KR101971861B1 - 상온 도로 보수제 및 그 제조방법, 그리고, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 및 그 제조방법 - Google Patents

상온 도로 보수제 및 그 제조방법, 그리고, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

상온 도로 보수제 및 그 제조방법, 그리고, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 및 그 제조방법이 소개된다.
본 발명의 상온 도로 보수제 제조방법은, 가열된 골재에, 상기 골재를 코팅할 수 있도록 가열된 아스팔트 및 개질 첨가제를 혼합하는 과정; 상기 개질 첨가제 및 아스팔트로 코팅된 골재 입자들이 서로 붙는 것을 방지할 수 있도록 필러를 혼합하는 과정; 상온으로 냉각하여 기초제를 제조하는 과정; 상기 기초제에, 프로세스 오일, 석유, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와 SBS의 혼합물, 알코올과 로진의 혼합물을 포함하는 추가 첨가제를 혼합하는 과정; 및 상기 기초제에 추가 첨가제가 혼합되어 있는 상태에서 가열된 아스팔트를 추가하는 과정;을 포함한다.

Description

상온 도로 보수제 및 그 제조방법, 그리고, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 및 그 제조방법{Ordinary temperature repairing composition for road and manufacturing method thereof, low temperature repairing composition for road and manufacturing method thereof}
본 발명은 아스팔트 및 시멘트 포장의 포트홀, 맨홀 주변, 도로의 단면 및 전면 보수 가능한 상온 도로 보수제 및 그 제조방법, 그리고, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도로는 주로 아스팔트, 시멘트로 포장되고 있는바, 운행 차량의 대형화, 과적 차량의 통행, 교통량 증가, 동절기 동결 융해, 하절기 소성 변형 및 강우 발생에 따라, 크랙, 포트홀 등이 발생하는 등 파손이 발생하여 도로 보수가 필요한 구간이 빈번하게 발생하고 있는 실정이다.
차량이 빈번하게 통행하는 도로가 파손되면 교통사고가 발생할 위험이 존재하며, 이로 인해 인적, 물적 피해가 발생되어 심각한 경제적 손실이 일어나게 된다.
따라서, 도로 파손이 발생되는 즉시, 신속하게 보수를 시행하여야 하는데, 이때 주로 상온 포대 아스콘이 사용된다. 종래 상온 아스콘은 유화 아스팔트, 컷트백 아스팔트를 사용, 골재와 혼합하여 밀폐 포대에 담아 현장에서 사용하였지만, 품질이 매우 열악하여 보수 후 보수 구간에서 바로 떨어져 나가는 등 그 수명이 매우 짧아 임시 보수제로만 사용되고 있는 실정이다.
근래에는 컷트백 아스팔트와 첨가제를 사용하여 개선된 제품들이 개발, 적용되고 있으나, 현장에서 요구되고 있는 정도의 품질을 충족시킬 정도의 제품은 개발되지 못 하고 있으며, 특히 습한 환경에서 경화되는 등 품질에 있어서 임시 보수제 정도를 넘어서지 못 하고 있는 실정이다.
또한, 종래 유화 아스팔트 및 컷트백 아스팔트를 골재와 혼합하고, 그 위에 에폭시를 주재료로 코팅한 후에 기밀 봉지에 포장하되, 에폭시 경화제와 함께 밀봉 포장하하여 현장에서 에폭시 경화제와 1, 2차 코팅된 골재를 재혼합하여 사용하기도 하는데, 이는 현장에서 기밀 봉지 내에서 혼합하기 어렵고, 혼합을 위해 별도의 믹서를 사용하는 경우에는 현장에서 즉석으로 사용할 수 있는 상온 아스콘으로써의 장점이 퇴색된다.
이와 같이, 상온 포대 아스콘은 골재와 혼합되는 유화 아스팔트 및 컷트백 아스팔트의 특성상 근본적으로 내구성을 개선시킬 수 있는 제품으로 제조할 수 없는 바, 보수 구간을 내구성 있게 포장하고, 필요에 따라 현장에서 평삭된 폐아스콘을 재활용할 수 있는 기술 개발이 시급하게 필요한 실정이다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2013-0031726A(2013.03.29)
본 발명은 고내구성을 갖는 우수한 상온 도로 보수제를 제조하고, 이러한 상온 도로 보수제를 현장에서 절삭한 폐아스콘과 저온 가열 혼합하여 저온 도로 보수제를 제조할 수 있는 상온 도로 보수제 및 그 제조방법, 그리고, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상온 도로 보수제 제조방법은, 가열된 골재에, 상기 골재를 코팅할 수 있도록 가열된 아스팔트 및 개질 첨가제를 혼합하는 과정; 상기 개질 첨가제 및 아스팔트로 코팅된 골재 입자들이 서로 붙는 것을 방지할 수 있도록 필러를 혼합하는 과정; 상온으로 냉각하여 기초제를 제조하는 과정; 상기 기초제에, 프로세스 오일, 석유, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와 SBS의 혼합물, 알코올과 로진의 혼합물을 포함하는 추가 첨가제를 혼합하는 과정; 및 상기 기초제에 추가 첨가제가 혼합되어 있는 상태에서 가열된 아스팔트를 추가하는 과정;을 포함한다.
상기 기초제를 구성하는 상기 골재는, 3~13mm 입도를 갖도록 선별되고, 80~180℃로 가열되며, 상기 기초제를 구성하는 아스팔트는, 상기 골재 100 중량부에 대하여 3~10 중량부, 전체 배합 설계량의 10~30중량% 범위를 만족하도록 혼합되되, 100~150℃로 가열되어 혼합되며, 상기 개질 첨가제는, 프로세스 오일, SBS, EVA, 탄성칩, 로진 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 골재 100 중량부에 대하여 0.1~0.5 중량부 범위에서 혼합되되, 상기 필러는, 골재 100 중량부에 대하여 2~10 중량부 범위에서 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세스 오일은, 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 SBS 100 중량부에 대하여 20~150 중량부로 첨가된 후, 상기 프로세스 오일이 SBS 입자에 흡수될 수 있도록 1 시간 이상 숙성되며, 상기 EVA는 상기 SBS 100 중량부에 대하여 30~500 중량부가 첨가되며, 상기 로진은 SBS 100 중량부에 대하여 10~300 중량부가 첨가되는 것을 특징으로 한다.
상기 탄성칩은, 10mm 이하의 고무 분말칩, EPDM칩, 우레탄칩 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 100~150℃로 가열하고, SBS 100 중량부에 대하여 100~150℃로 가열된 아스팔트 1~3 중량부를 코팅하여 제조되며, 상기 SBS 100 중량부에 대하여 50~500 중량부가 첨가되는 것을 특징으로 한다.
상기 추가 첨가제는, 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 기초제 100 중량부에 대해 0.5~2 중량부 첨가되는 프로세스 오일과, 경유, 등유, 휘발유 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 기초제 100 중량부에 대해 0.2~1.0 중량부 첨가되는 석유와, 톨루엔, 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 100 중량부에 대하여 SBS 10~50 중량부를 혼합하여 제조하되, 상기 기초제 100 중량부에 대하여 0.3~1.5 중량부 첨가되는 혼합물과, 메탄올 또는 에탄올 중에서 선택된 어느 하나의 알코올 100 중량부에 대하여 로진 또는 석유수지를 50~100 중량부로 혼합하고, 등유 또는 경유를 100~500 중량부 혼합하여, 상기 기초제 100 중량부에 대하여 0.1~1.0 중량부 첨가되는 혼합물을 포함한다.
