KR101872498B1 - 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아스팔트 도로의 표면을 용이하게 코팅하고 신뢰성있게 보호할 수 있으며, 한 번의 코팅으로 내염수성, 내화학성, 저소음, 투수성, 배수성, 및 태양열 차열효과로 열섬 현상의 감소를 도모할 수 있는 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 아스팔트 도로의 표면에 코팅층을 형성하는 시공방법으로서, 아스팔트 도로의 표면에 코팅할 재료인 나노 표면보호재를 마련하는 나노 표면보호재 마련 단계; 상기 마련된 나노 표면보호재를 용제와 배합하기 전의 재료 및 배합한 후의 재료를 온도유지 조절장치에 보관 유지시키는 배합전후 재료 적정온도 유지 단계; 상기 온도유지 조절장치에서 보관되는 배합 후의 표면보호재를 아스팔트 도로에 도포하는 도포 단계; 및 상기 아스팔트 도로에 도포되어 형성되는 코팅층을 후처리하여 미끄럼 저항력을 증대시키기 위한 코팅층 후처리 단계;를 포함하는 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법이 제공된다.

Description

폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법{CONSTRUCTION METHOD OF SURFACE COATING LAYER FOR ASPHALT ROAD}

본 발명은 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아스팔트 도로의 표면을 용이하게 코팅하고 신뢰성있게 보호할 수 있으며, 한 번의 코팅으로 내염수성, 내화학성, 저소음, 투수성, 배수성, 및 태양열 차열효과로 열섬 현상의 감소를 도모할 수 있는 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 관한 것이다.

아스팔트 포장은 흔히 돌가루, 모래, 쇄석 등을 혼합해 아스팔트 콘크리트로 시공되어 빠른 시공, 적당한 탄력성, 용이한 보수 등의 이점이 있으므로 대부분의 도로포장에 활용되고 있다.

아스팔트 포장도로는 초기시공 후 시간이 경과함에 따라 바퀴 패임 현상(Rutting)이나 균열(Crack) 등으로 인하여 포장 파손이 일어나는데, 이러한 도로의 파손은 교통량의 증가와 함께 태양열(자외선)과 습기(수분)의 영향, 풍화, 열화, 침수, 외부충격 등 기후 및 환경의 변화로 인해 노후 파손되며, 특히 태양열은 아스팔트를 산화시키며 수축과 팽창작용으로 틈새를 만들어 결국 균열이 생기게 하고, 수분은 포장 하부층까지 스며들어 포장 구조를 약하게 만든다.

이러한 아스팔트의 노후 파손을 방치할 경우 물이 스며들어가 도로의 파괴가 진행되고, 이러한 상태에서의 도로 표면의 차량 통행은 곧 균열 주변의 포장구조를 더욱 악화시키고 나아가 포트홀(도로가 움푹 접시 모양으로 패여서 결국 포장이 떨어져 나가는 현상)로 발전되어 도로의 안전운행의 위험요소가 되는 바, 이러한 파손부위에 대하여 적정한 시기에 부분적인 보수를 실시하여야 하며, 그렇지 못할 경우 대규모의 보수가 실시되고 종국에 가서는 재포장을 하여야 하므로 막대한 경제적 손실을 초래하게 된다.

우리나라의 경우 신설도로보다는 기존의 도로를 보수해야 할 시점에서, 불행히도 아스팔트 포장도로의 균열된 부위를 보수해야 할 시기를 놓치어 많은 도로들이 크랙이나 이음매부에서 우수가 차고 차량통과시 윤하중의 반복 작용으로 더 심각한 크랙, 포트홀 등으로 도로의 수명이 단축되었다.

현재, 도로의 균열보수방법에 관하여, 유럽이나 북미(특히 미국)에서는 기존의 포장 공법의 약점을 보완한 여러 종류의 개질 아스팔트공법을 실용화하고 있는 바, 그 중 하나가 약 20%의 폐타이어 고무분말을 첨가한 "고온 혼합 고무아스팔트" 공법이며 이는 폐타이어 고무가 지닌 우수한 성분(내산화물질 및 자외선 차단물질 등)을 아스팔트와 결합시켜 도로에 적용한 것으로서 기존 도로의 문제를 대폭 개선하여 이미 수십년 전부터 일반적인 도로 보수공법으로 사용되고 있다.

