KR102000645B1

KR102000645B1 - 재생 개질 첨가제 및 이를 포함하는 재생 개질아스팔트 조성물

Info

Publication number: KR102000645B1
Application number: KR1020170151517A
Authority: KR
Inventors: 김병채; 이문섭; 전성일; 권수안
Original assignee: 주식회사 포이닉스; 한국건설기술연구원
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2019-07-16
Also published as: KR20190054669A

Abstract

본 발명은 재생 개질 첨가제 및 이를 포함하는 재생 개질아스팔트 조성물에 관한 것으로서, 재생 개질첨가제가 포함된 공중합 개질아스팔트 조성물을 제공함으로서 재생 아스팔트의 내구성 향상을 위한 PG등급을 개선시키기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명의 재생 개질 첨가제는, 고분자 SBS 40~70중량%, 계면활성제 2~10중량%, 라텍스 5~10중량%, 황산나트륨 3~12중량%, 폐타이어칩 5~20중량%, 파라핀계 오일 1~5중량%의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

재생 개질 첨가제 및 이를 포함하는 재생 개질아스팔트 조성물{RECYCLING MODIFIED ADDITIVE AND ASPHALT MODIFIED}

본 발명은 개질 첨가제 및 개질아스팔트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재생 개질아스팔트에 첨가되는 개질 첨가제의 혼합 조성을 변경하여 개질아스팔트의 PG등급을 개선시키기 위한 재생 개질 첨가제 및 이를 포함하는 재생 개질아스팔트 조성물에 관한 것이다.

국내 도로의 포장은 90% 이상이 아스팔트 콘크리트 포장으로 이루어지나, 이러한 아스팔트 콘크리트 포장도로는 급속한 교통량의 증가로 인하여 소성변형과 균열 등으로 공용수명이 다하지 못하고 파손으로 인해 유지보수비가 증가하고 있으며, 폭발적으로 늘어난 자동차와 급격히 발전하는 산업화에 따른 도로망의 확충이 절실히 요구됨에 따라, 아스팔트 콘크리트의 주원료인 골재의 수요는 폭발적으로 증가하고 있으나 공급은 한계에 가까워 골재의 가격이 나날이 상승하고 있으며, 또 다른 원료인 아스팔트의 가격도 국제 유가의 상승으로 인해 나날이 상승하고 있는 실정이다.

이러한 아스팔트 콘크리트 포장의 유지보수공법으로는 덧씌우기 공법과 절삭 덧씌우기 공법이 있는바, 과거에 주로 채택하여온 덧씌우기 공법은 시공할 때마다 덧씌우기 두께만큼 노면이 상승하여 차량통과 높이 제한에 따른 사고의 위험이 있고, 배수구조물의 기능저하, 도로면 경계석, 맨홀 등과의 높이 유지에 따른 문제와 주변 구조물과의 높이차이, 불필요한 길어깨까지 덧씌우기 하여야하는 점 등의 문제점이 있었고, 최근에 많이 사용되는 절삭 덧씌우기 공법은 기존노면을 절삭한 후 덧씌우는 방법으로 덧씌우기 공법 대부분의 문제점을 해결할 수 있었으나, 절삭 및 재시공에 막대한 공사비가 소요되고 그 결과물로 발생하는 폐 아스팔트 콘크리트의 처리방법이 환경문제로 대두되었다.

상기 폐 아스팔트 콘크리트는 종래 현장에서 절삭된 후 폐 아스팔트 콘크리트를 재생하는 업체나 건설폐기물 처리장으로 이송되어 폐기물로 처리되거나 아스팔트 콘크리트 재생장치에 의해 다시 포장재료로 재활용되고 있다.

그러나 재활용되는 폐 아스팔트 콘크리트의 양은 전체 폐 아스팔트 콘크리트 양의 20%에도 미치지 못하는 미미한 수준이고, 재생된 아스팔트 콘크리트 또한 그 물성이 우수하지 못하여 도로 포장의 표층에 한정적으로 사용할 수밖에 없어 주로 기층의 재료로 사용되고 있는 실정이다.

상기와 같이 폐 아스팔트 콘크리트가 제대로 재활용되지 못하는 것은 폐 아스팔트 콘크리트를 재생할 대 사용되는 재생 첨가제가 노화된 아스팔트의 손실된 오일 부분을 보충하는 정도의 기능만을 수행하여 재생하기 때문에, 그 물성이 재생 후 기존에 사용하고 있는 포장용 일반 아스팔트 수준이나 그 이하의 수준으로만 회복이 가능하기 때문이다. 이는 종래 사용되던 재생 첨가제는 여러 가지 오일들의 조합으로 노화된 아스팔트의 손실된 오일을 보충하여 원 아스팔트 상태로 복원하는 것이 1차 목적으로 하기 때문인데, 실제로 아스팔트가 노화되면서 오일분이 빠져나가는 것은 사실이나 아스팔트의 성분 중 말텐은 아스팔트의 점착력을 유지해 주는 성분으로서 이 성분이 상당 부분 아스팔텐이라는 성분으로 변화되어 점착력이 상당히 약화된 상태로 변하기 때문이다. 따라서 이러한 부분도 보충을 해 주어야 원 아스팔트의 물성으로 복원이 가능하다.

그리고 이렇게 재생 첨가제를 사용하여 원래의 아스팔트 수준으로 물성이 회복되었어도 폐 아스팔트 콘크리트의 절삭 과정에서 골재가 다량 파손되어 상대적으로 잔골재의 비율이 높아져 실제 재생된 아스팔트 콘크리트의 물성은 기존보다 많이 저하될 수밖에 없는 것이다.

