KR102134231B1 - Mastic asphalt binder composition including asphalt binder having inproved viscoelasticity, manufacturing method thereof and mastic asphalt mixture using the same and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도로 포장에 사용되는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 점탄성 특성을 갖는 초고도 아스팔트 바인더를 이용하여 방수성, 부착성, 저온 물성 및 탄성회복력이 우수하여, 균열 및 소성변형 저항성이 높고, 시공 과정에서 별도의 다짐을 하지 않아도 평탄화가 가능한 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a binder composition for mastic asphalt pavement used in road pavement, and more specifically, it is excellent in waterproof, adhesion, low-temperature properties, and elastic recovery using an ultra-high asphalt binder having excellent viscoelastic properties, resulting in cracking and firing It relates to a binder composition for mastic asphalt pavement that has high deformation resistance and can be flattened without any compaction in the construction process, a method for manufacturing the same, and a mixture of the asphalt mixture for mastic asphalt pavement using the same and a method for manufacturing the same.
기존 가열 아스팔트 혼합물은 설계 공극률이 4%로, 현장 시공시 다짐율을 고려하면 6~8%의 초기 공극률을 나타내므로, 수분의 침투로 인해 박리, 포트홀, 균열 등의 파손이 발생하는 문제가 있다. 이와 같은 문제에 대응하기 위하여 매스틱 아스팔트가 개발되었다.Existing heated asphalt mixtures have a design porosity of 4%, and when considering the compaction rate in field construction, they exhibit an initial porosity of 6 to 8%, so there is a problem of breakage such as peeling, portholes, cracks, etc. due to moisture penetration. . Mastic asphalt was developed to cope with this problem.
매스틱 아스팔트는 독일과 일본에서는 구스 매스틱 아스팔트로, 미국과 영국에서는 매스틱 아스팔트로 불리는 특수 아스팔트 포장 재료로 골재, 모래, 석분과 결합재로 특수 제조된 아스팔트 바인더를 170~250℃, 특히 230~250℃의 고온에서 혼합하여 제조된다.Mastic asphalt is a special asphalt pavement material called goose mastic asphalt in Germany and Japan, and mastic asphalt in the United States and the United Kingdom. The asphalt binder specially made of aggregate, sand, stone and binder is 170~250℃, especially 230~ It is prepared by mixing at a high temperature of 250°C.
매스틱 아스팔트 포장은 교량, 특히 강바닥판 교량의 하부 포장으로 적용되었는데, 이는 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물이 유동성, 불투수성, 충격저항성, 내구성 및 휨추종성이 우수한 특징을 갖기 때문이다. 그러나, 골재 맞물림을 통해 교통 하중을 지지하는 기존의 아스팔트 포장과 달리 전체 골재의 25%가 200번 체를 통과하는 매스틱 아스팔트 포장은 바인더의 성능과 석분 혼합에 따른 점도 증가로 강도를 확보하여야 한다. 매스틱 아스팔트 포장은 롤드 아스팔트(rolled asphalt) 포장과 달리 롤러에 의한 다짐 공정을 필요로 하지 않으며, 공극률이 매우 낮아 교량 상부층의 수분이 강상판으로 유입되지 않도록 하는 방수 효과를 발휘할 수 있으며, 포장 최상층인 표층을 바로 시공할 수 있어, 콘크리트 구조층이 필요 없는 경량 교량을 실현할 수 있는 매우 효율적인 포장 공법으로 널리 활용되어 왔다. 기존 매스틱 아스팔트 포장은 두께 4 ㎝의 매스틱 아스팔트 하층과 두께 4 ㎝의 개질 아스팔트 상층의 2개 층으로 구성된 복합 포장체가 일반적인 구성이다.Mastic asphalt pavement has been applied as a lower pavement of bridges, especially steel bottom plate bridges, because the asphalt mixture for mastic asphalt pavement has excellent properties of fluidity, impermeability, impact resistance, durability and bending followability. However, unlike conventional asphalt pavement that supports traffic load through aggregate meshing, mastic asphalt pavement where 25% of the total aggregate passes through 200 sieve must secure strength by increasing the viscosity of the binder and mixing the powder. . Mastic asphalt pavement, unlike rolled asphalt pavement, does not require a compaction process by rollers, and has a very low porosity, so it can exhibit a waterproof effect that prevents moisture from the upper layer of the bridge from entering the steel plate, and is the top layer of pavement. It has been widely used as a very efficient pavement method that can realize a lightweight bridge that does not require a concrete structural layer because it can directly construct the surface layer. Conventional mastic asphalt pavement is a general construction of a composite pavement consisting of two layers of a mastic asphalt layer having a thickness of 4 cm and a modified asphalt top layer having a thickness of 4 cm.
국내에서, 매스틱 아스팔트는 최초의 상품명인 구스(Guss) 아스팔트로 명명되어 통용되어 왔으나, 최근 매스틱 아스팔로 전환되어 명칭이 통일되었다. 현재, 강상판 교량, 콘크리트 교량, 콘크리트 포장, 측구 등 모든 도로의 방수층에 사용되어 그 성능의 우수함이 확인되고 있다.In Korea, mastic asphalt has been commonly used as the first product name, Guss asphalt, but has recently been converted to mastic asphalt and has been unified. Currently, it is used in waterproofing layers of all roads, such as steel deck bridges, concrete bridges, concrete pavements, and side openings, and its performance is confirmed to be excellent.
종래의 매스틱 아스팔트는 충분한 강성 확보를 위하여 일반 석유계 아스팔트에 경질의 천연 아스팔트인 TLA(Trinidad Lake Asphalt)를 약 30% 내외 혼합하여 사용한다. 이 중, 천연 아스팔트는 외국 제품을 전량 수입하여 사용하므로 고가의 재료비를 요하며, 현장 요구 사항에 따른 물리적 성질 개선이 어려운 단점이 있다.Conventional mastic asphalt is used by mixing about 30% of TLA (Trinidad Lake Asphalt), which is a hard natural asphalt, with general petroleum-based asphalt to secure sufficient rigidity. Of these, natural asphalt is imported and used in all foreign products, so it requires an expensive material cost, and it is difficult to improve physical properties according to site requirements.
또한, 매스틱 아스팔트는 고온에서 생산 및 시공함에 따라 제조 및 시공 시 반드시 쿠커라는 교반 및 운반장치가 필요하며, 교반 및 운반시간은 보통 1~2시간으로 많은 시간과 비용을 소모할 뿐 아니라, 제조 과정에서 오일에 의한 연기 등이 발생하여 환경 및 건강 측면에서 위험성을 갖고 있다. 또한, 고온의 재료를 사용함에 따라, 시공 후에도 고온의 열이 포장체 외부로 빠져나가지 못해 포장체 일부가 부풀어 오르는 현상이 발생할 수 있으며, 이는 층간 부착력을 저감시켜 시공 하자를 유발하기도 한다.In addition, as the production and construction of mastic asphalt is performed at high temperature, a stirring and conveying device called a cooker is necessarily required during manufacturing and construction, and the stirring and conveying time is usually 1-2 hours, which not only consumes a lot of time and cost, but also manufactures During the process, smoke caused by oil is generated, which is dangerous in terms of environment and health. In addition, as a high-temperature material is used, even after construction, high-temperature heat may not escape to the outside of the package, which may cause a portion of the package to swell, which may reduce the adhesion between layers and cause defects in construction.
현재 국내의 매스틱 아스팔트의 생산은 소수의 업체에서 이루어지고 있어 먼 거리를 운반하여야 하는 문제와 운반 거리에 따른 가격 상승, 에너지 소비 증가, 오염 물질의 발생 등의 문제점을 갖고 있다.Currently, domestic mastic asphalt is produced by a small number of companies, which has problems such as the need to transport long distances, the increase in price, the increase in energy consumption, and the generation of pollutants.
특허문헌 1은 매스틱 아스팔트 포장용 혼합물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 원유를 감압할 때 생성되는 잔류물인 스트레이트 아스팔트 70-85wt%; 폴리프로필렌(polypropylene), 나일론(nylon), 비닐 클로라이드(vynilchloride) 또는 이들 중에서 하나 이상에서 선택되어 혼합된 폴리머 개질재 3-8wt%; 흑갈색을 띤 고체성상의 천연 역청질로서 아스팔텐(asphalten)이 70wt%이상 포함되어 있고, 나머지는 말텐으로 기름과 수지 성분으로 이루어진 길소나이트를 포함하는 보강제 5-15wt%; 카르복실 무수물(carboxyl anhydride), 카르복실산 에스터(carboxylic acid ester), 술폰산(sulfonic acid), 인산(phosphoric acid), 산염화물(acid chloride), 페놀(phenol)중의 어느 하나 또는 하나 이상의 혼합물을 포함하는 콘크리트의 탄화방지용 열 안정제 11~7wt% 를 포함하는 아스팔트 바인더 조성물을 포함하는 매스틱 아스팔트 포장용 혼합물에 관한 것이다. 그러나, 특허문헌 1에 개시된 매스틱 아스팔트 포장용 혼합물에 이용되는 바인더는 방수성, 부착성, 저온 물성 및 탄성회복력의 측면에 있어서 충분한 물성이 확보되기 어렵고, 이에 따라 시공 및 유지보수에 높은 비용이 소요된다.Patent Document 1 relates to a mixture for mastic asphalt pavement and a manufacturing method thereof, 70-85 wt% of straight asphalt, which is a residue generated when depressurizing crude oil; Polypropylene, nylon (nylon), vinyl chloride (vynilchloride) or a polymer modifier selected from one or more of these mixed 3-8wt%; As a natural bitumen having a dark brown color, asphalten is contained in an amount of 70 wt% or more, and the rest is 5-15 wt% of an adjuvant containing gilsonite composed of oil and a resin component as malten; Containing any one or more mixtures of carboxyl anhydride, carboxylic acid ester, sulfonic acid, phosphoric acid, acid chloride, phenol It relates to a mixture for paving mastic asphalt containing an asphalt binder composition containing 11 to 7wt% of a heat stabilizer for preventing carbonization of concrete. However, the binder used in the mixture for the mastic asphalt pavement disclosed in Patent Document 1 is difficult to secure sufficient physical properties in terms of waterproofness, adhesion, low-temperature properties, and elastic recovery power, and thus requires a high cost for construction and maintenance. .