상기 기초제 및 추가 첨가제와 혼합될 수 있도록 추가되는 아스팔트는, 100~150℃로 가열되어 혼합되는 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상온 도로 보수제는 상술한 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 제조방법은, 가열된 골재에, 상기 골재를 코팅할 수 있도록 가열된 아스팔트 및 개질 첨가제를 혼합하는 과정; 상기 개질 첨가제 및 아스팔트로 코팅된 골재 입자들이 서로 붙는 것을 방지할 수 있도록 필러를 혼합하는 과정; 상온으로 냉각하여 기초제를 제조하는 과정; 상기 기초제에, 프로세스 오일, 석유, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와 SBS의 혼합물, 알코올과 로진의 혼합물을 포함하는 추가 첨가제를 혼합하는 과정; 상기 기초제에 추가 첨가제가 혼합되어 있는 상태에서 가열된 아스팔트를 추가하여 상온 아스콘을 제조하는 과정; 현장에서 노면을 절삭하여 폐아스콘을 수집하는 과정; 및 상기 상온 아스콘과, 상기 상온 아스콘 100 중량부에 대하여 상기 폐아스콘 250~1000 중량부를 현장에 설치된 직접 또는 간접열 믹서에 투입하고, 50~120℃로 가열하여 현장 노면에 배출하는 과정을 포함한다.
상기 기초제를 구성하는 상기 골재는, 3~13mm 입도를 갖도록 선별되고, 80~180℃로 가열되며, 상기 기초제를 구성하는 아스팔트는, 상기 골재 100 중량부에 대하여 3~10 중량부, 전체 배합 설계량의 10~30중량% 범위를 만족하도록 혼합되되, 100~150℃로 가열되어 혼합되며, 상기 개질 첨가제는, 프로세스 오일, SBS, EVA, 탄성칩, 로진 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 골재 100 중량부에 대하여 0.1~0.5 중량부 범위에서 혼합되되, 상기 필러는, 골재 100 중량부에 대하여 2~10 중량부 범위에서 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세스 오일은, 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 SBS 100 중량부에 대하여 20~150 중량부로 첨가된 후, 상기 프로세스 오일이 SBS 입자에 흡수될 수 있도록 1 시간 이상 숙성되며, 상기 EVA는 상기 SBS 100 중량부에 대하여 30~500 중량부가 첨가되며, 상기 로진은 SBS 100 중량부에 대하여 10~300 중량부가 첨가되는 것을 특징으로 한다.
상기 탄성칩은, 10mm 이하의 고무 분말칩, EPDM칩, 우레탄칩 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 100~150℃로 가열하고, SBS 100 중량부에 대하여 100~150℃로 가열된 아스팔트 1~3 중량부를 코팅하여 제조되며, 상기 SBS 100 중량부에 대하여 50~500 중량부가 첨가되는 것을 특징으로 한다.
상기 추가 첨가제는, 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 기초제 100 중량부에 대해 0.5~2 중량부 첨가되는 프로세스 오일과, 경유, 등유, 휘발유 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 기초제 100 중량부에 대해 0.2~1.0 중량부 첨가되는 석유와, 톨루엔, 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 100 중량부에 대하여 SBS 10~50 중량부를 혼합하여 제조하되, 상기 기초제 100 중량부에 대하여 0.3~1.5 중량부 첨가되는 혼합물과, 메탄올 또는 에탄올 중에서 선택된 어느 하나의 알코올 100 중량부에 대하여 로진 또는 석유수지를 50~100 중량부 혼합하여, 상기 기초제 100 중량부에 대하여 0.1~1.0 중량부 첨가되는 혼합물을 포함하며, 상기 기초제 및 추가 첨가제와 혼합될 수 있도록 추가되는 아스팔트는, 100~150℃로 가열되어 혼합되는 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제는 상술한 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 아래와 같은 다양한 효과를 구현할 수 있다.
첫째, 품질이 우수한 상온 도로 보수제 제조가 가능하고, 부착력이 개선되며, 작업성이 개선되는 이점이 있다.
둘째, 상온 도로 보수제는 포트홀 등에 즉석 보수제로 활용 가능하며, 노면 절삭 단면 보수용으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 저온 도로 보수제는 저온 가열만으로도 우수한 도로 보수제를 확보할 수 있는 것은 물론, 현장 폐아스콘을 전량 재활용할 수 있는 이점이 있다.
넷째, 저온 도로 보수제를 이용하여 노면의 전면 보수 가능하며, 폐자재, 폐기물 처리 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 상온 도로 보수제 및 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 제조 과정을 나타낸 도면,
도 2는 도로 단면 보수를 위한 소형 설비의 일 실시예를 나타낸 도면,
도 3은 도로 단면 보수를 위한 소형 설비의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 4는 도로 단면 보수를 위한 소형 설비에 적용되는 믹서의 구조 및 열풍의 이동 경로를 나타낸 도면,
도 5는 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 이용하여 도로를 전면 보수하는 설비의 일 실시예를 나타낸 도면,
도 6은 도로를 전면 보수하는 설비에 적용되는 믹서의 구조 및 열풍의 이동 경로를 나타낸 도면,
도 7은 도로를 전면 보수하는 설비에 적용되는 노면 가열부의 구조를 나타낸 도면,
도 8은 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 이용하여 도로를 전면 보수하는 설비의 다른 실시예를 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.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로, 상온 도로 보수제 및 그 제조방법, 그리고, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 및 그 제조방법을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상온 도로 보수제 제조방법은, 가열된 골재에 가열된 아스팔트 및 개질 첨가제를 혼합하여 골재를 코팅하는 과정과, 개질 첨가제 및 아스팔트로 코팅된 골재 입자들이 서로 붙는 것을 방지할 수 있도록 필러를 혼합하는 과정과, 이를 상온으로 냉각하여 기초제를 제조하는 과정과, 기초제에, 프로세스 오일, 석유, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와 SBS의 혼합물, 알코올과 로진의 혼합물을 포함하는 추가 첨가제를 혼합하는 과정과, 기초제에 추가 첨가제가 혼합되어 있는 상태에서 가열된 아스팔트를 추가하는 과정을 포함한다.
골재는 최대 치수 3~13mm 범위에서 포장의 종류 및 위치에 따라 선택하여 사용할 수 있으며, 이러한 골재는 3mm, 5mm, 8mm, 10mm, 13mm의 골재로 구분되어 질 수 있다.
골재의 치수가 결정되면, 이를 80~180℃ 범위에서 가열하여, 가열된 아스팔트 및 개질 첨가제와 혼합함으로써, 골재를 아스팔트 및 개질 첨가제로 코팅한다.
아스팔트는 상술한 골재 100 중량부에 대하여 3~10 중량부 첨가하되, 전체 배합 설계량의 10~30중량% 범위를 만족할 수 있도록 첨가해야 하며, 100~150℃로 가열된 상태에서 첨가되어야 한다. 아스팔트 첨가량을 상술한 범위 이내로 첨가해야 하는 이유는 골재 및 아스팔트 혼합 시 입자들이 서로 달라붙는 것을 방지하기 위함이다.
상술한 수치 범위로 가열되어 계량된 골재 및 아스팔트에 개질 첨가제가 투입되어 혼합되는데, 개질 첨가제는 프로세스 오일, SBS, EVA, 고무분말, 로진 중에서 어느 하나 이상을 선택하여, 골재 100 중량부에 대하여 0.1~0.5 중량부 범위에서 혼합된다.
개질 첨가제는 일반 아스콘에 비하여 저하되는 품질을 개선하기 위한 것으로, 가열식으로 제조되는 기초제에 충분히 용융되어 아스팔트를 코팅, 개질화함으로써 현장에서 적용 시 품질을 보완하게 된다.
