KR101811978B1 - 중온 재생첨가제, 그 제조방법 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아스팔트 연화제 100 중량부에 대하여, 고온 점도 조절제 10 내지 20 중량부, 분산제 5 내지 10 중량부, 박리방지제 1 내지 5 중량부 및 발포제 5 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 수분에 대한 저항성이 커서 포트홀의 예방이 가능하며, 생산 온도가 현저히 낮아져 유해 가스의 발생을 최소화시키고 환경 부담을 감소시킬 수 있는 중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물에 관한 것이다.

Description

중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물{WARM-MIX RECYCLED ASPHALT ADDITIVES AND WARM-MIX RECYCLED ASPHALT MIXTURE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순환골재에 포함되어 있는 노화 아스팔트의 성상을 회복시키고, 수분에 대한 저항성이 크며, 생산 온도가 낮아져 연료 사용량과 오염물질 발생이 저감되는 중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물에 관한 것이다.
아스팔트 혼합물(Asphalt Mixture)은 통상 아스콘으로 불리며, 아스팔트 믹싱 플랜트(Asphalt Mixing Plant)에 아스팔트(asphalt), 골재(aggregate), 채움재(mineral filler) 등을 투입한 후, 이러한 재료들을 160 ~ 180℃의 고온으로 가열하는 과정을 통해 제조된다. 제조된 아스팔트 혼합물은 도로에 포설 및 다짐하고, 상온으로 냉각/양생하는 과정을 거친다.
아스팔트 혼합물의 제조를 위해서는 고온으로 가열하는 과정이 필요하므로 많은 에너지가 소모될 뿐만 아니라, 그 제조나 시공 중에도 이산화탄소(CO2), 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 유해 가스가 다량 배출되는 문제가 있다. 또한, 도로를 포장할 때에는 고온의 아스팔트 혼합물을 상온으로 냉각하는데 많은 시간이 소요되어 교통 개방 시간이 지연되고, 작업자들이 안전사고의 위험에 노출된다는 문제가 있다.
최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 아스팔트의 물성 저하 없이 종래 가열 아스팔트 혼합물(Hot-Mix Asphalt Mixture: HMA)에 비하여 20 ~ 40℃ 낮은 온도에서 아스팔트 혼합물을 혼합 및 다짐하는 중온 아스팔트 혼합물(Warm-Mix Asphalt Mixture: WMA)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 중온 아스팔트 혼합물(WMA)을 이용한 포장 기술의 핵심은 아스팔트의 유동성을 개선하는 것이다. 즉, 아스팔트 혼합물에 첨가제 등을 투입하여 골재의 결합제인 아스팔트의 최적 점도가 일반 아스팔트보다 낮은 온도에서 발현되고, 최적 혼합온도 및 최적 다짐온도가 더욱 낮은 온도에서 발현되도록 점도를 하강시키는 것이다.
한편, 아스팔트 포장 도로는 포장 후 장시간이 지나면 반복적인 차량의 통행과 주변 환경에 의해 아스팔트 바인더가 노후화되어 균열과 변형이 일어나게 된다. 이와 같이 균열과 변형이 일어난 도로는 폐 아스팔트를 제거한 후, 새로운 아스팔트 혼합물을 포설하여 사용한다. 폐 아스팔트는 특별한 처리 없이 매립 등으로 폐기할 경우 지하수와 하천을 오염시키므로 산업 폐기물로 분류되고, 현재는 폐 아스팔트의 발생을 최소화하거나 이를 재활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
일반적으로 폐 아스팔트는 재활용하여 순환골재로 활용되는데, 폐 아스팔트를 일정 크기 이하로 분쇄하여 아스팔트 플랜트에서 신규 골재 및 신규 아스팔트와 혼합하여 재사용하는 방법이 주로 이용되고 있다.
이때, 폐 아스팔트에 포함되어 있는 노화된 아스팔트는, 아스팔트 혼합물의 생산/시공 과정에서 고온에 의한 증발 및 고체화에 의한 단기 산화, 그리고 사용 과정에서 공기와 햇빛에 의한 장기 노화 등의 원인으로 인해 점도가 높고 취성이 강해진다. 따라서, 노화 아스팔트는 포장 시 다짐이 잘 이루어지지 않거나, 다짐이 되더라도 취성이 강하여 사용 초기에 균열과 손상이 발생되는 문제가 있다.
이를 해결하기 위하여 일반적으로 재생첨가제를 사용한다. 재생첨가제는 노화된 아스팔트 내 부족한 성분을 보완하여 노화된 아스팔트가 신규 아스팔트와 비슷한 구성비를 가질 수 있도록 한다.
그러나 종래 재생첨가제는 단순히 아스팔트의 성분 개선을 목적으로 하기 때문에 아스팔트 혼합물의 제조 시 충분한 혼합을 위해 일반 아스팔트 혼합물과 비슷하거나 5 내지 10℃ 정도 높은 온도에서 생산된다. 그러므로 아스팔트 혼합물의 제조 시 여전히 많은 에너지를 필요로 하며, 그 시공 중에도 이산화탄소 등 유해 가스가 다량으로 배출되는 문제점을 그대로 가진다.
아울러, 종래 아스팔트 혼합물을 이용해 도로 포장을 하면, 장마철이나 해빙기에 포트홀(pot hole) 등 물에 의한 파손이 많이 발생하는 문제점이 있다. 포트홀이란 아스팔트 포장의 표면에 생기는 국부적인 작은 구멍을 말하는 것으로, 이는 아스팔트 혼합물의 구성물질 중 골재와 아스팔트의 수분에 대한 친화도에서 기인한다.