이에, 시공 공정을 단순화하고, 유지보수에 따른 비용을 저감하기 위하여, 소성변형을 최소화하고, 요구되는 물성을 확보하면서도, 장시간 동안 노화되지 않고, 쉽게 박리되지 않는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 및 이를 이용한 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물 개발에 대한 요구가 여전히 존재한다.Accordingly, in order to simplify the construction process and reduce the cost of maintenance, the plastic composition for the plastic asphalt pavement which does not age for a long time and is not easily peeled while minimizing plastic deformation and securing required properties, and using the same There is still a need to develop asphalt mixtures for mastic asphalt pavement.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 우수한 점탄성 특성을 갖는 초고도 아스팔트 바인더를 이용하여 방수성, 부착성, 저온 물성 및 탄성회복력이 우수하여, 균열 및 소성변형 저항성이 높고, 시공 과정에서 별도의 다짐을 하지 않아도 평탄화가 가능한 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is excellent in water resistance, adhesion, low-temperature properties and elastic recovery using an ultra-high asphalt binder having excellent viscoelastic properties, high resistance to cracking and plastic deformation, and does not make a separate compaction during construction. It is to provide a binder composition for mastic asphalt pavement capable of flattening even if necessary, a method for manufacturing the same, and an asphalt mixture for mastic asphalt pavement using the same and a method for manufacturing the same.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 제공하며, 상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물은 스티렌계 공중합체 11~24 중량%; 에틸렌-프로필렌 올리고머 2~8 중량%; 오일 4~12 중량%; 점착부여제 2~7 중량% 및 아스팔트 62~80 중량%를 포함할 수 있다.An embodiment of the present invention for solving the above problems provides a binder composition for paving mastic asphalt, and the binder composition for paving mastic asphalt is 11 to 24% by weight of a styrenic copolymer; 2-8% by weight of ethylene-propylene oligomer; Oil 4-12% by weight; It may contain 2 to 7% by weight of tackifier and 62 to 80% by weight of asphalt.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 제조방법을 제공하며, 상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 제조방법은 a) 가열된 아스팔트 62~80 중량%에 스티렌계 공중합체 11~24 중량%를 첨가하고 교반하면서 용해시키는 단계; b) 에틸렌-프로필렌 올리고머 2~8 중량%, 오일 4~12 중량% 및 점착부여제 2~7 중량%를 추가로 혼합하고 용해시키는 단계; 및 c) 상온으로 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention for solving the above problem is to provide a method for preparing a binder composition for paving mastic asphalt, and the method for preparing the binder composition for paving mastic asphalt is a) styrene in 62 to 80% by weight of heated asphalt. Step 11 to 24% by weight of the copolymer is added and dissolved while stirring; b) further mixing and dissolving 2 to 8% by weight of ethylene-propylene oligomer, 4 to 12% by weight of oil and 2 to 7% by weight of tackifier; And c) cooling to room temperature.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 제조방법을 제공하며, 상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 제조방법은 가열된 아스팔트 62~80 중량%에 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 10~18 중량%를 첨가하고 교반하면서 용해시키는 단계; 160~190℃로 냉각시키는 단계; 황을 첨가하고 교반하면서 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시키는 단계; 스티렌-부타디엔 고무 1~6 중량%, 에틸렌-프로필렌 올리고머 2~8 중량%, 오일 4~12 중량% 및 점착부여제 2~7 중량%를 추가로 혼합하고 용해시키는 단계; 및 상온으로 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention for solving the above problem is to provide a method for preparing a binder composition for paving mastic asphalt, and the method for preparing a binder composition for paving mastic asphalt is styrene-butadiene in 62 to 80% by weight of heated asphalt. -10 to 18% by weight of styrene block copolymer is added and dissolved while stirring; Cooling to 160-190°C; Crosslinking the styrene-butadiene-styrene block copolymer while adding sulfur and stirring; Step 1 to 6% by weight of styrene-butadiene rubber, 2 to 8% by weight of ethylene-propylene oligomer, 4 to 12% by weight of oil and 2 to 7% by weight of tackifier are further mixed and dissolved; And cooling to room temperature.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물을 제공하며, 상기 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물은 전술한 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 및 골재를 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention for solving the above problems provides an asphalt mixture for paving mastic asphalt, and the asphalt mixture for paving mastic asphalt may include a binder composition and aggregate for mastic asphalt paving according to the above-described embodiment have.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법을 제공하며, 상기 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법은 전술한 실시예에 따라 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 골재와 용융 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention for solving the above problem is to provide a method for preparing an asphalt mixture for paving mastic asphalt, and a method for preparing the asphalt mixture for paving mastic asphalt is a binder composition for paving mastic asphalt according to the above-described embodiment Preparing a; And melting and mixing the binder composition for paving mastic asphalt with aggregate.
본 발명에 따르면, 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 점성 및 탄성을 동시에 향상시킴으로써, 소성변형을 최소화하고, 장시간 동안 노화되지 않으면서, 쉽게 박리되지 않는 특성을 발휘할 수 있다.According to the present invention, by simultaneously improving the viscosity and elasticity of the binder composition for paving mastic asphalt, plastic deformation is minimized, and while not aging for a long time, it is possible to exhibit properties that are not easily peeled off.
이에 따라, 본 발명에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 이용한 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물은 우수한 방수성, 부착성 및 저온 물성을 가지며, 탄성회복력이 우수하여 균열 및 소성변형 저항성이 높고, 시공 과정에서 별도의 다짐을 하지 않아도 평탄화가 가능한 셀프레벨링(self-leveling) 특성을 나타낼 수 있다.Accordingly, the asphalt mixture for mastic asphalt pavement using the binder composition for mastic asphalt pavement according to the present invention has excellent water resistance, adhesion, and low-temperature properties, and has excellent elastic recovery, so it has high resistance to cracking and plastic deformation, and is separate from the construction process. It can exhibit a self-leveling characteristic that can be flattened without the compaction of.
따라서, 본 발명에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물은 강상판 교량이나 콘크리트 교량, 콘크리트 포장, 측구 등 모든 도로의 방수층에 효과적으로 적용되어 우수한 물성을 발휘할 수 있다.Accordingly, the asphalt mixture for mastic asphalt pavement according to the present invention can be effectively applied to the waterproof layer of all roads, such as steel plate bridges, concrete bridges, concrete pavements, and side openings, thereby exhibiting excellent physical properties.
또한, 본 발명에 따르면, 전량 수입되고 있는 고가의 TLA와 특수한 생산 공정을 필요로 하는 경질 아스팔트를 사용하지 않으므로 공사비를 현저히 절감할 수 있는 경제적인 효과와 함께, 강상판의 변형이나 시공 불량 등의 문제를 해결할 수 있다.In addition, according to the present invention, since it does not use expensive TLA and hard asphalt that require a special production process, all of which are imported, economical effects that can significantly reduce the construction cost, problems such as deformation of the steel plate or poor construction Can solve it.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can describe the technical spirit of the present invention in detail. In the following description, many specific matters, such as specific components, are illustrated, which are provided to help a more comprehensive understanding of the present invention, and it is common knowledge in the art that the present invention can be practiced without these specific details. It will be obvious to those who have it. And, in the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명의 일 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물은 스티렌계 공중합체 11~24 중량%; 에틸렌-프로필렌 올리고머 2~8 중량%; 오일 4~12 중량%; 점착부여제 2~7 중량% 및 아스팔트 62~80 중량%를 포함할 수 있다.The binder composition for paving mastic asphalt according to an embodiment of the present invention includes styrene-based copolymer 11 to 24% by weight; 2-8% by weight of ethylene-propylene oligomer; Oil 4-12% by weight; It may contain 2 to 7% by weight of tackifier and 62 to 80% by weight of asphalt.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 포함되는 스티렌계 공중합체는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 적절한 점탄성 특성을 부여하는 역할을 할 수 있다.The styrene-based copolymer contained in the binder composition for paving mastic asphalt may serve to impart appropriate viscoelastic properties to the binder composition for paving asphalt.
일 실시예에서, 스티렌계 공중합체는 비닐 함량이 30% 이상인 다가지형 스티렌계 공중합체를 포함할 수 있다.In one embodiment, the styrene-based copolymer may include a multi-type styrene-based copolymer having a vinyl content of 30% or more.
