KR101780347B1 - 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 이의 제조방법, 그리고 이를 포함하는 아스팔트 콘크리트 혼합물 - Google Patents

결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 이의 제조방법, 그리고 이를 포함하는 아스팔트 콘크리트 혼합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 도로 포장에 사용되는 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 혼합하여 시공함으로써, 동절기에 내리는 눈 또는 비로 인해 도로의 표면이 결빙되는 현상으로 인해 발생되는 문제를 효과적으로 저감시킬 수 있는 결빙억제 효과가 향상된 도로 포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 이를 포함한 아스팔트 콘크리트 혼합물에 관한 것으로서, 동절기에 내리는 눈 또는 비로 인해 도로 표면이 결빙되는 현상을 저감시켜 미끄럼 사고를 예방할 수 있다. 또한, 첨가제로 염화물을 포함하지 않으므로서 염화 이온(Cl-)으로 인한 금속 및 콘크리트의 부식을 방지하고, 토양오염 및 수질오염 등 환경오염이 예방할 수 있다. 뿐만 아니라, 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 상기 무기염, 다공질체 및 유기산이 포팜된 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 포함하여도 아스팔트 콘크리트 고유의 물성은 유지시키면서도 미끄럼 저항성능은 향상된 아스팔트 콘크리트를 제공할 수 있다.

Description

결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 이의 제조방법, 그리고 이를 포함하는 아스팔트 콘크리트 혼합물{Anti- freezing effect improved asphalt concrete composition for roads and method of process thereof and concrete composition including the same}
본 발명은, 도로 포장에 사용되는 아스팔트 콘크리트 혼합물에 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 혼합하여 시공함으로써, 동절기에 내리는 눈 또는 비로 인해 도로의 표면이 결빙되는 현상으로 인해 발생하는 문제를 효과적으로 저감시키기 위한 것으로, 결빙억제 효과가 향상된 도로 포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 이를 포함하는 아스팔트 콘크리트 혼합물에 관한 것이다.
동절기에 눈비가 내린 후, 기온이 강하하게 되면 보도, 도로, 주차장 등의 노면이 결빙되면서 각종 사고가 빈번히 발생하게 된다.
특히, 아스팔트 콘크리트로 포장된 도로의 경우에는 아스팔트 콘크리트가 수분을 흡수하여 도로 표면이 쉽게 결빙되고, 보온효과로 인하여 쉽게 얼음이 녹지 않거나, 녹은 물이 기온강하로 인하여 재결빙되는 일명 "블랙 아이스"를 형성하여 차량, 보행자의 미끄럼을 유발하여 교통사고 또는 상해사고가 자주 발생하게 된다.
따라서, 아스팔트 콘크리트 노면의 결빙을 방지하고, 쌓인 눈 또는 얼음을 융해시키고, 노면 상에 형성된 수분의 재결빙을 방지하며, 노면에 달라붙은 눈을 노면으로부터 분리시켜 제설작업의 용이성을 증가시키기 위하여 모래 등의 마찰제 또는 동결 방지제, 융설제를 포함한 제설제를 살포하거나, 제설차량을 이용하여 적설시마다 수시로 눈을 제거하고 있다.
더욱이 통상적으로 널리 사용되는 동결 방지제로 사용중인 염화물계 제설제의 경우에는 제설작업을 위하여 도로의 노면이나 교량에 살포될 경우, 상기 염화물계 제설제 내 포함되는 염소 이온(Cl-)과 철(Fe)이 반응하여 염화철(FeCl2)를 생성하고, 이로인해 자동차, 철근, 철골 등을 부식시키거나, 강한 독성으로 인하여 시설구조물의 내구성 저하와, 지하수, 하천 및 토양오염(토양의 산성화)을 유발하고, 주변 초목, 농작물등 식물을 고사시키는 등 생태계에 막대한 영향을 초래하고 있으나 이를 대체할 제품은 미비한 실정이다.
이와 같이, 마찰제 또는 제설제를 살포하거나, 제설차량을 이용하여 눈을 제거하는 제설작업들은 많은 인력 및 장비가 투입되기 때문에 매해 막대한 비용이 지출되는 문제점이 있다. 또한, 인력 투입과정에서 상당한 시간이 소요되기 때문에 도로 결빙을 방지하기 위한 신속한 대처가 어려울 뿐만 아니라, 모든 노면에 제설작업을 할 수 없는 문제점이 존재한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 등록특허 제1471837호에서는 제설제 흡수력이 뛰어나며, 도로 포장면의 결빙 현상 및 온도 상승을 효과적으로 방지하고, 자외선 안정성이 높은 다기능성 도로포장 도포재를 제시하였다.
그러나, 상기 종래 기술의 경우 도포재 자체로는 융설 또는 제설효과가 없어, 동절기에 도로 표면상의 결빙억제 및 눈을 녹이기 위해서는 매번 도로 표면상에 제설제를 살포해야하는 문제가 있었다.
등록특허 제1471837호(2014.12.10 등록공고)
본 발명은, 동절기에 도로 표면의 결빙현상을 방지하기 위한 것으로, 도로 포장에 사용되는 아스팔트 콘크리트 혼합물에 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 혼합하여 도로포장 시공함으로써, 도로 표면에 적설된 눈 또는 눈이 녹은 물의 어는 점을 내려 결빙 현상을 억제하는 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 이의 제조방법, 그리고 이를 포함하는 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 형태는, 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 무기염; 다공질체; 및 유기산;을 포함하는, 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제이다.
