KR101641688B1 - 중온 개질아스팔트콘크리트 및 아스팔트콘크리트 포장체 - Google Patents

중온 개질아스팔트콘크리트 및 아스팔트콘크리트 포장체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 개질아스팔트콘크리트에 있어서, 상기 중온 아스팔트콘크리트는 골재 100중량부에 중온 개질아스팔트 4~12 중량부가 혼합되어 형성되며, 상기 중온 개질아스팔트는 아스팔트 100중량부에 접착증진 혼합액 1~5중량부가 혼합되어 형성되되, 상기 접착증진 혼합액은 물 100중량부에 접착증진제 0.15~10중량부, 이온화제 0.15~10중량부를 혼합하여 형성되는 중온 개질아스팔트콘크리트 및 아스팔트콘크리트 포장체에 관한 것이다.

Description

중온 개질아스팔트콘크리트 및 아스팔트콘크리트 포장체{Warm Modified Asphaltconcrete and Asphaltconcrete pavement thereof}
본 발명은 중온 개질아스팔트콘크리트 및 아스팔트콘크리트 포장체에 관한 것으로 포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 아스팔트콘크리트의 물성을 향상시켜 물성이 우수한 중온 개질아스팔트콘크리트 및 아스팔트콘크리트 포장체에 관한 것이다.
일반적으로 아스팔트콘크리트 포장도로는 아스팔트와 골재를 혼합가열하여 얻은 것을 아스팔트콘크리트로 포장되는 도로로 차량의 통행을 위해 고속도로 등에 사용되고 있다.
상기와 같은 아스팔트콘크리트는 가열된 아스팔트와 골재의 혼합하여 아스팔트콘크리트로 제조되는 것으로 상기 아스팔트는 석유를 정제할 때 잔류물로 얻어지는 고체나 반고체의 검은색이나 흑갈색 탄화수소 화합물로 고온에서는 액체상태가 되고, 저온에서는 강도가 높은 고체화되어 도포포장에 주로 사용되고 있다.
이러한, 열을 가하면 액상으로 변하고 저온에서 경화되어 고체화되는 아스팔트는 아스팔트콘크리트 제조를 위해 160~200℃의 고온에서 아스팔트를 액상화하고와 골재 역시 아스팔트와 비슷한 온도로 가열하여 혼합시켜야 한다. 아스팔트와 골재가 낮은 온도일 경우 아스팔트가 골재와 균일하게 혼합되지 못할 수 있다.
상기와 같이 가열된 아스팔트와 골재로 제조되는 아스팔트콘크리트를 운반하는 트럭의 분할 운반이나 생산 공장에서 시공현장까지의 운송거리가 먼 경우 또는 겨울철 혹한 기후에서의 시공시 아스팔트 콘크리트의 온도가 낮아지는 경우 그 아스팔트 콘트리트의 조성물이 경화되어 포설이 어려우며, 다짐이나 골재와 결합재 간의 접착이 좋지 않게 되어 완성된 포장의 품질이 나빠진다.
또한, 고온의 아스팔트콘크리트 생산온도를 유지하기 위하여 연료 소모량도 상대적으로 많아지고 이로 인한 탄산가스 발생량도 상당하다. 또한 고온에서 아스팔트콘크리트을 포설하고 다짐하여 시공한 포장을 50℃이하로 냉각시켜 교통에 개방하기 위해서는 상당히 긴 냉각시간이 소요되는 문제가 있었다.
따라서, 최근에는 상기와 같이 고온에서만 사용가능한 아스팔트를 약 20~50℃정도 낮은 저온에서 사용할 수 있는 중온 아스팔트 및 중온 아스팔트콘크리트에 관한 연구가 많이 행해지고 있으며, 다양한 방법으로 제조되는 중온 아스팔트 및 중온 아스팔트콘크리트가 판매되고 있다.