일반적으로 사용되는 스티렌계 공중합체는 선형인데 반하여, 본 실시예에 있어서는 비닐 함량이 높은 다가지형 스티렌계 공중합체를 이용하는 것을 특징으로 한다. 비닐 함량이 높은 다가지형 스티렌계 공중합체를 이용함으로써, 가열된 아스팔트에 용해될 때 겔화 확률을 높이고 겔 반응이 쉽게 일어나도록 유도할 수 있다. 이와 같이 아스팔트 내에서 스티렌계 공중합체의 겔화가 일어나면 탄성이 현저하게 증대될 수 있다.While the styrene-based copolymer used in general is linear, in this embodiment, it is characterized by using a multi-type styrene-based copolymer having a high vinyl content. By using a multi-type styrene-based copolymer having a high vinyl content, it is possible to increase the probability of gelation when dissolved in heated asphalt and to induce gel reaction easily. As described above, when gelling of the styrene-based copolymer occurs in the asphalt, elasticity may be significantly increased.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 중의 스티렌계 공중합체의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 11~24 중량%일 수 있다. 스티렌계 공중합체의 함량이 11 중량% 미만인 경우에는 탄성이 충분히 발휘되지 않아 외부 충격에 의한 균열이나 파손 발생 우려가 있으며, 24 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 높아져 아스팔트 혼합물의 셀프 레벨링 특성에 문제가 발생할 수 있다.The content of the styrene-based copolymer in the binder composition for paving mastic asphalt may be 11 to 24% by weight based on the total weight of the composition. When the content of the styrene-based copolymer is less than 11% by weight, the elasticity is not sufficiently exhibited, which may cause cracking or breakage due to external impact, and when it exceeds 24% by weight, the viscosity increases, which causes problems in the self-leveling properties of the asphalt mixture. Can occur.
일 실시예에서, 스티렌계 공중합체는 가교된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 가교되지 않은 스티렌-부타디엔 고무의 조합을 포함할 수 있다. 이와 같이, 가교된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 가교되지 않은 스티렌-부타디엔 고무의 조합을 이용함으로써 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 점탄성 특성을 강화시키고, 소성변형을 최소화하고, 장시간 동안 노화되지 않으면서, 쉽게 박리되지 않는 특성을 발휘하도록 할 수 있다.In one embodiment, the styrene-based copolymer may include a combination of a crosslinked styrene-butadiene-styrene block copolymer and an uncrosslinked styrene-butadiene rubber. As such, by using a combination of a cross-linked styrene-butadiene-styrene block copolymer and an uncrosslinked styrene-butadiene rubber, the viscoelastic properties of the binder composition for mastic asphalt pavement are enhanced, plastic deformation is minimized, and if it is not aged for a long time, Therefore, it is possible to exhibit characteristics that are not easily peeled off.
스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 가교된 형태를 가짐으로써 가열된 아스팔트에서의 겔화를 더욱 촉진시킬 수 있어 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 탄성을 더욱 개선시킬 수 있다.The styrene-butadiene-styrene block copolymer has a crosslinked form, which can further promote gelation on the heated asphalt, and further improve the elasticity of the binder composition for the mastic asphalt pavement.
가교는 당해 기술분야에 공지된 방법 중 적절한 것을 선택하여 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가열된 아스팔트에 용해시킨 후, 가교제로 황을 첨가함으로써 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Crosslinking may be achieved by selecting an appropriate one of methods known in the art, for example, by dissolving styrene-butadiene-styrene block copolymer on heated asphalt, and then adding sulfur as a crosslinking agent. It is not limited.
용해성 및 내열성을 고려하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 스티렌 함량이 28~33 중량%이고, 중량평균분자량이 80,000~150,000 g/mol일 수 있다. 스티렌 함량이 상기 범위 미만이거나 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우에는 내열성이 저하될 수 있으며, 스티렌 함량이 상기 범위를 초과하거나 중량평균분자량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 용해성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으며, 바인더의 점도가 높아 아스팔트 혼합물의 셀프 레벨링 특성에 문제가 발생할 수 있다.In consideration of solubility and heat resistance, the styrene-butadiene-styrene block copolymer may have a styrene content of 28 to 33% by weight, and a weight average molecular weight of 80,000 to 150,000 g/mol. When the styrene content is less than the above range or the weight average molecular weight is less than the above range, heat resistance may be deteriorated, and if the styrene content exceeds the above range or the weight average molecular weight exceeds the above range, it may have an adverse effect on solubility. There is a high viscosity of the binder, it may cause problems in the self-leveling properties of the asphalt mixture.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 중의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 10~18 중량%일 수 있다. 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 탄성이 충분히 발휘되지 않아 외부 충격에 의한 균열이나 파손 발생 우려가 있으며, 18 중량%를 초과하는 경우에는 용해성이 좋지 않고 바인더의 점도가 높아 아스팔트 혼합물의 셀프 레벨링 특성에 문제가 발생할 수 있다.The content of styrene-butadiene-styrene block copolymer in the binder composition for paving mastic asphalt may be 10 to 18% by weight based on the total weight of the composition. When the content of the styrene-butadiene-styrene block copolymer is less than 10% by weight, elasticity is not sufficiently exhibited, which may cause cracking or damage due to external impact, and when it exceeds 18% by weight, the solubility is poor and the viscosity of the binder Due to the high level, problems may arise in the self-leveling properties of the asphalt mixture.
스티렌-부타디엔 고무는 가교된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 사용함으로써 감소되는 점성을 증진시키는 역할을 할 수 있다.Styrene-butadiene rubber may serve to enhance the reduced viscosity by using a crosslinked styrene-butadiene-styrene block copolymer.
본 실시예에 이용될 수 있는 스티렌-부타디엔 고무의 예는 스티렌 함량이 10~25 중량%이고, 중량평균분자량이 120,000~350,000 g/mol인 랜덤 공중합체 형태를 포함할 수 있다. 스티렌-부타디엔 고무의 스티렌 함량이 25 중량%를 초과하는 경우에는 점성보다 탄성이 강화될 수 있으며, 10 중량% 미만인 경우에는 아스팔트와의 상용성에 문제가 될 수 있다. 스티렌-부타디엔 고무의 중량평균분자량이 120,000 g/mol 미만인 경우에는 얽힘 현상에 의한 신율 증진 효과가 크지 않으며, 350,000 g/mol을 초과하는 경우에는 점도가 지나치게 높아져 아스팔트 혼합물의 셀프 레벨링 특성에 문제가 발생할 수 있다.Examples of the styrene-butadiene rubber that can be used in this embodiment may include a random copolymer form having a styrene content of 10 to 25% by weight and a weight average molecular weight of 120,000 to 350,000 g/mol. When the styrene content of the styrene-butadiene rubber exceeds 25% by weight, elasticity may be enhanced rather than viscosity, and when it is less than 10% by weight, compatibility with asphalt may be a problem. When the weight-average molecular weight of styrene-butadiene rubber is less than 120,000 g/mol, the effect of improving elongation due to entanglement is not large, and when it exceeds 350,000 g/mol, the viscosity becomes too high, which causes problems in the self-leveling properties of the asphalt mixture. Can.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 중의 스티렌-부타디엔 고무의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 1~6 중량%일 수 있다. 스티렌-부타디엔 고무의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 얽힘 현상에 의한 신율 증진 효과가 불충분하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 지나치게 높아져 아스팔트 혼합물의 셀프 레벨링 특성에 문제가 발생할 수 있다.The content of styrene-butadiene rubber in the binder composition for paving mastic asphalt may be 1 to 6% by weight based on the total weight of the composition. When the content of styrene-butadiene rubber is less than 1% by weight, the effect of improving elongation due to entanglement is insufficient, and when it exceeds 5% by weight, the viscosity may be too high, which may cause problems in the self-leveling properties of the asphalt mixture.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 포함되는 에틸렌-프로필렌 올리고머는 낮은 점도에서도 높은 인화점을 가지고 있어 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 저온 물성 및 가공 안정성을 강화시키는 역할을 할 수 있다. 본 실시예에 있어서는, 낮은 점도에서도 높은 인화점을 갖는 에틸렌-프로필렌 올리고머를 이용하여 탄성회복률 및 고온 성능을 유지하면서도, 동시에 저온 특성을 향상시킬 수 있다.Ethylene-propylene oligomers included in the binder composition for the mastic asphalt pavement may have a high flash point even at a low viscosity, and thus may serve to enhance low temperature properties and processing stability of the mastic asphalt pavement binder composition. In this embodiment, the ethylene-propylene oligomer having a high flash point even at a low viscosity can be used to maintain the elastic recovery rate and high temperature performance, while simultaneously improving the low temperature properties.
일 실시예에서, 에틸렌-프로필렌 올리고머는 40℃에서의 동점도가 200 ㎟/s 이하이고, 인화점이 260℃ 이상이며, 유리전이온도가 -40℃ 이하일 수 있다.In one embodiment, the ethylene-propylene oligomer has a kinematic viscosity at 40°C of 200 Pa/s or less, a flash point of 260°C or more, and a glass transition temperature of -40°C or less.
일 실시예에서, 에틸렌-프로필렌 올리고머는 메탈로센 촉매를 이용하여 제조될 수 있다.In one embodiment, ethylene-propylene oligomers can be prepared using metallocene catalysts.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 중의 에틸렌-프로필렌 올리고머의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 2~8 중량%일 수 있다. 에틸렌-프로필렌 올리고머의 함량이 2 중량% 미만인 경우에는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 저온 물성 강화가 어려우며, 8 중량%를 초과하면 오히려 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 고온 물성 등에 나쁜 영향을 미치게 된다.The content of the ethylene-propylene oligomer in the binder composition for paving mastic asphalt may be 2 to 8% by weight based on the total weight of the composition. If the content of the ethylene-propylene oligomer is less than 2% by weight, it is difficult to strengthen the low-temperature properties of the binder composition for the mastic asphalt pavement, and if it exceeds 8% by weight, it adversely affects the high-temperature properties of the binder composition for the mastic asphalt pavement.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 포함되는 오일은 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 중의 바인더의 유연성 및 점성을 증진시키는 역할을 할 수 있다.The oil contained in the binder composition for the mastic asphalt pavement may serve to enhance the flexibility and viscosity of the binder in the binder composition for the mastic asphalt pavement.
