KR101784950B1 - 구스 아스팔트 조성물 및 이를 이를 이용한 도로포장방법 - Google Patents

구스 아스팔트 조성물 및 이를 이를 이용한 도로포장방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101784950B1
KR101784950B1 KR1020170018216A KR20170018216A KR101784950B1 KR 101784950 B1 KR101784950 B1 KR 101784950B1 KR 1020170018216 A KR1020170018216 A KR 1020170018216A KR 20170018216 A KR20170018216 A KR 20170018216A KR 101784950 B1 KR101784950 B1 KR 101784950B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
asphalt
weight
resin
parts
ethylene
Prior art date
Application number
KR1020170018216A
Other languages
English (en)
Inventor
변문수
Original Assignee
주식회사 평강산업개발
변문수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 평강산업개발, 변문수 filed Critical 주식회사 평강산업개발
Priority to KR1020170018216A priority Critical patent/KR101784950B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101784950B1 publication Critical patent/KR101784950B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/26Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/042Magnesium silicates, e.g. talc, sepiolite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/187Repairing bituminous covers, e.g. regeneration of the covering material in situ, application of a new bituminous topping
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/12Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
    • E01D19/125Grating or flooring for bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D21/00Methods or apparatus specially adapted for erecting or assembling bridges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction

Abstract

본 발명은 구스 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면, 교각용 도로의 포장에 적합한 물성을 가지면서도 낮은 연화점을 가져서 운반성, 저장성 및 시공성이 우수한 구스 아스팔트를 제공할 수 있는 발명에 관한 것이다.

Description

구스 아스팔트 조성물 및 이를 이를 이용한 도로포장방법{Guss asphalt composition and Paving method of the road using the same}
본 발명은 교량, 지하차도 등의 도로 시공에 사용되는 구스 아스팔트 조성물 및 이의 도로 포장방법에 관한 것이다.
구스 아스팔트(guss asphalt)는 석회, 석분, 석유계 아스팔트, 천연 아스팔트 분말을 주재료로 하는 특수 아스팔트 포장재를 말하며, 매스틱 아스팔트(mastic asphalt), 아스팔트 꿀레(asphalt coule) 등으로 불리운다.
구스 아스팔트 포장의 특징은 유동성, 불투수성, 충격 저항성, 내구성 그리고 휨에 대한 추종성(compatibility)을 바탕으로 강상판(도 1의 30)의 교통하중에 대한 변형에 저항하도록 되어 있기 때문에, 골재의 맞물림을 하중 전달의 기본 개념으로 하고 있는 일반 아스팔트 혼합물 포장과는 상당히 다른 거동을 보인다.
장대교량은 대부분 주경간을 케이블로 지지하는 현수교 또는 사장교로 건설되고 있는데, 교량 상판은 사하중을 경감하고 지간을 최대한 길게 하기 위하여 대부분 강상판 형식으로 건설되고 있다. 유럽과 일본 등에서 이러한 강상판의 교면 포장에 매스틱 아스팔트(mastic asphalt)의 일종인 구스 아스팔트(guss asphalt)가 널리 적용되어 왔다.
구스 아스팔트(guss asphalt) 포장 공법은 독일에서 최초로 개발되어 아우토반 건설에 적용되었으며, 국내에서는 1997년 광양항 배후도로 현장의 정산1교 강상판 교면포장에 최초로 적용된 교량 강상판용 포장 공법이다. 이후 2000년대 접어들면서 서해대교와 영종대교를 비롯한 장대교량이 건설되면서 구스 아스팔트 포장 또한 점진적으로 그 적용 사례가 늘어가고 있다.
구스 아스팔트 포장은 롤드 아스팔트(rolled asphalt) 포장과 달리 롤러에 의한 다짐 공정을 필요로 하지 않으며, 공극률이 매우 낮아 교량 상부층의 수분이 강상판으로 유입되지 않도록 하는 방수 효과를 발휘할 수 있으며, 포장 최상층인 표층을 바로 시공할 수 있어, 콘크리트 구조층이 필요 없는 경량 교량을 실현할 수 있는 매우 효율적인 포장 공법으로 널리 활용되어 왔다. 기존 구스 아스팔트 포장은 두께 4 ㎝의 구스 아스팔트 하층과 두께 4 ㎝의 개질 아스팔트 상층의 2개 층으로 구성된 복합 포장체가 일반적인 구성이다. 그러나, 종래의 구스 아스팔트 포장 공법은 다짐 공정을 필요로 하지 않는다는 장점을 살리기 위해 아스팔트에 매우 큰 유동성을 부여해야 하며, 이를 위해 250℃ 이상으로 아스팔트 혼합물을 가열해야 하는 공법이다. 이 경우 아스콘 가열에 소모되는 에너지 소비가 매우 클 뿐만 아니라, 200℃ 이상에서 노화가 급격히 진행되는 아스팔트의 특성상 아스팔트의 경화 현상이 유발되어, 포장층의 수밀성이 저하되는 문제점이 발생한다. 그 외에도, 230 ~ 250℃의 고온인 시공 온도로 인하여 시공시 강상판의 변형을 유발할 가능성이 크며, 시공 후 고온의 열이 포장체 외부로 빠져나가지 못하여 포장체 일부가 부풀어 오르는 현상이 발생하기도 하며, 이러한 현상은 강상판 교면과 포장체의 부착력을 저감시켜 시공 직후 파손되기도 한다.
또한, 종래의 구스 아스팔트 포장의 경우 TLA(Trinidad Lake Asphalt)라는 천연 아스팔트를 약 30% 내외의 석유계 경질 아스팔트(침입도 20 ~ 40)와 혼합하여 사용하는데, TLA는 전량 외국에서 수입해야 하며, 경질 아스팔트는 특수한 생산공정을 필요로 하여 재료비가 고가이고 물리적인 성질을 개선하기가 매우 어려운 문제점을 갖고 있다.
따라서, 기존 보다 낮은 연화점을 가져서 낮은 온도 하에서 높은 유동성을 가지는 구스 아스팔트의 개발 및 이에 사용되는 천연 아스팔트 사용을 최소화 또는 이를 대체하는 아스팔트를 사용하여 단가를 줄인 구스 아스팔트 개발이 요구된다.