따라서, 아스팔트 혼합물의 제조 시, 폐 아스팔트와 신규 아스팔트를 혼합하더라도 취성이 저하되지 않으면서, 수분에 대한 저항성이 크고, 중온 아스팔트 혼합물(WMA) 포장 기술을 발현할 수 있는 중온 재생첨가제를 함유하는 중온 순환 아스팔트 혼합물의 개발이 절실한 상황이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 아스팔트 혼합물의 제조 시, 폐 아스팔트와 신규 아스팔트를 혼합 사용하더라도 취성이나 저온 물성이 저하되지 않는 중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 수분에 대한 저항성이 커서 포트홀의 예방이 가능하며, 생산 온도가 현저히 낮아져 유해 가스의 발생을 최소화시키고 환경 부담을 감소시킬 수 있는 중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 중온 재생첨가제의 구성은, 아스팔트 연화제 100 중량부에 대하여, 고온 점도 조절제 10 내지 20 중량부; 분산제 5 내지 10 중량부; 박리방지제 1 내지 5 중량부; 및 발포제 5 내지 10 중량부; 를 포함하되, 상기 아스팔트 연화제는 아로마틱 프로세스 오일(Aromatic Process Oil), 감압 증류잔유(Vaccum Residue: VR) 또는 감압 증류잔유의 탈력공정(Deasphaltene Process) 생성물 중 어느 하나 이상을 포함하고, 60℃에서 동점도가 100 내지 900cSt, 인화점이 218℃ 이상, 포화분(Saturate) 함량이 30 중량% 이하, 회전박막가열(Rolling Thin Film Oven: RTFO) 후 점도비가 3 이하, 회전박막가열 후 질량변화율이 ±4 중량% 이하이며,
상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs 인 폴리인산계 박리방지제, 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고 총 아민가가 140 ㎎HCl/g 내지 400 ㎎HCl/g 인 아민계 박리방지제 또는 20℃에서 밀도가 0.98 ~ 1.03g/㎤이고 20℃에서 점도가 300 ~ 500cSt인 인산에스테르계 박리방지제 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 중온 재생첨가제에서 상기 고온 점도 조절제는 융점이 85 내지 115℃ 범위에 있는 비석유계 피셔-트롭시 왁스(Fischer-Tropsch Wax) 또는 융점이 65 내지 80℃ 범위에 있는 파라핀 왁스(Paraffin Wax) 중 어느 하나 또는 그 혼합물인 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 중온 재생첨가제에서 상기 분산제는 융점이 65.0℃ 이상, 유분함량이 10 중량% 미만, 침입도(1/10mm, 25℃, 100g, 5초)가 130 이하인 마이크로크리스탈린 왁스 (Microcrystalline Wax)인 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 중온 재생첨가제에서 상기 발포제는 발포온도 범위가 110 ~ 140℃ 범위에 있는 아조다이카본아마이드(Azodicarbonamide) 또는 변성아조다이카본아마이드(Modified Azodicarbonamide) 계열 중 하나인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물은, 전술한 중온 재생첨가제; 폐 아스팔트를 가공한 30 내지 70 중량%의 순환골재; 굵은 골재, 잔골재, 채움재의 합성 입도가 가열 아스팔트 혼합물 표준(SPS-KAI0002-F2349-5687)에 적합하도록 조절된 신골재; 및 침입도 80 내지 100인 스트레이트 아스팔트; 를 포함하며, 상기 중온 재생첨가제는 순환골재에 포함되어 있는 노화 아스팔트량 100 중량부에 대하여 2 내지 15 중량부인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 고온에서의 점도를 낮추어 아스팔트와 골재의 혼합성이 증진되도록 하며, 노화 아스팔트의 저온 취성과 유연성 등 저하된 물성을 개선하는 효과가 있다.
구체적으로 본 발명에서 아스팔트 연화제는 아로마틱 성분을 보강하여 아스팔트의 취성과 저온 유연성을 개선하고, 고온 점도 조절제는 아스팔트 혼합물의 중온화가 가능하도록 하며, 발포제는 아스팔트 혼합물의 다짐 시 미세 기포를 이용해 다짐성을 개선한다.
또한, 본 발명은 박리방지제를 포함하여 아스팔트 혼합물의 수분 저항성이 향상되도록 한다. 이에 따라, 본 발명은 장마철이나 해빙기에 주로 발생하는 포트홀을 예방하여 수분에 의한 포장 파손을 방지하는 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 물성 저하 없이 아스팔트 혼합물의 제조와 다짐 온도를 효율적으로 낮출 수 있으므로 이산화탄소(CO2), 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 유해 가스 발생을 최소화시키고, 폐 아스팔트를 효율적으로 재생 사용할 수 있으므로 환경적 측면에서 유리하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 노화 아스팔트에 일정 비율로 혼합하여 점도 변화를 도시한 그래프.
도 2는 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제를 노화 아스팔트에 일정 비율로 혼합하여 점도 변화를 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 노화 아스팔트에 일정 비율로 혼합하여 침입도 변화를 도시한 그래프.
도 4는 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제를 노화 아스팔트에 일정 비율로 혼합하여 침입도 변화를 도시한 그래프.
도 5는 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물의 다짐온도별 공극률 변화를 도시한 그래프.
