KR101871603B1 - 규소체를 함유한 결합제 활용 고내구성 재생아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 규소체를 함유한 결합제 활용 고내구성 재생아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐아스팔트 콘크리트 순환골재, 굵은골재, 잔골재, 채움재 및 규소체 미분말 아스팔트 결합제로 이루어지는 재생아스팔트 콘크리트에 관한 것이다.
본 발명은 순환골재의 사용으로 인하여 폐아스콘의 재활용률을 높일 수 있어 건설 및 산업 폐기물 발생량을 경감할 수 있다. 또한, 규소체 미분말을 사용하여 아스팔트의 공극을 채워 결합력을 높여줌으로서, 아스팔트 함량을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 재생아스팔트 콘크리트 제조 시, 소성변형에 대한 저항성을 높여 내구성을 향상시킬 수 있다. 내구성이 향상된 아스팔트 포장체에 있어, 유지보수 및 제조비용을 절감할 수 있다.

Description

규소체를 함유한 결합제 활용 고내구성 재생아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법{High Durability Recycled Asphalt Concrete with Phytolith Binder And Method For Manufacturing Thereof}
본 발명은 규소체를 함유한 결합제 활용 고내구성 재생아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐아스콘 순환골재, 굵은골재, 잔골재, 채움재 및 규소체 미분말 아스팔트 결합제로 이루어지는 재생 아스팔트 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
아스팔트 포장도로는 차량의 중·대형화, 반복적인 교통하중 및 주변 환경에 의하여 설계수명이 되기 전 소성변형, 피로균열, 반사균열, 온도균열 및 노반침하 균열이 발생하고, 포장 재료가 점차 노후화됨에 따라 아스팔트 도로 포장의 내구성이 단축되고 있다. 이러한 문제들은 도로의 빗물고임, 단차로 인한 차량전복 등 도로 안전상의 문제를 야기시킨다. 또한, 상기의 문제들에 대한 유지보수가 이루어지지 않을 경우 2차 균열은 물론 도로의 수명이 현저히 단축되어 전면적인 도로 보수공사가 불가피하다. 이러한 포장 재료 노후화로 인한 아스팔트 포장도로의 유지보수공사, 건축, 토목공사의 시행 및 건설 구조물 해체 공사에서 발생하는 건설폐기물이 발생하게 된다.
건설폐기물은 국가 총 폐기물 발생량의 절반 이상을 차지하고 있으며, 이 중 약 76%가 순환골재로 재생산되고 있으며, 대부분이 단순 파쇄처리에 의해 도로보조기층용으로 약 30% 및 성토·복토용으로 약 45%로 활용되고 있다.
선진국에서는 이미 폐아스콘의 재활용에 대한 실용화 연구가 활발히 진행될 뿐만 아니라 경제성도 확보된 것으로 알려져 있고, 이에 대한 재활용률은 50%를 넘어서고 있다. 국내의 경우, 폐아스콘에 대한 재활용 기술이 미비하고, 재생아스팔트 콘크리트에 대한 신뢰성 부족으로 폐아스콘의 재활용은 25%수준으로 미진한 실정이다. 따라서, 폐아스콘을 도로포장 및 산업상 포장재료로써 재활용하는 우수한 물성을 지닌 재생아스팔트 콘크리트의 생산이 절실히 요구되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로서 특허문헌들을 살펴보면, 한국공개특허 제2010-0083444호(발명의 명칭: 논슬립 비가열 급속경화성 박층포장 조성물)에서 순환골재, 천연골재, 에폭시수지 또는 우레탄수지 또는 아크릴수지, 규사, 시멘트, 폴리우레아 및 아스팔트 유화제를 포함하여 내구성을 향상시킨 박층 포장재를 제시하고 있으나, 고분자수지와 같은 결합제를 다량으로 사용함으로써 환경적인 문제가 발생하고 있다.
또한, 이러한 환경적 문제를 해결하기 위하여 한국공개특허 제2010-0121855호(발명의 명칭: 포장재 및 그 시공 방법)에서는 순환골재, 재생골재 및 이외의 물질들과 함께 대표적인 규소체인 왕겨를 혼합하여 도로의 표층을 친환경적으로 시공하는 방법을 개시하고 있지만, 제품의 물성적 해결을 위하여 사용된 것이 아니다.