그러나 우리나라에서는 도로의 균열을 보수하기 위하여 균열보수재를 수입에 의존하고 있거나, 일부 개질 아스팔트를 사용하고 있지만 만족할 만한 물성을 발휘하지 못하고 있는 실정으로, 종래 개발된 아스팔트 보수재로는 한국등록특허 10-0210163에 스트레이트 아스팔트 60~92 중량%, 폴리우레탄계 고분자 화합물 8.5~26.5 중량%, SBS 함유 아스팔트개질재 0.2~ 2.2 중량%, 섬유 폐슬러지 0.1~5.0 중량%로 이루어짐을 특징으로 하는 상온에서 시공 가능한 도로보수용 아스콘 포장재료가 공지된 바 있다.

또한, 한국등록특허 10-187557에는 아스팔트, 클레이, 고무분말, 가소제, 합성수지로 조성된 도로봉합제를 이용한 교량 또는 구조물 조인트의 형성방법이 기재되어 있으며, 한국등록특허 10-0605093에는 노후된 콘크리트 또는 아스팔트콘크리트 포장도로 또는 교면을 일정 두께만큼 걷어내고 표면을 정리한 후, 아스팔트 65-75중량%, 열가소성 합성고무 5-15중량%, 첨가제 0.5-10중량% 및 충진제 9.5-20중량%로 구성되는 고무아스팔트 접착제층을 도포하고, 그 위로 아스팔트 함침 유리섬유 부직포를 부착한 다음, 130-170℃의 아스콘을 포설하여 경화시키는 것으로 구성되는 도로 또는 교면의 재포장 또는 보수 공법이 공지되어 있다.

그러나 이와 같은 도로봉합제, 탄성제 및 공법들은 경화 후에 아스팔트와 탄성율 및 물성이 상이하여 일정기간 경과 후 탈리되거나 균열부분의 공극을 충분히 막아주지 못해 강도가 저하되면서 손쉽게 파손되는 빈도가 높으며, 일광 및 알카리, 염, 물 등에 지속적으로 견디지 못하고, 시공시간 및 시공비용이 많이 드는 문제점이 여전히 남아 있다.

따라서, 기존의 아스팔트도로의 보수 방법에서 사용되는 보수재는 주위 환경의 온도나 습도 등에 의해 점도에 민감하게 작용하여 배합 등의 과정에서 신속한 작업이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

(문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-0210163호(1999.04.23. 등록) (문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제10-0187557호(1999.01.05. 등록)