현재까지 개발된 중온 아스팔트 및 중온 아스팔트콘크리트는 크게 두가지 방법으로 제조되고 있다. 그 중 한가지 방법으로는 왁스계 첨가제를 사용하는 것이고 다른 한가지 방법은 물을 사용하여 제조하는 방버이다.
상기 왁스계 첨가제를 사용하여 중온 아스팔트를 제조하는 방법으로 대한민국 등록특허 제0912403호, 제0951466호 등에 개시되어 있는 방법으로 현재 가장 많이 사용되는 방법이라 할 것이다.
그러나, 상기와 같이 왁스계 첨가제는 아스팔트의 유동성을 향상시키지만 아스팔트콘크리트 제조시 아스팔트와 골재와의 결합을 약화시켜 최종산물인 아스팔트콘크리트의 물성을 저해하는 문제점이 있으며, 또한, 왁스계 첨가제는 시공 후 시간이 지남에 따라 강도 감소율이 높아 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기 물을 사용하는 방법은 아스팔트와 골재혼합시 일반적인 아스팔트 가열온도 보다 낮은 120~140℃의 아스팔트와 물을 동시에 분사하여 아스팔트가 물과 접해지는 순간 물의 기화로 아스팔트가 발포되는 포밍(forming)현상이 발생하여 골재와 혼합이 용이하도록 형성되어 골재와 혼합시키는 방법이다.
그러나, 물을 사용하는 방법은 기화를 통해 물이 완전히 제거되지 못하고, 제조되는 아스팔트콘크리트 내부에 잔존하게 되어 아스팔트와 골재와의 결합을 약화시켜 아스팔트콘크리트의 물성을 저해하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 물을 사용한 포밍(foaming)공정을 통해 제조되는 중온 아스팔트콘크리트에서 아스팔트와 골재의 결합을 강화시켜 물로 인한 아스팔트콘크리트의 물성을 저하되는 것이 방지되는 중온 개질아스팔트콘크리트에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 중온 개질아스팔트콘크리트를 이용하여 형성되는 물성이 우수한 중온 개질아스팔트콘크리트 포장체에 관한 것이다.
본 발명은 포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 개질아스팔트콘크리트에 있어서, 상기 중온 아스팔트콘크리트는 골재 100중량부에 중온 개질아스팔트 4~12 중량부가 혼합되어 형성되며, 상기 중온 개질아스팔트는 아스팔트 100중량부에 접착증진 혼합액 1~5중량부가 혼합되어 형성되되, 상기 접착증진 혼합액은 물 100중량부에 접착증진제 0.15~10중량부, 이온화제 0.15~10중량부를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트를 제공한다.
또한, 상기 접착증진제는 고급지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염 중 하나 또는 2이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트를 제공한다.
또한, 상기 이온화제는 산성 또는 염기성 화합물인 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트를 제공한다.
또한, 상기 골재를 굵은골재 45~85 중량%, 잔골재 10~45 중량%, 채움재 5~10 중량%로 사용하여 내유동성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질아스팔트콘크리트를 제공한다.
또한, 상기 골재를 굵은골재 60~73 중량%, 잔골재 25~35 중량%, 채움재 2~5 중량%로 사용하여 저소음 내유동성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질아스팔트콘크리트를 제공한다.
또한, 상기 골재를 굵은골재 70~90 중량%, 잔골재 7~27 중량%, 채움재 3~8 중량%로 사용하여 배수성 및 투수성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질아스팔트콘크리트를 제공한다.
또한, 상기의 중온 개질아스팔트콘크리트를 시공하고, 그 시공면에 유면접착제를 도포한 후, 입도 1~15㎜의 칼라스톤과 접착제가 혼합된 칼라투수스톤이 적층되어 색상을 가지는 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트 포장체를 제공한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트는 이온화된 접착증진제가 아스팔트에 결합된 후에 다시 접착증진제가 아스팔트와 골재의 결합력을 높여 포밍공정에서 물이 전부 기화되지 못하고 잔존하여도 물성이 우수한 중온 개질아스팔트콘크리트를 제공하는 효과가 있다.
