KR102060861B1 - 아스팔트 시공용 보강재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아스팔트 시공시에 사용되는 보강재에 관한 것으로, 특히 본 발명에 의한 아스팔트 시공용 보강재는, 아스팔트 시공에 사용되는 아스팔트 시공용 보강재에 있어서, 아스팔트가 침투되어 채워지는 격자 형상인 다수의 제1메쉬부가 형성되는 그리드체; 합성수지가 주원료로 된 판 형상으로 이루어지고, 상기 그리드체의 상, 하면에 코팅되며, 제1메쉬부와 동일한 형태의 제2메쉬부가 형성되는 코팅체; 상기 코팅체의 상, 하면에 부착되고, 제1메쉬부와 동일한 형태의 제3메쉬부가 형성되는 부직포인 접착체;가 포함되어 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

아스팔트 시공용 보강재{Stiffener for asphalt construction}

본 발명은 아스팔트 시공시에 사용되는 보강재에 관한 것으로, 특히 아스팔트 내부에서 아스팔트의 소성변형 및 피로균열을 방지하는 그리드체와, 아스팔트 조성물과의 결착이 이루어지는 코팅체 및 접착체로 이루어지는 아스팔트 시공용 보강재에 관한 것이다.

도로는 국민의 생활을 뒷받침하는 가장 기본적인 이동수단으로 사람과 물자를 안전하고 신속하게 공간적 이동을 돕는 교통시설물로서, 상하수도, 전력시설 등 공공시설을 수용하며 시가지에서 가도를 형성하는 등 여러 가지 기능을 지니고 있다.

특히, 우리나라의 경우 1960대 국가경제개발계획에 따른 경제적 발달로 다량의 산업물동량을 처리할 수 있는 사회기반시설이 필요로 하게 되었고, 이에 대한 요구로 1968년 서울, 부산을 잇는 경부고속도로가 착공되었으며, 그 후로 현재까지 고속도로의 착공이 이루어지고 있다.

이러한 도로는 대부분 아스팔트 포장으로 전체 도로 중 90% 이상이 사용되고 있으며, 도심지 및 농촌지역 도로 또한 대부분을 차지하고 있다.

이렇듯 도로포장중 많은 부분을 차지하고 있는 아스팔트 포장은 최근교통량과 중차량의 증가로 공용수명 이전에 소성변형(rutting)과 피로균열(fatigue cracking)이 발생하여 포장의 수명이 단축되는 결과를 낳고 있다.

특히, 반복 축하중의 작용으로 피로수명까지 계속 응력을 받았을 때 피로파손이 나타나며, 이는 포장구조상 너무 과중한 하중이나 혹은 설계시 예측한 이상의 하중이 반복적으로 작용하는 경우와 관련이 있으며, 이러한 파손현상은 아스팔트의 경도, 아스팔트 함량, 혼합물의 공극율과 골재의 특성, 노상토의 현장특성, 온도와 관련이 있다.

따라서, 아스팔트의 소성변형(rutting)과 피로균열(fatigue cracking)을 억제하기 위한 방법을 찾기 위해 많은 연구가 진행되었고, 그중 대표적인 기술로는 격자 형상의 보강재를 아스팔트 사이에 넣어 시공함으로써, 아스팔트가 격자 형상으로 침투하여 일체화됨으로써, 견고한 아스팔트 구조를 이루어지게 하는 것이다.

본 발명 또한 상기 격자 형상의 보강재를 아스팔트에 인입시켜 보강하는 기술에 대한 개량을 제시한 것이다.

대한민국 등록특허 제10-0463914호 (2004. 12. 20)

