KR101977883B1 - 저소음 배수성 포장의 소음 및 배수기능 장기유지와 보수가 가능한 레진 몰탈 조성물 및 이를 사용한 시공방법 - Google Patents

저소음 배수성 포장의 소음 및 배수기능 장기유지와 보수가 가능한 레진 몰탈 조성물 및 이를 사용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저소음 배수성 포장도로의 표층에 시공되어, 저소음성, 배수성, 미끄럼저항성 등의 물성을 장기적으로 유지시키고, 노후된 저소음 배수성 포장도로의 표층에 시공되어, 상기 물성을 개선시킬 수 있는 투수성 몰탈 조성물 및 이를 사용한 시공방법에 관한 것이다.

Description

저소음 배수성 포장의 소음 및 배수기능 장기유지와 보수가 가능한 레진 몰탈 조성물 및 이를 사용한 시공방법{Resin mortar composition for maintaining and repairing permeability and low noise function of low noise permeable asphalt and paving method using thereby}
본 발명은 저소음 배수성 포장의 소음 및 배수기능 장기유지와 보수가 가능한 몰탈 조성물 및 이를 사용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에폭시 수지와 골재를 포함하여, 저소음 배수성 포장의 배수 기능과 저소음 기능을 개선 또는 향상시킬 수 있는 몰탈 조성물 및 이를 사용한 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로 포장시, 콘크리트 포장방법 또는 아스팔트 포장방법이 사용되는데, 이 중 콘크리트 포장방법은, 내구성이 우수하나, 시공 및 양생기간이 길고, 건조수축에 의한 균열 발생 및 주행 안정성과 쾌적성이 떨어지는 단점이 있다.
반면, 아스팔트 포장도로는 승차감이 우수하고, 소음이 적으며, 신속한 시공이 가능한 장점이 있으나, 중대형 차량 통행, 많은 교통량 및 오일 성분에 대한 내구성 저하로 인한 소성변형 및 바퀴자국 패임이 쉽게 발생한다.
이와 같이 아스팔트 포장도로는 도로로써의 기능이 쉽게 저하되므로, 잦은 유지보수가 필요하며, 이에 따라 유지보수 비용이 증가하고, 유지보수 기간 동안의 교통 통제로 인한 불편 및 사회적인 비용 추가가 투입되는 등의 문제가 있다.
현재, 도심지의 보도, 차도, 공원, 주차장 등에는 전체적으로 불투수성 포장방법이 사용되기 때문에, 도로 설계시 빗물이 배수구로 유입되어 하수구로 배출되도록 포장도로를 따라 배수구가 설치되나, 도심의 경우에는 낙엽이나 쓰레기에 의해 배수구가 쉽게 막히기 때문에 우천시 빗물이 하수구로 흘러가지 못하고 포장도로 위에 머물게 되면서, 주행중인 차량이 쉽게 미끄러져, 사고의 위험성이 증가하는 문제가 있다.
이에, 최근에는 내부 간극률과 공극률을 높인 다공질의 아스팔트 포장재료를 이용하여 도로를 포장함으로써, 빗물이 아스팔트 포장재료 내부로 흘러 최종적으로 배수로로 배수되도록 하려는 시도가 이루어지고 있다. 이러한 배수성 아스팔트는, 배수기능뿐만 아니라 소음을 감소시키는 기능도 갖기 때문에, 주변 환경을 개선할 수 있는 장점이 있다.
배수성 아스팔트의 배수기능을 확보하기 위해 아스팔트 포장재료의 공극률을 높이게 되면, 골재의 탈리 및 균열 저항성이 감소되는 문제가 있어, 배수성 확보를 위해 8~25%의 공극율을 가질 필요가 있으면서도, 해당 포장재료로 포장된 도로는 일반 자동차들의 통행을 위하여 그 하중에 충분히 견딜 수 있는 강도를 갖추어야 한다.
그러나, 이러한 조건을 만족하더라도 일반적인 배수성 아스팔트는, 차량의 장기적인 통행, 노후화 및 환경 변화에 의해 배수성 아스팔트에 포함된 골재의 침하 및 탈리가 일어나 공극률이 감소하여, 배수성과 저소음성이 감소될뿐만 아니라 미끄럼 방지 기능과 주행 안정성도 저하되는 문제가 있어, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 장기적인 배수성 및 저소음성을 유지시킬 수 있는 기술에 대한 요구가 확대되고 있다.