상기 첨가제는, 무기염 100 중량부에 대하여, 다공질체 중량부 4 ~ 17 중량부 및 유기산 7 ~ 23 중량부를 포함할 수 있다.
상기 다공질체는, 진주암, 유문암, 질석, 흑요석, 세피오라이트 및 아타팔자이트로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태는, 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 제조방법에 관한 것으로서, 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 무기염을 분말형태로 파쇄하는 파쇄단계; 분말형태의 무기염과 다공질체를 혼합한 혼합물을 용매에 용해시키는 용해단계; 상기 용해단계에서 사용된 용매를 제거하는 용매제거단계; 용매가 제거된 혼합물에 열을 가하여 소성시키는 소성단계; 소성된 혼합물에 유기산이 포함된 유기산 용액을 분사하는 분사단계; 유기산 용액이 분사된 혼합물을 건조하는 건조단계; 및 건조된 혼합물을 분쇄하는 분쇄단계;를 포함하여 제조할 수 있다.
상기 파쇄단계는, 무기염 100 중량부에 대하여 다공질체 4 ~ 17 중량부를 혼합한 뒤, 이를 분말형태로 파쇄할 수 있다.
상기 용해단계는, 분말형태의 무기염과 다공질체가 포함된 혼합물을 수용성 고분자가 포함된 극성 용매에 용해시키는 것이 바람직하며, 상기 소성단계는, 용매가 제거된 혼합물을 750 ~ 1500 ℃ 온도 범위에서 소성시키는 것이 바람직하다.
또 다른 한편으로 본 발명의 다른 실시 형태는, 상기 언급된 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제; 또는 상기 언급된 제조방법으로 제조된 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제;를 포함하는 결결빙억제 효과가 향상된 아스팔트 콘크리트 혼합물이다.
바람직하게는 상기 아스팔트 콘크리트 혼합물은, 골재 100 중량부에 대하여 상기 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제가 1 ~ 7 중량부 포함될 수 있다.
본 발명은 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 무기염, 다공질체 및 유기산이 포함된 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 포함시켜 도로포장함으로써, 동절기에 내리는 눈 또는 비로 인해 도로 표면이 결빙되는 현상을 저감시켜 미끄럼 사고를 예방할 수 있다.
또한, 첨가제로 염화물을 포함하지 않아 염화 이온(Cl-)으로 인한 금속 및 콘크리트의 부식을 방지하고, 토양오염 및 수질오염 등 환경오염을 예방할 수 있다.
뿐만 아니라, 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 상기 무기염, 다공질체 및 유기산이 포팜된 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 포함하여도 아스팔트 콘크리트 고유의 물성은 유지시키면서도 미끄럼 저항성능은 향상된 아스팔트 콘크리트를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 제조된 아스팔트 콘크리트의 결빙 실험의 결과를 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 이를 포함한 아스팔트 콘크리트 혼합물에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제는, 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 무기염; 다공질체; 및 유기산;을 포함할 수 있다.
본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 내 포함되는 무기염은, 기온이 낮은 동절기에 내린 눈 또는 비가 도로 표면에 얼어붙는 결빙현상을 저감시키기 위한 것으로써, 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 염화물을 포함하지 않는다.
일반적으로 융설제로 사용되는 염화물은 가격대비 높은 융설 효과로 인하여 널리 사용중이나, 앞서 언급한 바와 같이 염화물 내 포함된 염소이온(Cl-)과 철(Fe)이 반응하면서 염화철(FeCl2)를 생성함으로써 철이 부식되는 문제가 발생될 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 표면 부식으로 인한 표면 강도 저하 및 동결 융해 발생으로 표면이 푸석해지고 깨지는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 상기 염화물이 물에 용해되어 도로 주변의 토양에 흡수되어 토양의 산성화를 유발하거나, 지하수를 통해 하천이나 강으로 유입되게 되면 수질오염의 문제가 발생될 수 있다. 이로 인해 도로변의 초목, 농작물 등 식물과 수생식물, 수생동물의 생장에 악영향을 끼칠 뿐만 아니라 환경오염을 유발할 수 있다.
이에 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 경우 기온이 낮은 동절기에 내린 눈 또는 비가 도로 표면에 얼어붙는 결빙현상을 억제하기 위하여 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함한 무기염을 포함하되, 염화물은 포함하지 않음으로써 제설제로 인하여 유발되는 차량, 철근, 철골 등 철을 포함한 물체의 부식 및 주변 토양 및 하천 등의 환경오염을 방지할 수 있다.
상세하게는 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 경우 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상의 무기염을 포함할 수 있는데, 이 때 사용되는 무기염의 경우 눈 또는 비에 용해되어 물 분자(H2O)들의 결정 형성을 방해하여 물의 어는점(0 ℃)를 낮춤으로써 결빙억제 효과를 얻을 수 있다.
상기 무기염으로 사용될 수 있는 것 중 하나인 탄산염은 탄산 이온(CO3 2-)을 음이온으로 갖는 이온결합 화합물로서, 양이온으로는 리튬(Li), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 은(Ag), 마그네슘(Mg), Na(나트륨), 칼륨(K) 또는 세슘(Cs)을 사용할 수 있다. 바람직하게는 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼슘(CaCO3) 또는 이들의 혼합물을 무기염으로 사용할 수 있다.
한편, 무기염으로 사용될 수 있는 알칼리 금속염은 양이온으로 알칼리 금속이 포함된 염 형태의 화합물로서, 무수화합물 또는 결정수를 포함하는 화합물이면 특별히 한정되지 않고 사용 가능하나, 바람직하게는 양이온으로 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 세슘 및 포타슘 중 선택된 하나 이상과, 음이온으로 탄산, 아세테이트(acetate), 카보네이트(carbonate), 실리케이트(silicate) 및 포름산(formate)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상이 포함된 것을 사용할 수 있다.
