KR102154567B1 - 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법 - Google Patents

접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 5 내지 8 중량%와 골재 92 내지 95 중량%를 포함하고; 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 70 내지 85 중량%, 폴리머 개질제 15 내지 25 중량%, 가소성 첨가제 1 내지 10 중량%, 박리방지제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 것이고, 상기 석유계 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 폴리머 개질제는 SBR, SBS, SIS, EPDM, polychloroprene, polynorbonene, polyolefin, EBA, SEBS, ABS, rubber, polybutene, 에틸렌 공중합체, methacrylic acid ester, maleic anhydride, 에틸렌 삼원공중합체, Glycidyl Methacrylate, ethylene-propylene copolymer 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 가소성 첨가제는 EVA, EMA, copolymer olefin, C5 석유수지, C9 석유수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 박리방지제는 아민계, 폴리인산계, 소석회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고; 상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 것이고; 공극율이 20 내지 23 %인 것이면서, PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)이고, 굵은골재 사이에서의 부착성능을 향상시켜 높은 내구성을 확보하면서, 골재탈리, 피로균열 및 저온균열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법에 관한 것이다.

Description

접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법{Permeable high grade asphalt concrete composition having excellennt adhesive property and constructing method using the same}
본 발명은 PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)이고, 굵은골재 사이에서의 부착성능을 향상시켜 높은 내구성을 확보하면서, 골재탈리, 피로균열 및 저온균열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법에 관한 것이다.
배수성 아스팔트 콘크리트 1950년대 영국에서 활주로의 수막현상을 방지하기 위해서 처음 시공되었고, 1980년대 배수성 아스팔트의 단점인 높은 공극률(개립 아스콘)에 의한 내구성을 향상시키기 위하여 일본에서 고점도 개질 아스팔트가 개발된 뒤, 그 단점을 보완하여 폭넓게 확대되었고, 2001년부터 일본의 모든 고속도로 및 일반도로에 특별한 사유가 없는 한 배수성 아스팔트를 의무적으로 사용하도록 하였다. 국내에는 1997년 경부 고속도로에 처음 시험포장된 이후로 1999년 건설교통부가 배수성 포장공법을 신기술 지정하여 점차 확대 적용하고 있다.
배수성 아스팔트는 주로 표층용으로 사용되며 22% 내지 10%의 공극으로 인해 다양한 기능(빗물의 배수, 소음저감 등)을 갖는 다기능성의 도로포장 재료로서, 공극율을 20%이상 형성시켜, 형성된 공극으로 우천시 우수가 투수되어 도로 표층으로 우수가 고이지 않도록 할 수 있다. 이러한 배수성 아스팔트는 일반 아스팔트 대비 주행 중 빗물의 비산이 작고, 물보라의 형성이 작아 주행시 시야 확보가 좋을 뿐만 아니라 수막현상이 작아 자동차의 노면 미끄럼 방지 효과가 크기 때문에 교통사고 방지 효과가 크고, 형성된 공극으로 인해 주행시 발생되는 자동차 타이어와 노면 사이의 에어펌핑 현상에 의한 노면 마찰음을 흡수하기 때문에 기존의 도로대비 약 4 내지 8 dB정도 소음을 줄일 수 있는 고기능 아스팔트이다.
그러나 배수성 아스팔트는 구조역학적으로 높은 공극에 의한 골재 간의 접촉면적이 작기 때문에 일반 아스팔트 콘크리트 대비 골재의 탈리가 쉽고 내구력이 낮은 단점이 있다. 또한, 다짐성 불량의 가능성이 높아 다짐 시공불량에 의한 골재탈리, 소성변형 및 포트홀 발생 가능성이 높은 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허 제10-0267575호, 제10-1773927호, 제10-1977585호 등에서는 내구성이 좋고, 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않는 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 개시하였다. 그러나 소성변형 저항성, 피로균열 저항성, 저온균열 저항성이 충분히 우수하지 못한 문제점이 여전히 남아 있는 실정이다.
