KR101971855B1 - 저온가열 도로 보수제 및 그 제조방법, 저온가열 도로 보수제를 이용한 현장 저온가열 도로 포장방법 - Google Patents
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Abstract
저온가열 도로 보수제 및 그 제조방법, 저온가열 도로 보수제를 이용한 현장 저온가열 도로 포장방법이 소개된다.
본 발명의 저온가열 도로 보수제 제조방법은, 가열된 골재, 배합설계에서 결정된 일부의 가열된 아스팔트, 필러 및 첨가제를 혼합하고, 상온으로 냉각하여 골재를 아스팔트로 코팅하고, 입자 분리제로써 필러를 투입한 후 혼합하여 제1코팅 보수제를 제조하는 제1코팅 과정; 배합설계에서 결정된 가열된 아스팔트, 아로마계, 나프타계, 파라핀계 중에서 선택된 어느 하나의 프로세스 오일을 상기 제1코팅 과정에서 제조된 상기 제1코팅 보수제와 혼합하고, 입자 분리제로써 필러를 혼합하여 상기 제1코팅 보수제를 아스팔트로 코팅하여 제2코팅 보수제를 제조하는 제2코팅 과정; 상기 제2코팅 보수제를 비닐, 톤백, 벌크 타입으로 운반하는 과정; 및 현장에서 상기 제2코팅 보수제를 가열하는 가열 과정을 포함한다.
본 발명의 저온가열 도로 보수제 제조방법은, 가열된 골재, 배합설계에서 결정된 일부의 가열된 아스팔트, 필러 및 첨가제를 혼합하고, 상온으로 냉각하여 골재를 아스팔트로 코팅하고, 입자 분리제로써 필러를 투입한 후 혼합하여 제1코팅 보수제를 제조하는 제1코팅 과정; 배합설계에서 결정된 가열된 아스팔트, 아로마계, 나프타계, 파라핀계 중에서 선택된 어느 하나의 프로세스 오일을 상기 제1코팅 과정에서 제조된 상기 제1코팅 보수제와 혼합하고, 입자 분리제로써 필러를 혼합하여 상기 제1코팅 보수제를 아스팔트로 코팅하여 제2코팅 보수제를 제조하는 제2코팅 과정; 상기 제2코팅 보수제를 비닐, 톤백, 벌크 타입으로 운반하는 과정; 및 현장에서 상기 제2코팅 보수제를 가열하는 가열 과정을 포함한다.
Description
본 발명은 아스팔트 도포포장, 시멘트 도로포장에서 발생하는 포트홀 및 파손 부위의 소파 보수, 단면 보수, 맨홀 주변 부위 등을 부분 보수 및 전면 보수 포장하는 저온가열 도로 보수제 및 그 제조방법, 저온가열 도로 보수제를 이용한 현장 저온가열 도로 포장방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로 보수제는 도로 파손의 주범인 포트홀 발생 방지를 위해 주로 사용되는바, 사용상 간편함과 보수성을 감안하여 인스턴트식 보수제인 상온 보수제가 주로 사용된다.
이러한 도로 보수제는 도로 보수 후, 차량 통행이 이루어져야 하는바, 차량 통행 시에는 보수제 입자가 떨어져 나가서는 안 되는 것은 물론, 소성 변형에 대한 저항성이 우수해야 한다. 이를 위해 도로 보수제는 부착력이 우수하고, 수분이 존재하여도 잘 떨어져 나가서는 안 되고, 작업성이 양호해야 하며, 6개월 이상의 장기간 포장된 상태에서도 사용 시 작업성이 유지되어야 한다.
일반적인 도로 보수제는 아스팔트계로서, 13mm 이하의 골재와, 도로 포장용 아스팔트, 희석제, SBS, 송진, 프로세스 오일을 혼합하여 사용하는바, 아스팔트는 커트백 아스팔트, 유화 아스팔트 등을 혼합하여 사용하는 상온식 도로 보수제가 주종을 이루고 있다.
그러나 상술한 상온 도로 보수제는 점착력과 결합력이 취약하여 내구성이 양호하지 못 하고, 많은 양의 희석제를 사용하므로 양생 속도가 느려져 굳어지는데 시간이 많이 소요되는바, 특히 포설 및 다짐 후, 양생 전에 차량이 통행하는 경우와, 강우 시에는 입자가 쉽게 분리되는 등 내구성이 취약한 단점이 존재한다.
또한, 상온 도로 보수제는 바닥과의 접착력이 저하되어 차량 통해 시 보수제가 차륜에 붙어 통째로 떨어지는 것은 물론, 하절기에는 소성 변경이 심해 임의 보수제 개념으로 사용되고 있는 실정이다.
나아가 상온 도로 보수제는 오랜 시간 동안 보관하여 사용하게 되면, 희석제가 증발하여 작업성이 현저하게 저하되는 문제점도 가지고 있다.
상술한 도로 보수제는, 희석제가 혼합된 연질의 바인더가 골재에 살짝 코팅된 상태이고, 도로 포장 중 아스팔트로서의 성질이 상실된 상태인바, 상술한 문제점이 발생하는 것이다.
한편, 수분에도 부착력이 존재하는 도로 보수 보강제가 개발되기도 하였는데, 이는 골재 등과 아스팔트 수분 경화용 에폭시 등이 혼합된 형태인바, 보수 구간에 수분이 있는 경우 부착력은 있지만, 작업성을 고려하여 희석제를 사용하게 되므로, 역시 내구성에 문제점이 존재한다.
