KR101566265B1 - 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로의 개보수공사 및 각종 전기, 수도 배관공사시 포장도로로부터 벗겨낸 폐아스팔트 콘크리트를 원료로 하여 개질 재생 첨가제를 첨가하여 재생 제조함으로써 강도를 유지하고 고탄성을 나타내며, 내구성 및 내화학성, 내마모성, UV 안정성 등의 물성이 탁월한 고탄성 개질된 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여, 순환골재 100~150중량부, 신규 아스팔트 10~20중량부, 고분자 개질제 10~20중량부, 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 2~10중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법{Modified recycling asphalt concrete composition and the method of the same}

본 발명은 폐아스팔트 콘크리트를 이용한 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로의 개보수공사 및 각종 전기, 수도 배관공사시 포장도로로부터 벗겨낸 폐아스팔트 콘크리트를 원료로 하여 개질 재생 첨가제를 첨가하여 재생 제조함으로써 강도를 유지하고 고탄성을 나타내며, 내구성 및 내화학성, 내마모성, UV 안정성 등의 물성이 탁월한 고탄성 개질된 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 도로에는 아스팔트와 골재의 가열 혼합물인 아스팔트 콘크리트가 포장되는데, 상기한 아스팔트 콘크리트 포장도로는 장시간이 경과하면 반복적인 차량통행으로 인해 균열 또는 요철 등과 같은 변형이 이루어지게 되며, 따라서 이와 같이 변형된 도로는 부분적으로 파쇄하고 제거한 다음 그 자리에 신규 아스콘을 포설하여 부분적으로 보수하거나 수리하는 작업이 주기적으로 이루어진다.

상기와 같은 보수 또는 수리작업 과정에서 파쇄하여 제거된 폐아스팔트 콘크리트의 경우 종래에는 재사용할 수 없는 것으로 간주되어 대부분 폐기처분함으로써 자원의 낭비가 발생됨은 물론 매립지역 선정과 비용발생 및 이로 인한 환경오염 등의 문제점을 유발시켜 왔다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 폐아스팔트 콘크리트를 재활용하고자 하는 연구가 진행되고 있으며, 현재 대표적으로 사용되는 재활용 기술로는 재포장 현장에서 직접 가열하여 폐아스팔트 콘크리트를 회수한 후에 폐아스팔트 콘크리트와 신규 아스팔트 콘크리트를 혼합하고 재생첨가제를 적정 배합하여 현장에서 바로 재포장하는 현장 가열재활용 공법과, 폐아스팔트 콘크리트를 재생 플랜트로 회수하여 재분쇄 및 분리과정을 거친 후에 가열 및 용융시켜 재생 첨가제 및 신규 아스콘과 함께 플랜트 믹서기 내에서 적정 혼합하여 재생 아스팔트 콘크리트를 생산하는 방법이 시도되고 있다.

그러나 이와 같이 종래 폐아스팔트 콘크리트를 재활용하는 방법들은 폐아스팔트 콘크리트와 신규 골재, 신규 아스팔트를 모두 동시에 믹싱하고 가열 재생하는 것이 대부분으로서, 이 경우 폐아스팔트 콘크리트와 신규 골재에 대한 바인더(아스팔트)의 노화상태가 불균형한 상태로 존재하여 점도가 회생되지 못한 채 다져지게 되어 포장초기에는 강성이 높고 만족스러운 성능을 보이지만 조기에 균열 및 손상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 세계적으로 많은 이상기온현상이 발생하면서 국제적으로 환경 분야에 많은 관심을 가지며 지구 온난화 방지를 위한 온실가스 배출량 감축을 위한 노력을 하고 있다. 건설분야에서도 지구온실가스를 줄이기 위한 방법을 찾고 있는데, 이중 국내도로포장의 90%이상을 차지하고 있는 아스팔트 콘크리트 포장에 사용되는 아스팔트 혼합물은 160도 이상의 고온에서 생산되어 왔으나, 최근 130도에서 아스팔트 혼합물을 생산할 수 있는 중온 아스팔트 기술이 개발되어 널리 사용되고 있으며, 중온 아스팔트 기술을 이용하여 재활용 아스팔트 혼합물(Recycled Asphalt Pavement)을 사용하는 기술개발이 활발히 진행되고 있다.