또한, 물성이 우수한 중온 개질아스팔트콘크리트 포장체를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트와 골재의 결합을 간략히 도식화한 도면이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 불법적으로 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트와 골재의 결합을 간략히 도식화한 도면이다.
본 발명은 포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 개질아스팔트콘크리트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트는 골재 100중량부에 중온 개질아스팔트 4~12 중량부가 혼합되어 형성할 수 있다.
상기 중온 개질아스팔트는 상기 아스팔트 100중량부에 접착증진 혼합액 1~5중량부가 혼합되어 형성되는 것으로 상기 접착증진 혼합액은 물 100중량부에 접착증진제 0.15~10중량부, 이온화제 0.15~10중량부를 혼합되어 형성된다.
일반적으로 아스팔트는 석유를 구성하는 성분 중에서 경질(輕質) 부분이 자연적 또는 인위적인 방법에 의해 증발된 후 잔류하는 흑색 또는 흑갈색의 반고체 상태의 교상물질(膠狀物質)을 칭하는 것으로 본 발명에 사용되는 아스팔트는 KS F 2389 공용성등급(PG등급)에 의한 도로포장용 아스팔트 PG등급 46-22, 52-22, 58-22, 64-22, 70-22, 76-22, 82-22 중 어느 것이나 사용가능하다.
또한, 공용성등급(PG등급) 46-22, 52-22, 58-22, 64-22, 70-22, 76-22, 82-22인 개질아스팔트를 사용할 수 있다.
상기 접착증진 혼합액에 포함되는 상기 접착증진제는 화학구조상의 한쪽에는 친화성이 큰 친수기(親水基)가 있고, 반대쪽에는 기름과 친화성이 큰 친유기를 가지고 있는 화합물로 물과 아스팔트가 균일하게 혼합될 수 있도록 한다.
상기 접착증진제는 고급지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염 중 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 접착증진제는 이온화제를 통해 이온화되는 것으로 고급지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유는 산성 화합물을 통해 접착증진제를 양이온화 시킬 수 있으며, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염은 염기성 화합물을 통해 접착증진제를 음이온화 시킬 수 있을 것이다.
상기 이온화제는 상기 접착증진제를 이온화시켜 아스팔트와 결합력을 높이고 이를 통해 아스팔트가 다른 아스팔트나 골재 등의 다른 소재와 결합력을 높일 수 있다.
[화학식 1]
(1) RNH2 + HCl = RH3 + + Cl-
(2) RCOOH + NaOH= RCOO- + Na+
*R은 선형, 고리형 등의 알킬기 또는 방향족기 임
일예로, 상기 화학식 (1)과 같이 상기 접착증진제가 아민염인 경우에는 상기 이온화제를 염산, 황산, 인산과 같은 산성 화합물을 사용하여 접착증진제를 양이온화시킬 수 있으며, 상기 화학식 (2)와 같이 상기 접착증진제가 고급지방산염인 경우에는 상기 이온화제를 수산화나트륨, 수산화칼슘, 탄산수소나트륨과 같이 염기성 화합물을 사용하여 접착증진제를 음이온화시킬 수 있을 것이다.
상기 접착증진제는 아스팔트콘크리트 제조시 사용되는 골재의 종류에 따라 접착증진제의 종류를 적절히 조절하여 사용하여야 할 것이다.
상기 골재는 석영, 장석류, 석회암, 금속류 등이 고온, 고압 등을 통해 굳어진 고체로 화학적으로 다양한 반응기를 가지고 있다.
일반적으로 골재를 구성하는 주요 성분에 따라 골재의 이온성이 결정되는 것으로 일반적으로 석영(SiO2)의 함량이 높은 골재일수록 음이온화 경향이 있고, 석회암의 함량이 높은 골재일 수록 양이온화 경향을 가진다.