또한 고정식 아스콘 생산 플랜트에서 아스콘을 생산하여 보수제로 사용하는 경우, 사용량이 소량인 보수제를 이동하면서 사용하게 되므로, 아스콘의 온도가 저하되어 실용성이 떨어지고, 이러한 문제점을 방지하기 위해 보온 차량을 사용하는 경우에는 사용 상의 불편함이 존재하므로, 상온식 보수제가 주로 사용되는 것이다.
상온식 보수제의 문제점을 다시 한 번 정리하면 아래와 같다.
첫째, 아스팔트 바인더에 희석제, 오일 등을 사용함에 따라 골재 간의 점착력이 저하되는 문제점이 존재한다.
둘째, 저장성과 작업성을 개선하기 위해 다량의 희석제(증발제)를 사용하므로, 희석제가 증발할 때까지 굳지 않는바, 보수 후 굳는데 장시간이 소요된다.
셋째, 희석제는 휘발성 재료로 대기를 오염시키는 문제점이 존재한다.
넷째, 다량의 희석제를 사용하여 바인더를 연질화시키므로, 소성 변형 저항성이 저하된다.
다섯째, 희석제 등의 바인더가 이행제로서의 역할을 수행하게 되므로, 수분이 있는 구간에서 부착력이 저하되어, 우천 시 연속 보수를 해야만 한다. 다만, 수분 경화용 에폭시를 사용한 바인더는 부착력이 다소 존재하지만, 가격이 고가이고, 보관하기 어렵다는 단점이 있다.
여섯째, 휘발성이 강한 희석제가 공기 중으로 배출되거나, 골재에 흡수되기 때문에, 작업성이 저하되어 장기 보관성이 저하된다.
일곱째, 포대를 뜯어 사용하는 경우, 보수 후 잔량을 재사용할 수 없는바, 덜어서 사용하게 되므로 연속 보수 시 오히려 불편한 단점이 존재한다.
본 발명은 상술한 상온식 보수제의 단점을 개선한 저온가열 도로 보수제 및 그 제조방법, 저온가열 도로 보수제를 이용한 현장 저온가열 도로 포장방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저온가열 도로 보수제 제조방법은, 가열된 골재, 배합설계에서 결정된 일부의 가열된 아스팔트, 필러 및 첨가제를 혼합하고, 상온으로 냉각하여 골재를 아스팔트로 코팅하고, 입자 분리제로써 필러를 투입한 후 혼합하여 제1코팅 보수제를 제조하는 제1코팅 과정; 배합설계에서 결정된 가열된 아스팔트, 아로마계, 나프타계, 파라핀계 중에서 선택된 어느 하나의 프로세스 오일을 상기 제1코팅 과정에서 제조된 상기 제1코팅 보수제와 혼합하고, 입자 분리제로써 필러를 혼합하여 상기 제1코팅 보수제를 아스팔트로 코팅하여 제2코팅 보수제를 제조하는 제2코팅 과정; 상기 제2코팅 보수제를 비닐, 톤백, 벌크 타입으로 운반하는 과정; 및 현장에서 상기 제2코팅 보수제를 가열하는 가열 과정을 포함한다.
상기 제1코팅 과정은, 3~19mm의 굵은 골재 최대치수를 가지며 2mm체에서 8 내지 30중량%를 통과하고, 1mm체에서 3 내지 12중량%를 통과하며, 0.074mm체에서 10중량% 이내 범위에서 통과하는, 쇄석 골재, 석분, 재생 아스팔트 순환골재, 규사 및 유리 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 골재를 준비하는 과정; 골재를 50~150℃로 가열하는 과정; 도로 포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 아스팔트를 120~160℃로 가열하여 투입하고, 첨가제를 투입, 혼합하는 과정; 상기 골재와, 상기 아스팔트와, 상기 필러 및 상기 첨가제를 혼합하는 과정; 및 상온으로 냉각하여 상기 제1코팅 보수제를 제조하는 과정을 포함한다.
상기 제2코팅 과정은, 상온의 제1코팅 보수제를 준비하는 과정; 도로 포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 아스팔트를 120~160℃로 가열하고, 프로세스 오일, 필러를 투입하는 과정; 상기 제1코팅 보수제와, 상기 아스팔트와, 상기 프로세스 오일 혼합 후, 필러를 혼합하여 상기 제2코팅 보수제를 제조하는 과정을 포함한다.
상기 제1코팅 과정에서, 상기 골재 100중량부에, 상기 아스팔트는 1~5 중량부, 상기 첨가제는 0.1~10중량부, 상기 필러는 1~4중량부가 혼합되고, 상기 첨가제는, 로진, 프로세스 오일, SBS, 10mm 이하의 폐타이어, 우레탄칩 중에서 선택된 어느 하나 이상의 고무칩을 선택하여 혼합하며, 상기 필러는 미분말로, 생석회, 소석회, 탄산칼슘, 시멘트, 플라이 애쉬, 제오라이트 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 첨가되며, 상기 제2코팅 과정에서, 상기 제1코팅 보수제 100중량부에, 상기 아스팔트는 2~8중량부, 상기 프로세스 오일은 1~5중량부, 상기 필러는 상기 제1코팅 과정에서 첨가되는 필러와의 총합이 2~8중량부, 상기 제2코팅 과정 이후, 상기 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여, 상온 상태의 새로운 제1코팅 보수제 30~100중량부를 상온에서 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여 안료 0.5~5중량부를 더 첨가하고, 혼합하여 칼라 보수제를 생산하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여 폐타이어 고무칩, EPDM, 우레탄칩 중에서 선택된 어느 하나 이상의 고무칩을 10 중량부 이내의 범위에서 더 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 가열 과정은, 상기 제2코팅 보수제를 믹서에 투입하는 과정; 상기 믹서에 열풍을 공급하여 상기 제2코팅 보수제를 30~100℃로 가열하는 과정을 포함한다.
