KR101865200B1

KR101865200B1 - 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법

Info

Publication number: KR101865200B1
Application number: KR1020180007128A
Authority: KR
Inventors: 김선기
Original assignee: 김선기
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2018-06-07

Abstract

본 발명은 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법에 관한 것으로 포장층의 두께를 줄여 경제성을 높임과 함께, 다수 분할된 혼합물층마다 친환경 성분을 부여함으로써 친환경 효율을 증대시키고, 아울러 분할된 혼합물층 간에 탄성부재를 구비함으로써 저소음 기능이 향상되도록 하기 위하여, 아스팔트 3∼5중량％, 입경 27∼30㎜의 골재 52∼60중량％, 입경 17∼21㎜의 골재 12∼16중량％, 입경 8∼11㎜의 골재 19∼27중량％, 변형방지제 2∼4중량％, 충진제 1.5∼3중량％, 메타규산나트륨 1∼2.5중량％를 혼합하여 된 하부혼합물층(10); 상기 하부혼합물층(10)의 상부에 형성되며, 아스팔트 16∼24중량％, 폐타이어 분말 23∼36중량％, 미네랄 충진제 2∼4중량％, 부착증진제 1∼3중량％, 실란화합물 1∼2중량％, 알긴산 나트륨 1∼2중량％, 입경 6∼8㎜의 골재 38∼47중량％, 중공 직경 0.5∼1.0㎜를 갖는 실리케이트 분말 0.7∼1.2중량％를 혼합하여 된 중간혼합물층(20); 상기 중간혼합물층(20)의 상부에 형성되며, 아스팔트 21∼27중량％, 스티렌이소프렌스티렌 4∼8중량％, 폐타이어 분말 15∼32중량％, 구아검 3∼7중량％, 아스팔트개질제 1∼3중량％, 변형방지제 5∼8중량％, 입경 2∼3㎜의 골재 31∼35중량％를 혼합하여 된 상부혼합물층(30);을 포함하여 이루어지며, 상기 하부혼합물층(10)의 상부면(11)과 중간혼합물층(20)의 하부면(22)에 각각 마주하여 반구 형상의 다수 하층홈부(15,25)가 형성되어 구형(求刑)의 다수 하층공간부(52)가 형성되게 하고, 상기 다수 하층공간부(52)에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)이 각각 구비되고, 상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20) 및 상부혼합물층(30)에는 폴리옥시프로필렌디아민, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 톨루엔, 안료 및 물이 혼합된 친환경 보호제가 각각 0.8∼1.2중량％ 더 포함되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법{Constructing method of ascon using ascon mixture}

본 발명은 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포장층의 두께를 줄여 경제성을 높임과 함께, 다수 분할된 혼합물층마다 친환경 성분을 부여함으로써 친환경 효율을 증대시키고, 아울러 분할된 혼합물층 간에 탄성부재를 구비함으로써 저소음 기능이 향상되도록 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법에 관한 것이다.

국내 경제의 지속적인 발전과 더불어 사회기반시설과 고속도로가 확장되면서 이용차량의 증가와 함께 차량의 대형화와 고속화로 인해 교통소음이 증가되었다. 이에 따른 도로의 확충 등으로 교통소음의 영향을 받고 있는 지역은 확장되고 있으며, 국민 소득증진과 더불어 쾌적한 환경에 대한 민원이 늘어나는 실정이다.

도시환경소음의 종류로는 도로교통소음, 철도소음, 항공기소음, 건설소음 등이 있으며, 이 중에서 이동의 편리함과 주행안전성을 위해 개발된 도로에서 발생되는 도로교통소음은 특성상 교통량, 교통 흐름과 관련된 차량 종류 및 차량운행 방법 등에 따라 달라지며, 차량엔진소음, 흡ㆍ배기계 및 차량 표면과 공기의 흐름에 의해 발생되는 기체소음, 타이어와 도로 표면과의 마찰에 의해 발생하는 타이어와 노면간의 소음 등으로 인하여 운전자 및 소비자의 쾌적성을 저해하는 요소로 작용하고 있다.

또한 도로의 직진성, 도로 면의 상태나 토지지형의 조건, 건물이나 차폐물에 의한 음의 반사와 차폐효과 등에 복합적인 소음 발생 인자에 의해 영향을 받는다고 할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연도거리 확보 또는 방음벽 등의 소음억제 방법을 사용하고 있으나 경제적 손실뿐만 아니라 도시 미관을 해치는 문제가 발생하고 용지사용이 비효율적이기 때문에, 소음의 저감을 위해서 간접적인 방식보다 근본적인 소음 발생원을 차단하여 소음의 발생량 자체를 저감시키는 직접적인 방식이 효과적이다고 할 수 있다. 이러한 직접적인 소음 저감 효과를 높이기 위해 사용하는 직접적 소음 저감 방식으로서 노면 재료 및 포장 기법 선택 등이 중요한 항목이 된다.