오일은 가공 안정성 측면을 고려하여 인화점이 210℃ 이상이고, 유동점(pour point)이 -13℃ 이하인 것이 바람직하다.The oil has a flash point of 210°C or higher in consideration of processing stability, and a pour point of -13°C or lower.
일 실시예에서, 오일은 방향족계 프로세스 오일, 나프탄계 오일 및 파라핀계 프로세스 오일로 이루어진 군으로부터 선택되는 일 이상일 수 있다.In one embodiment, the oil may be one or more selected from the group consisting of aromatic process oils, naphtan-based oils, and paraffin-based process oils.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 중의 오일의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 4~12 중량%일 수 있다. 오일의 함량이 4 중량% 미만인 경우에는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 유연성 및 점성 증진 효과를 충분히 발휘할 수 없으며, 12 중량%를 초과하는 경우에는 오히려 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 고온 물성 등에 나쁜 영향을 미치게 된다. The content of oil in the binder composition for paving mastic asphalt may be 4 to 12% by weight based on the total weight of the composition. If the oil content is less than 4% by weight, the effect of enhancing the flexibility and viscosity of the binder composition for paving the asphalt of the mastic cannot be sufficiently exerted, and when it exceeds 12% by weight, it adversely affects the high temperature properties of the binder composition for paving the asphalt of the asphalt. I go crazy.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 포함되는 점착부여제는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 점성을 개선하여 적절한 정도의 접착력을 부여하는 역할을 할 수 있다.The tackifier included in the binder composition for the mastic asphalt pavement may improve the viscosity of the binder composition for the mastic asphalt pavement and may serve to impart an appropriate degree of adhesion.
일 실시예에서, 점착부여제는 소성 변형 저항성 및 아스팔트에 대한 용해성을 고려하여 130~160℃ 범위의 연화점을 가질 수 있다.In one embodiment, the tackifier may have a softening point in the range of 130 ~ 160 ℃ in consideration of plastic deformation resistance and solubility in asphalt.
일 실시예에서, 점착부여제는 합성 석유수지, 천연 석유수지 및 이들의 수소 첨가물로 이루어진 군으로부터 선택되는 일 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the tackifier may include one or more selected from the group consisting of synthetic petroleum resins, natural petroleum resins, and hydrogenates thereof.
합성 석유수지의 예는, 방향족 탄화수소계 석유수지, 지방족 탄화수소계 석유수지, 디시클로펜타디엔계 수지, 폴리부텐, 쿠마론-인덴 수지 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of synthetic petroleum resins include, but are not limited to, aromatic hydrocarbon petroleum resins, aliphatic hydrocarbon petroleum resins, dicyclopentadiene resins, polybutene, coumarone-indene resins, and the like.
천연 석유수지의 예는, 폴리터펜 수지, 터펜 페놀 수지, 로진 및 로진 에스터 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of natural petroleum resins include, but are not limited to, polyterpene resins, terpene phenolic resins, rosin and rosin esters.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 중의 점착부여제의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 4~8 중량%일 수 있다. 점착부여제의 함량이 4 중량% 미만인 경우에는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 접착력이 약화될 수 있으며, 8 중량%를 초과하는 경우에는 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 신도 및 저온 물성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.The content of the tackifier in the binder composition for paving mastic asphalt may be 4 to 8% by weight based on the total weight of the composition. When the content of the tackifier is less than 4% by weight, the adhesive strength of the binder composition for the mastic asphalt pavement may be weakened, and when it exceeds 8% by weight, the elongation and low temperature properties of the binder composition for the mastic asphalt pavement may be negatively affected. Can.
일 실시예에서, 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시켜 탄성을 더욱 높이기 위하여 황을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the binder composition for the mastic asphalt pavement may further include sulfur to further increase elasticity by crosslinking the styrene-butadiene-styrene block copolymer.
황은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로 2~4 중량부 포함될 수 있다. 황의 함량이 2 중량부 미만인 경우에는 탄성 개선 효과가 미미하며, 4 중량부를 초과하는 경우에는 과도한 겔 형성으로 오히려 물성 저하의 우려가 있다.Sulfur may be included in 2 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the styrene-butadiene-styrene block copolymer. When the content of sulfur is less than 2 parts by weight, the effect of improving elasticity is negligible, and when it exceeds 4 parts by weight, there is a fear of physical property degradation due to excessive gel formation.
일 실시예에서, 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물은 탄성 및 고온 물성을 더욱 강화시키기 위하여 황 함유 실란 커플링제로 처리된 유기화된 실리카를 더 포함할 수 있다. 스티렌계 공중합체와 실란 커플링제에 함유된 황이 반응하여 결합력을 강화시켜 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 고온 물성 및 탄성을 더욱 강화시키는 역할을 할 수 있다.In one embodiment, the binder composition for the mastic asphalt pavement may further include organic silica treated with a sulfur-containing silane coupling agent to further enhance elasticity and high temperature properties. The styrene-based copolymer reacts with sulfur contained in the silane coupling agent to enhance the bonding strength, thereby enhancing the high-temperature properties and elasticity of the binder composition for the mastic asphalt pavement.
실리카는 그 종류에 특별한 제한은 없으며, 넓은 표면적 확보 측면에서 입자 크기가 100 마이크론 이하인 것이 바람직하다.Silica has no particular limitation on its type, and it is preferable that the particle size is 100 microns or less in view of securing a large surface area.
황 함유 실란 커플링제는 분자 구조 내에 스티렌계 공중합체와 반응할 수 있는 황을 함유하고 있다.Sulfur-containing silane coupling agents contain sulfur capable of reacting with a styrene-based copolymer in a molecular structure.
실리카 100 중량부에 대하여 실란 커플링제 1~10 중량부가 사용될 수 있으며, 실란 커플링제의 사용량이 1 중량부 미만인 경우에는 유기화된 실리카 첨가에 따른 탄성 및 고온 물성 강화 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 오히려 고온 물성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.1 to 10 parts by weight of the silane coupling agent can be used with respect to 100 parts by weight of the silica, and when the amount of the silane coupling agent used is less than 1 part by weight, the effect of strengthening the elasticity and high temperature properties due to the addition of the organized silica is negligible, and more than 10 parts by weight If it does, it may have an adverse effect on high temperature properties.
황 함유 실란 커플링제로 처리된 유기화된 실리카의 사용량은 스티렌계 공중합체 100 중량부를 기준으로 5~20 중량부일 수 있다. 유기화된 실리카의 사용량이 5 중량부 미만이면 유기화된 실리카 첨가에 따른 탄성 및 고온 물성 강화 효과가 미미하며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 사용량 증가에 따른 더 이상의 효과 증진을 기대하기 어렵다.The amount of the organic silica treated with the sulfur-containing silane coupling agent may be 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the styrene-based copolymer. If the amount of the organic silica used is less than 5 parts by weight, the effect of strengthening the elasticity and high temperature properties due to the addition of the organic silica is insignificant.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 포함되는 아스팔트는 조성물의 결합재로 작용하여 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 소성변형 저항성 및 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다.Asphalt included in the binder composition for paving the mastic asphalt may serve as a binder for the composition to improve plastic deformation resistance and strength of the binder composition for paving the mastic asphalt.
일 실시예에서, 아스팔트는 50~120 dm의 침입도를 가질 수 있다. 아스팔트의 침입도가 50 dm 미만인 경우에는 신도가 저하될 수 있으며, 120 dm을 초과하는 경우에는 조성물의 연화점이 낮아져 소성변형 저항성이 나빠질 수 있다.In one embodiment, the asphalt may have a penetration of 50-120 dm. When the penetration of asphalt is less than 50 dm, elongation may be lowered, and when it exceeds 120 dm, the softening point of the composition may be lowered, resulting in poor plastic deformation resistance.
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 중의 아스팔트의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 62~80 중량%일 수 있다. 아스팔트의 함량이 62 중량% 미만인 경우에는 조성물의 점도가 높아져 혼합이 불가능해지며, 80 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 연화점이 낮아져 소성변형 저항성이 나빠질 수 있다.The content of asphalt in the binder composition for paving mastic asphalt may be 62 to 80% by weight based on the total weight of the composition. When the content of asphalt is less than 62% by weight, the viscosity of the composition becomes high, so that mixing is impossible, and when it exceeds 80% by weight, the softening point of the composition may be lowered, resulting in poor plastic deformation resistance.
본 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물은 점탄성 특성이 우수한 바인더를 이용함으로써 저온 특성을 향상시키는 것과 동시에 탄성회복률 및 고온 성능을 모두 개선시킬 수 있다. 따라서, 매스틱 아스팔트 포장에 효과적으로 적용되어, 소성변형을 최소화하고, 장시간 동안 노화되지 않으면서, 쉽게 박리되지 않는 특성을 발휘할 수 있다.The binder composition for mastic asphalt pavement according to the present embodiment can improve both low-temperature properties and improve both elastic recovery rate and high-temperature performance by using a binder having excellent viscoelastic properties. Therefore, it can be effectively applied to the mastic asphalt pavement, minimizing plastic deformation, and exhibiting properties that do not peel off easily without aging for a long time.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 제조방법은 a) 가열된 아스팔트 62~80 중량%에 스티렌계 공중합체 11~24 중량%를 첨가하고 교반하면서 용해시키는 단계; b) 에틸렌-프로필렌 올리고머 2~8 중량%, 오일 4~12 중량% 및 점착부여제 2~7 중량%를 추가로 혼합하고 용해시키는 단계; 및 c) 상온으로 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 대한 실시예와 실질적으로 동일한 내용에 대하여는 본 실시예에 있어서는 그 구체적인 설명을 생략한다.On the other hand, a method of manufacturing a binder composition for a mastic asphalt pavement according to another embodiment of the present invention comprises: a) adding 11 to 24 wt% of a styrene-based copolymer to 62 to 80 wt% of the heated asphalt and dissolving while stirring; b) further mixing and dissolving 2 to 8% by weight of ethylene-propylene oligomer, 4 to 12% by weight of oil and 2 to 7% by weight of tackifier; And c) cooling to room temperature. For the contents substantially the same as the examples of the above-described binder composition for mastic asphalt pavement, detailed descriptions thereof will be omitted in this example.