이러한 개질 첨가제로 사용되는 프로세스 오일은 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 사용하며, SBS 100 중량부에 대하여 20~150 중량부 범위로 첨가하여 사용한다.
이때, 프로세스 오일은 SBS 입자에 흡수될 수 있도록 약 1시간 이상 숙성되어야 하는바, SBS 내부로 프로세스 오일이 침투되면, 가열된 골재 및 가열된 아스팔트와 혼합 시 융융이 더 원활하게 진행되기 때문이다. 프로세스 오일이 20 중량부 미만으로 첨가되면 SBS 내부로 침투되는 양이 부족하여 용융 시간이 오래 걸리고, 150 중량부를 초과하여 첨가되면, 초과되는 양만큼의 효과를 기대할 수 없어 경제성이 저하되므로 상술한 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다.
EVA를 사용하는 경우에는 SBS 100 중량부에 대하여 30~500 중량부를 첨가하여 사용하는 것이 바람직하며, 로진은 SBS 100 중량부에 대하여 10~300 중량부가 첨가되는 것이 바람직하다.
EVA는 SBS, 프로세스 오일, 로진과 함께 작용하여 생고무와 같은 기능을 하는 것으로, 30 중량부 미만으로 첨가되면 사용 효과가 저하되고, 500 중량부를 초과하여 사용되면 강성이 발현되어 아스팔트에 크랙 발생을 발생시키는 문제점이 있다.
개질 첨가제로 사용되는 로진은 석유 수지로 대체될 수도 있으며, 그 사용량은 10~300 중량부 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 로진 또는 석유 수지가 SBS, EVA와 혼합되면 생고무와 같은 고탄성 발현이 가능한바, 아스팔트 및 골재 간의 부착력 및 접착력을 개선할 수 있다.
로진 또는 석유 수지가 10 중량부 미만으로 첨가되면 사용 효과가 저하되고, 300 중량부를 초과하여 첨가되면 동절기에 아스팔트가 취성을 갖게 되어 크랙 발생으로 원인으로 작용하므로, 상술한 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
상술한 조성으로 제조된 개질 첨가제는 골재 100 중량부에 대하여 0.1~0.5 중량부 범위 내에서 첨가되는데, 0.1 중량부 미만으로 첨가되면, 개질 첨가제 사용 효과를 기대할 수 없고, 0.5 중량부를 초과하여 첨가되면 부착력이 증가하여 골재 입자가 서로 붙게 되는 것은 물론, 작업성이 저하되므로 상술한 범위 이내에서 사용되어야 한다.
한편, 박층 저소음 포장 시에는 탄성칩을 제조하고, 이를 개질 첨가제에 혼합하여 사용하는 것이 바람직한다.
탄성칩은, 10mm 이하의 고무 분말칩, EPDM칩, 우레탄칩 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 100~150℃로 가열하고, SBS 100 중량부에 대하여 100~150℃로 가열된 아스팔트 1~3 중량부를 코팅하여 제조되며, SBS 100 중량부에 대하여 50~500 중량부가 첨가되는 것이 바람직하다.
개질 첨가제를 계량, 투압하여 혼합한 이후, 상온으로 식힐 때 입자 간에 서로 붙는 것을 방지할 수 있도록 필러를 더 첨가하는 것이 바람직하다. 필러는 충진제로써의 역할은 물론, 상술한 개질 첨가제로 코팅된 골재 입자들이 서로 달라 붙는 것을 방지하는 분리제로써의 역할도 한다. 이러한 필러로 탄산칼슘, 소석회, 시멘트 등이 사용될 수 있으며, 필러는 배합설계에서 정해진 범위 내에서 사용되며, 그 사용량은 배합 설계량의 2~10 중량부 범위에서 사용되는 것이 바람직하다.
가열된 골재, 가열된 아스팔트, 개질 첨가제 및 필러를 혼합하고, 이를 자연적으로 배출하거나 냉각 믹서 등을 이용하여 상온으로 온도를 떨어뜨려 기초제를 제조한 이후, 기초제에, 프로세스 오일, 석유, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와 SBS의 혼합물, 알코올과 로진의 혼합물을 포함하는 추가 첨가제를 혼합하는 과정 및 기초제에 추가 첨가제가 혼합되어 있는 상태에서 가열된 아스팔트를 추가하는 과정을 진행하여 상온 도로 보수제 제조하게 된다.
기초제는, 아스팔트 및 개질 첨가제로 골재를 1차 코팅된 것인바, 이를 추가 첨가제를 이용하여 2차 코팅하게 되면 기존 아스콘에 비하여 월등하게 품질이 개선된다.
추가 첨가제는 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 기초제 100 중량부에 대해 0.5~2 중량부 첨가되는 프로세스 오일과, 경유, 등유, 휘발유 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 기초제 100 중량부에 대해 0.2~1.0 중량부 첨가되는 석유와, 톨루엔, 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 100 중량부에 대하여 SBS 10~50 중량부를 혼합하여 제조하되, 기초제 100 중량부에 대하여 0.3~1.5 중량부 첨가되는 혼합물과, 메탄올 또는 에탄올 중에서 선택된 어느 하나의 알코올 100 중량부에 대하여 로진 또는 석유수지를 50~100 중량부로 혼합하고, 등유 또는 경유를 100~500 중량부 혼합하여, 기초제 100 중량부에 대하여 0.1~1.0 중량부 첨가되는 혼합물을 포함한다.
추가 첨가제 제조를 위해 사용되는 톨루엔은 석유를 사용하지 않고서도 SBS, 로진을 용융시킬 수 있다. 그러나, 이는 인체에 해롭기 때문에 사이클론 핵산으로 대체될 수 있으며, 이때에는 싸이클론 핵산에 로진이 용융되지 않기 때문에 로진은 알코올에 용융하여 사용되어야 한다.
기초제에 추가 첨가제를 혼합한 후에는 가열된 아스팔트를 추가, 혼합하는데, 추가되는 아스팔트는 배합 설계량에 따라 그 양을 정하게 된다. 추가되는 아스팔트는 100~150℃로 가열하여 첨가한다. 추가 첨가되는 아스팔트는 프로세스 오일, 석유류, 사이클론 핵산, 알코올과 혼합되어 컷백 아스팔트와 같이 흐름성을 갖게 됨으로써, 상온 도로 보수제(상온 아스콘)의 작업성을 개선시키게 된다.
또한, 포대에 포장된 상온 도로 보수제의 포장을 뜯게 되면, 핵산, 알코올이 순간적으로 증발되어 시공 후 포장 품질이 개선되는 이점이 있다.
이와 같이, 상온 도로 보수제를 이용하여 도로를 보수하는 과정을 간략하게 설명하면, 먼저, 보수되어야 하는 노면의 먼지, 물 등의 이물질을 빗자루, 블로워 등을 이용하여 제거하고, 포장된 상온 도로 보수제의 포장을 뜯고 포설한 후, 인력, 콤팩터, 롤러로 다짐하거나, 포설 후 알코올류 즉, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등을 1~3L/㎡ 살포하고, 불을 붙여 상온 도로 보수제에 존재하는 증발성 있는 석유류를 제거한 후 인력, 콤팩터, 롤러 등을 이용하여 다짐한다.
알코올류로 직화한 후에 다짐을 하게 되면 바로 굳어지기 때문에 품질을 향상시킬 수 있는바, 특히 상온 도로 보수제로 박층 포장하는 경우에는 도로 개통 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명의 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 제조방법은, 가열된 골재에 가열된 아스팔트 및 개질 첨가제를 혼합하고, 개질 첨가제 및 아스팔트로 코팅된 골재 입자들이 서로 붙는 것을 방지할 수 있도록 필러를 혼합하고, 상온으로 냉각하여 기초제를 제조한 후, 이러한 기초제에 상술한 추가 첨가제 및 가열된 아스팔트를 첨가하여 상온 아스콘을 제조한 후, 현장에서 노면 절삭된 폐아스콘을 수집하여 이를 직접 또는 간접열 믹서에 투입, 가열, 혼합하는 과정을 통해 제조된다.
