KR101672888B1 - 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 및 제조 방법 그리고 이를 사용한 중온 개질 아스팔트 혼합물 - Google Patents

과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 및 제조 방법 그리고 이를 사용한 중온 개질 아스팔트 혼합물 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 분말상의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부; 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 분말상의 고상형 점도제어제 20~50 중량부; 지방산 금속염으로부터 선택되는 분말상의 고상형 표면처리제 20~50 중량부; 및 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는 분말상의 점착부여제 5~20 중량부를 포함하는 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물, 그 제조방법, 이를 사용한 중온 개질 아스팔트, 및 중온 개질 아스팔트 혼합물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물은 과립형으로 이루어져 있어 아스팔트와의 혼합 속도가 빠르고, 점도가 낮아 시공 온도 제어가 용이하며, 아스팔트의 고온에서의 소성변형 저항성 및 탄성회복력이 우수하고, 수분에 대한 저항성이 우수하다.

Description

과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 및 제조 방법 그리고 이를 사용한 중온 개질 아스팔트 혼합물{GRANULE-TYPED LOW VISCOSITY WARM-MIX ASPHALT MODIFIER AND MANUFACTURING METHOD AND WARM-MIX MODIFIED ASPHALT MIXTURE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물, 그 제조방법, 이를 사용한 중온 개질 아스팔트, 및 중온 개질 아스팔트 혼합물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과립형으로 이루어져 있어 아스팔트와의 혼합 속도가 빠르고, 점도가 낮아 시공 온도 제어가 용이하며, 아스팔트의 고온에서의 소성변형 저항성 및 탄성회복력이 우수한 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물, 그 제조방법, 이를 사용한 중온 개질 아스팔트, 및 중온 개질 아스팔트 혼합물에 관한 것이다.
아스팔트의 성능을 구분하는 기준으로 침입도 등급과 공용성 등급이 있다. 이 중, 공용성 등급은 'PG XX-YY'의 형태로 나타내어지며, 이 때 XX는 고온 등급을 의미하고, -YY는 저온 등급을 의미한다. 고온 등급이 높다는 의미는 아스팔트 포장 도로가 고온 및 중하중에 잘 견뎌 소성변형 저항성이 우수하다는 것으로 해석할 수 있으며, 최저 저온 등급이 낮다는 의미는 저온 균열에 강하다는 의미로 해석할 수 있다. 예를 들면, PG 76-22는 예상되는 포장의 최고 사용온도가 76℃이고, 최저 사용온도가 -22℃임을 나타낸다. 국내에서 사용되는 대표적인 도로포장용 아스팔트의 공용성 등급은 PG 64-22이다. 인도네시아와 같은 더운 지역에서는 저온 등급보다는 고온 등급이 아스팔트 포장의 공용 성능에서 더 중요한 인자로 작용한다.
도로용 개질 아스팔트 콘크리트(아스콘)의 제조방법은 크게 프리믹스 타입과 플랜트믹스 타입으로 구분될 수 있다.
프리믹스 타입은 대형 용융 설비에서 아스팔트에 펠렛이나 크럼 형태의 개질제(예를 들면 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 등)를 투입하여 용융시켜 개질 아스팔트를 제조한 후, 아스콘 공장 등으로 이송하여 골재와 개질 아스팔트를 혼합하여 아스콘을 제조한다.
프리믹스 타입은 용융 설비에서 아스팔트와 개질제를 160~200℃에서 용융 혼합시켜 제조하기 때문에 대량 생산이 가능하다는 장점이 있어 도로 포장에 일반적으로 많이 사용된다. 그러나 프리믹스 타입에서는 아스팔트에 개질제를 녹이는 시간에 따라 생산성에 많은 영향을 미치기 때문에, 개질 아스팔트를 제조할 때 아스팔트 개질제의 용융 속도를 빠르게 하는 방법에 대한 개발이 필요하다. 플랜트믹스 타입은 아스콘 공장에서 골재와 아스팔트를 혼합할 때 개질제를 투입하여 아스콘을 제조하게 된다. 아스콘 공장에서 아스팔트 혼합물 생산 시에 열 및 골재 간의 충돌에 의해 개질제가 단시간 내에 용융되는데, 이 때 개질제가 충분히 용융되지 않으면 개질 아스팔트의 물성이 저하된다. 그러므로 플랜트 믹스 타입에서도 개질제의 용해 속도는 중요한 인자로 작용한다.
개질 아스팔트를 만들 때 사용하는 개질제의 입자가 작을수록 용해 속도가 빨라서 유리하지만, 입자가 작아 분말상이므로 분진을 발생시켜 계량 오차 및 작업자의 호흡기 등에 문제를 발생시킬 수 있다. 그래서 개질 아스팔트 제조시 개질제는 분말상으로 사용하지 않고 분진이 발생하지 않은 형상으로 사용할 수 있는 방법이 필요하다. 이에, 이러한 재료를 용해하여 펠렛 형태로 제작하는 것을 고려할 수 있으나, 펠렛 형태로 제작하게 되면 오히려 입자가 커져 용해 속도에 악영향을 미치게 된다.
일반적으로 PG 64-22 아스팔트의 고온 물성을 향상시키기 위하여 약 4.5~5wt%의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 사용하여 PG 76-22 아스팔트를 만든다. 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 상전이 온도가 존재하고 고온 물성 강화를 위해서는 분자량이 높아야 하는데, 반면 분자량이 높으면 상전이 온도가 높고 사슬의 얽힘 현상 때문에 용해 속도가 매우 느리게 된다. 또한, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 사용량이 증가함에 따라 아스팔트의 고온 물성이 개선되는데, 반면, 아스팔트 대비 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 함량이 커지면 용해 속도가 느리게 되고, 제조된 개질 아스팔트의 점도가 높아져 혼합물 생산 및 시공시에 다짐이 어려워 생산 및 시공 온도를 높여야 하는 문제점이 있다. 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 용해 속도가 느린 경우 생산성이 떨어지고, 혼합물 생산 및 시공 온도를 높이게 되면 아스팔트 및 개질제의 열에 의한 노화를 촉진하게 되어 아스팔트 도로 포장 수명을 단축시키는 문제점이 있다. 용융 속도를 높이는 방법 중 하나가 입자 크기를 줄여 표면적을 크게 하는 방법이다. 그러나, 입자크기가 너무 작으면 분진이 발생하여 사용상 문제를 일으킬 수 있다.