등록특허 제10-1209707호(2012.12.03 등록)
본 발명에서는 에폭시 수지와 골재를 포함하여, 저소음 배수성 포장도로의 배수 기능과 저소음 기능을 개선 또는 향상시킬 수 있는 투수성 몰탈 조성물 및 이를 사용한 시공방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 보호용 투수성 몰탈 조성물에 관한 것으로서, 골재 100 중량부, 에폭시 수지 12~47 중량부, 아민 경화제 4~23 중량부, 반응성 희석제 1~7 중량부 및 첨가제 0.5~3 중량부를 포함하며, 상기 골재는, 수분함량 1 wt% 이하, 1.7mm 체 통과율이 100%이다.
상기 골재는, 1.0mm 체 통과율이 70% 이상이고, 0.5mm 체 통과율이 35% 이상이며, 0.15mm 체 통과율이 3% 이하일 수 있다.
상기 첨가제는, 블러싱억제제, 내열안정제, 항산화제 및 안료로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴 화합물이 추가로 더 포함될 수 있다.
상기 골재는, 신골재, 순환골재 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태는, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 배수 및 저소음 기능 장기유지와 유지보수 시공방법에 관한 것으로서, 수분함량 1 wt% 이하의 골재 100 중량부, 에폭시 수지 12~47 중량부, 아민 경화제 4~23 중량부, 반응성 희석제 1~7 중량부 및 첨가제 0.5~3 중량부를 혼합하여 투수성 몰탈 조성물을 제조하는 단계; 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표면에 상기 투수성 몰탈 조성물을 도포하는 단계;
도포된 투수성 몰탈 조성물을 다짐하는 단계; 및 다짐된 투수성 몰탈 조성물을 양생하는 단계;를 포함하고, 상기 골재는, 1.7mm 체 통과율이 100%이고, 1.0mm 체 통과율이 70% 이상이며, 0.5mm 체 통과율이 35% 이상이고, 0.15mm 체 통과율이 3% 이하이다.
이때, 상기 투수성 몰탈 조성물을 제조하는 단계에서, 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴 화합물이 추가로 더 포함될 수 있다.
본 발명의 투수성 몰탈 조성물 및 이를 사용한 시공방법에 의해 시공된 저소음 배수성 포장도로는, 배수 기능과 저소음 기능이 향상될 뿐만 아니라, 향상된 기능이 장기적으로 유지되어, 도로의 배수성, 저소음성뿐만 아니라 미끄럼저항성 및 주행성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 보호용 투수성 몰탈 조성물이 시공된 저소음 배수성 포장도로를 간략히 도시한 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에서, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, (중량/중량)%를 의미한다.
앞서 설명한 바와 같이, 일반적으로 저소음 배수성 아스팔트는, 차량의 장기적인 통행, 노후화 및 환경 변화에 의해 공극률이 감소하여 배수성과 저소음성이 감소될뿐만 아니라 미끄럼 방지 기능과 주행 안정성도 저하되는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표층에 도포되어, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표층에 위치하는 골재 사이의 공극에 일종의 쐐기처럼 작용하며 표층을 보호함으로써, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 노후화에 따른 공극률 감소 문제를 해소하고, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 배수성, 저소음성, 미끄럼 방지 기능 및 주행 안정성 등을 장기간 유지시킬 수 있는 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 보호용 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 보호용 투수성 몰탈 조성물(이하, '투수성 몰탈 조성물'이라 함)은, 그 자체로도 배수성을 가질뿐만 아니라, 앞서 설명한 바와 같이 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 기능을 개선 및 장기 유지시키는 역할을 수행한다.
이러한 투수성 몰탈 조성물은, 골재 100 중량부, 에폭시 수지 12~47 중량부, 아민 경화제 4~23 중량부, 반응성 희석제 1~7 중량부 및 첨가제 0.5~3 중량부를 포함한다.