미국에서는 현재 중온아스팔트 생산시 10%의 RAP을 사용하고 있으며, 국내에서도 자원보호정책의 일환으로 아스팔트 생산시 RAP 사용을 의무화하고 있고 세계적으로 아스팔트 생산시 사용되는 RAP 사용량을 늘이기 위한 연구가 진행되고 있으며, 현재 국내에서는 50%RAP를 사용하는 기술을 연구중에 있다.

종래 개질 재생 아스팔트 콘크리트 제조기술로는 한국등록특허 10-1010706호에는 중온 첨가제가 첨가된 중온 아스팔트와 골재가 혼합되어 제조되는 중온 개질아스팔트콘크리트에 있어서, 상기 중온 아스팔트는 방향족계 모노머, 지방족계 모노머, 아세테이트계 모노머를 방향족계 탄화수소 용제에서 중합하여 제조되는 중온첨가제와 아스팔트를 중량비 3~10: 90~97로 혼합되어 제조되며, 상기 중온첨가제는, 방향족계 모노머, 지방족계 모노머, 아세테이트계 모노머를 중량비 1~3 : 1~3 : 3~6로 방향족계 탄화수소 용제에 첨가하는 혼합단계; 상기 혼합된 혼합물을 2.0~4.0 atm, 70~80℃에서 교반하면서 6~10시간 중합하여 중합체를 형성하는 중합단계; 상기 중합된 중합체를 냉각하여 고체화하는 냉각단계; 및 상기 고체화된 중합체를 분쇄하여 파우더(powder)형태로 형성하는 분쇄단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트가 공지되어 있다.

또한, 한국등록특허 10-0781608호에는 스티렌부타디엔스티렌(SBS), 생고무(NR), 폐타이어분말(CRM), 스티렌이소프렌스티렌(SIS), 니트릴고무, 스티렌부타디엔고무(SBR), 부타디엔고무(BR) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 탄성체 1∼20중량부; 폴리에틸렌(PE), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리뷰텐(PB), 하이임팩트폴리스티렌(HIPS), 폴리프로필렌(PP) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 점증제 1∼20중량부; 테레프탈산 금속염, 스테아린산 금속염, 석유수지, 저분자량 폴리에틸렌 및 저분자량 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 가소제 1∼20중량부; 스테아린산, 팔미틱산, 테레프탈산 또는 라우릭산을 포함하는 유기산 및 아로마틱 오일, 지방족 오일, 도로포장용아스팔트, 동 식물성 기름, 캐스터 오일, 면실유, 미네랄 오일과 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 분산제 0.1∼10중량부로 구성된 고분자 개질제의 조성물로 제조된 고분자 개질제 입자 0.1∼30중량부와 최대입자 크기가 13∼19㎜인 분쇄 폐아스콘 100중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고분자 개질제를 포함하는 재생아스콘이 공지되어 있다.

또한, 한국공개특허 10-2011-0026038호에는 53mm 이하의 모든 입자분포도를 가진 폐아스콘 골재 100 중량부를 혼합기의 신규 골재투입구에 투입하고, 재생 개질제 0.1-20 중량부와 온도조정 첨가제 0.1-20 중량부를 적절한 투입위치에서 폐아스콘에 첨가한 후, 5-180 사이의 혼합온도에서 0.5-3분 동안 균일하게 혼합시켜 아스팔트포장의 마모층, 표층, 중간층 및 기층재료로 사용하기 위한 개질 재생아스콘을 제조하는 것을 특징으로 하는 폐아스콘 100%를 도로포장에 재사용하기 위한 온도조정 개질 재생아스콘의 조성물과 그 제조방법이 공지된 바 있다.