상기 도로주행 시 타이어와 도로 표면과의 마찰에 의해 발생하는 소음의 메커니즘에 대하여 살펴 보면, 종래도면인 진동, 스틱슬립(Stick-Slip), 스틱스냅(Stick-Snap), 에어펌핑(Air-Pumping), 공기역학적 흐름 등이 있으며, 그 중에서도 진동에 의한 소음은 전체소음의 약 65 %를 차지할 정도로 타이어와 노면간의 소음을 야기하는 가장 큰 원인 중 하나이다.

진동은 타이어가 회전할 때, 타이어의 횡 방향 홈(Groove)에 의해 동일한 형상을 갖는 블록이 지면을 때리는 직접적인 소음현상 및 노면과 더불어 타이어 몸체의 진동을 일으키게 하여 진동이 소음으로 전환되는 간접적인 소음현상으로 인한 것으로서, 타이어의 앞부분(Front Edge)에서 발생한다. 진동에 의해 발생되는 소음은 일반적인 승용차 타이어의 경우 블록의 길이를 0.02 ~ 0.04 m로 가정할 때, 80 Km/h 주행 시 약 550 ~ 1,100 Hz 대역의 소음이 발생한다.

스틱슬립은 타이어와 노면 사이의 접착(Stick)과 미끄러짐(Slip)이 반복적으로 변화되는 현상으로 인하여 발생되는 소음이다. 차량 주행 시 타이어에 제·구동력과 선회 운동에 따른 횡력이 부가되면 타이어의 트레드 블록(Tread Block)이 노면과 마찰되면서 슬립이 발생되는데, 이때 발생되는 슬립은 횡력의 크기에 따라 달라지게 된다. 일반적으로 차량 주행 시 완전 제동이 발생되는 경우, 타이어는 노면에서 미끄럼이 발생되고, 이에 따라 마찰 소음이 발생하게 된다.

상기 스틱슬립현상은 3단계로 설명될 수 있는데 1단계는 미끄럼이 발생하는 시초에 발생되는 것으로, 트레드 블록이 노면에 점착되어 같이 움직이는 스틱 구간이며, 상기 트레드 블록의 변형에 의한 복원력이 최대 정지 마찰력과 같아질 때까지이다. 2단계는 트레드 블록의 복원력이 최대 정지 마찰력보다 커지면서, 슬립이 발생하게 되는 것으로서 이때 지금까지 트레드 블록을 변형시키던 마찰력이 동 마찰력으로 바뀌게 되며, 따라서 당겨진 화살 시위에 원래 위치로 돌아가듯이 복원력에 의해서 두 번째 평형위치까지 움직이게 된다. 3단계는 다시 스틱현상이 발생하여, 변형에 의한 복원력이 최대 정지 마찰력과 같아질 때까지 변형되는 단계이다. 상기 2단계와 3단계의 반복적인 현상으로 인하여 스틱슬립 소음이 발생하게 된다.

스틱스냅은 매우 미끄럽고 깨끗한 노면 위에 타이어 트레드 고무가 접착되었을 때 발생되는 현상으로 점착된 고무가 지면으로부터 떨어질 때 약간의 힘이 필요하게 되며, 이 힘에 의해 늘어난 고무가 떨어지게 되면서 소음이 발생하게 된다.

에어펌핑은 콜라 병을 따거나 풍선이 터질 때 발생하는 것으로 갑작스럽게 공기가 외부로 방출 혹은 유입되는 현상으로 차량 주행 시 타이어의 트레드가 도로포장 표면에서 압축과 팽창을 반복함에 따라 타이어에서 반복되는 현상으로 인하여 발생되는 소음이다. 이러한 소음은 마치 고무 해머로 도로포장을 일정한 간격으로 타격하는 효과를 발생시키고, 이로 인해 타격소음이 발생하게 된다. 이때 발생하는 소음은 차량의 주행속도, 타이어의 종류 트레드 형상, 도로포장 표면의 형상 등에 따라 다양한 주파수 대역의 소음을 발생시킨다.

도로 주행시 타이어와 노면 간의 소음을 저감시키기 위한 종래의 저소음 포장은 개립도(Open grade) 아스팔트로서, 포장 내에 일정한 공극을 형성하여 배수를 이루어지도록 한 것이 있다. 이러한 저소음 포장은 건조한 상태에서는 공기의 투과성을 높여, 패턴 홈 공명음과 도로의 에어 펌핑음을 억제하여 타이어와 노면 간에 발생되는 소음을 저감시키는 역할을 한다. 이러한 종래의 저소음 포장은 일반적인 밀입도(dense grade) 아스콘 포장과 비교하여 타이어와 노면 간의 소음이 3∼6dB(A) 정도 저감되는 것으로 확인되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 저소음 포장은 표층에 작은 공극을 가지는 구조로서, 시간이 경과 함에 따라 표층의 공극이 막히게 되고, 상기 공극의 배열이 불규칙적인 구조이므로 소음 저감효과가 지속적으로 유지되지 못하는 문제점이 있다. 따라서 이러한 공극 막힘에 의한 소음 저감 효과의 저하를 방지하기 위해서는 고압 살수차를 동원하여 노면을 청소하는 방법을 고려해볼 수 있으나, 이 경우 미세한 공극에 침투한 미립자들이 쉽게 빠져나오지 않게 되어 청소효과가 미흡하고, 소음 저감 효과의 복원이 거의 이루어지지 않게 된다.

