KR101545882B1 - 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법 - Google Patents

중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법 Download PDF

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Abstract

중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 그 제조방법 그리고, 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법이 소개된다.
본 발명의 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제는 다공질의 EPDM 또는 CR고무 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합하여 숙성한 제1혼합물과, SBS 또는 SIS 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합하여 숙성한 제2혼합물과, PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 융융, 분쇄, 압출한 후 3mm 이하로 분쇄한 제3혼합물이 혼합된 것을 특징으로 한다.

Description

중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법{Asphalt-concrete manufacturing method using low temperature agents for asphalt}
본 발명은 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 그 제조방법 그리고, 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 신재 아스팔트 콘크리트, 재생 아스팔트 콘크리트, 칼라 아스팔트 콘크리트를 중저온으로 생산하기 위한 중저온에서 사용 가능한 아스팔트 첨가제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
아스팔트 콘크리트는 가열 아스팔트와 가열골재, 휠라를 혼합하여 제조된다.
지구 온난화에 따른 이상 기온 현상 등으로 환경 오염 문제가 전 세계적으로 관심의 대상으로 떠오르고 있는 가운데, 지구 온난화의 주범인 이산화탄소 발생 문제를 해소하고자 하는 노력이 지속적으로 대두되고 있다.
도로 포장 업계에서도 이에 발맞추어 연구원, 학교, 업체 등에서 중온화 아스팔트 첨가제 개발에 매진하고 있는바, 1996년 유럽에서는 중온 아스팔트 혼합물 생산 및 시공기술(Warm Mix Asphalt Technology)이 개발되어 아스팔트 혼합물의 생산 온도를 종전 160 ~ 170℃에서 30 ~ 50℃ 낮추어 아스팔트 혼합물을 120 ~ 140℃의 중온으로 생산함으로써 에너지 절감은 물론, 유해 가스 배출량을 현저하게 감소하시키고 있는 추세이다.
중온화 아스팔트 첨가제는 유기 첨가제인 PE WAX, SASOBIT WAX, 송진(로진)을 주성분으로 한 것이 주종을 이루는데, 이러한 중온화 아스팔트 첨가제는 아스팔트의 온도만을 낮추는 것이 아니라 품질을 향상시키는 것은 물론, 온도도 30 ~ 50℃ 낮춤으로써 이산화탄소 등 유해한 가스 발생량과 연료 사용량까지 감소시키는바, 약 100℃에서도 사용할 수 있는 중저온화 아스팔트 첨가제에 대한 연구 개발이 진행 중이다.
본 발명자는 "중저온용 아스팔트 콘크리트의 첨가재 및 이를 사용한 저탄소의 아스팔트 콘크리트"를 출원, 등록받은바 있다.(한국등록특허 제10-1029912호)
한국등록특허 제10-1029912호의 '중저온용 아스팔트 콘크리트 첨가재 및 이를 사용한 저탄소 아스팔트 콘크리트"는 중저온인 80℃ ~ 135℃의 온도 범위로 생산되는 아스팔트 콘크리트의 혼합성과 다짐성을 향상시키기 위한 첨가재에 관한 것이다.
첨가재는 2mm이하의 분쇄 폐타이어, 3mm이하의 가열 팽창 질석, 셀룰로오스섬유를 기초재료로 하여, 이 기초재료에 개질유동재(브론 아스팔트, 로진(송진), PE WAX, EVA WAX, 유황, PE, SBS 등), 입자부착방지재(시멘트, 석회석, 탄산칼슘)가 투입되어100℃~ 150℃로 가열혼합된 이후 50℃이하로 냉각하고 프로세스 오일 및 로진(송진), EVA 또는 유황을 추가하여 얻어진다.
이러한 중저온 첨가재는 기층용, 중층용, 표층용의 밀립도 아스팔트 콘크리트, 내유동 개질 아스팔트 콘크리트, 저소음, 배수성 아스팔트 콘크리트, 저소음 아스팔트 콘크리트, 플랜트 재생 아스팔트 콘크리트, 현장 재생 아스팔트 콘크리트에 사용하여 80~135℃로 생산되는 중저온용 아스팔트 콘크리트의 개질 첨가제로서 사용된다.
