KR101590854B1 - 개질재생 중온아스팔트 혼합물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐아스콘을 재활용하고 생산과정 중 가열 아스콘의 제조온도를 상당히 낮추어 환경오염물질의 배출을 감소시키며 포장된 도로의 우수한 기계적 물성과 내노화특성 및 저장안정성이 현저히 개선하는 개질재생 중온아스팔트 혼합물 및 그 제조방법이 제공된다. 본 발명의 개질재생 중온아스팔트 혼합물은, 신골재와; 순환골재 및 폐아스팔트를 포함하며, 상기 신골재 100중량 대비 0.1~50중량부를 갖는 폐아스콘과; 신아스팔트, 유리황, 무기산 및 스티렌계 블록공중합체를 포함하는 중합체를 포함하고, 상기 폐아스팔트의 물성을 회복시키며, 상기 신골재 100중량 대비 0.1~10중량부를 갖는 재생 아스팔트 조성물을 포함하며, 상기 재생 아스팔트 조성물은, 상기 신골재 및 상기 순환골재를 포함하는 골재와 상기 신아스팔트 및 상기 폐아스팔트를 포함하는 아스팔트 간의 결합을 증진시키는 박리저감제와, 상기 신아스팔트 및 상기 폐아스팔트의 가열온도를 조정하는 온도조정첨가제와, 상기 아스팔트 및 상기 폐아스팔트의 점도를 강하시키는 점도 조정제와, 상기 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 경화시간을 단축시키는 급속 경화제 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

개질재생 중온아스팔트 혼합물 및 그 제조방법{MODIFIED RECYCLE WARM-MIX ASPHALT MIXTURE AND MANIFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 폐아스콘의 처리문제 및 재생 포장의 문제점을 해결하면서 생산과정 중 가열 아스콘의 제조온도를 상당히 낮출 수 있고, 우수한 기계적 물성과 내노화특성 및 저장안정성이 현저히 개선되는 개질재생 중온아스팔트 혼합물 및 그 제조방법이다.
기존의 아스콘(아스팔트 콘크리트) 제품을 살펴보면 바인더, 굵은 골재, 잔골재, 채움재 등을 균일하게 혼합한 혼합물인 가열 아스팔트 혼합물인 일반 아스콘이거나, 일반 아스콘의 구성재료에 폐아스콘으로부터 얻어진 순환골재가 첨가되는 재생 아스콘, 일반 아스콘 내지 재생 아스콘에 개질첨가제를 적용한 개질 아스콘 등으로 나눌 수 있다.
이러한 아스콘 제품은 도로포장이나 주차장 등에 널리 사용되고 있다. 아스콘 도로포장은 시공 후 5년 정도 지나면 주행트랙을 따라 가끔 소성변형이 생겨서 심각한 주행문제를 발생시키거나, 시간의 흐름과 함께 포장재료가 점차 노화되어 결국에는 심한 균열을 발생시킨다.
기존의 일반도로의 아스팔트콘크리트포장이 파손되는 원인은 균열(cracking), 소성변형(rutting), 래블링(raveling), 플러싱(flushing) 등이 있는데 이중에서도 소성변형(rutting)이 도로 파손의 주요원인으로 알려져 있다. 도로의 소성변형은 계절에 따라서 도로의 온도가 상당히 많은 차이를 보인다. 이를 테면 겨울에는 도로의 온도가 매우 낮아지므로 수축에 의해 균열이 발생할 확률이 높아지는데 이 상태에서 큰 교통하중이 있게 되면 도로가 파손되고, 한편 여름에는 도로의 온도가 높은 상태에서 큰 교통하중이 있게 되면 높은 온도의 아스팔트 표면이 변형으로 인하여 파손이 되는 것이다. 이러한 소성변형을 비롯한 도로 파손의 원인을 해결할 필요가 있다.