등록특허 제10-1191089호(2012.10.15 등록공고)는 고분자 중합체를 이용한 배수성 또는 투수성 저소음 포장체에 관한 것으로서 기존의 배수성 또는 투수성 포장에서 사용하는 아스팔트 또는 시멘트 조성물을 대신하여 플라스틱 공중합체를 이용함으로써 포장체의 강도증진 및 환경오염물질 배출을 최소화할 수 있는 배수성 또는 투수성 저소음 포장체이다. 그러나, 여전히 표층에 작은 공극을 가지는 구조를 가지고 있어 도로 포장 후 시간이 경과 함에 따라 표면의 공극이 막히면서 소음 저감력이 점점 떨어지는 문제가 발생한다.

따라서, 종래의 저소음 포장은 타이어와 노면 간의 소음발생 메커니즘 중에서 에어 펌핑에 의해 발생되는 소음저감에 효과적일 뿐 타이어와 노면 간에 발생되는 소음의 주된 이유인 진동에 의해 발생되는 소음저감효과가 미미하여 전체적인 타이어와 노면 간의 발생소음의 저감 효과가 미미하고, 또한, 아스팔트 콘크리트 포장 후 시간이 경과 함에 따라 아스팔트 표면의 공극 저하로 인하여 소음저감 효과가 급격히 떨어지는 문제점이 존재한다.

등록특허 제10-1191089호 등록특허 제10-0893303호

이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 포장층의 두께를 줄여 경제성을 높임과 함께, 다수 분할된 혼합물층마다 친환경 성분을 부여함으로써 친환경 효율을 증대시키고, 아울러 분할된 혼합물층 간에 탄성부재를 구비함으로써 저소음 기능이 향상되도록 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 아스팔트 3∼5중량％, 입경 27∼30㎜의 골재 52∼60중량％, 입경 17∼21㎜의 골재 12∼16중량％, 입경 8∼11㎜의 골재 19∼27중량％, 변형방지제 2∼4중량％, 충진제 1.5∼3중량％, 메타규산나트륨 1∼2.5중량％를 혼합하여 된 하부혼합물층(10); 상기 하부혼합물층(10)의 상부에 형성되며, 아스팔트 16∼24중량％, 폐타이어 분말 23∼36중량％, 미네랄 충진제 2∼4중량％, 부착증진제 1∼3중량％, 실란화합물 1∼2중량％, 알긴산 나트륨 1∼2중량％, 입경 6∼8㎜의 골재 38∼47중량％, 중공 직경 0.5∼1.0㎜를 갖는 실리케이트 분말 0.7∼1.2중량％를 혼합하여 된 중간혼합물층(20); 상기 중간혼합물층(20)의 상부에 형성되며, 아스팔트 21∼27중량％, 스티렌이소프렌스티렌 4∼8중량％, 폐타이어 분말 15∼32중량％, 구아검 3∼7중량％, 아스팔트개질제 1∼3중량％, 변형방지제 5∼8중량％, 입경 2∼3㎜의 골재 31∼35중량％를 혼합하여 된 상부혼합물층(30);을 포함하여 이루어지며, 상기 하부혼합물층(10)의 상부면(11)과 중간혼합물층(20)의 하부면(22)에 각각 마주하여 반구 형상의 다수 하층홈부(15,25)가 형성되어 구형(求刑)의 다수 하층공간부(52)가 형성되게 하고, 상기 다수 하층공간부(52)에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)이 각각 구비되고, 상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20) 및 상부혼합물층(30)에는 폴리옥시프로필렌디아민, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 톨루엔, 안료 및 물이 혼합된 친환경 보호제가 각각 0.8∼1.2중량％ 더 포함되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물을 제공한다.