한편, 현재까지 도로 등의 포장을 위한 방법으로 2 내지 3등급(PG64-22, 82-22)의 일반 개질 아스팔트 덧씌우기가 통상적으로 적용되고 있다. 그러나 상기 2 내지 3등급의 아스팔트 포장재는 그 수명이 짧고, 부착력과 유연성이 부족하여 재료분리 및 포트홀이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
특히, 배수성 아스팔트 포장은 공극을 인위적으로 10% 이상으로 유지하기 위하여 입도를 일반 밀입도와는 달리 개립도 즉, 70%이상의 굵은 골재(4.75mm 이상)를 이용함으로 여기에 사용되는 아스팔트 바인더의 성능에 따라 도로포장의 공용성능이 좌우된다. 특히, 굵은 골재와 굵은 골재 사이의 부착력 및 저온에서의 온도 균열에 대한 저항성을 극대화시켜야 한다. 그러나 대부분의 배수성 아스팔트 포장에 사용되는 아스팔트 바인더는 PG 등급(Performance Grade)를 82-22로 규정하고 있어 고온 등급은 82℃, 저온 등급을 -22℃로 규정하고 있다. 특히, 저온 등급의 경우, PG 등급의 저온 등급은 BBR(Bending Beam Rheometer) 시험을 통해 나오는 결과 값으로 실제 표기와는 다르다. 즉, PG 등급의 저온 등급 표기를 -22℃라고 하지만 실질적으로 BBR 시험은 -12℃에서 수행된다.
겨울철 국내 도로 포장체의 온도는 평균적으로 -10℃ 전/후로 나타나며, 교량 등에서는 일반 포장체보다 더 낮은 온도를 나타내기도 한다. 이렇듯 PG 등급에서 표기되고 있는 -22℃를 만족하더라도 실제 실험은 -12℃에서 수행되기 때문에 실제 도로 포장에서 만족할 만한 성능을 발휘하기 어려운 것으로 나타나고 있다. 이는 겨울에서 봄으로 넘어가는 해빙기에 배수성 포장의 파손이 가속화되는 것과 연관있다.
따라서 배수성 아스팔트 포장의 사용되는 아스팔트 바인더의 저온 유연성을 더욱 강화시킴으로써, PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)이고, 굵은 골재 사이에서의 부착성능을 향상시켜 기존 배수성 아스팔트 포장에 사용되는 아스팔트 바인더에 비해 높은 내구성을 확보하면서 다공성 유지를 통해 기능성을 향상시킬 수 있는 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물의 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0267575호 대한민국 등록특허 제10-1773927호 대한민국 등록특허 제10-1977585호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현 예는 PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)이고, 굵은 골재 사이에서의 부착성능을 향상시켜 높은 내구성을 확보하면서, 골재탈리, 피로균열 및 저온균열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현 예는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 5 내지 8 중량%와 골재 92 내지 95 중량%를 포함하고;
상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 70 내지 85 중량%, 폴리머 개질제 15 내지 25 중량%, 가소성 첨가제 1 내지 10 중량%, 박리방지제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 것이고, 상기 석유계 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 폴리머 개질제는 SBR, SBS, SIS, EPDM, polychloroprene, polynorbonene, polyolefin, EBA, SEBS, ABS, rubber, polybutene, 에틸렌 공중합체, methacrylic acid ester, maleic anhydride, 에틸렌 삼원공중합체, Glycidyl Methacrylate, ethylene-propylene copolymer 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 가소성 첨가제는 EVA, EMA, copolymer olefin, C5 석유수지, C9 석유수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 박리방지제는 아민계, 폴리인산계, 소석회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고; 상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 것이고; 공극율이 20 내지 23 %인 것인 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 티오아세트아미드 0.1 내지 1 중량% 및 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 1 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 부분환원 그래핀 용액은 0.1 내지 3 중량% 농도의 산화 그래핀 수용액 100 중량부에 0.1 내지 5 중량부의 환원제를 가한 후 상온에서 반응시켜 부분적으로 환원된 단일 층상의 환원 그래핀을 갖는 부분환원 그래핀 용액을 준비함으로써, 제조되는 것을 사용할 수 있다.