다만, 본 발명의 알칼리 금속염의 음이온으로 염화 이온(Cl-)을 포함하지 않는데, 이는 앞서 언급한 바와 같이 상기 염화 이온이 포함됨으로 인하여 형성되는 염화물 특유의 부식성 또는 독성으로 인하여 아스팔트 콘크리트의 표면 부식으로 인하여 강도저하 등의 노후화가 촉진되고, 차량, 교량 등의 부식 문제가 발생될 뿐만 아니라 토양오염의 원인이 되기 때문이다.
바람직하게는 알칼리 금속염으로 메타규산나트륨(sodium meta silicate Na2SiO3), 산화리튬(lithium oxide, Li2O), 헥사메타인산나트륨(sodium hexaneta phosphate, Na(PO2)6), 제2인산나트륨(disodium hydrogen phosphate, Na2HPO4) 또는 이들을 혼합물을 무기염으로 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 헥사메타인산나트륨, 제2인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 헥사메타인산나트륨의 경우 조해성이 있고 습윤한 공기 중에서 천천히 점조한 액상상태로 변하는 성질이 있으며, 용해도가 크고 흡습성이 강한 특징이 있다. 특히, 헥사메타인산나트륨 0.5 ~ 2 wt% 수용액의 pH는 5.0~6.8이고, 환상구조이며 인산염 중 이온 봉쇄력이 매우 크고, 완충작용, 이온강도 증강력, 세척 작용제로서 일반식품에도 사용되는 조성물로, 칼슘과의 착염 형성 능력이 인산염 중 가장 강하고, 물에 용해시 Ca2 +, Mg2+, Ba2 +, Cu2 +, Fe3 + 등과 착이온을 만들고, 이온의 활성을 봉쇄한다. 특히 Ca2 +에 대한 작용이 강하고, 물에 잘 녹는 성질로 인하여 토양에 잘 흡수되고 물에 녹은 헥사메타인산나트륨은 금속 등의 구조물 표면에 피막을 형성하는 성질이 있어 차량, 교량 등 철을 포함한 물체의 표면에 피막을 형성함으로써, 금속의 부식을 방지할 수 있다.
상기 제2인산나트륨은 수용성, 알칼리성 성질을 가지고 있는 것으로서, 공기 중 탄산 기체와 반응하여 탄산수소나트륨과 인산이수소나트륨을 생성한다. 상기 제2인산나트륨은 토양에 흡수되는 생분해 촉진제의 역할 및 pH를 조절하여 아스팔트 콘크리트의 내구성 저하를 방지할 뿐만 아니라 도로 포장의 파손을 방지하는 역할을 한다. 뿐만 아니라, 상기 제2인산나트륨 내 포함된 인산은 미생물의 생화학 작용에 의해 유기 화합물로 변환되어 도로 주변의 식물 생장에 도움 줄 수 있다.
본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 내 포함되는 무기염으로 사용될 수 있는 질화염은 음이온으로 질소이온(NO3 -, NO2 -) 또는 질소이온(N3-)을 포함하는 화합물, 아민염 또는 암모늄염을 포함한 것으로서, 바람직하게는 질산나트륨(NaNO3), 질산칼륨(KNO3) 또는 아질산나트륨(NaNO2)을 사용할 수 있으며, 규산염은 음이온으로 규산이온(SiO2 2 -)을 포함하는 화합물로서, 바람직하게는 규산나트륨(NaSiO2)을 사용할 수 있다.
본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 내 포함되는 무기염으로 상기 언급된 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 탄산칼슘(CaCO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 헥사메타인산나트륨(sodium hexaneta phosphate, Na(PO2)6), 제2인산나트륨(disodium hydrogen phosphate, Na2HPO4) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 탄산칼슘(CaCO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 헥사메타인산나트륨(sodium hexaneta phosphate, Na(PO2)6), 제2인산나트륨(disodium hydrogen phosphate, Na2HPO4)이 각각 10 : 1~5 : 0.5~3 : 0.01~2 질량비율로 혼합된 것을 무기염으로 사용할 수 있다. 이 때, 상기 탄산칼슘의 함량에 비하여 헥사메타인산나트륨, 제2인산나트륨의 함량이 상기 범위를 초과하게 될 경우 첨가제 및 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 양이온과 과잉착염형성 또는 석출현상 인하여 불용분이 발생함으로써 눈 또는 비에 용해되지 못하여 충분한 결빙억제 효과를 기대할 수 없다.
본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 내 포함되는 유기산은 카르복시기(-COOH)를 갖는 유기화합물로서, 바람직하게는 아세트산, 포름산, 푸마르산, 석신산, 말레산, 글루콘산, 프로피온산 및 옥살산으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 내 상기 무기염 100 중량부에 대하여 유기산 7 ~ 23 중량부가 포함될 수 있다.
상기 유기산은 동절기에 도로 표면에 형성된 눈이 녹은 융설수, 공기 중의 수분 또는 어는 비(freezing rain)가 도로 표면과 접촉하면서 발생하는 블랙아이스(black ice : 투명한 얼음이 아스팔트 위를 마치 코팅한 것처럼 뒤덮어 도로에 얼음이 없는 건조한 상태(검정색)로 보이는 현상)을 저감시키기 위한 것이다. 상세하게는 상기 유기산으로 인하여 도로 표면에 형성된 수분, 물 내 몰랄 농도를 증가시킴으로써, 빙점(어는 점)이 낮아져 영하의 기온에서도 얼음이 형성되지 않는 빙점 강하 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 내 포함되는 다공질체는 상기 무기염 및 유기산을 다공질체의 공극 내부에 형성시킴으로써 도로 포장 후 지속적으로 제설, 융설 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 도로 표면에 미끄럼 저항성을 향상시키기 위한 것으로서, 상기 첨가제 내 무기염 100 중량부에 대하여 4 ~ 17 중량부 포함될 수 있다.