이와 더불어 재생 아스콘을 제조하기 위하여 폐아스콘, 신골재와 신아스팔트가 포함된 재생 아스팔트 조성물을 가열하여 아스팔트 혼합물을 제조하며 이를 도로포장에 이용할 수 있다. 이러한 제조과정을 살펴보면 가열온도가 160℃~180℃ 정도의 고온으로 아스팔트 혼합물이 제조되고 있다. 이에 의해 환경오염문제 및 에너지 낭비에 대한 문제 등이 발생될 수 있다.
본 발명의 재생 아스팔트 혼합물의 제조온도를 낮추고 도로 파손의 원인을 보완하여 기계적 물성과 내노화특성 및 저장안정성이 현저히 개선될 수 있는 개질재생 중온아스팔트 혼합물 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기 본 발명의 해결과제를 달성하기 위한 개질재생 중온아스팔트 혼합물은, 신골재와; 순환골재 및 폐아스팔트를 포함하며, 상기 신골재 100중량 대비 0.1~50중량부를 갖는 폐아스콘과; 신아스팔트, 유리황, 무기산 및 스티렌계 블록공중합체를 포함하는 중합체를 포함하고, 상기 폐아스팔트의 물성을 회복시키며, 상기 신골재 100중량 대비 0.1~10중량부를 갖는 재생 아스팔트 조성물을 포함하며, 상기 재생 아스팔트 조성물은, 상기 신골재 및 상기 순환골재를 포함하는 골재와 상기 신아스팔트 및 상기 폐아스팔트를 포함하는 아스팔트 간의 결합을 증진시키는 박리저감제와, 상기 신아스팔트 및 상기 폐아스팔트의 가열온도를 조정하는 온도조정첨가제와, 상기 아스팔트 및 상기 폐아스팔트의 점도를 강하시키는 점도 조정제와, 상기 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 경화시간을 단축시키는 급속 경화제 중 적어도 하나를 포함하는 개질재생 중온 아스팔트 혼합물에 의해 달성된다.
그리고, 상기 박리저감제는 상기 신아스팔트 100중량 대비 0.1~5중량부를 갖고, 트리아민(triamine)을 포함하는 아민계 화합물일 수 있다.
여기서, 상기 온도조정첨가제는 상기 신아스팔트 100중량 대비 0.1~5중량부를 갖고, 왁스성분을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 점도 조정제는 상기 신아스팔트 100중량 대비 0.1~1중량부를 갖고, 스테아린산을 포함하는 유기산일 수 있다.
여기서, 상기 급속 경화제는 상기 신아스팔트 100중량 대비 0.01~1중량부를 갖고, 에틸렌글리콜을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 신골재는 100~140℃, 상기 폐아스콘은 100~120℃, 상기 재생 아스팔트 조성물은 100~145℃로 가열되어 혼합될 수 있다.
여기서, 상기 재생 아스팔트 조성물은, 중량 평균 분자량 5,000~600,000이고 상기 신아스팔트 100중량 대비 0.01~5중량부를 갖는 스티렌계열의 화합물과, 상기 스티렌계열의 화합물을 용해하는 자일렌계열의 용매를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 폐아스콘과 상기 재생 아스팔트 조성물을 혼합한 후 상기 신골재를 혼합할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 해결과제를 달성하기 위한 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 제조방법은, 제1가열탱크에서 신골재를 넣고 가열하는 단계와; 제2가열탱크에서 폐아스콘을 혼합하면서 가열하는 단계와; 제3가열탱크에서 신아스팔트, 유리황, 무기산 및 스티렌계 블록공중합체를 포함하는 중합체를 포함하는 재생 아스팔트 조성물에 박리저감제와, 온도조정첨가제와, 점도 조정제와, 급속 경화제 중 적어도 하나를 포함하여 혼합하면서 가열하는 단계와; 스크류형 임펠러를 갖는 혼합탱크에 가열된 상기 신골재, 상기 폐아스콘 및 상기 재생 아스팔트 조성물을 넣고 혼합하는 단계를 포함하는 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명에 의하면, 재생 아스팔트 혼합물의 제조온도를 낮추고 도로 파손의 원인을 보완하여 기계적 물성과 내노화특성 및 저장안정성이 현저히 개선될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 제조방법을 나타내는 제조흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 개질재생 중온아스팔트 혼합물에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 개질재생 중온아스팔트 혼합물은 신골재, 폐아스콘 및 재생 아스팔트 조성물을 포함하여 이루어진다.