상기 환원제는 알킬 히드라진(hydrazine) 유도체, 아스코르브산(ascorbic acid), 염산(hydrochloric acid), 요오드 산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고; 상기 부분환원 그래핀 용액은 0.1 내지 5 중량부의 폴리퍼플루오로술폰산을 더 포함하는 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법에 있어서, 별도의 플랜트에서 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더와 골재를 혼합하여, 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 준비하는 단계; 시공면의 평탄화를 진행하고, 시공면의 불순물을 제거하여 시공부를 구비하는 단계; 상기 준비된 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이동식 저장장치에 저장 및 운반한 후, 상기 시공부의 상부에 포설하여 포장층을 형성하는 단계; 상기 형성된 포장층을 다지는 다짐단계; 및 상기 다짐단계가 종료된 후 양생하는 양생단계를 포함하는 것인 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 저소음의 배수성을 가지면서, PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)인 공용성 등급을 갖고, 접착성능이 매우 개선되는 효과가 있다.
또한, 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 통하여, 저비용으로 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트층의 타설공정을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 상기 시공방법을 통하여 시공된 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트층은 굵은 골재 사이에서의 부착성능을 향상시켜 높은 내구성을 확보할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 장마철, 해빙기에 발생할 수 있는 포트홀과 같은 수분으로 인한 파손을 예방할 수 있고, 고온에서의 변형에 대한 저항성을 강화시켜 소성변형과 같은 포장 파손을 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 골재탈리, 피로균열 및 저온균열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구현 예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현 예는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 5 내지 8 중량%와 골재 92 내지 95 중량%를 포함하고;
상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 70 내지 85 중량%, 폴리머 개질제 15 내지 25 중량%, 가소성 첨가제 1 내지 10 중량%, 박리방지제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 것이고, 상기 석유계 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 폴리머 개질제는 SBR, SBS, SIS, EPDM, polychloroprene, polynorbonene, polyolefin, EBA, SEBS, ABS, rubber, polybutene, 에틸렌 공중합체, methacrylic acid ester, maleic anhydride, 에틸렌 삼원공중합체, Glycidyl Methacrylate, ethylene-propylene copolymer 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 가소성 첨가제는 EVA, EMA, copolymer olefin, C5 석유수지, C9 석유수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고, 상기 박리방지제는 아민계, 폴리인산계, 소석회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고; 상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 것이고; 공극율이 20 내지 23 %인 것인 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 저소음의 배수성을 가지면서, PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)인 공용성 등급을 갖고, 접착성능이 매우 개선되는 효과가 있다.
또한, 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 통하여, 저비용으로 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트층의 타설공정을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 상기 시공방법을 통하여 시공된 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트층은 굵은 골재 사이에서의 부착성능을 향상시켜 높은 내구성을 확보할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 장마철, 해빙기에 발생할 수 있는 포트홀과 같은 수분으로 인한 파손을 예방할 수 있고, 고온에서의 변형에 대한 저항성을 강화시켜 소성변형과 같은 포장 파손을 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 골재탈리, 피로균열 및 저온균열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 5 내지 8 중량%와 골재 92 내지 95 중량%를 포함한다. 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더의 함량이 너무 적으면, 접착성능 뿐만 아니라, 내후성 및 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더의 함량이 너무 많으면, 공극을 충전시켜 배수성능을 저하시킬 수 있고, 가격 경쟁력이 저하될 수 있고, 유동성이 너무 높아져 잔류 응력 및 잔류 변형의 문제가 발생할 여지가 있으며, 양생 시간이 길어져 작업 시간이 지연될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 70 내지 85 중량%, 폴리머 개질제 15 내지 25 중량%, 가소성 첨가제 1 내지 10 중량%, 박리방지제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 것을 사용하여, 상기한 효과를 매우 개선할 수 있다.