이때, 상기 다수 구형(求刑)의 하층공간부(52)의 위치에 어긋나게 상기 중간혼합물층(20)의 상부면(21)과 상부혼합물층(30)의 하부면(32)에 각각 마주하여 반구 형상의 다수 상층홈부(27,37)가 형성되어 구형(求刑)의 다수 상층공간부(62)를 형성하여, 상기 다수의 상층공간부(62)에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)이 각각 구비되게 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구형(求刑)의 하층공간부(52) 및 상층공간부(62)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 친환경 보호제가 포함된 연질의 표피부(54b)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 스테인리스 스틸재의 표면보호부(55)가 이격 형성되며, 상기 이격된 코어부(54a)와 표면보호부(55) 사이에 방사상으로 탄성스프링(56)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20), 상부혼합물층(30)의 두께는 4.5:3.5:2의 비율로 적층 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 본 발명은, 아스팔트 3∼5중량％, 입경 27∼30㎜의 골재 52∼60중량％, 입경 17∼21㎜의 골재 12∼16중량％, 입경 8∼11㎜의 골재 19∼27중량％, 변형방지제 2∼4중량％, 충진제 1.5∼3중량％, 메타규산나트륨 1∼2.5중량％를 혼합하여 된 하부혼합물층(10)을 형성하는 단계(S1); 상기 하부혼합물층(10)의 상부면(11) 상에 반구 형상의 다수 홈부(15)를 일정 간격으로 형성한 다음, 상기 다수의 홈부(15) 마다에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)을 삽입 안착시키는 단계(S2); 상기 삽입 안착된 다수의 탄성볼(54)이 덮히도록 상기 하부혼합물층(10)의 상부에 아스팔트 16∼24중량％, 폐타이어 분말 23∼36중량％, 미네랄 충진제 2∼4중량％, 부착증진제 1∼3중량％, 실란화합물 1∼2중량％, 알긴산 나트륨 1∼2중량％, 입경 6∼8㎜의 골재 38∼47중량％를 혼합하여 된 중간혼합물층(20)을 형성하는 단계(S3); 상기 중간혼합물층(20)의 상부면(21) 상에 반구 형상의 다수 홈부(27)를 일정 간격으로 형성하되, 상기 S2단계에서 하부혼합물층(10)의 상부면(11)과 중간혼합물층(20)의 하부면(22) 사이에 형성된 다수 구형 공간부(52)의 위치에 어긋나게 형성한 다음, 상기 다수의 홈부(27) 마다에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)을 삽입 안착시키는 단계(S4); 상기 삽입 안착된 다수의 탄성볼(54)이 덮히도록 상기 중간혼합물층(20)의 상부에 아스팔트 21∼27중량％, 스티렌이소프렌스티렌 4∼8중량％, 폐타이어 분말 15∼32중량％, 구아검 3∼7중량％, 아스팔트개질제 1∼3중량％, 변형방지제 5∼8중량％, 입경 2∼3㎜의 골재 31∼35중량％를 혼합하여 된 상부혼합물층(30)을 형성하는 단계(S5);를 포함하여 이루어지며,

상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20) 및 상부혼합물층(30)에는 폴리옥시프로필렌디아민, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 톨루엔, 안료 및 물이 혼합된 친환경 보호제가 각각 0.8∼1.2중량％ 더 포함되도록 하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 시공방법을 제공한다.

이때, 상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20), 상부혼합물층(30)의 두께는 4.5:3.5:2의 비율로 적층 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성볼(54)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되어지되, 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 친환경 보호제가 포함된 연질의 표피부(54b)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 탄성볼(54)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되어지되, 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 스테인리스 스틸재의 표면보호부(55)가 이격 형성되며, 상기 이격된 코어부(54a)와 표면보호부(55) 사이에 방사상으로 탄성스프링(56)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의하면 포장층의 두께를 줄여 경제성을 높임과 함께, 다수 분할된 혼합물층마다 친환경 성분을 부여함으로써 친환경 효율을 증대시키고, 아울러 분할된 혼합물층 간에 탄성부재를 구비함으로써 저소음 기능이 향상되게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법의 실시 예시도
도 2는 본 발명에 의한 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법의 시공 전 상태의 예시도
도 3은 본 발명에 의한 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법의 시공 후 상태의 예시도
도 4는 본 발명에 의한 탄성볼의 예시도
도 5는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 시공방법의 순서 예시도

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 포장층의 두께를 줄여 경제성을 높임과 함께, 다수 분할된 혼합물층마다 친환경 성분을 부여함으로써 친환경 효율을 증대시키고, 아울러 분할된 혼합물층 간에 탄성부재를 구비함으로써 저소음 기능이 향상되도록 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법에 관한 것으로서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 보면 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20), 상부혼합물층(30), 구형(求刑)의 다수 하층공간부(52), 탄성볼(54), 친환경 보호제를 포함하여 이루어진다.

먼저, 본 발명의 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물을 구현하기 위한 상기 하부혼합물층(10)은 아스팔트 3∼5중량％, 입경 27∼30㎜의 골재 52∼60중량％, 입경 17∼21㎜의 골재 12∼16중량％, 입경 8∼11㎜의 골재 19∼27중량％, 변형방지제 2∼4중량％, 충진제 1.5∼3중량％, 메타규산나트륨 1∼2.5중량％를 혼합하여 구성된다.

상기 하부혼합물층(10)에서 입경이 상대적으로 큰 27∼30㎜의 골재와, 입경이 상대적으로 작은 입경 8∼11㎜의 골재, 상기 양 골재의 중간 정도의 입경을 갖는 입경 17∼21㎜의 골재를 혼합하는 것은, 입경이 큰 골재 사이에 입경이 중간 정도의 골재가 충진되어 공극을 1차적으로 채우고, 상기 큰 골재와 중간 골재 사이의 공극에 작은 골재가 충진되어 공극을 2차적으로 채우도록 함으로써 치밀성을 유지하면서도 강도를 유지하기 위함이며, 상기 골재들 사이의 미세공극, 강도유지 및 상호간의 접착성을 위해 아스팔트 및 충진제를 포함하고, 또한, 하부혼합물층(10) 내에 메타규산나트륨을 포함하며, 그리고 각 성분들의 변형을 방지하기 위해 변형방지제를 포함하도록 한다.