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 아스팔트 시공 시에 아스팔트의 조성물이 제1, 2, 3메쉬부에 각각 침투된 상태에서 아스팔트 조성물의 잔열에 의해 코팅체 및 부직포가 용융되어 아스팔트 시공용 보강재와 결착되어 일체화됨과 아울러 그리드체의 격자에 침투된 아스팔트 또한 일체화되어 견고한 아스팔트 구조를 구현하는 아스팔트 시공용 보강재를 제공하는 것이다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 의한 아스팔트 시공용 보강재는, 아스팔트 시공에 사용되는 아스팔트 시공용 보강재에 있어서, 아스팔트가 침투되어 채워지는 격자 형상인 다수의 제1메쉬부가 형성되는 그리드체; 합성수지가 주원료로 된 판 형상으로 이루어지고, 상기 그리드체의 상, 하면에 코팅되며, 제1메쉬부와 동일한 형태의 제2메쉬부가 형성되는 코팅체; 상기 코팅체의 상, 하면에 부착되고, 제1메쉬부와 동일한 형태의 제3메쉬부가 형성되는 부직포인 접착체;가 포함되고, 상기 코팅체는 물 5 ~ 15중량부와, 폴리에틸렌수지 또는 폴리프로필렌수지로 이루어지는 주재료 65 ~ 75중량부와, 아크릴졸 1 ~ 10중량부, 점증제 0.5 ~ 7중량부; 탄산칼슘분말 0.5 ~ 7중량부로 이루어지고, 상기 그리드체는 다수의 원사가 용착 또는 접착되어 이루어지며, 상기 원사는 유리섬유로 이루어지는 심재층과, 상기 심재층에 함침되는 uv차단제로 이루어지는 보호층과, 상기 보호층의 외측으로 페놀수지, 요소수지, 에폭시수지 중 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 조성물이 코팅되는 보강층과, 상기 보강층의 외측으로 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리스틸렌수지, ABS수지, 폴리아미드 수지로 이루어진 군에서 중 어느 하나가 코팅되는 코팅층으로 이루어지고, 상기 원사는 심재층 55 ~ 65중량%와, 보호층 5 ~ 10중량%와, 보강층 10 ~ 18중량%와, 코팅층 15 ~ 20중량%로 이루어지고, 상기 접착체의 상부에 규사, 방해석, 탈크, 카올린으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 혼합된 이탈방지체를 100 ∼ 200g/㎡의 범위로 안착시킴을 특징으로 한다.

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이와 같이 이루어지는 본 발명은, 아스팔트 시공 시에 아스팔트의 조성물이 제1, 2, 3메쉬부에 각각 침투된 상태에서 아스팔트 조성물의 잔열에 의해 코팅체 및 부직포가 용융되어 아스팔트 시공용 보강재와 결착되어 일체화됨과 아울러 그리드체의 격자에 침투된 아스팔트 또한 일체화되어 견고한 아스팔트 구조를 구현하게 되는 효과가 있다.

또한 그리드체를 이루는 원사는 유리섬유로 이루어지는 심재층과 보강층으로 인해 자체강도를 높여 아스팔트의 내부에서 오랜 시간동안 균열을 방지하면서도 코팅층을 통하여 아스팔트와의 결착력을 향상시켜 아스팔트의 수축과 팽창으로 인한 반사균열과 밀림현상을 최소화하여 아스팔트 시공의 완성도를 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 예시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 그리드체를 이루는 원사의 바람직한 형태를 나타내는 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 예시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 예시도, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 아스팔트 시공에 사용되는 아스팔트 시공용 보강재에 관한 것으로, 아스팔트 시공 시 아스팔트 조성물이 침투되어 채워지는 격자 형상인 다수의 제1메쉬부(11)가 형성되는 그리드체(10)가 포함되어 구성된다.

상기, 그리드체(10)는 합성섬유를 이용하여 격자형태로 제직 또는 배열하여 격자 형태로 형성할 수 있으며, 또한 합성수지를 판상으로 압축시키면서 격자 형태로 성형한 후 연신시켜 구성될 수 있다.

그리고, 그리드체(10)의 격자 폭은 10 ∼ 300㎜의 범위로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 격자 크기는 그리드체(10)의 재질 및 시공되는 아스팔트의 길이와 폭에 따라 상기의 범위 내에서 조절할 수 있다.

또한, 합성수지가 주원료로 된 판 형상으로 이루어지고, 상기 그리드체(10)의 상, 하면에 코팅되며, 제1메쉬부(11)와 동일한 형태의 제2메쉬부(21)가 형성되는 코팅체(20)가 포함되어 구성된다.

그리고, 상기 코팅체(20)의 상, 하면에 부착되고, 제1메쉬부(11)와 동일한 형태의 제3메쉬부(31)가 형성되는 부직포인 접착체(30)가 포함되어 구성된다.

즉, 아스팔트에 본 발명인 아스팔트 시공용 보강재를 구비시켜 아스팔트 시공 시에 아스팔트의 조성물이 제1, 2, 3메쉬부(11, 21, 31)에 각각 침투된 상태에서 아스팔트 조성물의 잔열에 의해 코팅체(20)가 용융되어 아스팔트 시공용 보강재는 결착되어 일체화됨과 아울러 그리드체(10)의 격자에 침투된 아스팔트 또한 일체화되어 견고한 아스팔트 구조를 구현하게 되는 것이다.

