KR101844709B1 - 긴급보수를 위한 영구보수용 매스틱 아스팔트 괴 조성물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 일시 보수와는 달리 포로 포장면의 높이 차이를 최소화 할 수 있어 안전한 차량 주행성을 보장할 수 있고 일시 보수재로 보수된 면을 추후 다시 영구 보수재로 보수해야 하는 번거로움을 줄일 뿐만 아니라 두 번의 시공비를 지불해야하는 경제적 손실을 줄일 수 있으며, 차량이 주행하고 있는 도로포장의 공사에서 발생할 수 있는 사고도 줄일 수 있는 긴급보수를 위한 영구보수용 매스틱 아스팔트 괴 조성물의 제조방법에 대한 발명이다.
본 발명에 따르는 긴급보수를 위한 영구보수용 매스틱 아스팔트 괴 조성물의 제조방법은: 용융 및 혼합 장치를 통하여 매스틱 아스팔트를 제조하는 단계; 및 상기 매스틱 아스팔트가 서로 들러붙지 않게 외부에 유리전이 온도가 40~210℃인 폴리머를 포함하는 분말을 부착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

긴급보수를 위한 영구보수용 매스틱 아스팔트 괴 조성물의 제조방법{PRODUCING METHOD FOR MASTIC ASPHALT LUMP COMPOSITION FOR PERMANENT REPAIR}

본 발명은 긴급 보수용 매스틱(mastic) 아스팔트 괴 조성물의 제조방법에 관한 것으로 특히 콘크리트 포장면의 포트홀 발생시 긴급 보수에 적용하였을 경우 일시보수가 아닌 영구보수를 할 수 있을 뿐만 아니라 우천시에도 장비 적용이 가능하며 자력 수평성에 의하여 단차를 최소화할 수 있는 아스팔트 콘크리트 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

아스팔트 콘크리트 혼합물(이하 `아스콘 혼합물`)은 아스팔트와 골재를 혼합한 것으로 도로 포장에 사용된다. 국내 도로는 일반적으로 노반 위에 기층과 아스팔트 층을 이루는 구조이거나, 콘크리트 위에 아스팔트를 포장한 층으로 구성된다.

아스팔트 포장층은 중간층과 표층으로 구별되나 아스팔트 층의 2개의 층은 일반적으로 양호한 다짐을 하기 위해 2층으로 구성되며 2개의 층간의 조성물의 차이는 없다. 아스팔트 층은 공극률이 약 4% 전후이고 롤러(roller)를 이용하여 다짐을 얼마나 하느냐에 의하여 공극률이 달라질 수 있다.

이 아스팔트 층의 `공극`은 수분이 침투할 수 있는 구조이며 장마시 등의 강우는 자동차가 달릴 때 바퀴의 가압작용에 의하여 공극에 강력한 압력을 작용시켜 아스팔트의 부분 파손을 발생시킨다. 이러한 부분적인 이탈을 `포트홀(pot hole)`이라고 하며 아스팔트가 탈락한 크기에 따라 교통사고의 주범이 되기도 하고 대형 사고를 유발하기도 한다.

이러한 포트홀은 교량 등의 구간에서 더 많이 발생하는데 이는 교량이 콘크리트로 이루어져 있어 교량의 바닥 콘크리트의 상부에 존재하는 표층 아스팔트층의 아스팔트 량이 약 4~5%로 낮아 충분한 부착력이 발생하지 않기 때문이다. 이러한 이유로 장마철 폭우가 내리게 되면 다수의 포트홀이 발생하고 이 포트홀을 신속히 보수하지 않을 겨우 교통사고가 발생하게 된다. 또한 동절기에는 표층의 아스팔트를 통과한 물은 한파 발생시 얼게 되고, 동결된 수분이 콘크리트와 표층 아스팔트와의 결합력을 약화시켜 포트홀을 발생시킨다.