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 아스팔트 도로의 표면을 용이하게 코팅하고 신뢰성있게 보호할 수 있으며, 한 번의 코팅으로 내염수성, 내화학성, 저소음, 투수성, 배수성, 및 태양열 차열효과로 열섬 현상의 감소를 도모할 수 있는 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 시공되는 주위 환경과 무관하게 항상 최적의 점도를 갖는 배합 상태를 유지함과 동시에, 이러한 상태에서 바로 분사시켜 코팅할 수 있도록 하여 신뢰성있고 신속한 시공을 도모할 수 있는 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 아스팔트도로의 초기 코팅뿐만 아니라, 크랙이나 포트홀이 형성된 파손 도로의 보수에도 활용될 수 있는 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 아스팔트 도로의 표면에 코팅되거나 아스팔트 도로의 파손 부위에 침투될 재료인 나노 표면보호재를 마련하는 나노 표면보호재 마련 단계; 상기 마련된 나노 표면보호재를 용제와 배합하기 전의 재료 및 배합한 후의 재료를 온도유지 조절장치에 보관 유지시키는 배합전후 재료 적정온도 유지 단계; 상기 온도유지 조절장치에서 보관되는 배합 후의 표면보호재를 아스팔트 도로에 도포하는 도포 단계; 및 상기 아스팔트 도로에 도포되어 형성되는 코팅층을 후처리하여 미끄럼 저항력을 증대시키기 위한 코팅층 후처리 단계;를 포함하는 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법이 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 나노 표면보호재 마련 단계에서 마련되는 나노 표면보호재는 폴리우레탄과, 기포개방제와, 계면활성제, 및 나노 실리카 또는 마이카를 포함하는 실리콘 정포제를 혼합한 혼합물로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 나노 표면보호재는 폴리우레탄 70~95중량%, 기포개방제 2~3중량%, 계면활성제 1~5중량%, 및 실리콘 정포제 2~22중량%로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 배합전후 재료 적정온도 유지단계는 나노 표면보호재와 용제를 배합하기 전후의 재료를 온도유지 조절장치에서 20~30℃ 범위의 온도로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 배합전후 재료 적정온도 유지단계에서 배합전후 재료는 보관 공간을 가지며 일측에 개폐 가능한 개폐도어가 구비되는 보관 함체; 상기 보관 함체의 일측에 구성되어 보관 공간을 냉각시키기 위한 냉각 장치; 상기 보관 함체의 타측에 구성되어 보관 공간을 히팅시키기 위한 가열 장치; 상기 보관 함체에 구성되어 나노 표면제와 용제가 배합된 혼합물을 아스팔트 도로에 분사 코팅하는 에어리스 장치; 상기 보관 함체에 구성되어 냉각장치와 가열 장치 및 에어리스 장치에 필요 전력을 공급하기 위한 전력 공급부; 및 상기 냉각장치, 가열장치, 에어리스 장치와 전력 공급부를 제어하기 위한 제어반을 포함하여 구성되는 온도유지 조절장치에 의해 보관되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 도포 단계는 나노 표면보호재와 용제가 배합되어 온도유지 조절장치에 보관된 상태에서 상기 온도유지 조절장치에 구성되는 에어리스 장치를 이용하여 도포하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 코팅층 후처리 단계는 상기 도포 단계에서 아스팔트 도로에 도포 코팅한 후, 코팅층이 경화되기 이전에 물을 스프레이 한 후 경화시키는 것으로 이루어질 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 의하면, 한 번의 코팅으로 아스팔트도로의 표면에 보호 코팅층을 형성하여 내구성능을 향상시켜 피로균열, 포트 홀 형성을 최소화할 수 있고, 내염수성, 내화학성, 저소음, 투수성, 배수성, 및 태양열 차열효과로 열섬 현상을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 시공되는 주위 환경과 무관하게 항상 최적의 점도를 갖는 배합 상태에서 바로 분사 코팅하여 신뢰성있고 신속한 시공을 도모할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 나타내는 플로차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 구성하는 배합 원료 보관 단계에서 이용되는 장치의 일 예를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 구성하는 그루빙 단계에서 실행되어 형성된 그루빙 시공 형태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 사용된 나노 표면보호재의 품질시험 검사성적서를 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 사용된 나노 표면보호재의 물리적 및 화학적 성능을 비교하여 나타낸 그래프이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 나타내는 플로차트이고, 도 2는 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법을 구성하는 배합 원료 보관 단계에서 이용되는 장치의 일 예를 개략적으로 나타내는 구성도이다.

본 발명에 따른 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 아스팔트 도로의 표면을 코팅 보수하는 시공 방법으로서, 아스팔트 도로의 표면에 코팅할 나노 표면보호재를 마련하는 나노 표면보호재 마련 단계(S100); 상기 나노 표면보호재 마련 단계(S100)에서 마련된 나노 표면보호재를 용제와 배합하기 전 및 배합한 후의 표면보호재를 온도유지 조절장치에 보관 유지시키는 배합전후 재료 적정온도 유지 단계(S200); 상기 배합전후 재료 적정온도 유지 단계(S200)의 온도유지 조절장치에서 보관되는 배합 후의 표면보호재를 아스팔트 도로에 도포하는 도포 단계(S300); 및 상기 도포 단계(S300)에서 아스팔트 도로에 도포된 표면보호재의 코팅층을 후처리하여 미끄럼 저항력을 증대시키기 위한 코팅층 후처리 단계(S400);를 포함한다.

상기 나노 표면보호재 마련 단계(S100)에서 마련되는 나노 표면보호재는 폴리우레탄과, 기포개방제와, 셀 연결제, 및 나노 실리카 또는 마이카를 포함하는 실리콘 정포제를 소정 비율로 혼합한 혼합물로 이루어진다. 바람직하게, 폴리우레탄과, 기포개방제와, 셀 연결제로서 계면활성제, 및 나노 실리카 또는 마이카를 포함하는 실리콘 정포제는 각각 70~95중량%, 2~3중량%, 1~5중량%, 및 2~22중량%로 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 폴리우레탄은 폴리올 화합물과 폴리이소시아네이트 화합물로 이루어진다. 상기 폴리올 화합물은 히드록시기(-OH)를 갖는 폴리올로서, 알킬렌 글리콜, 글리콜 에테르, 글리세린, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 포일올 등과 같은 화합물을 포함하며, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트기가 둘 이상인 화합물을 의미하는 것으로, 일 예로 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI: diphenyl methane diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI: tolunene diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI: hexamethylene diisocyanate), 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(H12MDI: dicyclohexylmethane diisocyanate), 또는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI: isoporoned iisocyanate)로 이루어질 수 있다. 또한, 변성 다작용성 이소시아네이트, 즉 유기 디이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트의 화학 반응에 의해 얻어지는 생성물이 사용될 수 있다.