상기 믹서는, 가열믹서; 상기 가열믹서에 형성된 재료 투입구; 상기 가열믹서 일측에 위치하는 열풍기; 상기 가열믹서와 상기 열풍기를 매개하는 열풍공급덕트; 상기 열풍기에서 공급된 열풍이 상기 가열믹서로 공급된 후, 순환될 수 있도록 상기 열풍공급덕트와는 별개로 상기 가열믹서와 상기 열풍기를 매개하는 순환덕트; 상기 가열믹서 내부에 설치된 교반기; 상기 가열믹서에 형성되되, 상기 재료 투입구와는 별개로 형성되는 배출슈트 및 배출 게이트를 포함한다.
상기 가열 과정은, 상기 제2코팅 보수제를 액체, 고체, 겔, 젤리 타입 알코올 중에서 선택된 어느 하나 또는 등유 중에서 선택된 어느 하나 이상과 혼합하여 믹서에 투입하는 과정; 상기 믹서에 내장된 제2코팅 보수제에 직접 불을 붙여 상기 제2코팅 보수제를 30~100℃로 가열하는 과정을 포함한다.
본 발명의 저온가열 도로 보수제는 상술한 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 현장 저온가열 도로 포장방법은, 3~19mm의 굵은 골재 최대치수를 갖으며, 2mm체에서 8내지30중량% 통과하고, 1mm체에서 5 내지 12중량%를 통과하며, 0.074mm체에서 3 내지 10중량% 통과하는 쇄석 골재, 석분, 재생 아스팔트 순환골재, 규사 및 유리 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 골재를 준비하는 과정; 골재를 50~150℃로 가열하는 과정; 도로 포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 아스팔트를 100~150℃로 가열하고, 필러를 혼합하는 과정; 상기 골재와, 상기 아스팔트를 혼합한 후 상기 필러를 투입하여 혼합하는 과정; 상온으로 냉각하여 상기 제1코팅 보수제를 제조하는 과정; 상온의 상기 제1코팅 보수제를 준비하는 과정; 도로 포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 아스팔트를 120~160℃로 가열하고, 프로세스 오일을 투입하여 홉한한 후, 필러 및 알코올을 혼합하는 과정; 상기 제1코팅 보수제와, 상기 아스팔트와, 상기 프로세스 오일과, 상기 필러 및 알코올을 혼합하여 제2코팅 보수제를 제조하는 과정; 상온에서 상온 상태의 새로운 제1코팅 보수제를 더 첨가하는 과정; 도로 포장 현장에서 믹서로 상기 제2코팅 보수제를 30~100℃로 가열하여 최종 도로 보수제를 제조하는 과정; 및 도로에 상기 최종 도로 보수제를 배출, 포설하고 다짐하는 과정을 포함한다.
상기 제2코팅 보수제를 믹서에 투입하고, 상기 믹서에 열풍을 공급하여 상기 제2코팅 보수제를 가열함으로써 상기 최종 도로 보수제를 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 믹서는, 가열믹서; 상기 가열믹서에 형성된 재료 투입구; 상기 가열믹서 일측에 위치하는 열풍기; 상기 가열믹서와 상기 열풍기를 매개하는 열풍공급덕트; 상기 열풍기에서 공급된 열풍이 상기 가열믹서로 공급된 후, 순환될 수 있도록 상기 열풍공급덕트와는 별개로 상기 가열믹서와 상기 열풍기를 매개하는 순환덕트; 상기 가열믹서 내부에 설치된 교반기; 상기 가열믹서에 형성되되, 상기 재료 투입구와는 별개로 형성되는 배출슈트 및 배출 게이트를 포함한다.
상기 제2코팅 보수제에 알코올을 믹서에 투입하고, 상기 믹서에 내장된 제2코팅 보수제에 직접 불을 붙여 상기 최종 도로 보수제를 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 알코올은, 액체, 고체, 겔, 젤리 타입 중에서 어느 하나 이상의 타입을 선택하여 첨가되고, 등유 또는 경우 중에서 선택된 어느 하나와, 프로세스 오일, 로진을 혼합하여 첨가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 상온 보수제와 비교하여 지대 포장 단위가 아닌 믹서로 다량의 제품을 저온 가열 혼합 생산하므로 연속 생산이 가능해 보수 속도가 빠르고, 가열 사용하기 때문에, 품질이 우수하여 임시 보수가 아닌 일반 포장과 수명을 같이 하는 보수가 가능해지는 이점이 있다.
또한, 직화식의 경우에는 단순 믹서만으로 가열할 수 있는 보수제를 현장에서 제조할 수 있고, 순환 가열식은 다량의 아스팔트 보수제를 현장에서 생산할 수 있는 이점이 있다.
나아가, 가열식은 다량 생산 가능하므로 도로의 전면 보수도 가능하고, 다량의 고무칩 및 다공성으로 도로 보수 가능하므로 저소음 포장이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 순서도,
도 2는 본 발명의 가열 과정에서 사용되는 열순환 가열식 믹서를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 직화식 가열 과정에서 사용되는 일반믹서를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 가열 과정에서 사용되는 열순환 가열식 믹서를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 직화식 가열 과정에서 사용되는 일반믹서를 나타낸 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 저온가열 도로 보수제 및 그 제조방법, 저온가열 도로 보수제를 이용한 현장 저온가열 도로 포장방법을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 저온가열 도로 보수제는, 제1코팅 과정, 제2코팅 과정 및 가열 과정을 포함한다.