도 6은 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물의 다짐온도별 공극률 변화를 도시한 그래프.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 중온 순환 아스팔트 혼합물의 제조 시, 폐 아스팔트를 가공한 순한골재에 포함되어 있는 노화 아스팔트량 100 중량부에 대하여 2 내지 15 중량부의 중온 재생첨가제를 혼합 믹서에 투입하는 공정을 거치는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 제조된 중온 순환 아스팔트 혼합물은 노화 아스팔트의 저온 취성과 유연성 등 저하된 물성이 효과적으로 회복되고, 가열 순환 아스팔트 혼합물에 비하여 약 20 내지 30℃ 낮은, 130 내지 140℃로 생산 가능한 장점이 있다.
일반적인 아스팔트의 성분은 아스팔텐(Asphaltene), 수지(Resin), 아로마틱(Aromatic), 포화분(Saturate)으로 구분되는데, 성분 함량은 아스팔트에 따라 다르지만 침입도가 80 내지 100인 아스팔트의 구성비는 대략 아스팔텐 13 내지 29%, 수지 15 내지 20%, 아로마틱 44 내지 55%, 포화분 4 내지 10%로 구성되어 있다.
이러한 아스팔트 혼합물은 생산 과정이나 사용 중 노화가 발생한다. 아스팔트의 노화는 아스팔트의 생산과 시공 과정에서 발생하는 단기노화와 아스팔트의 공용 중 장기간에 걸쳐 발생하는 장기노화로 구분된다. 단기노화는 포화분의 증발이나 포화분이 아로마틱으로 변화되는 과정으로 진행되며, 장기노화는 아로마틱이 수지와 아스팔텐으로 연속적으로 변화되고 수지가 아스팔텐으로 변화되는 과정으로 진행된다.
따라서, 아스팔트의 노화에 의해 아스팔텐 성분이 점차 증가되고, 이에 따라 노화 아스팔트의 유연성과 저온 물성이 저하된다. 재생첨가제는 노화된 아스팔트 내 부족한 성분을 보완하여 노화 아스팔트가 신규 아스팔트와 유사한 구성비를 가질 수 있도록 한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 중온 재생첨가제는 노화 아스팔트의 취성과 저온 유연성을 개선함과 동시에, 아스팔트 혼합물의 중온화가 가능하도록 하고, 수분 저항성이 향상되도록 하는 특징을 가진다.
본 발명의 실시예에 따른 중온 재생첨가제는, 아스팔트 연화제 100 중량부에 대하여, 고온 점도 조절제 10 내지 20 중량부, 분산제 5 내지 10 중량부, 박리방지제 1 내지 5 중량부 및 발포제 5 내지 10 중량부를 포함한다.
이하, 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 중온 재생첨가제의 각 구성 성분과 그 역할을 살펴본다.
아스팔트 연화제
연화제(softener)는 제품에 유연성을 부여하기 위해 가해지는 액상 또는 고체상 물질을 말한다. 일반적으로 연화제는 지방유계, 송근유계, 톨유, 팍티스, 석유계, 콜타르계, 합성수지계 등으로 구분될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 아스팔트 연화제는 아스팔트의 구성성분 중 아스팔텐의 분산매로서 역할을 하는 아로마틱(Aromatic) 성분을 보강하여 노화된 아스팔트의 취성 및 저온 유연성을 개선하는 역할을 한다.
상기 아스팔트 연화제는 아로마틱 성분이 높고 포화분 함량이 적은 아로마틱 프로세스 오일(Aromatic Process Oil), 원유의 감압 증류잔유(Vaccum Residue: VR) 및 감압 증류잔유의 탈력공정(Deasphaltene Process) 생성물 중 어느 하나 이상을 포함한다.
프로세스 오일은 합성 고무의 가공을 쉽게 하여 물리적 성질을 개선하며, 혼합 롤러, 압출기, 범버리 혼합기 등으로 합성 고무와 혼합된 오일을 특히 이와 같이 부른다. 프로세스 오일은 고무 분자를 윤활하게 만들어 분자의 움직임을 자유롭게 하고, 내부 마찰을 감소하여 혼합 시 발열을 감소시키는 역할을 한다.
감압 증류잔유는 상압 증류의 잔유(topped crude)를 감압 증류장치 안에서 수증기 이젝터 등으로 대기압보다 낮은 압력으로 감압하여 증류하는 방식으로 얻을 수 있다. 이러한 감압은 보통 102 내지 10-2 mmHg 범위에서 수행된다.
탈력(脫瀝) 공정은 석유 증류분 중에 불순물로 포함되어 있는 아스팔트를 제거하는 공정을 말한다. 탈력 공정을 수행하면 황 화합물, 중금속염 등도 제거되고, 현재는 푸르푸랄 추출법 프로판 탈력법, 플루오르화수소 추출법 등과 같이 용제를 사용하는 방법이 전적으로 채용되고 있다.
상기 아스팔트 연화제는 60℃에서 동점도가 100 내지 900cSt, 인화점이 218℃ 이상, 포화분(Saturate) 함량이 30 중량% 이하, 회전박막가열(Rolling Thin Film Oven: RTFO) 후 점도비가 3 이하, 회전박막가열 후 질량변화율이 ±4 중량% 이하인 것이 바람직하다.
여기에서, 점도비는 액체의 점도를 이와 같은 온도에 있는 액체의 밀도로 나눈 값이고, 인화점은 기체 또는 휘발성 액체에서 발생하는 증기와 공기가 섞여서 혼합기체를 형성하고 여기에 불꽃을 가까이 댔을 때 순간적으로 연소하는 최저의 온도를 말한다.