그러나, 이러한 종전 '중저온용 아스팔트 콘크리트의 첨가재 및 이를 사용한 저탄소 아스팔트 콘크리트'는 낮은 온도에서 흐름성에 문제가 있는 것은 물론, 분말로 사용하는 재료들이 혼합되지 않고 그대로 남아 있는 등 다양한 문제점을 가지고 있었다.
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.
제10-1029912호(2011.04.11)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 기존 아스팔트 콘크리트를 제조할 때보다 약 30 ~ 70℃ 정도 낮은 온도에서도 사용할 수 있는 것은 물론, 품질도 개선할 수 있는 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 그 제조방법 그리고, 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제는 다공질의 EPDM 또는 CR고무 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합하여 숙성한 제1혼합물과, SBS 또는 SIS 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합하여 숙성한 제2혼합물과, PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 융융, 압출, 분쇄한 후 3mm 이하로 분쇄한 제3혼합물이 혼합된 것을 특징으로 한다.
상기 EPDM 또는 CR고무 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 10 ~ 100중량부가 혼합되고, 상기 SBS 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 40 ~ 200중량부가 혼합되며, 상기 LDPE, HDPE, EVA 중에서 선택된 어느 하나의 수지 100중량부에 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 WAX 10 ~ 100 중량부가 혼합된 것을 특징으로 한다.
상기 제1혼합물은 1시간 이상 상온에서 숙성되고, 상기 제2혼합물은 3시간 이상 상온에서 숙성되며, 상기 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 100 ~ 200℃로 가열함으로써 용융시키는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세스 오일은, 아로마 오일과 파라핀 오일, 나프타 오일 중 하나 이상이 혼합된 것을 특징으로 한다.
상기 EPDM, CR고무는 재생된 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트는 다공질의 EPDM 또는 CR고무 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합하여 숙성한 제1혼합물과, SBS 또는 SIS 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합하여 숙성한 제2혼합물과, PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX, 석유수지 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 융융, 압출, 분쇄한 후 3mm 이하로 분쇄한 제3혼합물이 혼합된 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제가 아스팔트 콘크리트 1톤당 1 ~ 20kg 혼합된 것을 특징으로 한다.
상기 EPDM 또는 CR고무 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 10 ~ 100중량부가 혼합되고, 상기 SBS 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 40 ~ 200중량부가 혼합되며, 상기 LDPE, HDPE, EVA 중에서 선택된 어느 하나의 수지 100중량부에 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 WAX 10 ~ 100 중량부가 혼합되며, 상기 제1혼합물은 1시간 이상 상온에서 숙성되고, 상기 제2혼합물은 3시간 이상 상온에서 숙성되며, 상기 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 100 ~ 200℃로 가열함으로써 용융되되, 상기 프로세스 오일은, 아로마 오일과 파라핀 오일, 나프트 오일 중에서 하나 이상이 혼합된 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제 제조방법은 다공질의 EPDM 또는 CR고무 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합, 숙성하여 제1혼합물을 제조하는 과정; SBS 또는 SIS 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합, 숙성하여 제2혼합물을 제조하는 과정; PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 융융, 압출, 분쇄한 후 3mm 이하로 분쇄한 제3혼합물을 제조하는 과정; 및 상기 제1혼합물 100 중량부에 대하여 상기 제2혼합물 5 ~ 200 중량부, 상기 제3혼합물 5 ~ 200 중량부 혼합하는 과정을 포함한다.