한국공개특허 제2010-0083444호(2010. 07. 22 공개) 한국공개특허 제2010-0121855호(2010. 11. 19 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 폐아스콘의 재활용률을 높일 수 있는 친환경 소재의 결합제를 사용한 고내구성 재생아스팔트 콘크리트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예 따르면, 폐아스콘 순환골재 100중량부에 대하여, 굵은골재 40 ~ 60 중량부, 잔골재 10 ~ 16 중량부, 채움재 4 ~ 10 중량부 및 규소체 미분말 아스팔트 결합제 4 ~ 10 중량부를 포함하는 재생아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제는 아스팔트 84 ~ 92중량% 및 규소체 미분말 8 ~ 16중량%인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 채움재는 석회석분 60 ~ 80중량% 및 회수더스트 20 ~ 40중량%인 것을 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 재생아스팔트 콘크리트는 재생첨가제, 분산제, 박리저감제 및 개질첨가제 등을 추가적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 재생첨가제는 파라핀계 및 방향오족 혼합 오일, 말텐일, 벙커C유(C중유) 및 아로마틱기유 등을 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 분산제는 폴리올레핀계왁스인 PP 왁스, PE 왁스 및 리그닌 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 박리저감제로는 p-TSA, 아민류인 양이온계 계면활성제, 모노아민, 디아민, 트리아민을 포함하는 아민계 화합물 및 석회석분 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 개질첨가제로는 SBS고무, SIS고무, SBR고무, NBR고무, BR고무, SEBS고무, EPDM고무, PU고무, SBR 라텍스, 천연고무 및 폐타이어분말(CRM) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 재생아스팔트 콘크리트에 따르면, 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 사용하여 폐아스콘 순환골재의 사용함량을 높일 수 있으므로 폐아스콘의 재활용률을 높일 수 있어 건설 및 산업 폐기물 발생량을 경감할 수 있다.
또한, 본 발명은 규소체 미분말을 포함하는 아스팔트 결합제를 사용하여, 사용되는 아스팔트 결합제의 함량을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 재생아스팔트 콘크리트의 소성변형에 대한 저항성을 높여 내구성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 본 발명의 재생아스팔트 콘크리트는 내구성이 우수하므로, 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 재생아스팔트 콘크리트는 아스팔트의 조기열화를 방지할 수 있어, 가열 아스팔트 콘크리트, 상온 아스팔트, 반강성 포장체 및 포트홀 등에 활용 가능하다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 재생 아스팔트 콘크리트 조성물은 폐아스콘 순환골재 100중량부에 대하여, 굵은골재 40 ~ 60 중량부, 잔골재 10 ~ 16 중량부, 채움재 4 ~ 10 중량부 및 규소체 미분말 아스팔트 결합제 4 ~ 10 중량부를 포함한다.
폐아스콘 순환골재는 건설폐기물을 파쇄 및 분쇄 등의 적정처리 후 생산된 재활용 골재를 말한다. 이러한 폐아스콘 순환골재는 아스콘 발생재의 품질에 많은 영향을 받으며, 본 발명의 폐아스콘 순환골재는 구재 아스팔트 함량 3 ~ 8 중량% 및 편장석률 2 ~ 6 중량%이며 침입도가 20 ~ 30(25℃, 1/10㎜)인 13mm 이하 순환골재를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 구재 아스팔트 함량이 상기 기재된 3 중량% 미만일 경우 신재 아스팔트 양이 증가하게 되어 비경제적이며, 8 중량%를 초과하는 경우에는 역학적 성능이 저하될 수 있다. 편장석률이 2 중량% 미만일 경우에는 생산비용이 증가하여 비경제적이며, 6 중량%를 초과하는 경우에는 골재의 맞물림 효과의 감소로 역학적 성능이 저하될 수 있으며, 공용수명이 단축될 가능성이 있다. 아스팔트의 침입도가 상기 기재된 범위 이하일 경우 배합에 문제가 발생될 수 있고 이상일 경우에는 소성변형 저항성이 저하되는 등의 역학적 성능이 저하될 수 있다.