따라서, 석영함량이 높은 규암, 화강암, 사암 등의 골재를 사용할 경우에는 이온화제를 통해 양이온화되는 접착증진제를 사용하는 것이 바람직하며, 석회암 함량이 높은 대리석, 석회암 등의 골재를 사용할 경우에는 이온화제를 통해 음이온화되는 접착증진제를 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트는 도 1에서와 같이 아스팔트(100)와 골재(300)사이에 이온화된 결합증진제(200)가 결합되어 아스팔트와 골재의 결합력을 높이는 것을 나타낸 도면으로 골재는 석영이 함량이 높은 골재로 음이온성(-)을 가지게 되고, 화학식 1의 (1)과 같이 양이온화(+)되는 결합증진제를 사용하여 결합증진제의 친유기는 아스팔트와 결합되고, 이온성을 가지는 친수기는 석재와 이온결합되어 아스팔트와 골재의 결합력이 향상되는 효과를 가져오게 된다.
상기와 같이 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트 제조는 포밍현상을 이용하여 제조된다.
상기 포밍현상은 아스팔트와 골재를 유사한 고온으로 가열 후 아스팔트에 물을 분사하여 아스팔트의 열로 인해 물이 기화하면서 아스팔트가 발포되는 포밍(forming)현상이 발생되며, 포밍된 아스팔트는 점도가 낮아지고 유동성이 향상되어 골재와 원활히 혼합될 수 있게 된다.
본 발명의 중온 개질아스팔트콘크리트는 현재까지 개발된 포밍현상을 이용한 중온 아스팔트콘트리트의 제조방법은 모두 사용할 수 있을 것이다.
일예로, 대한민국 등록특허 제0983344호에서 개시된 아스팔트 거품특성을 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법으로 제조될 수 있는 것으로 가열된 아스팔트에 물을 고압의 입자상태로 분사하여 아스팔트 거품을 발생시키는 아스팔트거품발생 단계, 상기 아스팔트거품발생단계 후에 가열된 골재를 투입하여 혼합하는 골재혼합단계를 포함하여 제조될 수 있으며, 추가로 상기 골재혼합단계 과정 중에 고분자 개질첨가재, 채움재 및 순환골재 중 어느 하나 이상을 투입하여 혼합하는 혼화재투입단계를 더 포함하여 제조될 수 있을 것이다.
상기 가열된 아스팔트에 고압의 입자상태로 분사되는 물을 본 발명의 접착증진 혼합액을 사용하여 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트를 제조할 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트는 골재에 중온 개질아스팔트가 혼합되어 형성되는 것으로 상기 중온 개질아스팔트콘크리트 제조시 천연고무, 스티엔부타디엔고무(Styrene Butadiene Rubber:SBR), 폐타이어 등의 고무분말이나 폴리인산 등을 더 첨가하여 제조되는 중온 개질아스팔트콘크리트의 기능성 및 물성을 향상시킬 수 있을 것이다.
상기의 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트에 사용되는 골재의 입도를 조절하여 내유동성 또는 배수성 및 투수성 중온 개질아스팔트콘크리트를 제조할 수 있다.
상기 내유동성을 가지는 중온 개질아스팔트콘크리트로 제조할 경우에는 상기 골재를 굵은골재 45~85 중량%, 잔골재 10~45 중량%, 채움재 5~10 중량%로 구성하여 제조할 수 있다.
상기 내유동성을 가지는 중온 개질아스팔트콘크리트에 사용되는 골재의 함량을 조절하여 저소음기능이 부여된 내유동성을 가지는 중온 개질아스팔트콘크리트를 제조할 수 있다.
즉, 저소음 내유동성을 가지는 중온 개질아스팔트콘크리트는 굵은골재 60~73 중량%, 잔골재 25~35 중량%, 채움재 2~5 중량%로 사용하여 제조할 수 있으며, 더욱 자세하게는 5~13mm 입도의 굵은 골재, 0.6~2.5mm 입도의 잔골재를 사용하여 골재와 골재간의 맞물림 효과를 높게하여 표면공극율 유지하여 저소음기능을 가지면서, 내부는 내유동성 포장과 동등한 수밀성 및 내구성을 가지는 중온 개질아스팔트콘크리트를 제조할 수 있다.