제1코팅과정과 제2코팅과정을 거치는 목적은 골재와 아스팔트를 혼합 하였을 때 최적의 아스팔트를 사용시 골재의 입자끼리 붙음을 방지 하기 위한 것이다.
전량의 골재와 전량의 아스팔트를 혼합하게 되면 입자가 서로 붙어 현장 가열과정에서 서로 붙은 입자들이 풀려지지 않아, 저온 생산이 불가하므로, 입자끼리 붙는 것을 방지하기 위하여 제1코팅과정 및 제2코팅과정을 진행한다. 즉, 적은 양의 아스팔트를 1차 코팅하고, 2차 코팅 시에는 나머지 아스팔트로 코팅하면, 골자 간 입자 붙음을 방지 할 수 있는 것이다.
제1코팅 과정은 가열된 골재, 가열된 아스팔트, 필러 및 첨가제를 혼합하고, 상온으로 냉각하여 골재를 아스팔트로 코팅함으로써, 제1코팅 보수제를 제조하는 과정이다. 즉, 제1코팅 과정은 골재에 아스팔트를 코팅하는 공정으로 정의될 수 있는바, 제1코팅 과정에서 사용되는 골재는, 기준 도로의 사용 골재와, 박층, 포장 등 용도에 따라 굵은 골재 최대치수로 3~19mm를 사용한다.
골재는 쇄석 골재, 석분, 재생 아스팔트 순환 골재, 규사, 유리 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용한다.
제1코팅 과정은 골재를 준비하는 과정과, 골재를 가열하는 과정, 아스팔트를 가열하고, 첨가제를 혼합한 후 필러를 혼합하는 과정, 골재와, 아스팔트, 첨가제를 혼합하고, 필러를 혼합하는 과정, 혼합된 재료를 상온으로 냉각하여 제1코팅 보수제를 제조하는 과정으로 구체화될 수 있다.
골재는 굵은 골재 최대치수를 조절하여 각각 3mm, 5mm, 8mm, 10mm, 13mm, 19mm를 사용할 수 있고, 필러를 포함한 합성입도는 지정된 굵은 골재 최대치수에서 통과 중량 백분율로 90~100% 통과하고, 2mm 채에서 8~30%, 1mm 채에서 3~12%, 0.074mm 채에서 10% 이하로 통과할 수 있도록 조절하되, 이러한 골재는 50~150℃로 가열한다.
아스팔트는 칼라의 종류 및 용도에 따라 도포 포장용 아스팔트 도는 무색 아스팔트를 사용할 수 있는바, 골재 100중량부에 대하여 1~4중량부 범위 내에서 배합 설계 시 결정된 아스팔트 양 중 일부를 사용한다. 아스팔트는 1중량부 미만으로 첨가하는 경우에는 코팅량이 부족하고, 4중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 혼합물 배출 시 입자들이 서로 붙는 문제가 발생한다.
또한, 아스팔트는 100~150℃로 가열하여 첨가한다.
첨가제를 사용하는 것도 가능한데, 첨가제 사용 시 신재의 경우에는 신재 첨가제를 사용하고, 재생의 경우에는 재생 첨가제를 사용하는바, 로진, 프로스세 오일, SBS, 고무분말 등을 사용한 중저온 첨가제를 사용하되, 이러한 첨가제는 0.1~2중량부를 사용한다.
다만, 저소음 용도로 사용 시에는 폐타이어 고무분말, EPDM, 우레탄칩 중 1개를 선택한 10mm이하의 고무칩을 추가하여 10중량부까지 사용할 수 있다.
필러는 필러로써의 역할은 물론, 골재 입자 사이의 붙음을 방지하기 위하여 사용하는 것으로, 생석회, 소석회, 시멘트, 탄산칼슘, 플라이 애쉬, 제오라이트 등 미분말을 사용하되, 1~4중량부 범위에서 사용되는바, 후술하는 제2코팅 공정에서 사용되는 필러와의 총량을 2~8중량부 범위에서 조절하여 사용한다.
필러가 2중량부 미만으로 첨가되는 경우에는 채움재 역할을 하기에 부족하고, 아스팔트가 코팅된 입자들을 분리할 수 없는 단점이 존재한다. 필러가 8중량부를 초과하여 첨가되는 경우에는 작업성이 저하되는 단점이 있다.
아스팔트가 코팅된 골재는 온도를 낮추기 위해 외부로 배출하여 자연적으로 상온으로 온도를 낮추거나, 냉각 믹서 등을 통하여 혼합하면서 상온으로 온도를 낮춤으로써, 제1코팅 보수제가 제조된다.
한편, 제1코팅 과정 이후에는 제1코팅 과정을 통해 제조된 상온 상태의 제1코팅 보수제를 이용하여 제2코팅 과정을 진행한다.
제2코팅 과정은 상온의 제1코팅 보수제를 준비하는 과정과, 아스팔트, 프로세스 오일을 혼합한 후 필러를 혼합하는 과정과, 여기에 제1코팅 보수제를 추가로 혼합하고, 필러를 추가로 혼합하여 제2코팅 보수제를 제조하는 과정으로 구체화될 수 있다.
아스팔트는 도로포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트를 사용하고, 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여 2~8중량부 범위에서 사용되되, 1차 코팅재에 사용된 아스팔트와 2차코팅재에 사용한 아스팔트 합계가 배합 설계로 정한 양중 일부이어야 한다. 즉, 1차 코팅 시 아스팔트량이 30~80%범위에서 사용하고 2차 코팅 때 20~70%의 범위에서 사용하면 좋다. 이렇게 결정된 아스팔트는 120~160℃로 가열하여 사용된다.