현재 국내의 포트홀을 보수하는 방법은 크게 2개로 요약될 수 있으며 첫 번째로 패칭용 아스팔트가 사용된다. 패칭용 아스팔트는 아스팔트와 골재에 건조가 어려운 프로세스 오일이나 경유를 혼합하여 상온에서도 아스팔트가 경화되지 않게 한 것으로, 이 패칭용 아스팔트를 포트홀에 쏟아 부은 후 다짐봉으로 다지거나 부어 놓은 팽창제를 통과하는 차량의 바퀴에 의하여 다져지는 방법이 이용된다. 이러한 패칭재를 이용한 방법은 `일시적`인 보수방법으로 수일 또는 수주 후에 반드시 적절한 방법으로 영구 보수되어야 한다.

두 번째로는 좀 더 세련된 방법으로 아스팔트 혼합물 생산공장에서 생산된 표층용 아스팔트 혼합물을 보온이 잘되는 이동식 보온차량에 보온 보관하여 이를 포트홀이 발생한 곳으로 가져간 후 이를 부어 보수하는 방법이다. 이러한 보수방법은 영구 보수가 가능하나 표층용 아스팔트를 장시간 보관할 경우 표층용 아스팔트 혼합물에 포함된 유분이 증발하여 푸석푸석한 아스팔트 혼합물로 변질될 우려가 있어 제 성능이 발휘되지 않을 수 있다. 또한 보온이 장시간 되기 힘들며 온도가 낮아 질 경우 다짐 불량으로 인하여 완전한 보수가 어려울 때도 있다.

포트홀은 교통사고와 직접적인 관련이 있고 또한 인명사고를 초래하므로 반드시 보수되어야할 사항이며 보수 역시 일시적인 보수가 아닌 영구 보수의 형태로 보수되어야 경제적 손실을 줄일 수 있다. 본 발명은 이러한 포트홀 등 갑자기 발생할 수 있는 파손을 쉽게 보수할 수 있는 조성물과 이 조성물의 제조방법, 이를 이용한 시공방법을 제시함으로써 교통사고나 인명사고를 줄일 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

매스틱 아스팔트 혼합물은 일반 아스팔트 혼합물과는 달리 자력 수평성이 있을 만큼 유동성이 뛰어나고 완전한 방수성이 있는 매우 우수한 죽 상태의 아스팔트 혼합물이다. 그러나 아스팔트 혼합물 공장에서 약 200℃ 이상의 고온에서 제조되며 이를 시공하기 위해 아스팔트 혼합물을 `쿠커`라는 장치를 이용하여 현장에 도착시킨다. 쿠커는 일종의 이동식 가열 혼합장치로써 가열장치와 혼합장치로 구성되며 매스틱 아스팔트 혼합물을 아스팔트 공장에서 생산한 후 약 1 ~ 2시간 동안 가열 교반하여 죽상태의 매스틱 아스팔트 혼합물로 만들어 시공하게 된다.

이러한 공정을 통하여 Mastic 아스팔트를 생산, 시공하게 되는데 시공온도는 약 220~260℃로 매우 높은 상태이다. 매스틱 아스팔트는 해외에서는 아스팔트 도로 포장의 표층과 중간층에 모두 이용하는 양질의 포장 방법이다. 그러나 미끄럼 저항성 부족으로 인하여, 현재 국내에서는 3~4cm의 두께로 아스팔트 포장의 표면층 아래의 하부에 사용하여 방수층과 균열억제 및 접착층 등으로 사용되고 있으며 도 1과 같이 상층부의 표층과 하부층을 완전하게 접합시켜주는 뛰어난 부착력이 있는 우수한 재료이다. 그러나 매스틱 아스팔트는 매우 고온에서 시공되기 때문에 수분과의 접촉시 하층부의 수분이 수증기로 변화하며 매스틱 아스팔트의 포장 시공 후 표면이 부풀어 오르는 일명 `블러스터링(Blustering) 현상`을 발생시킬 수 있다.