아스팔트 콘크리트에 사용되는 골재는 대표적으로 입자의 크기에 따른 굵은골재 및 잔골재가 사용된다. 일반적으로 골재는 모래, 자갈, 쇄석 등을 말한다. 아스팔트 콘크리트에 사용되는 골재에 대한 입도 또는 품질은 역청포장용으로 사용하기 위한 굵은 골재 및 잔골재에 대하여 규정하고 있는 KS F 2357 규격에 따른다. KS F 2357 규격은 '역청 포장 혼합물용 골재'에 대한 한국산업규격으로써 골재의 품질과 굵은 골재와 잔골재의 입도에 대하여 규정하고 있다.
본 발명의 굵은골재로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만 13mm 부순 굵은골재를 사용할 수 있다. 이러한 굵은골재는 폐아스콘 순환골재 100 중량부에 대하여, 40 ~ 60 중량부를 포함될 수 있다. 상기 굵은골재가 40 중량부 미만인 경우에는 소성변형 저항성이 저하될 수 있으며 최적 아스팔트 함량이 증가하는 등의 문제가 있으며, 60 중량부를 초과하는 경우에는 균열저항성이 저감되거나 재료분리 가능성이 높아지는 등의 단점이 존재할 수 있다.
본 발명의 잔골재로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만 5mm(No.4) 부순 잔골재를 사용할 수 있다. 이러한 잔골재는 폐아스콘 순환골재 100중량부에 대하여, 10 ~ 16 중량부가 포함될 수 있다. 상기 잔골재가 10 중량부 미만인 경우에는 채움재 과다 사용 등의 문제가 있으며, 16 중량부를 초과하는 경우에는 배합설계에서 입도를 조정하는데 문제점이 존재할 수 있다.
또한, 본 발명의 굵은골재 및 잔골재는 부순 골재를 사용할 수 있으며, 이러한 부순골재를 사용하는 경우에는 절건밀도 2.69 ~ 2.9 g/cm3, 흡수율 0.8 ~ 1.2% 이하의 것을 사용하고, 편장석률 4 ~ 8중량%를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 상기 절건밀도가 2.69 g/cm3 미만인 것을 사용할 경우 역학적 성능이 저하될 수 있으며, 절건밀도가 2.9 g/cm3 를 초과하는 것일 경우에는 운반비용 등 경제적으로 비합리적일 수 있다. 흡수율이 상기 기재된 범위의 이하일 경우 역학적 성능의 문제가 발생할 수 있으며, 이상일 경우에는 아스팔트함량이 증가는 등의 문제가 발생할 수 있다. 편장석률이 4 중량% 미만인 경우에는 생산 비용 증가로 비경제적일 수 있으며, 편장석률이 8 중량% 초과인 경우에는 골재 맞물림 효과의 감소로 인하여 역학적 성능이 저하될 수 있다.
채움재는 일반적으로 석회석분말, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수더스트, 전기로 제강더스트, 각종 소각회 및 기타 적당한 광물성의 분말을 사용하여 규소체 미분말 아스팔트 결합제에서의 채움재 역할을 하는 것을 말한다. 또한, 채움재는 완전히 건조되어 있어야 하며 세립자의 덩어리가 있어서는 안 된다.
본 발명의 채움재는 폐아스콘 순환골재 100 중량부에 대하여, 4 ~ 10 중량부가 사용된다. 이러한 채움재가 4 중량부 미만으로 사용될 경우, 공극률 감소 효과가 미약하고, 재생아스팔트 콘크리트의 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 채움재가 10중량부를 초과하여 사용될 경우, 흐름값이 감소하여 사용기준에 적합한 품질기준에 충족하지 못한다.
본 발명에서의 채움재는 석회석분과 회수더스트를 혼합하여 제조한 광물성 분말인 채움재인 것을 사용할 수 있다. 상기 석회석분은 석회암분말, 시멘트 또는 화성암류를 분쇄할 때 발생되는 광물성 성분을 집진한 것이며, 회수더스트는 아스팔트 콘크리트의 생산 중에 발생한 먼지를 말한다. 본 발명에서의 채움재는 공극채움성과, 안정도, 내마모성 및 내유동성을 향상시켜, 결과적으로는 마샬안정도를 향상시키는 역할을 한다.