상기 충진제는 실시예로서 석분, 탄산칼슘(CaCO3), 시멘트, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물이 사용되도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 메타규산나트륨은 아스콘 전체층의 베이스를 구성하는 하부혼합물층(10)의 압축강도 및 휨강도 향상을 위하여 포함되는 것으로서, 1∼2.5중량％ 포함되도록 함이 바람직하다. 상기 메타규산나트륨이 1중량％ 미만이면 유동성이 낮아지고 불규칙한 기포가 발생되며, 2.5중량％를 초과하면 경화시간을 확보하기 어려운 단점이 있다.

그리고 변형방지제는 아스팔트 콘크리트 조성물의 소성변형을 감소시키기 위한 것으로, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 2∼4중량％ 포함되도록 한다. 상기 변형방지제의 사용량이 2중량％ 미만이면 하부혼합물층(10) 내에서 혼합되는 조성물들의 변형을 방지하는 효과가 미미하게 되고, 사용량이 4중량％ 초과하면 하부혼합물층(10) 조성물 간의 혼합이 용이하지 않게 된다.

상기 하부혼합물층(10)의 상부에 형성되는 중간혼합물층(20)은 아스팔트 16∼24중량％, 폐타이어 분말 23∼36중량％, 미네랄 충진제 2∼4중량％, 부착증진제 1∼3중량％, 실란화합물 1∼2중량％, 알긴산 나트륨 1∼2중량％, 입경 6∼8㎜의 골재 38∼47중량％, 중공 직경 0.5∼1.0㎜를 갖는 실리케이트 분말 0.7∼1.2중량％를 혼합하여 구성된다.

상기 중간혼합물층(20)에서는 입경 6∼8㎜의 비교적 작은 골재 사이에 폐타이어 분말을 포함함으로써 높은 강도를 유지하면서도 탄성력이 발생토록 하고, 전체적인 아스콘층의 성능 유지, 강도 유지 및 상호간의 접착성을 위해 아스팔트를 포함하여 구성하였다. 그리고, 미네랄 충진제, 부착증진제, 실란화합물, 알긴산 나트륨을 포함하였을 뿐 아니라, 중공을 갖는 실리케이트 분말이 포함되도록 하였다.

알긴산 나트륨은 다당류의 하나로서 카르복실기를 가지고 있으며, 다시마류를 소다회 처리하여 제조할 수 있는데, 알긴산 나트륨 자체에 점성을 갖고 있어 이를 중간혼합물층(20)에 혼입하면 중간혼합물층(20) 자체의 성분들 간의 점도증진 및 부착력을 강화할 뿐 아니라, 중간혼합물층(20)의 하부에 형성된 하부혼합물층(10) 및 상부에 형성되는 상부혼합물층(30)과의 점도증진 및 부착력을 강화하게 된다.

미네랄 충진제는 암석, 슬래그, 유리 및 기타 미네랄이 포함된 용융물들의 유리상 용융물로부터 제조되는 섬유로서, SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, FeO, K₂O, Na₂O, TiO₂, FeO₂ 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 섬유로 형성하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 비알칼리 알루미노보로실리케이트(non-alkaline aluminoborosilicate), 소다 실리케이트(soda silicate), 소다 보로실리케이트(soda borosilicate), 납 실리케이트(lead silicate), 카드뮴 보레이트(cadmium borate), 석영(quarz) 중 어느 하나 이상의 조합으로 형성된 유리섬유 또는 알루미나 섬유 등이 사용될 수 있다.

부착증진제는 중간혼합물층(20)을 구성하는 조성물들 간에 용이하게 접착될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 바람직하게는 아크릴 포스페이트계 부착 증진제, 예를 들면 하이드록시 에틸 아크릴로일포스페이트, 하이드록시 에틸 메타 아크릴레이트 포스페이트 등을 사용하는 것이 바람직하다.

실란화합물은 중간혼합물층(20)의 형성 시 시공성, 부착성 등이 우수하고, 내구성을 향상시키기 위한 것으로서, 퍼플루오로알킬시실란 또는 테트라알콕시실란을 사용하고, 실록산 올리고머는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란, 디알콕시실란 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 중공 직경 0.5∼1.0㎜를 갖는 실리케이트 분말은, 그 분말 입자의 내부가 비어져 있는 중공 형태로서 하부측에 위치되는 하부혼합물층(10)의 단열성 뿐만 아니라, 완충에 따른 소음저감 효과를 가지게 된다.