포트홀 등의 긴급 보수작업은 비가 오는 중 또는 비가 멈춘 후 콘크리트가 완전히 젖은 상태에서 경우가 많아 매스틱 아스팔트를 이용할 경우 부풀러 오름을 방지하여야 습윤면에서 표장면의 변형을 방지할 수 있고, 매스틱 아스팔트와 하부면간의 접착도 잘 이루어질 수 있다. 그러므로 이러한 아스팔트 혼합물의 특성의 변화가 필요하다.

또한 매스틱 아스팔트를 가열하는 장치인 쿠커의 사용을 최소화하여야 한다. 일반적인 쿠커 장치는 약 5~25ton 규모의 매스틱 아스팔트를 용융시켜 이동하는 대규모이나 포트홀과 같은 부분 보수의 경우 보통 30~50L 규모의 부피가 필요하다. 따라서 이러한 쿠커를 이용할 경우 고온에서 장시간 가열함에 따라 아스팔트에 포함된 유분이 증발하여 필요한 작업성이 소실되기 때문에, 나머지 잔량을 모두 폐기하여야 한다는 단점이 있다. 그러므로 긴급보수와 같은 부분 보수에서는 쿠커를 사용하는 것 보다는 적당한 용융장치가 필요하며 비가 올 때와 같은 조건에서도 하부와 잘 부착할 수 있는 성분으로 구성되어야할 필요가 있다.

이와 같이 매스틱 아스팔트를 보수에 적절히 사용하기 위하여 다음과 같은 제조 및 시공방법을 제안하고자 한다.1) 먼저 우천시에 적용할 수 있는 매스틱 아스팔트를 제조하고 이를 적당한 크기로 경화시킨 후 2) 적절한 가열 용융 장치에서 신속히 용융시켜 적합한 상태로 만든 후 3) 현장에 연속식 공급장치를 이용하여 필요한 량을 부어넣어 파손된 부위의 고저차를 최소화하는 방안이다.

이를 도 2의 개념도로 나타내었다. 이를 위하여서는 먼저 1) 우천시 젖은 면에 적용할 수 있고 용융이 쉽게 될 수 있는 매스틱 아스팔트의 조성물을 제조하여야하며 2) 효율적으로 이미 제조된 매스틱 아스팔트를 재 용융시킬 수 있는 장치를 구성하여야 한다.

이러한 매스틱 아스팔트의 조성물과 제조장치를 이용하여 포트홀과 같은 긴급 보수에 적용할 경우 기존의 일시 보수와는 달리 포로 포장면의 높이 차이를 최소화 할 수 있어 안전한 차량 주행성을 보장할 수 있다. 그리고 일시 보수재로 보수된 면을 추후 다시 영구 보수재로 보수해야 하는 번거로움을 줄일 뿐만 아니라 두 번의 시공비를 지불해야하는 경제적 손실을 줄일 수 있다. 또한 차량이 주행하고 있는 도로포장의 공사에서 발생할 수 있는 사고도 줄일 수 있어 매우 획기적인 보수방법으로 기대된다.

본 발명에서는 상기의 과업을 해결하기 위하여 매스틱 아스팔트를 제조한 후 적당한 크기로 소분하여 냉각시키고 이를 필요시 가열장치에 다시 재용해시켜 사용하는 방법을 제안한다. 긴급보수는 우천과 같은 비가 내릴 경우에도 시공되어야 하는 특성상 매스틱 아스팔트 혼합물은 기존의 매스틱 아스팔트 혼합물과는 달리 습윤면에서의 부착이 우수하여야 하며, 고온의 Mastic 아스팔트 혼합물이 긴급 보수하여할 면에 부었을때 발생한 수증기에 의하여 부풀어 오름 등의 나쁜 영향을 받지 않아야 한다.