일 실시예에서, 아스팔트는 170~230℃ 범위의 온도로 가열될 수 있다.In one embodiment, the asphalt may be heated to a temperature in the range of 170-230°C.
일 실시예에서, 가열된 아스팔트에 스티렌계 공중합체를 첨가하고 교반하면서 용해시킨 후, 탄성 및 고온 물성을 더욱 강화시키기 위하여 황 함유 실란 커플링제로 처리된 유기화된 실리카를 첨가하여 용해시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, after the styrene-based copolymer is added to the heated asphalt and dissolved while stirring, the step of dissolving by adding organic silica treated with a sulfur-containing silane coupling agent to further enhance elasticity and high temperature properties is further dissolved. It can contain.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 제조방법은 가열된 아스팔트 62~80 중량%에 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 10~18 중량%를 첨가하고 교반하면서 용해시키는 단계; 160~190℃로 냉각시키는 단계; 황을 첨가하고 교반하면서 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시키는 단계; 스티렌-부타디엔 고무 1~6 중량%, 에틸렌-프로필렌 올리고머 2~8 중량%, 오일 4~12 중량% 및 점착부여제 2~7 중량%를 추가로 혼합하고 용해시키는 단계; 및 상온으로 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 대한 실시예와 실질적으로 동일한 내용에 대하여는 본 실시예에 있어서는 그 구체적인 설명을 생략한다.In addition, the manufacturing method of the binder composition for a mastic asphalt pavement according to another embodiment of the present invention is to add 10 to 18% by weight of styrene-butadiene-styrene block copolymer to 62 to 80% by weight of heated asphalt and dissolve while stirring. step; Cooling to 160-190°C; Crosslinking the styrene-butadiene-styrene block copolymer while adding sulfur and stirring; Step 1 to 6% by weight of styrene-butadiene rubber, 2 to 8% by weight of ethylene-propylene oligomer, 4 to 12% by weight of oil and 2 to 7% by weight of tackifier are further mixed and dissolved; And cooling to room temperature. For the contents substantially the same as the examples of the above-described binder composition for mastic asphalt pavement, detailed descriptions thereof will be omitted in this example.
일 실시예에서, 아스팔트는 170~230℃ 범위의 온도로 가열될 수 있다.In one embodiment, the asphalt may be heated to a temperature in the range of 170-230°C.
일 실시예에서, 황은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로 2~4 중량부의 비율로 첨가될 수 있다.In one embodiment, sulfur may be added in a proportion of 2 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the styrene-butadiene-styrene block copolymer.
일 실시예에서, 황을 첨가하고 교반하면서 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시키는 단계에 있어서, 상기 스티렌계 공중합체 100 중량부를 기준으로 5~20 중량부의 실란커플링제로 처리된 유기화된 실리카를 더 첨가하여 용해시킬 수 있다.In one embodiment, in the step of crosslinking the styrene-butadiene-styrene block copolymer while adding sulfur and stirring, the organic treatment with 5 to 20 parts by weight of a silane coupling agent based on 100 parts by weight of the styrene-based copolymer Silica can be added and dissolved.
본 실시예에 따라 제조된 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 있어서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 가교된 형태로 존재하고, 스티렌-부타디엔 고무는 가교되지 않은 상태로 존재한다. 이와 같이, 가교된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 가교되지 않은 스티렌-부타디엔 고무의 조합을 이용함으로써 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 점탄성 특성을 강화시키고, 소성변형을 최소화하고, 장시간 동안 노화되지 않으면서, 쉽게 박리되지 않는 특성을 발휘하도록 할 수 있다.In the binder composition for the mastic asphalt pavement prepared according to the present embodiment, the styrene-butadiene-styrene block copolymer is present in a crosslinked form, and the styrene-butadiene rubber is present in an uncrosslinked state. As such, by using a combination of a cross-linked styrene-butadiene-styrene block copolymer and an uncrosslinked styrene-butadiene rubber, the viscoelastic properties of the binder composition for mastic asphalt pavement are enhanced, plastic deformation is minimized, and if it is not aged for a long time, Therefore, it is possible to exhibit characteristics that are not easily peeled off.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물은 전술한 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 및 골재를 포함할 수 있다. 전술한 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 대한 실시예와 실질적으로 동일한 내용에 대하여는 본 실시예에 있어서는 그 구체적인 설명을 생략한다.Meanwhile, the asphalt mixture for mastic asphalt pavement according to another embodiment of the present invention may include a binder composition and aggregate for mastic asphalt pavement according to the above-described embodiment. For the contents substantially the same as the examples of the above-described binder composition for mastic asphalt pavement, detailed descriptions thereof will be omitted in this example.
일 실시예에서, 골재는 일반 골재, 고비중 골재, 일반 미분말 충진재 및 저비중 미분말 충진재로 이루어진 군으로부터 선택되는 일 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the aggregate may include one or more selected from the group consisting of a general aggregate, a high specific gravity aggregate, a general fine powder filler, and a low specific gravity fine powder filler.
일 실시예에서, 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물은, 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 100 중량부에 대하여, 일반 골재 250~1500 중량부, 고비중 골재 100~500 중량부, 일반 미분말 충진재 10~150 중량부 및 저비중 미분말 충진재 5~20 중량부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the asphalt mixture for pavement of mastic asphalt, with respect to 100 parts by weight of the binder composition for pavement of mastic asphalt, 250 to 1500 parts by weight of general aggregate, 100 to 500 parts by weight of high specific gravity aggregate, 10 to 150 parts by weight of general fine powder filler And 5 to 20 parts by weight of the low specific gravity fine powder filler.
일반 골재는 비중이 2.5~2.8인 화강암, 석회암 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 일반 골재의 사이즈는 0.08~13 mm의 범위일 수 있다.Common aggregates may include granite, limestone, or combinations of 2.5 to 2.8 specific gravity. The size of the general aggregate may range from 0.08 to 13 mm.
고비중 골재는 아스팔트 혼합물의 시공성 및 셀프 레벨링 효과 향상을 위해 사용될 수 있으며, 비중이 3.1~3.4인 제강슬래그를 포함할 수 있다. 고비중 골재의 사이즈는 일반 골재와 동일한 0.08~13 mm의 범위일 수 있다.The high specific gravity aggregate may be used to improve the workability and self-leveling effect of the asphalt mixture, and may include steel slag having a specific gravity of 3.1 to 3.4. The size of the high specific gravity aggregate may range from 0.08 to 13 mm, which is the same as that of the general aggregate.
일반 미분말 충진재는 아스팔트 혼합물의 수밀성 향상을 위하여 사용될 수 있으며, 비중이 2.5~2.8인 무기 입자를 포함할 수 있다. 무기 입자의 예는 탄산칼슘을 포함할 수 있다. 일반 미분말 충진재의 사이즈는 0.08 mm 이하일 수 있다.The general fine powder filler may be used to improve water tightness of the asphalt mixture, and may include inorganic particles having a specific gravity of 2.5 to 2.8. Examples of the inorganic particles may include calcium carbonate. The size of the general fine powder filler may be 0.08 mm or less.
저비중 미분말 충진재는 비중이 0.5 이하인 팽창 질석을 포함할 수 있다. 팽창 질석은 일반 미분말 충진재보다 비중이 낮아 비중 차이에 의해 셀프 레벨링 효과를 강화시키는 역할을 할 수 있다. 팽창 질석은 강도가 약해 사이즈가 0.08 mm보다 크면 아스팔트 혼합물의 물성에 좋지 않은 영향을 주기 때문에 표면적을 극대화하고 강도에 영향을 미치지 않도록 0.08 mm 이하의 사이즈를 갖는 것이 바람직하다.The low specific gravity fine powder filler may include expanded vermiculite having a specific gravity of 0.5 or less. Expanded vermiculite has a lower specific gravity than ordinary fine powder fillers, and may play a role in strengthening the self-leveling effect by the specific gravity difference. Since the expanded vermiculite has a weak strength and has a size larger than 0.08 mm, it adversely affects the physical properties of the asphalt mixture, so it is preferable to have a size of 0.08 mm or less to maximize the surface area and not affect the strength.
팽창 질석을 포함하는 저비중 미분말 충진재의 함량은 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 100 중량부에 대하여, 5~20 중량부일 수 있다. 저비중 미분말 충진재의 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 셀프 레벨링 강화 효과가 충분하지 못하며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 아스팔트 혼합물의 수밀성에 영향을 미칠 수 있다.The content of the low specific gravity fine powder filler containing expanded vermiculite may be 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder composition for mastic asphalt pavement. If the content of the low specific gravity fine powder filler is less than 5 parts by weight, the self-leveling strengthening effect is not sufficient, and if it exceeds 20 parts by weight, it may affect the water tightness of the asphalt mixture.