회전박막가열(RTFO) 시험은 아스팔트 혼합물을 생산/시공하는 과정에서 발생하는 아스팔트의 단기노화를 모사하기 위한 시험 방법으로 자세한 시험 방법은 아스콘의 재료 및 시험 방법 등이 수록된 KS규격서 M 2259에 서술되어 있다.
고온 점도 조절제
점도조절제(Viscosity controlling agents)는 최종 제품의 점도를 증가 또는 감소시키는 성분으로 제품의 안정성, 질감 및 사용성에 중요한 영향을 미치며, 점도 증가제와 점도 감소제로 구분될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 고온 점도 조절제는 아스팔트 혼합물의 혼합 온도, 다짐 온도 범위에서 아스팔트의 점도를 낮추어 혼합 성능을 개선함으로써 아스팔트 혼합물의 중온화가 가능하도록 하는 역할을 한다.
상기 고온 점도 조절제는 융점이 85 내지 115℃ 범위에 있는 비석유계 피셔-트롭시 왁스(Fischer-Tropsch Wax) 및 융점이 65 내지 80℃ 범위에 있는 파라핀 왁스(Paraffin Wax) 중 어느 하나 또는 그 혼합물인 것이 바람직하다.
피셔-트롭시 왁스는 촉매를 사용하여 일산화탄소를 수소화하는 합성법에 의해 수득된 합성 왁스이다. 파라핀 왁스는 함랍유(含蠟油)에서 얻어지는 결정성 고체의 탄화수소 혼합물이며, 주로 곧은 사슬 파라핀으로 구성된다.
전술한 것처럼 상기 고온 점도 조절제는 아스팔트 연화제 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부가 포함될 수 있다. 이는 고온 점도 조절제의 함량이 10 중량부 미만이 되면 중온 재생첨가제가 아스팔트 혼합물에 혼합되었을 때 충분한 중온 효과를 발휘할 수 없으며, 20 중량부를 초과하게 되면 중온 재생첨가제가 순환골재 내의 노화 아스팔트의 유연성 회복 및 취성 개선에 오히려 방해가 되기 때문이다.
분산제
분산제(dispersing agent)는 고체 미립자를 액 중에 분산시키고 가능한 한 안정한 현탁액을 만들기 위해 첨가되는 제3성분을 말하며, 해교제와 보호 콜로이드 외에 한번 분산한 입자가 다시 응결하는 것을 방지하기 위해 이용되는 응결 방지제 등도 이에 포함된다.
본 발명의 실시예에서 상기 분산제는 아스팔트 연화제에 혼합되어 있는 고온 점도 조절제가 비중 차이에 의해 분리되거나 상온에서 경화에 의해 분리되는 것 등을 방지하는 역할은 한다.
상기 분산제는 융점이 65.0℃ 이상, 유분함량이 10 중량% 미만, 침입도(1/10mm, 25℃, 100g, 5초)가 130 이하인 마이크로크리스탈린 왁스 (Microcrystalline Wax)인 것이 바람직하다.
여기에서, 침입도(penetration)는 아스팔트나 시멘트 등의 경도를 나타내는 수치로, 규정된 온도, 하중, 시간에 규정된 침(針)이 재료 속에 꿰뚫어 들어간 길이로 나타낸다. 아스팔트에서 특별히 규정하지 않은 경우, 침입도 시험은 25℃, 100g, 5초에서 시험이 시행되며, 시험 방법은 KS규격서에 의한다.
마이크로크리스탈린 왁스는 석유에서 얻은 고형 탄화수소류의 혼합물로 주로 이소파라핀(isoparaffin)으로 되어 있으며, 결합제, 벌킹제, 유화안정제 등으로 활용된다.
본 발명의 실시예에서 상기 분산제는 아스팔트 연화제 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량부가 포함될 수 있다. 이는 분산제가 5 중량부 미만이 되면, 아스팔트 연화제에 비하여 비중이 작은 고온 점도 조절제가 비중 차이에 의해 분리 또는 상온 이하의 온도에서 고온 점도 조절제의 경화에 의해 분리될 수 있으며, 10 중량부를 초과하게 되면 아스팔트 혼합물의 안정도, 흐름값에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다.
박리방지제
박리 방지제(adhesion agent)는 아스팔트의 골재면이 젖어 있을 때 부착성을 향상시킴과 동시에 한번 부착한 아스팔트가 외력에 의해 벗겨지는 것을 방지하는 계면 활성제이다.
본 발명의 실시예에서 상기 박리방지제는 아스팔트 혼합물이 물과 접촉하였을 때, 골재와 아스팔트의 친수성 차이에 의해 아스팔트가 골재의 계면에서 분리되는 수분 박리를 저감시키는 역할을 한다.
구체적으로 살펴보면, 아스팔트 혼합물의 구성 물질 중 골재는 수분에 대한 친화도가 높고 아스팔트는 수분에 대한 친화도가 낮아, 골재를 코팅하고 있는 아스팔트에 틈이 발생하여 골재에 물이 닿으면, 친수성이 높은 골재는 물을 흡수하고, 친수성이 낮은 아스팔트는 물을 밀어내는 과정에서 골재와 아스팔트가 분리된다.