상온 아스콘을 제조하는 과정은 이미 상술한 내용으로 갈음하고, 그 이후 과정을 중심으로 설명한다.
노면 절삭기를 이용하여 노면에서 절삭된 폐아스콘을 상온 아스콘 100 중량부에 대하여 250~1000 중량부 혼합하여 50~120℃로 가열한 후, 현장 노면에 배출함으로써 저온 도로 보수제를 제조할 수 있다.
노화된 아스팔트 포장을 위하여 현장에서 노면 절삭기를 통해 절삭된 폐아스콘은 골재에 아스팔트가 코팅된 상태이고, 유분이 증발 또는 제거된 상태이므로, 유분 및 레진(첨가제)을 보충하여 품질을 보존, 향상시킬 수 있다.
상온 아스콘은 프로세스 오일, 석유, 핵산, 알코올 등이 혼합되어 유분 중 일부는 증발되더라도 나머지 유분은 내부에 존재할 수 있으므로 대부분 임시 보수용으로 적용할 수밖에 없다.
그러나, 상온 아스콘을 폐아스콘과 혼합하여 사용하게 되면, 프로세스 오일 등의 유분이 폐아스콘의 연화제 역할을 하게 되고, SBS, 로진은 개질제 역할을 하게 되어 품질을 향상시킬 수 있게 되는바, 유분이 폐아스콘의 연화제 역할을 하기 때문에 가열식으로 생산 가능하되, 프로세스 오일, 로진, 석유 등으로 인하여 저온으로 가열해도 작업성을 확보할 수 있게 된다.
이와 같이, 상온 아스콘은 현장에서 파쇄하여 수집한 폐아스콘과 혼합, 가열하여 저온에서도 작업 가능한 도로 보수제로 이용 가능한바, 이로 인해 현장에서 발생하는 노화 아스팔트 포장은 현장에서 모두 재활용할 수 있게 되며, 품질이 향상되어 임시 보수제가 아닌 내구성을 도로 보수제로 재탄생할 수 있게 된다.
이하에서는 상술한 상온 도로 보수제(상온 아스콘)과 노면에서 절삭된 폐아스콘을 혼합, 가열하는 설비에 대하여 설명한다.
도 2는 도로 단면 보수를 위한 소형 설비의 일 실시예를 나타낸 도면, 도 3은 다른 실시예를 나타낸 도면이며, 도 4는 직간접열을 이용한 혼합 및 가열 원리를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 도로 단면 보수를 위한 소형 설비는, 호퍼(10), 공급 컨베이어 벨트(20), 믹서(30), 열풍기(H)를 포함한다.
호퍼(10)에는 상술한 과정을 통해 제조된 상온 도로 보수제와, 노면에서 절삭된 폐아스콘이 투입된다.
호퍼(10)에는 게이트(미도시)가 설치될 수 있고, 이러한 게이트는 투입되는 상온 도로 보수제 및 폐아스콘이 정량에 이르면 오픈될 수 있는 타입으로 설치되는 것이 바람직하다.
호퍼(10) 하부에는 공급 컨베이어 벨트(20)가 설치되는데, 호퍼(10)에서 배출된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘은 공급 컨베이어 벨트(20)를 타고 이송되어 후술하는 믹서(30)로 투입된다.
믹서(30)는 공급 컨베이어 벨트(20)의 일측에 설치되며, 공급 컨베이어 벨트(20)를 타고 이송된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘이 투입될 수 있도록 그 일측에 투입구(I)가 형성되고, 믹서(30) 내부에서 혼합, 가열된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물이 배출될 수 있도록 그 타측에는 배출구(O)가 형성된다.
이러한 믹서(30)는 직접 및 간접 가열 방식으로 투입된 상온 도로 보수제와 폐아스콘을 혼합, 가열하게 되는데, 열풍기(H)로부터 열풍을 공급받아 상온 도로 보수제와 폐아스콘 혼합물을 혼합, 가열하게 된다.
믹서(30)로 공급된 상온 도로 보수제와 폐아스콘 혼합물이 열풍기(H)에서 공급된 열풍에 의해 직접 및 간접 가열되기 위해서 믹서(30)는 2중 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 열풍이 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물에 직접 공급될 수도 있어야 하고, 상온 도로 보수제 및 폐아스콘이 수용된 믹서(30) 자체가 열풍에 의해 가열될 수 있는 구조로 설계되어야 하는 것이다.
상온 도로 보수제 및 폐아스콘은 이러한 2중 구조로 형성된 믹서(30)에 수용되어, 열풍에 의해 직접 가열되는 것은 물론, 가열된 믹서(30)의 열전도에 의해 간접 가열되는바, 이로 인해 가열 효율 개선을 기대할 수 있으며, 순환되는 열을 재활용함으로써 폐열을 최대한 감소시켜 에너지 절감을 기대할 수도 있게 된다.
이러한 믹서(30)는, 상온 도로 보수제 및 노면에서 절삭된 폐아스콘을 공급받아 수용하되, 혼합하는 내측 챔버(32)와, 내측 챔버(32)가 내장된 외측 챔버(34)를 포함한다. 즉, 외측 챔버(34)가 내측 챔버(32)를 에워싸는 구조로 이루어지며, 외측 챔버(34)의 내주면과 내측 챔버(32)의 외주면 사이에는 열풍이 이동하는 경로가 형성된다.
외측 챔버(34) 및 내측 챔버(32)의 형상은 육면체 형상으로 형성될 수 있고, 이러한 형상은 열풍의 이동 속도, 상온 도로 보수제 및 폐아스콘의 가열 효율 등을 고려하여 설계자가 다양하게 변형할 수 있다.
열풍기(H)는 1개 이상 구비되는 것이 바람직한바, 본 발명에서는 제1열풍기(H1)와 제2열풍기(H2)를 구비한 경우를 도시하였으나, 이는 설계자의 의도에 따라 그 이상의 열풍기(H)가 구비되도록 설계될 수도 있다.
제1열풍기(H1) 및 제2열풍기(H2)가 설치되는 경우, 제1열풍기(H1)는 외측 챔버(34) 일측에 연결되어 내측 챔버(32) 외주면과 외측 챔버(34) 내주면 사이에 형성된 유로를 통해 열풍을 공급하여 내측 챔버(32)에 수용된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 간접 가열한다. 즉, 유로를 통해 열풍이 이동하면서 내측 챔버(32)를 가열하고, 가열된 내측 챔버(32)로부터 내측 챔버(32) 내부에 수용된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물로 열전달이 일어나 혼합물이 가열되는 것이다.
이러한 간접 가열 이외에, 제2열풍기(H2)는 내측 챔버(32) 일측에 연결되어 내측 챔버(32)에 수용된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물에 직접 열풍을 공급하여 가열한다.
제1열풍기(H1)와 외측 챔버(34)는 제1공급 덕트(D1)를 매개로 연결되고, 제2열풍기(H2)와 내측 챔버(32)는 제2공급 덕트(D2)를 매개로 연결되며, 제2열풍기(H2)와 외측 챔버(34)는 순환 덕트(CD)를 매개로 연결된다.