또한, 한국등록특허 10-1300552호에는 순환골재 25 ~ 95 중량%, 신골재 4 ~ 74 중량%, 채움재 1 ~ 6 중량%로 이루어진 골재 배합물 100 중량부에 대하여, 중온 개질아스팔트 2 ~ 8 중량부와, 저탄소에서 상기 순환골재 내의 구재 아스팔트를 재생하기 위한 중온용 재생첨가제 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 제조되는 중온 재생 개질아스팔트 혼합물에 있어서, 상기 중온 재생 개질아스팔트 혼합물은 130 ~ 140 ℃ 에서 생산되어 시공되고, 상기 중온 개질아스팔트는 침입도 등급 60~80인 스트레이트 아스팔트 75 ~ 95 중량%와; 박리 저감 및 안정을 위한 아민계 첨가제 0.5 ~ 5.0 중량%와; 황, 파라핀왁스, 마이크로왁스, SBS 및 타이어분말을 혼합한 개질제 4.5 ~ 20.0 중량%로 구성되는 혼합물이고, 160℃의 혼합조에서 1 ~ 2시간 교반하여 숙성시킨 후 혼합물의 균질화를 위하여 하이 쉐어 믹서(Hi-Shear Mixer)를 통과시켜 제조하며, 상기 중온용 재생첨가제는 식물성 오일과 왁스의 혼합물 1.0 ~ 10 중량%와; 산화방지제인 페닐-β-나프틸아민, 방향족 아민류 또는 하이드로퀴논 중 하나 이상과 용해를 위한 스트레이트 아스팔트와의 혼합물 75 ~ 98 중량%와; 재생아스콘의 결합력, 부착력, 수분에 대한 민감성을 향상시키기 위한 부착증진제 1 ~ 15 중량%로 이루어지고, 상기 순환골재는 건설폐기물 중 폐아스팔트 콘크리트의 파쇄 처리에 의하여 생산되며, 구재 아스팔트 함량이 3.8% 이상, 구재 아스팔트 침입도 (25 ℃, 1/10 mm) 20 이상, 씻기 시험에서 손실되는 양이 5% 이하인 저탄소 중온 재생 개질아스팔트 혼합물이 공지되어 있다.

또한, 한국등록특허 10-1141259호에는 폐아스콘 순화골재 100중량부에 대하여, 시멘트와 고로슬래그 및 생석회가 1 : 1 : 1의 비율로 혼합된 경화제 5 내지 20중량부와 폐콘크리트 및 석분과 고로 플라이애쉬가 1 : 1의 비율로 혼합된 채움재 10 - 15중량부, 음이온 계면활성제와 SBS가 1 : 1로 혼합된 유화제 2- 4중량부, 재생첨가제로 상온에서 고체 또는 반고체 상태의 직류아스팔트를 가열하지 않고 상온에서 사용할 수 있도록 아스팔트를 미립으로 제조하여 물과 아스팔트가 분리되지 않도록 유화제를 가해 고속으로 혼련시켜 물속에서 분산시킨 유화아스팔트 5중량부와 EVA(Ethlyene Vinyl Acetate) 및 EMMA(Ethyl Methyl Metacylate)가 1 : 1의 비율로 혼합한 결합제 5 - 10중량부 및 사용수 20 -40중량부로 이루어지진 친환경성 상온 재생포장재 조성물이 공지되어 있다.