신골재는 도로의 용도에 따라 그 입도에 맞는 규격으로 마련될 수 있다. 신골재 사용에 따른 안정성, 규정 등 현장조건에 대해서 적당한 적용조건을 고려하여 신골재는 선정될 수 있다. 신골재는 부순돌 및 부순자갈 등으로 입도에 맞는 크기로 파쇄되어 마련될 수 있다.
폐아스콘은 순환골재 및 폐아스팔트를 포함할 수 있다. 순환골재는 내구적인 폐콘크리트, 부순돌, 부순자갈 등을 모래 혹은 기타 적정한 재료와 혼합하여 제조될 수 있다. 순환골재는 일반도로의 표층을 걷어내어 발생되는 건설폐기물일 수 있다. 본 발명에서는 아스팔트 일반도로의 재포장을 위하여 폐기되어 발생되는 폐아스콘 중 폐아스팔트와 함께 발생되는 순환골재를 재활용하는 것이다. 폐아스팔트는 폐아스콘 중 순환골재를 제외한 부분으로 신재 아스팔트가 도로에 포장되어 태양광, 큰 교통부하 등에 의해 그 내구성 및 안정성 등의 수명이 다하여 신재 아스팔트에 비하여 그 물성이 변한 것이다.
상기 신골재와 폐아스콘은 그 규격에 맞도록 시장에서 공급될 수 있는 것이며 재생 아스팔트 조성물을 상기 신골재와 폐아스콘의 투입량에 따라 적절하게 제조할 수 있다.
재생 아스팔트 조성물은 신아스팔트, 유리황, 무기산 및 스티렌계 블록공중합체를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다. 재생 아스팔트 조성물은 신골재, 순환골재 등을 결합하는 아스팔트 고유의 역할에 더하여 폐아스콘 중 폐아스팔트의 물성을 회복시키는 역할을 한다.
재생 아스팔트 조성물에 부가되는 첨가제로 박리저감제를 포함할 수 있다. 박리저감제는 신골재 및 순환골재를 포함하는 골재와 신아스팔트 및 폐아스팔트를 포함하는 아스팔트 간의 결합을 증진시킬 수 있다.
재생 아스팔트 조성물에 부가되는 다른 첨가제로, 온도조정첨가제를 포함하는 경우 신아스팔트 및 폐아스팔트의 가열온도를 낮추는 역할을 할 수 있다.
또한, 재생 아스팔트 조성물에 점도 조정제가 포함되면 가열온도가 상승하는 것에 따라 아스팔트 및 폐아스팔트의 점도를 강하시킬 수 있다.
또한, 재생 아스팔트 조성물에 급속 경화제가 포함되면, 신골재와 폐아스콘이 더불어 혼합되어 있는 개질재생 중온아스팔트 혼합물이 도로포장 또는 주차장 등에 포장시공되는 경우에 도로포장이 된 개질재생 중온아스팔트 혼합물이 빠른 시간 내에 경화되도록 할 수 있다.
여기서, 재생 아스팔트 조성물에 부가되는 각 첨가제의 함량을 살펴보면, 박리저감제는 신아스팔트 100중량 대비 0.1~5중량부, 온도조정첨가제는 신아스팔트 100중량 대비 0.1~5중량부, 점도 조정제는 신아스팔트 100중량 대비 0.1~1중량부, 급속 경화제는 신아스팔트 100중량 대비 0.01~1중량부를 갖고 포함될 수 있다.