따라서, 제1열풍기(H1)에서 공급된 열풍은 제1공급 덕트(D1)를 통하여 내측 챔버(32)와 외측 챔버(34) 사이에 형성된 유로를 통해 이동하여 간접 가열에 기여하고, 순환 덕트(CD)를 통해 제2열풍기(H2)로 유입된 후 다시 제2공급 덕트(D2)를 통해 내측 챔버(32) 내부로 공급되어 직접 가열에 기여할 수 있게 된다.
한편, 도로 단면 보수를 위한 소형 설비는 사각틀 형상으로 형성된 저면 프레임(DF)과, 저면 프레임(DF) 상에 설치된 엔진실(E)과, 저면 프레임(DF) 일측에 수직 방향으로 설치된 제1프레임(VF1)과, 엔진실(E) 상에 수직 방향으로 설치된 제2프레임(VF2)과, 엔진실(E) 일측에 설치되어 배출구(O)를 통해 믹서(30)에서 제조된 저온 도로 보수제를 외부로 배출하는 배출 컨베이어 벨트(40)를 더 포함할 수 있고, 공급 컨베이어 벨트(20)는, 제1프레임(VF1) 및 제2프레임(VF2) 상에 경사지게 설치될 수 있다.
엔진실(E)에는 믹서(30)를 구동하는 모터, 감속기 등이 설치되고, 열풍기(H) 일측에는 버너(B)가 설치되며, 버너(B) 등에 연료를 공급하는 오일 탱크(T)가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 저면 프레임(DF), 제1프레임(VF1), 제2프레임(VF2), 엔진실(E), 배출 컨베이어 벨트(40) 등을 이용하여 도로 단면 보수를 위한 소형 설비를 모듈화함으로써, 단면 보수가 필요한 현장으로 더 손쉽게 이동하여 간단하게 도로를 보수할 수 있게 된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 도로 단면 보수를 위한 소형 설비의 다른 실시예에 따르면, 호퍼(10)는, 상온 도로 보수제가 투입되는 제1호퍼(12)와, 노면에서 절삭된 폐아스콘이 투입되는 제2호퍼(14)를 포함하고, 공급 컨베이어 벨트(20)는, 제2호퍼(14) 하부에 설치되어 노면에서 절삭된 아스콘을 이송시키는 제2공급 컨베이어 벨트(24)와, 제1호퍼(12) 하부에 설치되어 상온 도로 보수제 및 상기 제2공급 컨베이어 벨트(24)에서 낙하한 노면에서 절삭된 아스콘을 이송시키는 제1공급 컨베이어 벨트(22)를 포함한다.
또한, 제1공급 컨베이어 벨트(22)는, 제2공급 컨베이어 벨트(24)와 동일 경로 상에 배치되되, 제2공급 컨베이어 벨트(24)에 의해 이송된 노면에서 절삭된 폐아스콘이 낙하할 수 있도록 제2공급 컨베이어 벨트(24) 하부에 배치되며, 제2공급 컨베이어 벨트(24)에서 낙하한 노면에서 절삭된 폐아스콘과 제1호퍼(12)에서 공급된 상온 도로 보수제를 동시에 이송하여 투입구(I)로 공급할 수 있도록 제2공급 컨베이어 벨트(24)보다 그 길이가 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도로 단면 보수를 위한 소형 설비 자동화를 위해 제1호퍼(12) 및 제2호퍼(14)에 각각 정량 센서(S1)를 설치하여 제1호퍼(12)로 투입된 상온 도로 보수제의 양과, 제2호퍼(14)로 투입된 폐아스콘의 양을 각각 체크하여 그 정보를 제어부(50)로 전송하고, 제어부(50)에서는 미리 저장되어 있던 기준량과 정량 센서(S1)에서 전송된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘의 측정량을 비교하여 측정량이 기준량에 이르면 제1호퍼(12) 및 제2호퍼(14)에 개방 신호를 전송함으로써 설비 자동화를 구현할 수 있다.
이하에서는 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 이용하여 도로를 전면 보수하는 설비에 대하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도로를 전면 보수하는 설비는 호퍼(100), 공급 컨베이어 벨트(200), 믹서(300), 가열부(400), 메인 트레일러(500) 및 노면 가열부(600)를 포함한다.
호퍼(100)에는 상술한 과정을 통해 제조된 상온 도로 보수제와, 노면에서 절삭된 폐아스콘이 투입되는바, 호퍼(100)에는 게이트(미도시)가 설치될 수 있고, 이러한 게이트는 투입되는 상온 도로 보수제 및 폐아스콘이 정량에 이르면 오픈될 수 있는 타입으로 설치될 수 있다.
호퍼(100) 하부에는 공급 컨베이어 벨트(200)가 설치되는데, 호퍼(100)에서 배출된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘은 공급 컨베이어 벨트(200)를 타고 이송되어 후술하는 믹서(300)로 투입된다.
믹서(300)는 공급 컨베이어 벨트(200)의 일측에 설치되며, 공급 컨베이어 벨트(200)를 타고 이송된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘이 투입될 수 있도록 그 일측에는 투입구(I)가 형성되고, 혼합, 가열된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물이 배출될 수 있도록 그 타측에는 배출구(O)가 형성된다.
이러한 믹서(300)는 직접 및 간접 가열 방식으로 투입된 상온 도로 보수제와 폐아스콘을 혼합, 가열하게 된다. 믹서(300)로 공급된 상온 도로 보수제와 폐아스콘 혼합물이 가열부(400)에서 공급된 열풍에 의해 직접 및 간접 가열되기 위해서 믹서(300)는 2중 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 열풍이 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물에 직접 공급될 수도 있어야 하고, 상온 도로 보수제 및 폐아스콘이 수용된 믹서(300) 자체가 열풍에 의해 가열될 수 있는 구조를 가져야 하는 것이다.
상온 도로 보수제 및 폐아스콘은 이러한 2중 구조로 형성된 믹서(300)에 수용되어, 열풍에 의해 직접 가열되는 것은 물론, 가열된 믹서(300) 자체의 열전도에 의해 간접 가열되는바, 가열 효율 개선을 기대할 수 있으며, 순환되는 열을 재활용함으로써 폐열을 최대한 감소시켜 에너지 절감을 기대할 수도 있게 된다.
이러한 믹서(300)는, 상온 도로 보수제 및 노면에서 절삭된 폐아스콘을 공급받아 수용하되, 혼합하는 내측 챔버(310)와, 내측 챔버(310)가 내장된 외측 챔버(320)를 포함한다. 즉, 외측 챔버(320)가 내측 챔버(310)를 에워싸는 구조로 이루어지며, 외측 챔버(320)의 내주면과 내측 챔버(310)의 외주면 사이에는 열풍이 이동하는 경로가 형성된다.
또한, 도로를 전면으로 보수하는 설비에서, 믹서(300)는 스크류 믹서를 더 포함하며, 이러한 스크류 믹서(330)는 내측 챔버(310)와 연결되는바, 스크류 믹서(330)로 공급된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물은 스크류 믹서(330) 내부에서 혼합되면서 내측 챔버(310) 방향으로 이송되어 내측 챔버(310)로 투입되는 것이다.
외측 챔버(320) 및 내측 챔버(310)의 형상은 육면체 형상으로 형성될 수 있고, 이러한 형상은 열풍의 이동 속도, 상온 도로 보수제 및 폐아스콘의 가열 효율 등을 고려하여 설계자가 다양하게 변형할 수 있다.
한편, 가열부(400)는 제1열풍기(H1) 및 제2열풍기(H2)를 포함하는바, 열풍기는 1개 이상 구비되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 제1열풍기(H1)와 제2열풍기(H2)를 구비한 경우를 도시하였으나, 이는 설계자의 의도에 따라 그 이상의 열풍기가 구비되도록 설계될 수도 있다.