본 발명의 채움재는 석회석분 60 ~ 80중량% 및 회수더스트 20 ~ 40중량%를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 상기 석회석분이 60중량% 미만인 경우에는 더스트의 과다 사용으로 채움재의 흐름시험 값이 커지는 등의 문제가 발생하며, 상기 석회석분이 80중량%를 초과하는 경우에는 경제적 비용 증가 등의 문제가 존재한다. 회수더스트 또한 상기 함량을 벗어나는 경우에도 같은 문제점이 발생할 수 있다.
재생아스팔트 콘크리트 제조 시, 골재 간 접착력 증대 및 소성변형에 대한 저항성을 증대시킬 수 있는 재료가 필수적이다. 본 발명에서는 순환골재와 신규골재(굵은골재, 잔골재)를 포함하는 골재의 상호간 접착력을 증대시키는 물질로 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 제공한다. 상기의 규소체 미분말 아스팔트 결합제는 아스팔트와 규소체 미분말을 포함한다. 당업계에서 통상적으로 사용되는 아스팔트라면 특별히 한정되지 않지만, 상기 아스팔트로는 석유계 아스팔트를 사용할 수 있으며, 특히 스트레이트 아스팔트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 스트레이트 아스팔트는 원유를 상압, 감압증류 장치 등을 통하여 경질분을 제거했을 때 마지막으로 남는 물질에는 분해되지 않는 역청질이 많이 함유되어 있다. 본 발명에 있어서 스트레이트 아스팔트는 순환골재에 포함되어 있는 노화된 아스팔트의 성능을 회복시키고 골재를 결합하는 역할을 한다.
한편, 골재의 접착을 위해 스트레이트 아스팔트만 사용하게 된다면, 재생아스팔트 콘크리트의 내구성이 떨어지고, 골재와의 균일한 혼합이 진행되지 않아서 골재와 박리되거나 골재와의 결합력이 약해지는 문제가 발생한다. 이는 소성변형, 저온균열으로 연결된다.
따라서 본 발명에서는 이를 보완하기 위해 규소체 미분말을 스트레이트 아스팔트와 함께 사용한다. 규소체 미분말은 벼의 겉껍질인 왕겨를 연소시켜 만든 물질이다. 왕겨는 자연스럽게 만들어진 아주 자잘한 비결정성 규소체를 많이 함유하고 있으므로, 나머지 섬유질만 녹여 없애버리면 비결정성 규소체의 고운 가루를 만들 수 있다. 이러한 규소체 미분말은 아스팔트의 공극을 채워 균일한 혼합을 도와주며, 골재간 결합력을 높임으로서 보통의 재생아스팔트 콘크리트보다 방수성 및 내구성의 확보뿐만 아니라 인장, 압축 강도 등의 물리역학적 성능의 향상을 제공한다. 그리고, 규소체 미분말의 이점으로는 왕겨에서 대량으로 확보할 수 있는데, 왕겨는 벼 도정 시, 부산물로 생산되어 쌀의 생산이 지속되는 한 매년 얻을 수 있는 무한자원으로 친환경적인 소재이다.
본 발명에서의 규소체 미분말 아스팔트 결합제는 폐아스콘 순환골재 100 중량부에 대하여, 규소체 미분말 아스팔트 결합제 4 ~ 10 중량부를 포함한다. 상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제가 4 중량부 미만으로 사용될 경우, 아스팔트 포장이 굳는데 많은 시간이 소요될 수 있고, 연화점이 낮아질 수 있는 문제점이 발생한다. 또한, 상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제가 10 중량부를 초과하여 사용되는 경우에는, 아스팔트 포장의 유동성이 저하될 수 있다.
