KR101615888B1

KR101615888B1 - 도로 포장용 방수 방법

Info

Publication number: KR101615888B1
Application number: KR1020160004200A
Authority: KR
Inventors: 홍석인; 정대기; 정두수; 박창우
Original assignee: (주)대우건설; 주식회사 신창이엔씨
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2016-04-27

Abstract

본 발명에 의한 도로 포장용 방수방법은 개질아스팔트를 가열할 수 있는 용기에 담아 준비하는 개질아스팔트 준비단계; 에폭시레진을 가열할 수 있는 용기에 담아 준비하는 레진준비단계; 개질아스팔트와 에폭시레진을 가열하는 가열단계; 및 가열된 개질아스팔트와 에폭시레진이 서로 다른 노즐(50)을 통해 분사장치(40)로 이송되고, 분사장치(40)의 분사구에서 개질아스팔트와 에폭시레진이 5.5 ~ 6.5 : 3.5 ~ 4.5 비율로 상호 교차 되어 아스팔트콘크리트가 포설되는 저면층(10) 상면에 혼합분사되어 방수층(20)을 형성하는 방수층형성단계;를 포함한다. 이 후, 방수층(20)의 상면에 아스팔트콘크리트를 타설하여 아스팔트콘크리트층(30)을 형성하는 아스팔트콘크리트 타설단계; 상온에서 액상으로 도포 되어 있는 방수층(20)이 방수층(20) 상면에 형성되는 아스팔트콘크리트층(30)의 열에 의해 경화되는 경화단계;를 포함한다.
본 발명의 도포 포장용 방수방법은 저면층, 방수층 그리고 아스팔트콘크리트층의 층간 결합력을 극대화시킬 수 있다.
또한, 방수층이 텍코트와 프라이머코트의 역활을 동시에 수행하기 때문에 방수층, 텍코트층, 프라이머코트층의 3단계로 진행되는 기존 공정을 간소화할 수 있고, 이로 인해 아스팔트포장공사의 공기를 단축하고, 공사비를 절감할 수 있다.

Description

도로 포장용 방수 방법{WATERPROOF METHOD FOR PAVEMENT}

본 발명은 도로방수 분야에 관한 것으로, 상세하게는 아스팔트포장용 방수 방법에 관한 것이다.

일반적인 아스팔트도로는 아스팔트 콘크리트 포설 전에 아스팔트콘크리트가 포설되는 저면층에 방수층을 형성하고, 텍코트와 프라이머코트를 도포한 후 아스팔트콘크리트를 포설한다.

그러나 방수층과 텍코트층의 형성시 기존의 방수층은 방수층 포설 직후 대기온도 하에서 경화가 진행 완료되고, 별도의 텍코트층을 도포하여야 하기 때문에 결합력이 저하되는 문제가 있다.

방수층과 텍코트층의 결합력이 약해지면 아스팔트층과 방수층이 분리되고, 차량하중에 대하여 일체화 거동이 불가능하다.

이는 방수층의 파손 시 포장의 급격한 손상을 초래하는 요인으로 일체화 거동이 불가능해지면 피로파괴, 전단파괴가 발생한다.

이는 아스팔트 도로의 주된 파손원인인 포트홀과 균열로 이어져 교통사고를 유발하고, 많은 유지보수비를 투입해야하는 문제를 야기한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 상온에서는 경화하지 않고, 아스팔트콘크리트층이 형성된 이후에 경화하는 도로 포장용 방수방법을 제시한다.

또한 방수재가 텍코트와 프라이머코트의 역활을 동시에 수행할 수 있는 도로 포장용 방수 방법을 제시한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 도로포장용 방수방법은 말레이미드(maleimide), 카르복실기(-COOH) 와 산 무수물(acid anhydride) 중 둘 이상이 혼합된 아스팔트 30~67 중량%, 일가 알코올(monohydric alcohol), 다가 알코올(polyalcohol) 또는 벤젠 고리계 가소제 중 어느 하나인 가소제 2~20 중량%, 지방족 디카르복실산, 다이머 산 또는 알키드 수지 중 어느 하나인 수지 11~55 중량%, 지방산 무수물 10~26 중량%, 경화촉진제 0.05~0.66 중량%를 포함하는 개질아스팔트를 가열용기에 담아 준비하는 개질아스팔트 준비단계;와 탄소카본길이가 8(C-8), 12(C-12) 및 16(C-16)인 무수화물(ASA)이 혼합된 에폭시레진을 가열용기에 담아 준비하는 레진준비단계; 상기 개질아스팔트를 100℃ 이상으로 가열하고, 상기 에폭시레진을 80℃ 이상으로 가열하는 가열단계;를 포함하고,