본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 경우 도로포장시 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 포함시켜 시공하는 것으로서, 상기 다공질체 내부 공극 내 일부의 무기염 및 유기산을 형성시킴으로써 상기 첨가제 내 포함된 무기산 및 유기산의 용출, 방출에 시간차를 가지는 서방성으로 인하여 도로포장 후 아스팔트 콘크리트가 파손, 손상될 때까지 지속적으로 결빙억제 효과를 얻을 수 있다.
상기 다공질체는 공극을 가지고 있는 무기물질이면 특별히 한정되지 않고 사용 가능하나, 바람직하게는 진주암, 유문암, 질석, 흑요석, 세피오라이트 및 아타팔자이트로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 진주암, 유문암, 질석, 흑요석, 세피오라이트 및 아타팔자이트로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것이 소성되어 팽창된 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 다공질체는 입경이 10 ~ 1000 Mesh인 것을 사용할 수 있으며, 다공질체의 입경 범위가 상기 제시된 범위를 벗어나는 경우 다공질체 내부로 무기염 및 유기산이 충분히 포함되지 않아 아스팔트 콘크리트의 제설, 융빙 효과의 서방성이 저하될 수 있다.
본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 경우 아스팔트 콘크리트 혼합물과의 혼화성을 향상시키고, 지속적인 결빙억제 효과를 얻기 위해서는 입경이 10 ~ 500 Mesh인 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 경우 수분을 흡수하는 조해성이 있으므로 보관 및 유통과정 중 취급의 편의성을 향상시키기 위하여 한천, 녹말, 지방산, 수지산 및 스테아르산으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 코팅제로 코팅될 수 있다.
상기 코팅제의 경우 유통과정에서 첨가제가 직접적으로 공기에 노출되는 것을 방지하며, 아스팔트 콘크리트 혼합물에 혼합시 물에 잘 녹는 특성으로 인하여 코팅제가 용해되면서 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제가 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 혼합될 수 있다.
바람직하게는 상기 첨가제 전체 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 1 중량부의 코팅제를 사용하여 건식코팅법을 통해 코팅되는 것이 바람직하며, 상기 코팅제의 함량이 1 중량부를 초과하게 되는 경우 첨가제 내 과도하게 첨가되어 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 완전히 용해되지 못하고 잔존하여 아스팔트 콘크리트의 물성을 저하시키거나, 코팅제에 코팅된 채로 본 발명의 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제가 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 혼합됨으로써, 도로 결빙억제 효과가 저하될 수 있다. 또한, 상기 코팅제의 함량이 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우 코팅제의 역할을 충분히 하지 못하여 유통시 공기 중의 수분과 접촉하여 뭉쳐지거나 딱딱해지는 등 변성이 발생될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태는, 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 제조방법에 관한 것으로서, 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 무기염을 분말형태로 제조하는 파쇄단계; 분말형태의 무기염과 다공질체를 혼합한 혼합물을 용매에 용해시키는 용해단계; 상기 용해단계에서 사용된 용매를 제거하는 용매제거단계; 용매가 제거된 혼합물에 열을 가하여 소성하는 소성단계; 소성된 혼합물에 유기산이 포함된 유기산 용액을 분사하는 분사단계; 유기산 용액이 분사된 혼합물을 건조하는 건조단계; 및 건조된 혼합물을 분쇄하는 분쇄단계;를 통해 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 제조할 수 있다.
상기 무기염, 다공질체 및 유기산에 대해서는 앞서 구체적으로 기술하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
먼저, 상기 파쇄단계는 무기염을 분말형태로 파쇄하는 단계로서 후단의 용해단계에서, 용매 내 무기염의 용해속도를 증가시켜 다공질체의 공극 사이사이로 무기염이 충분히 형성될 수 있도록 하기 위함이다. 바람직하게는 상기 파쇄단계를 통해 파쇄된 무기염은 입경이 10 ~ 800 Mesh 크기로 파쇄할 수 있다.
상기 파쇄단계를 통해 제조된 분말형태의 무기염과 다공질체를 혼합한 혼합물을 용매에 용해시키는 용해단계는, 다공질체와 무기염이 서로 결합될 수 있도록 수용성 고분자가 포함된 극성용매에 상기 혼합물을 용해시키는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 다공질체는 입경이 10 ~ 1000 Mesh 크기를 사용할 수 있다.
상기 수용성 고분자는 상기 다공질체와 무기염 성분이 서로 결합할 수 있도록 바인더 역할을 하는 것으로서 일반적으로 물에 녹는 수용성 특징을 가지는 고분자이면 사용가능하나, 바람직하게는 소듐 알지네이트, 탄소수 4 ~ 15의 다가알콜 등을 사용할 수 있다.