따라서, 본 발명에서 박리방지제는 아스팔트가 골재와 더욱 잘 결합되도록 하고 물이 닿았을 때 분리되는 것을 방지하여 장마철이나 해빙기에 발생하는 포트홀(아스팔트 포장의 공용시에 포장 표면에 생기는 국부적인 작은 구멍)을 예방하는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 박리방지제는 폴리인산계(polyphosphoric acid) 박리방지제, 아민계(amine) 박리방지제 및 인산에스테르계(phosphoric ester) 박리방지제 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
액상형인 폴리인산계 박리방지제는 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs 인 것이 바람직하고, 아민계 박리방지제는 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고 총 아민가가 140 ㎎HCl/g 내지 400 ㎎HCl/g 인 것이 바람직하며, 인산에스테르계 박리방지제는 20℃에서 밀도가 0.98 내지 1.03g/㎤ 이고 20℃에서 점도가 300 내지 500cSt 인 것이 바람직하다.
상기 박리방지제는 아스팔트 연화제 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부가 포함될 수 있다. 이는 박리방지제가 1 중량부 미만이면 박리방지제의 효과가 충분히 발휘되지 못하여 아스팔트 혼합물의 수분 저항성 개선되지 않으며, 5 중량부를 초과하면 아스팔트의 고온 특성 및 저온 특성 개선효과가 저하되기 때문이다.
발포제
발포제(blowing agent)는 플라스틱이나 고무 등과 배합하여 기포를 만들어 내는 물질을 총칭하는 것으로, 일정온도 이상에서 발포제가 분해되며 가스를 발생시키는 화학적 발포제와 물질 내부에 함유되어 있는 물의 증발에 의해 기포를 형성시키는 물리적 발포제로 크게 나뉜다.
본 발명의 실시예에서 상기 발포제는 고온의 아스팔트와 접촉 시, 서서히 가스를 발생시켜 볼 베어링 역할을 하는 기포를 만들어 냄으로써 아스팔트 혼합물의 다짐성을 개선하는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 발포제는 화학적 발포제 중 발포온도 범위가 110 ~ 140℃ 범위에 있는 아조다이카본아마이드(Azodicarbonamide) 또는 변성아조다이카본아마이드(Modified Azodicarbonamide) 계열 중 하나인 것이 바람직하다.
아조다이카본아마이드는 아조비스폼아마이드(azobisformamide)라고도 하며, 화학식은 C2H4N4O2 이고, 결정성 가루로 물이나 대부분의 유기 용매에 잘 녹지 않는 성질을 가진다.
상기 발포제는 아스팔트 연화제 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부가 포함될 수 있다. 이는 발표제가 5 중량부 미만이면 기포가 거의 발생하지 않아 아스팔트 혼합물의 다짐성이 개선되는 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하면 다짐성 향상에는 추가적인 영향을 미치지 못하고 가격 경쟁력을 약화시키기 때문이다.
이하, 전술한 것과 같은 본 발명에 따른 중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물의 구체적인 실시예를 살펴본다.
실시예 1 : 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제 및 이를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물의 제조
(1) 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제의 제조
포화분(Saturate) 약 4 중량%, 아로마틱(Aromatic) 약 94 중량%, 수지(Resin) 약 2 중량%로 구성되고, 인화점이 230℃ 이상인 감압 증류잔유의 탈력공정(Deasphaltene Process) 생성물 60 중량부 및
아로마틱이 약 39 내지 44 중량%, 나프텐(Naphthene)이 26 내지 31 중량%, 파라핀(Paraffine)이 30 중량%로 구성되어 있고, 인화점이 230℃ 이상인 아로마틱 프로세스 오일(Aromatic Process Oil) 40 중량부로 이루어진 아스팔트 연화제 100 중량부를 약 120℃로 가열한다.
그 후, 융점이 85 내지 115℃ 범위에 있는 비석유계 피셔-트롭시 왁스(Fischer-Tropsch Wax) 40 중량% 및 융점이 65.8℃ 이상이고 25℃ 침입도가 15인 파라핀 왁스(Paraffin Wax) 60 중량%로 구성된 고온 점도 조절제 20 중량부를 투입하여 완전히 용해시킨다.
그 다음, 융점이 65.5 내지 76.6℃, 유분함량이 10 중량% 미만, 침입도(1/10mm, 25℃, 100g, 5초)가 130 이하인 마이크로크리스탈린 왁스 (Microcrystalline Wax)인 분산제 5 중량부를 투입하여 용해시킨다.
위와 같이 혼합된 혼합물을 약 80℃까지 냉각시킨 후, 20℃에서 밀도가 0.98 내지 1.03g/㎤이고, 20℃에서 점도가 300 내지 500cSt인 인산에스테르계 박리방지제를 4 중량부 혼합한다.
그 후, 130℃ 이하에서 발포되고 가스량이 160 내지 180㎖/g인 변성아조다이카본아마이드(Modified Azodicarbonamide) 발포제를 충분히 혼합하여 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 제조한다.
이와 같이 제조된 중온 재생첨가제는 가열 아스팔트 혼합물 표준(SPS-KAI0002-F2349-5687) 부속서 A에 재생첨가제로서, 그 물성을 측정하고, 노화 아스팔트(침입도(25℃, 100g, 5sec) 23, 점도(60℃) 11,950 Poise)에 일정 비율로 혼합하여 점도 및 침입도 변화를 측정한다.
(2) 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물의 제조
폐 아스팔트 콘크리트를 13mm 이하로 분쇄한 순환골재를 제조하여 그 물성을 측정한 결과, 순환골재에 포함된 노화 아스팔트는 약 5 중량%이고, 노화 아스팔트의 침입도는 26임을 알 수 있다.