또한, 배수성 및 투수성을 가지는 중온 개질아스팔트콘크리트로 제조할 경우에는 골재를 굵은골재 70~90 중량%, 잔골재 7~27 중량%, 채움재 3~8 중량%로 구성하여 제조할 수 있다.
또한, 상기의 중온 개질아스팔트콘크리트의 물성을 더욱 향상시키기 위해 폴리프로필렌섬유, 폴리에스테르섬유, 아크릴섬유, 셀룰로우스섬유, 카본섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등의 합성섬유를 첨가할 수 있다. 상기 합성섬유의 첨가량은 중온 아스팔트콘크리트 100 중량부에 상기 합성섬유 중 하나 또는 2이상을 혼합한 강도보강용 섬유 0.01~0.2 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 중온 개질아스팔트콘크리트의 물성을 더욱 향상시키기 위한 또다른 방법으로 C45~C100(탄소수가 45~100개)인 FT왁스(Fischer-Tropsch공법으로 제조된 왁스)를 첨가할 수 있다.
또한, 최근에는 주차장이나 통행로의 표시등으로 다양한 색상의 아스팔트콘크리트가 요구되고 있어 본 발명의 중온 개질아스팔트콘크리트로 색상을 가지는 중온 개질아스팔트콘크리트 포장체를 제조할 수 있다.
상기의 중온 개질아스팔트콘크리트를 시공하고, 그 시공면에 유면접착제를 도포한 후, 입도 1~15㎜의 칼라스톤과 접착제가 혼합된 칼라스톤이 적층하여 제조할 수 있다.
상기 유면접착제는 기름이 부착되어 있는 표면에 접착제를 도포할 경우 기름이 접착제 중에 흡수, 확산되어 높은 접착 강도를 나타내는 접착제로서 에폭시 수지계, 제2세대 아크릴(SGA)계, 시아노아크릴레이트계, 혐기성 아크릴레이트계, 폴리우레탄계, 비닐에스테르(불포화 폴리에스테르)계 등의 유면 접착제를 사용할 수 있다.
상기 칼라스톤은 입도크기 1~15㎜의 칼라스톤과 접착제를 중량비 75:25~95로 혼합되어 제조되는 것으로 상기 칼라스톤은 콩자갈, 종석, 규사나 천연 광산에서 생산되는 화강암, 대리암 계통의 백색, 흑색, 적색, 녹색, 황색, 옥색 등 독특한 색상의 자연석으로 건축용 판석, 석재조형물 등을 만들고 남은 폐석을 파쇄, 선별한 골재를 사용할 수 있다.
또한, 제작비의 절약 및 자연석으로 구현되지 못하는 색상을 위해 칼라 도장된 인조석을 사용할 수도 있다.
상기 칼라스톤은 도로의 상측으로 1~3㎝ 두께로 포장되는 것이 바람직할 것이다.
이하 본 발명의 중온 개질아스팔트콘크리트를 내유동성, 배수성 및 투수성으로 제조하는 실시예를 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트
일반 밀입도아스팔트콘크리트, 본 발명에 따른 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트, 저소음 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트를 각각 제조하여 물성을 비교 실시하였다.
◈ 아스팔트콘크리트 제조
1. 일반 밀입도아스팔트콘크리트 제조
일반골재를 사용하여 KS F 2357규격의 굵은골재 60 중량%, KS F 2357규격의 잔골재 37 중량%, KS F 3501규격의 채움재 3.0 중량%로 조성하고, 상기 일반골재 100중량부에 KS M 2201규격의 공용성등급 64-22의 아스팔트 6.0중량부를 각각 160℃로 가열한 후 혼합하여 제조하였다.