개질 아스팔트의 물성 평가 항목 중 하나로 탄성회복력(elastic recovery)이있다. 탄성회복력은 AASHTO-301-98 방법에 의해 측정하는데, 상온에서 개질 아스팔트를 일정 길이로 늘리고, 외력을 제거한 후 회복되는 정도를 측정하여 원래 길이로 회복되는 정도가 좋을수록 탄성회복력이 우수하다고 할 수 있다. 아스팔트 포장에서 자동차에 의한 외부의 응력이 원인이 되어 아스팔트 포장 변형이 일어나게 되는데, 개질 아스팔트가 응력 제거 후 탄성회복력이 좋은 경우에는 영구 변형이 발생하지 않아 도로의 내구성이 좋아지게 된다.
한편, 인도네시아는 약 6개월 이상이 우기인 지역으로 잦은 비로 인해 포트홀(pothall)과 같은 수분 손상에 의한 파손이 아스팔트 포장 파손의 주를 이루고 있다. 일반적으로 포트홀은 아스팔트 콘크리트 포장의 표층 및 기층 아래로 수분이 침투하여 발생하는 구멍으로, 보통 25~50mm의 얇은 아스팔트 콘크리트 표층에서 주로 발생한다. 포트홀은 주로 물이 균열 및 연약한 입상재료기층을 통하여 아스팔트 콘크리트 포장 표층으로 침투하여 발생하는데, 만약 아스팔트 포장 균열의 조각이 주위의 아스팔트 포장 재료와 접착이 부실하면, 포장체 위를 지나는 차량의 타이어 작용으로 조각들이 패어나가게 되고, 그 이후 남은 포장체는 급속도로 쉽게 패이게 되어 포트홀이 발생하게 된다. 포트홀의 발생 원인은 하기 표 10과 같다.
포트홀 발생 원인 및 영향 요소
발생 원인 영향 요소
공동 현상(cavity) 수분, 포화도, 온도(동결, 융해)
부적절한 포장 배수(간극 수압) 수분, 수압, 포화도, 교통하중
부적절한 다짐 공극, 수분
골재의 과도한 먼지 및 점토 코팅 먼지와 점토 함유량
개립도 마찰층(OGFC)의 사용 공극, 다짐도
부적절한 골재의 건조 골재의 수분 함유량
약하고 깨지기 쉬운 골재 골재 내구성
악화된 콘크리트 포장에 덧씌우기(overlay) 수분, 수압
방수 멤브레인과 씰 코트(seal coats) 수분, 증기압
상기 표 1에서 나타내어지는 바와 같이, 포트홀의 발생 원인을 살펴보면, 수분에 대한 민감도가 주된 영향을 미치는 요소임을 알 수 있다.
그러므로 아스팔트의 고온 물성을 향상시키기 위하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 사용하여 개질 아스팔트를 제조할 때, 용해 속도가 빠르며 점도가 높지 않아 시공 온도를 낮추면서 탄성회복력이 우수한 저점도 중온 아스팔트용 개질제 개발 및 이를 이용한 수분에 대한 저항성이 높은 아스팔트 혼합물의 개발이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 과립형으로 이루어져 있어 아스팔트와의 혼합 속도가 빠르고, 점도가 낮아 시공 온도 제어가 용이하며, 아스팔트의 고온에서의 소성변형 저항성 및 탄성회복력이 우수하고, 수분에 대한 저항성이 높은 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물, 그 제조방법, 이를 사용한 중온 개질 아스팔트, 및 중온 개질 아스팔트 혼합물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 분말상의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부; 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 분말상의 고상형 점도제어제 20~50 중량부; 지방산 금속염으로부터 선택되는 분말상의 고상형 표면처리제 20~50 중량부; 및 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는 분말상의 점착부여제 5~20 중량부를 포함하는 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 고상형 점도제어제, 지방산 금속염으로부터 선택되는 고상형 표면처리제 및 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는 점착부여제를 분말상으로 분쇄하는 단계; 분쇄된 분말상 재료를 상온에서 혼합하는 단계; 혼합된 재료를 60~90℃에서 압력을 가하여 과립형으로 만드는 단계; 및 생성된 과립을 상온으로 냉각하는 단계를 포함하는 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 상기 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 3~6 중량% 및 아스팔트 94~97 중량%를 포함하는 중온 개질 아스팔트를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기 방법에 따라 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물을 제조하는 단계; 가열된 아스팔트 95~97 중량%에 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 3~5 중량%을 투입하여 균일하게 혼합하는 단계; 및 혼합물을 가열된 골재에 투입하여 혼합하는 단계를 포함하는 중온 개질 아스팔트 혼합물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 과립형 저점도 중온 아스팔트 개질제 조성물은 과립형으로 이루어져 있어 분말이 날리지 않아 사용상 용이성 및 건강상 이점을 가지며, 아스팔트에 용융되는 속도가 빨라 개질 아스팔트 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
이와 같은 과립형 저점도 중온 아스팔트 개질제는 프리믹스 타입 및 플랜트믹스 타입의 중온 개질 아스팔트 혼합물 제조에 적용될 수 있으며, 이에 따라 제조된 중온 개질 아스팔트는 고온에서의 소성변형 저항성 및 탄성회복력이 우수하다.