상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제는 아스팔트 84 ~ 92 중량% 및 규소체 미분말 8 ~ 16 중량%를 포함할 수 있다. 상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제에 있어서, 상기 아스팔트의 함량이 84 중량% 미만인 경우에는 배합 시 아스팔트 피복이 제대로 이루어지지 않아 성능저하의 문제점이 발생할 수 있다. 그리고 상기 아스팔트의 함량이 92 중량%를 초과하는 경우에는 제조비용 증가, 역학적 성능 저하 등의 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 규소체 미분말 아스팔트 결합제에 있어서, 상기 아스팔트는 침입도 80 ~ 100(25℃, 1/10㎜)인 스트레이트 아스팔트인 것을 사용할 수 있으며, 상기 스트레이트 아스팔트는 순환골재에 포함된 노화된 아스팔트의 성능을 회복시켜야 하므로, 침입도가 높은 아스팔트를 선정하는 것이 좋다. 그리고, 본 발명의 규소체 미분말 아스팔트 결합제에 있어서, 상기 규소체 미분말은 비표면적 2000-2800(cm2/g), 밀도 1.8-2.2(g/cm3)인 규소체 미분말을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 아스팔트의 유동성을 확보하기 위해서이다.
한편, 본 발명의 재생아스팔트 콘크리트 조성물은 물성을 향상시키기 위한 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 골재에 규소체 미분말 아스팔트 결합제의 결합 및 부착성을 향상기키고, 균질성을 확보할 수 있도록 본 발명의 재생아스팔트 콘크리트 조성물에 첨가될 수 있다.
이러한 첨가제로는 그 종류를 한정하는 것은 아니지만, 재생첨가제, 분산제, 박리저감제 또는 개질첨가제 등을 사용할 수 있다.
상기 재생첨가제는 재생아스팔트 콘크리트 조성물 내에 존재하는 노화된 아스팔트의 점도를 회복시키는 물질을 뜻한다. 본 발명의 재생첨가제는 재생아스팔트 콘크리트 조성물의 소성변형 및 저온 균열에 대한 특성을 향상시키기 위하여 첨가할 수 있다. 상기 재생첨가제는 폐아스콘 순환골재 100 중량부에 대하여, 0.2 ~ 1.2중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 재생첨가제로는 밀도 890 ~ 1010(g/L), 비점범위 350℃ 및 C16 이상의 물질로 구성된 재생첨가제를 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 상기 재생첨가제의 종류로는 파라핀계 및 방향족 혼합 오일, 말텐오일, 벙커C유(C중유) 및 아로마틱기유 중 적어도 하나의 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있지만, 특별히 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 분산제는 골재와 규소체 미분말 아스팔트 결합제 간의 균일한 혼합을 위해 첨가하는 물질을 뜻한다. 본 발명에서의 분산제는 밀도 0.85 ~ 1(g/cm3), 1mm 이하의 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분산제는 폐아스콘 순환골재 100중량부에 대하여, 0.16 ~ 1 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 분산제로는 폴리올레핀계왁스인 PP 왁스, PE 왁스 및 리그닌 중 적어도 하나의 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있지만, 특별히 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 박리저감제는 골재와 아스팔트간의 박리를 방지할 수 있는 역할을 하여 결합을 증진시키는 물질을 말한다. 본 발명의 박리저감제는 밀도 1.2 ~ 1.3(g/L), 녹는점 100 ~ 110℃, 끓는점 135 ~ 150℃의 특성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 박리저감제는 폐아스콘 순환골재 100중량부에 대하여, 0.08 ~ 0.8중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 박리저감제로는 p-TSA, 아민류인 양이온계 계면활성제, 모노아민, 디아민, 트리아민(triamine)을 포함하는 아민계 화합물 및 석회성분 중 적어도 하나의 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있지만, 특별히 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 개질첨가제는 아스팔트의 품질을 개량하기 위해 고무 계열의 고분자 개질재를 첨가하는 것을 뜻한다. 일반적으로 개질첨가제를 사용함으로서, 고온에서 하중에 의한 응력과 변형에 대하여 저항성을 확보하여 소성변형의 발생을 억제할 수 있으며, 저온에서 온도에 의한 균열의 저항성을 확보할 수 있다. 본 별명에 있어서 개질첨가제는 평균입도가 425 ~ 75 ㎛인 것을 사용한다. 또한, 상기 개질첨가제는 폐아스콘 순환골재 100 중량부에 대하여, 0.08 ~ 0.5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 개질첨가제는 SBS고무, SIS고무, SBR고무, NBR고무, BR고무, SEBS고무, EPDM고무, PU고무, SBR 라텍스, 천연고무 및 폐타이어분말(CRM) 중 적어도 하나의 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있지만, 특별히 이에 한정하는 것은 아니다.