그러나, 종래 특허기술들은 재생 아스콘 혼합물중의 신재에 대한 폐아스콘 혼입률이 많아 질수록 우수한 품질의 재생 아스콘을 확보하는데 더 큰 어려움이 따르게 되고, 최근 대형차량 및 교통량의 증가로 인하여 포장용 아스콘에 내유동성, 균열저항성, 내마모성, 동적안정도 등과 같은 고기능의 품질특성이 요구되고 있어 재생 아스콘 혼합물에도 이와 같은 고기능의 품질성능 확보가 필요하나 아직까지 우수한 역학적 특성 및 내구성 확보를 위한 적절한 고분자 개질제 등이 재생 아스콘 혼합물 제조에 적용되지 못하고 있는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도로의 개보수공사 및 각종 전기, 수도 배관공사시 포장도로로부터 벗겨낸 폐아스팔트 콘크리트를 원료로 하여 가격이 저렴하고 간단한 고분자 개질 재생 첨가제를 첨가하여 재생 제조함으로써 강도를 유지하고 고탄성을 나타내며, 내구성 및 내화학성, 내마모성, UV 안정성 등의 물성이 탁월한 고탄성 개질된 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여 본 발명은 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여, 순환골재 100~150중량부, 신규 아스팔트 10~20중량부, 고분자 개질제 10~20중량부, 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 2~10중량부를 포함하여 구성되는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.

상기 고분자 개질제는 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지 30~40중량부, 스티렌부타디엔고무(SBR) 15~20중량부, 메틸에틸케톤 용제 5~10중량부, DMA(dimethyl aniline) 2~5중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 경화제 2~5중량부 및 액상 황 0.5~1중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.

또한, 본 발명은 수거한 폐아스팔트 콘크리트를 분쇄한 후, 분리하는 단계와; 상기 분리된 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여 신규 아스팔트 10~20중량부를 혼합하고, 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 2~10중량부를 첨가한 후, 120~140℃에서 균질하게 혼합하는 단계와; 상기 혼합물에 순환골재 100~150중량부, 고분자 개질제 10~20중량부를 추가로 투입하여 균질하게 혼합하는 단계;를 포함하여 구성되는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.

상기 고분자 개질제는 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지 30~40중량부, 스티렌부타디엔고무(SBR) 15~20중량부, 메틸에틸케톤 용제 5~10중량부, DMA(dimethyl aniline) 2~5중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 경화제 2~5중량부 및 액상 황 0.5~1중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.

본 발명의 폐아스팔트 콘크리트를 이용한 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법은 도로의 개보수공사 및 각종 전기, 수도 배관공사시 포장도로로부터 벗겨낸 폐아스팔트 콘크리트를 원료로 하여 가격이 저렴하고 간단한 고분자 개질 재생 첨가제를 첨가하여 재생 제조함으로써 강도를 유지하고 고탄성을 나타내며, 내구성 및 내화학성, 내마모성, UV 안정성 등의 물성이 탁월한 고탄성 개질된 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성을 생산할 수 있는 우수한 효과가 있다.

본 발명은 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여, 순환골재 100~150중량부, 신규 아스팔트 10~20중량부, 고분자 개질제 10~20중량부, 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 2~10중량부를 포함하여 구성되는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.

상기 고분자 개질제는 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지 30~40중량부, 스티렌부타디엔고무(SBR) 15~20중량부, 메틸에틸케톤 용제 5~10중량부, DMA(dimethyl aniline) 2~5중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 경화제 2~5중량부 및 액상 황 0.5~1중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 수거한 폐아스팔트 콘크리트를 분쇄한 후, 분리하는 단계와; 상기 분리된 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여 신규 아스팔트 10~20중량부를 혼합하고, 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 2~10중량부를 첨가한 후, 120~140℃에서 균질하게 혼합하는 단계와; 상기 혼합물에 순환골재 100~150중량부, 고분자 개질제 10~20중량부를 추가로 투입하여 균질하게 혼합하는 단계;를 포함하여 구성되는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

상기 고분자 개질제는 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지 30~40중량부, 스티렌부타디엔고무(SBR) 15~20중량부, 메틸에틸케톤 용제 5~10중량부, DMA(dimethyl aniline) 2~5중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 경화제 2~5중량부 및 액상 황 0.5~1중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

먼저, 본 발명의 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물은 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여, 순환골재 100~150중량부, 신규 아스팔트 10~20중량부, 고분자 개질제 10~20중량부, 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 2~10중량부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 있어서, 상기 폐아스팔트 콘크리트는 통상적으로 구재 아스팔트 함량이 골재중량의 2.0∼8.0%이고, 폐아스팔트 콘크리트에 포함된 구재 아스팔트는 침입도 20∼100인 것이면 사용이 가능하나 특별히 제한받는 것은 아니다.