본 실시예에서, 이와 같이 밀도가 다른 특정 골재나 충진재를 특정 비율로 조합하여 사용함으로써 별도의 다짐 공정 없이도 유동성, 불투수성, 충격저항성, 내구성 및 휨추종성이 우수한 특성을 발휘하는 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물을 제공할 수 있으며, 소성변형을 최소화하고, 요구되는 물성을 확보하면서도, 장시간 동안 노화되지 않고, 쉽게 박리되지 않는 특성을 발휘할 수 있다In this embodiment, by using specific aggregates or fillers having different densities in a specific ratio as described above, the asphalt mixture for mastic asphalt pavement exhibiting excellent properties of fluidity, impermeability, impact resistance, durability and bending followability without a separate compaction process It is possible to provide, minimize plastic deformation, secure the required physical properties, while not exhibiting the characteristics of not aging for a long time and not easily peeling off.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법은 전술한 실시예에 따라 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 골재와 용융 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 및 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물에 대한 실시예와 실질적으로 동일한 내용에 대하여는 본 실시예에 있어서는 그 구체적인 설명을 생략한다.On the other hand, the method for preparing the asphalt mixture for paving mastic asphalt according to another embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a binder composition for paving mastic asphalt according to the above-described embodiment; And melting and mixing the binder composition for paving mastic asphalt with aggregate. In the present embodiment, detailed descriptions of the contents substantially the same as the examples of the above-described binder composition for mastic asphalt pavement and the asphalt mixture for mastic asphalt pavement are omitted.
본 발명에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물은 우수한 방수성, 부착성 및 저온 물성을 가지며, 탄성회복력이 우수하여 균열 및 소성변형 저항성이 높고, 시공 과정에서 별도의 다짐을 하지 않아도 평탄화가 가능한 셀프레벨링(self-leveling) 특성을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물은 강상판 교량이나 콘크리트 교량, 콘크리트 포장, 측구 등 모든 도로의 방수층에 효과적으로 적용되어 우수한 물성을 발휘할 수 있다.Asphalt mixture for mastic asphalt pavement according to the present invention has excellent waterproofness, adhesion and low temperature properties, has excellent elastic recovery, has high resistance to cracking and plastic deformation, and self-leveling capable of flattening without any compaction during construction ( self-leveling). Accordingly, the asphalt mixture for mastic asphalt pavement according to the present invention can be effectively applied to the waterproof layer of all roads, such as steel plate bridges, concrete bridges, concrete pavements, and side openings, thereby exhibiting excellent physical properties.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예][Example]
- 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 제조-Manufacture of binder composition for mastic asphalt pavement
하기 표 1에 나타내어진 구성성분 및 함량에 따라 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 3의 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 제조하였다. 표 1에 나타내어진 구성성분의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 한 중량%로 표시되나, 황은 SBS 100 중량부를 기준으로 한 중량부로 표시되고, 실리카 및 O-실리카는 스티렌계 공중합체(즉, SBS와 SB의 합계) 100 중량부를 기준으로 한 중량부로 표시된다. 구체적으로, 실시예 1, 2, 4, 비교예 1, 2의 경우, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS)를 170~230℃로 가열된 아스팔트에 첨가하여 교반하면서 용해시킨 후, 점착부여제, 오일, 에틸렌-프로필렌 올리고머 등의 다른 성분을 추가로 혼합하고 용해시키고, 상온으로 냉각함으로써 제조하였다. 또한, 실시예 3, 5, 비교예 3의 경우, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS)를 170~230℃로 가열된 아스팔트에 첨가하여 교반하면서 용해시킨 후, 용해된 아스팔트를 160~190℃로 냉각하고, 황 및 유기화된 실리카를 투입하여 교반하여 가교시킨 후, 스티렌-부타디엔 고무, 점착부여제, 오일, 에틸렌-프로필렌 올리고머 등의 다른 성분을 추가로 혼합하고 용해시키고, 상온으로 냉각함으로써 제조하였다.According to the components and contents shown in Table 1 below, binder compositions for mastic asphalt pavement of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared. The content of the components shown in Table 1 is expressed in weight percent based on the total weight of the composition, but sulfur is expressed in parts by weight based on 100 parts by weight of SBS, and silica and O-silica are styrene copolymers (i.e., SBS And SB) is expressed in parts by weight based on 100 parts by weight. Specifically, in the case of Examples 1, 2, and 4, and Comparative Examples 1 and 2, styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS) was added to asphalt heated to 170 to 230°C to dissolve while stirring, and then adhesion was given. It was prepared by further mixing and dissolving other components such as oil, ethylene-propylene oligomer, and cooling to room temperature. In addition, in the case of Examples 3, 5, and Comparative Example 3, styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS) was added to the asphalt heated to 170-230°C to dissolve while stirring, and the dissolved asphalt was 160-190. After cooling to ℃, crosslinking by stirring with sulfur and organic silica added, and further mixing and dissolving other components such as styrene-butadiene rubber, tackifier, oil, ethylene-propylene oligomer, and cooling to room temperature It was prepared.
하기 표 1에 나타내어진 각각의 재료는 다음과 같다.Each material shown in Table 1 is as follows.
- SBS: 스티렌 함량이 30 중량%이고, 분자량이 100,000 g/mol인 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체-SBS: Styrene-butadiene-styrene block copolymer having a styrene content of 30% by weight and a molecular weight of 100,000 g/mol
- SB: 스티렌 함량이 20 중량%이고, 분자량이 250,000 g/mol인 스티렌-부타디엔 랜덤 공중합체-SB: Styrene-butadiene random copolymer having a styrene content of 20% by weight and a molecular weight of 250,000 g/mol
- 황: 순도 90% 이상인 황-Sulfur: Sulfur with a purity of 90% or higher
- AD: 연화점이 140℃인 C9계 석유수지-AD: C9-based petroleum resin with a softening point of 140℃
- 오일 1: 40℃에서의 동점도 90 ㎟/s, 유동점이 -13℃, 인화점이 240℃인 화이트 오일(white oil)-Oil 1: White oil with a kinematic viscosity of 90 ㎟/s at 40°C, a pour point of -13°C, and a flash point of 240°C.
- 오일 2: 40℃에서의 동점도 30 ㎟/s, 유동점이 -22℃, 인화점이 190℃인 화이트 오일-Oil 2: White oil with a kinematic viscosity of 30 ㎟/s at 40°C, a pour point of -22°C, and a flash point of 190°C.
- EPO: 40℃에서의 동점도 30 ㎟/s, 유리전이온도 -40℃, 인화점이 280℃인 에틸렌-프로필렌 올리그머-EPO: Ethylene-propylene oligomer having a kinematic viscosity of 30 ㎟/s at 40°C, a glass transition temperature of -40°C, and a flash point of 280°C.
- O-실리카: 데구사 si-69로 처리된 입자 크기 90 마이크론인 유기화된 실리카O-silica: organic silica with particle size 90 microns treated with Degussa si-69
- 실리카: 평균 입자크기 90 마이크론인 실리카 -Silica: Silica with an average particle size of 90 microns
- AP: 침입도 70 dm,, 연화점이 50℃인 도로 포장에 사용하는 AP5급 아스팔트-AP: AP5 grade asphalt used for pavement with a penetration rate of 70 dm and a softening point of 50℃
- 물성 평가-Property evaluation
상기 제조된 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 3의 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 물성은 기본 성능 평가, ASTM D 6297-13(Standard Specification for Asphalt Plug Joints for Bridge) 및 균열 실런트 기준인 ASTM D 6690 TYPE 2에 따라 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.The properties of the binder compositions for the mastic asphalt pavement of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 prepared above were evaluated for basic performance, ASTM D 6297-13 (Standard Specification for Asphalt Plug Joints for Bridge) and ASTM as the crack sealant standard. It was evaluated according to D 6690 TYPE 2, and the results are shown in Table 2 below.
- 기본 성능 평가-Basic performance evaluation
구체적인 평가 방법 및 판단 기준은 다음과 같다.The specific evaluation methods and criteria are as follows.
1) 연화점(Softening point) 및 25℃ 침입도(Penetration) 평가1) Softening point and 25℃ Penetration evaluation
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 소성변형에 대한 평가(ASTM D 36, D3407)로 연화점 및 25℃ 침입도를 측정하였다. 연화점 및 침입도가 높을수록 소성변형 특성이 우수하다고 판단할 수 있으며, 그 측정값이 ASTM D 6297-13에서 제시한 값보다 낮으면 불합격으로 판정한다.Softening point and 25° C. penetration were measured by evaluating plastic deformation of the mastic asphalt pavement binder composition (ASTM D 36, D3407). The higher the softening point and penetration rate, the better the plastic deformation characteristics can be judged. If the measured value is lower than the value suggested by ASTM D 6297-13, it is judged as rejected.
(2) 25℃ 신도(Ductility) 평가(2) Evaluation of 25℃ Ductility
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 피로 균열 평가(ASTM D 113)로, 25℃ 신도를 측정하였다. 신도가 높을수록 피로 균열 특성이 우수하다고 판단할 수 있으며, 그 측정값이 ASTM D 6297-13에서 제시한 값보다 낮으면 불합격으로 판정한다.Elongation at 25° C. was measured by fatigue crack evaluation (ASTM D 113) of the binder composition for mastic asphalt pavement. It can be judged that the higher the elongation, the better the fatigue crack characteristics, and if the measured value is lower than the value suggested by ASTM D 6297-13, it is judged as rejected.
(3) 유연성(Flexibility) 평가(3) Flexibility evaluation
매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 저온 균열 평가(ASTM D 5329)로, 저온 유연성을 측정하였다. 그 측정값이 -23℃ 보다 높으면 불합격으로 판정한다.Low temperature cracking was measured by low temperature crack evaluation (ASTM D 5329) of the mastic asphalt pavement binder composition. If the measured value is higher than -23°C, it is judged as rejected.