대한민국 등록특허번호 10-1511237(2015.04.06)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 종래의 구스 아스팔트의 특성을 유지하면서도, 기존 구스 아스팔트 보다 낮은 연화점을 가지는 바, 운반성, 저장성 및 시공성을 가지는 최적의 조성 및 조성비를 가지는 구스 아스팔트 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 상기 구스 아스팔트 조성물을 이용하여 최상된 표층인 아스팔트층과의 횡 방향 응력에 대하여 접착력을 유지하면서도 자연재해 및 도로 위 차량사고로 인하여 부분적으로 아스팔트층의 보수가 필요시 상기 아스팔트층과 구스 아스팔트층간 박리가 용이하게 이루어지는 코팅층을 적용한 구스 아스팔트를 이용한 도포시공방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구스 아스팔트 조성물은 아스팔트; 내구안정제; 강도증진제; 강도조절제; 충진제; 개질된 탈경화고무 분말; 고분자 개질제; 및 탄성중합체;를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여, 내구안정제 45 ~ 70 중량부, 강도증진제 90 ~ 150 중량부, 강도조절제 350 ~ 450 중량부 및 충진제 110 ~ 250 중량부, 개질된 탈경화 고무 분말 30 ~ 70 중량부, 고분자 개질제 3 ~ 30 중량부 및 탄성중합체 20 ~ 70 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 아스팔트는 석유계 아스팔트 62 ~ 75 중량%, 열전도성 수지 25 ~ 30 중량%, 열전도제 0.5 ~ 8.0 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 석유계 아스팔트는 비유화 아스팔트 및 유화 아스팔트를 70 ~ 90 : 10 ~ 30 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 아스팔트는 비유화 아스팔트를 포함하며, 상기 비유화 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트 및 블로운 아스팔트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 유화 아스팔트는 RSC-4, QRS-4 및 고무 개질 유화 아스팔트 중에서 선택된 1종을 포함하는 택코팅 유화 아스팔트를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 열전도성 수지는 내충격성 폴리스티렌(High Impact Polystyrene)수지, 폴리프로필렌(Polypropylene)수지 및 폴리에틸렌(Polyethylene)수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 열전도제는 50 ~ 100 메쉬(mesh)의 입도를 가지는 분말로서, 산화마그네슘, 산화알루미나, 산화아연 및 황화아연 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 내구안정제는 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC) 및 폴리카보네이트(PC) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 강도증진제는 평균입경 0.2~2mm인 조사(coarse sand)이며, 상기 조사는 석영사(quartz sand), 흑사(black sand) 및 녹사(green sand) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 강도조절제는 상기 골재는 굵은 굴재, 잔골재 및 폐아스팔트 재생 골재 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 충진제는 100 ~ 200 메쉬(mesh)의 입도를 가지는 석분을 포함하며, 상기 석분은 탈크, 탄산칼슘 및 황산바륨 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 개질된 탈경화고무는 폐타이어 분말을 탈경화시킨 후, 폴리인산으로 개질처리한 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 고분자 개질제는 말레산염 폴리프로필렌 및 폴리이소프렌 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 탄성중합체는 스티렌/부타디엔/스티렌 공중합체(SBS), 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌)(SIS), 에틸렌-메타크릴레이트(EMA), 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 에틸렌-부틸 아크릴레이트-글리시딜 메타크릴레이트 삼원 혼성 중합체, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene vinylacetate, EVA), 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl Chloride, PVC) 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate:PET) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 열가소성 탄성중합체; 및 에폭시수지, 우레탄수지, 아크릴수지, 페놀수지 및 석유수지 선택된 1종 이상을 포함하는 열경화성 탄성중합체;중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 구스 아스팔트 조성물을 이용한 도로포장방법에 관한 것으로서, 구스 아스팔트 조성물을 가열 혼합하여 구스 아스팔트를 제조하는 1단계; 상기 구스 아스팔트를 시공대상 표면에 포설하는 2단계; 포설된 구스 아스팔트 상부에 코팅제를 도포 및 건조시키는 3단계; 코팅제가 도포된 구스 아스팔트 상부에 아스팔트를 포설 및 건조시키는 4단계;를 포함하는 공정을 수행하여 도로포장을 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 1단계의 가열 혼합은 200 ~ 240℃ 하에서 가열시키면서 혼합을 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 1단계의 가열 혼합은 건비빔(dry mixing) 20 ~ 30초간 수행한 후, 습식비빔(wet mixing) 80 ~ 90초간 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 2단계의 시공대상은 철근 교각 또는 콘크리트 교각으로서, 상기 교각은 강상판 상부에 프라이머층 또는 콘크리트 상부에 택코팅층이 형성되어 있으며, 상기 프라이머층 또는 택코팅층 상부에는 접착제층이 형성되어 있고, 상기 2단계의 포설은 시공대상의 접착제층 상부에 구스 아스팔트를 포설을 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 3단계는 구스 아스팔트 포설된 후, 1 ~ 3시간 이내에 코팅제를 0.1 ~ 0.2 L/m2의 도포량으로 구스 아스팔트 상부에 도포를 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 3단계의 코팅제는 액상의 건성유 85 ~ 88 중량%; 실리콘 오일 1 ~ 3.5 중량%; 비닐계 수지를 11 ~ 12 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 건성유는 탈지 피마자유를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 비닐계 수지는 수산기가 도입된 폴리염화비닐(PVC), 폴리비닐아세테이트(PVAc) 및 폴리비닐알코올(PVA) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 구스 아스팔트 조성물 및 이로 제조된 구스 아스팔트는 기존의구스 아스팔트 보다 낮은 연화점을 가지는 바, 낮은 온도 하에서도 우수한 유동성을 가지기 때문에 운반성, 저장성 및 시공성이 우수하다. 또한, 우수한 불투수성, 충격 저항성, 내구성 및 휨에 대한 추종성(compatibility)을 가지기 때문에 철근 교각 또는 콘크리트 교각의 도로포장용 구스 아스팔트로 사용하기에 적합하다.
도 1은 본 발명의 구스 아스팔트를 이용하여 철근 교각의 포장시공한 도로에 대한 개략적인 단면도이다.
이하에서는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명의 구스 아스팔트 조성물은 아스팔트; 내구안정제; 강도증진제; 강도조절제; 충진제; 개질된 탈경화고무 분말; 고분자 개질제; 및 탄성중합체;를 포함한다.
본 발명의 조성물 중 상기 아스팔트에 대하여 먼저 설명하면, 상기 아스팔트는 석유계 아스팔트, 열전도성 수지 및 열전도성 충진제를 포함한다.
상기 석유계 아스팔트는 비유화 아스팔트 및 유화 아스팔트를 70 ~ 90 : 10 ~ 30 중량비로, 바람직하게는 75 ~ 85 : 15 ~ 25 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 유화 아스팔트 함량이 10 중량비 미만이면 200℃ ~ 230℃ 정도에서의 구스 아스팔트의 유동성이 좋지 않을 수 있고, 30 중량비를 초과하여 사용하면 오히려 200℃ ~ 230℃ 정도에서의 유동성이 너무 높아지고, 구스 아스팔트의 접착력 감소 및 경화시간이 증대되는 문제가 있을 수 있다.
그리고, 상기 비유화 아스팔트로는 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트 및 블로운 아스팔트 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을, 바람직하게는 컷백 아스팔트 및 블로운 아스팔트 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 유화 아스팔트로는 RSC-4, QRS-4 또는 고무 개질 유화 아스팔트를, 바람직하게는 RSC-4 또는 고무 개질 유화 아스팔트 중에서 선택된 택코팅 유화 아스팔트를 사용할 수 있으며, 다른 종류의 유화 아스팔트를 혼화하여 사용하지 않는 것이 바람직하다. 상기 비유화 아스팔트와 유화 아스팔트의 혼합으로 아스팔트 입자의 분산을 용이하게 하며, 낮은 점성으로 인해 현장 시공 편리성 및 개질제 첨가를 통한 성능 향상이 꾀할 수 있는 것이다.
상기 석유계 아스팔트의 함량은 아스팔트 전체 중량 중 62 ~ 75 중량%를, 바람직하게는 67 ~ 72 중량%인 것이 좋으며, 이때, 석유계 아스팔트의 함량이 62 중량% 미만이면 구스 아스팔트층의 접착력, 접합력이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 75 중량%를 초과하는 것을 비경제적이다.