상기 골재는, 투수성 몰탈 조성물의 강도를 발현시키기 위해 첨가되는 것으로, 경화 후 아민 경화제에 의한 아민블러싱 현상을 예방하기 위해 수분함량 1 wt% 이하의 골재가 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 골재의 입도 분포는, 1.7mm 체 통과율이 100%, 1.0mm 체 통과율이 70% 이상, 0.5mm 체 통과율이 35% 이상, 0.15mm 체 통과율이 3% 이하인 것이 바람직한데, 이와 같이 전체적인 입경이 작기 때문에 시공된 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 표면의 오목면 또는 공극에 쉽게 침투하여 쐐기처럼 작용할 수 있고, 투수성 몰탈 조성물로 형성된 투수성 보호층 표면과 주행 차량 또는 보행자와의 접촉 면적을 늘려 미끄럼을 방지하는 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
이때, 골재의 최대 입경이 1.7mm를 초과하는 경우에는, 투수성 몰탈 조성물로 형성된 투수성 보호층 자체의 공극률이 커져, 기존의 저소음 배수성 아스팔트 포장도로가 갖는 노후화에 따른 문제가 투수성 보호층에도 동일하게 나타날 수 있고, 0.15mm 체 통과율이 3%를 초과하여, 미립 골재의 함량이 증가하는 경우에는, 투수성 보호층의 배수성이 불량해지므로, 상기와 같은 입도 분포를 갖는 골재를 사용하는 것이 바람직하다.
여기에 사용되는 골재는 신골재, 폐아스팔트 또는 폐아스콘으로부터 얻어진 순환골재, 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 이들의 혼합물이 사용되는 경우에 신골재와 순환골재의 비율은 특별히 한정되지 않으나, 적어도 순환골재의 비율이 20 wt% 이상인 것이 바람직하다.
상기 에폭시 수지는 투수성 몰탈 조성물에 포함된 골재를 투수성 몰탈 조성물이 도포되는 배수성 아스팔트 포장도로에 부착시키기 위해 첨가되는 것으로서, 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지 및 페녹시 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 에폭시 수지가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 내열성, 내화학성이 우수한 노볼락 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
에폭시 수지는 골재 100 중량부에 대하여, 12~47 중량부로 포함될 수 있는데, 에폭시 수지의 함량이 12 중량부 미만인 경우에는 골재를 배수성 아스팔트 포장도로에 충분히 부착시키기 곤란하여, 시공 후 일부 영역이 탈리되는 문제가 발생하고, 투수성 보호층의 장기적인 내구성이 감소하며, 47 중량부를 초과하는 경우에는 과도한 에폭시 수지 함량으로 인해 투수성 보호층의 강도가 감소하는 문제가 발생하기 때문이다.
아민 경화제는 에폭시 수지를 경화시키기 위해 첨가되는 것으로서, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 에탄올아민, 프로판올아민, 시클로헥실아민, 자일렌디아민, 이소포론디아민, 아닐린, 톨루이딘, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디메탄올아민, 디에탄올아민, 디프로판올아민, 디시클로헥실아민, 피페리딘, 피페리돈, 디페닐아민, 페닐메틸아민 및 페닐에틸아민으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 아민계 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아민 경화제는 골재 100 중량부에 대하여, 4~23 중량부로 포함될 수 있는데, 4 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 불충분한 경화로 인해 투수성 보호층의 물성이 저하될뿐만 아니라, 경화 시간의 증가로 인한 작업성 불량 문제가 발생할 수 있고, 23 중량부를 초과하는 경우에는, 급격한 경화로 인해 투수성 보호층에 균열이 발생하는 문제가 생길 수 있으므로, 상술한 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
반응성 희석제는 일반적으로 사용되는 휘발성 용제와 달리, 에폭시 수지와 아민 경화제의 경화 반응에 함께 참여하여, 에폭시 수지의 점도를 낮춤으로써 작업성을 개선하고, 전체 영역에서 균일한 물성을 발현하도록 골재 및 첨가제와의 분산성을 향상시키는 기능을 수행한다.