가열된 상기 개질아스팔트와 상기 에폭시레진이 서로 다른 노즐(50)을 통해 분사장치(40)로 이송되고, 상기 분사장치(40)의 분사구에서 상기 개질아스팔트와 에폭시레진이 5.5 ~ 6.5 : 3.5 ~ 4.5 비율로 상호 교차되어 아스팔트콘크리트가 포설되는 저면층(10) 상면에 혼합분사되어 방수층(20)을 형성하는 방수층형성단계; 상기 방수층(20)의 상면에 아스팔트콘크리트를 타설하여 아스팔트콘크리트층(30)을 형성하는 아스팔트콘크리트 타설단계; 상온에서 액상으로 도포 되어 있는 상기 방수층(20)이 상기 방수층(20) 상면에 형성되는 상기 아스팔트콘크리트층(30)의 열에 의해 경화되는 경화단계;를 포함한다.

상기 방수층형성단계에서 상기 방수층(20)은 0.5~5.0mm 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 방수층형성단계는 자동 분사장치가 설치된 모빌장치(60)에 의해 자동도포 되는 것이 바람직하다.

본 발명의 도로 포장용 방수 방법 상온에서는 경화하지 않고, 아스팔트콘크리트층이 형성된 이후 아스팔트콘크리트층의 열에 의해 경화가 진행되기 때문에 저면층, 방수층 그리고 아스팔트콘크리트층의 층간 결합력을 극대화시킬 수 있다.

또한 본 발명의 도로 포장용 방수 방법은 방수층의 형성만으로 텍코트와 프라이머코트의 역활을 동시에 수행하기 때문에 방수층, 텍코트층, 프라이머코트층의 3단계로 진행되는 기존 공정을 방수층 공정 하나로 끝낼 수 있고, 이로 인해 아스팔트포장공사의 공기를 단축하고, 공사비를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방수층이 형성된 아스팔트도로 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분사장치에 의해 도포되는 방수층 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모빌장치에 의해 도포되는 방수층 단면도.

본 발명의 도로 포장용 방수 방법의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

이하, 첨부표 및 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 포장용 방수 방법에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 도로 포장용 방수방법은 말레이미드(maleimide), 카르복실기(-COOH) 와 산 무수물(acid anhydride) 중 둘 이상이 혼합된 아스팔트 30~67 중량%,일가 알코올(monohydric alcohol), 다가 알코올(polyalcohol) 또는 벤젠 고리계 가소제 중 어느 하나인 가소제 2~20 중량%,지방족 디카르복실산, 다이머 산 또는 알키드 수지 중 어느 하나인 수지 11~55 중량%, 지방산 무수물 10~26 중량%, 경화촉진제 0.05~0.66 중량%를 포함하는 개질아스팔트를 가열용기에 담아 준비하는 개질아스팔트 준비단계; 탄소카본길이가 8(C-8), 12(C-12) 및 16(C-16)인 무수화물(ASA)이 혼합된 에폭시레진을 가열용기에 담아 준비하는 레진준비단계; 개질아스팔트를 100℃ 이상으로 가열하고, 에폭시레진을 80℃ 이상으로 가열하는 가열단계; 및 가열된 개질아스팔트와 에폭시레진이 서로 다른 노즐(50)을 통해 분사장치(40)로 이송되고, 분사장치(40)의 분사구에서 개질아스팔트와 에폭시레진이 5.5 ~ 6.5 : 3.5 ~ 4.5 비율로 상호 교차 되어 아스팔트콘크리트가 포설되는 저면층(10) 상면에 혼합분사되어 방수층(20)을 형성하는 방수층형성단계;를 포함한다.

이 후, 방수층(20)의 상면에 아스팔트콘크리트를 타설하여 아스팔트콘크리트층(30)을 형성하는 아스팔트콘크리트 타설단계; 상온에서 액상으로 도포 되어 있는 방수층(20)이 방수층(20) 상면에 형성되는 아스팔트콘크리트층(30)의 열에 의해 경화되는 경화단계;를 포함한다.

일반적인 아스팔트도로는 아스팔트 콘크리트 포설 전에 아스팔트콘크리트가 포설되는 저면층에 방수층을 형성하고, 텍코트와 프라이머코트를 각각 도포한 후 아스팔트콘크리트를 포설한다.