상기 EPDM 또는 CR고무 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 10 ~ 100중량부가 혼합되고, 상기 SBS 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 40 ~ 200중량부가 혼합되며, 상기 LDPE, HDPE, EVA 중에서 선택된 어느 하나의 수지 100중량부에 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 WAX 10 ~ 100 중량부가 혼합되되, 상기 제1혼합물은 1시간 이상 상온에서 숙성되고, 상기 제2혼합물은 3시간 이상 상온에서 숙성되며, 상기 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 100 ~ 200℃로 가열함으로써 용융시키는 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법은 다공질의 EPDM 또는 CR고무 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합, 숙성하여 제1혼합물을 제조하는 과정; SBS 또는 SIS 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합, 숙성하여 제2혼합물을 제조하는 과정; PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 융융, 분쇄, 압출한 후 3mm 이하로 분쇄한 제3혼합물을 제조하는 과정; 상기 제1혼합물 100 중량부에 대하여 상기 제2혼합물 5 ~ 200 중량부, 상기 제3혼합물 5 ~ 200 중량부 혼합하여 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 제조하는 과정; 및 상기 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 아스팔트 콘크리트 1톤당 1 ~ 20kg를 혼합하는 과정을 포함한다.
상기 EPDM 또는 CR고무 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 10 ~ 100중량부 혼합하되, 신재 아스팔트 혼합물을 사용하는 경우 프로세스 오일 사용량은 10 ~ 20 중량부로 하고, 재생 아스팔트 혼합물을 사용하는 경우 프로세스 오일 사용량은 20 ~ 100 중량부로 하며, 상기 SBS 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 40 ~ 200중량부 혼합하되, 신재 아스팔트 혼합물을 사용하는 경우 프로세스 오일 사용량은 40 ~ 150 중량부로 하고, 재생 아스팔트 혼합물을 사용하는 경우 프로세스 오일 사용량은 150 ~ 200 중량부로 하며, 상기 LDPE, HDPE, EVA 중에서 선택된 어느 하나의 수지 100중량부에 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 WAX 10 ~ 100 중량부가 혼합되되, 상기 제1혼합물은 1시간 이상 상온에서 숙성되고, 상기 제2혼합물은 3시간 이상 상온에서 숙성되며, 상기 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 100 ~ 200℃로 가열함으로써 용융시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 더 낮은 온도에서 첨가제 사용이 가능해지는 것은 물론, 연료 사용량이 감소되어 환경 오염에 영향을 미치는 이산화탄소 배출량을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 아스팔트 콘크리트 제조 온도를 감소시킴과 동시에 복합적인 재료를 사용하는바, 제1혼합물은 작업성을 개선하고, 제2혼합물은 점착력을 개선하며, 제3혼합물은 강도를 개선함으로써 각각의 혼합물이 플랜트 혼합물 개질제로서의 역할을 하게 되어 최종 품질을 개선시키는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법의 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 그 제조방법 그리고, 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법를 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제는 3mm 이하로 분쇄된 재생 EPDM(Ethylene Prophlene Diene Monomer)고무 또는 CR(chloroprene rubber, 이하 "CR고무"라 한다.)