프로세스 오일은 아로마 타입, 파라핀 타입, 나프타 타입 중 1개 이상을 선정하여 사용하며, 저온 가열을 위해 1~5중량부 범위에서 사용된다. 프로세스 오일이 1중량부 미만으로 첨가되면, 저온 가열 온도 범위인 30℃에서 혼합성 및 작업성이 저하되고, 5중량부를 초과하여 사용하게 되면 접착력, 부착력, 점착력에 문제가 발생하며, 양생 시간이 증가하게 되는 단점이 존재한다.
필러는 상술한 바와 같이, 제1코팅 과정에서 사용되는 필러와의 총합이 2~8중량부가 되도록 그 범위를 조절하여 사용한다.
알코올은 믹서에 불을 투입하여 보수제를 직접 불로 가열하는 직화식에서 사용되는바, 재료와 혼합하여 사용되거나, 현장에서 믹서에 보수제와 함께 투입하여 사용된다. 이러한 알코올은 2~6중량부 범위에서 사용될 수 있고, 더 바람직하게는 2~6중량부 범위에서 사용될 수 있다. 알코올을 2중량부 미만으로 첨가하면 후술하는 가열 과정에서 보수 보강제의 온도가 30℃ 미만으로 떨어지고, 6중량부를 초과하게 되면 보수 보강제의 온도가 100℃를 초과하게 되는 단점이 있다.
상술한 바와 같이, 알코올은 제2코팅 과정에서 첨가될 수도 있지만, 추후 현장에서 첨가될 수도 있으며, 에탄올, 메탄올, 부탄올 등 모든 종류의 알코올이 사용될 수 있고, 액체, 고체, 겔, 젤 타입의 알코올이 사용될 수 있다. 알코올은 발열량을 높이고, 증발 속도를 늦추기 위하여 로진(송진)과 혼합하여 사용하거나, 석유류와, 프로세스 오일, 로진(송진)을 혼합하여 사용될 수도 있다.
직화식에서 알코올을 사용하게 되면 발열량이 높지 않아 아스팔트가 타는 것을 방지할 수 있는바, 이와 같이 발열량을 조절하기 위해 석유류 등을 사용하는 것이다.
제2코팅 과정에서는, 작업성 개선을 위하여 석유류에 해당하는 등유, 경유 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것도 가능한데, 이러한 석유류는 0.5~3중량부 범위에서 조절하여 사용한다.
제2코팅 과정에서 칼라 발현을 위해 안료를 첨가할 수도 있는데, 이러한 안료는 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여 0.5~5중량부 첨가될 수 있다.
제2코팅 과정 진행이 완료되면, 비닐, 톤백 및 벌크(트럭에 실어서 반출하는 방식)으로 포장하여 반출하게 되는데, 알코올이 혼합되어 있으므로, 철저하게 밀봉 또는 진공 포장하여 반출하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 제1코팅 보수제, 아스팔트, 프로세스 오일, 필러, 알코올(직화식에만 적용)의 혼합이 완료되면, 입자의 분리를 위하여 상온에서 새로운 제1코팅 보수제(상온 상태) 30~100중량부(이미 혼합된 제1코팅 보수제 100중량부 기준)를 더 투입한다.
입자가 뭉쳐 있는 경우, 후술하는 가열 과정에서 고온 가열해야 하는 문제가 발생할 수 있는바, 가열 타입으로 가열 과정을 진행하는 경우에는 고온으로 가열해야 하고, 직화 타입으로 가열하는 가열 과정을 진행하는 경우에는 다량의 알코올을 필요로 하게 되므로, 본 발명의 취지와 어긋나는 결과를 초래하게 된다.
따라서, 후술하는 가열 과정에서의 빠른 온도 전달을 위해 입자 분리가 필요하며, 새로운 제1코팅 보수제를 첨가하는 것이 바람직하다.
제2코팅 과정 진행이 완료되면, 비닐, 톤백으로 포장하거나 벌크로 반출하게 되는데, 알코올이 혼합되어 있으므로, 철저하게 밀봉 또는 진공 포장하여 반출하는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같이 2차 코팅된 도로 보수제는 가열식 및 직화식으로 구분되는 가열 과정을 거칠 수 있는데, 도 2에 도시된 가열식의 경우에는 열순환식 가열믹서(1)를 이용하여 진행될 수도 있고, 도 3에 도시된 직화식의 경우에는 일반믹서(10)를 이용하여 진행될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가열믹서(1)에는 재료 투입구(1a)가 형성되고, 그 일측에는 열풍기(2)가 설치되며, 열풍기(2)와 가열믹서(1)는 열풍 공급 덕트(4)로 연결된다. 또한, 가열믹서(1)로 공급된 열풍이 다시 열풍기(2)로 돌아올 수 있도록 열풍 공급 덕트(4)와 별개로 순환 덕트(5)가 마련된다.
가열믹서(1)에는 교반기(6)가 설치되고, 재료 투입구(1a)와 별개로 배출 슈트(1b) 및 재료배출 게이트(1c)가 마련된다.
가열믹서(1) 구동은 엔진식, 전기식, 모터 구동식 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
한편, 상술한 가열믹서(1) 이외에, 믹서 하부, 측면, 또는 내부에 가열장치를 설치하여 가열 과정을 진행하는 것도 가능한바, 이는 공정의 편의성을 고려하여 선택적으로 채택, 사용할 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일반믹서(10)를 사용하여 알코올을 사용한 직화 타입으로 가열 과정을 진행하는 것도 가능한데, 일반믹서(10)에는 재료 투입구(10a) 및 연통(10b)이 별도로 설치되고, 그 내부에는 교반기(20)가 설치된다.