아스팔트 성분 중 상기 열전도성 수지는 구스 아스팔트의 열안정성과 더불어 열전도제 입자에 축적될 수 있는 열을 분산시켜 열 변형에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있는 효과 및 혼합물의 피로내구성 증대로 인하여 교량 하부 층의 두께를 절감하는 효과를 위해 사용하는 것으로서, 상기 열전도성 수지로는 내충격성 폴리스티렌(High Impact Polystyrene)수지, 폴리프로필렌(Polypropylene)수지 및 폴리에틸렌(Polyethylene)수지 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 내충격성 폴리스티렌 수지 및 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 열전도성 수지의 함량은 아스팔트 전체 중량 중 24 ~ 30 중량%를, 바람직하게는 25 ~ 28 중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때, 열전도성 수지 함량이 24 중량% 미만이면 도로 포장된 구스 아스팔트층의 내구성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 30 중량%를 초과하여 사용하면 상대적으로 석유계 아스팔트 사용량이 감소하여 구스 아스팔트층과 상부층 또는 하부층과의 접착력이 감소하는 문제가 있을 수 있다.
아스팔트 성분 중 상기 열전도제는 본 발명 구스 아스팔트 제조시, 저장시 및 이를 이용하여 시공시 구스 아스팔트 조성물을 가열을 할 때, 구스 아스팔트 전체에 골고루 열을 전달하여 융점 및/또는 연화점을 빨리 낮추고, 전체적인 온도를 일정 온도로 유지하기 위한 역할을 하는 것으로서, 상기 열전도제는 50~100 메쉬(mesh)의 입도를 가지는 분말로서, 산화마그네슘, 산화알루미나, 산화아연 및 황화아연 중에서 선택된 단종 및 2종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 열전도제의 사용량은 아스팔트 전체 중량 중 0.5 ~ 8.0 중량%를, 바람직하게는 0.5 ~ 5.0 중량%를, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 2.0 중량%를 포함할 수 있다. 이때, 열전도제의 함량이 0.5 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 이를 사용하는 의미가 없으며, 8.0 중량%를 초과하면 그 사용량이 너무 많아서 오히려 구스 아스팔트의 기계적 물성 및 불투수성 저하를 초래할 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 구스 아스팔트 조성물은 상기 아스팔트 외에 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC) 및 폴리카보네이트(PC) 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 혼합한 내구안정제를 포함한다. 내구안정제는 강도조절제와 아스팔트의 결합력을 향상, 본 발명의 구스 아스팔트로 포장된 도로의 외부 온도변화 등에 대한 크랙(crack) 방지, 휨에 대한 추종성 증대 등을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여, 30 ~ 70 중량부를, 바람직하게는 45 ~ 65 중량부를, 더욱 바람직하게는 48 ~ 60 중량부를 사용할 수 있다. 이때, 내구안정제의 사용량이 30 중량부 미만이면 구스 아스팔트로 포장된 도로의 내구 안정성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 70 중량부를 초과하여 사용하면 오히려 다른 조성들과의 상용성을 저하시켜서 구스 아스팔트 조성물의 혼합성이 저하되어 전반적으로 구스 아스팔트층의 내구성을 감소시킬 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 구스 아스팔트 조성물은 구스 아스팔트층의 강도 증대를 위해 강도증진제로서, 평균입경 0.2 ~ 2mm인 조사(coarse sand)를 사용하며, 이때, 상기 조사는 당업계의 일반적인 조사를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 석영사(quartz sand), 흑사(black sand) 및 녹사(green sand) 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상이 혼합된 조사를 사용할 수 있다. 그리고, 강도증진제의 사용량은 아스팔트 100 중량부에 대하여, 90 ~ 150 중량부를, 바람직하게는 100 ~ 130 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 이때, 강도증진제의 사용량이 90 중량부 미만이면 경화된 구스 아스팔트층의 기계적 강도가 미비한 문제가 있을 수 있고, 불투수성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으며, 강도증진제 사용량이 150 중량부를 초과하여 사용하면 불투수성 측면에서 유리하나, 구스 아스팔트층이 휨에 대한 추종성이 감소하여 내구성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 구스 아스팔트 조성물 성분 중 상기 강도조절제로는 골재를 사용하며, 골재로는 굵은 골재, 잔골재 및 폐아스팔트 재생 골재 중에서 선택된 단종 및 2종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 잔골재 및 폐아스팔트 재생 골재 2종을 포함할 수 있다. 상기 굵은 골재 및 잔골재는 당업계에서 사용하는 일반적인 것을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 폐아스팔트 재생 골재는 자연 재활용 측면에서 도입하는 것으로서, 기존의 포장된 아스팔트 콘크리트를 보수, 교체 등을 할 때, 수거된 폐아스팔트를 파쇄한 후, 350℃ ~ 400℃ 하에서 열처리한 후, 이를 상기 잔골재 크기 정도로 재분쇄한 후, 0.15 ~ 1.2 mm 체로 거른 것이다.
그리고, 상기 잔골재는 평균입경 0.15 ~ 2.5 mm, 바람직하게는 0.15 ~ 1.2 mm인 것을 사용하는 것이 좋다.
강도조절제로서 폐아스팔트 재생 골재를 사용시, 이의 사용량은 잔골재 100 중량부에 대하여 100 ~ 200 중량부를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 120 ~ 180 중량부를 사용할 수 있다.
또한, 구스 아스팔트 조성물 내 강도조절제의 사용량은 아스팔트 100 중량부에 대하여, 350 ~ 450 중량부를, 바람직하게는 380 ~ 410 중량부를 사용할 수 있으며, 이때, 강도조절제의 사용량이 350 중량부 미만이면 적정 강도 확보가 어려운 문제가 있을 수 있고, 450 중량부를 초과하여 사용하면 뉴엘 유동성이 급격히 감소하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 구스 아스팔트 조성물 성분 중 상기 충진제는 도로 포장에 사용 및 도로 내부를 구성하는 층으로서, 구스 아스팔트층은 외부 환경 상 지속적인 충격을 받기 때문에 구스 아스팔트층 내부에 실금 등의 크랙이 발생할 수 있는데, 충진제는 이 부위를 매꾸는 역할을 하여 구스 아스팔트층의 내구 장기 안정성 및 불투수 안정성을 확보하는 역할을 할 수 있다. 상기 충진제로서 100~200 메쉬(mesh)의 입도를 가지는 석분을 사용할 수 있으며, 상기 석분은 탈크, 탄산칼슘 및 황산바륨 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 탄산칼슘 및 황산바륨 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구스 아스팔트 조성물 내 충진제의 사용량은 110 ~ 250 중량부를, 바람직하게는 135 ~ 220 중량부를 사용할 수 있으며, 이때, 충진제 사용량이 110 중량부 미만이면 구스 아스팔트층의 장기 불투수성 및 장기 내구 안정성이 부족할 수 있으며, 250 중량부를 초과하여 사용하면 오히려 휨에 대한 추종성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 구스 아스팔트 조성물은 내충격성 향상을 위해 개질된 탈경화 고무 분말을 포함할 수 있으며, 이는 폐타이어 분말을 탈경화시킨 후, 폴리인산으로 개질처리하여 제조할 수 있다. 바람직한 일례를 들면, 고무를 분말 상태로 분쇄하고 100℃ ~ 140℃로 가열 및 가압시켜서 탈경화 고무분말을 제조한 후, 상기 탈경화 고무분말을 H3PO4 당량 95 ~ 120%, 바람직하게는 H3PO4 당량 110 ~ 120%인 폴리인산과 1 : 0.1 ~ 0.2 중량비로 혼합한 다음, 폴리인산과 탈경화 고무분말의 혼합물을 20분 ~ 1시간 정도, 바람직하게는 30분 ~ 50분 정도 150 ~ 300 Hz로 초음파 처리하여 개질된 탈경화 고무 분말을 제조할 수 있다. 초음파 처리를 하면, 폴리인산의 수소이온이 아스팔트와 탈경화 고무분말 내의 방향족 사슬과 연결되어 있는 질소(N), 산소(O), 황(S)등의 물질과 반응한 후, PPA- 이온과 방향족사슬이 커플링되어 아스팔트 내 탈경화 고무분말의 분산을 유도하고 이는 아스팔트의 점도를 적정 점도 유지 역할을 하게 되며, 구스 아스팔트층의 내충격성 증대 및 구스 아스팔트의 저장 안정성을 증대시키는 역할을 할 수 있게 된다. 이때, 상기 고무는 천연고무, 스티렌 부타디엔 고무 및/또는 폐타이어를 사용할 수 있으며, 상기 개질된 탈경화 고무분말은 평균입경 0.1 ~ 2 mm인 것이 좋다.