상기 용해단계 후, 사용된 용매를 제거하는 용매제거단계를 통해 용매를 제거한 후, 용매가 제거된 혼합물은 소성단계를 통해 상기 혼합물 내 포함된 다공질체를 팽창시킬 수 있다. 구체적으로 상기 소성단계는 용매가 제거된 혼합물을 750 ~ 1500 ℃ 온도의 열을 가하여 소성시키는데 이때 상기 다공질체가 팽창됨으로써 내부의 공극이 더 커지고 이로 인하여 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 포함시 혼화성이 향상되어 아스팔트 콘크리트의 내구성 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 도로포장 후 상기 첨가제가 지속적으로 결빙방지 효과를 유지할 수 있도록 서방성을 부여할 수 있다.
상기 소성단계를 통해 소성된 혼합물에 유기산이 포함된 유기산 용액을 분사한 후, 이를 건조하는 건조단계를 통해 혼합물 내 유기산을 더 포함시킬 수 있다. 이 때 상기 유기산을 소성단계 전에 무기염과 다공질체의 혼합시 혼합하지 않고 소성단계 후에 유기산을 혼합물 내 포함하는 분사단계 및 건조단계를 거치는 것은 상기 소성단계에서 가해지는 고온으로 인하여 유기산이 기화되거나 변성될 뿐만 아니라, 팽창된 다공질체의 공극 내부로 유기산이 충분히 침투될 수 있도록 소성단계 후에 상기 유기산 용액을 분사하여 소성된 혼합물 내 유기산을 포함하는 것이 바람직하다.
구체적으로 소성된 혼합물에 유기산이 포함된 유기산 용액을 분사하는 분사단계는, 용매 1 L에 상기 무기염 100 중량부를 기준으로 유기산이 7 ~ 23 중량부를 포함하여 제조된 유기산 용액 1 L를 상기 소성된 혼합물에 균일하게 분사하는 것이 바람직하다. 이 때 상기 유기산 용액 내 유기산과 소성된 혼합물의 결합을 위하여 수용성 고분자를 더 포함할 수도 있다.
상기 건조단계를 통해 유기산 용액이 분산된 혼합물을 건조 시킬 수 있는데, 이 때 상기 유기산이 기화되거나 변성되지 않도록 열을 가하지 않고 자연건조 또는 냉풍건조하는 것이 바람직하다. 건조된 혼합물은 분쇄단계를 통해 분말화시켜 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제를 제조할 수 있다. 바람직하게는 건조된 혼합물을 입경이 10 ~ 500 Mesh가 되도록 분쇄할 수 있는데, 분쇄된 혼합물의 입경이 상기 범위를 벗어나게 되는 경우 미세화에 따른 성능 향상 효과가 없어 경제성이 저하되거나, 아스팔트 콘크리트 혼합물과의 혼화성이 저하되어 아스팔트 콘크리트의 균열 발생, 내구성 저하가 발생될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 형태는, 결빙억제 효과가 향상된 아스팔트 콘크리트 혼합물로 구체적으로 상기 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 또는 상기 언급된 제조방법으로 제조된 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제가 포함된 아스팔트 콘크리트 혼합물이다.
바람직하게는 상기 아스팔트 콘크리트 혼합물은, 골재 100 중량부에 대하여 상기 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제가 1 ~ 7 중량부 포함할 수 있다. 상기 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 함량이 1 중량부 미만으로 포함될 경우 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 함량이 미미하여 원하는 결빙방지 효과를 충분히 얻지 못하고, 7 중량부를 초과하여 포함될 경우 아스팔트 콘크리트 혼합물의 물성저하를 유발하여 아스팔트 콘크리트의 수명 또는 내구성을 저하시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
[제조예 1]
아스팔트 콘크리트 첨가제 제조
탄산칼슘(CaCO3) 66g, 탄산나트륨(Na2CO3) 17.5g, 헥사메타인산나트륨(sodium hexaneta phosphate, Na(PO2)6) 10g, 제2인산나트륨(disodium hydrogen phosphate, Na2HPO4) 6.5 g가 포함된 무기염 100 g을 볼밀을 사용하여 파쇄하여 평균입자크기가 100 Mesh인 분말형태의 무기염을 준비하였다. 준비된 분말형태의 무기염 100 g에 평균 입자크기가 300 Mesh인 세피오라이트를 하기 표 1과 같은 비율로 혼합한 후, 이를 부틸렌글라이콜 6 v/v% 가 포함된 에탄올에 용해시킨 다음, 일정시간 동안 방치한 후 회전감압농축기(rotary evaporotor)를 사용하여 에탄올을 제거하였다.
에탄올이 제거된 혼합물을 1100 ℃ 온도로 80 분간 열을 가하여 소성시켰다. 소성된 혼합물에 에탄올 1L에 유기산 17 g이 용해되어 있는 유기산 용액 1L를 분사한 후, 냉풍건조를 통해 에탄올을 제거 및 건조시켰다. 건조된 혼합물은 볼 밀을 사용하여 평균 입자크기가 250 Mesh로 분쇄시킨 다음, 이를 스테아르산을 사용하여 화학기상증착법으로 코팅하여 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제인 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3을 제조하였다.
비교예1 비교예2 실시예1 실시예2 실시예3 비교예3
무기염 100 100 100 100 100 100
세피오라트
(다공질체)		 - 2.5 4 13 17 18
(단위 : g)
[제조예 2]
아스팔트 콘크리트 혼합물 제조
하기 표 2에 제시된 배합 비율에 따라 혼합기를 사용하여 재료를 배합하여 실시예 1-1 ~ 3-1 및 비교예 1-1 ~ 7의 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하였다.