일반믹서(10)를 사용하는 경우에는 재료를 일반믹서(10)로 투입하고, 불을 붙여 혼합하면서 가열할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 가열믹서(1), 일반믹서(10)의 일측에는 발전기(7)가 설치될 수 있고, 이러한 발전기(7)는 엔진으로 대체될 수도 있다.
저온가열 도로 보수제를 제조하는데, 가열 방식으로는 열순환식 가열믹서 타입으로 적용하였고, 굵은 골재 최대치수는 5mm로 하였다.
1. 제1코팅 과정
① 골재(합성)입도
| 체크기 | 체통과 백분율(%) | ||||
| 8mm | 5mm | 2mm | 1mm | 0.074mm | |
| 시험결과 | 100 | 100 | 22.4 | 8.5 | 5.5 |
| 규격 | 100 | 90-100 | 8-30 | 3-12 | 10 이하 |
※ 입도는 Filler를 포함한 합성 입도임.
※ 배합 설계 결과 : 아스팔트 : 5.0%, Filler : 5.0% 으로 결정.
따라서, 아스팔트는 1차 코팅에서 2.0%(20kg)로 하고, 2차 코팅에서 3.0%(30kg)으로 설계하여 총 합계 5.0%이며, Filler는 1차 코팅에서 2.0%(20kg), 2차 코팅에서 3.0%(30kg)으로 설계하여 총 합계가 5.0%이다.
② 제1코팅 과정
| 재료명 | 배합순서 | 사용량(KG) | 혼합 | 중량부 |
| 골재 | 1 | 954.5 | 120℃ 가열후 | 100 |
| 도로포장용 아스팔트 | 2 | 20.0 | 120℃ 가열 혼합 |
2.1 |
| 신재 첨가제 (제품명 : HQMA, 76-22) |
3 | 5.5 | 혼합 | 0.6 |
| Filler | 4 | 20.0 | 혼합 | 2.1 |
| 계 | - | 1000 | - | - |
※ 배출 후 자연 상태에서 상온으로 감온함.
2. 제2코팅 과정
제1코팅 과정에서 제조된 제1코팅 보수제는 배출하여 외부에서 상온으로 온도를 낮추었다.
| 재료명 | 배합순서 | 사용량(KG) | 혼합 | 중량부 | |
| 제1코팅 보수제 | 1 | 500 | 상온 | 100 | |
| 프로세스 오일 (파라핀 타입) |
2 | 10 | 상온 | 2 | |
| 아스팔트 | 3 | 30 (1차코팅-20kg, 2차코팅-30kg) |
120℃ 가열 | 6 | |
| 제1코팅 보수제 | 4 | 430 | 상온 | 86 | |
| 필러 |
제2코팅 과정 |
5 | 30(1차코팅-20kg, 2차코팅-30kg=50kg 이내 | - | 6 |
| 계 | 1000 | - | - | ||
※ 배합 후 비닐에 10KG 소단위로 포장
3. 가열 과정
도 2에 개시된 열순환식 가열믹서에 제2코팅 보수제를 투입하고, 60℃가 되도로 가열하여, 저온가열 도로 보수제를 제조한 후, 보수 구간에 포설 후 콤팩타로 다짐하였다.
4. 시험결과(KS F 2369 : 도로 보수용 아스팔트 혼합물)
| 시험명 | 안정도 (25℃)(N) |
흐름값 (1/100cm) |
공극율 (%) |
수침잔류안정도 (25℃)(%) |
| 시험결과 | 7800 | 28 | 5.1 | 97 |
| 품질기준 | 2500이상 | 20-40 | 3-10 | 75이상 |
저온가열 도로 보수제를 제조하는데, 가열 과정은 직화 타입으로 하였고, 굵은 골재 최대치수를 5mm로 적용하되, 칼라는 암적색으로 하였다.
1. 제1코팅 과정
① 골재(합성)입도
| 구분 |
체통과 백분율(%) | ||||
| 8mm 체 | 5mm 체 | 2mm 체 | 1mm 체 | 0.074mm 체 | |
| 시험결과 | 100 | 100 | 22.4 | 8.5 | 5.5 |
| 규격 | 100 | 90-100 | 8-30 | 5-12 | 3-10 |
※ 입도는 Filler를 조합한 합성 입도임.
※ Filler : 필러는 탄산칼슘을 사용하되, 사용량은 5중량부(제1코팅 과정(20kg) 및 제2코팅 과정(30kg)에서 분산 투입)를 사용하되, 제2코팅 과정에서 30kg을 분산 투입한다.
② 제1코팅 과정
| 재료명 | 배합순서 | 사용량(KG) | 혼합 | 중량부 |
| 골재 | 1 | 957.5 | 800℃ 가열후 | 100 |
| 도로포장용 아스팔트 | 2 | 20.0 | 120℃ 가열 혼합 | 2.1 |
| 신재 첨가제(HQMA, PG 64-22) | 3 | 2.5 | 혼합 | 0.2 |
| 필러(생석회) | 4 | 20.0 | 혼합 | 2.1 |
| 계 | - | 1000 | - | - |
※ 배출 후 자연 상태에서 상온으로 감온함.
2. 제2코팅 과정
| 재료명 | 배합순서 | 사용량(kg) | 혼합 | 중량부 | |
| 제1코팅 보수제 | 1 | 500 | 상온 | 100 | |
| 아스팔트(도로 포장용) | 2 | 30 | 120℃ 가열 | 6 | |
| 프로세스 오일 (파라핀 타입) |
3 | 10 | 상온 | 2 | |
| 제1코팅 보수제 | 4 | 410 | 상온 | 82 | |
| 안료(적색) | 5 | 20 | 상온 | 4 | |
| 필러 | 6 | 30 | 상온 | 3 | |
| 계 | - | 1000 | - | - | |
| 연료 |
겔 알코올 | - | 20(현장혼합) | 상온 | 4 |
| 등유 | - | 10(공장혼합) | 상온 | 2 | |
※ 연료는 증발분으로 혼합량에 포함되지 않음.