그러나 산 무수계열의 개질아스팔트와 에폭시레진을 혼합한 본 발명의 도로포장용 방수층은 방수층으로 도포 되어, 텍코트와 프라이머코트의 역활을 동시에 수행한다.

따라서 방수층, 텍코트층, 프라이머코트층의 3단계로 진행되는 공정을 방수층 공정 하나로 끝낼 수 있고, 이로 인해 아스팔트포장공사의 공기를 단축하고, 공사비를 절감할 수 있다.

또한 산 무수물과 카르복실기가 포함된 본 발명의 방수층은 도포시에는 유체이고, 아스팔트포장층이 형성된 뒤에는 아스팔트포장층의 열에 의해 유체인 방수층이 고체로 경화된다.

즉, 상온에서는 경화반응이 발생하지 않고, 100~160℃의 온도에서 경화반응이 시작된다.

기존 도막방수 공법은 방수재를 도포한 이후 대기온도에서 경화가 시작되기 때문에 텍코트를 도포하고, 아스팔트콘크리트를 포설할 때는 방수재의 경화가 진행된 이후가 된다.

이로 인해 도막 방수층, 도막 방수층 상면에 도포 되는 텍코트 그리고 텍코트 상면에 포설되는 아스팔트콘크리트와의 접착력이 떨어지는 문제가 발생한다.

그러나 본 발명의 방수층은 아스팔트콘크리트 포설 이후에 아스팔트콘크리트층의 열에 의해 경화되기 때문에 저면층, 방수층 그리고 아스팔트콘크리트층의 층간 결합력이 우수하다.

표 1 은 본 발명에 따른 방수층의 화학적 특성이다.

방수층의 화학적 특성

구 분	방수층	시험방법
비중 (25℃)	1.00±0.06	TO 603-1993
함수율 (%)	≤0.02	ASTM D 1744
점도 (100℃)/10^-3 Pa.s	＞500	ASTM D 445
인화점(COC)/℃(flash point)	≥300	ASTM D 92
산치/mg, KOH(acid)	≤190	TO626-2000
에폭시 레진의 에폭시 함량	182~198	ASTM D 1652
색, Gardener, Max(투명도)	4	ASTM D 1544

표 2 는 본 발명의 방수층과 폴리아미드계 도막 방수층의 시간경과에 따른 경도테스트 결과이다.

시간경과에 따른 경도결과

구분	0 시간	2190 시간	4380 시간	8760 시간	17520 시간	시험방법
본 발명의 방수층	80 kN	82 kN	83 kN	86 kN	90 kN	KS F 2337
폴리아미드계열 방수층	80 kN	85 kN	91 kN	100 kN	120 kN	KS F 2337

표 2 과 같이 본 발명의 방수층은 폴리아미드계열 방수층에 비해 경화현상이 더디게 진행되고, 노화 현상으로 인한 박리 박락의 손상이 폴리아미드계열의 방수층 보다 늦게 발생한다.

이는 지방족 디카르복실산, 다이머 산 또는 알키드 수지가 경화속도를 지연시키기 때문이다.

표 3 은 본원발명의 방수층에 대하여 온도에 따른 완전경화시간을 시험한 결과이다.

온도별 경화시간

온도(℃)	110	115	120
방수층	110분	110분	89분

일반 아스팔트콘크리트는 120℃ 이상으로 운반되고, 포설되기 때문에 방수층은 약 90분 이내에서 경화가 완료된다.

표 4 는 본원발명의 방수층의 결합반응상태 심험 결과이다.

방수층의 결합반응 상태 분석결과

실험항목		결과	비고
온도 - 시간 관계		120℃ / 30분 : 탄성체 120℃ / 24시간 : 완전경화
침입도 시험	60℃에서 24시간 양생	87.7
침입도 시험	60℃에서 72시간 양생	17.7	매우 단단한 상태
회전 점도시험		120℃ : 23분	120℃에서 10분 이상
연신율 시험		인장응력 : 6.83 N 변형률 : 197%	기준인장응력＞6.8N 기준변형률＞190%

표 5 는 110℃를 유지한 상태에서 시간경과에 따른 본원발명의 방수층 회전점도를 측정한 것이다.