표 2의 실시예 1, 2 및 비교예 1의 결과를 통하여, 에틸렌-프로필렌 올리고머의 사용에 따라 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 저온 균열 저항성이 개선되는 것을 확인할 수 있다. 실시예 1, 3 및 비교예 2의 결과를 통하여, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시킴으로써 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 고온 물성 및 점성이 개선되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1, 3, 4 및 비교예 3을 통하여, 유기화된 실리카에 의해 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물의 연화점이 개선되는 것을 확인할 수 있다.Through the results of Examples 1, 2 and Comparative Example 1 of Table 2, it can be seen that the low temperature crack resistance of the binder composition for the mastic asphalt pavement is improved according to the use of the ethylene-propylene oligomer. Through the results of Examples 1, 3 and Comparative Example 2, it can be seen that the high-temperature properties and viscosity of the binder composition for the mastic asphalt pavement are improved by crosslinking the styrene-butadiene-styrene block copolymer. In addition, it can be seen through Example 1, 3, 4 and Comparative Example 3 that the softening point of the binder composition for the mastic asphalt pavement is improved by the organic silica.
- ASTM D 6297-13에 의한 물성 평가-Evaluation of physical properties according to ASTM D 6297-13
실시예 1 및 3에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 대하여 ASTM D 6297-13 전체 평가를 통하여 규정에 따른 조건을 적합하게 충족하는지를 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.With respect to the binder composition for the mastic asphalt pavement according to Examples 1 and 3, it was evaluated whether the conditions according to the regulations were adequately satisfied through the overall evaluation of ASTM D 6297-13, and the results are shown in Table 3 below.
상기 표 4에 나타내어진 바와 같이, 실시예 1 및 3에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물은 ASTM D 6297-13의 기준을 모두 만족하는 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 4, it can be seen that the binder composition for the mastic asphalt pavement according to Examples 1 and 3 satisfies all the criteria of ASTM D 6297-13.
- ASTM D 6690-TYPE2에 의한 물성 평가-Property evaluation according to ASTM D 6690-TYPE2
실시예 1, 3, 4, 5 및 비교예 2, 3에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물에 대하여 ASTM D 6690 Type 2 전체 평가를 통하여 규정에 따른 조건을 적합하게 충족하는지를 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타낸다.Examples 1, 3, 4, 5 and Comparative Examples 2 and 3 of the binder composition for the pavement of the mastic asphalt were evaluated through the entire evaluation of ASTM D 6690 Type 2 to properly satisfy the conditions according to the regulations, and the results are as follows. It is shown in Table 4.
(60도 mm)Flowability
(60 degree mm)
(비침수)Adhesiveness
(Non-immersion)
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
없음More than
none
상기 표 4에 나타내어진 바와 같이, 실시예에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물은 모두 ASTM D 6690 TYPE 2에 따른 기준을 만족하였다.As shown in Table 4, all of the binder composition for the mastic asphalt pavement according to the example met the criteria according to ASTM D 6690 TYPE 2.
실시예 3과 비교예 2의 결과를 통하여 황을 첨가하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시킴으로써 특히 원상회복률이 더 우수해지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 3과 비교예 3의 결과를 통하여 유기화된 실리카를 이용하는 경우 일반 실리카보다 성능 개선 효과가 더 향상되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 3의 경우, 실리카가 침전되어 아스팔트와의 호환성에 문제가 있음을 알 수 있었다.Through the results of Example 3 and Comparative Example 2, it can be seen that, especially by adding sulfur, the styrene-butadiene-styrene block copolymer is crosslinked, and thus the original phase recovery rate is more excellent. In addition, it can be seen through the results of Example 3 and Comparative Example 3 that when the organic silica is used, the performance improvement effect is more improved than that of the general silica. Particularly, in the case of Comparative Example 3, it was found that silica precipitated and there was a problem in compatibility with asphalt.
- 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 셀프 레벨링 평가-Self-leveling evaluation of asphalt mixture for mastic asphalt pavement
실시예 1에서 제조된 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 이용하여 하기 표 5에 나타내어진 바에 따라 각각의 구성성분을 220℃에서 혼합하여 실시예 6, 비교예 4 내지 7에 따른 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물을 제조하여 셀프 레벨링을 평가하였다. 표 6에 나타내어진 각 성분의 함량은 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 100 중량부를 기준으로 한 중량부로 표시된다.Using the binder composition for paving mastic asphalt prepared in Example 1, each component was mixed at 220° C. as shown in Table 5 below, and asphalt mixture for paving mastic asphalt according to Examples 6 and Comparative Examples 4 to 7 Was prepared to evaluate self-leveling. The content of each component shown in Table 6 is expressed in parts by weight based on 100 parts by weight of the binder composition for paving mastic asphalt.
셀프 레벨링 평가는, 제조된 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물을 지름 50 cm, 높이 50 cm인 금속통에 투입한 후, 다짐을 하지 않고, 상온 냉각하여 평탄도를 확인함으로써 이루어졌다. 높은 곳과 낮은 곳의 차이를 평균을 내어 평가하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.The self-leveling evaluation was performed by inserting the prepared asphalt mixture for mastic asphalt pavement into a metal barrel having a diameter of 50 cm and a height of 50 cm, and then compacting to cool at room temperature to confirm flatness. The difference between high and low was averaged and evaluated. Table 5 shows the results.
하기 표 5에 나타내어진 각각의 재료는 다음과 같다.Each material shown in Table 5 is as follows.
APJ: 실시예 1에서 제조된 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물APJ: Mastic asphalt pavement binder composition prepared in Example 1
S1: 일반 골재(비중 2.6이며, 평균 입도가 1~13 mm인 화강암 골재)S1: general aggregate (granite aggregate having a specific gravity of 2.6 and an average particle size of 1 to 13 mm)
S2: 고비중 골재(비중이 3.3이며, 평균 입도가 1~13 mm인 제강슬래그 골재)S2: High specific gravity aggregate (steel specific gravity aggregate with a specific gravity of 3.3 and an average particle size of 1 to 13 mm)
P1: 일반 미분말 충진재(비중 2.7이며, 사이즈가 0.001~0.07 mm인 탄산칼슘)P1: General fine powder filler (calcium carbonate with specific gravity of 2.7 and size 0.001 to 0.07 mm)
P2: 저비중 미분말 충진재(비중 0.3이며, 사이즈가 0.001~0.07 mm인 팽창 질석)P2: Low specific gravity fine powder filler (expanded vermiculite having a specific gravity of 0.3 and a size of 0.001 to 0.07 mm)
표 5에 나타내어진 평가 결과로부터, 본 발명의 실시예와 같이 밀도가 다른 골재나 충진재를 조합하여 사용함으로써 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 셀프 레벨링 특성이 현저하게 개선되는 것을 확인할 수 있다.From the evaluation results shown in Table 5, it can be seen that self-leveling characteristics of the asphalt mixture for mastic asphalt pavement are remarkably improved by using a combination of aggregates or fillers having different densities as in the Examples of the present invention.
- 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물 평가-Evaluation of asphalt mixture for mastic asphalt pavement
실시예 4에서 제조된 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 이용하여 상기 실시예 6과 동일하게 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물(실시예 7)을 제조하여, 약 60 mm 두께의 표층용 구스 매스틱 아스팔트 콘크리트층을 제조한 후, 방수성, 균열정도, 동적안정도, 간접인장강도 및 변형강도를 측정하여 그 결과를 표 6에 나타낸다. 비교예 8은 가열 아스팔트 혼합물(HMA(WC-3))으로, Using the binder composition for paving mastic asphalt prepared in Example 4, an asphalt mixture for paving mastic asphalt (Example 7) was prepared in the same manner as in Example 6, and a goose mastic asphalt concrete layer for a surface layer having a thickness of about 60 mm was prepared. After manufacturing, waterproof, cracking degree, dynamic stability, indirect tensile strength and strain strength are measured and the results are shown in Table 6. Comparative Example 8 is a heated asphalt mixture (HMA (WC-3)),
(pass/mm)Dynamic stability
(pass/mm)
(ITS)Indirect tensile strength
(ITS)
(4.5)Deformation strength
(4.5)
표 6에 나타내어진 바와 같이, 본 발명에 따른 바인더 조성물 및 비중이 다른 골재 및 미분말 충진재를 조합함으로써 방수성이 우수하고, 균열이 없으며, 셀프 레벨링이 가능한 고강도 매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물을 제조할 수 있음을 확인하였다.As shown in Table 6, by combining the binder composition according to the present invention and aggregates and fine powder fillers of different specific gravity, it is possible to prepare a high-strength mastic asphalt pavement asphalt mixture having excellent waterproofness, no cracking, and self-leveling. Was confirmed.
본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the present invention without departing from those skilled in the art. It will be obvious.
Claims (25)
골재를 포함하며,
상기 스티렌계 공중합체는 가교된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 가교되지 않은 스티렌-부타디엔 고무의 조합을 포함하며,
상기 에틸렌-프로필렌 올리고머는 40℃에서의 동점도가 200 ㎟/s 이하이고, 인화점이 260℃ 이상이며, 유리전이온도가 -40℃ 이하이며, 저온 물성 및 가공 안정성을 향상시키고,
상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물은 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시키기 위하여 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로 2~4 중량부의 황을 더 포함하는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물.