이러한 반응성 희석제로써, n-부틸글리시딜에테르, 알리파틱글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리시딜에테르, n,n-디글리시딜아민, n,n-디글리시딜-O-톨루디엔, 트리글리시딜-p-아미노페놀 및 트리글리시딜-이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 물질이 사용될 수 있으나, 이는 예시적으로 나열한 것으로서, 에폭시 수지의 반응성 희석제로 사용될 수 있다면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있음은 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
반응성 희석제는 골재 100 중량부에 대하여, 1~7 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 상술한 작업성 개선 및 균일한 물성 발현 효과를 얻기 곤란하고, 7 중량부를 초과하는 경우에는 과도한 희석으로 인해 에폭시 수지가 저소음 배수성 아스팔트 내부로 침투하여, 저소음 배수성 아스팔트의 배수성을 저하시키고, 같은 이유로 인해 투수성 보호층으로부터 손실되기 때문에 투수성 보호층의 골재가 탈리되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
첨가제는, 투수성 몰탈 조성물의 작업성을 개선시키고, 투수성 몰탈 조성물로 형성된 투수성 보호층의 물성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로서, 블러싱억제제, 내열안정제, 항산화제 및 안료로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.
상기 블러싱억제제는, 아민 경화제를 사용함에 따라 나타나는 경화체 표면의 백색 오염 및 끈적임을 방지하기 위해 첨가되는 것으로서, 블러싱억제제로써 디에틸아조카복실레이트, 디이소프로필아조카복실레이트 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 내열안정제는, 경화시 반응열에 의한 열화를 방지하기 위해 첨가되는 것으로서 금속 지방산염계, 납계, 유기주석계 또는 인계 열안정제와 같은 공지의 다양한 내열안정제가 사용될 수 있으나, 고온 황변 현상을 억제하는 동시에 난연성을 부여할 수 있는 인계 열안정제가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 항산화제는, 공기 중에 포함된 산소나 오존에 의한 에폭시 바닥재의 산화로 인한 물성 저하를 방지하기 위해 첨가되는 것으로서, 하이드로퀴논, 하이드로퀴논모노메틸에테르, 메톡시하이드로퀴논, 카테콜, 피로갈롤, 벤조퀴논, 2-하이드록시벤조퀴논, p-메톡시페놀, t-부틸카테콜, 부틸화 하이드록시아니솔, 부틸화하이드록시톨루엔, t-부틸하이드로퀴논 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 안료는, 투수성 보호층에 색상을 부여하여 다양한 외관을 형성하기 위해 첨가되는 것으로서, 이산화티탄, 카본블랙, 산화철, 산화아연, 산화크롬 및 프탈로시아닌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 안료가 첨가될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 투수성 몰탈 조성물에는 가교제로써 골재 100 중량부에 대하여, 0.5~2 중량부의 하기 화학식 1로 표시되는 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴이 추가로 더 포함될 수 있다.
Figure 112018121523175-pat00001
(화학식 1)
(상기 화학식 1에서, n은 1~3의 정수이고, R1, R2는 수소, 탄소수 1~5의 알킬기 또는 페닐기이고, R3은 수소 또는 메틸기이다.)
상기 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴은, (메타)아크릴로일 작용기와 글리코우릴 골격 중의 질소 원자가 탄소수 3~5의 알킬렌 사슬에 결합된 구조를 갖기 때문에, 에폭시 수지의 경화반응시 3차원 망상구조를 형성하게 함으로써, 이러한 망상구조 내에 골재가 배치되어, 에폭시 수지와 골재 및 저소음 배수성 아스팔트와의 결합력을 향상시킬 뿐만 아니라, 경화 후 투수성 보호층의 경도 및 내구성을 향상시키는 역할을 수행한다.
이러한 효과를 얻기 위해, 0.5 중량부 이상의 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴이 포함되는 것이 바람직하고, 2 중량부를 초과하는 경우에는, 점도가 과도하게 높아져 저소음 배수성 아스팔트 표면층에 존재하는 오목부 또는 공극에 투수성 몰탈 조성물의 균일한 침투 및 도포가 불가능해지므로, 상술한 함량 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 투수성 몰탈 조성물에는 실리콘 쿼터늄이 추가로 더 포함될 수 있는데, 여기에 사용 가능한 실리콘 쿼터늄은, 예를 들어, Dow corning사의 Silicone quat 5-7113, EVONIK사의 ABIL® T Quat 60가 있으며, 실리콘 쿼터늄의 바람직한 함량은, 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴의 20~50 wt%이다.