상기 기포개방제는 형성되는 폴리우레탄의 기포 크기 및 크기 분포의 균일화를 위하여 혼합되는 것으로, 2중량% 미만에서는 낮은 기포개방제 농도에 따라 기포개방율 저하가 문제될 수 있으며, 3중량% 초과에서는 기포개방제의 과다 조성에 따른 기포 크기 및 크기분포의 불균일화 또는 고상인 기포개방제가 과다 존재함으로 인한 기계적인 마모현상 등을 야기할 수 있다.

상기 셀 연결제인 계면활성제는 기포개방제에 의해 개방된 셀을 연결시켜 한증 더 안정화된 개방셀 구조를 가질 수 있도록 한다.

상기 실리콘 정포제는 원료의 혼합을 용이하게 하고 우레탄 합성 시 표면장력을 낮춰 기포성장을 돕고 기포 간 압력차를 낮춰 가스의 확산을 막으며, 우리텐 셀이 커지고 불균일화되는 것을 예방한다. 또한, 점도 상승 시 기포 불안정화로 인한 셀의 파괴, 합일 및 셀막이 엷어지는 등의 문제를 예방하여 폼의 꺼짐현상을 방지할 수 있도록 한다.

상기 배합전후 재료 적정온도 유지단계(S200)는 나노 표면보호재를 이용하여 아스팔트 도로에 코팅하기 전, 외부 환경에 영향을 받지 않고 용제와 배합되기 전후에서 온도유지 조절장치(100)(도 2 참조)에 의해 일정 온도, 바람직하게는 20~30℃ 범위의 온도로 유지되도록 한다.

상기 나노 표면보호재에 배합되는 용제는 아세톤, 초산에틸, IPA(iso propyle alcohol), M다METHYL ETHYL KETONE) 등이 이용될 수 있다.

상기 배합전후 재료 적정온도 유지단계(S200)에서 이용되는 온도유지 조절장치(100)를 도 2를 참조하여 설명한다.

온도유지 조절장치(100)는 내부에 보관 공간(101)을 가지며 일측에 개폐 가능한 개폐도어(미도시)가 구비되는 보관 함체(110); 상기 보관 함체(110)의 일측에 구성되어 보관 공간(101)을 소정 온도로 냉각시키기 위한 냉각 장치(120); 상기 보관 함체(110)의 타측에 구성되어 보관 공간(102)을 소정 온도로 히팅시키기 위한 가열 장치(130); 상기 보관 함체(110)에 구성되어 나노 표면제와 용제가 배합된 혼합물을 아스팔트 도로에 분사 코팅하는 에어리스 장치(140); 상기 보관 함체(110)에 구성되어 냉각장치(120)와 가열 장치(130) 및 에어리스 장치(140)에 필요 전력을 공급하기 위한 전력 공급부(미도시); 및 상기 냉각장치(120), 가열장치(130), 에어리스 장치(140)와 전력 공급부를 제어하기 위한 제어반(미도시)을 포함한다. 미설명부호 121은 냉각장치(120)로부터 발생한 냉각 공기를 보관 함체(110)의 보관 공간(101)으로 안내하기 위한 공급 호스이다.

상기 냉각 장치(120)와 가열 장치(130)는 보관 함체(110)의 보관 공간(101)을 냉각 또는 히팅시킬 수 있는 구성이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 냉각 장치(120)는 통상의 냉동사이클 장치를 포함하는 시스템으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 가열 장치(130)는 열전도나 열풍을 발생시키는 장치로 구성될 수 있다.

상기 전력 공급부(미도시)는 보관 함체(110) 자체에 구비되는 배터리로 구성되거나 외부 전원을 공급받을 수 있는 전원케이블, 또는 이들의 혼합 구성으로 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성되는 온도유지 조절장치(100)는 용제와 배합되기 전의 나노 표면보호재 및 용제와 나노 표면보호재가 배합된 혼합물을 아스팔트 도로를 코팅하는데 항상 일정한 온도로 유지될 수 있도록 하여 효율적이고 최적의 코팅이 이루어질 수 있도록 한다.

여기에서, 상기 온도유지 조절장치(100)는 하면에 바퀴 장치(150) 및 브레이크 장치를 구성하여 이동성과 안전성을 확보할 수 있도록 구성할 수 있다.