그리고, 본 발명의 첨가제로는 상기 폐아스콘 순환골재 100중량부에 대하여, 재생첨가제 0.2 ~ 1.2중량부, 분산제 0.16 ~ 1 중량부, 박리저감제 0.08 ~ 0.8중량부 및 개질첨가제 0.08 ~ 0.5중량부의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 구체적으로는 본 발명의 첨가제로는 상기 폐아스콘 순환골재 100중량부에 대하여, 벙커C유 0.2 ~ 1.2중량부, PP Wax 0.16 ~ 1 중량부, p-TSA 0.08 ~ 0.8중량부 및 CRM 0.08 ~ 0.5중량부의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 재생아스팔트 콘크리트 조성물 제조방법은 규소체 미분말과 스트레이트 아스팔트를 혼합하여 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 준비하는 단계(S1 단계), 폐아스콘 순환골재 100 중량부에 대하여, 굵은골재 40 ~ 60 중량부, 잔골재 10 ~ 16 중량부, 채움재 4 ~ 10 중량부를 혼합하여 골재혼합물을 준비하는 단계(S2 단계), 및 상기 골재혼합물에 상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 투입하여 혼합하는 단계(S3 단계)를 포함한다.
상기 제조방법에 의하여 제조된 재생아스팔트 콘크리트에 따르면, 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 사용하여 폐아스콘 순환골재의 사용함량을 높일 수 있으므로 폐아스콘의 재활용률을 높일 수 있어 건설 및 산업 폐기물 발생량을 경감할 수 있다. 또한, 상기 제조방법에 의하여 제조된 재생아스팔트 콘크리트는 규소체 미분말을 포함하는 아스팔트 결합제를 사용하여, 사용되는 아스팔트 결합제의 함량을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 재생아스팔트 콘크리트의 소성변형에 대한 저항성을 높여 내구성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기 제조방법에 의하여 제조된 재생아스팔트 콘크리트는 내구성이 우수하므로, 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
다음에서는 본 발명에 대하여 실시예를 통하여 상세하게 설명한다. 다음의 실시예 및 비교예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.
실시예
실시예 1. 재생아스팔트 콘크리트 제조
하기 표 1의 함량으로, 스트레이트 아스팔트 및 규소체 미분말인 왕겨재를 가열, 혼합교반하여 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 제조하였다,
상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 폐아스콘 순환골재, 부순 굵은골재, 부순 잔골재, 석회석분 및 회수더스트와 함께 다시 가열, 혼합교반하여 재생아스팔트 콘크리트를 제조하였다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
아스팔트 결합제 규소체 미분말 0.64 1.12 0.56 1.6 - 2
스트레이트
아스팔트		 3.36 5.88 6.44 8.4 3.36 9
채움재 석회석분 6 6 6 6 6 6
회수더스트 2 2 2 2 2 2
폐아스콘 순환골재 100 100 100 100 100 100
부순 굵은골재 50 50 50 50 50 50
부순 잔골재 13 13 13 13 13 13
벙커C유 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
PP wax 1 1 1 1 1 1
p-TSA 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
CRM 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
(단위: kg)
실시예 2. 재생아스팔트 콘크리트 제조
상기 실시예의 1의 제조과정과 동일하게 상기 표 1의 함량으로 제조하였다.
실시예 3. 재생아스팔트 콘크리트 제조
상기 실시예의 1의 제조과정과 동일하게 상기 표 1의 함량으로 제조하였다.
실시예 4. 재생아스팔트 콘크리트 제조
상기 실시예의 1의 제조과정과 동일하게 상기 표 1의 함량으로 제조하였다.