그리고 각 첨가제의 성분으로서, 박리저감제는 트리아민(triamine)을 포함하는 아민계 화합물일 수 있다. 온도조정첨가제는 왁스성분일 수 있다. 점도 조정제는 스테아린산을 포함하는 유기산일 수 있다. 급속 경화제는 에틸렌글리콜을 포함할 수 있다. 이들 성분을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
박리저감제는 개질재생 중온아스팔트 혼합물에 의한 도로포장에서 골재와 재생 아스팔트 조성물 중 아스팔트바인더의 경계면에서의 접착력을 증가시켜 비온 후 수분침투로 인한 재생포장의 포트홀(Pot Hole) 발생을 방지할 수 있다. 박리저감제는 이를 테면 아민군으로서, 아닐린(anyline), 1-나프틸 아민(1-naphtylamine), N-사이클로헥실아민 (N-cyclohexylamine), 디페닐아민(dipheny amine), N-메칠아닐린, 디사이클로헥실아민 (dicyclohexylamine), P-페닐렌디아민(P-phenylene-diamine), 1,3,5-트리아미노벤젠 (1,3,5-triamino-benzene), 에틸렌디아민(ethylene-diamine), 디에틸렌트리아민 (diethylene-triamine), 헥사메틸디아민(hexamethyl-diamine), P-페닐디아민 (P-phenyl-diamine), 피리딘(pyridine), 피롤(pyrrole) 등 아민군에 속하는 화합물일 수 있다.
온도조정첨가제는 아스팔트의 가열 온도를 낮추기 위한 것이나, 고분자를 다량 함유한 신아스팔트는 온도가 상승하면서 점도가 급격히 상승할 수 있다. 만약 재생 아스팔트 조성물을 가열한 뒤에 후술하는 바와 같이 제2가열탱크에서 혼합탱크로 이동시키기 위하여는 점성이 너무 높아지게 되면 펌핑에 의해 이동되기 어려워질 수 있으므로 온도조정첨가제는 온도에 따라 점도가 상승할 수 있는 것을 방지해주는 역할을 한다. 온도조정첨가제는 왁스성분일 수 있는데 왁스는 대부분 융점을 가지고 있으며, 융점 이하에서는 고체처럼 딱딱한 물성을 보이다가 융점이상의 온도에서는 점도가 갑자기 낮아지는 특성을 보인다. 이러한 왁스를 폐아스콘의 재활용공정에서 아스팔트가 포함된 다른 재료와 혼합하면 왁스의 융점이상에서 타 재료의 점도를 갑자기 떨어뜨려 재생 아스팔트 조성물 및 폐아스콘의 생산과 시공온도를 낮추는 기능을 한다. 왁스는 파라핀 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스, 몬탄 왁스, 새솔 왁스, 카나우바 왁스, PE-왁스, EVA-왁스, PP-왁스, 경화 피마자유, 하이드록시 스테아린산(Hydroxy Stearic Acid), 지방족 석유수지, 방향족 석유수지, 지방족과 방향족이 공존하는 석유수지, 1,2-하이드록시 스테아린산, 라우린산 아미드, 비스 아마이드 왁스(에틸렌 비스 스테라미드; Ethylene-Bis-Stearamide), 스테아린산 아미드, 오레인산 아미드, 에르카산 아미드, N-오레일 스테아린산 아미드, N-스테아릴 스테아린산 아미드, N-스테아릴 에르카산 아미드, 디-헵탄 데실 케톤(스테아론: CH3(CH3) 16-CO-(CH3)16CH3), 소나무 타르, 송진, 송진염 중 적어도 하나일 수 있다.
점도조정제는 상기 온도조정첨가제의 역할과 유사한 것이나 폐아스콘과 혼합되어 페아스콘의 높은 점도를 낮출 수 있는 역할을 할 수 있다. 물론 재생 아스팔트 조성물의 점도가 상승되지 않도록 하는 역할 또한 할 수 있다. 점도조정제는 스테아린산을 포함하는 유기산일 수 있다.
급속 경화제는 에틸렌글리콜을 사용하며 도로포장을 하였을 경우에 경화 시간을 단축시킴과 동시에 순환골재에 붙어 있는 아스팔트의 딱딱한 성질을 다소 부드럽게 만들어 주어 저온에서의 균열저항성을 향상시킬 수 있다. 이 에틸렌글리콜은 재생 아스팔트 조성물의 성분에 따라 그 투입량이 다르겠지만 소정의 기준 이상 투입이 이루질 경우 경화시간이 길어지며, 기준 이하 투입이 이루어지면 아스팔트의 딱딱한 성질을 다소 부드럽게 만들어 주는 특성이 감소하게 된다.