그리고, 본 발명의 구스 아스팔트 조성물 내 개질된 탈경화 고무 분말의 사용량은 아스팔트 100 중량부에 대하여, 30 ~ 70 중량부, 바람직하게는 40 ~ 60 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 그 사용량이 30 중량부 미만이면 이의 사용량이 너무 적어서 이의 사용에 의한 내충격성 향상 효과를 볼 수 없을 수 있고, 70 중량부를 초과하여 사용하면 구수 아스팔트층의 불투수성에 불리한 영향을 끼칠 수 있다.
또한, 교각용 도로의 경우, 도로 최외부 표면을 지나가는 차량으로부터 발생하는 충격흡수가 필요하고, 교각의 경우, 외부 환경에 의해 상하, 좌우로 미세하게 움직이는 바, 이로 인한 에너지 분산이 필요한 바, 교각용 도로는 유연성 및 탄성이 필요하다. 따라서, 본 발명의 구스 아스팔트 조성물은 유연성, 탄성을 부여하기 위해 탄성중합체를 적용한다. 상기 탄성중합체로는 스티렌/부타디엔/스티렌 공중합체(SBS), 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌)(SIS), 에틸렌-메타크릴레이트(EMA), 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 에틸렌-부틸 아크릴레이트-글리시딜 메타크릴레이트 삼원 혼성 중합체, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene vinylacetate, EVA), 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 열가소성 탄성중합체; 및 에폭시수지, 우레탄수지, 아크릴수지, 페놀수지 및 석유수지 선택된 1종 이상을 포함하는 열경화성 탄성중합체;중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌)(SIS), 에틸렌-메타크릴레이트(EMA), 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체(EPDM) 및 에틸렌-부틸 아크릴레이트-글리시딜 메타크릴레이트 삼원 혼성 중합체 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 열가소성 탄성중합체; 및 에폭시수지, 아크릴수지 및 석유수지 선택된 1종 이상을 포함하는 열경화성 탄성중합체를 사용하는 것이 좋다.
그리고, 탄성중합체의 사용량은 아스팔트 100 중량부에 대하여, 20 ~ 70 중량부를, 바람직하게는 20 ~ 50 중량부를, 더욱 바람직하게는 30 ~ 45 중량부를사용하는 것이 다른 조성들과의 상용성, 혼화성 및 구스 아스팔트층 자체의 다른 물성에 악영향을 끼치지 않는 측면에서 좋다.
또한, 본 발명의 구스 아스팔트 조성물은 개질된 탈경화 고무 분말 및/또는 탄성중합체가 아스팔트 등 다른 조성과의 상용성 등을 위해 고분자 개질제를 도입하였으며, 상기 고분자 개질제로는 말레산염 폴리프로필렌 및 폴리이소프렌 중에서 선택된 단종 또는 2종을 혼합하여 사용할 수 있다. 그리고, 고분자 개질제의 사용량은 아스팔트 100 중량부에 대하여, 3 ~ 30 중량부, 바람직하게는 5 ~ 20 중량부, 더욱 바람직하게는 7 ~ 15 중량부를 사용할 수 있다.
이하에서는 앞서 설명한 본 발명의 구스 아스팔트 조성물을 이용하여 도로를 포장(또는 시공)하는 방법에 설명을 하면 다음과 같다.
본 발명의 도로포장방법은 구스 아스팔트 조성물을 가열 혼합하여 구스 아스팔트를 제조하는 1단계; 상기 구스 아스팔트를 시공대상 표면에 포설하는 2단계; 포설된 구스 아스팔트 상부에 코팅제를 도포 및 건조시키는 3단계; 코팅제가 도포된 구스 아스팔트 상부에 아스팔트를 포설 및 건조시키는 4단계;를 포함하는 공정을 수행하여 도로포장을 할 수 있다.
1단계의 구스 아스팔트 조성물은 성분 및 성분비는 앞서 설명한 바와 동일하다. 그리고, 1단계의 가열 혼합은 구스 아스팔트 조성물을 건비빔(dry mixing) 20초 ~ 30초를 수행한 후 습식비빔(wet mixing) 70초 ~ 90초를 수행한 후, 지속적으로 조성물의 혼합물을 교반시키면서 200 ~ 240, 바람직하게는 200 ~ 225, 더욱 바람직하게는 200 ~ 220의 열을 가하여 수행할 수 있다. 이때, 가열혼합 온도가 200 미만이면 구스 아스팔트 혼합물이 충분히 용융되지 않아서 유동성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 240를 초과하면 구스 아스팔트 성분 중 일부가 타는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내의 온도로 가열 혼합을 수행하는 것이 좋다.
그리고, 1단계에서 제조한 구스 아스팔트는 시공대상에 포설시키기까지 저장 및 운반 시에도 200 ~ 230, 바람직하게는 200 ~ 220 하에서 저장, 운반시키는 것이 좋다. 이때, 저장, 운반시 온도가 200 미만이면 구스 아스팔트의 유동성이 저하될 수 있다.
다음으로, 2단계는 1단계에서 제조한 구스 아스팔트를 시공대상 표면에 포설하는 공정으로서, 이때 포설 방법은 당업계에서 사용하는 일반적인 방법으로 수행할 수 있으며, 특별히 한정하지 않는다.
상기 시공대상은 일반적인 도로일 수 있으며, 바람직하게는 철근 교각 또는 콘크리트 교각의 도로일 수 있다. 그리고, 상기 교각은 강상판(도 1의 30) 상부에 프라이머층 또는 콘크리트 상부(도 1의 30)에 택코팅층이 형성되어 있으며, 상기 프라이머층 또는 택코팅층 상부에는 접착제층이 형성되어 있고, 상기 2단계의 포설은 시공대상의 접착제층 상부에 구스 아스팔트를 포설을 할 수 있다.