비교예 1. 재생아스팔트 콘크리트 제조
상기 표 1의 함량으로, 폐아스콘 순환골재, 부순 굵은골재, 부순 잔골재, 석회석분, 회수더스트 및 스트레이트 아스팔트를 가열, 혼합교반하여 재생아스팔트 콘크리트를 제조하였다.
비교예 2. 재생아스팔트 콘크리트 제조
상기 표 1의 함량으로, 스트레이트 아스팔트 및 규소체 미분말인 왕겨재를 가열, 혼합교반하여 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 제조하였다,
상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제를 폐아스콘 순환골재, 부순 굵은골재, 부순 잔골재, 석회석분 및 회수더스트와 함께 다시 가열, 혼합교반하여 재생아스팔트 콘크리트를 제조하였다.
시험예
시험예 . 실시예 및 비교예의 품질 시험 결과
이상의 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 2를 한국산업표준(GR F 4005 : 2013) 또는 국토해양부 아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침(2009)지침에서 규정된 마샬안정도, 흐름값, 공극률, 포화도, 간접인장강도, 터프니스, 수침 후 인장강도지수를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
마샬안정도
(N)		 13620 17040 17820 15430 8720 11350
기준치 값 5000 이상
흐름값
(1/100㎝)		 32 34 35 37 19 41
기준치 값 20~40
간접인장강도
(N/mm2)		 1.2 1.3 1.3 1.1 0.84 0.82
기준치 값 0.8 이상
터프니스
(N*㎜)		 13428 16875 16760 12477 11510 13574
기준치 값 8000 이상
수침 후 인장강도지수 0.83 0.88 0.88 0.87 0.82 0.85
기준치 값 0.8 이상
실시예 1 내지 실시예 4의 마샬안정도, 흐름값, 간접인장강도, 터프니스 및 수침 후 인장강도지수는 모두 기준치 값을 훨씬 상회하는 것으로 확인되었다.
그러나, 비교예 1 및 2의 흐름값은 19(1/100㎝), 41(1/100㎝)로 확인되었으며, 이는 기준치를 벗어나는 수치이다. 또한, 비교예 1 및 2의 간접인장강도는 0.84 (N/mm2), 0.82 (N/mm2)로 확인되었으며, 이는 실시예 1 내지 4와 비교하였을 때 30%이상 저하된 값으로, 실시예 1 내지 4의 간접인장강도가 우수한 것을 확인하였다.

Claims (9)

  1. 폐아스콘 순환골재 100 중량부에 대하여, 굵은골재 40 ~ 60 중량부, 잔골재 10 ~ 16 중량부, 채움재 4 ~ 10 중량부 및 규소체 미분말 아스팔트 결합제 4 ~ 10 중량부를 포함하며,
    상기 규소체 미분말 아스팔트 결합제는 아스팔트 84 ~ 92 중량% 및 규소체 미분말 8 ~ 16 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생아스팔트 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 채움재는 석회석분 60 ~ 80 중량% 및 회수더스트 20 ~ 40 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생아스팔트 콘크리트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 재생아스팔트 콘크리트는 재생첨가제, 분산제, 박리저감제 및 개질첨가제 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생아스팔트 콘크리트 조성물.
  5. 제4항에 있어서
    상기 재생첨가제는 파라핀계 및 방향족 혼합 오일, 말텐오일, 벙커C유 및 아로마틱기유 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생아스팔트 콘크리트 조성물.
  6. 제 4항에 있어서
    상기 분산제는 PP 왁스, PE 왁스 및 리그닌 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생아스팔트 콘크리트 조성물.
  7. 제 4항에 있어서
    상기 박리저감제는 p-TSA; 아민류인 양이온계 계면활성제; 모노아민, 디아민, 트리아민을 포함하는 아민계 화합물; 및 석회석분; 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생아스팔트 콘크리트 조성물.
  8. 제 4항에 있어서
    상기 개질첨가제는 SBS고무, SIS고무, SBR고무, NBR고무, BR고무, SEBS고무, EPDM고무, PU고무, SBR 라텍스, 천연고무 및 폐타이어분말(CRM)) 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생아스팔트 콘크리트 조성물.
  9. 삭제
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