이와 같이, 실리콘 쿼터늄이 추가로 더 사용됨으로써 에폭시 수지의 망상구조를 더욱 강하게 형성시켜, 투수성 보호층의 물성 향상에 기여하며, 상기 망상구조 내에 골재를 균일하게 분포시키므로, 투수성 보호층 전제 영역에서 균일한 물성을 구현시킬 수 있다.
상기 실리콘 쿼터늄의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 실리콘 쿼터늄의 함량이 상기 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴의 20 wt% 미만인 경우에는, 상기 효과를 얻기 곤란하고, 50 wt%를 초과하는 경우에는 오히려 물성을 저하시킬 수 있기 때문에 상술한 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 보호용 투수성 몰탈 조성물을 이용한 시공방법에 관한 것이다.
상기 시공방법은, 수분함량 1 wt% 이하의 골재 100 중량부, 에폭시 수지 12~47 중량부, 아민 경화제 4~23 중량부, 반응성 희석제 1~7 중량부 및 첨가제 0.5~3 중량부를 혼합하여 투수성 몰탈 조성물을 제조하는 단계; 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표면에 상기 투수성 몰탈 조성물을 도포하는 단계; 도포된 투수성 몰탈 조성물을 다짐하는 단계; 및 다짐된 투수성 몰탈 조성물을 양생하는 단계;를 포함한다.
상기 투수성 몰탈 조성물을 제조하는 단계에서, 투수성 보호층의 결합력 및 내구성을 향상시키기 위해 상기 화학식 1로 표시되는 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴이 추가로 더 포함될 수 있는데, 이의 바람직한 함량은 골재 100 중량부에 대하여 0.5~2 중량부이다.
또한, 이와 같은 경우, 추가적인 물성 향상 효과를 얻기 위해, 실리콘 쿼터늄이 추가로 더 포함될 수 있으며, 이의 바람직한 함량은 상기 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴의 20~50 wt%이다.
상기 투수성 몰탈 조성물을 제조하는 단계를 통해 제조된 투수성 몰탈 조성물은, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 몰탈 조성물과 동일하므로, 여기서 중복되는 설명은 생략한다.
상기 투수성 몰탈 조성물을 도포하는 단계는, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표면에 투수성 몰탈 조성물을 도포하는 단계로, 투수성 몰탈 조성물이 도포되는 저소음 배수성 아스팔트 포장도로는, 새로 시공된 신설 포장도로일 수도 있고, 시공 후 노후된 포장도로일 수도 있다.
즉, 본 발명의 투수성 몰탈 조성물은 최초 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 시공후 즉시 시공될 수도 있고, 이미 사용중인 포장도로의 내구성, 투수성, 저소음성 등의 유지보수를 위해 시공될 수도 있다.
이와 같이 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표면에 투수성 몰탈 조성물을 도포한 뒤, 투수성 몰탈 조성물을 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표면의 오목부나 공극에 침투시켜, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로와의 결합력을 향상시키기 위한 다짐 단계가 수행된다.
다짐단계는 진동롤러나 콤팩터 등을 이용하여 수행될 수 있으나, 투수성 몰탈 조성물을 균일하게 다짐할 수 있는 방법이라면 특별히 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이 적용될 수 있다.
다짐 이후, 다짐된 투수성 몰탈 조성물을 양생하는 단계가 수행되는데, 양생은 25~80℃의 온도에서 수행되며, 하절기에는 자연 양생이 가능하나, 동절기와 같이 기온이 낮은 계절에는, 빠른 통행개방을 위해 양생포나 비닐 등을 이용하여 표층면을 덮은 뒤 스팀이나 온풍기를 이용하여 양생 단계가 수행될 수 있다.
이러한 단계를 통해 투수성 몰탈 조성물이 경화되어 얻어진 투수성 보호층은, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표면의 오목부나 공극에 쐐기처럼 작용하여, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로와의 접착력이 향상되고, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로를 보호하여, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 내구성, 배수성 등의 기능을 향상 및 장기 유지시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 투수성 보호층을 제조하고, 이를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 실시예는 본 발명을 보다 이해하기 쉽도록 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[실험예 1]
먼저, 신골재와 순환골재가 6:4로 혼합된 골재를 준비하여 수분함량이 1 wt% 이하가 되도록 건조한 뒤, 1.7mm 체 통과율이 100%, 1.0mm 체 통과율이 70% 이상, 0.5mm 체 통과율이 35% 이상, 0.15mm 체 통과율이 3% 이하를 만족하는 입도분포를 갖도록 골재를 선별하였다.