이때, 부직포로 이루어지는 접착체(30)는 코팅체(20)와 함께 융해되어 아스팔트 조성물과 함께 접착되어짐으로써, 아스팔트층과 본 발명인 아스팔트 시공용 보강재간에 밀림현상을 최소화하게 되는 것이다.

그리고, 상기 아스팔트를 지면에 바로 시공하여 아스팔트 하부에 본 발명인 아스팔트 시공용 보강재를 구비시킬 수 있고, 또한 아스팔트를 지면에 깔아놓은 상태에서 본 발명인 아스팔트 시공용 보강재를 구비시킨 후 상부에 아스팔트를 덮어 아스팔트의 시공이 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 이와 같은 아스팔트 시공방법에 구애받지 않고 사용될 수 있음은 자명하다.

여기서, 코팅체(20)는 물 5 ~ 15중량부와, 폴리에틸렌수지 또는 폴리프로필렌수지로 이루어지는 주재료 65 ~ 75중량부와, 아크릴졸 1 ~ 10중량부, 점증제 0.5 ~ 7중량부; 탄산칼슘분말 0.5 ~ 7중량부로 이루어진다.

코팅체(20)의 주재료로 사용되는 폴리에틸렌수지 또는 폴리프로필렌수지는 합성수지 중 대표적인 저융점의 열가소성수지로써, 아스팔트 조성물에 의해 융해가 쉽게 이루어져 아스팔트층과의 결착력이 뛰어나게 하기 위함이다.

또한, 코팅체(20)를 저융점의 열가소성수지를 주재료로 사용하는 것은, 그리드체 보다 낮은 융점을 가져야만 그리드체(10)의 형태는 변형되지 않으면서 코팅체(20)가 아스팔트층과의 결착되기 때문이다.

또한, 아크릴졸(Acrylsol)은 양호한 겔화 성질을 가지게 되어 강인하고 유연성을 갖는 도막이나 성형체를 제공하게 되는데, 아크릴계 플라스틱졸을 위한 폴리머는 양호한 도막 형성을 위하여 가소제에 대한 용해성 및 분산성이 있고 유동성과 저장안정성을 가지는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 용해성, 분산성, 유동성, 저장 안정성 등을 고려하여 물 5 ~ 15중량부를 기준으로 아크릴졸 1 ~ 10중량부 범위로 포함하고 있다.

점증제는 코팅체(20)의 밀도를 증가시키고 점도를 조절함으로써 그리드체(10)에 균일한 도포가 이루어지도록 한다.

탄산칼슘분말은 그리드체(10)과의 접착력이 양호하여 균일한 제품을 형성할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 그리드체(10)는 다수의 원사(1)가 일방향으로 융착 또는 접착되어 이루어지도록 구성되며, 이는 각각의 원사(1) 자체에 자체강도 및 아스팔트와의 접착력을 향상시키는 기능적요소를 가미하여 양질의 제품을 생산해내기 위함이다.

이를 위해, 다수의 원사(1)는 고주파 융착작업과, 열 융착작업과, 접착제 접착작업중 어느 하나 작업을 통해 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 기능적요소를 가미하기 위해 원사(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 유리섬유로 이루어지는 심재층(2)과, 상기 심재층(2)에 함침되는 uv차단제로 이루어지는 보호층(3)과, 상기 보호층(3)의 외측으로 페놀수지, 요소수지, 에폭시수지 중 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 조성물이 코팅되는 보강층(4)과, 상기 보강층(4)의 외측으로 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리스틸렌수지, ABS수지, 폴리아미드 수지로 이루어진 군에서 중 어느 하나가 코팅되는 코팅층(5)으로 이루어진다.

여기서, 유리섬유로 이루어지는 심재층(2)은 그리드체(10)의 강도를 향상시키기 위해 채택된 것으로, 기존에 보강재로 사용되는 합성수지 보다 높은 장력강도와 고내열성에 의해 아스팔트의 내부에서 오랜 시간동안 균열을 방지하고, 차륜궤적과 전단변형을 방지하며, 표면에 전달하는 하중의 확대로 인한 포장두께가 감소되는 현상을 방지할 수 있다.