이러한 순환골재 40 중량%를 포함하여, 가열 아스팔트 혼합물 표준(SPS-KAI0002-F2349-5687)에 규정되어 있는 표층용 WC-2 입도를 만족하도록 굵은 골재, 잔골재, 채움재로 구성된 신골재 56.2 중량%, 침입도 80 내지 100인 스트레이트 아스팔트 3.6 중량%를 아스팔트 혼합물 믹서에 넣는다.
또한, 순환골재에 포함되어 있는 노화 아스팔트량 100 중량부에 대하여 10 중량부가 되도록 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제 0.2 중량%를 함께 아스팔트 혼합물 믹서에 넣고 135 ℃에서 약 45초간 혼합한다.
이와 같이 제조된 중온 순환 아스팔트 혼합물은 120℃로 조정된 순환식 오븐에서 1시간 노화시킨 후, 다짐온도 120℃로 하여 마샬 시험기(Marshall apparatus)를 이용하여 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험 공시체를 제작하며, 120℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 동적안정도 실험을 실시한다. 마샬 시험기를 사용한 아스팔트 혼합물의 마샬 안정도 및 흐름값 시험방법은 KS규격서 F 2337에 상세히 서술되어 있다.
또한, 제조된 중온 순환 아스팔트 혼합물을 60℃로 조정된 강제 순환식 오븐에서 16시간 노화시킨 후, 다시 가열하여 120℃ 다짐온도에서 다짐횟수를 달리하여 공극률이 7%가 되도록 마샬 시험용 공시제 9개를 제작하여 KS규격서 F 2398 아스팔트 혼합물의 수분 저항성 시험방법에 따라 수분 저항성을 평가한다.
아울러, 제조된 중온 순환 아스팔트 혼합물을 각각 140℃, 130℃, 120℃, 110, 100℃로 조정된 강제 순환식 오븐에서 가열한 후, 각각의 온도에서 마샬 다짐기를 이용하여 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하고, 공극률을 측정하여 온도별 다짐특성을 비교한다.
나아가, 제조된 중온 순환 아스팔트 혼합물에서 아스팔트를 추출하여 침입도와 60℃ 점도를 측정한다.
비교예 1 : 순환 아스팔트 혼합물의 제조
(1) 재생첨가제의 준비
시중에 판매되고 있는 재생첨가제 중 RA5 등급의 재생첨가제를 준비하여 실시예 1과 동일하게 재생첨가제의 물성을 측정하고, 노화된 아스팔트(침입도(25℃, 100g, 5sec) 23, 점도(60℃) 11,950 Poise)에 재생첨가제를 일정 비율로 혼합하며 점도 및 침입도 변화를 측정한다. 상기 RA5 등급 재생첨가제는 가열 아스팔트 혼합물 표준(SPS-KAI0002-F2349-5687) 부속서 A에 따른 재생첨가제이다.
(2) RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물의 제조
전술한 것과 같이, 폐 아스팔트 콘크리트를 13mm 이하로 분쇄한 순환골재를 제조하여 그 물성을 측정한 결과, 순환골재에 포함된 노화 아스팔트는 약 5 중량%이고, 노화 아스팔트의 침입도는 26임을 알 수 있다.
본 발명의 일실시예와 유사한 방식으로, 상기 순환골재 40 중량%, 신골재 56.2 중량%, 신규 아스팔트 3.6 중량% 및 RA5 등급의 재생첨가제 0.2 중량%를 아스팔트 혼합물 믹서에 넣고, 150℃에서 약 45초간 혼합한다.
제조된 순환 아스팔트 혼합물은 140℃로 조정된 순환식 오븐에서 1시간 노화시킨 후, 다짐온도 140℃로 하여 마샬 시험기(Marshall apparatus)를 이용하여 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험 공시체를 제작하며, 140℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 KS규격서 F 2337 마샬 시험기를 사용한 아스팔트 혼합물의 마샬 안정도 및 흐름값 시험방법에 따라 동적안정도 실험을 실시한다.
또한, 제조된 순환 아스팔트 혼합물을 60℃로 조정된 강제 순환식 오븐에서 16시간 노화시킨 후, 다시 가열하여 140℃ 다짐온도에서 다짐횟수를 달리하여 공극률이 7%가 되도록 마샬 시험용 공시제 9개를 제작하여 KS규격서 F 2398 아스팔트 혼합물의 수분 저항성 시험방법에 따라 수분 저항성을 평가한다.
아울러, 제조된 순환 아스팔트 혼합물을 각각 140℃, 130℃, 120℃, 110, 100℃로 조정된 강제 순환식 오븐에서 가열한 후, 각각의 온도에서 마샬 다짐기를 이용하여 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하고, 공극률을 측정하여 온도별 다짐특성을 비교한다.
나아가, 제조된 순환 아스팔트 혼합물에서 아스팔트를 추출하여 침입도와 60℃ 점도를 측정한다.
Figure 112017050306411-pat00001
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제와 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제의 물성을 비교한 표이다.
표 1에 나타난 것처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제는 점도(60℃) 268 cSt, 세츄레이트(Saturate) 8.4 중량%, 인화점 254℃, 회전박막가열(RTFO) 후 점도비 1.6, 회전박막가열(RTFO) 후 질량변화율 0.7 중량%로 가열 아스팔트 혼합물 표준(SPS-KAI0002-F2349-5687) 부속서 A에 따른 재생첨가제의 모든 기준을 충족시킨다.
Figure 112017050306411-pat00002
표 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제와 비교에 1에 사용된 RA5 재생첨가제를 노화된 아스팔트(침입도(25℃, 100g, 5sec) 26, 점도(60℃) 11,950 Poise)에 일정 비율로 혼합하여 점도 및 침입도를 측정한 표이다.