다음으로, 도포 단계(S300)는 나노 표면보호재와 용제가 혼합되어 보관 함체(110)의 보관 공간(101)에 적정 온도로 보관된 상태의 혼합물을 보관 함체(110)에 일체로 구성되는 에어리스 장치(140)을 통해 도포하게 된다.

다음으로, 코팅층 후처리 단계(S400)는 아스팔트 도로에 코팅된 나노 표면보호재의 코팅층에 미끄럼 저항력을 증대시키기 위한 것으로, 상기 도포 단계(S300)에서 나노 표면보호재와 용제가 혼합된 혼합물을 아스팔트 도로에 도포 코팅한 후, 코팅층이 경화되기 이전에 물을 스프레이 한 후 경화시키는 것을 포함한다. 이와 같이 코팅층이 경화되기 이전에 물을 스프레이하여 경화시킴으로써 코팅층의 표면의 개방셀 구조는 거친 개방셀을 형성하여 미끄럼 저항력을 증대시키게 된다.

한편, 본 발명의 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법은, 상기 도포 단계(S300) 이전에 도포될 아스팔트 도로의 여건을 고려하여 아스팔트 도로를 소정 패턴(예를 들면, 도로의 종방향 및/또는 횡방향)으로 그루빙(grooving)하고, 그루빙된 도로를 고압살수 및/또는 진공청소로 코팅될 도로면에 존재하는 이물질을 제거하는 것을 포함할 수 있다.

상기 도로의 그루빙은 도 3에 나타낸 바와 같이 그루빙의 깊이는 5mm, 그루빙 폭은 10mm, 그루빙 간의 간격(그루빙 중심과 중심의 간격)은 50mm로 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 의해 시공된 나노 표면보호재를 이용한 코팅층의 작용 효과에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 사용된 나노 표면보호재의 품질시험 검사성적서를 촬영한 사진이며, 도 5는 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 사용된 나노 표면보호재의 물리적 및 화학적 성능을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 출원인은 건설시험연구원에 품질시험을 의뢰하였으며, 부착력, 내마모성, 내충격성, VOC휘발성 유기화합물, 내화학성(염산 및 황산)에서의 물리적 및 화학적 성능에서, 기존 100%의 솔리드 에폭시인 경우에 비하여 뛰어난 결과를 도출하는 것임을 확인하였다.

아스팔트 도로의 포장 후, 미세한 균열들이 발생한 도로 표면에 본 발명의 시공방법을 통해 나노 표면보호재를 도포하여 코팅층을 형성하게 되면, 아스팔트가 경화되어 아스팔텐화되면서 발생 공극에 침투하여 공극을 채움으로써 도로의 탄성과 유연성을 복원시키고, 이와 동시에 차량과의 마찰음을 흡수하여 소음을 저감시키며, 개방셀 구조로 빗물 등이 스며들었을 때 배수 투수성이 향상된다.

이러한 특성은 아스팔트 도로의 수명을 연장시키고, 차량 주행 소음을 감소시킴으로써 방음벽 설치 효과를 대체하여 비용을 절감하며, 우천 시 빗물을 신속하게 배출시켜 노면의 마찰력을 유지하여 수막현상을 감소시키고, 빠른 배수에 따른 물보라, 물튀김 현상을 감소시켜 미끄럼 저항성을 향상시킨다.

또한, 아스팔트 도로의 포트홀 형성의 주요한 원인으로서 주로 겨울철에 사용되는 염화칼슘은 수분을 흡수하여 발열반응을 일으켜 주변의 눈을 녹이고 어는 점을 낮춰 제설제로는 유용한 물질이지만, 도로포장의 약한 부위에 녹아들면 아스팔트가 부식되어 무너져 내리거나, 스며든 물이 얼고 녹기를 반복하면서 포트 홀을 발생시킨다. 이에 대하여 본 발명에 따른 나노 표면보호재의 코팅층은 내염수성, 내화학성을 가지고 있어 미세한 균열 발생 시 염화칼슘에 의한 균열, 포트홀 현상을 방지하거나 그 균열부와 포트홀 부분으로 침투하여 아스팔트 도로의 표면을 안정적으로 유지시키게 된다.

여 도로 이용자들의 사고 위험을 줄일 수 있으며, 손상된 도로를 재포장하는 등 보수하는데 발생하는 시간과 비용을 절감할 수 있다.