2. 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트
규암, 화강암, 사암의 함량이 높은 일반골재를 사용하여 KS F 2357규격의 굵은골재 60 중량%, KS F 2357규격의 잔골재 37 중량%, KS F 3501규격의 채움재 3.0 중량%로 조성하고, 상기 일반골재 100중량부에 KS M 2201규격의 공용성등급 64-22의 아스팔트 6.0중량부, 접착증진 혼합액 0.18중량부를 혼합하여 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트를 제조하였다.
상기 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트는 상기 일반골재와 아스팔트는 각각 120℃로 가열한 후 접착증진 혼합액을 아스팔트에 고압의 입자상태로 분사하여 포밍현상을 발현시키는 방식으로 제조한 것으로 대한민국 등록특허 제0983344호의 제조방법으로 제조하였다.
상기 접착증진 혼합액은 물 100중량부에 접착증진제 1중량부, 이온화제 1중량부를 혼합하여 제조하였으며, 상기 접착증진제는 양이온화되는 접착증진제(C10H21-NH2)를 사용하였고 이온화제는 염산을 사용하였다.
3. 저소음 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트
규암, 화강암, 사암의 함량이 높은 일반골재를 사용하여 KS F 2357규격의 굵은골재 65 중량%, KS F 2357규격의 잔골재 32 중량%, KS F 3501규격의 채움재 3.0 중량%로 조성하여 혼합골재를 제조하고, 상기 혼합골재 100중량부에 KS M 2201규격의 공용성등급 64-22의 아스팔트 6.0중량부를 접착증진 혼합액 0.18중량부를 혼합하여 저소음 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트를 제조하였다.
상기 굵은 골재는 5~13mm 입도의 골재를 사용하였으며, 잔골재는 6~2.5mm 입도의 골재를 사용하였다.
상기 저소음 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트는 상기 일반골재와 아스팔트는 각각 120℃로 가열한 후 접착증진 혼합액을 아스팔트에 고압의 입자상태로 분사하여 포밍현상을 발현시키는 방식으로 제조한 것으로 대한민국 등록특허 제0983344호의 제조방법으로 제조하였다.
상기 접착증진 혼합액은 물 100중량부에 접착증진제 1중량부, 이온화제 1중량부를 혼합하여 제조하였으며, 상기 접착증진제는 양이온화되는 접착증진제(C10H21-NH2)를 사용하였고 이온화제는 염산을 사용하였다.
◈ 비교 실험
상기와 같이 제조된 각각의 아스팔트콘크리트를 공시체로 제작한 후, 마샬안정도, 간접인장강도, 회복탄성계수, 동적안정도를 측정하였다.
1. 실험 방법
1) 마샬안정도시험은 아스팔트 혼합물의 흐름에 대한 소성 저항성을 측정하기 위함이며 마샬시험기를 사용한 역청혼합물의 소성흐름에 대한 저항력 시험방법(KS F 2337)에 따라 측정하였다.
2) 간접인장강도시험은 아스팔트콘크리트의 할렬인장에 대한 간접강도를 파악할 수 있는 측정방법으로 역청혼합물의 간접 인장강도시험(KS F 2382)에 따라 측정하였다.
3) 회복탄성계수시험은 차량의 반복적인 하중에 대한 아스팔트 혼합물의 온도별 회복변형 거동특성을 모사하기 위한 측정방법으로 회복탄성계수시험(KS F 2376)에 따라 5℃, 25℃, 40℃의 온도에서 각각 저온, 상온, 고온 특성을 측정하였다.
4) 휠트랙킹시험에 따른 동적안정도는 아스팔트 혼합물의 소성변형 동적저항성을 평가할 수 있는 시험으로서 이 때 측정되는 동적안정도(회/mm)는 아스팔트 콘크리트 혼합물의 휠트랙킹시험(KS F 2374)방법에 따라 측정하였다.