또한, 도 1 및 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 노화 아스팔트에 일정 비율로 혼합하여 점도 및 침입도 변화를 도시한 그래프이고, 도 2 및 4는 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제를 노화 아스팔트에 일정 비율로 혼합하여 점도 및 침입도 변화를 도시한 그래프이다.
표 2, 도 1 및 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 0 내지 15 phr(parts per hundred rubber)에 거쳐 단계적으로 노화 아스팔트에 혼합하였을 때, 그 점도는 11,950 Poise에서 7,910 Poise, 5,350 Poise, 3,700 Poise, 2,750 Poise, 2,170 Poise로 회복되고, 침입도는 23에서 29, 33, 42, 50, 60으로 회복되는 것을 알 수 있다.
표 2, 도 2 및 4에 나타난 것처럼 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제를 노화 아스팔트에 혼합하면, 점도는 11,950 Poise에서 7,830 Poise, 4,750 Poise, 2,570 Poise, 1,480 Poise, 1,010 Poise로 회복되고, 침입도는 23에서 31, 35, 43, 52, 63으로 회복되는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 노화 아스팔트에 혼합한 경우와 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제를 노화 아스팔트에 혼합한 경우를 비교하였을 때, 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제는 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제에 비해 노화 아스팔트의 물성 회복 정도가 전혀 떨어지지 않는다는 사실을 알 수 있다.
Figure 112017050306411-pat00003
표 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물과 비교예 1에서 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물의 물리적 특성을 평가한 표이다.
표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물의 도로 포장재로서의 물리적 특성은 비교예 1에서 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물의 물리적 특성에 비해 우수한 결과를 보이고 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제는 아로마틱 성분이 높고 포화분 함량이 적은 아스팔트 연화제를 포함하여 아스팔트 성분을 회복함으로써, 중온 순환 아스팔트 혼합물이 비교예에 비해 동등하거나 우수한 값을 가질 수 있도록 하고 있다.
구체적으로 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물은 간접 인장강도(Indirect Tensile Strength : ITS)가 1.23 N/mm2 으로 비교예 1에서 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물의 간접 인장강도 1.04 N/mm2 에 비해 18% 증가한 것을 알 수 있다.
간접 인장강도는 아스팔트 혼합물의 균열에 대한 저항성 정도를 측정하기 위한 것으로서, 원주형 공시체의 수직한 직경면 방향으로 압축하중 재하시 발생되는 인장응력을 측정한 값이며, 수분 민감성을 나타낸다.
특히, 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물은 수분에 대한 아스팔트 혼합물의 내구성을 측정한 인장강도비(Tensile Strength Ratio : TSR)가 0.83로 비교예 1에서 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물의 인장강도비 0.72(이 수치는 기준값 이하임)에 비해 월등히 향상된 것을 알 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 장마철이나 해빙기에 주로 발생하는 포트홀 또는 박리 등 수분에 의한 영향으로 도로 포장이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
Figure 112017050306411-pat00004
표 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물과 비교예 1에서 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물을 각각 140, 130, 120, 110, 100℃에서 다짐한 후 공극률을 비교한 표이다.
또한, 도 5는 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물의 다짐온도별 공극률 변화를 도시한 그래프이고, 도 6은 비교예 1에 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물의 다짐온도별 공극률 변화를 도시한 그래프이다.
표 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물은 다짐온도 100, 110, 120, 130, 140℃에서 각각 5.5, 4.8, 4.0, 3.1, 2.6%의 공극률(다져진 아스팔트 혼합물의 용적 중 공극이 차지하는 용적을 백분율로 나타낸 것)을 가지고, 특히 다짐온도 120℃에서 설계 공극률인 4%에 도달하는 것을 알 수 있다.
이에 비해, 표 4 및 도 6에 나타난 것처럼 비교예 1에서 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물은 다짐온도 140℃에서 설계 공극률인 4%에 도달하고, 그보다 낮은 온도에서는 공극률이 커짐을 알 수 있다.
즉, 비교예 1에서 사용된 RA5 재생첨가제를 함유한 순환 아스팔트 혼합물은 140℃ 미만의 온도에서 다짐을 할 경우 더 많은 다짐 에너지를 필요로 하기 때문에 일정 수준 이하로 공극률을 낮추는데 어려움이 있다.