골재는 입도 분포가 20 mm체에서 100 wt%, 13 mm 체에서 95 ~ 100 wt%, 10 mm 체에서 58 ~ 85 wt%, 5 mm 체에서 27 ~ 40 wt%, 2.5 mm 체에서 18 ~ 32 wt%, 0.6 mm 체에서 14 ~ 25 wt%, 0.3 mm 체에서 12 ~ 21 wt%, 0.15 mm 체에서 9 ~ 14 wt%, 0.08 mm 체에서 8 ~ 12 wt%를 통과하는 것을 사용하였다.
아스팔트는 (주)SK 에너지에서 구입한 SBS로 개질된 개질 아스팔트 PG 76-22 등급의 개질아스팔트(슈퍼팔트 SBS PMA)를 사용하였다.
첨가제로는 상기 제조예 1에서 제조된 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3 또는 염화물(염화나트륨, 염화칼슘 1:1 질량비로 혼합)을 사용하였다.
비교예1-1 비교예2-1 실시예1-1 실시예2-1 실시예3-1 비교예3-1 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
골 재 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
개질
아스팔트		 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90
첨가제 종류 비교예1 비교예2 실시예1 실시예2 실시예3 비교예3 - NaCl&
CaCl2 		실시예2 실시예2
함량 50 50 50 50 50 50 - 50 5 75
(단위 : g)
[실험예 1]
아스팔트 혼합물의 물성실험
개질아스팔트(비교예 4), 개질아스팔트와 첨가제를 혼합한 아스팔트 혼합물(비교예1-1 내지 3-1, 비교예 4 내지 7, 실시예 1-1 내지 3-1)의 물성 변화를 확인하기 위하여 상기 표 2의 비율로, 개질아스팔트와 첨가제를 혼합하여 제조된 아스팔트 혼합물의 침입도(dmm), 연화점(℃), 프라스 취화 파괴점(℃)를 측정하였다.
상기 아스팔트 혼합물의 침입도는 AASHTO T 49, 연화점은 AASHTO T 53, 프라스 취화 파괴점은 EN 12593에 제시된 시험방법을 통해 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3과 같다.
비교예1-1 비교예2-1 실시예1-1 실시예2-1 실시예3-1 비교예3-1 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
침입도
(dmm)		 52.7 53.3 60.1 61.2 59.1 57.2 60.0 31.8 54.5 51.7
연화점
(℃)		 69.9 68.2 75.7 77.8 76.3 73.7 76.0 53.1 71.0 64.1
프라스
취하
파괴점*1
(℃)		 -10.1 -10.2 -10.5 -10.3 -10.1 -9.9 -10.8 -5.7 -10.4 -8.6
(*1 : 프라스취하파괴점(Fraas breaking point) - 아스팔트 콘크리트를 냉각했을 때 취화가 시작되는 온도, 값이 낮을 수록 저온에서 물성이 우수함.)
상기 표 3의 결과를 살펴보면, 개질아스팔트 혼합물인 비교예 4에 비교해서 혼합물 내 포함된 첨가제로 염화물(NaCl 및 CaCl2)을 사용한 비교예 5를 제외한 나머지 비교예 1-1 내지 3-1, 비교예 5 내지 6과 실시예 1-1 내지 3-1 아스팔트 혼합물의 침입도, 연화점 측정값은 큰 차이가 없어, 개질아스팔트 혼합물 내 제조예 1에서 제조한 첨가제를 혼합하더라도 아스팔트 혼합물 특유의 물성은 그대로 유지됨을 확인할 수 있었다.
한편, 첨가제로 염화물이 포함된 비교예 5와 실시예 2의 첨가제가 과량 포함된 비교예 7은 프라스 취하 파괴점 검사에서 실시예 1-1 내지 3-1에 비하여 낮은 측정값을 확인할 수 있는데 이는 첨가제의 과량 첨가 또는 염화물로 인하여 아스팔트 혼합물의 연성이 저하되었음을 확인할 수 있었다.
[실험예 2]
아스팔트 콘크리트의 결빙 실험
상기 제조예 2의 표 2에 제시된 비율로 골재, 개질아스팔트 및 첨가제를 혼합하여 30×30×5 cm 아스팔트 콘크리트 시편을 제작한 뒤, 상기 시편의 가장자리를 따라 투명한 필름을 부착한 후, 시편 상부에 5 mm 두께의 물을 부은 다음, 평균온도가 -20 ℃인 냉동창고에 1시간 동안 방치하였으며, 방치 중간에 주기적으로 상기 시편의 상부의 전체면적 중 결빙이 형성된 면적을 측정하였다. 그 결과는 도 1과 같다.
도 1의 결과를 살펴보면, 먼저, 첨가제가 포함되지 않은 비교예 4를 기준으로, 첨가제로 염화물이 포함된 비교예 5의 경우에는 비교예 4에 비하여 낮은 결빙율을 확인할 수 있었으나, 그러나, 널리 알려진 바와 같이 염화물의 경우에는 염소이온으로 인하여 부식성 및 독성으로 인한 아스팔트 콘크리트의 내구성 및 물성 저하를 유발할 수 있고, 환경오염을 유발하는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 아스팔트 콘크리트 혼합물이 포함된 실시예 1-1 내지 3-1의 경우에는 염화물을 포함한 비교예 5에 비하여 결빙억제 효과가 향상됨을 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 염화물을 포함하지 않는 무기염을 포함함으로써 환경오염을 예방할 수 있다.
한편, 비교예 1-1, 2-1, 3-1 및 실시예 2-1를 비교해보면, 다공질체가 포함되지 않는 첨가제를 사용한 비교예 1-1의 경우에는 초반에는 결빙 형성이 낮았으나, 점차 시간이 경과함에 따라 결빙된 면적이 급격히 증가함을 확인할 수 있으며, 첨가제 내 다공질체 함량이 미미한 비교예 2-1의 경우에도 비슷한 추세를 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 3-1의 경우에는 -20 ℃ 냉동창고에서 방치 후 초반에 15분간은 실시예 1-1 내지 3-1과 동일한 결빙억제 효과를 확인할 수 있었으나, 시간이 경과함에 따라 급격히 결빙면적이 증가됨을 확인할 수 있었다.
다른 한편으로, 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 포함된 첨가제의 함량이 서로 다른 실시예 2-1 내지 비교예 6, 7을 비교해보면, 비교예 6의 경우에는 첨가제의 포함량이 미미하여 첨가제를 포함하지 않는 비교예 4와 거의 비슷한 추세를 보였으며, 비교예 7의 경우에는 실시예 2-1와 거의 비슷한 추세를 확인할 수 있었다.
따라서, 상기 도 1의 결과를 종합해보면 상기 제조예 1에서 제조된 첨가제인 실시예 1 내지 3을 포함하여 제조된 실시예 1-1 내지 3-1 및 비교예 7의 경우에 기존의 제설제로 사용중인 염화물에 비하여 우수한 결빙억제 효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
[실험예 3]
아스팔트 콘크리트의 제설성능 평가
상기 실험예 2와 동일한 제조방법으로 제조된 시편에 대하여 아스팔트 콘크리트의 제설성능의 지속성 및 아스팔트 콘크리트의 동결융해저항성을 측정하였다.
먼저, 아스팔트 콘크리트 내 포함된 첨가제의 용출능력 및 일정 기간동안 잔존여부를 확인하기 위하여 시험편의 표면을 흐르는 물로 10회(1회당 20분이상 문질러서 세척) 세척한 다음, 시편의 상부의 중앙부분의 시험 면적을 물에 적신 흡수성 면 패드를 사용하여 10분간 문지른 후 이를 짜서 세정액을 얻는다. 이를 50회 반복하여 얻은 세정액 내 포함된 탄산염의 농도를 측정하였다.
또한, 아스팔트 콘크리트의 동결융해저항성을 측정하기 위하여 시편을 KS F 2456:2013의 시험법에 의하여 동결융해 저항성을 측정하였다.
먼저, 시편을 7 ℃에서 변형진동의 1차 공명 진동수와 질량을 KS F 2437시험법에 따라 측정하였다. 시편의 중심부 온도를 4 ℃에서 - 18 ℃로 떨어뜨린 후, 다시 4 ℃로 상승시키는 것을 동결 융해 1사이클로 하여 동결 융해 15 사이클 간격으로 융해 상태에서 시편을 가로 1차 주파수 시험을 실시한 후 질량을 잰 다음, 다시 동결 융해 사이클을 반복하여 동결 융해 사이클을 총 300 회 실시하거나, 상대 동 탄성 계수가 60 % 이하가 되는 사이클이 있는 경우 그 사이클에서 시험을 종료하였다.
비교예1-1 비교예2-1 실시예1-1 실시예2-1 실시예3-1 비교예3-1 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
세정액 내
탄산염농도
(ppm)		 315 516 1,131 2,451 1,876 846 11 249 589 1,089
동결융해
저항성(%)		 76 78 92 87 93 82 65 37 81 67
상기 표 4의 결과를 살펴보면, 실시예 1-1 내지 3-1, 비교예 7의 경우 세정액 내 탄산염의 농도가 1,000 ppm 이상으로 시편 내 잔존하는 무기염 함량이 높아 지속적으로 결빙방지효과를 기대할 수 있을 것으로 확인되었으며, 동결융해 저항성 역시 비교예 4, 5 및 7을 제외한 나머지 시편에서 75 % 이상으로 반복적인 동결을 통한 시편의 저항성이 우수함을 확인할 수 있었다.
구체적으로 살펴보면, 첨가제 내 다공질체의 함량 차이에 따른 비교예 1-1 내지 3-1과 실시예 1-1 내지 3-1을 비교해보면, 아스팔트 콘크리트 혼합물에 포함된 첨가제 내 다공질체가 없는 비교예 1-1와 다공질체 함량이 미미한 비교예 2-1의 경우 세정액 내 탄산염의 농도가 각각 315 ppm, 516 ppm 으로 실험 전 세척에 의하여 탄산염이 대부분 제거되었음을 알 수 있었으며, 비교예 3-1의 경우 오히려 높은 다공질체 함량으로 인하여 탄산염이 제대로 유출되지 않았음을 예상할 수 있었다.
또한, 첨가제로 염화물을 사용한 비교예 5의 경우에는 염화물 특유의 부식성, 독성으로 인하여 아스팔트 콘크리트의 내구성이 저하되어 동결융해저항성이 가장 낮음을 확인할 수 있었으며, 첨가제의 함량이 골재 100 중량부 대비 7.5 중량부 포함된 비교예 7의 경우에도 낮은 동결융해저항성을 확인할 수 있었다.
[실험예 4]
아스팔트 콘크리트의 물성평가
상기 실험예 2와 동일한 제조방법으로 제조된 아스팔트 콘크리트 시편에 대하여 미끄럼 저항시험, 미끄럼지수(IFI), 동적안정도(회/mm), 마샬안정도(N)를 측정하였다.
상기 미끄럼 저항시험은, EN 13036-4에 제시된 시험방법을 통해 측정하였고, 국제미끄럼 지수(IFI)는 ASTM E1960-07에 제시된 시험방법을 통해 측정하였고, 동적안정도는 KS F 2374(아스팔트 혼합물의 휠 트래킹 시험방법)에 제시된 시험방법을 통해 휠 트래킹 시험기를 사용하여 측정하였고, 마샬안정도는 KS F 2337(마샬시험기를 사용한 아스팔트 혼합물의 마샬 안정도 및 흐름값 시험방법)에 제시된 시험방법을 통해 실험하였으며, 그 실험 결과값은 하기 표 5와 같다.
비교예1-1 비교예2-1 실시예1-1 실시예2-1 실시예3-1 비교예3-1 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
미끄럼
저항
시험		 -7℃ 25 26 27 29 30 23 22 20 21 23
-3℃ 30 37 48 47 49 41 23 32 25 37
0℃ 69 72 73 73 74 66 58 61 64 67
5℃ 72 73 75 76 77 74 74 73 74 74
국제미끄럼
지수*1 		-3.6℃ 0.1442 0.1614 0.2527 0.2760 0.2697 0.2459 0.1191 0.1214 0.3159 0.2812
-1.6℃ 0.1420 0.1573 0.2514 0.2760 0.2679 0.2399 0.1156 0.1201 0.3111 0.2793
동적안정도
(회/mm)		 3,912 2,126 3,722 3,858 4,362 3,489 3,591 2,741 3,521 3,411
마샬안정도
(N)		 7,154 7,216 8,092 8,126 8,999 8,156 7,512 4,001 6,359 6,912
(*1 : 국제 미끄럼 지수(IFI) - IFI는 60 Km/h에서 미끄럼 저항값과 도로 포장 표면의 조면 조직 특성을 나타내는 표면조직상수 값을 이용한 미끄럼 저항 예측 수치로 지수가 높을수록 미끄럼 저항성이 우수함.)
상기 표 5의 결과를 살펴보면, 아스팔트 콘크리트 표면의 미끄럼 저항시험 및 국제 미끄럼 지수의 경우 첨가제가 포함되지 않은 비교예 4와 비교하여 비교예 1-1 내지 7 및 실시예 1-1 내지 3-1가 전반적으로 우수한 미끄럼 저항성을 가지는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 실시예 1-1 내지 3-1의 경우 5 ℃에서는 미끄럼 저항력이 큰 차이를 보이지 않으나, 0 ℃ 이하의 낮은 기온에서 미끄럼 저항성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 이는 동절기의 습윤상태에서 실시예 1-1 내지 3-1의 아스팔트 콘크리트 혼합물로 포장된 도로 표면은 미끄럼 저항성이 증진됨으로써 동절기 미끄럼 사고의 발생을 저감시킬 수 있을 것으로 예상할 수 있었다.
한편, 아스팔트 콘크리트 시편의 소성변형에 대한 내유동성을 평가하기 위한 동적안정도 측정 실험 및 소성 흐름 저항력을 측정하기 위한 마샬안정도 측정 실험의 결과를 살펴보면, 첨가제로 염화물이 포함된 비교예 5의 경우에는 염화이온으로 인하여 아스팔트 콘크리트의 급속한 노화진행 및 내구성 저하로 인하여 마샬안정도 및 동적안정도가 가장 낮은 측정값을 보였으나, 제조예 1의 실시예 1 내지 3을 첨가제로 사용한 아스팔트 콘크리트 혼합물인 실시예 1-1 내지 3-1로 제조된 시편의 경우 비교예 4에 비하여 동등이상의 마샬안정도 및 동적안정도를 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 경우 아스팔트 콘크리트 혼합물 내 포함됨으로써, 아스팔트 콘크리트 특유의 물성은 저하시키지 않으면서도 아스팔트 콘크리트 표면의 동절기에 내리는 눈 또는 비의 결빙현상을 억제시킬 뿐만 아니라, 낮은 기온에서도 미끄럼 저항성을 향상시켜 동절기 미끄럼 사고를 예방할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

Claims (9)

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  4. 탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 무기염을 분말형태로 제조하는 파쇄단계;
    분말형태의 무기염과 다공질체를 혼합한 혼합물을 용매에 용해시키는 용해단계;
    상기 용해단계에서 사용된 용매를 제거하는 용매제거단계;
    용매가 제거된 혼합물에 열을 가하여 소성시키는 소성단계;
    소성된 혼합물에 유기산이 포함된 유기산 용액을 분사하는 분사단계;
    유기산 용액이 분사된 혼합물을 건조하는 건조단계; 및
    건조된 혼합물을 분쇄하는 분쇄단계;를 포함하는, 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 파쇄단계는,
    무기염 100 중량부에 대하여 다공질체 4 ~ 17 중량부를 혼합한 뒤, 이를 분말형태로 파쇄하는 것을 특징으로 하는, 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 용해단계는,
    분말형태의 무기염과 다공질체가 포함된 혼합물을 수용성 고분자가 포함된 극성 용매에 용해시키는 것을 특징으로 하는, 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 제조방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 소성단계는,
    용매가 제거된 혼합물을 750 ~ 1500 ℃ 온도 범위에서 소성시키는 것을 특징으로 하는, 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제의 제조방법.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제로서,
    탄산염, 질화염, 알칼리 금속염 및 규산염으로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 무기염 100중량부;
    진주암, 유문암, 질석, 흑요석, 세피오라이트 및 아타팔자이트로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 다공질체 4~17 중량부; 및
    유기산 7~23 중량부;을 포함하는, 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제.
  9. 골재 100 중량부에 대하여,
    제8항의 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 1 ~ 7 중량부를 포함하는, 결빙억제 효과가 향상된 아스팔트 콘크리트 혼합물.
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