먼저, 상기 석유계 아스팔트는 원유의 정제 과정에서 생성된 아스팔트 원료로서, 조성물의 유동성 개선과 더불어 변형에 대한 저항을 증가시킬 수 있는 기능을 한다. 이러한 석유계 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 석유계 아스팔트는 침입도가 높은 AP-3(침입도 85 내지 100) 또는 AP-5(침입도 60 내지 70)를 바람직하게 사용할 수 있다.
더욱 바람직한 석유계 아스팔트는 침입도가 높은 AP-3(침입도 85 내지 100) 또는 AP-5(침입도 60 내지 70) 석유계 아스팔트 100 중량부에 대하여, 리그닌(pristine lignin) 0.1 내지 5 중량부, 피리딘 10 내지 20 중량부 및 무수 아세트산 0.5 내지 10 중량부를 혼합 및 개질한 것을 사용하여, 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더의 혼화성 뿐만 아니라, 고온 변형에 대한 저항성, 외부 충격에 의한 균열이나 파손에 대한 저항성을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
상기 석유계 아스팔트는 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더에 대하여, 70 내지 85 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 석유계 아스팔트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡하거나, 골재에 접착성을 부여하는데 어려움이 있을 수 있는 문제점이 있고, 상기 석유계 아스팔트의 함량이 너무 많은 경우에는 도로포장시 아스팔트가 흘러내리거나 접착성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 폴리머 개질제는 접착성능을 매우 개선하고, 탄성, 인장, 인열 성능 등을 부여함으로써, 피로균열, 저온균열, 변형 등에 대해 안정성을 증가시키고, 포트홀을 방지할 뿐 아니라, 동시에 강도를 향상시킬 수 있는 기능을 한다. 이러한 상기 폴리머 개질제는 SBR, SBS, SIS, EPDM, polychloroprene, polynorbonene, polyolefin, EBA, SEBS, ABS, rubber, polybutene, 에틸렌 공중합체, methacrylic acid ester, maleic anhydride, 에틸렌 삼원공중합체, Glycidyl Methacrylate, ethylene-propylene copolymer 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
더욱 바람직한 상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 메타크릴산 에스테르(methacrylic acid ester) 및 올레핀-무수 말레산 공중합체를 2: 2: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하여, 상기한 개선 효과 뿐만 아니라, 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성 및 저온균열 저항성을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하여 상기한 효과를 더욱 개선할 뿐만 아니라, 아스팔트 바인더의 혼화성 및 분산성을 획기적으로 개선하여, 아스팔트의 노화를 매우 개선할 수 있는 효과가 있다.
이때, 상기 부분환원 그래핀 용액은 0.1 내지 3 중량% 농도의 산화 그래핀 수용액 100 중량부에 0.1 내지 5 중량부의 환원제를 가한 후 상온에서 반응시켜 부분적으로 환원된 단일 층상의 환원 그래핀을 갖는 부분환원 그래핀 용액을 준비함으로써, 제조되는 것을 사용할 수 있다.
이로써, 본 발명의 일 구현 예에 따른 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물이 120 내지 200 ℃의 온도에서 교반 및 혼합될 때, 상기 부분환원 그래핀 용액의 수열반응이 진행됨으로써 상기한 효과가 더욱 개선되는 것으로 보인다.