상기 중간혼합물층(20)의 상부에 형성되는 상부혼합물층(30)은 아스팔트 21∼27중량％, 스티렌이소프렌스티렌 4∼8중량％, 폐타이어 분말 15∼32중량％, 구아검 3∼7중량％, 아스팔트개질제 1∼3중량％, 변형방지제 5∼8중량％, 입경 2∼3㎜의 골재 31∼35중량％를 혼합하여 구성된다.

상기 상부혼합물층(30)에는 입경 2∼3㎜의 직경이 아주 작은 골재 사이에 폐타이어 분말을 포함함으로써 높은 강도를 유지하면서도 탄성력이 발생토록 하고, 전체적인 아스콘층의 성능 유지, 강도 유지 및 상호간의 접착성을 위해 아스팔트를 포함하며, 외부에 노출되는 상부혼합물층(30)의 아스팔트 개질을 위해 아스팔트개질제를 포함한다.

스티렌이소프렌스티렌, 구아검, 아스팔트, 아스팔트개질제, 변형방지제가 포함되도록 하였다.

상기 스티렌이소프렌스티렌은 상부혼합물층(30) 조성물의 균열 발생을 억제하고, 포트홀을 방지할 뿐 아니라, 점결력을 제공하는 동시에 강도를 향상시킨다.

구아검은 안정제로서, 상부혼합물층(30)의 각 구성성분을 보다 긴 시간 동안 안정적으로 보관하기 위해 사용되는 것이다.

그리고, 변형방지제는 상부혼합물층(30)의 소성변형을 감소시키기 위한 것으로, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 5∼8중량％ 포함되도록 한다. 상기 변형방지제의 사용량이 5중량％ 미만이면 변형을 방지하는 효과가 미미하게 되고, 사용량이 8중량％ 초과하면 상부혼합물층(30)의 조성물 간의 혼합이 용이하지 않게 된다.

상기와 같이 본 발명의 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물은 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20), 상부혼합물층(30)이 적층되어 구성되는데, 도 2 및 도 3에서와 같이 상기 하부혼합물층(10)의 상부면(11)과 중간혼합물층(20)의 하부면(22)에 각각 마주하여 반구 형상의 다수 하층홈부(15,25)가 형성되어 구형(求刑)의 다수 하층공간부(52)가 형성되게 하고, 상기 다수 하층공간부(52)에 친환경 보호제가 도포 등의 방식으로 포함된 탄성볼(54)이 각각 구비된다.

상기 탄성볼(54)은 마주하는 양측 혼합물층 간에 탄성을 부여하여 저소음 기능을 수행하기 위한 것으로서, 일실시예로서 도 4의 (a)에서와 같이 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 구아검이 포함된 연질의 표피부(54b)가 형성되도록 구성할 수 있고, 다른 실시예로서 도 4의 (b)에서와 같이 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 스테인리스 스틸재의 표면보호부(55)가 이격 형성되며, 상기 이격된 코어부(54a)와 표면보호부(55) 사이에 방사상으로 탄성스프링(56)이 구비되도록 구성할 수 있다.

다른 변형예로서, 도 2 및 도 3에서와 같이 상기 다수 구형(求刑)의 하층공간부(52)의 위치에 어긋나게 상기 중간혼합물층(20)의 상부면(21)과 상부혼합물층(30)의 하부면(32)에 각각 마주하여 반구 형상의 다수 상층홈부(27,37)가 형성되어 구형(求刑)의 다수 상층공간부(62)를 형성하여, 상기 다수의 상층공간부(62)에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)이 각각 구비되게 구성할 수 있고, 이때, 상기 구형(求刑)의 하층공간부(52) 및 상층공간부(62)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되도록 함이 저소음 기능의 구현을 위해 바람직할 뿐 아니라, 아스콘 전체층의 형상을 유지하기에도 용이하다.

상기 친환경 보호제는 탄성볼(54) 뿐만 아니라, 본 발명에서 구현하고자 하는 상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20) 및 상부혼합물층(30)에도 각각 포함되도록 한다.

상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20) 및 상부혼합물층(30)에는 폴리옥시프로필렌디아민, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 톨루엔, 안료 및 물이 혼합된 친환경 보호제가 각각 0.8∼1.2중량％ 더 포함되도록 구성함이 바람직하다.