제1열풍기(H1)와 외측 챔버(320)는 제1공급 덕트(D1)를 매개로 연결되고, 제2열풍기(H2)와 내측 챔버(310)는 제2공급 덕트(D2)를 매개로 연결되며, 제2열풍기(H2)와 외측 챔버(320)는 제1순환 덕트(CD1)를 매개로 연결된다.
상술한 가열부(400)에 의해서 믹서(300) 내부에 수용된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘이 가열되는 과정을 간략하게 설명하면, 제1열풍기(H1)에서 공급된 열풍은 제1공급 덕트(D1)를 통하여 내측 챔버(310)와 외측 챔버(320) 사이에 형성된 유로를 통해 이동하여 내측 챔버(310) 내부에 수용된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물을 간접 가열하고, 제1순환 덕트(CD1)를 통해 제2열풍기(H2)로 유입된 후 다시 제2공급 덕트(D2)를 통해 내측 챔버(310) 내부로 공급되어 혼합물의 직접 가열하는 한편, 내측 챔버(310)와 연결된 스크류 믹서(330)로 공급되어 스크류 믹서(330) 내부에 존재하는 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물을 직접 가열하게 된다.
이때, 제1공급 덕트(D1)와 스크류 믹서(330)를 직접 접촉 가능하게 설치하게 되면, 제1공급 덕트(D1)의 열전달에 의해 스크류 믹서(330)가 가열되어, 스크류 믹서(330) 내부에 존재하는 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물을 간접 가열할 수도 있게 된다.
한편, 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 이용하여 도로를 전면 보수하는 설비는 메인 트레일러(500) 포함한다.
메인 트레일러(500)에는, 도로 전면 보수를 위한 저온 도로 보수제를 현장에서 생산할 수 있도록 호퍼(100), 공급 컨베이어 벨트(200), 믹서(300) 및 가열부(400)가 설치되며, 그 양측에는 바퀴 등의 이동수단이 설치된다.
또한, 동절기에 노면을 20~100℃ 범위에서 가열하면서 보수 가능하도록 메인 트레일러(500) 저면에는 노면 가열부(600)가 설치되며, 이러한 노면 가열부(600)는 제3열풍기(H3), 경사 플레이트(610), 제3공급 덕트(D3), 제2순환 덕트(CD2)를 포함할 수 있다.
노면 가열부(600)의 구성을 더 상세히 설명하면, 노면 가열부(600)의 제3열풍기(H3)는 메인 트레일러(500) 상에 설치되고, 경사 플레이트(610)는 메인 트레일러(500)의 양 측에 각각 한 쌍이 설치되는바, 한 쌍의 경사 플레이트(610), 메인 트레일러(500)의 저면, 노면에 의해 열풍 이동 공간이 형성된다.
제3열풍기(H3)에서 공급되는 열풍은 제3공급 덕트(D3)를 통해 열풍 이동 공간으로 공급되어 일 방향에서 타 방향으로 유동하면서 노면을 가열하게 되며, 다시 제2순환 덕트(CD2)를 통해 제3열풍기(H3)로 복귀하게 된다.
상술한 경사 플레이트(610)는 폭이 좁은 도로를 보수하는 경우 도로의 폭에 맞추어 접철 가능한 구조를 갖도록 설계되는 것이 바람직하다.
상술한 도로를 전면 보수하는 설비는, 동력을 발생시키는 모터(M), 모터(M)에서 발생한 동력을 믹서(300)로 전달할 수 있도록 모터(M)와 믹서(300)의 회전축을 연결하며 무한궤도로 회전하는 동력전달 체인(C), 추가로 사용되는 아스팔트를 공급할 수 있도록 아스팔트가 적재된 아스팔트 탱크(A), 연료를 공급하는 오일 탱크(T), 전기를 공급하는 발전기(F), 발전기(F)를 제어하는 전기공급 판넬(P)을 더 포함할 수 있다.
또한, 믹서(300)에서 제조된 저온 도로 보수제가 배출될 수 있도록 믹서(300)의 배출구(O) 측에는 배출 컨베이어 벨트(700)가 설치되는 것이 바람직하다.
상술한 구성 요소들은 모두 메인 트레일러(500) 상에 설치되어 모듈화되기 때문에, 도로 전면 보수를 위한 저온 도로 보수제를 현장에서 생산할 수 있게 된다.
도로를 전면 보수하는 설비에 사용되는 공급 컨베이어 벨트(200)는, 호퍼(100)에서 공급된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 이송할 수 있도록 호퍼(100) 하부에 설치되되, 상온 도로 보수제 및 폐아스콘의 이송 방향으로 상향 경사지게 설치된 제1공급 컨베이어 벨트(210)와, 제1공급 컨베이어 벨트(210)의 끝단에서 낙하하는 상온 도로 보수제 및 폐아스콘이 적재될 수 있도록 그 일단이 제1공급 컨베이어 벨트(210)의 끝단 하부에 위치하되, 그 타단은 스크류 믹서(330) 상에 위치하는 제2공급 컨베이어 벨트(220)를 포함하도록 구성되며, 호퍼(100)는 상온 도로 보수제와 폐아스콘이 분리되어 투입될 수 있도록 격벽을 기준으로 제1호퍼(110) 및 제2호퍼(120)로 구획되어 질 수 있다.
도 8은 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 이용하여 도로를 전면 보수하는 설비의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
상술한 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 이용하여 도로를 전면 보수하는 설비의 일 실시예를 메인 설비(M)라고 정의한다면, 도로 보수제 및 폐아스콘을 이용하여 도로를 전면 보수하는 설비의 다른 실시예는 메인 설비(M) 및 이러한 메인 설비(M)에 인접하여 추가 골재를 공급할 수 있는 보조 설비(S)를 더 포함한다.
보조 설비(S)는 보조 트레일러(800), 추가 골재 호퍼(130), 제3공급 컨베이어 벨트(230), 노면 가열부(600)를 포함한다.
보조 트레일러(800)에는, 메인 트레일러(500) 방향으로 이동하여 연속 공정 가능하도록 그 양측에 바퀴 등의 이동수단이 설치되고, 그 저면에는 메인 트레일러(500)에 설치된 노면 가열부(600)와 별도로 노면 가열부(600)가 설치된다.
이러한 보조 트레일러(800) 상에는 추가 골재 호퍼(130)가 설치되며, 추가 골재 호퍼(130) 하부에는 추가 골재를 이송하는 제3공급 컨베이어 벨트(230)가 설치된다.
보조 설비(S)를 메인 설비(M)와 함께 사용하는 경우, 메인 설비(M)에 설치되는 제2공급 컨베이어 벨트(220)는 제1공급 컨베이어 벨트(210) 하부에 설치하되, 그 길이를 제1공급 컨베이어 벨트(210)보다 더 길게 형성하여 제1공급 컨베이어 벨트(210)에서 낙하하는 상온 도로 보수제 및 폐아스콘 혼합물을 스크류 믹서(330)로 이송할 수 있도록 한다.
또한, 보조 설비(S)의 제3공급 컨베이어 벨트(230)를 타고 이송되는 추가 골재가 메인 설비(M)의 제2공급 컨베이어 벨트(220)로 낙하할 수 있도록, 보조 설비(S)가 메인 설비(M)에 근접하는 경우 제3공급 컨베이어 벨트(230)의 끝단은 제2공급 컨베이어 벨트(220)상에 위치되어야 한다.
한편, 상온 도로 보수제 및 폐아스콘을 이용하여 도로를 전면 보수하는 설비에 정량 센서(S1), 온도 센서(S2) 및 제어부(900)를 더 설치하여 자동화를 구현할 수도 있다.