또한, 과립형 저점도 중온 아스팔트 개질제를 이용한 중온 개질 아스팔트 혼합물은 고온 물성 대비 개질 아스팔트의 점도가 낮아 아스팔트 혼합물의 생산 및 시공 온도 관리가 용이하다.
또한, 이와 같은 중온 개질 아스팔트 혼합물은 수분에 대한 민감도가 높아, 포트홀이나 박리와 같이 수분에 의해 발생하는 파손 형태에 대한 저항성이 높아 특히 6개월 이상의 우기를 갖는 인도네시아와 같은 기후의 국가에 광범위하게 적용될 수 있다.
도 1은 실험예 1에 따른 평가 결과를 나타내는 사진. (a)는 합격한 과립형 개질제, (b)는 불합격한 과립형 개질제.
도 2는 실험예 3의 박리방지 저항성 평가 실험 결과를 나타내는 사진. (a)는 실시예 1의 과립형 중온 아스팔트 개질제를 이용한 경우(피복잔류율 60%), (b)는 실시예 1과 동일한 조성을 갖는 펠렛형 중온 아스팔트 개질제를 이용한 경우(피복잔류율 30%), (c)는 인도네시아 PMA를 이용한 경우(피복잔류율 40%), (d)는 인도네시아 HMA를 이용한 경우(피복잔류율 5%).
도 3은 실험예 3에 따른 함부르크 휠트래킹 실험 결과를 나타내는 그래프.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에 있어서, 과립형이란 입자가 작은 재료를 열과 압력에 의해 일정 크기로 뭉쳐 놓은 형상을 의미한다.
본 발명의 일 실시예는 분말상의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부; 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 분말상의 고상형 점도제어제 20~50 중량부; 지방산 금속염으로부터 선택되는 분말상의 고상형 표면처리제 20~50 중량부; 및 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는 분말상의 점착부여제 5~20 중량부를 포함하는 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물에 포함되는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 개질 아스팔트의 고온 물성을 향상시키는 역할을 한다.
일 형태에서, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 중량평균분자량이 바람직하게 50,000~150,000 g/mol의 범위일 수 있으며, 더욱 바람직하게 70,000~120,000 g/mol의 범위일 수 있다. 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 중량평균분자량이 50,000 g/mol 미만인 경우에는 아스팔트의 고온 물성 개질 효과가 적게 되며, 150,000 g/mol을 초과하는 경우에는 분자량이 커져 탄성회복력이 좋지 않게 된다.
일 형태에서, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 스티렌 함량이 바람직하게 20~40 중량%의 범위, 더욱 바람직하게 25~35 중량%의 범위일 수 있다. 스티렌 함량이 20 중량% 미만인 경우에는 탄성이 부족하여 중온 개질 아스팔트의 연화점 등의 고온 물성 개질 효과가 크지 않으며, 40 중량%를 초과하는 경우에는 플라스틱 성질이 강해져 탄성회복력이 좋지 않게 된다.
일 형태에서, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 선형 또는 가지형을 모두 이용할 수 있으나, 개질제로 사용할 경우 탄성회복력이 우수한 측면에서 선형 구조를 갖는 것이 바람직하다.
일 형태에서, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 분말상이며, 0.3 mm 이하, 바람직하게는 0.1~0.3 mm의 지름을 가질 수 있다. 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 분말의 지름이 0.3 mm를 초과하는 경우, 아스팔트에 용해되는 속도가 느리고, 과립형으로 만들 때 입자가 서로 응집되는 것을 방해할 수 있다. 한편, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 점탄성 특성상 0.1 mm 미만으로 분쇄하기에는 어려움이 있다.
본 발명의 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물에 포함되는 고상형 점도제어제는 개질 아스팔트의 점도를 낮추고, 고온 물성을 향상시키는 역할을 한다.
스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로, 고상형 점도제어제는 20~50 중량부 범위의 양으로 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물에 포함될 수 있다. 고상형 점도제어제의 양이 20 중량부 미만인 경우에는 점도 저하 및 고온 물성 개선 효과가 크지 않으며, 50 중량부를 초과하는 경우 개질 아스팔트의 탄성회복력에 나쁜 영향을 미치게 된다.
일 형태에서, 점도제어제는 용융 온도가 100℃ 이상이고, 침입도가 3 dm 이하이며, 140℃ 점도가 50~500 cps인 폴리올레핀 수지일 수 있다. 바람직하게, 점도제어제는 용융 온도가 110~140℃이고, 침입도가 0.5~2 dm이며, 140℃ 점도가 50~300 cps인 폴리에틸렌 수지일 수 있다.
점도제어제의 용융 온도가 100℃ 미만인 경우에는 과립형 개질제 제조 시에 용융되어 과립형 개질제가 서로 달라붙거나 덩어리를 형성하여 아스팔트에 용융시킬 때 용융 시간에 영향을 미칠 수 있다. 점도제어제의 침입도가 3 dm을 초과하는 경우에는 너무 물러 아스팔트의 고온 물성을 개선하는데 문제가 있으며, 140℃ 점도가 500 cps를 초과하는 경우에는 아스팔트보다 점도가 높아져 개질 아스팔트의 점도를 개선하지 못하게 된다.
일 형태에서, 고상형 점도제어제는 0.3 mm 이하, 바람직하게 0.1~0.3 mm 범위의 지름을 갖는 분말상일 수 있다. 점도제어제의 입자 크기가 0.3 mm보다 큰 경우에는 개질제를 과립형으로 만들 때 입자가 응집되는 것을 방해하게 된다.
본 발명의 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물에 포함되는 고상형 표면처리제는 골재 표면을 처리하여 아스팔트와 골재의 결합을 강하게 만들어 줌으로써 아스팔트 혼합물을 생산할 때 골재에 개질 아스팔트가 빠르게 코팅될 수 있도록 하는 역할을 한다.