이때, 상기 친환경 보호제는 폴리옥시프로필렌디아민, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 톨루엔, 안료 및 물이 혼합되는 것을 포함하여 이루어지며, 상세하게는 폴리옥시프로필렌디아민 27∼35중량％, 타이나늄옥시드 11∼19중량％, 가라마이트 14∼21중량％, 톨루엔 16∼23중량％, 안료 3∼7중량％, 물 16∼24중량％로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 가라마이트는 마그네슘, 알루미늄 및 실리케이트를 유기적으로 결합 한정한 것을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20), 상부혼합물층(30)의 두께는 아스콘 전체층의 두께층을 최소화하면서도 저소음 기능이 향상되도록 하기 위해 4.5:3.5:2의 비율로 적층 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 시공방법은, 아스팔트 3∼5중량％, 입경 27∼30㎜의 골재 52∼60중량％, 입경 17∼21㎜의 골재 12∼16중량％, 입경 8∼11㎜의 골재 19∼27중량％, 변형방지제 2∼4중량％, 충진제 1.5∼3중량％, 메타규산나트륨 1∼2.5중량％를 혼합하여 된 하부혼합물층(10)을 형성하는 단계(S1); 상기 하부혼합물층(10)의 상부면(11) 상에 반구 형상의 다수 홈부(15)를 일정 간격으로 형성한 다음, 상기 다수의 홈부(15) 마다에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)을 삽입 안착시키는 단계(S2); 상기 삽입 안착된 다수의 탄성볼(54)이 덮히도록 상기 하부혼합물층(10)의 상부에 아스팔트 16∼24중량％, 폐타이어 분말 23∼36중량％, 미네랄 충진제 2∼4중량％, 부착증진제 1∼3중량％, 실란화합물 1∼2중량％, 알긴산 나트륨 1∼2중량％, 입경 6∼8㎜의 골재 38∼47중량％를 혼합하여 된 중간혼합물층(20)을 형성하는 단계(S3); 상기 중간혼합물층(20)의 상부면(21) 상에 반구 형상의 다수 홈부(27)를 일정 간격으로 형성하되, 상기 S2단계에서 하부혼합물층(10)의 상부면(11)과 중간혼합물층(20)의 하부면(22) 사이에 형성된 다수 구형 공간부(52)의 위치에 어긋나게 형성한 다음, 상기 다수의 홈부(27) 마다에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)을 삽입 안착시키는 단계(S4); 상기 삽입 안착된 다수의 탄성볼(54)이 덮히도록 상기 중간혼합물층(20)의 상부에 아스팔트 21∼27중량％, 스티렌이소프렌스티렌 4∼8중량％, 폐타이어 분말 15∼32중량％, 구아검 3∼7중량％, 아스팔트개질제 1∼3중량％, 변형방지제 5∼8중량％, 입경 2∼3㎜의 골재 31∼35중량％를 혼합하여 된 상부혼합물층(30)을 형성하는 단계(S5);를 포함하여 이루어지며, 상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20) 및 상부혼합물층(30)에는 폴리옥시프로필렌디아민, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 톨루엔, 안료 및 물이 혼합된 친환경 보호제가 포함되도록 구성한다.

이때, 상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20), 상부혼합물층(30)의 두께는 4.5:3.5:2의 비율로 적층 형성되도록 구성함이 바람직하다.

그리고, 상기 탄성볼(54)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되어지되, 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 친환경 보호제가 포함된 연질의 표피부(54b)가 형성되게 할 수 있고, 또한, 다른 변형예로서, 상기 탄성볼(54)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되어지되, 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 스테인리스 스틸재의 표면보호부(55)가 이격 형성되며, 상기 이격된 코어부(54a)와 표면보호부(55) 사이에 방사상으로 탄성스프링(56)이 구비되도록 구성할 수 있다.

상술된 바와 같은 본 발명에 의한 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 및 그 아스콘 혼합물 시공방법에 의하면, 포장층의 두께를 줄여 경제성을 높임과 함께, 다수 분할된 혼합물층마다 친환경 성분을 부여함으로써 친환경 효율을 증대시키고, 아울러 분할된 혼합물층 간에 탄성부재를 구비함으로써 저소음 기능이 향상되게 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 하부혼합물층 15,25 : 하층홈부
17,27 : 상층홈부 20 : 중간혼합물층
30 : 상부혼합물층 52 : 하층공간부
54 : 탄성볼 62 : 상층공간부