또는, 시공대상은 교각의 철판 상부에 콘크리트층(바람직하게는 속경성 콘크리트층)이 형성되어 있고, 콘크리트층 상부에 구스 아스팔트를 포설하여 구스 아스팔트층(방수층)을 형성시킬 수 있다.
다음으로, 3단계는 구스 아스팔트 포설된 후, 30분 내지 1시간 후에 코팅제를 포설된 구스 아스팔트 상부에 0.1 ~ 0.2L/m2의 도포량으로 도포함으로써, 구스 아스팔트층(도 1의 20)의 방수효과 증대를 꾀할 수 있고, 또한 아스팔트층(도 1의 10)과의 적정 접착력 유지과 함께 도로의 일부 보수하기 위해 아스팔트층 제거시 구스 아스팔트층이 아스팔트층과 함께 떨어져 나가는 것을 최소화하기 위한 적정 박리력을 확보하기 위한 코팅층(도 1의 50)을 형성시킬 수 있다.
상기 3단계의 코팅제는 액상 건성유 84 ~ 89 중량%; 실리콘 오일 1 ~ 5 중량%; 비닐계 수지를 10 ~ 15 중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 액상의 건성유 85 ~ 88 중량%; 실리콘 오일 1 ~ 3.5 중량%; 비닐계 수지를 11 ~ 12 중량%를 포함할 수 있다.
상기 액상 건성유는 탈지 피마자유를 포함할 수 있으며, 89 중량%를 초과하면 코팅층 건조가 느려서 도로 시공 시간을 증대시키는 문제가 있을 수 있다.
상기 실리콘 오일의 함량이 1 중량% 미만이면 이형효과에 큰 영향이 없으며, 5 중량%를 초과하면 아스팔트층과의 횡 방향 응력에 대하여 접착력을 저하시키는 문제가 있다.
그리고, 상기 비닐계 수지는 수산기가 도입된 폴리염화비닐 수지, 폴리비닐아세테이트 수지 및 폴리비닐알코올 수지 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리염화비닐 수지를 포함할 수 있으며, 비닐계 수지의 사용량은 액상 건성유 및 실리콘 오일 사용량에 따라 상대적으로 결정된다.
다음으로, 구스 아스팔트층 상부에 코팅층을 형성시킨 후, 그 상부에 일반 아스팔트를 포설 및 경화시켜서 도로를 포장할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명을 한다. 그러나, 본 발명의 권리범위를 하기 실시예에 의해 한정하여 해석해서는 안된다.
[ 실시예 ]
준비예 1 : 구스 아스팔트 조성물용 아스팔트의 제조
컴뱃 아스팔트 및 블로운 아스팔트 1 : 1 중량비로 혼합하여 비유화 아스팔트를 준비하였다. 다음으로, 비유화 아스팔트 및 고무 개질 유화 아스팔트(동남유화사 제품)를 80 : 20 중량비로 혼합하여 석유계 아스팔트를 준비하였다.
다음으로, 상기 석유계 아스팔트 69 중량%, 내충격성 폴리스티렌 수지(열전도성 수지) 27.5 중량% 및 50 ~ 100 메쉬의 산화마그네슘 및 산화아연 1:1.5 중량비로 포함하는 열전도제 잔량%로 혼합하여 아스팔트를 준비하였다.
준비예 2 ~ 5 및 비교준비예 1 ~ 2
상기 준비예 1과 같이 아스팔트를 제조하되 하기 표 1과 같은 조성을 가지는 아스팔트를 각각 제조하여, 준비예 2 ~ 5 및 비교준비예 1 ~ 2를 각각 제조하였다.
구분 석유계 아스팔트 열전도성
수지
열전도제
비유화 아스팔트 : 유화아스팔트 중량비 함량
(중량%)
함량
(중량%)
함량
(중량%)
준비예 1 80 : 20 70 중량% 26.5 중량% 3.5 중량%
준비예 2 75 : 25 70 중량% 26.5 중량% 3.5 중량%
준비예 3 85 : 15 70 중량% 26.5 중량% 3.5 중량%
준비예 4 80 : 20 72.5 중량% 26.5 중량% 1 중량%
준비예 5 80 : 20 73 중량% 25 중량% 2 중량%
비교준비예 1 97 : 3 70 중량% 26.5 중량% 3.5 중량%
비교준비예 2 60 : 40 70 중량% 26.5 중량% 3.5 중량%
비교준비예 3 80 : 20 76.5 중량% 20 중량% 3.5 중량%
비교준비예 4 80 : 20 64.5 중량% 32 중량% 3.5 중량%
비교준비예 5 80 : 20 66.8 중량% 24.2 중량% 9.0 중량%
실시예 1 : 구스 아스팔트의 제조
상기 준비예 1의 아스팔트 100 중량부에 대하여, 내구안정제인 폴리염화비닐 52 중량부, 석양사 및 흑사 1 : 0.5 ~ 0.6 중량비로 포함하는 평균입경 0.5 ~ 0.8 mm인 조사(강도증진제) 115 중량부, 잔골재 및 폐아스팔트 재생 골재를 1:1.3 중량비로 포함하는 강도조절제 385 중량부, 탄산칼슘 및 황산바륨을 1 : 0.3 중량비로 포함하는 석분(충진제) 160 중량부, 평균입경 0.5 ~ 0.7 mm의 개질된 탈경화 고무 분말 48 중량부, 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌) 및 석유수지 1 : 0.2 중량비로 포함하는 탄성중합체 36 중량부, 말레산염 폴리프로필렌(고분자 개질제) 10 중량부를 혼합탱크에 투입하여 건비빔(dry mixing) 25초 ~ 26초간 수행한 후 습식비빔(wet mixing) 90초를 수행한 후, 지속적으로 교반시키면서 215 ~ 220로 가열 혼합하여 구스 아스팔트를 제조하였다.
실시예 2 ~ 실시예 6 및 비교예 1 ~ 비교예 5
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 구스 아스팔트를 제조하되, 하기 표 2와 같은 조성을 가지는 구스 아스팔트를 각각 제조하여, 실시예 2 ~ 실시예 6 및 비교예 1 ~ 비교예 5를 실시하였다.
구분
( 중량부 )
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
아스팔트 준비예 1 준비예 2 준비예 3 준비예 4 준비예 5 준비예1
100 100 100 100 100 100
내구안정제 52 52 52 52 52 60
강도증진제 115 115 115 115 115 125
강도조절제 385 385 385 385 385 380
충진제 160 160 160 160 160 150
고무분말 48 48 48 48 48 52
탄성중합체 36 36 36 36 36 30
고분자개질제 10 10 10 10 10 12
구분
(중량부)
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8
아스팔트 비교준비예 1 비교준비예 2 비교준비예 3 비교준비예 4 비교준비예 5 준비예 1 준비예 1 준비예1
100 100 100 100 100 100 100 100
내구안정제 52 52 52 52 52 25 52 60
강도증진제 115 115 115 115 115 115 80 125
강도조절제 385 385 385 385 385 385 385 380
충진제 160 160 160 160 160 160 160 98
고무분말 48 48 48 48 48 48 48 52
탄성중합체 36 36 36 36 36 36 36 30
고분자개질제 10 10 10 10 10 10 10 12
실험예 1 : 구스 아스팔트 물성 측정
상기 실시예 및 비교예의 구스 아스팔트 각각의 관입량, 뉴엘유동성, 휠트랙킹 및 저온 휨 시험을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
이때, 관입량(40℃, 30분, mm)은 DIN 1966 U61에 의거하여 측정하였고, 이때, 관입량 시험은 7㎝×7㎝×7㎝ 정사각형의 큐빅 형태로 아스팔트 함량별로 제작하여 30분 동안 40±1℃ 수조에서 양생한 후, 30분 동안 관입되는 량을 측정하는 시험으로서 소성변형에 대한 저항성 및 강도를 평가하는 시험이다.