제1호퍼(110) 및 제2호퍼(120)에 각각 정량 센서(S1)를 설치하여 제1호퍼(110)로 투입된 상온 도로 보수제의 양과, 제2호퍼(120)로 투입된 폐아스콘의 양을 각각 체크하여 그 정보를 제어부(900)로 전송하고, 제어부(900)에서는 미리 저장되어 있던 기준량과 정량 센서(S1)에서 전송된 상온 도로 보수제 및 폐아스콘의 측정량을 비교하여 측정량이 기준량에 이르면 제1호퍼(110) 및 제2호퍼(120)에 개방 신호를 전송함으로써 설비를 자동화할 수 있다.
또한, 가열부(400)는 믹서(300)가 50~120℃를 유지할 수 있도록 열풍을 공급하는데, 믹서(300) 내부에 온도 센서(S2)를 설치하고, 제어부(900)에서는 온도 센서(S2)로부터 믹서(300) 내부 온도에 관한 정보를 전송받아 기저장된 기준온도와 비교하고, 기준온도에 이르면 배출구(O)에 개방 신호를 전송함으로써, 설비를 자동화할 수 있다.
이하에서는 상온 도로 보수제 제조방법 및 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 제조방법의 구체적인 실시예를 설명한다.
상온 도로 보수제를 제조하고, 이러한 상온 도로 보수제 및 노면 절삭기(바브캣)로 절삭한 폐아스콘 사용하여 5m x 4m의 단면 보수를 시행한다.
상온 도로 보수제로는 포트홀에 의해 손실된 골재 20중량%를 사용하고, 이를 절삭된 폐아스콘 80중량%과 혼합하여 보수를 시행한다. 포트홀에 대한 도로 보수이므로 상온 도로 보수제를 사용하여도 현장에서 발생한 폐아스콘 100%를 재활용할 수 있다.
1. 상온 도로 보수제 제조 공정
(1) 제1공정 : 기초제 제조 공정
가. ① 3~5mm의 골재 700kg과 5mm 이하의 석분 300kg이 혼합된 골재 1000kg을 150℃로 가열한다. 습기는 가열 과정에서 제거된다.
② 아스팔트 혼합물의 배합 설계량은 55kg이며, 아스팔트 20kg을 120℃로 가열하여 골재와 혼합하고, 나머지 35kg은 후기 공정에서 혼합한다.
나. 첨가제는 SBS 10kg, 프로세스 오일 중 파라핀 타입 오일을 6kg 혼합하고, 3 시간 숙성한 후, EVA 35kg, 로진 20kg을 혼합하여 제조하되, 이 중 3kg을 사용하여 혼합한다.
다. 이렇게 혼합한 후, CaCo3 40kg을 20초 이내로 혼합하여 입자를 분리시킨다.
라. 이와 같이 혼합된 혼합물을 믹서에서 배출하고, 대기에서 온도를 상온으로 떨어뜨려 기초제를 제조한다.
마. 배합표
재료명
 골재
 A/P-5
 개질 첨가제
 CaCo3(필러 : 입자분리제)
3~5mm 골재 석분
재료량(kg) 700 300 20 3 40
비고 100중량부 2중량부 0.3중량부 4중량부
(2) 제2공정 : 혼합 및 포장 공정
가. 상온의 기초제(1차 코팅 혼합제)를 계량하여 1000kg을 준비한다.
나. 추가 아스팔트 등을 혼합한다.
재료명
 기초제
 아스팔트
 프로세스 오일(파라핀 타입)
 첨가제
용융 SBS 등유 용융 로진
재료량(kg) 1000 35 15 4 5 1
중량부 100 35 1.5 0.4 0.5 0.1
비고 상온 도로 포장용 AP-5(침입도 60-70) : 배합설계량 55kg 중 나머지 - SBS : 10kg
핵산 : 4kg		 - 로진 : 10kg
메틸알코올 : 10kg
다. 배출 및 계량 포장
① 혼합 후 상온 도로 보수제(상온 아스콘)을 배출한다.
② 배출한 상온 도로 보수제를 1시간 이내에 신속히 포장한다.
③ 포장은 비닐이 내장된 지대를 사용하여 15kg씩 계량하여 지대로 투입한 후 열봉합기로 봉합하여 완성한다.
(3) 제3공정 : 시공 공정
가. 노면의 이물질을 빗자루와 브로워로 제거한다.
나. ① A와 C를 포설한 후 콤팩터로 다짐한다.
② C는 상부에 1㎡당 0.5kg의 메탄올을 살포하여 불을 붙인 후, 불이 꺼진 상태에서 콤팩터로 다짐하여 완성한다.
2. 저온 도로 보수제 제조 공정
(1) 제1공정
위에서 제조한 상온 도로 보수제 20중량%(200kg)를 준비, 호퍼를 통하여 믹서에 투입한다.
(2) 제2공정
바브켓으로 노면을 파쇄한다.
(3) 제3공정
노면을 파쇄한 폐아스콘을 호퍼에 투입하고, 유출량을 800kg으로 조절하여 호퍼를 통해 믹서로 투입한 후, 60℃ 로 가열하여 노면이 파쇄된 부위로 배출한다.
(4) 시험결과(품질기준 : KSF 2369)
시험 항목 상온 도로 보수제 규격 저온 도로 보수제 규격
안정도(25℃,N) 4750 2500 11542 5000 이상
흐름값(1/100cm) 32 20-40 26 20-40
공극율(%) 8.4 3-15 4.2 3-6
수침잔류안정도(%) 84 75 이상 92 75 이상
동적안정도(N) 2015 750 이상 3850 750 이상
시험 및 품질기준 KSF 2364 KSF 2349
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 상온 도로 보수제 및 그 제조방법, 그리고, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 및 그 제조방법에 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.