과 프로세스 오일의 숙성물, SBS(스타이렌-부타디엔-스타리엔 블록공중합체)와 프로세스 오일의 숙성물, PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 1종과, LDPE, HDPE, EVA 중에서 선택된 1종 이상의 수지를 혼합하여 용융 및 분쇄 또는 용융 및 압출하여 각각의 재료를 계량, 혼합, 포장함으로써 제조된다.
재료의 준비 과정을 설명한다.
-제1혼합물-
먼저, EPDM고무 또는 CR고무는 재생제를 사용하고, 3mm 이하로 분쇄한 것을 사용하게 되는바, 프로세스 오일이 흡착될 수 있도록 다공질이어야 한다.
EPDM고무 또는 CR고무를 3mm 이하로 분쇄하여 사용하는 이유는 3mm를 초과하는 입자를 사용하는 경우에는 다짐성이 좋지 않고, 단위 표면적이 작아 사용 효과가 저하되기 때문이다.
EPDM고무 또는 CR고무 100중량부에 대하여 프로세스 오일은 10~100 중량부를 사용하는 것은 10 중량부 이하는 EPDM에 흡수되어 작업성 개선 효과가 떨어지고, 100 중량부 이상은 아스팔트 혼합물의 품질 기준 및 수분 민감도와 안정도를 떨어뜨리고, 특히 플로우(1/100cm) 수치를 높혀 소성변형에 취약하게 된다. 또한 숙성시간이 1시간 이상인 것은 1시간 이내에서는 EPDM고무 또는 CR고무의 다공의 충분히 흡수되지 않고, 아스팔트 혼합물의 다른 재료에 프로세스 오일이 묻게 되어 사용 효과를 떨어뜨리고 아스팔트 혼합물의 품질을 떨어뜨리기 때문이다.
다공질의 판단 기준은 EPDM고무 또는 CR고무 100중량부에 대하여 프로세스 오일 100중량부를 혼합하여 1시간 이상 상온에서 대기한 후, 프로세스 오일이 바닥에 고여 재료 분리가 발생하지 않으면 다공질의 다공질의 EPDM고무 또는 CR고무로 본다.
모든 재상 EPDM고무 또는 CR고무는 재활용의 효과와 더불어 자외선 차단제인 UV제가 혼합되어 있어 신재보다 품질이 우수하다.
-제2혼합물-
다공질의 지름이 5mm 이하 크기인 SBS는 100중량부에 대하여 프로세스 오일 40 ~ 200 중량부를 혼합하여 3시간 이상 상온에서 숙성하여 사용한다.
프로세스 오일은 SBS의 융융온도를 낮추기 위하여 사용하는데, 프로세스 오일을 40중량부 이하로 사용하면 융융온도를 낮추려는 목적을 달성하기 어렵고, 100중량부 이상을 사용하게 되면 접착성과 탄성효과가 저하되며, 아스팔트 혼합물의 품질 특성 중 동적 안정도(소성변형 기준 품질)을 저하시킨다.
SBS의 다공성 기준은 SBS 100 중량부에 프로세스 오일 100중량부 혼합하여 1 시간동안 방치할 때 프로세스 오일이 바닥으로 흘러 바닥에 고임으로써 재료 분리가 되는지 여부로 판단하며, 바닥에 고여 있는 경우에는 다공성이 아닌 것으로 본다.
한편, SBS 100중량부에 대하여 프로세스 오일 40 ~ 200 중량부를 혼합하여 3시간 이상 상온에서 숙성하여 사용하는 이유는, 180℃ 이상에서 용융되고 용융지수가 낮아 흐름성이 떨이지는 SBS의 단점을 보완하기 위한 것으로, 이러한 과정을 거치면 SBS는 130℃ 이하에서 용융되며, 용융지수 또한 20 이상으로 높아지게 된다. SBS가 130℃ 이하에서 용융되어도 되는 이유는 가열된 아스팔트 혼합물은 믹서에서 혼합 시 골재간에 마찰에 의해서 100℃ 이하에서도 용융이 되기 때문이다.
SBS를 단순히 사용하는 경우에는 아스팔트 콘크리트와 혼합할 때 혼도에 의해 표면만 용융되면서 입자는 압축되므로, 아스팔트에 분산되지 않고 입자 상태로 존재하게 되는바, 사용 효과가 저하된다.
따라서, SBS, SIS는 프로세스 오일과 3시간 이상 숙성하는데 3시간 이하에서는 SBS, SIS와 프로세스 오일이 흡수되지 않아 SBS가 충분히 용융되지 않을 뿐더러 흡수되지 않은 프로세스 오일이 아스팔트 혼합물이 다른 재료에 묻게 되어 아스팔트 혼합물의 품질을 떨어뜨린다. SBS, SIS는 프로세스 오일을 이용한 숙성 과정을 거쳐야 하는 것이다.
-제3혼합물-
수지는 LDPE, HDPE, EVA 중에서 1종을 선택하고, 이로부터 선택된 수지 100 중량부에 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 1종을 10 ~ 100중량부 혼합하여, 100 ~ 200℃로 가열, 압출한 후, 다이스로 배출 후, 냉각수 또는 공냉 방식으로 냉각한 후에 3mm 이하로 절삭하거나 용융하여 냉각 후 분쇄한다.