뉴엘유동성(220℃, 초)는 뉴엘(Nuer) 유동성 측정방법에 의거하여 측정하였으며, 이때, 구스 아스팔트 혼합물은 고온에서 혼합물을 제조하여 다짐 없이 포설된 혼합물 흐름 성능에 의해 시공되므로, 별도의 포장 다짐 장비가 필요 없다. 따라서, 이러한 흐름 유동성을 평가할 수 있는 항목을 품질 기준으로 선정하고 이를 통하여 구스 아스팔트 혼합물의 흐름 유동성 평가하였다. 여기서 류엘유동시험기는 관입봉이 5㎝ 관입되는 동안에 220℃에서 시간을 측정하여 20초 이내에 들어오는 온도를 유동 가능성에 대한 최저 온도로 나타내며, 이를 기준으로 혼합 및 포설 온도를 결정하게 된다.
휠트랙킹(회/mm)은 KS F 2374에 의거하여 측정하였고, 휠트랙킹 시험은 실제 윤하중을 시편에 적용하여 차량의 움직임을 실내에서 모사하는 실험으로 구스 아스팔트혼합물의 기준은 동적안정도 300cycle/mm 이상을 만족해야 한다.
그리고, 저온 휨 측정(-10℃, 50mm/min)은 KS F 72378에 의거하여 측정하였으며, 이때, 저온 휨 측정은 실제 공용중인 아스팔트 포장은 고온과 중간온도는 물론이고 빙점 이하의 낮은 온도조건의 영향도 받고 있으며, 이때의 아스팔트는 매우 단단하여 탄성체와 유사한 거동을 하게 된다. 본 시험은 낮은 온도에서의 온도 균열에 대한 저항성을 평가하기 위해 수행하는 것으로 -10℃에서 수행하여 저온에서의 파단 성능을 평가하는 시험이다.
구분 관입량 측정값
(40℃, 30분, mm)
뉴엘 유동성 측정값(220℃, 초) 휠트랙킹
측정값
(회/mm)
저온 휨 측정값
(-10℃, 50mm/min)
교면용 기준치 1 ~ 4 20 이하 300 이상 8.0×10-3 이상
목표치 2.0 ~ 3.0 20 이하 1,400 이상 20.0×10-3 이상
실시예 1 2.3 15.0 1,560 23.3×10-3
실시예 2 2.7 16.3 1,480 22.7×10-3
실시예 3 2.2 13.9 1,670 23.9×10-3
실시예 4 2.4 15.8 1,540 24.1×10-3
실시예 5 2.1 14.4 1,650 25.0×10-3
실시예 6 2.2 16.1 1,460 22.4×10-3
비교예 1 1.8 11.5 1,720 22.0×10-3
비교예 2 4.2 22.4 1,350 23.5×10-3
비교예 3 2.1 13.8 1,050 14.2×10-3
비교예 4 2.9 18.3 1,530 19.5×10-3
비교예 5 2.4 15.6 1,530 24.2×10-3
비교예 6 2.5 15.4 1,280 15.7×10-3
비교예 7 2.4 15.6 1,530 24.2×10-3
비교예 8 2.6 15.8 1,390 21.8×10-3
상기 표 4의 실험결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 6은 적정 관입량 및 유동성을 가지면서, 휠트랙킹 값이 모두 1,400 회/mm 이상으로 내구 안정성이 우수하고, 저온 휨 측정값이 22.0×10-3(-10℃, 50mm/min)으로 저온에서의 우수한 휨 특성을 보였다.
이에 반해, 유화 아스팔트를 10 중량비 미만인 석유계 아스팔트를 사용한 비교예 1의 경우, 40℃에서의 관입량이 너무 낮은 문제가 있었으며, 유화 아스팔트를 30 중량비를 초과한 석유계 아스팔트를 사용한 비교예 2의 경우, 오히려 관입량이 너무 높은 문제가 있었으며, 비교예 1 및 비교예 2는 구스 아스팔트 시공시 시공성이 떨어지는 문제가 있음을 알 수 있다.
또한, 구스 아스팔트 조성 중 석유계 아스팔트를 75 중량% 초과하여 사용한 비교예 3의 경우, 휠트랙킹 값이 너무 낮아서 내구 안정성이 떨어지는 결과를 보였으며, 열전도성 수지를 30 중량% 초과하여 사용한 비교예 4의 경우, 실시예 1과 비교할 때, 저온 휨 특성이 상대적으로 크게 낮아지는 결과를 보였다.
그리고, 내구안정제를를 25 중량부 미만으로 사용한 비교예 6의 경우, 휠트랙킹 값 및 저온 휨 측정값이 실시예 1과 비교할 때, 상대적으로 크게 감소하는 문제가 있었으며, 충진제를 110 중량부 미만으로 사용한 비교예 8의 경우, 휠트랙킹 값이 크게 감소하는 문제가 있었다.
실험예 2 : 구스 아스팔트의 침입도, 연화점 측정
상기 실시예 및 비교예의 구스 아스팔트 각각의 침입도, 연화점을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
침입도(dmm)는 KS M 2252에 의거하여 25℃에서 측정하였으며, 연화점(℃)은 KS M 2250에 의거하여 측정하였다. 여기서, 연화점은 아스팔트가 강철구의 무게를 견디지 못하고 흘러내리기 시작할 때의 온도로서 정의되며, ASTM D36에 의거하여 측정하였다.
구분 침입도
(dmm)
연화점(℃)
구스 아스팔트
기준치
20 ~ 70 90 이상
목표치 20 ~ 40 98 ~ 102℃,
바람직하게는 98 ~ 100℃
실시예 1 29 99.5
실시예 2 28 99.2
실시예 3 32 99.5
실시예 4 30 99.7
실시예 5 30 99.6
실시예 6 27 99.3
비교예 1 39 99.8
비교예 2 25 98.7
비교예 3 26 99.6
비교예 4 41 97.8
비교예 5 38 102.8
비교예 7 47 99.3
실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 4의 경우, 98℃ ~ 102℃ 미만의 적정 연화점을 가지는데 반해, 비교예 5는 연화점이 102℃를 초과했으며, 이는 다른 실시예에 비해 비교예 5의 구스 아스팔트가 운반, 보관 및 시공 측면에서 불리함을 확인할 수 있었다.