매스틱 아스팔트는 기존의 골재 배합을 이용하되 여기에 습윤면과의 접착성이 우수할 수 있게 개질하여야 하며 발생한 수증기에 의하여 부풀어 오름이 발생하지 않게 아스팔트 경화 전 수증기의 이동로가 있어야 한다는 것을 인식하였고, 이에 대한 대책으로 습윤면에 부착을 향상시킬 수 있는 계면활성제와 수증기의 이용 경로를 만들 수 있는 소석회 등과 같은 수경화 재료를 포함시킨 결과 습윤면에서 우수한 접착력을 발휘할 뿐만 아니라 발생한 소량의 수증기를 내부에서 흡수 경화됨으로써 경화 후 물 흡수라든지의 나쁜 영향이 없어 포트홀등의 영구 보수가 가능함을 확인하였다.

본 발명의 매스틱 아스팔트 조성은, 7~12 중량%의 개질 아스팔트와 1~6 중량%의 천연아스팔트와 계면활성제 0.01~0.5 중량%, 소석회 0.5~4 중량%, 채움재 12~32 중량%, 석분 13~45 중량%, 13mm 이하(1mm 이상)의 굵은 골재 0.5~50.99 중량%를 포함한다.

① 개질 아스팔트는 SBS 고무가 포함된 것으로써 PG등급 76-22 또는 82-22를 사용하여야하며 만일 이외의 것을 사용할 경우 반드시 최종적으로 얻어지는 물리적 특성값이 기준에 맞게 배합설계를 별도로 하여야한다. 개질 아스팔트의 량이 7 중량%보다 작은 경우 필요로 하는 작업성을 얻기 힘들며 12 중량%보다 클 경우 소성변형이 쉽게 발생한다. 바람직한 개질 아스팔트의 량은 7~10 중량%이다.

② 천연아스팔트는 T.L.A(Trinidad lake asphalt) 또는 길소나이트를 사용할 수 있다. 만일 천연아스팔트를 사용하지 않을 경우는 PG등급 82-22를 모두 사용하여도 무방하다. 다만 천연 아스팔트의 량이 1 중량%보다 작을 경우 하절기 폭염에 의한 소성변형이 발생할 수 있으며 6 중량%보다 클 경우 동절기 균열이 발생할 수 있다. 바람직한 사용량은 2~6 중량%이다.

③ 계면활성제는 양이온성 계면활성제중 아민계와 지방산계중 어느 하나를 택하거나 이 두 가지를 혼합하여 사용하여도 된다. 음이온성 계면활성제의 경우 쉽게 물에 용출될 가능성이 있어 사용이 적합하지 않으며 사용량이 0.01 중량%보다 작은 경우 우천시 젖은면에 아스팔트 혼합물이 부착되지 않으며 0.5 중량%보다 클 경우 아스팔트의 내수성이 저하될 수 있다. 바람직한 계면활성제의 량은 0.05~0.3 중량%이다.

④ 소석회는 100번 채 통과분이 100%의 것을 사용하여야하며 사용량이 0.5 중량%보다 작은 경우 우천 보수시 하부에 존재하는 수분의 결합시켜 안정하기 어려우며 4 중량%를 초과할 경우 경화된 매스틱 아스팔트 혼합물이 지속적인 수경반응에 의하여 균열이 발생할 수 있다. 바람직한 소석회의 량은 1~3 중량%이다.

⑤ 채움재의 량이 12 중량%보다 작은 경우 치밀한 구조가 형성되지 않아 방수성이 나빠지며 32 중량%보다 클 경우 작업성이 급격히 나빠질 수 있다. 바람직한 채움제의 량은 14~ 30%이다.

⑥ 석분은 직경 5mm 이하의 것을 사용하여야 하며 화강석 등으로 크게 규정치는 않는다. 이는 현재 국내의 모든 석분이 콘크리트용 또는 아스콘용 굵은 골재의 제조과정에서 발생한 것으로 쇄석사와는 구별되며 채가름이 되어 있지 않고 판매되고 있다. 석분이 13 중량% 미만 사용될 경우 조립률이 적합하지 않아 공극율이 높아져 내수성이 급격히 저하될 수 있으며 45 중량% 이상 사용할 경우 작업성의 저하를 초래할 수 있다. 바람직한 석분의 사용량은 12~42 중량%이다.