여기서 수지 100 중량부에 WAX 10 이하를 사용하는 경우 수지가 중저온ㄴ 아스팔트 콘크리트에 용융되지 않는 문제점이 있고, 100 중량부 이상을 사용하는 경우에는 아스팔트 콘크리트의 품질을 저하시키는 문제점이 있는바, 상술한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
수지는 140℃ 이하에서 용융되고 입자의 크기에 따라서 용융 시간이 오래 걸릴 수도 있으므로 130℃ 이하에서 쉽게 용융시키기 위해서 연화점 110℃ 이하의 WAX를 사용하는 것이다.
또한 3mm 이상인 경우 130℃ 이하에서 용융되더라도 아스팔트 혼합물이 60초 이하의 짧은 시간 동안 혼합되는 경우 100% 용융되지 않는바, 3mm 이하로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제는 3mm 이하의 EPDM고무 100 중량부에 대하여, 숙성 SBS, SIS 및 프로세스 오일 제조물 10 ~ 200 중량부를 사용하고, 압출 또는 분쇄된 수지 및 WAX를 10 ~ 200 중량부 혼합하여 비닐로 포장함으로써 제조되는바, 이렇게 제조된 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제는 아스팔트 콘크리트 1톤당 1 ~ 20kg를 혼합함으로써 최종 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트를 제조한다.
EPDM고무 100중량부에 대하여 숙성 SBS, SIS 및 프로세스 오일 제조물 5 ~ 200중량부를 사용하는 이유는 5중량부 미만으로 사용하는 경우에는 사용 효과가 거의 없고, 200중량부를 초과하여 사용하면 아스팔트가 고점도화되어 작업성이 저하되기 때문이다.
또한, 분쇄된 수지 및 WAX를 5중량부 이하로 사용하면 사용 효과가 거의 없고, 200중량부를 초과하여 사용하면 아스팔트 콘크리트가 강성화되어 탄성 및 인성이 저하되는바, 숙성 SBS, SIS와 프로세스 오일 제조물의 사용 효과를 저하시키는 문제점이 있다.
아스팔트 콘크리트 1톤당 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 1kg 이하로 사용하게 되면 중저온화 효과를 제대로 발현할 수 없고, 25kg 이상을 사용하게 되면 아스팔트 콘크리트가 고점도화되어 작업성 및 경제성이 저하되는 문제점이 있다.
아스팔트 콘크리트 제조 온도가 100 ~ 140℃ 인데, SBS 혼합물, LDPE 혼합물이 130℃ 이하에서 용융되어도 되는 이유는 아스팔트와 SBS 혼합물과 LDPE 혼합물이 마찰없이 용융되는 온도가 130℃ 이하이며, 아스팔트 혼합물의 재료인 골재는 믹서에서 혼합 시 믹서가 강제 혼합시키고 SBS에 침투한 프로세스 오일과 LDPE등의 혼합물에 사용하는 WAX가 혼합 시 SBS, LDPE등은 분해시키고 골재가 믹서에서 혼합될 때 골재 간 마찰에 의해서 100℃ 에서도 융융될 수 있기 때문이다.
이와 같이, 혼성된 중저온 아스팔트 첨가제는 가열골재(굵은 골재, 잔골재), 휠라, 가열 아스팔트와 혼합하여 사용된다. 골재는 KS 규격 골재 또는 아스팔트 순환 골재를 사용하며, 휠라는 생석회, 소석회, 시멘트 등을 사용하고, 아스팔트는 도로 포장용의 일반 아스팔트 또는 무색 아스팔트 중 1개 이상을 사용한다.
컬러를 내기 위해서는 무색 아스팔트를 100% 사용하거나, 일반 아스팔트와 무색 아스팔트를 혼합하여 사용할 수 있다.
이렇게 생산된 중저온 아스팔트 콘크리트는 배출과 운반 과정을 거쳐서 현장에서 포설하고 다짐하여 완성한다.
신재 아스팔트 콘크리트로서 100 ~ 140℃에서 생산 가능한 중저온 아스팔트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트의 PG 등급(공용성 등급)은 76 - 22인 개질 아스팔트로 정한다.
-중저온 아스팔트 첨가제 제조과정-
① 재료 준비과정
1mm 이하로 분쇄된 다공성 EPDM고무 25kg에 프로세스 오일 15kg을 혼합하여 24시간 숙성한다.
여기에서 다공성이란 EPDM고무 1kg에 프로세스 오일 1kg(아로마 오일 55%, 파라핀 오일 45%)을 혼합한 후 1시간 방치한 상태에서 프로세스 오일이 바닥에 고이는지 여부로 판단하여 이상이 없음을 확인하였다.
SBS 100중량부에 프로세스 오일(아로마 오일 50%, 파라핀 오일 30%, 나프타 오일 20%)을 120중량부 혼합하여 24시간 숙성한다.
LDPE 100중량부에 PE WAX 50중량부를 혼합하여 압출기로 150℃에서 다이스 크기 2mm로 압출하여 3mm 크기로 절단한다.
② 배합과정