다음으로, 표 1에 나타낸 바와 같이 반응성 희석제의 함량을 변화시켜가며 각 원료를 혼합하여 투수성 몰탈 조성물을 제조하였다.
이때, 에폭시 수지로써 분자량 약 550의 노볼락 에폭시 수지를, 아민 경화제로써 페닐에틸아민을, 반응성 희석제로써 n-부틸글리시딜에테르를 사용하였고, 첨가제로써 블러싱억제제, 내열안정제, 항산화제 및 안료를 1:0.7:1:0.5의 중량비로 혼합된 혼합물을 사용하였으며, 이때, 블러싱억제제로써 디에틸아조카복실레이트를, 내열안정제로써 트리페닐포스파이트를, 항산화제로써 하이드로퀴논을, 안료로써 적색 산화철을 사용하였다.
(단위:중량부) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
골재 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
에폭시 수지 35.7 35.7 35.7 35.7 35.7
아민 경화제 15.6 15.6 15.6 15.6 15.6
반응성 희석제 1.9 3.5 6.1 - 8.0
첨가제 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6
다음으로, 상기 투수성 몰탈 조성물을 저소음 배수성 아스팔트 도로 블록에 도포한 뒤, 약 150℃에서 75회 다짐하고 약 60℃에서 48시간 양생하여 투수성 보호층이 형성된 공시체를 제조하고, 이 공시체를 이용하여, KS L 5105에 의거한 압축강도를 측정하였으며, 12일 추가 양생을 거친 뒤, KS F 2762에 의거한 투수성 보호층의 부착강도를 측정하였다. 각 측정 결과는 표 2에 기재하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
압축강도(MPa) 35.2 37.7 39.3 31.0 42.2
부착강도(MPa) 2.2 2.5 2.7 1.2 1.7
표 2의 실험 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 실시예 3은 높은 압축강도 및 우수한 부착강도를 가져 투수성 보호층에 의한 저소음 배수성 아스팔트의 내구성을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
반면, 비교예 1의 경우에는 실시예들에 비해 낮은 압축강도와 부착강도를 가져 저소음 배수성 아스팔트의 내구성 증가 효과가 미미한 것으로 나타나며, 비교예 2의 경우, 압축강도는 높으나 부착강도가 상대적으로 낮아 피로 및 노후화에 의한 투수성 보호층의 탈리가 빈번하게 발생될 것으로 판단된다.
이러한 결과는 반응성 희석제의 함량에 의해 나타난 것으로, 본 실험예에서, 반응성 희석제의 함량을 적절하게 사용해야 우수한 압축강도 및 부착강도를 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
[실험예 2]
상기 실시예 2와 동일한 공시체를 제조하되, 투수성 보호층을 형성하기 위한 투수성 몰탈 조성물 제조시 실시예 2의 투수성 몰탈 조성물에 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴과 실리콘 쿼터늄으로써 EVONIK사의 ABIL® T Quat 60을 추가하되, 표 3과 같이 추가되는 함량을 변화시켜가며 공시체를 제조하였다.
(단위:중량부
/골재 100 중량부)		 글리코루릴 화합물 실리콘 쿼터늄 실리콘 쿼터늄
/글리코루릴 화합물
공시체 1 - - -
공시체 2 1.0 0.4 0.4
공시체 3 1.5 0.6 0.4
공시체 4 3.0 1.0 0.3
공시체 5 1.5 - -
공시체 6 1.5 0.2 0.1
공시체 7 1.5 0.4 0.3
공시체 8 1.5 0.9 0.6
이후, 각 공시체를 이용하여 KS F 2393에 의거한 PAV(Pressure AgingVessel, 압력노화시험)을 수행한 뒤 저온에서의 강성 및 취성파괴 값인 m-value과 투수계수, 소음발생 정도를 측정하여 그 결과를 표 4에 기재하였다.
강성과 m-value는 KS F 2390 표준에 의거하여 측정하였으며, 각각 300MPa 이하, 0.3 이상일 때 양호한 품질을 갖는 것으로 판단한다.