⑦ 굵은 골재의 경우 5~13mm의 것이나 본 발명을 완성하기 위해서는 그 입도 분포를 반드시 준수해야하며 0.5 중량%보다 작을 경우 소성변형이 쉬우며 50.99 중량% 보다 클 경우 아스팔트가 흘러내려 적합한 밀도를 갖지 않아 쉽게 파손될 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 배합 규격과 실시예를 통하여 명확히 규정할 것이다.

한편 본 발명에 따르는 천연 아스팔트를 이용한 도로용 아스팔트 핫멜트 방수제 조성물에는 포졸란이 2~3 중량% 더 포함될 수 있다. 이 포졸란(Pozzolan)은 규조토(Diatomite)와 같은 천연 광물성 소재로서, 음이온 방출과 탈취 효과 및 항균 작용에의해, 석유화학 물질의 독성을 배출하는 역할을 한다. 천연 포졸란의 규조토는, 바다 또는 호수 밑바닥에 침적된 연질의 암석 또는 흙덩이로서, 약 95％ 이상이 실리카 성분으로 구성되어 다량의 원적외선을 방사하고, 미세한 공극들을 갖추고 있다. 이 포졸란이 2중량% 미만이면 정화 효과가 낮고, 3중량%를 초과할 경우에는 결합력이 저하된다.

그리고 왁스 또는 파라핀이 3~4 중량% 포함될 수 있다. 이 왁스 또는 파라핀은 녹는점 40∼60℃을 구비하며, 아스팔트의 생산온도를 낮추는 역할을 하고, 내화학성으로 아스팔트를 용융시키며 경화 후, 휘발되지 않아 품질을 저하시키지 않는 효과를 제공한다. 이 왁스 또는 파라핀은 3 중량% 미만으로 첨가되면 첨가효과가 거의 없으며, 4wt%를 초과하여 첨가되면 아스팔트의 취성이 증가하여 쉽게 깨지는 현상이 발생된다.

스티렌 열가소성 엘라스토머도 1~2 중량% 포함될 수 있다. 양말단기의 폴리스치렌 블록(polystyrene block)을 하드세그먼트(hard segment)로 하고 중간에는 폴리부타디엔이 소프트 세그먼트(soft segment)의 구조를 가지고 있으며 혼합용제에 용해시 저점도화 시킬수 있고 고탄성,저온내구성이 우수하여 시간이 경과함으로서 발생되는 방수도막의 균열현상과 동절기의 저온내구성 부족으로 발생되는 방수도막의 들뜸현상을 방지하는 기능을 발휘하며 미립자상태로 분산시킨 합성제오라이트 분말은 내부의 규칙적인 미세기공에 의하여 방수도막이 방음, 흡음 등 부가적인 기능을 발휘할 수 있는 이점을 지니고 있다

또 아민계 경화제가 2.5~3.5 중량% 포함될 수 있다. 아민계 경화제 함량이 2.5 중량% 미만이면 강도와 내구성이 낮아져 물성이 저하되는 문제점을 일으킬 수 있으며, 3.5 중량%를 초과할 경우 점도가 높아져 가공성이 떨어지게 된다.

그리고 비정질 폴리올레핀을 1.5~3 중량% 더 포함할 수 있다. 이 비정질 폴리올레핀(APO: Amorphous Polyolefin)은 에틸렌과 프로필렌 같은 올레핀을 첨가 중합시킨 강한 접착성 소재로서, 하절기에 아스팔트 콘크리트의 열전도율을 저하시킨다.