한편 개질재생 중온아스팔트 혼합물에서 신골재 및 순환골재를 결합하면서 아울러 폐아스팔트의 물성을 회복하도록 하는 신아스팔트를 포함하는 재생 아스팔트 조성물은 고분자 재료를 다량 포함하고 있을 수 있다. 고분자 재료는 스티렌계열의 중합체일 수 있다.
이를 상세히 살펴보면 재생 아스팔트 조성물은 신아스팔트 즉, 역청, 유리황 또는 황화합물, 무기산 및 중합체를 포함할 수 있다.
역청은 동역학점도가 60℃에서 1×10-3 ~1.0m2/s이며, ASTM규격에 따른 25℃ 침입도가 5~400을 가지는 것이 바람직하다.
유리황 또는 황화합물은 역청중량대비 0.01~5%정도의 범위에서 혼합되는 것이 바람직하다.
무기산은 HCl, H3BO3, B2O3, H3SO4, H2SO4, SO3, HSO3Cl, H3PO3 및 P2O5로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다. 무기산은 역청중량대비 0.01~5%의 범위에서 혼합되는 것이 바람직하다.
중합체는 중량 평균분자량이 5,000~600,000, ASTMD1238규격에 따른 용융지수 값이 0.5~1,000으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 중합체는 공중합체내 스티렌의 함량이 20~50% 중량비인 스티렌계 블록공중합체와, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 및 비닐클로라이드 중 적어도 하나와, 에틸렌 함량이 40~99% 중량비인 에틸렌메타크릴레이트, 에틸렌프로필렌고무 및 에틸비닐아세테이트 랜덤공중합체와, 천연고부와 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 부틸고무, 스티렌-부타디엔 고부, 폴리클로로프렌 고무 등의 천연 및 합성고무 중 하나의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 중합체일 수 있다. 중합체는 역청중량대비 0.5~20%의 범위에서 혼합되는 것이 바람직하다.
또한 상술의 첨가제 이외에도, 재생 아스팔트 조성물에는 저장안정성을 개선시키기 위하여 NaOH, Ca(OH)2, KOH, Mg(OH)2, Li(OH)2 중 적어도 하나의 알카리메탈히드록시드를 역청 중량대비 0.01~5%가 더 첨가될 수 있다.
이에 따라 재생 아스팔트 조성물은 역청에 역청중량대비 0.01~5%의 유리황 또는 황화합물, 역청중량대비 0.01~5%의 무기산 및 역청중량대비 0.5~20%의 중합체 그리고 역청중량대비 0.01~5%의 알카리메탈히드록시드를 선택적 및 순차적으로 첨가하고 10분 내지 10시간 이상 교반시켜 제조할 수 있다.
재생 아스팔트 조성물은 폐아스팔트의 노화상태에 따라서 선택적으로 중량 평균분자량 5,000~600,000이고 신아스팔트 100중량 대비 0.01~5중량부를 갖는 스티렌계열의 화합물과, 스티렌계열의 화합물을 용해하는 자일렌계열의 용매를 더 포함할 수 있다.
개질재생 중온아스팔트 혼합물은 제조시의 가열 온도를 기존보다 낮추어, 신골재가 100~140℃, 폐아스콘이 100~120℃, 재생 아스팔트 조성물이 100~145℃로 각각 제1 내지 제3의 가열탱크에서 가열되어 하나의 혼합탱크에서 혼합되어 제조될 수 있다.
신골재는 제1가열탱크에 투입되어 가열된다. 신골재는 재생 아스팔트 조성물의 가열온도에 대응하여 조절될 수 있으나 100~140℃로 가열된다. 가열된 신골재는 혼합탱크로 이동된다.