보다 구체적으로 상기 환원제는 알킬 히드라진(hydrazine) 유도체, 아스코르브산(ascorbic acid), 염산(hydrochloric acid), 요오드 산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고; 상기 부분환원 그래핀 용액은 0.1 내지 5 중량부의 폴리퍼플루오로술폰산을 더 포함하는 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
상기 폴리머 개질제는 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더에 대하여, 15 내지 25 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리머 개질제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리머 개질제의 함량이 너무 많은 경우에는 제조 공정 시간이 증가하고 점도가 높아져 생산에 어려움이 따르며 가격이 상승되어 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 가소성 첨가제는 조성물의 혼화성을 개선하고, 점도를 감소시켜 생산성 및 작업성을 높일 뿐만 아니라, 조성물이 온도변화에 관계없이 강력한 점착성능을 발휘하고, 내열성을 상승시켜 흘러내림을 방지하고, 균열방지, 특히, 저온에서의 균열방지 등의 내후성을 향상시킬 수 있게 하는 효과를 부여할 수 있는 기능을 한다. 이러한 상기 가소성 첨가제는 EVA, EMA, copolymer olefin, C5 석유수지, C9 석유수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
더욱 바람직한 상기 가소성 첨가제는 C5 석유수지, C9 석유수지, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 에틸렌메틸아크릴레이트(EMA)를 3: 3: 2: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하여, 상기한 개선 효과 뿐만 아니라, 조성물에 강성을 부여하고, 고온 및 저온에서의 공용 성능 증진 효과를 부여할 수 있다.
상기 가소성 첨가제는 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더에 대하여, 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 가소성 첨가제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 가소성 첨가제의 함량이 너무 많은 경우에는 고온에서 제품의 안정성, 강도 등이 현저히 떨어지거나 가격이 상승되어 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 박리방지제는 포장 대상면으로부터 쉽게 박리되는 것을 방지할 수 있는 기능을 한다. 이러한 상기 박리방지제는 아민계, 폴리인산계, 소석회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
더욱 바람직한 상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400㎎HCl/g인 아민계 박리방지제 및 소석회를 1: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하여, 상기한 개선 효과 뿐만 아니라, 노화 및 균열저항성을 더욱 개선할 수 있으며, 고온 및 저온에서의 공용 성능 증진 효과를 부여할 수 있다.
상기 박리방지제는 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더에 대하여, 0.1 내지 1 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 박리방지제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 박리방지제의 함량이 너무 많은 경우에는 가격이 상승되어 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 조성물의 혼화성 및 골재와의 접착성능을 더욱 개선하고, 보다 현저한 소성변형 저항성, 균열 저항성, 노화 및/또는 박리 방지 특성을 개선하기 위하여, 티오아세트아미드 0.1 내지 1 중량% 및 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 1 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
한편, 상기 골재는 아스팔트 콘크리트 포장면에 공극을 제공하여 배수성을 확보하는 동시에 강성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 골재라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 아스팔트 콘크리트를 제조하기 위해 물에 혼합하는 모래, 자갈, 현무암, 오석, 바잘트, 기타 이와 비슷한 재료 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다. 또한, 상기 골재는 흡음성능 및 배수성을 더욱 향상시키기 위해 다공성 골재를 사용할 수 있는바, 예를들면, 괴상 석탄재, 슬래그 쇄사, 푸마이스스톤(pumice-stone), 천연 및/또는 인공 고분자 골재 등을 사용할 수도 있다.