또한 철 슬래그를 0.5~0.7중량% 더 포함할 수 있다. 이 철 슬래그는, 전기로에서 신철, 고철 등을 정련하여 강을 제조할 때 발생되는 슬래그로서, 아스팔트 콘크리트의 소성 변형을 방지하고, 포장 도로의 포트 홀 발생을 방지하며, 도로의 미끄럼 현상을 방지하는 특징이 있다. 철 슬래그가 0.5중량% 미만으로 첨가되는 경우 그 효과가 높지 않고, 0.7 중량%를 초과하면 효과의 상승폭이 미미하다.

본 발명에 따르는 긴급보수를 위한 영구보수용 매스틱 아스팔트의 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 시공방법을 이용할 경우 현재 사용되는 일시 보수를 우천 시와 같은 기상 조건이 매우 나쁜 경우에도 영구보수가 가능하고 보수된 면의 단차가 가의 없어 차량의 흔들림 등이 발생하지 않아 교통사고 발생을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 부착력이 탁원하고 탈락한 부분에 침투하여 결합됨으로써 재탈락하는 것을 방지함으로써 도로의 사용연한을 증가시켜 막대한 경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 매스틱 아스팔트 시편의 표면층과의 일체화 및 시공 사진;
도 2는 본 발명의 매스틱 아스팔트 괴 제조공정 개념도;
도 3은 본 발명에 따르는 매스틱 아스팔트 원형 괴 사진;
도 4는 본 발명에 따르는 매스틱 아스팔트의 유엘 유동성 시험 사진;
도 5는 본 발명에 따르는 매스틱 아스팔트의 관입량 시험 사진; 그리고,
도 6은 본 발명에 따르는 매스틱 아스팔트의 부착강도 시험 사진이다.

이하 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 특별한 방법으로 서로 들러붙지 않게 한 매스틱 아스팔트 혼합물을 제조한 후 적당한 크기로 소분하고 이를 잘 냉각시켜 재 용융이 용이하게 제조하여야 한다. 보통 매스틱 아스팔트는 특정한 배합으로 이루어지나 이들을 경화시켜 오랫동안 보관할 경우 아스팔트의 끈적임에 의하여 쉽게 서로 들러붙게 되고 재 용융 시 많은 시간과 열이 필요하게 된다. 그러나 본 발명은 이러한 단점을 보완하여 들러붙는 일이 거의 없으며 적당한 크기로 고르게 냉각시켜 포대에 밀봉하여 저장하여 필요시 현장에 가는 동안 신속히 가열 용융 시킬 수 있다.

제조방법은 2개의 단계로 구분된다. 제1단계는 용융 및 혼합 장치를 통하여 매스틱 아스팔트를 제조하는 단계, 제2단계는 제조된 매스틱 아스팔트가 서로 들러 붙지 않게 분말이 외부에 붙게 하고 이를 포장하는 단계를 포함한다. 여기서 사용되는 분말은 폴리머가 적당하고 폴리머로는 열가소성 수지 중 어느 것을 써도 무방하나 유리전이 온도가 40~210℃인 것이어야 한다. 만일 유리전이 온도가 40℃보다 낮은 경우 매스틱 아스팔트 혼합물을 제조하였을 때 하절기단계 아스팔트 포장에 나쁜 영향을 줄 수 있으며 210℃보다 높은 경우 매스틱 아스팔트 혼합물에서 충전제 역할밖에 하지 않는다. 또한 탄산칼슘, 소석회, 플라이 애쉬, 슬래그 등의 값싼 폐기물 파우더를 사용하여도 무방하나 전체 배합 중 이들을 충전제의 일부로 계산하여 사용할 수 있다.