※ 포장 단위 : 20kg
3. 가열 과정
도 2의 덮개 및 연통이 있는 일반 믹서에 100kg(20kg x 5EA)를 투입하여 불을 넣고, 3분간 혼합하며, 온도가 60℃로 된 것을 확인한 후, 보수 구간에 포설하고, 콤팩터로 다짐하여 완성한다.
4. 시험결과(KSF 2369, 도로 보수용 아스팔트 혼합물)
| 시험명 | 안정도 (25℃)(N) |
흐름값 (1/100cm) |
공극율 (%) |
수침잔류안정도 (25℃)(%) |
| 시험결과 | 9500 | 32 | 7.2 | 92 |
| 품질기준 | 2500이상 | 20-40 | 3-15 | 75이상 |
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 저온가열 도로 보수제 및 그 제조방법, 저온가열 도로 보수제를 이용한 현장 저온가열 도로 포장방법에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1 : 가열믹서 10 : 일반믹서
1a, 10a : 재료 투입구 2 : 열풍기
4 : 열풍 공급 덕트 5 : 순환 덕트
6, 20 : 교반기 7 : 발전기 또는 엔진
10b : 연통 8 : 엔진
1b, 10b : 재료배출 슈트
1c, 10c : 재료배출 게이트
1a, 10a : 재료 투입구 2 : 열풍기
4 : 열풍 공급 덕트 5 : 순환 덕트
6, 20 : 교반기 7 : 발전기 또는 엔진
10b : 연통 8 : 엔진
1b, 10b : 재료배출 슈트
1c, 10c : 재료배출 게이트
Claims (15)
- 30~100℃ 범위에서 사용되는 저온가열 도로 보수제를 제조하는 방법에 관한 것으로,
50~150℃로 가열된 골재 100중량부에, 배합설계에서 결정된 일부의 120~160℃로 가열된 아스팔트 1~5중량부와 필러 1~4중량부 및 첨가제 0.1~10중량부를 혼합하고, 상온으로 냉각한 후 골재를 아스팔트로 코팅하여 제1코팅 보수제를 제조하는 제1코팅 과정;
상기 제1코팅 보수제 100 중량부에, 배합설계에서 결정된 가열된 아스팔트 2~8중량부와 아로마계, 나프타계, 파라핀계 중에서 선택된 어느 하나의 프로세스 오일 1~5중량부와 상기 제1코팅 과정에서 투입된 필러와 별도로 필러를 추가 혼합하여 상기 제1코팅 보수제를 아스팔트로 코팅한 후, 30~100℃의 저온 범위에서 서로 인접하는 입자를 매개하여 열 전달이 용이해질 수 있도록 상기 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여, 상온 상태의 새로운 제1코팅 보수제 30~100중량부를 상온에서 첨가하여 제2코팅 보수제를 제조하는 제2코팅 과정;
상기 제2코팅 보수제를 비닐, 톤백, 벌크 타입으로 운반하는 과정; 및
현장에서 상기 제2코팅 보수제를 30~100℃의 저온으로 가열하는 가열 과정을 포함하고,
상기 제2코팅 과정에서 입자 분리제로써 추가로 투입되는 상기 필러는 상기 제1코팅 과정에서 첨가되는 필러와의 총합이 2~8중량부가 되도록 혼합되어,
25℃에서 안정도가 2500 N이상, 수침잔류안정도 75% 이상인 저온가열 도로 보수제를 마련하는 것을 특징으로 하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1코팅 과정은,
3~19mm의 굵은 골재 최대치수를 가지며 2mm체에서 8 내지 30중량%를 통과하고, 1mm체에서 3 내지 12중량%를 통과하며, 0.074mm체에서 10중량% 이내 범위에서 통과하는, 쇄석 골재, 석분, 재생 아스팔트 순환골재, 규사 및 유리 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 골재를 준비하는 과정;
골재를 가열하는 과정;
도로 포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 아스팔트를 가열하여 투입하고, 첨가제를 투입, 혼합하는 과정;
상기 골재와, 상기 아스팔트와, 상기 필러 및 상기 첨가제를 혼합하는 과정; 및
상온으로 냉각하여 상기 제1코팅 보수제를 제조하는 과정을 포함하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제2코팅 과정은,
상온의 제1코팅 보수제를 준비하는 과정;
도로 포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 아스팔트를 120~160℃로 가열하고, 프로세스 오일, 필러를 투입하는 과정;
상기 제1코팅 보수제와, 상기 아스팔트와, 상기 프로세스 오일 혼합 후, 필러를 혼합하여 상기 제2코팅 보수제를 제조하는 과정을 포함하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 3에 있어서,
상기 제1코팅 과정에서,
상기 첨가제는, 로진, 프로세스 오일, SBS, 10mm 이하의 폐타이어, 우레탄칩 중에서 선택된 어느 하나 이상의 고무칩을 선택하여 혼합하며,
상기 필러는 미분말로, 생석회, 소석회, 탄산칼슘, 시멘트, 플라이 애쉬, 제오라이트 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 첨가되는 것을 특징으로 하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여 안료 0.5~5중량부를 더 첨가하고, 혼합하여 칼라 보수제를 생산하는 것을 특징으로 하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여 폐타이어 고무칩, EPDM, 우레탄칩 중에서 선택된 어느 하나 이상의 고무칩을 10 중량부 이내의 범위에서 더 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 4, 청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 과정은,
상기 제2코팅 보수제를 믹서에 투입하는 과정;
상기 믹서에 열풍을 공급하여 상기 제2코팅 보수제를 가열하는 과정을 포함하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 믹서는,
가열믹서;
상기 가열믹서에 형성된 재료 투입구;
상기 가열믹서 일측에 위치하는 열풍기;
상기 가열믹서와 상기 열풍기를 매개하는 열풍공급덕트;
상기 열풍기에서 공급된 열풍이 상기 가열믹서로 공급된 후, 순환될 수 있도록 상기 열풍공급덕트와는 별개로 상기 가열믹서와 상기 열풍기를 매개하는 순환덕트;
상기 가열믹서 내부에 설치된 교반기;
상기 가열믹서에 형성되되, 상기 재료 투입구와는 별개로 형성되는 배출슈트 및 배출 게이트를 포함하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 4, 청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 과정은,
상기 제2코팅 보수제를 액체, 고체, 겔, 젤리 타입 알코올 중에서 선택된 어느 하나 또는 등유 중에서 선택된 어느 하나 이상과 혼합하여 믹서에 투입하는 과정;
상기 믹서에 내장된 제2코팅 보수제에 직접 불을 붙여 상기 제2코팅 보수제를 30~100℃로 가열하는 과정을 포함하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 4 내지 청구항 6 및 청구항 8 중 어느 한 항에 의해 제조된 것을 특징으로 하는, 저온가열 도로 보수제.