따라서, 본 발명은 일반 가열 아스팔트 혼합물의 다짐온도보다 20℃ 낮은 온도에서도 충분한 다짐효과를 발휘할 수 있고, 이에 따라 일반 가열 아스팔트 혼합물에 비하여 낮은 온도에서 생산 및 시공을 하는 것이 가능한 중온 효과를 충분히 발휘할 수 있으며, 이산화탄소(CO2), 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 유해 가스 발생을 최소화할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (5)

  1. 아스팔트 연화제 100 중량부에 대하여, 고온 점도 조절제 10 내지 20 중량부; 분산제 5 내지 10 중량부; 박리방지제 1 내지 5 중량부; 및 발포제 5 내지 10 중량부; 를 포함하되,
    상기 아스팔트 연화제는 아로마틱 프로세스 오일(Aromatic Process Oil), 감압 증류잔유(Vaccum Residue: VR) 또는 감압 증류잔유의 탈력공정(Deasphaltene Process) 생성물 중 어느 하나 이상을 포함하고, 60℃에서 동점도가 100 내지 900cSt, 인화점이 218℃ 이상, 포화분(Saturate) 함량이 30 중량% 이하, 회전박막가열(Rolling Thin Film Oven: RTFO) 후 점도비가 3 이하, 회전박막가열 후 질량변화율이 ±4 중량% 이하이며,
    상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs 인 폴리인산계 박리방지제, 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고 총 아민가가 140 ㎎HCl/g 내지 400 ㎎HCl/g 인 아민계 박리방지제 또는 20℃에서 밀도가 0.98 내지 1.03g/㎤ 이고 20℃에서 점도가 300 내지 500cSt 인 인산에스테르계 박리방지제 중 어느 하나이고,
    상기 고온 점도 조절제는 융점이 85 내지 115℃ 범위에 있는 비석유계 피셔-트롭시 왁스(Fischer-Tropsch Wax) 또는 비석유계 피셔-트롭시 왁스와 융점이 65 내지 80℃ 범위에 있는 파라핀 왁스(Paraffin Wax)의 혼합물이며,
    상기 분산제는 융점이 65.0℃ 이상, 유분함량이 10 중량% 미만, 침입도(1/10mm, 25℃, 100g, 5초)가 130 이하인 마이크로크리스탈린 왁스 (Microcrystalline Wax)이고,
    상기 발포제는 발포온도 범위가 110 ~ 140℃ 범위에 있는 아조다이카본아마이드(Azodicarbonamide) 또는 변성아조다이카본아마이드 (Modified Azodicarbonamide) 계열 중 하나인 것을 특징으로 하는 중온 재생첨가제.
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  4. 삭제
  5. 제 1 항의 중온 재생첨가제;
    폐 아스팔트를 가공한 30 내지 70 중량%의 순환골재;
    굵은 골재, 잔골재, 채움재의 합성 입도가 가열 아스팔트 혼합물 표준(SPS-KAI0002-F2349-5687)에 적합하도록 조절된 신골재; 및
    침입도 80 내지 100인 스트레이트 아스팔트; 를 포함하며,
    상기 중온 재생첨가제는 순환골재에 포함되어 있는 노화 아스팔트량 100 중량부에 대하여 2 내지 15 중량부인 것을 특징으로 하는 중온 재생첨가제를 함유한 중온 순환 아스팔트 혼합물.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200111927A (ko) 2019-03-20 2020-10-05 유진기업 주식회사 폐유를 활용한 아스팔트 콘크리트용 재생첨가제 및 이를 이용한 재생 아스팔트 콘크리트 조성물
KR102190425B1 (ko) 2020-06-15 2020-12-11 주식회사 가우 장기 보관성 및 재활용 성능이 우수한 순환 골재 및 그 처리방법
CN112194414A (zh) * 2020-09-24 2021-01-08 华南理工大学 一种高延性混凝土材料及其制备方法
CN112811854A (zh) * 2021-01-13 2021-05-18 武汉理工大学 一种阻燃温拌感应加热自愈合沥青混凝土及其制备方法
CN114685087A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 北京工业大学 一种沥青路面用双相变自调温材料及使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101100416B1 (ko) 2011-05-24 2011-12-30 금호석유화학 주식회사 박리방지 특성을 가지고 있는 중온 아스팔트 혼합물용 중온화 첨가제 및 그 제조방법
KR101136479B1 (ko) 2011-11-07 2012-04-20 (주)한동알앤씨 상온 재생아스팔트 혼합물
KR101166155B1 (ko) 2011-01-24 2012-07-17 (주)수지로드텍 중온 아스팔트 개질 첨가제 및 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물
KR101182203B1 (ko) * 2012-03-15 2012-09-12 주식회사 누보켐 아스팔트 개질 첨가제 및 이를 함유한 개질 아스팔트 조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101166155B1 (ko) 2011-01-24 2012-07-17 (주)수지로드텍 중온 아스팔트 개질 첨가제 및 중온 아스팔트 콘크리트 혼합물
KR101100416B1 (ko) 2011-05-24 2011-12-30 금호석유화학 주식회사 박리방지 특성을 가지고 있는 중온 아스팔트 혼합물용 중온화 첨가제 및 그 제조방법
KR101136479B1 (ko) 2011-11-07 2012-04-20 (주)한동알앤씨 상온 재생아스팔트 혼합물
KR101182203B1 (ko) * 2012-03-15 2012-09-12 주식회사 누보켐 아스팔트 개질 첨가제 및 이를 함유한 개질 아스팔트 조성물

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200111927A (ko) 2019-03-20 2020-10-05 유진기업 주식회사 폐유를 활용한 아스팔트 콘크리트용 재생첨가제 및 이를 이용한 재생 아스팔트 콘크리트 조성물
KR102190425B1 (ko) 2020-06-15 2020-12-11 주식회사 가우 장기 보관성 및 재활용 성능이 우수한 순환 골재 및 그 처리방법
CN112194414A (zh) * 2020-09-24 2021-01-08 华南理工大学 一种高延性混凝土材料及其制备方法
CN112811854A (zh) * 2021-01-13 2021-05-18 武汉理工大学 一种阻燃温拌感应加热自愈合沥青混凝土及其制备方法
CN112811854B (zh) * 2021-01-13 2022-03-29 武汉理工大学 一种阻燃温拌感应加热自愈合沥青混凝土及其制备方法
CN114685087A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 北京工业大学 一种沥青路面用双相变自调温材料及使用方法
CN114685087B (zh) * 2022-03-31 2022-11-25 北京工业大学 一种沥青路面用双相变自调温材料及使用方法

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