1단계의 장치는 일반적으로 사용하는 가열 혼합장치와 압출장치 및 냉각장치로 구성된다. 가열 혼합 장치는 가열 온도는 20 ~ 260℃로 승온할 수 있어야한다. 가열 매체로는 LNG, LPG등의 화석연료를 이용한 직접가열방식이 있을 수 있으나 이는 가열판을 너무 뜨겁게 하여 내부의 재료의 탄화를 발생시킬 수 있어 바람직하지 않으나 내부 온도를 정확히 측정하여 탄화를 방지할 수 있는 구조일 경우 사용할 수 있다. 반면 내부에 가열매체를 사용하는 간접 가열방식의 경우 내부 재료의 탄화를 방지 할 수 있으나 가열시간이 다소 느릴 수 있다. 가장 편리한 방법은 열선을 이용한 방법이며 열선을 이용할 경우 정확한 온도범위 내에서 가열할 수 있어 큰 장점이 될 수 있다.

가열 및 혼합장치는 도 2의 개념도와 같이 가열조와 가열기, 그리고 온도 센서 및 조절기가 장착되어야 한다. 가열 장치는 외부로 완전히 용융된 매스틱 아스팔트를 내보낼 수 있는 구조로 만들어져야하며 내보내어진 매스틱 아스팔트는 압출기를 통하여 일정한 형태로 압출된다. 압출된 매스틱 아스팔트는 적당한 형태 즉 삼각형, 사각형, 원형 등의 토출구를 통하여 일정한 형태를 이루며 토출구는 이러한 형태에 맞추어 제작될 수 있다. 다만 원형 토출구의 경우 토출된 매스틱 아스팔트가 원형의 막대 모양을 이루기 때문에 다루기 편리하다. 그 크기는 굵은 골재의 크기와 밀접한 관계를 갖게 되며 골재의 크기보다 30% 이상 큰 것이 바람직하다. 많이 굵은 이보다 작은 경우 매스틱 아스팔트 혼합물의 토출시 자주 막히는 현상이 초래될 수 있으며 그 한 변이나 지름의 크기가 100mm 보다 클 경우 무거워 다루기 힘들다. 시편의 길이는 사람이 다룰 수 있는 크기가 바람직하며 일반적으로 30cm을 초과하지 않는 것이 바람직하다.

마지막으로 토출된 매스틱 아스팔트는 냉각 장치로 투입되는 경로 내의 경사면을 타고 내려가면서 분말 물질이 표면에 부착되면서 상온으로 냉각되는 것으로 본 발명의 재료는 완성된다. 이렇게 제조된 본 발명의 매스틱 아스팔트 혼합물 덩어리는 재가열 용융과정을 거쳐 용융하게 되고 재 용융된 매스틱 아스팔트는 포트홀 등의 파손부위를 처리하는데 사용할 경우 우천시에도 원래의 아스팔트와 비교하여 물리적 특성의 변화가 없음을 확인되었다.

표 1은 실시예을 위한 매스틱 아스팔트의 배합표이다. 실시예의 배합으로 제조된 매스틱 아스팔트는 전술한 제조 공정중 원통형으로 제조한 후 재용융 과정을 거쳐 재 용융하고 이를 시편으로 제작하여 매스틱 아스팔트의 물리적 특성인 유엘 유동성, 동적안정도, 관입량, 부착강도 등의 특성값을 확인하여 물리적 특성의 변화가 없음을 증명하였다.

※ 단 개질 아스팔트는 SK의 PG등급 82-22의 아스팔트 바인더이고 천연 아스팔트는 T.L.A를 사용하였음. 계면활성제는 일본의 G사의 Gripper를 사용하였음. 소석회는 국내 백광소재 제품을 사용하였음. 채움제는 국내 생산 탄산칼슘으로 평균입경이 38~45㎛인 것을 사용하였다. 또한 실시예 2 국내 S사의 상온 아스팔트 보수제를 사용하였다.