투수계수는 KS F 2385에 의거하여 측정하였으며, 소음발생 정도를 측정하기 위해 ISO Standard 11819-2 표준에 따른 근거리 소음값을 사용하였다.
(단위:중량부) 강성(-12℃, MPa) m-value(-12℃) 투수계수(cm/sec) 소음(dB)
공시체 1 265 0.31 0.43 91.4
공시체 2 173 0.35 0.54 87.2
공시체 3 168 0.35 0.55 86.7
공시체 4 323 0.28 0.46 91.2
공시체 5 233 0.28 0.46 91.3
공시체 6 218 0.29 0.50 89.4
공시체 7 177 0.32 0.57 87.9
공시체 8 344 0.25 0.27 86.8
표 4의 실험결과 중, 공시체 1 내지 공시체 4를 살펴보면, 공시체 1에 비해 공시체 2와 공시체 3이 더 우수한 물성을 갖는 것을 확인할 수 있는데, 이는, 투수성 몰탈 조성물 제조시 글리코루릴 화합물과 실리콘 쿼터늄이 포함되었기 때문에 나타난 결과로 판단된다.
다만, 공시체 4의 실험 결과를 살펴보면, 글리코루릴 화합물의 함량이 골재 100 중량부를 기준으로 2 중량부를 초과하여 포함되었을 때 오히려 각 물성이 품질 기준에 부합하지 않는 것으로 나타나므로, 투수성 몰탈 조성물의 물성을 향상시키기 위해 글리코루릴 화합물을 포함하되, 골재 100 중량부에 대하여 2 중량부 이하로 포함되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
한편, 공시체 3과 공시체 5 내지 공시체 8의 실험결과를 살펴보면, 글리코루릴 화합물과 실리콘 쿼터늄이 함께 사용되는 경우, PAV 노후화 실험 후에도 각 물성이 더 향상되는 것으로 나타났다.
다만, 글리코루릴 화합물에 대한 실리콘 쿼터늄의 함량에 따라 오히려 물성이 저하되는 것으로 나타나므로, 실리콘 쿼터늄은 글리코루릴 화합물의 20~50 wt%의 함량으로 포함되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

Claims (7)

  1. 골재 100 중량부, 에폭시 수지 12~47 중량부, 아민 경화제 4~23 중량부, 반응성 희석제 1~7 중량부, 첨가제 0.5~3 중량부 및 가교제인 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴 0.5~2 중량부를 포함하고, 상기 가교제의 20~50wt%의 범위로 실리콘쿼터늄을 더 포함하며,
    상기 골재는 수분함량이 1 wt% 이하이고, 1.7mm 체 통과율이 100%, 1.0mm 체 통과율이 70% 이상, 0.5mm 체 통과율이 35% 이상, 0.15mm 체 통과율이 3% 이하인 것을 특징으로 하는, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 보호용 투수성 몰탈 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제는, 블러싱억제제, 내열안정제, 항산화제 및 안료로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 보호용 투수성 몰탈 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 골재는, 신골재, 순환골재 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로 보호용 투수성 몰탈 조성물.
  6. 수분함량 1 wt% 이하의 골재 100 중량부, 에폭시 수지 12~47 중량부, 아민 경화제 4~23 중량부, 반응성 희석제 1~7 중량부, 첨가제 0.5~3 중량부 및 가교제로 1,3,4,6-테트라키스((메타)아크릴로일옥시알킬) 글리코루릴 0.5~2 중량부를 혼합하여 투수성 몰탈 조성물을 제조하는 단계;
    저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 표면에 상기 투수성 몰탈 조성물을 도포하는 단계;
    도포된 투수성 몰탈 조성물을 다짐하는 단계; 및
    다짐된 투수성 몰탈 조성물을 양생하는 단계;를 포함하고,
    상기 골재는, 1.7mm 체 통과율이 100%이고, 1.0mm 체 통과율이 70% 이상이며, 0.5mm 체 통과율이 35% 이상이고, 0.15mm 체 통과율이 3% 이하이며,
    상기 투수성 몰탈 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 가교제의 20~50wt%의 범위로 실리콘쿼터늄을 더 포함시키는 것을 특징으로 하는, 저소음 배수성 아스팔트 포장도로의 배수 및 저소음 기능 장기유지와 유지보수를 위한 시공방법.
  7. 삭제
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