 조성물(50)을 포장도로의 파손부위(100)에 채움하여 보수하는 보수단계를 포함하도록 되어 있다.

상기 제1혼합물 생성단계는 골재(11)에 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트, 보강섬유를 첨가 혼합하여 골재표면에 1차 표면코팅층(12)을 형성하고, 에폭시 수지(주제)에 의해 2차 표면코팅층(13)을 형성함으로써, 제1,2차 표면코팅층(12,13)에 의해 표면이 2층구조로 코팅된 골재 즉, 제1혼합물(10)을 기밀성 포장재(30)내로 넣어 저장한다.

이때, 상기 제1혼합물(10)은 기밀성 포장재(30)의 내용적에 대하여 70∼80부피%에 해당되도록 또한, 저장되는 중량이 20㎏ 미만을 구비하도록 단위포장된다. 이는 보수현장에서 별도의 혼합믹서 없이도, 기밀성 포장재(30)에 의해 작업자가 수작업으로 제1,2혼합물(10,20)을 신속하게 혼합할 수 있도록 하기 위한 것으로, 70부피% 미만으로 저장될 경우, 기밀성 포장재내의 빈공간이 많아지게 되어 기밀성 포장재의 다층적재시 파손이 발생될 수 있으며, 80부피%를 초과하여 저장될 경우, 제1,2혼합물의 균일한 혼합이 이루어지기 어렵게 된다.

상기 기밀성 포장재(30)는 상부가 개방된 가마니타입으로 이루어져 있으며, 제1,2혼합물의 보관 및 운반을 용이하게 할 뿐 아니라, 제1,2혼합물(10,20)의 혼합을 위한 용기 역할을 한다. 이와 같은 기밀성 포장재(30)는 종이재질로 이루어진 외부백(31)과, 상기 외부백(31)내에 위치하고 제1,2혼합물(10,20)이 보관저장되는 내부백(32)을 포함한다.

상기 외부백(31)은 골판지 등과 같이 소정두께를 구비하는 종이재질로 이루어져 있으며, 내부에 제1,2혼합물(1,20)이 보관저장되는 공간을 구비하고, 외부 충격으로부터 내부 충전물을 보호한다.

상기 내부백(32)은 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리프로필렌계, 폴리카보네이트계, 폴리아세탈계 중 선택된 하나의 합성수지재로 이루어져 있으며, 외부백의 내면에 일체로 접착되어 형성되거나, 하나의 주머니를 형성하여 외부백의 내면에 밀착되도록 삽입설치된다. 이와 같은 내부백(32)은 기계적, 물리적, 화학적으로 우수한 성질(소정의 강도, 강성, 연신성)을 구비하고 있어, 외부백(31)이 파손되더라도 내부백내에 기밀저장된 제1,2혼합물의 외부유출이 방지된다.

또한, 상기 내부백(32)은 알루미늄이나 산화규소, 산화 알루미늄, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 지르코늄 등의 무기물이 증착된 합성수지재로 이루어질 수 있으며, 이와 같이 무기물이 증측된 합성수지재는 기체 차단성, 기계적 강인성, 내굴곡성, 내충격성, 내한성, 내열성 등등이 더욱 보강되게 된다.

상기 제2혼합물 저장단계는 액상의 에폭시 경화제(제2혼합물)를 소형기밀백(40)내에 넣어 밀봉시킨 후, 상기 소형기밀백(40)을 제1혼합물(10)이 저장된 기밀성 포장재(30)내로 삽입하여 기밀성 포장재(30)내에 밀봉된다.

상기 소형기밀백(40)은 비닐 등의 합성수지재질로 이루어지고, 일측에 뜯김실(41)이 내재된 뜯김라인(42)이 형성되어 있으며, 기밀성 포장재(30)내로의 삽입설치시, 뜯김라인(42)에 연결된 뜯김실(41)은 기밀성 포장재(30) 외부로 노출되도록 설치된다.