도 3은 본 발명으로 제조한 매스틱 아스팔트 혼합물 원형 괴의 개념도이며 도 4는 재용융한 매스틱 아스팔트 혼합물의 류엘유동성 시험 사진이다. 도 5는 매스틱 아스팔트 혼합물의 동적 안정도 시험사진이며 그림에서 볼 수 있듯이 재용융 시편과 비교 시편은 동적안정도 값에서 차이가 없음을 볼 수 있다. 도 6은 재 용융시킨 매스틱 아스팔트 혼합물의 부착강도 시험사진이다. 부착면에서 탈락하지 않고 피부착면에서 파괴가 일어나 매우 견고한 부착력을 보여주고 있음을 볼 수 있다.

또한 이들의 물리적 특성 시험 결과는 표 2에 정리 되어 있다. 유엘 유동성 시험은 시공시 흐름의 정도를 나타내는 척도로 시공성을 파악하기 위해 시험으로 사진과 같이 실험실이나 현장에서 채취한 시료를 규격화된 용기에 채운 후 눈금이 붙은 995g의 추를 자중으로 관입시켜 50mm의 관입에 소요되는 시간을 초(sec)로 체크한다. 단 이때 혼합물의 온도 범위는 200~260℃의 범위 내에서 실시해야 한다. 이때 실시되는 추는 자중에 의하여 골재 사이로 낙하는 것이 아니라 이미 묻혀 있던 추가 가라앉은 시간을 측정 하는 것이다. 관입량 시험은 혼합물의 안정성을 측정하는 시험으로서 시험실이나 현장에서 채취한 시료를 규격화 된 몰드(7*7*7cm)에 다짐 없이 공시체를 제작한다.

제작된 시편을 40℃에서 1시간 수침을 시킨 후 52.5kg의 하중을 사진과 같이 30분 동안 재하한 후 관입량을 측정하여 1~4mm이어야 한다. 먼저 작업성의 척도인 류엘 유동성 시험은 모두 3~20초를 만족하였으며 동적 안정도 역시 최소값인 300ghl/mm를 초과하였다. 관입저항성 역시 비교예와 실시예 모두 1~4mm를 만족하였으나 긴급 보수시 발생할 수 있는 습윤면에서의 부착력은 실시예의 경우 1.5와 1.6을 얻은 반면 비교예 1과 2는 모두 부착력이 전혀 발생하지 않아 기건상태에서만 시공되어야 한다. 반면 본 발명은 우천과 같은 악천 후에서 즉시 시공할 수 있음을 확인하였다.

Claims (4)

1. 용융 및 혼합 장치를 통하여 매스틱 아스팔트를 제조하는 단계; 및
   상기 매스틱 아스팔트가 서로 들러붙지 않게 외부에 유리전이 온도가 40~210℃인 폴리머를 포함하는 분말을 부착시키는 단계;
   를 포함하는 포함하고,
   상기 용융 및 혼합장치는: 가열조, 가열기, 온도 센서 및 조절기를 포함하고, 원형 토출구를 갖는 압출기를 더 포함하며, 상기 원형 토출구의 크기는 16.9mm 내지 100mm 이고,
   상기 매스틱 아스팔트는: 개질 아스팔트 7~12 중량%; 천연아스팔트 1~6 중량%; 계면활성제 0.01~0.5 중량%; 소석회 0.5~4 중량%; 채움재 12~32 중량%; 석분 13~45 중량%; 13mm 이하의 굵은 골재 0.5~50.99 중량%를 포함하고,
   상기 천연아스팔트는 T.L.A(Trinidad lake asphalt) 또는 길소나이트를 포함하고, 상기 계면활성제는 아민계와 지방산계중 어느 하나를 포함하고,
   상기 매스틱 아스팔트는: 포졸란 2~3 중량%, 왁스 또는 파라핀이 3~4 중량%;
   스티렌 열가소성 엘라스토머 1~2 중량%, 아민계 경화제가 2.5~3.5 중량%, 비정질 폴리올레핀을 1.5~3 중량%; 및, 철 슬래그를 0.5~0.7중량%;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 긴급보수를 위한 영구보수용 매스틱 아스팔트 괴 조성물의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images