폐아스콘은 제2가열탱크에서 순환골재와 폐아스팔트가 분리될 수 있는 온도로, 가령 100~120℃ 범위로 가열되는 것이 바람직하다. 다만, 통상의 폐아스팔트는 120℃ 이상으로 가열될 경우 점도가 급상승하여 제2가열탱크의 벽면에 접촉하면 이동성이 낮아지어 폐아스팔트를 제2가열탱크에서 혼합탱크로 이동시키기 어려워지므로 순환골재와 폐아스팔트가 분리될 수 있도록 하는 온도 120℃이하로만 가열하도록 한다. 제2가열탱크는 드럼믹서로 마련될 수 있으며 원기둥이 가로로 누워있는 형상이며 회전 가능한 스크류가 마련되어 있어 가열과 함께 스크류의 회전에 의해 순환골재와 폐아스팔트가 분리될 수 있다.
제3가열탱크에는 신아스팔트, 유리황, 무기산 및 스티렌계 블록공중합체를 포함하는 중합체를 포함하는 재생 아스팔트 조성물에 박리저감제, 온도조정첨가제, 점도 조정제, 급속 경화제 중 적어도 하나를 추가하여 폐아스팔트의 물성을 회복시키는 재생 아스팔트 조성물을 투입한 후 혼합 가능한 임펠러를 이용하여 혼합하면서 100~145℃의 범위가 되도록 가열한다.
여기서, 재생 아스팔트 조성물에는 중량 평균분자량 5,000~600,000이고 신아스팔트 100중량 대비 0.01~5중량부를 갖는 스티렌계열의 화합물과, 스티렌계열의 화합물을 용해하는 자일렌계열의 용매를 더 포함시킬 수 있다. 이는 노화된 도로의 균열 정도, 폐아스콘의 노화정도, 도로포장 사용기간 등을 고려하여 딱딱하게 굳은 폐아스콘에 유연성을 부여하고 물성회복을 하는데 역할을 하도록 도움을 줄 수 있다. 폐아스콘을 가열하여 혼합 가능하도록 하여도 그 물성이 회복되지 않는다면 제조된 아스팔트 혼합물을 이용하여 포장된 도로는 그 내구성 등이 확보되지 않을 수 있다. 그러므로, 개질을 위한 스티렌계열의 화합물이 추가되는 것이 바람직할 수 있다.
제1, 제2, 제3가열탱크에서 가열된 신골재, 폐아스콘 및 재생 아스팔트 조성물을 스크류형 임펠러를 갖는 혼합탱크로 이동시킨다. 각 탱크에서 이동시키는 소재에 따라 이동수단은 다르게 적용된다. 제1가열탱크의 신골재는 고체로, 덩어리의 고체를 이동시키므로 컨베이어벨트를 이용하여 혼합탱크의 상부개구로 이동 안내되어 자유낙하에 의해 혼합탱크로 투입된다. 폐아스콘의 순환골재는 고체이며 가열에 의해 순환골재와 분리된 폐아스팔트는 흐름성을 갖는 점성액체이다. 점성을 갖는 가열된 폐아스팔트 때문에 컨베이어벨트 또는 관으로 이동시키지 못하므로 제2가열탱크의 토출구에서 자유낙하하여 혼합탱크의 상부개구로 투입되도록 위치하는 게 바람직하다. 제3가열탱크에서 혼합 가능한 임펠러에 의해 혼합되면서 가열된 재생 아스팔트 조성물은 약간의 점성을 지닌 액체이므로 펌프를 이용하여 혼합탱크로 이동시킬 수 있다.
상기와 같이 혼합탱크로 이동된 신골재, 폐아스콘 및 재생 아스팔트 조성물은 스크류형 임펠러의 회전에 의해 교반되면서 개질재생 중온아스팔트 혼합물이 제조된다.
도 1은 본 발명에 따른 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 제조방법을 나타내는 제조흐름도이다.
제1가열탱크에 신골재를 투입하고 가열한다(S11). 가열온도는 상술과 같이 100~140℃ 범위일 수 있다,
제2가열탱크에 폐아스콘을 투입하고 가열한다(S12). 가열온도는 상술과 같이 100~120℃ 범위일 수 있으며, 순환골재와 폐아스팔트가 적정히 분리된다.