즉, 상기 소형기밀백(40)은 기밀성 포장재(30)의 상단에 오도록 기밀성 포장재백(30)의 내부백(32)내로 넣고, 기밀성 포장재(30)의 개방된 상단과 소형기밀백(40)을 함께 열로 용접, 밀봉한다. 이때, 소형기밀백(40)은 상부일측 및 뜯김실(41)이 기밀성 포장재(30)의 외부로 노출되도록 기밀성 포장재(30)와 함께 밀봉된다.

이때, 상기 뜯김라인(42)은 기밀상태를 유지하고 있는 상태이며, 이와 같은 뜯김라인(42)은 과자봉지 등과 같이 찢어지는 뜯어지기 쉽도록 형성된 것을 의미한다.

상기 혼합단계는 보수부위에 맞도록 20㎏ 미만으로 단위포장된 다수의 기밀성 포장재를 준비하고, 보수현장에서 작업자가 기밀성 포장재내의 제1,2혼합물을 혼합하여 고강도 상온아스팔트 조성물을 생성하는 단계로, 제1,2혼합물(10,20)이 저장보관된 기밀성 포장재(30)를 오픈하지 않고 작업자가 기밀성 포장재(30)의 외부로 노출된 소형기밀백(40)의 뜯김실(41)을 잡아당기어 뜯김라인(42)을 개방시킴으로써, 기밀성 포장재(30)내에서 소형기밀백(40)내의 제2혼합물이 제1혼합물에 혼합되도록 하고, 기밀성 포장재(30)를 흔들어 제1,2혼합물을 혼합교반함으로써, 고강도 상온아스팔트 조성물을 생성한다.

상기 소형기밀백(40)이 내부에 일체로 저장된 기밀성 포장재(30)는 파손방지를 위해, 소정틀을 구비하는 운반박스(60)내에 복수개가 넣어져 포장된 후, 현장으로 이동된다.

상기 보수단계는 고강도 상온아스팔트 조성물을 포장도로의 파손부위 즉, 공용중인 도로에서 발생된 부분파손, 포트홈, 스케이링 등과 같은 파손부위에 채움, 다짐하여 보수한다. 이와 같이 파손부위에 채움 다짐되어 경화된 경화물은 우수한 열 안정성, 우수한 초기 및 장기 강도, 내약품성, 방수성을 구비하게 된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예

아래의 [표1]에 따른 배합비에 따라 각각의 시험체를 형성한 후, 이에 대한 안정도, 저장가능시간, 경화시간 등을 테스트하였으며, 그 결과를 [표2]에 나타내었다.

[표1]

이때, 상기 실시예는 골재 100 중량부에 대하여, 컷백아스팔트 4 중량부, 아라미드섬유 0.5 중량부가 골재표면에 1차 표면코팅되고, 에폭시수지(주제) 5 중량부가 2차 표면코팅된 제1차혼합물에, 에폭시수지(경화제) 3 중량부가 2차 표면코팅된 것을 사용하였으며, 대조군 1,2 는 각 성분을 한번에 혼합한 것을 사용하였다.

[표2]

위의 [표2]에서, 컷백 아스팔트와 골재를 혼합한 대조군1은 저장가능 시간이 다소 긴 장점이 있으나, 안정도가 3,200Ｎ으로서 강도가 낮고 수침 안정도가 80%로서 내구성이 낮은 것으로 나타났다.

또한, 컷백 아스팔트 , 골재, 에폭시 수지의 주제와 경화제를 실험실에서 혼합한 대조군2 는 높은 안정도, 동적안정도와 수침안정도를 나타내고, 혼합 후 경화시간이 40분으로 빠르나, 저장 가능시간이 0.5일 이내로써 매우 짧아 보수용 포대 아스콘으로 사용할 수 없다. 즉, 대조군2는 본 발명과 같이, 소규모로 단위로 포대포장하여 보관 및 운반될 수 없음을 알 수 있다.