또한, 상기 폐아스팔트 콘크리트 및 순환골재는 폐아스팔트 콘크리트 및 폐콘크리트를 죠크러셔 등으로 파쇄한 후 건설교통부 아스팔트 콘크리트용 순환골재에 따른 규정인 KSF2572규격에 따라 0.08, 0.15, 0.3, 0.6 및 1.2, 2.5, 5, 10, 13, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100(단위 mm)의 체를 통과하는 폐아스팔트 콘크리트 및 순환골재로 재생한다.

상기 신규 아스팔트는 바인더 역할을 수행하며, KS M 2201의 규정에 의한 절대점도가 비교적 낮고 침입도 등급이 80 ~ 100인 AP-3(절대점도 평균 1,000ps) 또는 침입도 등급이 60 ~ 80인 AP-5(절대점도 1,500 ~ 2,000ps)와 같은 일반 아스팔트가 사용된다.

이 때, 상기 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여, 순환골재 100~150중량부, 신규 아스팔트 10~20중량부를 사용하여야 하는 바, 신규 아스팔트 10중량부 미만 사용시에는 폐아스팔트 콘크리트 표면의 노후된 바인더가 충분히 용융되지 못하는 문제가 있다.

또한, 상기 고분자 개질제는 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지 30~40중량부, 스티렌부타디엔고무(SBR) 15~20중량부, 메틸에틸케톤 용제 5~10중량부, DMA(dimethyl aniline) 2~5중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 경화제 2~5중량부 및 액상 황 0.5~1중량부를 포함하여 구성되는데, 본 발명에서는 이러한 고분자 개질제를 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여, 10~20중량부 사용하는 것이 바람직하며, 10중량부 미만 사용시는 개질효과가 없고, 20중량부 초과 사용시에는 순환 개질 아스팔트 콘크리트의 물성이 저하된다.

여기서, 본 발명에서 사용되는 고분자 개질제는 순환 개질 아스팔트 콘크리트의 강도 및 탄성을 동시에 보완하기 위하여 사용하는 것으로 강도가 우수한 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지와 탄성이 우수한 스티렌부타디엔고무(SBR)를 중합 사용한다.

일반적으로 메틸메타아크릴레이트(methylmethacrylate; MMA) 수지는 무색 투명한 액체로 C4 유분을 원료로 하여 제조된 터트-부틸 알코올(Tert-Butyl Alcohol; TBA)을 기체상태에서 산화시켜 메타아크릴산을 제조한 후, 메탄올로 에스테르화하여 제조한 것으로서, 즉, 아크릴산과 미타아크릴산 에스테르의 중합반응공정을 거쳐 이중 탄소결합을 갖도록 만든 반응형 수지이며, CH2=C(CH3)CO2CH3의 화학식을 갖는다.

이러한, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 수지는 경질 타입이면서 유연성이 있고, 저온에서 라디칼 중합하면 고분자 사슬구조가 연속된 규칙성을 나타내는 신디오탁틱(Syndiotactic) 구조의 비율이 증가하는 특성을 나타내므로 내구성, 내열성, 내화학성, 내마모성, UV안전성 등 물성이 뛰어나며, 햇빛 등의 날씨 및 기후에 견디는 성질인 내후성이 우수하여 외부 환경 변화(날씨 및 기후 변화)에 의한 부식 등을 억제함과 동시에 포장체로 침투하여 일체화 시켜줌으로써 부착강도 및 인성을 개선하고, 안료 등에 의한 착색성이 좋은 특성이 있으며, 높은 열팽창 계수를 갖지만, 안정성이 매우 높은 수지이므로 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 많은 분야에서 사용되고 있다.