제3가열탱크에서 신아스팔트, 유리황, 무기산 및 스티렌계 블록공중합체를 포함하는 중합체를 포함하는 재생 아스팔트 조성물에 박리저감제, 온조조정첨가제, 점도조정제 및 급속 강화제 중 적어도 하나를 포함하여 혼합하면서 가열한다(S13). 가열온도는 상술과 같이 100~145℃ 범위일 수 있다.
이후 스크류형 임펠러를 갖는 혼합탱크에 가열된 신골재, 폐아스콘 및 재생 아스팔트 조성물을 투입하고 혼합하여 개질재생 중온아스팔트 혼합물을 제조한다(S14). 이후 개질재생 중온아스팔트 혼합물을 이용하여 도로포장 및 주차장 등을 시공할 수 있다.
혼합탱크에 투입시에는 폐아스콘의 물성회복을 위하여 제2가열탱크에서 가열되어 준비된 폐아스콘과 제 3 가열탱크에서 준비된 재생 아스팔트 조성물을 제1가열탱크의 신골재 투입 전에 투입한 후 먼저 혼합을 할 수 있다. 이에 의해 재생 아스팔트 조성물 중 박리저감제, 온도조정첨가제, 점도 조정제, 급속 경화제가 폐아스콘의 폐아스팔트와 충분한 접촉이 이루어져서 폐아스팔트의 물성을 회복할 수 있다.
상기와 같은 개질재생 중온아스팔트 혼합물에 의하여, 폐아스콘을 재활용하여 폐아스콘의 처리문제를 해결하고 생산과정 중 가열 아스콘의 제조온도를 상당히 낮출 수 있음으로 인하여 환경오염물질의 배출을 감소시키며 개질재생 중온아스팔트 혼합물을 활용하여 포장된 도로의 우수한 기계적 물성과 내노화특성 및 저장안정성이 현저히 개선할 수 있다.
(실시 예 1)
신골재8.75kg과 폐아스콘3.75kg 그리고, 고분자 재생 아스팔트 조성물 500g(신아스팔트 3~500g, 유리황0.05~25g, 무기산 0.05~25g, 중합체 2.5~100g 포함), Diethylene Triamine 0.5~25g, 왁스 0.5~25g, 스테아린산 0.5~5g, Ethylene Glycol 0.05~5g을 100~145℃로 가열하여 혼합한 후 혼합물을 두께 60cm의 마샬다짐의 공시체를 제조하여 마샬안정도와 흐름값을 측정하였다. 번호 1-1 에서 1-6까지는 실시 예 1에서 제조된 동일한 성분으로 마샬안정도와 흐름값을 측정하여 나타난 것이다.
(실시 예1의 실험결과)
Figure 112015098574632-pat00001
(실시 예 2)
신골재8.75kg과 폐아스콘3.75kg 그리고, 고분자 재생 아스팔트 조성물 500g(신아스팔트 3~500g, 유리황0.05~25g, 무기산 0.05~25g, 중합체 2.5~100g 포함), Diethylene Triamine 1~50g, 왁스 0.5~25g, 스테아린산 0.5~5g, Ethylene Glycol 0.05~5g을 100~145℃로 가열하여 혼합한 후 혼합물을 두께 60cm의 마샬다짐의 공시체를 제조하여 마샬안정도와 흐름값을 측정하였다. 번호 2-1 에서 2-6까지는 실시 예 2에서 제조된 동일한 성분으로 마샬안정도와 흐름값을 측정하여 나타난 것이다.
(실시 예2의 실험결과)
Figure 112015098574632-pat00002
실시 예 1과 2는 Diethylene Triamine의 함량을 달리하여 마련된 예시이며 이에 따라 마샬안정도 또는 흐름값이 어떻게 변화되는지를 본 것으로 안정도와 흐름값이 일반 AP-5+신골재의 혼합물을 이용하여 도로를 포장하였을 경우에 일반적인 마샬안정도가 14,000정도가 되는 것에 비하여 본 발명에 의한 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 실시 예 1과 2는 16,000이상(실시 예 2-6)에서 22,000에 육박(실시 예 1-6)하는 좋은 결과를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
그리고, 흐름값은 20이상이면 도로 포장 시공을 하는데 문제가 되지 않으므로 흐름값도 안정적으로 나타나고 있다는 것을 알 수 있다.