회전점도 측정결과

도달시간	4분	5분	6분	7분	8분	9분	10분	15분	20분	23분	25분	28분
회전점도 cP	500	388	300	288	230	225	225	350	650	1000	1250	2000

표 5와 같이 본 발명의 개질아스팔트는 100℃ 이상, 에폭시레진은 80℃ 이상이 되면 동점도(블룩필드 점도시험)가 200~500 cP 가 되어 상호 혼합할 수 있는 유동성이 확보된다.

이후 개질아스팔트와 에폭시레진이 혼합되고, 일정온도가 유지된 상태에서 약 10분 정도가 경과하면 점도가 증가된다.

방수층형성단계에서 방수층(20)은 0.5~5.0mm 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

표 6은 본 발명의 방수층 두께에 따른 접착성능을 알아보기 위한 실험으로서, 살포두께 0.4, 0.5, 5.0, 6.0mm 로 각각 형성된 방수층의 반복피로시험 결과이다.

방수층 두깨에 대한 반복피로시험결과

살포두께	접착력(기준치 1.4MPa)	반복횟수
0.4 mm	0.8 MPa	접착불량으로 실험불가
0.5 mm	1.4 MPa	30만회 (이상없음)
5.0 mm	8.3 MPa	30만회 (이상없음)
6.0 mm	8 MPa	3.5만회 (파괴)

본 발명의 방수층은 0.5mm 이하로 포설되면 방수 및 접착성이 떨어지고, 5.0mm 이상 포설되면 차량하중에 대하여 방수층이 탄성체로 거동하기 때문에 도로포장의 파손을 유발할 수 있다.

방수층형성단계는 자동 분사장치가 설치된 모빌장치(60)에 의해 자동도포 되는 것이 바람직하다.

이 경우, 모빌장치를 이용한 자동 살포시에는 차량주행속도를 20km 이내로 주행해야 0.5~1.5mm 두께로 방수층 형성이 가능하다.

이때 살포는 8자 형태로 포설하고, 살포면적의 30%가 중첩되도록 포설한다.

10 : 저면층 20 : 방수층
30 : 아스팔트콘크리트층 40 : 분사장치
50 : 노즐 60 : 모빌장치

Claims

말레이미드(maleimide), 카르복실기(-COOH) 와 산 무수물(acid anhydride) 중 둘 이상이 혼합된 아스팔트 30~67 중량%,
일가 알코올(monohydric alcohol), 다가 알코올(polyalcohol) 또는 벤젠 고리계 가소제 중 어느 하나인 가소제 2~20 중량%,
지방족 디카르복실산, 다이머 산 또는 알키드 수지 중 어느 하나인 수지 11~55 중량%,
지방산 무수물 10~26 중량%,
경화촉진제 0.05~0.66 중량%를 포함하는 개질아스팔트를 가열용기에 담아 준비하는 개질아스팔트 준비단계;
탄소카본길이가 8(C-8), 12(C-12) 및 16(C-16)인 무수화물(ASA)이 혼합된 에폭시레진을 가열용기에 담아 준비하는 레진준비단계;
상기 개질아스팔트를 100℃ 이상으로 가열하고, 상기 에폭시레진을 80℃ 이상으로 가열하는 가열단계;
가열된 상기 개질아스팔트와 상기 에폭시레진이 모빌장치(60)에 연결된 서로 다른 노즐(50)을 통해 분사장치(40)로 이송되고, 상기 분사장치(40)의 분사구에서 상기 개질아스팔트와 에폭시레진이 5.5 ~ 6.5 : 3.5 ~ 4.5 비율로 상호 교차되어 아스팔트콘크리트가 포설되는 저면층(10) 상면에 혼합분사되어 0.5~5.0mm 두께의 방수층(20)을 형성하는 방수층형성단계;
상기 방수층(20)의 상면에 아스팔트콘크리트를 타설하여 아스팔트콘크리트층(30)을 형성하는 아스팔트콘크리트 타설단계;
상온에서 액상으로 도포 되어 있는 상기 방수층(20)이 상기 방수층(20) 상면에 형성되는 상기 아스팔트콘크리트층(30)의 100~160℃의 온도에서 경화되는 경화단계;를 포함하고,
상기 방수층(20)은
25℃ 기준으로 비중이 1.0±0.06 이고,
함수율이 0.005 ~ 0.02 % 이며,
산성도가 100~190 mgKOH/g 이고,
이폭시 레진의 에폭시 당량이 182 ~ 198 g/eq 인 것을 특징으로 하는 도로포장용 방수방법.
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