스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로, 고상형 표면처리제는 20~50 중량부 범위의 양으로 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물에 포함될 수 있다. 고상형 표면처리제의 양이 20 중량부 미만인 경우에는 표면처리 효과가 미미하며, 50 중량부를 초과하는 경우에는 개질 아스팔트의 탄성회복력에 나쁜 영향을 미치게 된다.
일 형태에서, 고상형 표면처리제는 지방산 금속염일 수 있으며, 바람직하게는 용융 온도가 120℃ 이상인 지방산 금속염일 수 있으며, 더욱 바람직하게 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일 형태에서, 고상형 표면처리제는 0.3 mm 이하, 바람직하게 0.1~0.3 mm 범위의 지름을 갖는 분말상일 수 있다. 표면처리제의 입자 크기가 0.3 mm보다 크면 개질제를 과립형으로 만들 때 입자의 응집을 방해하게 된다.
본 발명의 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물에 포함되는 분말상의 점착부여제는 개질제를 과립형으로 만들 때 용융되어 재료들 간의 결합을 강하게 만들어 주는 역할을 한다.
스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로, 분말상 점착부여제는 5~20 중량부 범위의 양으로 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물에 포함될 수 있다. 분말상 점착부여제의 양이 5 중량부 미만인 경우에는 재료들 간의 결합 효과가 충분치 않으며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 냉각 전에, 제조된 과립의 표면이 끈적거려 과립끼리 서로 붙을 수 있어 보관 안정성에 나쁜 영향을 미치게 된다.
일 형태에서, 분말상 점착부여제는 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 연화점이 50~90℃이고, 140℃ 점도가 500 cps 이하인 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택될 수 있다. 점착부여제의 연화점이 50℃ 미만인 경우에는 상온에서 분말상으로 제조가 어렵고, 90℃를 초과하는 경우에는 개질제를 과립형으로 만들 때 용융되지 않아 재료들 간의 결합력을 발휘하지 못한다.
일 형태에서, 점착부여제는 0.3 mm 이하, 바람직하게 0.1~0.3 mm 범위의 지름을 갖는 분말상일 수 있다. 점착부여제의 입자 크기가 0.3 mm보다 크면 개질제를 과립형으로 만들 때 입자의 응집을 방해하게 된다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물은 산화방지제, 열안정제, 대전방지제, 활제 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 고상형 점도제어제, 지방산 금속염으로부터 선택되는 고상형 표면처리제 및 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는 점착부여제를 분말상으로 분쇄하는 단계; 분쇄된 분말상 재료를 상온에서 혼합하는 단계; 혼합된 재료를 60~90℃에서 압력을 가하여 과립형으로 만드는 단계; 및 생성된 과립을 상온으로 냉각하는 단계를 포함하는 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
일 형태에서, 분쇄 단계에 있어서, 분쇄 방법으로는 각각의 재료를 분말상으로 형성할 수 있는 한 특히 제한되지 않으며, 예를 들어 기계적 분쇄, 또는 용매에 용융시킨 후 분말화하는 물리적 분쇄 등을 이용할 수 있다.
일 형태에서, 분쇄 단계에 있어서, 각각의 재료들은 지름 0.3 mm 이하, 바람직하게는 지름 0.1~0.3 mm 범위의 분말로 형성될 수 있다.
일 형태에서, 분쇄 단계에 있어서, 산화방지제, 열안정제, 대전방지제, 활제 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 분쇄할 수 있다.
일 형태에서, 과립형으로 만드는 단계에 있어서, 과립형의 크기는 2~20 mm 범위인 것이 바람직하다. 과립형의 크기가 2 mm보다 작으면 과립형으로 형성하기가 어렵고, 20 mm를 초과하면 운반 중 충돌에 의해 깨질 수 있다.
일 형태에서, 점도저하제 첨가 시에 점착부여제, 산화방지제, 열안정제, 대전방지제 및 활제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 첨가할 수 있다.
과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 각각의 구성성분, 작용효과, 함량 등에 대해서는 전술한 개질제 조성물에 대한 실시예에서 상술하였으므로, 본 실시예에 있어서는 반복을 피하기 위하여 그 상세한 기재를 생략한다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예는 상기 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 3~6 중량% 및 아스팔트 94~97 중량%를 포함하는 중온 개질 아스팔트에 관한 것이다.
아스팔트로는 일반적으로 도로 포장에 이용되는 어떠한 아스팔트도 이용가능하다. 아스팔트는 일반적으로 ASTM D946에 의한 침입도 시험결과에 따라 분류될 수 있다. 현재 국내에서 생산되는 대표적인 도로 포장용 아스팔트는 침입도 85 ~ 100(AP-3) 및 침입도 60 ~ 70(AP-5) 등급이다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기 방법에 따라 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물을 제조하는 단계; 가열된 아스팔트 95~97 중량%에 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 3~5 중량%을 투입하여 균일하게 혼합하는 단계; 및 혼합물을 가열된 골재에 투입하여 혼합하는 단계를 포함하는 중온 개질 아스팔트 혼합물의 제조방법에 관한 것이다.
일 형태에서, 아스팔트와 골재의 중량 비율은 3.5:96.5 내지 6.0:94.0의 범위일 수 있다.
일 형태에서, 아스팔트의 가열 온도는 150~180℃이며, 골재의 가열 온도는 110~140℃ 범위일 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
(1) 실험재료
본 실시예 및 비교예에서 저점도 중온 아스팔트용 개질제를 제조하기 위해 사용된 재료는 하기와 같다.