- 30~100℃ 범위에서 사용되는 저온가열 도로 보수제를 이용한 도로 포장방법으로서,
3~19mm의 굵은 골재 최대치수를 갖으며, 2mm체에서 8내지30중량% 통과하고, 1mm체에서 5 내지 12중량%를 통과하며, 0.074mm체에서 3 내지 10중량% 통과하는 쇄석 골재, 석분, 재생 아스팔트 순환골재, 규사 및 유리 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 골재를 준비하는 과정;
상기 골재를 50~150℃로 가열한 후, 상기 골재 100 중량부에 대하여, 필러 1~4중량부를 마련하고, 도로 포장용 아스팔트 또는 무색 아스팔트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료로 이루어진 아스팔트 배합설계에서 결정된 일부의 아스팔트 1~5중량부를 100~150℃로 가열하는 과정;
상기 골재와, 상기 아스팔트를 혼합한 필러를 투입하여 혼합하고, 상온으로 냉각하여 제1코팅 보수제를 제조하는 과정;
상온의 상기 제1코팅 보수제 100중량부에, 배합설계에서 결정된 가열된 아스팔트 2~8중량부를 120~160℃로 가열하여 투입하고, 아로마계, 나프타계, 파라핀계 중에서 선택된 어느 하나의 프로세스 오일 1~5중량부를 투입하여 혼합한 후, 알코올과 상기 제1코팅 보수제를 제조하는 과정에서 투입된 필러와 별도로 필러를 추가 혼합하여 상기 제1코팅 보수제를 코팅한 후, 30~100℃의 저온 범위에서 서로 인접하는 입자를 매개하여 열 전달이 용이해질 수 있도록 상기 제1코팅 보수제 100중량부에 대하여, 상온 상태의 새로운 제1코팅 보수제 30~100중량부를 상온에서 첨가하여 제2코팅 보수제를 제조하는 제2코팅 과정;
도로 포장 현장에서 믹서로 상기 제2코팅 보수제를 30~100℃로 가열하여, 25℃에서 안정도가 2500 N이상 수침잔류 안정도가 75% 이상인 최종 도로 보수제를 제조하는 과정; 및
도로에 상기 최종 도로 보수제를 배출, 포설하고 다짐하는 과정을 포함하는, 현장 저온가열 도로 포장방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 제2코팅 보수제를 믹서에 투입하고, 상기 믹서에 열풍을 공급하여 상기 제2코팅 보수제를 가열함으로써 상기 최종 도로 보수제를 제조하는 것을 특징으로 하는, 현장 저온가열 도로 포장방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 믹서는,
가열믹서;
상기 가열믹서에 형성된 재료 투입구;
상기 가열믹서 일측에 위치하는 열풍기;
상기 가열믹서와 상기 열풍기를 매개하는 열풍공급덕트;
상기 열풍기에서 공급된 열풍이 상기 가열믹서로 공급된 후, 순환될 수 있도록 상기 열풍공급덕트와는 별개로 상기 가열믹서와 상기 열풍기를 매개하는 순환덕트;
상기 가열믹서 내부에 설치된 교반기;
상기 가열믹서에 형성되되, 상기 재료 투입구와는 별개로 형성되는 배출슈트 및 배출 게이트를 포함하는, 저온가열 도로 보수제 제조방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 제2코팅 보수제에 알코올을 믹서에 투입하고, 상기 믹서에 내장된 제2코팅 보수제에 직접 불을 붙여 상기 최종 도로 보수제를 제조하는 것을 특징으로 하는, 현장 저온가열 도로 포장방법.
- 청구항 14에 있어서,
상기 알코올은, 액체, 고체, 겔, 젤리 타입 중에서 어느 하나 이상의 타입을 선택하여 첨가되고,
등유 또는 경우 중에서 선택된 어느 하나와, 프로세스 오일, 로진을 혼합하여 첨가되는 것을 특징으로 하는, 현장 저온가열 도로 포장방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160050913A KR101971855B1 (ko) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | 저온가열 도로 보수제 및 그 제조방법, 저온가열 도로 보수제를 이용한 현장 저온가열 도로 포장방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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