재료
EPDM고무 +
프로스 오일
SBS +
프로세스 오일
LDPE + PE WAX
합계

배합량(kg)
100
50
150
300
상술한 배합량으로 배합하여 4.5kg 단위로 포장한다.
③ 첨가제 혼합과정
1700rpm, 130℃에서 20분간 아스팔트 55kg에 첨가제 4.5kg을 혼합하여 PG 등급을 측정하였다.
측정 결과 PG 등급 76-22로 확인되었다.
- 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 생산
① 골재 입도는 하기의 KS 규격의 WC-6를 사용한다.
골재크기 체 통과 백분율
규격 100 90-100 75-90 40-60 25-40 11-22 7-16 4-12 3-9
시험결과 100 100 82 52.2 36.2 14.0 13.7 8.4 5.2
② 아스팔트 침입도는 60~70(AP-5)
③ 생석회를 필러로 사용
④ 중저온 아스팔트 첨가제 사용
⑥ 배합표
재료 골재 휠라 AP-5 고강도 첨가제 계
재료량(kg/cm) 900.5 40 55 4.5 1000
-시험결과-
시험명 온도(℃) 안정도(N) 흐름값
(1/100c)		 공극율
(%)		 포화도
(%)		 간접인장
강도비		 동적 안정도
(회/mm)
생산 다짐
시험
결과		 125 515 12752 22 4.2 81.5 0.85 17000
기준 100~150 80~120 5000이상 20~40 3.5 70~85 0.75이상 3000 이상
-시공-
시공은 아스팔트 휘니샤를 사용하여 포설하고, 마커담, 탄댐, 타이어, 탄댐 롤라 순으로 다짐한다.
재생 아스팔트 콘크리트(재생 골재율 50%)를 제조함에 있어서, 저공극 저소음 포장(공극율 5~10%)하고, 110 ~ 130℃에서 생산하되, 개질 아스팔트의 PG 등급이 82-22가 되도록 제조한다.
-중저온 첨가제 제조공정-
① 재료 준비과정
3mm 이하로 분쇄 재생된 EPDM고무 100kg에 프로세스 오일(아로마 오일 45%, 파라핀 오일 30%, 나프타 오일 25%) 0kg을 혼합하여 24시간 숙성한다.
SBS 100kg에 석유수지를 프로세스 오일로 첨가하고, 프로세스 오일(아로마 오일 45%, 파라핀 오일 30%, 나프타 오일 25%) 120kg을 혼합하여 24시간 숙성한다.
LDPE 100kg에 PE WAX 80kg을 혼합하여 압출기로 150℃로 가열, 압출하고 수냉 후에 2mm 크기로 분쇄한다.
② 배합과정