그리고, 강도증진제를 90 중량부 미만으로 사용한 비교예 7의 경우, 침입도가 40 mm 이상으로 실시예와 비교할 때, 침입도가 크게 증가하는 문제가 있었으며, 이는 비교예 7의 구스 아스팔트가 실시예 등과 비교할 때 구스 아스팔트의 불투성이 좋지 않음을 확인할 수 있는 것이다.
상기 실시예 및 실험예를 통하여, 본 발명의 구스 아스팔트 조성물 및 이로 제조된 구스 아스팔트는 기존의 구스 아스팔트 보다 낮은 연화점을 가져서 낮은 온도 하에서도 우수한 유동성을 가지며, 이로 인해 운반성, 저장성 및 시공성이 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명의 구스 아스팔트가 적정 침입도를 가지는 바, 우수한 불투수성, 내구성 및 휨에 대한 추종성(compatibility)을 가지기 때문에 철근 교각 또는 콘크리트 교각의 도로포장용 구스 아스팔트로 사용하기에 적합함을 확인할 수 있었다.
10 : 아스팔트층 20 : 구스 아스팔트층
30 : 강상판층 또는 콘크리트층 50 : 코팅층

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 아스팔트 100 중량부에 대하여, 내구안정제 45 ~ 70 중량부, 강도증진제 90 ~ 150 중량부, 강도조절제 350 ~ 450 중량부, 충진제 110 ~ 250 중량부, 개질된 탈경화 고무 분말 30 ~ 70 중량부, 고분자 개질제 3 ~ 30 중량부 및 탄성중합체 20 ~ 70 중량부를 포함하며,
    상기 아스팔트는 비유화 아스팔트 및 유화 아스팔트를 75 ~ 85 : 15 ~ 25 중량비로 포함하는 석유계 아스팔트 67 ~ 75 중량%, 열전도성 수지 24 ~ 30 중량%, 열전도제 0.5 ~ 5 중량%를 포함하며,
    상기 비유화 아스팔트는 컷백 아스팔트 및 블로운 아스팔트를 포함하고, 상기 유화 아스팔트는 고무 개질 유화아스팔트를 포함하는 택코팅 유화 아스팔트이며,
    상기 강도증진제는 평균입경 0.2 ~ 2mm인 조사(coarse sand)이고, 상기 조사는 석영사(quartz sand), 흑사(black sand) 및 녹사(green sand) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 강도조절제는 평균입경 0.15 ~ 1.2mm인 잔골재 및 평균입경 0.15 ~ 1.2mm인 폐아스팔트 재생 골재를 포함하며,
    상기 고분자 개질제는 말레산염 폴리프로필렌 및 폴리이소프렌 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 탄성중합체는 열가소성 탄성중합체 및 열경화성 탄성중합체를 포함하고,
    상기 열가소성 탄성중합체는 스티렌/부타디엔/스티렌 공중합체(SBS), 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌)(SIS), 에틸렌-메타크릴레이트(EMA), 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 에틸렌-부틸 아크릴레이트-글리시딜 메타크릴레이트 삼원 혼성 중합체, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene vinylacetate, EVA), 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl Chloride, PVC) 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate:PET) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 열경화성 탄성중합체는 에폭시수지, 우레탄수지, 아크릴수지, 페놀수지 및 석유수지 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 개질된 탈경화 고무 분말은 평균입경 0.1 ~ 2 mm이고, 상기 개질된 탈경화 고무 분말은 고무를 분말 상태로 분쇄하고 100℃ ~ 140℃로 가열 및 가압시켜서 탈경화 고무분말을 제조한 후, 상기 탈경화 고무분말을 H3PO4 당량 95 ~ 120%인 폴리인산과 1 : 0.1 ~ 0.2 중량비로 혼합한 다음, 폴리인산과 탈경화 고무분말의 혼합물을 20분 ~ 1시간 동안 150 ~ 300 Hz로 초음파 처리하여 개질된 탈경화 고무 분말을 제조한 것이며,
    연화점이 98 ~ 102℃인 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 내구안정제는 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴 및 폴리카보네이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서, 상기 충진제는 100~200 메쉬(mesh)의 입도를 가지는 석분을 포함하며, 상기 석분은 탈크, 탄산칼슘 및 황산바륨 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 조성물.
  10. 제5항에 있어서, 상기 탄성중합체는
    스티렌/부타디엔/스티렌 공중합체(SBS), 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 폴리(스티렌-이소프렌-스티렌)(SIS), 에틸렌-메타크릴레이트(EMA), 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체(EPDM), 에틸렌-부틸 아크릴레이트-글리시딜 메타크릴레이트 삼원 혼성 중합체, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene vinylacetate, EVA), 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl Chloride, PVC) 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate:PET) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 열가소성 탄성중합체; 및
    에폭시수지, 우레탄수지, 아크릴수지, 페놀수지 및 석유수지 선택된 1종 이상을 포함하는 열경화성 탄성중합체;
    중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 구스 아스팔트 조성물.
  11. 제5항, 제6항 또는 제9항의 구스 아스팔트 조성물을 200 ~ 240℃ 하에서 가열시키면서 혼합하여 구스 아스팔트를 제조하는 1단계;
    상기 구스 아스팔트를 시공대상 표면에 포설하는 2단계;
    포설된 구스 아스팔트 상부에 코팅제를 도포 및 건조시키는 3단계;
    코팅제가 도포된 구스 아스팔트 상부에 아스팔트를 포설 및 건조시키는 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장방법.
  12. 제11항에 있어서, 2단계의 시공대상은 철근 교각 또는 콘크리트 교각으로서,
    상기 교각은 강상판 상부에 프라이머층 또는 콘크리트 상부에 택코팅층이 형성되어 있으며,
    상기 프라이머층 또는 택코팅층 상부에는 접착제층이 형성되어 있고,
    상기 2단계의 포설은 시공대상의 접착제층 상부에 구스 아스팔트를 포설하는 것을 특징으로 하는 도로포장방법.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서, 3단계는 구스 아스팔트 포설된 후, 1 ~ 3시간 이내에 코팅제를 0.1 ~ 0.2 L/m2의 도포량으로 구스 아스팔트 상부에 도포하는 것을 특징으로 하는 도로포장방법.
  15. 제11항에 있어서, 3단계의 코팅제는 액상의 건성유 85 ~ 88 중량%; 실리콘 오일 1 ~ 3.5 중량%; 비닐계 수지를 11 ~ 12 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장방법.