더욱 바람직한 상기 골재는 배수성을 제공하기 위하여 적당한 크기, 예를 들면 최대 입도가 약 10mm인 골재를 사용하는 것이 좋지만, 바람직하게는 본 발명에서 사용되는 골재는, 골재의 최대입도가 10 mm이고, 골재의 합성 입도 구성비로서, 체 통과 중량백분율 기준으로 10 mm의 체에서 85 내지 100 중량% 통과, 5 mm의 체에서 5 내지 40 중량% 통과, 2.5 mm의 체에서 5 내지 20 중량% 통과, 0.6 mm의 체에서 4 내지 13 중량% 통과, 0.3 mm의 체에서 3 내지 10 중량% 통과, 0.15 mm의 체에서 3 내지 8 중량% 통과, 0.08 mm의 체에서 2 내지 7중량% 통과하여 선별되는 골재를 사용할 수 있다. 또한, 전체 골재중량 대비 굵은 골재(4.75mm 이상) 40 내지 95 중량% 및 잔골재(4.75mm 미만) 5 내지 60 중량%를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이러한 골재는 공극율이 20 내지 23 %이 되도록 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더와 혼합하여 사용함으로써, 본 발명의 일 구현예에 따른 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법에 있어서,
별도의 플랜트에서 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더와 골재를 혼합하여, 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 준비하는 단계; 시공면의 평탄화를 진행하고, 시공면의 불순물을 제거하여 시공부를 구비하는 단계; 상기 준비된 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이동식 저장장치에 저장 및 운반한 후, 상기 시공부의 상부에 포설하여 포장층을 형성하는 단계; 상기 형성된 포장층을 다지는 다짐단계; 및 상기 다짐단계가 종료된 후 양생하는 양생단계를 포함하는 것인 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 제공한다.
상기 이동식 저장장치는 120 내지 200 ℃의 온도에서 상기 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 저장 및 운반하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 저소음의 배수성을 가지면서, PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)인 공용성 등급을 갖고, 접착성능이 매우 개선되는 효과가 있다.
또한, 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 통하여, 저비용으로 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트층의 타설공정을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 상기 시공방법을 통하여 시공된 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트층은 굵은 골재 사이에서의 부착성능을 향상시켜 높은 내구성을 확보할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 장마철, 해빙기에 발생할 수 있는 포트홀과 같은 수분으로 인한 파손을 예방할 수 있고, 고온에서의 변형에 대한 저항성을 강화시켜 소성변형과 같은 포장 파손을 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 골재탈리, 피로균열 및 저온균열에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
<실시예 1>
약 180 ℃의 온도에서 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 5.5 중량%와 골재 94.5 중량%를 혼합하여, 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 74 중량%, 폴리머 개질제 18 중량%, 가소성 첨가제 7 중량%, 박리방지제 1 중량%를 혼합하여 사용하였다.
이때, 상기 석유계 아스팔트는 침입도 70의 스트레이트 아스팔트를 사용하였고; 상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 및 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체를 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였고, 이때, 상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.5 중량%를 더 포함하는 것을 사용하였고; 상기 가소성 첨가제는 C5 석유수지 및 C9 석유수지를 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였고; 상기 박리방지제는 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400 ㎎HCl/g인 아민계 박리방지제 및 소석회를 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였다. 이때, 상기 부분환원 그래핀 용액은 1 중량% 농도의 산화 그래핀 수용액 100 중량부에 0.5 중량부의 다이메틸히드라진, 0.5 중량부의 아스코르브산 및 1 중량부의 염산을 가한 후 상온에서 반응시켜 부분적으로 환원된 단일 층상의 부분환원 그래핀을 갖도록 준비한 후, 여기에 1.5 중량부의 폴리퍼플루오로술폰산을 더 첨가하여 부분환원 그래핀 용액을 준비하였다.
상기 골재는 최대입도가 10 mm이고, 골재의 합성 입도 구성비로서, 체 통과 중량백분율 기준으로 10 mm의 체에서 85 내지 100 중량% 통과, 5 mm의 체에서 5 내지 40 중량% 통과, 2.5 mm의 체에서 5 내지 20 중량% 통과, 0.6 mm의 체에서 4 내지 13 중량% 통과, 0.3 mm의 체에서 3 내지 10 중량% 통과, 0.15 mm의 체에서 3 내지 8 중량% 통과, 0.08 mm의 체에서 2 내지 7중량% 통과하여 선별되는 골재를 사용하였다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되,
상기 석유계 아스팔트는 침입도 70의 스트레이트 아스팔트 100 중량부에, 리그닌(pristine lignin) 2 중량부, 피리딘 15 중량부 및 무수 아세트산 0.7 중량부를 혼합한 것을 사용하였다.