재료
재생 EPDM고무 +
프로스 오일
SBS +
프로세스 오일
LDPE + PE WAX
합계

배합량(kg)
100
7
10
120
상술한 배합량으로 배합하여 15kg으로 포장한다.
-중저온 아스팔트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 생산-
① 골재 입도는 하기의 WC-4를 사용
골재 크기
25
19
13
10
5
2.1
0.6
0.3
0.15
0.08
체 통과 중량백분율(%)

100

95-100

75-90

69-84

45-65

35-50

18-30

10-21

6-16

4-8
② 아스팔트 침입도는 60~70(AP-5)
③ 생석회를 필러로 사용
④ 중저온 첨가제 사용
⑤ 배합표
재료 골재 휠라 무색
아스팔트		 중저온 아스팔트 첨가제 계
재료량(kg/cm) 884 40 58 18 1000
-시험결과-


시험명

안정도(N)
흐름값
(1/100cm)

공극율(%)
동적 안정도
(회/mm)
칸타브로 손실율(%)
시험결과 12000 26 8.5 12000 3.2
기준 5000이상 20이상 5 이상 3000이상 20 이하
-시공-
시공은 아스팔트 휘니샤를 사용하여 포설하고, 마커담, 탄댐, 타이어, 탄댐 롤라 순으로 다짐한다.
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.

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  10. 다공질의 EPDM 또는 CR고무 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합, 숙성하여 제1혼합물을 제조하는 과정;
    SBS 또는 SIS 중에서 선택된 어느 하나와 프로세스 오일을 혼합, 숙성하여 제2혼합물을 제조하는 과정;
    PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 융융, 분쇄, 압출한 후 3mm 이하로 분쇄한 제3혼합물을 제조하는 과정;
    상기 제1혼합물 100 중량부에 대하여 상기 제2혼합물 5 ~ 200 중량부, 상기 제3혼합물 5 ~ 200 중량부 혼합하여 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 제조하는 과정; 및
    상기 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 아스팔트 콘크리트 1톤당 1 ~ 20kg를 혼합하는 과정을 포함하고,
    상기 EPDM 또는 CR고무 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 10 ~ 100중량부 혼합하되, 신재 아스팔트 혼합물을 사용하는 경우 프로세스 오일 사용량은 10 ~ 20 중량부로 하고, 재생 아스팔트 혼합물을 사용하는 경우 프로세스 오일 사용량은 20 ~ 100 중량부로 하며, 상기 SBS 100중량부에 대하여 상기 프로세스 오일은 40 ~ 200중량부 혼합하되, 신재 아스팔트 혼합물을 사용하는 경우 프로세스 오일 사용량은 40 ~ 150 중량부로 하고, 재생 아스팔트 혼합물을 사용하는 경우 프로세스 오일 사용량은 150 ~ 200 중량부로 하며, 상기 LDPE, HDPE, EVA 중에서 선택된 어느 하나의 수지 100중량부에 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 WAX 10 ~ 100 중량부가 혼합되되, 상기 제1혼합물은 1시간 이상 상온에서 숙성되고, 상기 제2혼합물은 3시간 이상 상온에서 숙성되며, 상기 PE WAX, EVA WAX, SASOBIT WAX 중에서 선택된 어느 하나와 LDPE, HDPE, EVA 중에서 하나 이상을 선택하여 100 ~ 200℃로 가열함으로써 용융시키는 것을 특징으로 하는, 중저온화 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법.
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