또한, 컷백 아스팔트와 골재를 혼합한 기존의 상온 포대 아스콘에 에폭시 수지의 주제와 경화제를 현장 혼합한 대조군3은 대조군2의 에폭시 아스콘과 유사한 성능을 나타냈으나 시험값을 비교할 경우, 대조군2 보다는 낮은 값을 나타냈으며 현장에서 적용하기 위해서는 별도의 혼합장비가 필요하고 경화시간이 짧으며, 저장가능 시간이 0.5일 이내로, 이 역시 포대 상온 아스콘으로 사용할 수 없음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 대조군1과 비교할 경우, 매우 높은 성능을 나타내는데 이것은 에폭시 수지의 사용과 2차 코팅의 효과에 의한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 실시예를 대조군2 및 대조군3과 비교할 경우, 본 발명에 따른 실시예는 포대포장 상태로 60일 이상의 장기간 보관이 가능하여 포대아스콘으로 사용할 수 있는 바, 이것은 제1혼합물과 제2혼합물의 현장혼합에 의한 효과이며, 안정도, 동적안정도와 수침안정도에서 보다 개선된 성능을 보이는 것은 2차 코팅과 보강섬유와 에폭시 수지의 혼합에 의한 배합상의 효과로 판단된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(10) : 제1혼합물 (11) : 골재
(12) : 1차 표면코팅층 (13) : 2차 표면코팅층
(20) : 제2혼합물 (30) : 기밀성 포장재
(31) : 외부백 (32) : 내부백
(40) : 소형기밀백 (41) : 뜯김실
(42) : 뜯김라인
(50) : 고강도 상온아스팔트 조성물 (60) : 운반박스
(100) : 파손부위