<실시예 3>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되,
상기 석유계 아스팔트는 침입도 70의 스트레이트 아스팔트 100 중량부에, 리그닌(pristine lignin) 2 중량부, 피리딘 15 중량부 및 무수 아세트산 0.7 중량부를 혼합한 것을 사용하였고;
상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 메타크릴산 에스테르(methacrylic acid ester) 및 올레핀-무수 말레산 공중합체를 2: 2: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였다. 이때, 상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.5 중량%를 더 포함하는 것을 사용하였다.
<실시예 4>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되,
상기 석유계 아스팔트는 침입도 70의 스트레이트 아스팔트 100 중량부에, 리그닌(pristine lignin) 2 중량부, 피리딘 15 중량부 및 무수 아세트산 0.7 중량부를 혼합한 것을 사용하였고;
상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 메타크릴산 에스테르(methacrylic acid ester) 및 올레핀-무수 말레산 공중합체를 2: 2: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였고, 이때, 상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.5 중량%를 더 포함하는 것을 사용하였고;
상기 가소성 첨가제는 C5 석유수지, C9 석유수지, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 에틸렌메틸아크릴레이트(EMA)를 3: 3: 2: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였다.
<실시예 5>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되,
상기 석유계 아스팔트는 침입도 70의 스트레이트 아스팔트 100 중량부에, 리그닌(pristine lignin) 2 중량부, 피리딘 15 중량부 및 무수 아세트산 0.7 중량부를 혼합한 것을 사용하였고;
상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 메타크릴산 에스테르(methacrylic acid ester) 및 올레핀-무수 말레산 공중합체를 2: 2: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였고, 이때, 상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.5 중량%를 더 포함하는 것을 사용하였고;
상기 가소성 첨가제는 C5 석유수지, C9 석유수지, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 에틸렌메틸아크릴레이트(EMA)를 3: 3: 2: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였고;
상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400㎎HCl/g인 아민계 박리방지제 및 소석회를 1: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였다.
<실시예 6>
실시예 5와 동일한 방법으로 실시하되,
상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 73 중량%, 폴리머 개질제 18 중량%, 가소성 첨가제 7 중량%, 박리방지제 1 중량%, 티오아세트아미드 0.5 중량% 및 이소티오시안산 알릴 0.5 중량%를 혼합하여 사용하였다.
<비교예 1>
약 180 ℃의 온도에서 아스팔트 바인더 5.5 중량%와 골재 94.5 중량%를 혼합하여, 비교용 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 아스팔트 바인더는 국내에서 배수성 아스팔트 포장에 가장 많이 사용하는 아스팔트 바인더(PG82-22)를 혼합하여 사용하였다.
상기 골재는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 골재를 사용하였다.
<시험예 1: 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더의 평가>
접착특성 시험결과
DSR 시험은 아스팔트 바인더의 고온 공용 특성인 소성변형 저항성 뿐만 아니라, 아스팔트 바인더의 접착성능을 평가하기 위하여 사용된다. KS F 2393에 규정된 PG 64-22 아스팔트 바인더의 G＊/sin δ 값은 노화를 거치지 않은 원아스팔트의 경우 시험온도 (PG 64의 경우 64℃)에서 1.0 kPa 이상이어야 한다.