또한, MMA 수지는 수지 량의 2~5% 정도 소량의 경화제를 첨가하면 경화를 시작하는데, 경화 개시 후 1시간 이내에 완전히 경화가 완료되는 초속경성 수지이고, 통상 작업 가능시간은 20분 내외로서 작업성이 우수하여 넓은 면적에 포설 및 마무리를 수행할 수 있으며, 이러한 MMA수지는 경화 후 그 강도가 대단히 우수하나 내균열성 및 휨추종성이 부족할 뿐만 아니라 바탕체와의 열팽창 특성이 상이함으로 인해, 실내가 아닌 야외에서 사용할 경우 균열이 발생하기 쉽다는 단점이 있었다.

이러한 MMA의 단점을 보완하기 위하여 스티렌부타디엔고무(SBR)를 사용하는데, 상기 스티렌부타디엔고무(SBR)는 수용성 유화고분자로서 전단마찰을 줄여서 유동을 원활하게 하여 원하는 다짐밀도를 성취하도록 하며 경화체의 가요성, 접착성 및 탄성을 향상시킨다. 또한, 양호한 내노화성, 내열성, 내마모성을 나타내고, 약간의 내유성, 양호한 스코치 안정성, NR 및 BR 고무와의 블렌딩성이 양호하지만 비결정성이므로 보강제를 다량 배합하여야 강도를 나타낼 수 있으므로, 강도가 우수한 MMA수지에 이러한 스티렌 부타디엔 고무를 첨가함으로서 MMA수지의 가요성과 탄성을 향상시킬 수 있으며, 가요성, 탄성이 향상되면 부수적으로 마찰력도 증가하여 미끄럼방지효과도 나타낼 수 있다.

DMA(dimethyl aniline)는 중합촉진제로 사용되며, 메틸메타크릴레이트(MMA)의 연쇄 중합 또는 MMA와 스티렌부타디엔고무(SBR)와의 공중합 반응을 유도하는 활성 라디칼의 생성을 돕는 역할을 하는 것으로 본 발명의 고분자 개질제중에는 2~5 중량부 사용하는 것이 바람직한데, 상기 DMA 중합촉진제가 2중량부 미만 사용되면 경화시간이 너무 늦어 작업시간이 길고 표면의 완전 경화가 늦어져 오염의 문제가 있으며, 5중량부 초과 사용되면 해당 제품의 저장성에 문제가 있어 제품 저장중 Gelling 현상이 빠르게 진행되며 급속한 경화로 인한 자체열이 상대적으로 많이 발생하여 수축현상 및 색상변화가 생길수 있다.

벤조일퍼옥사이드(BPO)는 경화제로서 사용하는데, BPO는 여러 유기과산화물중 그 산화력이 가장 강하여 가열 및 마찰, 충격 등에 의해 쉽게 폭발, 인화되나 수분을 함유하고 있으면 그 위험성이 현저히 떨어지는 물질이다. 물에는 쉽게 녹지않으나 에테르 등의 유기용제 등에는 쉽게 녹으며 용제속에서는 열분해에 의하여 페닐라디칼과 벤조에이트라디칼을 생성하여 비닐 단위체의 라디칼중합을 개시하는 중합개시제로 주로 사용되고 있으며, 본 발명에서는 상기 BPO를 본 발명의 고분자 개질제중 2~5중량부 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위를 벗어나면 부분경화 또는 경화가 단축되는 문제가 있다.

액상황은 가황제로서 0.5~1중량부 단독 사용함으로써 황에 의하여 조성물중의 SBR성분이 시공 후에도 서서히 가황반응을 일으켜 고무 매트릭스를 형성하고 MMA수지와 상호작용하게 되어 내마모성, 내수성 등의 우수한 물성을 발현하게 함으로써 균열확산 및 수분침투를 방지할 수 있다.

또한, 재생첨가제는 아스팔트 또는 아스팔트 혼합물에 첨가되는 재료로서 가열 아스팔트 혼합물 보다 약 30℃ 낮은 온도에서 아스팔트의 유동성을 증가시켜 아스팔트가 골재를 코팅하고 다짐작업이 가능하도록 하기 위해 첨가하며, 본 발명에서는 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 것으로 2~10중량부 사용하는데, 2중량부 미만 사용시에는 재생효과가 없게 되며, 10중량부 초과 사용시에는 점도가 너무 저하되어 물성이 저하된다.

상기 재생첨가제중 왁스는 융점을 가지고 있으며, 융점 이상에서는 급격히 점도가 낮아져 전체 바인더의 점도를 낮추지만 융점 이하에서는 결정을 이루어 고체처럼 단단해지므로 필요 이상으로 많이 사용하면 융점이하에서 왁스에 의한 점도의 증가로 포장 균열을 일으키기 쉬워지므로 이를 보완하기 위하여 융점이하에서 점도증가를 방지할 수 있도록 식물성 오일 및 계면활성제와 함께 동량 사용한다.

한편, 본 발명의 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 제조방법은 수거한 폐아스팔트 콘크리트를 분쇄한 후, 분리하는 단계와; 상기 분리된 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여 신규 아스팔트 10~20중량부를 혼합하고, 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 2~10중량부를 첨가한 후, 120~140℃에서 균질하게 혼합하는 단계와; 상기 혼합물에 순환골재 100~150중량부, 고분자 개질제 10~20중량부를 추가로 투입하여 균질하게 혼합하는 단계;를 포함하여 구성되며, 상기 고분자 개질제는 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지 30~40중량부, 스티렌부타디엔고무(SBR) 15~20중량부, 메틸에틸케톤 용제 5~10중량부, DMA(dimethyl aniline) 2~5중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 경화제 2~5중량부 및 액상 황 0.5~1중량부를 포함하여 구성된다.

입도 25-13mm 50중량부, 입도 13-8mm 35중량부, 입도 8mm이하 15중량부로 하는 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여 신규 아스팔트 20중량부를 혼합하고, 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 5중량부를 첨가한 후, 120~140℃에서 균질하게 혼합하고, 상기 혼합물에 입도 25-13mm 순환골재 100중량부, 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지 30중량부, 스티렌부타디엔고무(SBR) 15중량부, 메틸에틸케톤 용제 5중량부, DMA(dimethyl aniline) 2중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 경화제 2중량부 및 액상 황 0.7중량부를 포함하여 구성된 고분자 개질제 15중량부를 투입하여 균질하게 혼합하여 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조하고, 신재 아스콘과 마샬안정도를 비교 측정하여 다음 [표 1]에 나타내었다.

구분	실시예1	신재 아스콘
마샬안정도(KN)	2.8	2.5

상기 [표 1]에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 경우 신재 아스콘 보다 마샬 안정도가 우수한 것을 알 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 폐아스팔트 콘크리트 100중량부에 대하여, 순환골재 100~150중량부와; 신규 아스팔트 10~20중량부와; 메틸메타아크릴레이트(MMA)수지 30~40중량부, 스티렌부타디엔고무(SBR) 15~20중량부, 메틸에틸케톤 용제 5~10중량부, DMA(dimethyl aniline) 2~5중량부, 벤조일퍼옥사이드(BPO) 경화제 2~5중량부 및 액상 황 0.5~1중량부를 포함하여 구성되는 고분자 개질제 10~20중량부와; 계면활성제:왁스:식물성 오일이 1:1:1 중량비로 혼합된 재생첨가제 2~10중량부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순환 개질 아스팔트 콘크리트 조성물
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