Binder for Mastic Asphalt Pavement, including 11~24% by weight of styrene copolymer, 2~8% by weight of ethylene-propylene oligomer, 4~12% by weight of oil, 2~7% by weight of tackifier and 62~80% by weight of asphalt Composition; And
Contains aggregate,
The styrene-based copolymer includes a combination of a crosslinked styrene-butadiene-styrene block copolymer and an uncrosslinked styrene-butadiene rubber,
The ethylene-propylene oligomer has a kinematic viscosity at 40°C of 200 Pa/s or less, a flash point of 260°C or more, a glass transition temperature of -40°C or less, improves low-temperature properties and processing stability,
The mastic asphalt pavement binder composition further comprises 2 to 4 parts by weight of sulfur based on 100 parts by weight of the styrene-butadiene-styrene block copolymer to crosslink the styrene-butadiene-styrene block copolymer.
Asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 가교된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 전체 중량을 기준으로 10~18 중량% 포함되고, 상기 가교되지 않은 스티렌-부타디엔 고무는 상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 전체 중량을 기준으로 1~6 중량% 포함되는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물.
According to claim 1,
The crosslinked styrene-butadiene-styrene block copolymer contains 10 to 18% by weight based on the total weight of the binder composition for paving the mastic asphalt, and the uncrosslinked styrene-butadiene rubber is the total weight of the binder composition for paving the mastic asphalt Based on 1 to 6% by weight
Asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 가교된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 스티렌 함량이 28~33 중량%이고, 중량평균분자량이 80,000~150,000 g/mol이며, 상기 가교되지 않은 스티렌-부타디엔 고무는 스티렌 함량이 10~25 중량%이고, 중량평균분자량이 120,000~350,000 g/mol인 랜덤 공중합체인
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물.
According to claim 1,
The crosslinked styrene-butadiene-styrene block copolymer has a styrene content of 28 to 33% by weight, a weight average molecular weight of 80,000 to 150,000 g/mol, and the uncrosslinked styrene-butadiene rubber has a styrene content of 10 to 25% by weight. %, and a random copolymer having a weight average molecular weight of 120,000 to 350,000 g/mol.
Asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 스티렌계 공중합체 100 중량부를 기준으로 5~20 중량부의 황 함유 실란커플링제로 처리된 유기화된 실리카를 더 포함하는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물.
According to claim 1,
The styrene-based copolymer further comprises 5 to 20 parts by weight of an organic silica treated with a sulfur-containing silane coupling agent based on 100 parts by weight
Asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 유기화된 실리카는 상기 실리카 100 중량부에 대하여 1~10 중량부의 실란 커플링제로 처리된
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물.
According to claim 4,
The organic silica is treated with 1 to 10 parts by weight of a silane coupling agent relative to 100 parts by weight of the silica
Asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 골재는 일반 골재, 고비중 골재, 일반 미분말 충진재 및 저비중 미분말 충진재로 이루어진 군으로부터 선택되는 일 이상을 포함하는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물.
According to claim 1,
The aggregate includes at least one selected from the group consisting of a general aggregate, a high specific gravity aggregate, a general fine powder filler, and a low specific gravity fine powder filler.
Asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 일반 골재는 비중이 2.5~2.8인 화강암, 석회암 또는 그 조합을 포함하며,
상기 고비중 골재는 비중이 3.1~3.4인 제강슬래그를 포함하며,
상기 일반 미분말 충진재는 비중이 2.5~2.8인 무기 입자를 포함하며,
상기 저비중 미분말 충진재는 비중이 0.5 이하인 팽창 질석을 포함하는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물.
The method of claim 6,
The general aggregate includes granite, limestone or a combination thereof having a specific gravity of 2.5 to 2.8,
The high specific gravity aggregate includes steel slag having a specific gravity of 3.1 to 3.4,
The general fine powder filler includes inorganic particles having a specific gravity of 2.5 to 2.8,
The low specific gravity fine powder filler includes an expanded vermiculite having a specific gravity of 0.5 or less.
Asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 100 중량부에 대하여, 일반 골재 250~1500 중량부, 고비중 골재 100~500 중량부, 일반 미분말 충진재 10~150 중량부 및 저비중 미분말 충진재 5~20 중량부를 포함하는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물.
According to claim 1,
100 parts by weight of the binder composition for the mastic asphalt pavement, 250 to 1500 parts by weight of general aggregate, 100 to 500 parts by weight of high specific gravity aggregate, 10 to 150 parts by weight of general fine powder filler, and 5 to 20 parts by weight of low specific gravity powder filler
Asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 골재와 용융 혼합하는 단계를 포함하며,
상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물을 제조하는 단계는,
가열된 아스팔트 62~80 중량%에 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 10~18 중량%를 첨가하고 교반하면서 용해시키는 단계;
160~190℃로 냉각시키는 단계;
황을 첨가하고 교반하면서 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시키는 단계;
스티렌-부타디엔 고무 1~6 중량%, 에틸렌-프로필렌 올리고머 2~8 중량%, 오일 4~12 중량% 및 점착부여제 2~7 중량%를 추가로 혼합하고 용해시키는 단계; 및
상온으로 냉각시키는 단계를 포함하며,
상기 에틸렌-프로필렌 올리고머는 40℃에서의 동점도가 200 ㎟/s 이하이고, 인화점이 260℃ 이상이며, 유리전이온도가 -40℃ 이하이며, 저온 물성 및 가공 안정성을 향상시키는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법.
Preparing a binder composition for mastic asphalt pavement; And
It comprises the step of melt-mixing the binder composition for paving the mastic asphalt with the aggregate,
The step of preparing the binder composition for the mastic asphalt pavement,
Adding 10 to 18% by weight of styrene-butadiene-styrene block copolymer to 62 to 80% by weight of heated asphalt and dissolving while stirring;
Cooling to 160-190°C;
Crosslinking the styrene-butadiene-styrene block copolymer while adding sulfur and stirring;
Step 1 to 6% by weight of styrene-butadiene rubber, 2 to 8% by weight of ethylene-propylene oligomer, 4 to 12% by weight of oil and 2 to 7% by weight of tackifier are further mixed and dissolved; And
Cooling to room temperature,
The ethylene-propylene oligomer has a kinematic viscosity of 200 Pa/s or less at 40°C, a flash point of 260°C or more, a glass transition temperature of -40°C or less, and improves low-temperature properties and processing stability.
Method for preparing asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 황은 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로 2~4 중량부의 비율로 첨가되는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법.
The method of claim 9,
The sulfur is added in a proportion of 2 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the styrene-butadiene-styrene block copolymer
Method for preparing asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 황을 첨가하고 교반하면서 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 가교시키는 단계에 있어서, 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체와 상기 스티렌-부타디엔 고무의 합계 100 중량부를 기준으로 5~20 중량부의 황 함유 실란커플링제로 처리된 유기화된 실리카를 더 첨가하여 용해시키는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법.
The method of claim 9,
In the step of crosslinking the styrene-butadiene-styrene block copolymer while adding and stirring the sulfur, 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the styrene-butadiene-styrene block copolymer and the styrene-butadiene rubber To further dissolve by adding the organic silica treated with a sulfur-containing silane coupling agent
Method for preparing asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 아스팔트는 170~230℃ 범위의 온도로 가열되는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법.
The method of claim 9,
The asphalt is heated to a temperature in the range of 170 ~ 230 ℃
Method for preparing asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 골재는 일반 골재, 고비중 골재, 일반 미분말 충진재 및 저비중 미분말 충진재로 이루어진 군으로부터 선택되는 일 이상을 포함하는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법.
The method of claim 9,
The aggregate includes at least one selected from the group consisting of a general aggregate, a high specific gravity aggregate, a general fine powder filler, and a low specific gravity fine powder filler.
Method for preparing asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 일반 골재는 비중이 2.5~2.8인 화강암, 석회암 또는 그 조합을 포함하며,
상기 고비중 골재는 비중이 3.1~3.4인 제강슬래그를 포함하며,
상기 일반 미분말 충진재는 무기 입자를 포함하며,
상기 저비중 미분말 충진재는 비중이 0.5 이하인 팽창 질석을 포함하는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법.
The method of claim 13,
The general aggregate includes granite, limestone or a combination thereof having a specific gravity of 2.5 to 2.8,
The high specific gravity aggregate includes steel slag having a specific gravity of 3.1 to 3.4,
The general fine powder filler includes inorganic particles,
The low specific gravity fine powder filler includes an expanded vermiculite having a specific gravity of 0.5 or less.
Method for preparing asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
상기 매스틱 아스팔트 포장용 바인더 조성물 100 중량부에 대하여, 일반 골재 250~1500 중량부, 고비중 골재 100~500 중량부, 일반 미분말 충진재 10~150 중량부 및 저비중 미분말 충진재 5~20 중량부를 포함하는
매스틱 아스팔트 포장용 아스팔트 혼합물의 제조방법.
The method of claim 9,
100 parts by weight of the binder composition for the mastic asphalt pavement, 250 to 1500 parts by weight of general aggregate, 100 to 500 parts by weight of high specific gravity aggregate, 10 to 150 parts by weight of general fine powder filler, and 5 to 20 parts by weight of low specific gravity powder filler
Method for preparing asphalt mixture for mastic asphalt pavement.
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|---|---|---|---|---|
| KR100546689B1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-01-31 | 유한회사 로드씰 | Asphalt sealant composition for protecting a vehicle detector and preparing method thereof |
| KR101896102B1 (en) | 2017-09-28 | 2018-09-06 | 주식회사 세일매트릭스 | Compostion for mastic asphalt pavement and manufacturing method of the same |
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- 2019-12-03 KR KR1020190158763A patent/KR102134231B1/en active IP Right Grant
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