2. 실험 결과
실험 결과는 표 1과 같다. A는 일반 아스팔트콘크리트, B는 본 발명의 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트, C는 본 발명의 저소음 내유동성의 중온 개질아스팔트콘크리트이다.
항목 시험방법 단위 A B C
마샬 안정도 KS F 2337 N 10,550 11,010 10,230
간접 인장강도 KS F 2382 kg/㎠ 10.1 10.2 10.0
회복탄성계수 KS F 2376 MPa 5℃ 10,156 10,884 10,182
25℃ 2,099 2,145 2,027
40℃ 1,254 1,245 1,127
동적 안정도 KS F 2374 회/㎜ 1,551 1,812 1,562
상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트(B,C)는 일반 아스팔트콘크리트(A) 보다 40℃ 낮은 온도에서 제조되었으나, 일반 아스팔트콘크리트와 물성에 비해 물성이 약간 우수하거나 비슷한 것으로 포밍현상으로 잔존하는 물로 인한 물성 저하가 없으며 접착증진 혼합액의 접착증진제와 이온화제를 통해 아스팔트와 골재의 결합력을 높여 물성이 저하되는 것을 방지하고 물성을 향상시키는 것을 알 수 있을 것이다.
실시예 2 : 배수성 및 투수성의 중온 개질아스팔트콘크리트
일반 배수성 및 투수성아스팔트콘크리트, 본 발명의 배수성 및 투수성의 중온 개질아스팔트콘크리트를 각각 제조하여 물성을 비교 실시하였다.
◈ 아스팔트콘크리트 제조
1. 일반 배수성 및 투수성 아스팔트콘크리트
일반골재를 사용하여 KS F 2357규격의 굵은골재 80 중량%, KS F 2357규격의 잔골재 16 중량%, KS F 3501규격의 채움재 4 중량%로 조성하고, 상기 일반골재 100중량부에 KS M 2201규격의 공용성 등급 58-22의 아스팔트 5.3 중량부를 혼합가열하여 제조하였다.
2. 배수성 및 투수성의 중온 개질아스팔트콘크리트
규암, 화강암, 사암의 함량이 높은 일반골재를 사용하여 KS F 2357규격의 굵은골재 80 중량%, KS F 2357규격의 잔골재 16 중량%, KS F 3501규격의 채움재 4 중량%로 조성하고, 상기 일반골재 100중량부에 KS M 2201규격의 공용성등급 58-22의 아스팔트 5.3중량부, 접착증진 혼합액 0.15중량부를 혼합하여 배수성 및 투수성의 중온 개질아스팔트콘크리트를 제조하였다.
상기 배수성 및 투수성의 중온 개질아스팔트콘크리트는 상기 일반골재와 아스팔트는 각각 120℃로 가열한 후 접착증진 혼합액을 아스팔트에 고압의 입자상태로 분사하여 포밍현상을 발현시키는 방식으로 제조한 것으로 대한민국 등록특허 제0983344호의 제조방법으로 제조하였다.
상기 접착증진 혼합액은 물 100중량부에 접착증진제 2중량부, 이온화제 2중량부를 혼합하여 제조하였으며, 상기 접착증진제는 양이온화되는 접착증진제(C10H21-NH2)를 사용하였고 이온화제는 염산을 사용하였다.
나. 비교 실험
상기와 같이 제조된 각각의 아스팔트콘크리트로 공시체를 제작한 후, 마샬안정도, 수침마샬잔류안정도, 칸타브로 손실율, 동적안정도, 투수능력, 공극율을 측정하였다.
1. 실험 방법
1) 마샬안정도시험은 아스팔트 혼합물의 흐름에 대한 소성 저항성을 측정하기 위함이며 마샬시험기를 사용한 역청혼합물의 소성흐름에 대한 저항력 시험방법(KS F 2337)에 따라 측정하였다.