지금까지 본 발명의 실시 예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 실시 예를 변형할 수 있을 것이다. 따라서, 발명의 범위는 지금까지 설명된 실시 예로 정해지는 것이 아니라 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

Claims (9)

  1. 개질재생 중온아스팔트 혼합물에 있어서,
    신골재와; 순환골재 및 폐아스팔트를 포함하며;
    상기 신골재 100 중량 대비 0.1~50 중량부를 갖는 폐아스콘과;
    신아스팔트, 유리황, 무기산 및 스티렌계 블록공중합체를 포함하는 중합체를 포함하고, 상기 폐아스팔트의 물성을 회복시키며, 상기 신골재 100 중량 대비 0.1~10 중량부를 갖는 재생 아스팔트 조성물을 포함하며;
    상기 재생 아스팔트 조성물은,
    상기 신골재 및 상기 순환골재를 포함하는 골재와 상기 신아스팔트 및 상기 폐아스팔트를 포함하는 아스팔트 간의 결합을 증진시키는 박리저감제와,
    상기 신아스팔트 및 상기 폐아스팔트의 가열온도를 조정하는 온도조정첨가제와,
    상기 아스팔트 및 상기 폐아스팔트의 점도를 강하시키는 점도 조정제와,
    상기 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 경화시간을 단축시키는 급속 경화제를 포함하고;
    상기 신골재의 가열 온도 범위는 100~140℃이고,
    상기 폐아스콘의 가열 온도 범위는 100~120℃이고,
    상기 재생 아스팔트 조성물의 가열 온도 범위는 100~145℃로 마련되어 혼합되며;
    상기 박리저감제는 상기 신아스팔트 100 중량 대비 0.1~5 중량부를 갖고, 트리아민(triamine)을 포함하는 아민계 화합물이고;
    상기 온도조정첨가제는 상기 신아스팔트 100 중량 대비 0.1~5 중량부를 갖고, 왁스성분을 포함하고;
    상기 점도 조정제는 상기 신아스팔트 100 중량 대비 0.1~1 중량부를 갖고, 스테아린산을 포함하는 유기산이고;
    상기 급속 경화제는 상기 신아스팔트 100 중량 대비 0.01~1 중량부를 갖고, 에틸렌글리콜을 포함하며;
    상기 재생 아스팔트 조성물은,
    중량 평균 분자량 5,000~600,000이고 상기 신아스팔트 100 중량 대비 0.01~5 중량부를 갖는 스티렌계열의 화합물을 포함하며;
    상기 폐아스콘과 상기 재생 아스팔트 조성물을 혼합한 후 상기 신골재를 혼합하는 것을 특징으로 하는 개질재생 중온 아스팔트 혼합물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 따른 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 제조방법에 있어서,
    제1가열탱크에서 신골재를 넣고 100~140℃의 온도 범위로 가열하는 단계와;
    제2가열탱크에서 폐아스콘을 넣고 100~120℃의 온도 범위로 가열하여 상기 폐아스콘이 순환골재와 폐아스팔트로 분리되도록 교반하는 단계와;
    제3가열탱크에서 신아스팔트, 유리황, 무기산 및 스티렌계 블록공중합체를 포함하는 중합체를 포함하는 재생 아스팔트 조성물에 박리저감제와, 온도조정첨가제와, 점도 조정제와, 급속 경화제를 포함하여 혼합하면서 100~145℃의 온도 범위로 가열하는 단계와;
    스크류형 임펠러를 갖는 혼합탱크에 상기 제1가열탱크에서 가열된 상기 신골재, 상기 제2가열탱크에서 가열되어 상기 순환골재와 폐아스팔트로 분리된 상태의 상기 폐아스콘 및 상기 제3가열탱크에서 가열되어 혼합된 상태의 상기 재생 아스팔트 조성물을 이동시켜서 혼합하는 단계를 포함하는 개질재생 중온아스팔트 혼합물의 제조방법.
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