보호층(3)은 유리섬유로 된 심재층(1)을 보호하는 구성으로, 자외선 및 햇볕이 심재층(1)으로 전달되는 것을 차단하여 자외선 및 햇볕에 약한 유리섬유의 특성을 보완하기 위하여 구비된다.

보강층(4)은 심재층(2)과 더불어 강도를 더욱 향상시키기 위하여 구비되며, 페놀수지, 요소수지, 에폭시수지는 모두 대표적인 열경화성 수지로서, 아스팔트 시공에 따라 열이 가해져 경화되면 보강층(4)은 다시 열을 가해도 그 형태가 변하지 않을 정도의 내열성 및 강도를 지니게 되고, 또한 생산성이 좋아 경제적인 이점도 가지게 되는 것이다.

코팅층(5)은 코팅체(20)와 더불어 아스팔트와의 결착력을 향상시키기 위해 구비된다.

이와 같은 효과를 가지기 위해 본 발명에서는 원사(1)의 조성물을 한정하여 사용될 수 있으며, 보다 상세하게는 심재층(2) 55 ~ 65중량%와, 보호층(3) 5 ~ 10중량%와, 보강층(4) 10 ~ 18중량%와, 코팅층(5) 15 ~ 20중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 접착체(30)의 상부에 규사, 방해석, 탈크, 카올린으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 혼합된 이탈방지체를 안착시켜 본 발명인 아스팔트 시공용 보강재를 안착시킨 후 아스팔트 조성물을 시공할 때 작업차량 및 주행차량의 미끄럼을 방지하면서도 접착체(30)의 상부를 샌딩처리하여 아스팔트 조성물과 접착체(30) 및 코팅층(20)의 결착을 수월하게 이루어지도록 한다.

이를 위해 상기 이탈방지체는 100 ∼ 200g/㎡의 범위로 안착되는 것이 바람직하다.

1 : 원사 2 : 심재층
3 : 보호층 4 : 보강층
5 : 코팅층
10 : 그리드체 11 : 제1메쉬부
20 : 코팅체 21 : 제2메쉬부
30 : 접착체 31 : 제3메쉬부

Claims (5)

1. 아스팔트 시공에 사용되는 아스팔트 시공용 보강재에 있어서,
   아스팔트가 침투되어 채워지는 격자 형상인 다수의 제1메쉬부(11)가 형성되는 그리드체(10);
   합성수지가 주원료로 된 판 형상으로 이루어지고, 상기 그리드체(10)의 상, 하면에 코팅되며, 제1메쉬부(11)와 동일한 형태의 제2메쉬부(21)가 형성되는 코팅체(20);
   상기 코팅체(20)의 상, 하면에 부착되고, 제1메쉬부(11)와 동일한 형태의 제3메쉬부(31)가 형성되는 부직포인 접착체(30);가 포함되고,
   상기 코팅체(20)는 물 5 ~ 15중량부와, 폴리에틸렌수지 또는 폴리프로필렌수지로 이루어지는 주재료 65 ~ 75중량부와, 아크릴졸 1 ~ 10중량부, 점증제 0.5 ~ 7중량부; 탄산칼슘분말 0.5 ~ 7중량부로 이루어지고,
   상기 그리드체(10)는 다수의 원사(1)가 용착 또는 접착되어 이루어지며,
   상기 원사(1)는 유리섬유로 이루어지는 심재층(2)과,
   상기 심재층(2)에 함침되는 uv차단제로 이루어지는 보호층(3)과,
   상기 보호층(3)의 외측으로 페놀수지, 요소수지, 에폭시수지 중 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 조성물이 코팅되는 보강층(4)과,
   상기 보강층(4)의 외측으로 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리스틸렌수지, ABS수지, 폴리아미드 수지로 이루어진 군에서 중 어느 하나가 코팅되는 코팅층(5)으로 이루어지고,
   상기 원사(1)는 심재층(2) 55 ~ 65중량%와, 보호층(3) 5 ~ 10중량%와, 보강층(4) 10 ~ 18중량%와, 코팅층(5) 15 ~ 20중량%로 이루어지고,
   상기 접착체(30)의 상부에 규사, 방해석, 탈크, 카올린으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 혼합된 이탈방지체를 100 ∼ 200g/㎡의 범위로 안착시킴을 특징으로 하는 아스팔트 시공용 보강재.
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