또한, 코팅층의 표면에 나로 크기의 실리카 또는 마이카 입자들이 형성되고, 이러한 실리카나 마이카 입자는 한낮에 직사광선을 반사시켜 도로의 열축적을 근본적으로 차단하여 일몰 후 열이 재방출되는 현상을 현저히 줄어들게 하여 열대야를 완화하고, 한낮에도 복사열에 의하여 도로 주변 온도가 올라가는 고온 현상에 따른 열섬현상을 개선할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 폴리이소시아네이트를 함유하는 나노 표면보호재를 이용한 아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법에 의하면, 한 번의 코팅으로 아스팔트도로의 표면에 보호 코팅층을 형성하여 내구성능을 향상시켜 피로균열, 포트 홀 형성을 최소화할 수 있고, 내염수성, 내화학성, 저소음, 투수성, 배수성, 및 태양열 차열효과로 열섬 현상을 감소시킬 수 있으며, 시공되는 주위 환경과 무관하게 항상 최적의 점도 등을 갖는 배합 상태에서 바로 분사 코팅하여 신뢰성있고 신속한 시공을 도모할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 아스팔트 도로에 크랙이나 포트홀이 형성되는 경우, 보수재로서 활용할 수 있는 이점이 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

S100: 나노 표면보호재 마련 단계
S200: 배합전후 재료 적정온도 유지 단계
S300: 도포 단계
S400: 코팅층 후처리 단계
100: 온도유지 조절장치
101: 보관 공간
110: 보관 함체
120: 냉각 장치
121: 냉각공기 공급호스
130: 가열 장치
140: 에어리스 장치
150: 바퀴 장치

Claims (7)

1. 아스팔트 도로의 표면에 코팅되거나 아스팔트 도로의 파손 부위에 침투될 재료인 나노 표면보호재를 마련하는 나노 표면보호재 마련 단계;
   상기 마련된 나노 표면보호재를 용제와 배합하기 전의 재료 및 배합한 후의 재료를 온도유지 조절장치에 보관 유지시키는 배합전후 재료 적정온도 유지 단계;
   상기 온도유지 조절장치에서 보관되는 배합 후의 표면보호재를 아스팔트 도로에 도포하여 코팅층을 형성하는 도포 단계; 및
   상기 코팅층을 후처리하여 미끄럼 저항력을 증대시키기 위한 코팅층 후처리 단계;를 포함하고,
   상기 나노 표면보호재 마련 단계에서 마련되는 나노 표면보호재는 폴리우레탄과, 기포개방제와, 계면활성제, 및 나노 실리카 또는 마이카를 포함하는 실리콘 정포제를 혼합한 혼합물로 이루어지고,
   상기 배합전후 재료 적정온도 유지단계에서 배합전후 재료는 보관 공간을 가지며 일측에 개폐 가능한 개폐도어가 구비되는 보관 함체; 상기 보관 함체의 일측에 구성되어 보관 공간을 냉각시키기 위한 냉각 장치; 상기 보관 함체의 타측에 구성되어 보관 공간을 히팅시키기 위한 가열 장치; 상기 보관 함체에 구성되어 나노 표면제와 용제가 배합된 혼합물을 아스팔트 도로에 분사 코팅하는 에어리스 장치; 상기 보관 함체에 구성되어 냉각장치와 가열 장치 및 에어리스 장치에 필요 전력을 공급하기 위한 전력 공급부; 및 상기 냉각장치, 가열장치, 에어리스 장치와 전력 공급부를 제어하기 위한 제어반을 포함하여 구성되는 온도유지 조절장치에 의해, 나노 표면보호재와 용제를 배합하기 전후의 재료를 20~30℃ 범위의 온도로 유지되도록 이루어지며,
   상기 코팅층 후처리 단계는 상기 도포 단계에서 아스팔트 도로에 도포 코팅한 후, 코팅층이 경화되기 이전에 물을 스프레이 한 후 경화시키는 것으로 이루어지는
   아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 나노 표면보호재는 폴리우레탄 70~95중량%, 기포개방제 2~3중량%, 계면활성제 1~5중량%, 및 실리콘 정포제 2~22중량%로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는
   아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 도포 단계는 나노 표면보호재와 용제가 배합되어 온도유지 조절장치에 보관된 상태에서 상기 온도유지 조절장치에 구성되는 에어리스 장치를 이용하여 도포하는 것을 특징으로 하는
   아스팔트 도로의 표면 보호를 위한 시공방법.
   
7. 삭제

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