1) SBS/33/40-L: 스티렌 함량이 33 중량%, 중량평균분자량이 40,OOO g/mol 이며, 평균 입자 사이즈가 0.2 mm인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체
2) SBS/33/100-L: 스티렌 함량이 33 중량%, 중량평균분자량이 100,OOO g/mol 이며, 평균 입자 사이즈가 0.2 mm인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체
3) SBS/33/100-LB: 스티렌 함량이 33 중량%, 중량평균분자량이 100,OOO g/mol이며, 평균 입자 사이즈가 0.4mm인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체
4) SBS/33/100-R: 스티렌 함량이 33 중량%, 중량평균분자량이 100,OOO g/mol이며, 평균 입자 사이즈가 0.2mm인 가지형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체
5) SBS/19/100-L: 스티렌 함량이 19 중량%, 중량평균분자량이 100,OOO g/mol 이며, 평균 입자 사이즈가 0.2mm인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체
6) SBS/33/160-L: 스티렌 함량이 33 중량%, 중량평균분자량이 160,OOO g/mol이며, 평균 입자 사이즈가 0.2mm인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체
7) 점도 제어제-1: 용융 온도 120℃이며, 침입도가 2 dm이며, 140℃ 점도가 250cps이며, 평균 입자 사이즈가 0.1mm인 폴리에틸렌 수지
8) 점도 제어제-2: 용융 온도 120℃이며, 침입도가 2 dm이며, 140℃ 점도가 250cps이며, 평균 입자 사이즈가 0.5mm인 폴리에틸렌 수지
9) 점도제어제-3: 용융 온도 120℃이며, 침입도가 5 dm이며, 140℃ 점도가 600cps이며, 평균 입자 사이즈가 0.1mm인 폴리에틸렌 수지
10) 표면처리제-1: 용융 온도 140℃이며, 평균 입자 사이즈가 0.1mm인 스테아린산 나트륨
11) 점착부여제-1: 연화점이 70℃이며, 140℃ 점도가 300cps인 C5계 수첨수지
12) 점착부여제-2: 연화점이 110℃이며, 140℃ 점도가 500cps인 C5계 수첨수지
13) 아스팔트(AP): 25℃ 침입도가 70, 공용등급이 PG 64-22인 AP5 아스팔트
(2) 실시예 및 비교예에 따른 중온 아스팔트용 개질제의 제조
하기 표 10 및 2에 나타낸 조성비로 하기와 같은 방법으로 중온 아스팔트용 개질제를 제조하였다.
각 재료들을 지름 0.3 mm 이하의 분말로 분쇄한 후, 분쇄된 각 재료를 상온에서 분말 교반기를 사용하여 혼합하였다. 혼합물을 60~90℃에서 압력을 가하여 5~20 mm의 과립형으로 만들었다. 생성된 과립형을 상온으로 냉각하여 과립형 중온 아스팔트용 개질제를 얻었다.
(3) 실험예 1: 중온 아스팔트용 개질제의 제조 및 특성 평가
1) 중온 아스팔트용 개질제 제조 및 형상 안정성 평가
상기 제조 방법에 의해 제조된 중온 아스팔트용 개질제에 대하여 타정기를 이용하여 과립형으로 제조가능한지 여부에 대한 평가 및 형상 안정성 평가를 실시하였다. 타정기에서 5~10 mm 크기의 과립형으로 제조된 저점도 중온 아스팔트용 개질제 100g을 1L 비닐 봉투에 넣고 초당 2회의 속도로 30 cm를 좌우로 1분간 흔든 후에, 형상을 유지하고 있으면 합격, 형상을 유지하지 못하면 불합격으로 판정하였다. 또한, 타정기에서 과립형으로 제조되지 않는 경우에도 불합격 판정을 하였다. 그 결과를 표 2 및 도 1에 나타낸다.
구분 실 시 예 비 교 예
1 2 3 4 1 2 3 4 5


개질제 조성물
(중량부)		 SBS/33/100-L 100 100 100 100 100 100 100 100
SBS/33/100-LB 100
점도제어제-1 20 20 50 50 50 50 40
점도제어제-2 50 50
표면처리제-1 50 50 20 20 20 20 20 20 20
점착부여제-1 5 20 5 20 5 20 30 20
점착부여제-2 20
제조 평가 합격 합격 합격 합격 불합격 합격 합격 불합격 불합격
형상 안정성 평가 합격 합격 합격 합격 불합격 불합격 불합격 합격 불합격
표 2에 나타내어진 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 과립형으로의 제조 및 형상 안정성에 큰 문제가 없이 생산되었다. 비교예 1 및 2와 실시예 1 및 2를 비교하면, 점도제어제의 크기가 커지면 제조 및 형상 안정성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 비교예 3의 경우, 점착부여제의 연화점이 높아 과립 제조 과정에서 점착부여제가 녹지 않아 과립의 응집도가 떨어져 형상 안정성에서 좋지 않은 결과를 보여 주었다. 비교예 4의 경우, 점착부여제가 과량 첨가된 경우로 형상안정성은 만족시켰으나 제조 단계에서 과립이 서로 달라붙는 결과를 보였다. 비교예 5의 경우, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 입자가 커서 제조 및 형상 안정성이 좋지 않음을 알 수 있다. 상기 표 2 및 도 1의 실험 결과로부터, 안정된 과립 형상의 저점도 중온 아스팔트용 개질제 제조를 위하여 재료의 입자 크기 및 적정한 원료의 선정이 중요한 것으로 판단된다.
2) 중온 아스팔트용 개질제의 아스팔트에 대한 용해성(분산성) 평가
본 발명의 목적 중 하나가 빠른 시간 내에 저점도 중온 아스팔트용 개질제를 아스팔트에 용해시키는데 있다. 이를 평가하기 위하여 1L 캔에 아스팔트를 600g 담은 후, 5~10 mm 크기의 과립형으로 제조한 개질제를 5w% 투입하고, 180℃에서 300rpm으로 교반한 후, 시간별로 채취하여 이형 종이에 얇게 도포한 후, 저점도 중온 아스팔트용 개질제가 용융되었는지 여부를 육안 관찰하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다. 2시간 내에 중온 아스팔트용 개질제가 용해되면 합격, 그렇지 않으면 불합격으로 판정하였다.