Claims

아스팔트 3∼5중량％, 입경 27∼30㎜의 골재 52∼60중량％, 입경 17∼21㎜의 골재 12∼16중량％, 입경 8∼11㎜의 골재 19∼27중량％, 변형방지제 2∼4중량％, 충진제 1.5∼3중량％, 메타규산나트륨 1∼2.5중량％를 혼합하여 된 하부혼합물층(10);
상기 하부혼합물층(10)의 상부에 형성되며, 아스팔트 16∼24중량％, 폐타이어 분말 23∼36중량％, 미네랄 충진제 2∼4중량％, 부착증진제 1∼3중량％, 실란화합물 1∼2중량％, 알긴산 나트륨 1∼2중량％, 입경 6∼8㎜의 골재 38∼47중량％, 중공 직경 0.5∼1.0㎜를 갖는 실리케이트 분말 0.7∼1.2중량％를 혼합하여 된 중간혼합물층(20);
상기 중간혼합물층(20)의 상부에 형성되며, 아스팔트 21∼27중량％, 스티렌이소프렌스티렌 4∼8중량％, 폐타이어 분말 15∼32중량％, 구아검 3∼7중량％, 아스팔트개질제 1∼3중량％, 변형방지제 5∼8중량％, 입경 2∼3㎜의 골재 31∼35중량％를 혼합하여 된 상부혼합물층(30);을 포함하여 이루어지며,
상기 하부혼합물층(10)의 상부면(11)과 중간혼합물층(20)의 하부면(22)에 각각 마주하여 반구 형상의 다수 하층홈부(15,25)가 형성되어 구형(求刑)의 다수 하층공간부(52)가 형성되게 하고, 상기 다수 하층공간부(52)에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)이 각각 구비되고,
상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20) 및 상부혼합물층(30)에는 폴리옥시프로필렌디아민, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 톨루엔, 안료 및 물이 혼합된 친환경 보호제가 각각 0.8∼1.2중량％ 더 포함되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물.
제1항에 있어서,
상기 다수 구형(求刑)의 하층공간부(52)의 위치에 어긋나게 상기 중간혼합물층(20)의 상부면(21)과 상부혼합물층(30)의 하부면(32)에 각각 마주하여 반구 형상의 다수 상층홈부(27,37)가 형성되어 구형(求刑)의 다수 상층공간부(62)를 형성하여, 상기 다수의 상층공간부(62)에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)이 각각 구비되게 구성하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물.
제2항에 있어서,
상기 구형(求刑)의 하층공간부(52) 및 상층공간부(62)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물.
제3항에 있어서,
상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 친환경 보호제가 포함된 연질의 표피부(54b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물.
제3항에 있어서,
상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 스테인리스 스틸재의 표면보호부(55)가 이격 형성되며, 상기 이격된 코어부(54a)와 표면보호부(55) 사이에 방사상으로 탄성스프링(56)이 구비되는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20), 상부혼합물층(30)의 두께는 4.5:3.5:2의 비율로 적층 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물.
아스팔트 3∼5중량％, 입경 27∼30㎜의 골재 52∼60중량％, 입경 17∼21㎜의 골재 12∼16중량％, 입경 8∼11㎜의 골재 19∼27중량％, 변형방지제 2∼4중량％, 충진제 1.5∼3중량％, 메타규산나트륨 1∼2.5중량％를 혼합하여 된 하부혼합물층(10)을 형성하는 단계(S1);
상기 하부혼합물층(10)의 상부면(11) 상에 반구 형상의 다수 홈부(15)를 일정 간격으로 형성한 다음, 상기 다수의 홈부(15) 마다에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)을 삽입 안착시키는 단계(S2);
상기 삽입 안착된 다수의 탄성볼(54)이 덮히도록 상기 하부혼합물층(10)의 상부에 아스팔트 16∼24중량％, 폐타이어 분말 23∼36중량％, 미네랄 충진제 2∼4중량％, 부착증진제 1∼3중량％, 실란화합물 1∼2중량％, 알긴산 나트륨 1∼2중량％, 입경 6∼8㎜의 골재 38∼47중량％를 혼합하여 된 중간혼합물층(20)을 형성하는 단계(S3);
상기 중간혼합물층(20)의 상부면(21) 상에 반구 형상의 다수 홈부(27)를 일정 간격으로 형성하되, 상기 S2단계에서 하부혼합물층(10)의 상부면(11)과 중간혼합물층(20)의 하부면(22) 사이에 형성된 다수 구형 공간부(52)의 위치에 어긋나게 형성한 다음, 상기 다수의 홈부(27) 마다에 친환경 보호제가 포함된 탄성볼(54)을 삽입 안착시키는 단계(S4);
상기 삽입 안착된 다수의 탄성볼(54)이 덮히도록 상기 중간혼합물층(20)의 상부에 아스팔트 21∼27중량％, 스티렌이소프렌스티렌 4∼8중량％, 폐타이어 분말 15∼32중량％, 구아검 3∼7중량％, 아스팔트개질제 1∼3중량％, 변형방지제 5∼8중량％, 입경 2∼3㎜의 골재 31∼35중량％를 혼합하여 된 상부혼합물층(30)을 형성하는 단계(S5);를 포함하여 이루어지며,
상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20) 및 상부혼합물층(30)에는 폴리옥시프로필렌디아민, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 톨루엔, 안료 및 물이 혼합된 친환경 보호제가 각각 0.8∼1.2중량％ 더 포함되도록 하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 시공방법.
제7항에 있어서,
상기 하부혼합물층(10), 중간혼합물층(20), 상부혼합물층(30)의 두께는 4.5:3.5:2의 비율로 적층 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 시공방법.
제8항에 있어서,
상기 탄성볼(54)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되어지되, 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 친환경 보호제가 포함된 연질의 표피부(54b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 시공방법.
제8항에 있어서,
상기 탄성볼(54)의 직경은 상하로 마주하는 양측 혼합물층 전체 두께의 1/4∼1/3으로 형성되어지되, 상기 탄성볼(54)은 중심부에 스테인리스 스틸재의 코어부(54a)가 형성되고, 상기 코어부(54a)의 표면에 스테인리스 스틸재의 표면보호부(55)가 이격 형성되며, 상기 이격된 코어부(54a)와 표면보호부(55) 사이에 방사상으로 탄성스프링(56)이 구비되는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 기능이 부가된 아스콘 혼합물 시공방법.