따라서 상기한 문제점들을 해결하기 위하여, 아스팔트의 오일 외에도 점착 성분을 보충하는 재생 첨가제, 고분자 탄성 개질제를 첨가하여 골재의 파손 등으로 약화된 아스팔트 콘크리트의 물리적 특성을 향상시키는 재생 첨가제 등이 제안되었으며, 또한 재생 아스팔트 콘크리트에 새로 만들어진 아스팔트 콘크리트 혼합물을 일부 첨가하여 물성을 보강하는 방법 등이 제안되었다.

이러한 재생 개질 첨가제에 관련된 종래 기술로, 특허등록 제1195856호에서는 폐 아스팔트 콘크리트의 처리문제 및 재생 포장의 문제점을 해결하기 위한 중온 재생 개질 첨가제 및 이를 이용한 재생 개질 아스팔트 콘크리트에 관련된 기술이 개시된 바 있다.

그러나, 상기한 종래 기술에서는 아스팔트 바인더의 점도가 비교적 낮고, 충격에 대한 저항력 및 내균열성이 약하여 아스팔트의 공학적 규격 특징인 PG(Performance Grade)등급을 향상시키는데 한계가 있는 문제점이 있었다

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, PG등급 향상을 위해 재생 개질아스팔트 조성물에 첨가되는 첨가제의 조성을 변경시킴으로서 재생 개질아스팔트의 성능과 내구성이 보완되어 고온에서도 우수하게 나타내어질 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 재생 개질 첨가제는, 고분자 SBS 40~70중량%, 계면활성제 2~10중량%, 라텍스 5~10중량%, 황산나트륨 3~12중량%, 폐타이어칩 5~20중량%, 파라핀계 오일 1~5중량%의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 재생 아스팔트는, 재생 개질 첨가제 1~10중량%, 순환골재 20~30중량%, 신재골재 40~65중량%, 신재아스팔트 5~30중량%, 구재아스팔트 5~20중량%의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은, 재생아스팔트 첨가제의 역할과 개질제로서의 역할을 동시에 수행할 수 있는 재생 개질첨가제가 포함된 공중합 개질아스팔트 조성물을 제공함으로서 재생 아스팔트의 내구성 및 성능 향상을 위한 PG등급을 개선시킬 수 있도록 하는 효과를 나타낸다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 살펴보기로 한다.

먼저, 재생 개질 아스팔트에 첨가되는 본 발명의 재생 개질 첨가제 조성물을 살펴보면 다음과 같다.

본 실시 예에서의 재생 개질 첨가제는 고분자 SBS(Styrene Butadiene Styrene) 40~70중량%, 계면활성제 2~10중량%, 라텍스 5~10중량%, 황산나트륨 3~12중량%, 폐타이어칩 5~20중량%, 파라핀계 오일 1~5중량%의 혼합 조성을 이루게 된다.

또한, 필요에 따라서는 상기 조성에 굴폐각미분말 5~10중량%, 불소수지 1~10중량%, 글리세린 1~5중량%이 추가되어질 수 있게 된다.

특히, 굴폐각미분말은 개질 첨가제의 재생력을 향상시키며, 불소수지는 윤활성 개선에 도움을 주게 된다. 글리세린은 첨가제의 점착력을 향상시킴과 함께 폐타이어칩의 산화발생을 억제하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 조성물에는 용해성이 뛰어난 황산코발트 1~5중량%가 추가로 첨가됨이 바람직하다.

이와 같은 조성을 이루는 재생 개질 첨가제는 순환골재와, 신재아스팔트 그리고 구재아스팔트와의 혼합을 통해 본 발명 재생 개질 아스팔트로 사용되어지게 된다.

즉, 이때에는 재생 개질 첨가제 1~10중량%, 폐아스콘을 가공한 아스콘용 순환골재 20~30중량%, 신재골재 40~65중량%, 신재아스팔트 5~30중량%, 구재아스팔트 5~20중량%의 비율로 혼합이 이루어지게 되는데, 이와 같은 조성을 이루는 본 발명의 순환가열 재생 개질 아스팔트는 2,580 cPs의 점도를 나타낸다.

또한, 하기 표는 기존의 중온 아스팔트 조성물(비교예)과, 본 발명의 재생 개질 첨가제가 1~10중량% 비율로 첨가된 재생 개질 아스팔트 조성물(실시예)의 PG 등급을 비교한 것이다.

구분	비교예(종래)	실시예1(본발명)	실시예2(본발명)
PG등급	64-22	76-22	82-22

상기 실험 결과를 통해 확인되는 바와 같이 본 발명의 재생 개질 첨가제가 혼합이 이루진 아스팔트 조성물이, 종래 기술에 비해 우수한 PG등급이 나타내어지게 됨을 확인할 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 재생 개질 첨가제 및 아스팔트 조성물이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서 기능성 향상을 위해 개질 첨가제에 추가적인 성분이 혼합되어질 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

Claims

고분자 SBS 40~70중량%, 계면활성제 2~10중량%, 라텍스 5~10중량%, 황산나트륨 3~12중량%, 폐타이어칩 5~20중량%, 파라핀계 오일 1~5중량%, 굴폐각미분말 5~10중량%, 불소수지 1~10중량%, 글리세린 1~5중량%, 황산코발트 1~5중량%의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 하는 재생 개질 첨가제.
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청구항 1의 재생 개질 첨가제 1~10중량%, 순환골재 20~30중량%, 신재골재 40~65중량%, 신재아스팔트 5~30중량%, 구재아스팔트 5~20중량%의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 하는 재생 개질아스팔트 조성물.