또한, 형상에 의한 용해 속도 차이를 확인하기 위하여, 실시예 1의 조성을 갖되, 본 발명에 따라 과립 형상으로 만든 것과 180℃로 가열하여 완전히 용융시킨 다음 지름 2~3 mm 펠렛 형상으로 만든 것의 용해 속도를 서로 비교하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
(4) 실험예 2: 중온 아스팔트용 개질제의 아스팔트 바인더 평가(고온 및 탄성회복력 평가)
개질 아스팔트는 180℃로 가열된 아스팔트에 개질제를 5wt% 넣고 충분히 용융 혼합한 후에, 물성 평가를 실시하였다.
1) 고온 물성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 과립형으로 제조된 저점도 중온 아스팔트용 개질제를 사용하여 제조된 개질 아스팔트의 고온 물성 평가는 PG 시험을 기준으로 평가하였다.
PG 평가방법에 의해 RTFO(Rolling Thin Film Oven, 박막가열시험) 전 후에는 DSR로 고온 등급을 평가하였고, PVA(Pressure AgingVessel, 압력노화시험) 후에는 BBR을 이용하여 저온 등급을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
2) 탄성회복력 평가
상기 실시예 및 비교예에서 과립형으로 제조된 저점도 중온 아스팔트용 개질제를 사용하여 제조된 개질 아스팔트의 탄성회복력 평가는 AASTHO 301-98 방법으로 평가하였다. 탄성 회복력이 좋다는 것은 외력에 의한 변형이 생겼을 때 복원이 잘 된다는 것을 의미한다. 측정값은 AASTHO 301-98 방법에 따라 상온에서 50 cm로 늘리고, 외력을 제거한 후 회복되는 정도를 %로 표시하였다. 측정 시편은 도 2에 나타낸다. 그림 2]에 나타내었다. 만약 외력 제거 후 원래 상대로 회복된다면 100%, 회복이 전혀 되지 않는다면 0%로 계산한다. AP-5 아스팔트는 탄성 회복력이 0% 이다. 판정 기준은 탄성회복력이 60% 이상이면 합격, 60% 이하면 불합격으로 판정하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
3) 점도 측정
과립형으로 제조된 저점도 중온 아스팔트용 개질제를 사용하여 제조된 개질 아스팔트의 점도를 회전 점도계를 사용하여 135℃에서 측정하였다. 개질 아스팔트는 점도가 높을수록 다짐 및 시공온도가 높아져 아스팔트의 물성 및 아스팔트포장의 품질을 저하시키게 된다.
구분 실 시 예
1 2 3 4
과립형
개질제 조성물
(중량부)		 SBS/33/40-L
SBS/33/100-L 100 100 100
SBS/33/100-R 100
SBS/19/100-R
SBS/33/160-R
점도제어제-1 20 50 50 50
점도제어제-3
표면처리제-1 50 50 50 20
점착부여제-1 20 20 20 20
135℃ 점도(cps) 690 670 610 695
용해시간(2시간) 1:50 1:45 1:35 1:50
PG 등급 76-22 76-22 76-22 76-22
탄성회복력(%) 73 70 65 71
구분 비 교 예
1 2 3 4 5 6 7 8
과립형
개질제 조성물
(중량부)		 SBS/33/40-L 100 100
SBS/33/100-L 100 100 100 100
SBS/33/100-R
SBS/19/100-R 100
SBS/33/160-R 100
점도제어제-1 70 10 50 50 50
점도제어제-3 50
표면처리제-1 50 50 50 50 50 50
점착부여제-1 20 20 20 20 20 20
135℃ 점도(cps) 620 810 600 910 690 1,000 1,800 1,200
용해시간(시간) 1:45 1:52 1:10 1:40 1:30 2:20 3:00 2:10
PG 등급 76-22 70-22 70-22 70-22 70-22 76-22 76-22 70-22
탄성회복력(%) 56 72 67 73 52 45 78 50
표 3 및 4의 결과로부터, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체만을 사용한 비교예 7은 PG 등급 및 탄성회복력이 우수하지만, 점도가 높고 용해 시간이 길다는 단점이 있음을 알 수 있다. 분자량이 낮은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체만을 사용한 비교예 8의 경우, 점도가 낮고 용해 시간이 상대적으로 빠른 반면, PG 등급 및 탄성회복력이 낮은 것을 알 수 있다. 반면, 실시예 1 내지 4는 용해 시간이 빠르고, 점도가 낮으며, PG 등급 및 탄성 회복력이 우수하다는 것을 알 수 있다.
비교예 1은 점도제어제의 함량이 높아 탄성 회복력이 떨어졌고, 비교예 2는 점도 제어제의 함량이 낮아 PG 고온 등급이 낮은 것을 알 수 있다. 비교예 3과 5는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 분자량이 낮거나 스티렌 함량이 낮아 PG 고온 등급이 낮았다. 비교예 4는 점도제어제의 내열성이 약하고 점도가 높아 PG 등급이 낮게 나타났으며, 점도 개선 효과가 크지 않았다. 비교예 6은 사용된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 분자량이 높아 점도 및 용해 속도에 대한 개선 효과가 크지 않았다.
구분 실시예 1 비교예
과립형 펠렛형
135℃ 점도(cps) 690 695
용해시간(2시간) 1:50 2:59
PG 등급 76-22 76-22
탄성회복력(%) 73 73
실시예 1의 조성에 대하여 본 발명의 방법으로 5~10 mm 크기의 과립형으로 제조한 것과 완전히 용융하여 2~3 mm 펠렛으로 만든 것을 아스팔트와 용해시켜 용해 속도를 비교하였다. 상기 표 5의 결과로부터, 같은 조성을 갖더라도 본 발명에 따라 과립형으로 제조된 개질제가 크기가 더 큼에도 불구하고 용해 속도가 빨랐으며, 따라서 과립 형상을 갖는 개질제가 용해 속도가 우수함을 알 수 있다.