KR1020170018216A 2017-02-09 2017-02-09 구스 아스팔트 조성물 및 이를 이를 이용한 도로포장방법 KR101784950B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170018216A KR101784950B1 (ko) 2017-02-09 2017-02-09 구스 아스팔트 조성물 및 이를 이를 이용한 도로포장방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170018216A KR101784950B1 (ko) 2017-02-09 2017-02-09 구스 아스팔트 조성물 및 이를 이를 이용한 도로포장방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101784950B1 true KR101784950B1 (ko) 2017-10-13

Family

ID=60139606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170018216A KR101784950B1 (ko) 2017-02-09 2017-02-09 구스 아스팔트 조성물 및 이를 이를 이용한 도로포장방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101784950B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101956874B1 (ko) * 2018-08-27 2019-03-13 진산아스콘(주) 소성변형 방지용 아스콘 조성물, 이의 제조방법 및 이를 사용한 시공방법
CN109930483A (zh) * 2019-03-22 2019-06-25 湖南鑫长胜材料科技有限公司 一种钢桥桥面铺装结构
KR102252921B1 (ko) * 2020-04-03 2021-05-20 주식회사 이레하이테크이앤씨 미세먼지흡착, 방수, 제설 및 차열효과를 가지는 다기능 아스팔트 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 노후 아스팔트 도로포장 보수공법
KR20210080847A (ko) * 2019-12-23 2021-07-01 주식회사 포이닉스 폐타이어와 sbs를 포함하는 복층 저소음 아스콘 포장 조성물 및 포장공법
KR102289428B1 (ko) * 2020-04-03 2021-08-13 주식회사 이레하이테크이앤씨 미세먼지흡착, 방수, 제설 및 차열효과를 가지는 다기능 아스팔트 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 도로포장공법
CN113845333A (zh) * 2021-10-25 2021-12-28 张翔宇 一种袋装直投式彩色沥青及其混合料的制备方法
CN114316562A (zh) * 2019-04-18 2022-04-12 重庆市智翔铺道技术工程有限公司 多元聚合物合金钢桥面铺装材料及其制备方法
KR102625465B1 (ko) 2023-10-16 2024-01-16 주식회사 페이브테크 콘크리트 또는 강상판 상부에 포설하는 구스 아스팔트 방수 포장구조 및 포장공법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000290507A (ja) * 1999-02-01 2000-10-17 Bridgestone Corp アスファルト改質剤及び改質アスファルトの製造方法
KR100682540B1 (ko) * 2006-01-25 2007-02-15 한국칼라콘크리트(주) 칼라무늬 콘크리트 습식 매트 공법용 이형제 조성물 및이의 시공방법
KR100935465B1 (ko) * 2009-05-20 2010-01-06 정홍기 개질 아스팔트 및 개질 아스팔트콘크리트
KR101412510B1 (ko) * 2013-06-04 2014-06-27 태륭건설(주) 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000290507A (ja) * 1999-02-01 2000-10-17 Bridgestone Corp アスファルト改質剤及び改質アスファルトの製造方法
KR100682540B1 (ko) * 2006-01-25 2007-02-15 한국칼라콘크리트(주) 칼라무늬 콘크리트 습식 매트 공법용 이형제 조성물 및이의 시공방법
KR100935465B1 (ko) * 2009-05-20 2010-01-06 정홍기 개질 아스팔트 및 개질 아스팔트콘크리트
KR101412510B1 (ko) * 2013-06-04 2014-06-27 태륭건설(주) 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101956874B1 (ko) * 2018-08-27 2019-03-13 진산아스콘(주) 소성변형 방지용 아스콘 조성물, 이의 제조방법 및 이를 사용한 시공방법
CN109930483A (zh) * 2019-03-22 2019-06-25 湖南鑫长胜材料科技有限公司 一种钢桥桥面铺装结构
CN114316562A (zh) * 2019-04-18 2022-04-12 重庆市智翔铺道技术工程有限公司 多元聚合物合金钢桥面铺装材料及其制备方法
KR20210080847A (ko) * 2019-12-23 2021-07-01 주식회사 포이닉스 폐타이어와 sbs를 포함하는 복층 저소음 아스콘 포장 조성물 및 포장공법
KR102318020B1 (ko) * 2019-12-23 2021-10-27 주식회사 포이닉스 폐타이어와 sbs를 포함하는 복층 저소음 아스콘 포장 조성물 및 포장공법
KR102252921B1 (ko) * 2020-04-03 2021-05-20 주식회사 이레하이테크이앤씨 미세먼지흡착, 방수, 제설 및 차열효과를 가지는 다기능 아스팔트 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 노후 아스팔트 도로포장 보수공법
KR102289428B1 (ko) * 2020-04-03 2021-08-13 주식회사 이레하이테크이앤씨 미세먼지흡착, 방수, 제설 및 차열효과를 가지는 다기능 아스팔트 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 도로포장공법
CN113845333A (zh) * 2021-10-25 2021-12-28 张翔宇 一种袋装直投式彩色沥青及其混合料的制备方法
KR102625465B1 (ko) 2023-10-16 2024-01-16 주식회사 페이브테크 콘크리트 또는 강상판 상부에 포설하는 구스 아스팔트 방수 포장구조 및 포장공법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101784950B1 (ko) 구스 아스팔트 조성물 및 이를 이를 이용한 도로포장방법
KR102119728B1 (ko) 라텍스 수지를 포함하는 방수아스팔트(lma) 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
KR101977586B1 (ko) Sis를 이용한 중온 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
JP4351723B2 (ja) 建築物用又は橋面用アスファルト系塗膜防水材の施工方法
KR101412510B1 (ko) 구스 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 구스 아스팔트 콘크리트, 구스 아스팔트 콘크리트를 이용한 도로 포장공법
KR101712921B1 (ko) 고등급 구스 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR101712916B1 (ko) 고등급 매스틱 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102154568B1 (ko) 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물, 이를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법, 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법 및 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(sma) 콘크리트의 포장공법
KR101896102B1 (ko) 매스틱 아스팔트 포장용 혼합물 및 그 제조방법
KR101961270B1 (ko) Sis를 이용한 칼라 구스 매스틱 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
KR101084704B1 (ko) 아스팔트 크랙보수 도장재 및 아스팔트 크랙보수 시공방법
KR102054820B1 (ko) 수소가 첨가된 석유수지, sis 및 sbs를 이용한 교면포장용 방수아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 방수일체형 교면 균열부 보수공법
KR102478619B1 (ko) 고등급 아스팔트 바인더를 포함하는 박층 포장용 샌드 매스틱 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 박층 불투수 복합포장의 시공방법
KR101977583B1 (ko) Sis를 이용한 중온 아스팔트 콘크리트용 바인더 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102180905B1 (ko) Sis 이용한 co2 발생저감 및 시공성을 개선한 고등급 폴리머 매스틱 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
KR102002499B1 (ko) 교면 방수용 하이브리드 조성물 및 상기 조성물과 시공장치를 이용한 교면 방수공법
WO2013042783A1 (ja) ポリマー結合アスファルト組成物、舗装用混合物、および舗装体
KR101961280B1 (ko) Sis를 이용한 구스 매스틱 아스팔트 콘크리트 조성물 및 현장이송장치을 이용한 이의 시공방법
KR101511236B1 (ko) 인도네시아 부톤 천연 아스팔트를 이용한 저비용 및 친환경 구스 아스팔트 포장용 아스팔트 바인더 조성물 및 그 제조방법
KR101442156B1 (ko) 아스팔트 표면 보수제, 이의 제조방법 및 아스팔트 균열 보수방법
KR102058680B1 (ko) 방수성을 향상시킨 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
KR102411277B1 (ko) 자가수선형 고무아스팔트 조성물을 이용한 포장공법
KR102279266B1 (ko) 불투수 차단층용 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 사용하는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장 방법
KR102119756B1 (ko) Sis, sebs 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 포함하는 아스팔트 도막 방수제 조성물 및 이의 시공방법
KR101844847B1 (ko) 폐아스팔트 골재 내 노화 아스팔트의 기능을 회복하여 연성 및 침투성을 향상시킨 폴리머-아스팔트 복합 도로 보수재

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant