KR101784481B1

KR101784481B1 - 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101784481B1
Application number: KR1020160074661A
Authority: KR
Inventors: 정홍기
Original assignee: (주)일우피피씨
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-10-12

Abstract

본 발명은 포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법에 있어서, 물 100중량부에 접착증진제 0.15~10중량부, 이온화제 0.15~10중량부, 초류점(initial boiling point, IBP)이 175℃이상인 오일 50~150중량부를 혼합하여 중온 재생아스팔트 첨가제를 제조하는 첨가제 제조공정; 재생골재와 일반골재를 중량비 10:90~80:20로 혼합한 혼합골재를 제조하고, 아스팔트 98.5~99.5중량%와 재생아스팔트 첨가제 0.5~1.5중량%를 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하는 준비공정; 상기 혼합골재와 개질 아스팔트를 100~150℃로 가열하는 가열공정; 및, 상기 혼합골재 100중량부에 개질 아스팔트 4~12중량부를 포밍현상을 유도하면서 혼합하는 포밍혼합공정을 포함하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

중온 개질-재생아스팔트콘크리트 및 그의 제조방법{WARM Modified- RECYCLED ASPHALT CONCRETE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 및 그의 제조방법에 관한 것으로 폐아스팔트콘크리트를 재활용하여 중온 아스팔트콘크리트로 제조할 수 있는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 아스팔트콘크리트 포장도로는 아스팔트와 골재를 혼합가열하여 얻은 것을 아스팔트콘크리트로 포장되는 도로로 차량의 통행을 위해 고속도로 등에 사용되고 있다.

이러한, 아스팔트콘크리트 포장도로 시공 후 빈번한 차량통행 등으로 반복되는 무거운 하중을 받게 되어 포장도로에 균열이나 부분파손 또는 요철되는 현상이 발생되어 일부보수공사, 전면 보수공사나 시설공사를 실시하게 되고, 상기와 같은 공사를 통해 다량의 폐아스팔트콘크리트가 발생된다.

상기와 같은 폐아스팔트콘크리트는 재사용할 수 없는 것으로 간주하여 대부분 폐기처분대상으로 매립처리하는 것이 일반적이었다. 이러한 처리방법은 자원의 낭비가 발생되고 매립처리하기 위해서는 많은 부지와 비용이 소요되고 도로 건설을 위해서는 새로운 골재와 아스팔트가 필요하게 되는데, 이와 같은 부지 비용 및 폐기물 처리비용을 줄이고 자원을 재활용하기 위해서는 폐아스팔트콘크리트를 재생하여 활용할 필요가 있으며, 이와 관련한 기술들이 많이 개발되고 이용되어 왔다.

종래의 폐아스팔트콘크리트를 재활용하는 방법으로 폐아스팔트콘크리트를 가열하여 아스팔트를 제거하여 골재로 사용하는 방법이 있었으나 이는 폐아스팔트가 제거되면서 유독가스가 발생되어 대기오염의 우려가 있으며 비용이 많이 소요되는 방법으로 폐아스팔트콘크리트에서 폐아스팔트를 재활용하는 방법이 개발되었다. 폐아스팔트는 내부의 유기성분이 오랜 시간 사용에 의해 대부분 증발되어 폐아스팔트의 유분율을 회복시켜 아스팔트의 바인더(binder)로서의 기능을 회복시킬 필요성이 있다.

또한, 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 아스팔트콘크리트를 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 방법이다.

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 아스팔트가 골재와 혼합되기 전에 아스팔트와 물을 분사하는 장치가 필요하여 기존의 장비로는 물을 사용하는 중온 아스팔트콘크리트를 제조할 수 없어 쉽게 사용하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 폐기되는 폐아스팔트콘크리트를 재활용을 위해 폐아스팔트의 유분율을 회복시켜 아스팔트의 바인더(binder)로서의 기능을 복구시킬 수 있는 중온 재생아스팔트 첨가제를 사용하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 소량의 중온 재생아스팔트 첨가제를 사용하여 경제성을 높일 수 있는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법을 통해 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법에 있어서, 물 100중량부에 접착증진제 0.15~10중량부, 이온화제 0.15~10중량부, 초류점(initial boiling point, IBP)이 175℃이상인 오일 50~150중량부를 혼합하여 중온 재생아스팔트 첨가제를 제조하는 첨가제 제조공정; 재생골재와 일반골재를 중량비 10:90~80:20로 혼합한 혼합골재를 제조하고, 아스팔트 98.5~99.5중량%와 재생아스팔트 첨가제 0.5~1.5중량%를 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하는 준비공정; 상기 혼합골재와 개질 아스팔트를 100~150℃로 가열하는 가열공정; 및, 상기 혼합골재 100중량부에 개질 아스팔트 4~12중량부를 포밍현상을 유도하면서 혼합하는 포밍혼합공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 접착증진제는 고급지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염 중 하나 또는 2이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 이온화제는 산성 또는 염기성 화합물인 것을 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 아스팔트는 아스팔트 PG등급 46-22, 52-22, 58-22, 64-22, 70-22, 76-22, 82-22 중 어느 하나 또는 2 이상 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법을 제공한다.

또한, 상기의 제조방법으로 제조되는 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제공한다.

또한, 상기 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 굵은골재 45~85 중량%, 잔골재 10~45 중량%, 채움재 5~10 중량%로 사용하여 내유동성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제공한다.

또한, 상기 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 굵은골재 60~73 중량%, 잔골재 25~35 중량%, 채움재 2~5 중량%로 사용하여 저소음 내유동성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제공한다.

또한, 상기 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 굵은골재 70~90 중량%, 잔골재 7~27 중량%, 채움재 3~8 중량%로 사용하여 배수성 및 투수성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제공한다.

또한, 상기의 제조방법으로 제조되는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 시공하고, 그 시공면에 유면접착제를 도포한 후, 입도 1~15㎜의 칼라스톤과 접착제가 혼합된 칼라투수스톤이 적층되어 색상을 가지는 것을 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 포장체를 제공한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 초류점이 175℃이상인 오일을 함유한 중온 재생아스팔트 첨가제를 사용하여 폐아스팔트의 유분율을 회복시키고, 중온 재생아스팔트 첨가제의 접착증진제와 이온화제를 통해 아스팔트의 바인더 기능을 보강하여 재생아스팔트콘크리트를 재활용하여 일반 아스팔트콘크리트와 유사한 물성으로 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 중온 재생아스팔트 첨가제를 아스팔트에 균일하게 혼합한 후, 골재와 혼합시키는 방법을 통해 소량의 중온 재생아스팔트 첨가제를 사용하여 물성이 우수한 재생아스팔트콘크리트를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명으로 제조된 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 이산화탄소 등의 유해물질 발산은 최소화하면서 연료 소비량을 감소시킬 수 있고, 폐아스팔트콘크리트를 재활용함으로써 친환경성이 높은 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 개질 아스팔트와 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.

본 발명은 포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법에 관한 것으로 첨가제 제조공정, 준비공정, 가열공정, 포밍혼합공정을 포함하여 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제조한다.

상기 첨가제 제조공정은 중온 재생아스팔트 첨가제를 제조하는 공정으로 물 100중량부에 접착증진제 0.15~10중량부, 이온화제 0.15~10중량부, 초류점(initial boiling point, IBP)이 175℃이상인 오일 50~150중량부를 혼합하여 제조한다.

상기 중온 재생아스팔트 첨가제에 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.

일반적으로 골재는 석영, 장석류, 석회암, 금속류 등이 고온, 고압 등을 통해 굳어진 고체로 화학적으로 다양한 반응기를 가지고 있다.

상기와 같은 골재는 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 개질-재생아스팔트콘크리트는 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.

상기 초류점(initial boiling point, IBP)이 175℃이상인 오일은 폐아스팔트의 유분을 보충하여 폐아스팔트의 기능을 회복시키는 작용을 하는 것으로 초류점이 175℃미만인 경우에는 아스팔트콘크리트 제조공정 중에 기화될 수 있으므로 초류점이 175℃이상인 오일을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 초류점이 175℃이상인 오일은 어느 것이나 사용할 수 있는 것으로 나프타에서 분류되는 파라핀, 나프텐, 방향족 탄화수소로 비극성 물질로 친수기가 없고 화학적으로 안정성이 높은 솔벤트나 윤활제 용도의 오일을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 중온 재생아스팔트 첨가제는 물과 오일이 같이 혼합되지만, 접착증진제가 유화제 역할을 수행하여 교반을 통해 쉽게 혼합할 수 있으며, 상기 물, 접착증진제, 이온화제, 초류점이 175℃이상인 오일은 상온에서 교반을 통해 혼합할 수 있으나, 빠른 혼합을 위해 40~80℃의 온도에서 교반혼합하는 것이 바람직할 것이다.

상기 준비공정은 재생골재와 일반골재를 혼합하여 혼합골재로 제조하고, 아스팔트와 재생아스팔트 첨가제를 혼합하여 개질 아스팔트로 제조하여 아스팔트콘크리트를 제조할 수 있도록 준비하는 공정이다.

본 발명에 사용되는 재생골재는 포장된 아스팔트콘크리트에 재포장하면서 기존의 포장된 아스팔트콘크리트를 제거하면서 수거되어 제조되는 것이다.

현재 이러한 폐아스팔트콘크리트를 재생골재로 제조하는 방법으로는 폐아스팔트콘크리트를 파쇄하고 직접가열을 통해 폐아스팔트 성분을 제거하는 방법과, 간접가열을 통해 폐아스팔트 성분을 제거하지 않는 방법 등이 있다.

본 발명에 사용되는 폐아스팔트콘크리트 재생골재는 간접가열을 통해 폐아스팔트가 제거되지 않은 재생골재를 사용하는 것이 바람직하며, 일반골재와 혼합하여 사용하는 것이 바람직한 것으로 본 발명에 사용되는 골재는 재생골재와 일반골재를 중량비 10:90~80:20로 혼합한 혼합골재를 제조하여 준비하는 것이 바람직할 것이다.

상기 개질 아스팔트는 아스팔트와 상기 첨가제 제조공정에서 제조된 중온 재생아스팔트 첨가제를 혼합하여 제조되는 것으로 상기 중온 재생아스팔트 첨가제가 아스팔트에 균일하게 혼합되도록 교반하면서 혼합하여 제조하는 바람직할 것이다.

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 일반 아스팔트 또는 개질 아스팔트를 사용할 수 있는 것으로 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 하나 또는 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.

상기 중온 재생아스팔트 첨가제에는 상기에서 설명된 바와 같이 초류점이 175℃이상인 오일과 접착증진제가 포함되어 있는 것으로 아스팔트와 친화성을 있으므로 초류점이 175℃이상인 오일은 폐아스팔트콘크리트의 폐아스팔트와 혼합되어 폐아스팔트에 침투하여 폐아스팔트(asphalt)의 물성을 최소의 상태로 복원하게 된다.

상기 개질 아스팔트는 아스팔트 98.5~99.5중량%와 재생아스팔트 첨가제 0.5~1.5중량%를 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.

상기 중온 재생아스팔트 첨가제의 함량이 0.5중량%미만인 경우에는 중온 재생아스팔트 첨가제의 효과인 재생골재의 기능회복성이 저하되고, 아스팔트콘크리트의 물성 향상율이 저하될 수 있으며, 함량이 1.5중량%를 초과할 경우 사용된 중온 재생아스팔트 첨가제에 비해 아스팔트콘크리트의 물성 향상율이 크지 않아 경제성이 저하될 수 있다.

상기 가열공정은 상기 혼합골재와 개질 아스팔트를 가열하는 공정으로 혼합골재와 개질 아스팔트를 혼합하기 전에 아스팔트의 유동성을 높여 원활하게 혼합될 수 있도록 혼합골재와 개질 아스팔트를 100~150℃로 가열한다.

상기 포밍혼합공정은 혼합골재 100중량부에 개질 아스팔트 4~12중량부를 포밍현상을 유도하면서 혼합하는 공정으로 중온 재생아스팔트 첨가제에 함유된 물은 가열공정에서 물이 기화하면서 아스팔트가 발포되는 포밍(forming)현상이 발생되며, 포밍된 아스팔트는 점도가 낮아지고 유동성이 향상되고 가열된 혼합골재는 이러한 포밍현상을 지속적으로 유지시켜 혼합골재와 개질 아스팔트가 원활히 혼합될 수 있게 된다.

상기 중온 재생아스팔트 첨가제는 혼합포밍단계에서 혼합골재와 아스팔트와 동시에 혼합하여 포밍현상을 발현시켜 혼합할 수 있으나, 균일한 포밍현상을 발현시키기 위해서는 아스팔트 중량의 3중량%이상 첨가시켜야 하므로 본 발명에서는 중온 재생아스팔트 첨가제를 미리 아스팔트와 혼합하는 과정을 통해 중온 재생아스팔트 첨가제의 사용량을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조시 천연고무, 스티엔부타디엔고무(Styrene Butadiene Rubber:SBR), 폐타이어 등의 고무분말이나 폴리인산 등을 더 첨가하여 제조되는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트의 기능성 및 물성을 향상시킬 수 있을 것이다.

상기의 본 발명에 따른 중온 개질-재생아스팔트콘크리트에 사용되는 혼합골재의 입도를 조절하여 내유동성 또는 배수성 및 투수성 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제조할 수 있다.

상기 내유동성을 가지는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트로 제조할 경우에는 상기 혼합골재를 굵은골재 45~85 중량%, 잔골재 10~45 중량%, 채움재 5~10 중량%로 구성하여 제조할 수 있다.

상기 내유동성을 가지는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트에 사용되는 골재의 함량을 조절하여 저소음기능이 부여된 내유동성을 가지는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제조할 수 있다.

즉, 저소음 내유동성을 가지는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 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 개질-재생아스팔트콘크리트를 제조할 수 있다.

또한, 배수성 및 투수성을 가지는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트로 제조할 경우에는 혼합골재를 굵은골재 70~90 중량%, 잔골재 7~27 중량%, 채움재 3~8 중량%로 구성하여 제조할 수 있다.

또한, 상기의 중온 개질-재생아스팔트콘크리트의 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 개질-재생아스팔트콘크리트의 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 개질-재생아스팔트콘크리트로 색상을 가지는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 포장체를 제조할 수 있다.

상기의 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 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 개질-재생아스팔트콘크리트의 제조에 대한 실시예를 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

1. 중온 재생아스팔트 첨가제 제조

물 100중량부에 아스팔트 5중량부, 접착증진제인 데실아민(C₁₀H₂₁-NH₂) 1중량부, 이온화제로 염산 1중량부, 한국석유공업에서 판매되는 오일인 V-2(초류점 208℃) 100중량부를 약 40℃에서 혼합하여 본 발명에 따른 중온 재생아스팔트 첨가제를 제조하였다.

2. 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조

폐아스팔트콘크리트를 간접가열로 제조된 재생골재와 일반골재 중량비 80:20으로 혼합하고 골재입도율을 KS F 2357규격의 굵은골재 60 중량%, KS F 2357규격의 잔골재 37 중량%, KS F 3501규격의 채움재 3.0 중량%로 조성하여 혼합골재를 제조하고, 공용성등급 64-22의 아스팔트 99중량%와 중온 재생아스팔트 첨가제 1중량%를 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였다.

상기 혼합골재와 개질 아스팔트는 각각 120℃로 가열한 후 가열된 골재 내에 가열된 개질 아스팔트를 투입하여 아스팔트가 발포하는 포밍현상을 확인하고 혼합하여 본 발명에 따른 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 제조하였다.

◈ 비교 실험

상기와 같이 제조된 본 발명의 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 공시체로 제작한 후, 마샬안정도, 간접인장강도, 회복탄성계수, 동적안정도를 측정하였다.

비교예로 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 제조된 아스팔트콘크리트를 공시체로 제조하여 사용하였다.

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℃ 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 본 발명에 따른 중온 개질-재생아스팔트콘크리트, B는 비교예의 아스팔트콘크리트이다.

항목	시험방법	단위		A	B
마샬 안정도	KS F 2337	N		10,380	10,540
간접 인장강도	KS F 2382	kg/㎠		10.2	10.1
회복탄성계수	KS F 2376	MPa	5℃	10,115	10,098
			25℃	2.157	2,058
			40℃	1,324	1,255
동적 안정도	KS F 2374	회/㎜		1,523	1,482

상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 중온 개질-재생아스팔트콘크리트(A)는 일반 아스팔트콘크리트(A) 보다 40℃ 낮은 온도에서 제조되었으며, 재생골재를 사용하고 있으나, 물성에서 차이가 거의 없음을 알 수 있는 것으로 매우 우수한 물성을 가지고 있는 것을 알 수 있다.

아스팔트: 100 이온화된 접착증진제: 200
골재 : 300

Claims

포밍(foaming)공정으로 형성되는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법에 있어서,
물 100중량부에 접착증진제 0.15~10중량부, 이온화제 0.15~10중량부, 초류점(initial boiling point, IBP)이 175℃이상인 오일 50~150중량부를 혼합하여 중온 재생아스팔트 첨가제를 제조하는 첨가제 제조공정;
재생골재와 일반골재를 중량비 10:90~80:20로 혼합한 혼합골재를 제조하고, 아스팔트 98.5~99.5중량%와 재생아스팔트 첨가제 0.5~1.5중량%를 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하는 준비공정;
상기 혼합골재와 개질 아스팔트를 100~150℃로 가열하는 가열공정; 및,
상기 혼합골재 100중량부에 개질 아스팔트 4~12중량부를 포밍현상을 유도하면서 혼합하는 포밍혼합공정을 포함하되,
상기 접착증진제는 고급지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염 중 하나 또는 2이상의 혼합물로 상기 혼합골재의 이온성에 따라 선택되며, 상기 고급지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유는 산성 이온화제를 통해 양이온화되고, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염은 염기성 이온화제를 통해 음이온화되는 것을 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 아스팔트는 아스팔트 PG등급 46-22, 52-22, 58-22, 64-22, 70-22, 76-22, 82-22 중 어느 하나 또는 2 이상 혼합물인 것을 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 제조방법.
제1항 또는 제4항의 제조방법으로 제조되는 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트.
제5항에 있어서,
상기 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 굵은골재 45~85 중량%, 잔골재 10~45 중량%, 채움재 5~10 중량%로 사용하여 내유동성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질-재생아스팔트콘크리트.
제5항에 있어서,
상기 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 굵은골재 60~73 중량%, 잔골재 25~35 중량%, 채움재 2~5 중량%로 사용하여 저소음 내유동성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질-재생아스팔트콘크리트.
제5항에 있어서,
상기 중온 개질-재생아스팔트콘크리트는 굵은골재 70~90 중량%, 잔골재 7~27 중량%, 채움재 3~8 중량%로 사용하여 배수성 및 투수성을 가지는 것을 특징으로 중온 개질-재생아스팔트콘크리트.
제1항 또는 제4항의 제조방법으로 제조되는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트를 시공하고, 그 시공면에 유면접착제를 도포한 후, 입도 1~15㎜의 칼라스톤과 접착제가 혼합된 칼라투수스톤이 적층되어 색상을 가지는 것을 특징으로 하는 중온 개질-재생아스팔트콘크리트 포장체.