(5) 실험예 3: 중온 아스팔트용 개질제를 사용한 아스팔트 혼합물의 제조 및 특성 평가
1) 중온 아스팔트용 개질제를 사용한 아스팔트 혼합물 평가(수분민감도 평가)
[박리방지 저항성 평가]
현재 국내에서는 아스팔트 혼합물에 대한 박리방지 저항성 평가 방법이 규정되어 있지 않다. 따라서 골재와 아스팔트 바인더 간 친밀도를 평가하는 실험방법인 EN 12697-11 Determination of the affinity between aggregate and bitumen에 의거, 실시예 및 비교예에 대하여 박리방지 저항성 평가를 수행하였다. 상기 평가 방법은 8 mm~11.2 mm 사이의 골재를 이용하여, 혼합 온도에서 혼합 후, 25℃ 60rpm 24hr 처리 후, 아스팔트 바인더가 골재에 남아 있는 정도를 육안으로 평가하는 방법으로 전문가 3인 이상의 결과를 평균하는 방법으로 수행되었다.
사용된 아스팔트 바인더 재료는 바인더 평가 실시예에서 제조된 과립형과 펠렛형, 그리고 비교예로 현재 인도네시아에서 상용되고 있는 일반 아스팔트 및 개질 아스팔트 바인더 두 가지를 사용하였다.
구분 실 시 예 1 비교예 비교예
과립형 펠렛형 인도네시아 HMA 인도네시아 PMA
혼합온도 130~145℃ 130~145℃ 160~165℃ 170~175℃
아스팔트 종류 인도네시아 AP 인도네시아 AP 인도네시아 AP 인도네시아 PMA
골재량 510g 510g 510g 510g
아스팔트량 16g 16g 16g 16g
교반시간 1hr 1hr
실험결과 60% 30% 5% 40%
표 6의 결과를 보면, 과립형인 실시예 1의 경우, 박리방지 저항성이 약 60%로 수분에 대한 저항성이 가장 높은 것으로 나타났으며, 실시예 1과 동일한 조성을 갖되 펠렛형인 개질제를 사용한 시료와 인도네시아 PMA 시료가 40%로 수분저항성이 비슷한 것으로 분석되었다. 펠렛형의 경우, 과립형과 그 구성성분 및 함량이 동일함에도 불구하고, 박리방지 저항성에 차이가 발생한 것은 동일한 교반 시간 동안 같은 양의 개질제를 교반하였을 때, 개질제의 용해 정도의 차이로 인한 결과이다. 비교예인 인도네시아 HMA는 박리방지 저항성이 5%로 인도네시아에서 상용되고 있는 바인더에는 박리방지 저항성에 대한 구성 요소가 없는 것으로 판단된다.
[수분저항성 평가]
수분저항성 평가는 실시예 및 비교예에 대하여 배합설계 실시 후, KS F 2398에 의거 아스팔트 혼합물의 건조상태에서의 간접인장강도와 수분 포화 상태에서의 간접인장강도를 측정하여, 아스팔트 혼합물의 수분 저항성을 나타내는 인장강도비(TSR, Tensile Strength Ratio)와 AASHTO T 324에 규정되어 있는 함부르크 휠트래킹 시험을 통해 평가하였다.
사용 골재는 신규골재 19mm, 13mm, 잔골재, 채움재를 사용하였으며, 각각의 통과중량 백분율은 표 7과 같다.
종류
 체통과 질량 백분율(%)
37.5 31.5 26.5 19.0 13.2 9.5 4.8 2.4 0.6 0.3 0.2 0.1
19mm 100 100 100 100 46.0 4.0 1.0 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
13mm 100 100 100 100 99.7 74.1 10.9 2.7 1.4 1.2 1.1 0.8
잔골재 100 100 100 100 100 100 96.6 64.1 26.4 17.7 11.5 6.2
채움재 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 71.2
골재의 합성입도는 각 골재 사이즈별 배합비가 표 8과 같으며, 합성입도의 통과중량 백분율은 표 9와 같다. 골재의 합성입도는 인도네시아의 표층용 골재 기준을 만족하였다.
구분 19mm 13mm 잔골재 채움재
골재 배합비(%) 13 44 40 3
종류
 체통과 질량 백분율(%)
37.5 31.5 26.5 19.0 13.2 9.5 4.8 2.4 0.6 0.3 0.2 0.1
최소 100 100 100 100 90 72 43 28 13 9 6 4
최대 100 100 100 100 100 90 63 39.1 19.1 15.5 13 10
합성
입도		 100 100 100 100 92.8 76.1 46.6 29.9 14.2 10.6 8.1 5
상기 기술한 아스팔트 혼합물에 대한 간접인장강도비는 국토교통부 아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침을 준하여 평가하였으며, 80% 이상을 적합으로 평가하였으며, 함부르크 휠 트래킹 실험의 경우, 50℃ 수중 내에서 704±4.5 N의 철륜 바퀴하중이 박리발생점 10,000회 이상 통과, 20,000회 통과시 침하량 20 mm 이하인 경우를 적합으로 판정하였다. 평가 결과를 표 10에 나타낸다.