10, 100 : 호퍼 12, 110 : 제1호퍼
14, 120 : 제2호퍼 20, 200 : 공급 컨베이어 벨트
22, 210 : 제1공급 컨베이어 벨트 24, 220 : 제2공급 컨베이어 벨트
30, 300 : 믹서 32, 310 : 내측 챔버
34, 320 : 외측 챔버 40, 700 : 배출 컨베이어 벨트
50, 900 : 제어부 130 : 추가 골재 호퍼
230 : 제3공급 컨베이어 벨트 330 : 스크류 믹서
400 : 가열부 500 : 메인 트레일러
600 : 노면 가열부 610 : 경사 플레이트
800 : 보조 트레일러
H : 열풍기 H1 : 제1열풍기
H2 : 제2열풍기 H3 : 제3열풍기
I : 투입구 O : 배출구
D1 : 제1공급 덕트 D2 : 제2공급 덕트
D3 : 제3공급 덕트 CD : 순환 덕트
CD1 : 제1순환 덕트 CD2 : 제2순환 덕트
DF : 저면 프레임 VF1 : 제1프레임
VF2 : 제2프레임 E : 엔진실
B : 버너 T : 오일 탱크
S1 : 정량 센서 S2 : 온도 센서
M : 모터 C : 동력전달 체인
A : 아스팔트 탱크 T : 오일 탱크
F : 발전기 P : 전기공급 판넬
M : 메인 설비 S : 보조 설비

Claims (13)

  1. 상온 도로 보수제를 제조하는 방법에 관한 것으로,
    골재가 코팅될 수 있도록 가열된 골재와 가열된 아스팔트 및 개질 첨가제를 혼합하는 과정;
    상기 개질 첨가제 및 아스팔트로 코팅된 골재 입자들이 서로 붙는 것을 방지할 수 있도록 필러를 혼합하여 상기 아스팔트 및 개질 첨가제로 코팅된 상기 골재를 상기 필러로 코팅하는 과정;
    상온으로 냉각하여 기초제를 제조하는 과정;
    보수 대상 노면을 연화시켜 상기 노면과의 접착력이 개선될 수 있도록 상기 기초제에, 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 기초제 100 중량부에 대해 0.5~2 중량부 첨가되는 프로세스 오일과, 경유, 등유, 휘발유 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 기초제 100 중량부에 대해 0.2~1.0 중량부 첨가되는 석유와, 톨루엔, 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 100 중량부에 대하여 SBS 10~50 중량부를 혼합하여 제조하되, 상기 기초제 100 중량부에 대하여 0.3~1.5 중량부 첨가되는 혼합물과, 메탄올 또는 에탄올 중에서 선택된 어느 하나의 알코올 100 중량부에 대하여 로진 또는 석유수지를 50~100 중량부로 혼합하고, 등유 또는 경유를 100~500 중량부 혼합하여, 상기 기초제 100 중량부에 대하여 0.1~1.0 중량부 첨가되는 혼합물을 포함하는 추가 첨가제를 혼합하여 상기 기초제를 코팅하는 과정; 및
    흐름성이 개선될 수 있도록 상기 추가 첨가제가 코팅된 상기 기초제에 가열된 아스팔트를 추가하는 과정;을 포함하고,
    상기 기초제를 구성하는 상기 골재는, 3~13mm 입도를 갖도록 선별되고, 80~180℃로 가열되며, 상기 기초제를 구성하는 아스팔트는 상기 골재 100 중량부에 대하여 3~10 중량부, 전체 배합 설계량의 10~30중량% 범위를 만족하도록 혼합되되 100~150℃로 가열되어 혼합되고, 상기 개질 첨가제는 프로세스 오일, SBS, EVA, 탄성칩, 로진 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 골재 100 중량부에 대하여 0.1~0.5 중량부 범위에서 혼합되며, 상기 필러는 골재 100 중량부에 대하여 2~10 중량부 범위에서 혼합되고, 상기 프로세스 오일은, 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 SBS 100 중량부에 대하여 20~150 중량부로 첨가된 후, 상기 프로세스 오일이 SBS 입자에 흡수될 수 있도록 1 시간 이상 숙성되고, 상기 EVA는 상기 SBS 100 중량부에 대하여 30~500 중량부가 첨가되며, 상기 로진은 SBS 100 중량부에 대하여 10~300 중량부가 첨가되며,
    25℃에서 안정도가 2500 N이상이고, 동적안정도는 750N이상이며, 수침잔류안정도는 75% 이상인 것을 특징으로 하는, 상온 도로 보수제 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성칩은,
    10mm 이하의 고무 분말칩, EPDM칩, 우레탄칩 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 100~150℃로 가열하고, SBS 100 중량부에 대하여 100~150℃로 가열된 아스팔트 1~3 중량부를 코팅하여 제조되며,
    상기 SBS 100 중량부에 대하여 50~500 중량부가 첨가되는 것을 특징으로 하는, 상온 도로 보수제 제조방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기초제 및 추가 첨가제와 혼합될 수 있도록 추가되는 아스팔트는, 100~150℃로 가열되어 혼합되는 것을 특징으로 하는, 상온 도로 보수제 제조방법.
  7. 청구항 1, 청구항 4, 청구항 6 중 어느 하나의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는, 상온 도로 보수제.
  8. 현장 생산형 저온 도로 보수제 제조방법에 관한 것으로,
    상온 도로 보수제를 제조하는 방법에 관한 것으로,
    골재가 코팅될 수 있도록 가열된 골재와 가열된 아스팔트 및 개질 첨가제를 혼합하는 과정;
    상기 개질 첨가제 및 아스팔트로 코팅된 골재 입자들이 서로 붙는 것을 방지할 수 있도록 필러를 혼합하여 상기 아스팔트 및 개질 첨가제로 코팅된 상기 골재를 상기 필러로 코팅하는 과정;
    상온으로 냉각하여 기초제를 제조하는 과정;
    보수 대상 노면을 연화시켜 상기 노면과의 접착력이 개선될 수 있도록 상기 기초제에, 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 기초제 100 중량부에 대해 0.5~2 중량부 첨가되는 프로세스 오일과, 경유, 등유, 휘발유 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 기초제 100 중량부에 대해 0.2~1.0 중량부 첨가되는 석유와, 톨루엔, 사이클로 핵산 중에서 선택된 어느 하나와, 톨루엔 또는 사이클로 핵산 100 중량부에 대하여 SBS 10~50 중량부를 혼합하여 제조하되, 상기 기초제 100 중량부에 대하여 0.3~1.5 중량부 첨가되는 혼합물과, 메탄올 또는 에탄올 중에서 선택된 어느 하나의 알코올 100 중량부에 대하여 로진 또는 석유수지를 50~100 중량부로 혼합하고, 등유 또는 경유를 100~500 중량부 혼합하여, 상기 기초제 100 중량부에 대하여 0.1~1.0 중량부 첨가되는 혼합물을 포함하는 추가 첨가제를 혼합하여 상기 기초제를 코팅하는 과정;
    흐름성이 개선될 수 있도록 상기 추가 첨가제가 코팅된 상기 기초제에 가열된 아스팔트를 추가하여 상온 아스콘을 제조하는 과정;
    현장에서 노면을 절삭하여 폐아스콘을 수집하는 과정; 및
    상기 상온 아스콘과, 상기 상온 아스콘 100 중량부에 대하여 상기 폐아스콘 250~1000 중량부를 현장에 설치된 직접 또는 간접열 믹서에 투입하고, 50~120℃로 가열하여 현장 노면에 배출하는 과정;을 포함하고,
    상기 기초제를 구성하는 상기 골재는, 3~13mm 입도를 갖도록 선별되고, 80~180℃로 가열되며, 상기 기초제를 구성하는 아스팔트는 상기 골재 100 중량부에 대하여 3~10 중량부, 전체 배합 설계량의 10~30중량% 범위를 만족하도록 혼합되되 100~150℃로 가열되어 혼합되고, 상기 개질 첨가제는 프로세스 오일, SBS, EVA, 탄성칩, 로진 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 골재 100 중량부에 대하여 0.1~0.5 중량부 범위에서 혼합되며, 상기 필러는 골재 100 중량부에 대하여 2~10 중량부 범위에서 혼합되고, 상기 프로세스 오일은, 아로마 타입, 나프타 타입, 파라핀 타입 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 상기 SBS 100 중량부에 대하여 20~150 중량부로 첨가된 후, 상기 프로세스 오일이 SBS 입자에 흡수될 수 있도록 1 시간 이상 숙성되고, 상기 EVA는 상기 SBS 100 중량부에 대하여 30~500 중량부가 첨가되며, 상기 로진은 SBS 100 중량부에 대하여 10~300 중량부가 첨가되며,
    25℃에서 안정도가 2500 N이상이고, 동적안정도는 750N이상이며, 수침잔류안정도는 75% 이상인 것을 특징으로 하는, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 탄성칩은,
    10mm 이하의 고무 분말칩, EPDM칩, 우레탄칩 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 100~150℃로 가열하고, SBS 100 중량부에 대하여 100~150℃로 가열된 아스팔트 1~3 중량부를 코팅하여 제조되며,
    상기 SBS 100 중량부에 대하여 50~500 중량부가 첨가되는 것을 특징으로 하는, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제 제조방법.
  12. 삭제
  13. 청구항 8 또는 청구항 11 중 어느 하나의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는, 상온 도로 보수제를 이용한 현장 생산형 저온 도로 보수제.
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KR101244447B1 (ko) * 2011-11-08 2013-03-18 한국건설기술연구원 도로보수재 제조 방법을 이용한 도로보수공법

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