2) 휠트랙킹시험에 따른 동적안정도는 아스팔트 혼합물의 소성변형 동적저항성을 평가할 수 있는 시험으로서 이 때 측정되는 동적안정도(회/mm)는 아스팔트 콘크리트 혼합물의 휠트랙킹시험(KS F 2374)방법에 따라 측정하였다.
3) 투수능력시험은 배수성 및 투수성 아스팔트 혼합물 포장의 투수성능을 평가하기 위해 실시하며 실내에서 제작한 공시체를 사용하여 실내투수시험을 투수시험방법(KS F 2322)에 따라 측정하였다.
4) 공극율시험은 배수성 및 투수성 아스팔트 혼합물의 공극율을 측정하기 위해 실시하며 일반적으로 마샬시험의 밀도와 이론밀도를 이용하여 AKTIF안정도 시험방법(KS F 2337)에 따라 공시체의 공극율을 산출한다.
5) 칸타브로 시험은 투수성, 배수성 혼합물의 골재 비산저항성으로부터 표층용 재료로서의 타당성을 검증하기 위하여 실시하며 아스팔트 혼합물의 칸타브로 시험방법(KS F 2492)에 따라 측정한다.
2. 실험 결과
실험 결과는 표 2와 같다. A는 일반 배수성 및 투수성 아스팔트콘크리트, B는 본 발명의 배수성 및 투수성 중온 개질아스팔트콘크리트이다.
항목 시험방법 단위 A B
마샬 안정도 KS F 2337 N 4,121 4,244
수침마샬
잔류안정도		 KS F 2337 % 70 70
칸타브로
손실율		 KS F 2492 % 23 19
동적 안정도 KS F 2374 회/㎜ 1,195 1,259
투수능력 KS F 2322 cm/초 0.018 0.021
공극율 KS F 2337 % 19.2 20.9
상기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 중온 개질아스팔트콘크리트(B)는 일반 아스팔트콘크리트(A) 보다 40℃ 낮은 온도에서 제조되었으나, 일반 아스팔트콘크리트보다 물성이 우수한 것을 알 수 있는 것으로 접착증진 혼합액의 접착증진제와 이온화제를 통해 아스팔트와 골재의 결합력을 높여 물성이 저하되는 것을 방지하고 물성을 향상시키는 것을 알 수 있을 것이다.
아스팔트: 100 이온화된 접착증진제: 200
골재 : 300

Claims (7)

  1. 포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 개질아스팔트콘크리트에 있어서,
    상기 중온 아스팔트콘크리트는 골재 100중량부에 중온 개질아스팔트 4~12 중량부가 혼합되어 형성되며,
    상기 중온 개질아스팔트는 아스팔트 100중량부에 접착증진 혼합액 1~5중량부가 혼합되어 형성되되,
    상기 접착증진 혼합액은 물 100중량부에 접착증진제 0.15~10중량부, 이온화제 0.15~10중량부를 혼합하여 형성되고,
    상기 접착증진 혼합액을 아스팔트에 고압의 입자상태로 분사하여 포밍현상을 발생시켜 골재와 혼합되는 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착증진제는 고급지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염 중 하나 또는 2이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이온화제는 산성 또는 염기성 화합물인 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 골재를 굵은골재 45~85 중량%, 잔골재 10~45 중량%, 채움재 5~10 중량%로 사용하여 내유동성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질아스팔트콘크리트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 골재를 굵은골재 60~73 중량%, 잔골재 25~35 중량%, 채움재 2~5 중량%로 사용하여 저소음 내유동성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질아스팔트콘크리트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 골재를 굵은골재 70~90 중량%, 잔골재 7~27 중량%, 채움재 3~8 중량%로 사용하여 배수성 및 투수성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질아스팔트콘크리트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 중온 개질아스팔트콘크리트를 시공하고, 그 시공면에 유면접착제를 도포한 후, 입도 1~15㎜의 칼라스톤과 접착제가 혼합된 칼라투수스톤이 적층되어 색상을 가지는 것을 특징으로 하는 중온 개질아스팔트콘크리트 포장체.
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