 실시예 비교예
과립형 펠렛형 인도네시아 HMA 인도네시아 PMA
개질제 함유량
(아스팔트 함량 대비, %)		 4.5 4.5 - -
아스팔트 함량(%) 5.4 5.4 5.4 5.4
제조온도(℃) 130-145 130-145 160-165 160-165
공극율(%) 7.1 7.0 6.8 6.0
간접인장강도비(TSR, %) 87.2 78.8 67.9 84.1
박리발생점(회) 15,150 10,900 5,100 13,100
20,000회 통과후, 침하량 20mm 이하 여부 통과
(13.74mm)		 부적합
(14,700회,
20.28mm)		 부적합
(6,595회,
20.28mm)		 통과
(19.07mm)
평가결과 적합 부적합 부적합 적합
상기 표 10에 나타내어진 바와 같이, 실시예와 비교예를 살펴보면 본 발명에 따른 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제를 사용한 아스팔트 혼합물의 경우, 간접인장강도비가 현 국토교통부 기준인 80% 이상을 만족하였으며, 함부르크 휠트래킹 시험결과 또한, 박리발생점 10,000회 이상, 철륜 하중 20,000회 통과 시 13.74 mm 침하 발생으로 수분저항성이 높은 것으로 분석되었다. 그러나, 펠렛형의 경우, 과립형과 구성성분은 동일하나 혼합물 시험 결과가 기준에 만족하지 않았으며, 이는 바인더 시험결과와 같이 개질제가 충분히 아스팔트 바인더에 용해되지 않은 것으로 분석되었다.
또한, 도 2에 상기 박리방지 저항성 평가 실험 결과를 나타내는 사진을 나타낸다. (a)는 실시예 1의 과립형 중온 아스팔트 개질제를 이용한 경우로서, 피복잔류율 60%를 나타내었으나, 실시예 1과 동일한 조성을 갖는 펠렛형 중온 아스팔트 개질제를 이용한 경우(b)에는 피복잔류율 30%, 인도네시아 PMA를 이용한 경우(c)에는 피복잔류율 40%, 인도네시아 HMA를 이용한 경우(d)에는 피복잔류율 5%를 나타내었다. 상기 결과로부터 본 발명에 따른 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제를 사용한 아스팔트 혼합물의 경우 비교예들에 비하여 우수한 박리방지 저항성을 나타냄을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제를 사용한 아스팔트 혼합물은 개질제를 첨가하지 않은 인도네시아 HMA 또는 인도네시아 PMA에 비해 낮은 온도에서 제조 및 시공이 가능하여 고온에 의한 아스팔트의 단기 노화를 최소화시킬 수 있으며, 이산화탄소, 황산화물, 질소산화물 등의 유해가스 배출량을 최소화할 수 있다.
따라서 본 발명을 통한 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 및 아스팔트 혼합물은 인도네시아와 같이 기온이 높고, 강우량이 많은 지역의 중교통량 통행 구간에 적용하기에 적합하다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 분말상의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부;
    폴리올레핀 수지로부터 선택되는 분말상의 고상형 점도제어제 20~50 중량부;
    지방산 금속염으로부터 선택되는 분말상의 고상형 표면처리제 20~50 중량부; 및
    천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는 분말상의 점착부여제 5~20 중량부를 포함하며,
    상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 중량평균분자량이 50,000~150,000 g/mol 범위이며, 스티렌 함량이 20~40 중량%인 선형이며,
    상기 점도제어제는 용융 온도가 100℃ 이상이고, 침입도가 3 dm 이하이며, 140℃ 점도가 50~500 cps인 폴리올레핀 수지이며,
    상기 표면처리제는 용융 온도가 120℃ 이상인 지방산 금속염이며,
    상기 점착부여제는 연화점이 50~90℃이고, 140℃ 점도가 500 cps 이하인 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 상기 점도제어제, 상기 표면처리제 및 상기 점착부여제는 지름 0.3 mm 이하의 분말상인 것을 특징으로 하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 점도제어제는 용융온도가 110~140℃의 범위이고, 침입도가 0.5~2 dm이고, 140℃ 점도가 50~300 cps인 폴리에틸렌 수지인 것을 특징으로 하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표면처리제는 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    산화방지제, 열안정제, 대전방지제, 활제 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물.
  6. 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 고상형 점도제어제, 지방산 금속염으로부터 선택되는 고상형 표면처리제 및 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는 점착부여제를 분말상으로 분쇄하는 단계;
    분쇄된 분말상 재료를 상온에서 혼합하는 단계;
    혼합된 재료를 60~90℃에서 압력을 가하여 과립형으로 만드는 단계; 및
    생성된 과립을 상온으로 냉각하는 단계를 포함하며,
    상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 중량평균분자량이 50,000~150,000 g/mol 범위이며, 스티렌 함량이 20~40 중량%인 선형이며,
    상기 점도제어제는 용융 온도가 100℃ 이상이고, 침입도가 3 dm 이하이며, 140℃ 점도가 50~500 cps인 폴리올레핀 수지이며,
    상기 표면처리제는 용융 온도가 120℃ 이상인 지방산 금속염이며,
    상기 점착부여제는 연화점이 50~90℃이고, 140℃ 점도가 500 cps 이하인 천연 수지 및 석유 수지로부터 선택되는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분쇄 단계에서 지름 0.3 mm 이하의 분말로 분쇄하는 것을 특징으로 하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 점도제어제는 용융온도가 110~140℃의 범위이고, 침입도가 0.5~2 dm이고, 140℃ 점도가 50~300 cps인 폴리에틸렌 수지인 것을 특징으로 하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 표면처리제는 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 분쇄 단계에서 산화방지제, 열안정제, 대전방지제, 활제 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 분쇄하는 것을 더 포함하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 과립형으로 만드는 단계에서 2~20 mm의 크기를 갖는 과립형으로 만드는 것을 특징으로 하는
    과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물의 제조방법.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 3~6 중량% 및 아스팔트 94~97 중량%를 포함하는 중온 개질 아스팔트.
  13. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따라 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물을 제조하는 단계;
    가열된 아스팔트 95~97 중량%에 과립형 저점도 중온 아스팔트용 개질제 조성물 3~5 중량%을 투입하여 균일하게 혼합하는 단계; 및
    혼합물을 가열된 골재에 투입하여 혼합하는 단계를 포함하는
    중온 개질 아스팔트 혼합물의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 아스팔트와 상기 골재의 중량 비율은 3.5:96.5 내지 6.0:94.0의 범위인 것을 특징으로 하는
    중온 개질 아스팔트 혼합물의 제조방법.
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