Claims

도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물에 있어서;
상기 고강도 상온아스팔트 조성물은, 골재의 표면이 2중코팅 처리된 제1혼합물과, 에폭시 경화제로 이루어진 제2혼합물로 이루어지되,
상기 제2혼합물은 소형기밀백내에 밀봉되어 저장되고, 상기 제1혼합물은 소형기밀백과 함께 기밀성 포장백내에 밀봉되어 저장되며,
상기 제1혼합물은 골재의 표면이 보강섬유와 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트에 의해 1차 표면코팅되고, 에폭시수지에 의해 2차 표면코팅된 것을 특징으로 하는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물.
청구항 1 에 있어서;
상기 기밀성 포장재는 종이재질로 이루어진 외부백과, 상기 외부백내에 위치하고 제1,2혼합물이 보관저장되는 내부백을 포함하여 구성되어, 상부가 개방된 가마니타입으로 이루어져 있으며,
상기 소형기밀백은 내부로 제2혼합물이 저장되는 기밀성 합성수지재질로 이루어지고, 일측에 뜯김실이 내재된 뜯김라인이 형성되어 있으며,
상기 소형기밀백은 기밀성 포장재의 개방된 상부에 위치하도록 기밀성 포장재백의 내부백내로 넣고, 기밀성 포장재의 개방된 상부와 소형기밀백을 함께 열로 용접, 밀봉하되,
상기 소형기밀백은 일측 및 뜯김실이 기밀성 포장재의 외부로 노출되도록 기밀성 포장재내에 밀봉되는 것을 특징으로 하는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물.
청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서;
상기 제1혼합물은 골재 100 중량부에 대하여, 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트 2∼6 중량부, 보강섬유 0.01∼0.5 중량부에 의해 골재표면이 1차 표면코팅되고, 에폭시수지 1∼5 중량부에 의해 2차 표면코팅된 것이고,
상기 제2혼합물은 아민계 경화제 또는 페놀계 경화제 또는 디시안 디아미드 류가 단독 또는 2종 이상 혼합된 에폭시 경화제이며, 상기 에폭시 경화제는 에폭시 경화제 : 제1혼합물의 에폭시 수지(주제)가 1 : 1∼3 의 중량비를 구비하도록 소형기밀백내에 밀봉저장되는 것을 특징으로 하는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물.
청구항 3 에 있어서;
상기 에폭시수지는, 에폭시 당량 180∼300g/eq, 점도 2,000∼10,000cps(25℃)을 구비하는 지방산-변성 에폭시 수지 80∼95wt%에,
점도 100∼1,500cps(25℃), 에폭시 당량 100∼500g/eq 을 구비하는 저점도 에폭시 화합물 5∼20wt% 이 혼합되어 생성되되,
상기 지방산-변성 에폭시 수지는, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 지방산을 촉매 존재하에서 반응시켜 생성된 것이고,
상기 지방산은 다이머산, 리놀레산, 팔미트산, 스테아린산, 라우릭산, 대두유 지방산, 피마자유 지방산 및 이들의 유도체가 단독 또는 2종 이상 혼합된 것이며,
상기 저점도 에폭시 화합물은 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리테트라메틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 스테아릴 글리시딜 글리콜 및 이들의 유도체가 단독 또는 2종 이상 혼합된 것을 특징으로 하는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물.
청구항 1 에 있어서;
상기 보강섬유는 보강코팅액에 의해 표면코팅된 폴리에틸렌 단섬유 또는 아라미드 단섬유 또는 탄소섬유이고,
상기 보강코팅액은 하이드록실레이티드 퍼플루오로알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머(hydroxylated perfluoroalkylethyl acrylatecopolymer) 0.5∼10 wt%, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 0.1∼2 wt%, 디프로필렌글리콜 0.1∼2wt%, 사과산 0.1∼2wt%, 나머지를 물로 하여 100wt% 로 이루어진 것을 특징으로 하는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물.
도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물을 이용한 시공방법에 있어서;
골재, 컷백아스팔트 또는 유화아스팔트 보강섬유, 에폭시수지(주제)로 이루어진 제1혼합물이 공장에서 혼합생성되어 기밀성 포장재내로 단위저장되는 제1혼합물 생성단계;
에폭시 경화제로 이루어진 제2혼합물을 소형기밀백에 밀봉저장하여 제1혼합물과 함께 기밀성 포장재내에 밀봉저장하는 제2혼합물 저장단계;
제1,2혼합물이 함께 포장된 기밀성 포장재를 시공현장으로 운반한 후, 현장에서 기밀성 포장재내의 소형기밀백을 개방하여, 소형기밀백내의 제2혼합물이 제1혼합물에 혼합되도록 한 후, 기밀성 포장재를 흔들어 제1,2혼합물의 교반에 의해 고강도 상온아스팔트 조성물을 생성하는 혼합단계;
기밀성 포장재를 뜯고 기밀성 포장재내의 고강도 상온아스팔트 조성물을 포장도로의 파손부위에 채움하여 보수하는 보수단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물을 이용한 시공방법.
청구항 6 에 있어서;
상기 기밀성 포장재는 종이재질로 이루어진 외부백과, 상기 외부백내에 위치하고 제1,2혼합물이 보관저장되는 내부백을 포함하여 구성되어, 상부가 개방된 가마니타입으로 이루어져 있으며,
상기 소형기밀백은 내부로 제2혼합물이 저장되는 기밀성 합성수지재질로 이루어지고, 일측에 뜯김실이 내재된 뜯김라인이 형성되어 있으며,
상기 소형기밀백은 기밀성 포장재의 개방된 상부에 위치하도록 기밀성 포장재백의 내부백내로 넣고, 기밀성 포장재의 개방된 상부와 소형기밀백을 함께 열로 용접, 밀봉하되,
상기 소형기밀백은 일측 및 뜯김실이 기밀성 포장재의 외부로 노출되도록 기밀성 포장재내에 밀봉되는 것을 특징으로 하는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물을 이용한 시공방법.
청구항 6 또는 청구항 7 에 있어서;
기밀성 포장재의 내부백은 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리프로필렌계, 폴리카보네이트계, 폴리아세탈계 중 선택된 하나의 합성수지재 또는, 알루미늄, 산화규소, 산화 알루미늄, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 지르코늄 중 선택된 하나의 무기물이 증착된 합성수지재로 이루어져 있으며,
상기 내부백은 외부백의 내면에 일체로 접착되어 형성되거나, 외부백의 내면에 밀착되도록 삽입설치된 것을 특징으로 하는 도로포장 긴급보수용 고강도 상온아스팔트 조성물을 이용한 시공방법.