실시예 1 내지 6에서 사용된 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 및 국내에서 배수성 아스팔트 포장에 가장 많이 사용하는 아스팔트 바인더(PG82-22)에 대하여, AASHTO T 315 방법에 따라 DSR 시험이 수행되었으며, 시험결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구분(G＊/sin δ 값(kPa)) 82℃
일반 배수성 아스팔트(PG82-22) 3.2
실시예 1(PG88-34) 9.5
실시예 2(PG88-34) 9.5
실시예 3(PG88-34) 9.8
실시예 4(PG88-34) 9.9
실시예 5(PG88-34) 10.1
실시예 6(PG88-34) 10.5
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 82℃의 온도에서 실시예 1 내지 6에서 사용된 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더(PG88-34)는 일반 배수성 아스팔트 바인더(PG82-22)와 비교하여, 매우 높은 G*/sin δ 값을 보임으로써, 소성변형 저항성 뿐만 아니라, 아스팔트 바인더의 접착성능이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
피로균열 특성 시험결과
복합 전단 계수 G*와 위상각 sin (δ)의 곱은 아스팔트 포장의 피로를 제어하기 위해서 Super pave 아스팔트 바인더 규정에 사용된다. 높은 G*sin δ 값은 피로균열 저항성 측면에서 바람직하지 않은 것으로 간주된다.
실시예 1 내지 6에서 사용된 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 및 국내에서 배수성 아스팔트 포장에 가장 많이 사용하는 아스팔트 바인더(PG82-22)에 대하여, RTFO와 PAV를 사용하여 단기 및 장기노화시킨 후, 상기 노화된 아스팔트 바인더의 G*sin δ 값을 28℃에서 DSR을 사용하여 측정하였다. 시험결과는 하기 표 2에 나타내었다.
구분(G＊sin δ 값(kPa)) 28℃
일반 배수성 아스팔트(PG82-22) 1282
실시예 1(PG88-34) 720
실시예 2(PG88-34) 724
실시예 3(PG88-34) 711
실시예 4(PG88-34) 710
실시예 5(PG88-34) 708
실시예 6(PG88-34) 705
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 28℃의 온도에서 실시예 1 내지 6에서 사용된 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더(PG88-34)는 일반 배수성 아스팔트 바인더(PG82-22)와 비교하여, 매우 낮은 G*sin δ 값을 보임으로써, 피로균열 저항성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
저온균열 특성 시험결과
BBR 시험은 아스팔트 바인더의 저온균열 저항특성을 평가하기 위하여 일반적으로 사용된다. KS F 2393에 규정된 PG 64-22 아스팔트 바인더의 강성(Stiffness) 값은 RTFO와 PAV 노화 후 시험온도(PG 64-22의 경우 -12℃)에서 300 MPa 이하이고, m-value는 0.3 이상이어야 한다.
실시예 1 내지 6에서 사용된 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 및 국내에서 배수성 아스팔트 포장에 가장 많이 사용하는 아스팔트 바인더(PG82-22)에 대하여, AASHTO T 313에 따라 BBR 시험이 수행되었으며, 시험결과는 하기 표 3에 나타내었다.
구분(Stiffness(kPa)) -12℃ -18℃ 구분(m-value) -12℃ -18℃
일반 배수성 아스팔트
(PG82-22)		 212 374 일반 배수성 아스팔트
(PG82-22)		 0.315 0.276
실시예 1(PG88-34) 57 90 실시예 1(PG88-34) 0.435 0.319
실시예 2(PG88-34) 56 87 실시예 2(PG88-34) 0.425 0.332
실시예 3(PG88-34) 55 81 실시예 3(PG88-34) 0.417 0.336
실시예 4(PG88-34) 54 81 실시예 4(PG88-34) 0.412 0.340
실시예 5(PG88-34) 52 78 실시예 5(PG88-34) 0.404 0.344
실시예 6(PG88-34) 52 78 실시예 6(PG88-34) 0.405 0.345
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, -12℃의 온도에서, 일반 배수성 아스팔트 바인더(PG82-22)의 강성 값은 212 MPa 로 나온 것에 비하여, 실시예 1 내지 6에서 사용된 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더(PG88-34)는 57 MPa 이하의 값을 나타내었고, -18℃의 온도에서 일반 배수성 아스팔트 바인더(PG82-22)의 강성 값은 기준값인 300 MPa를 넘어가는 374 MPa 값이 나온 것에 비하여, 실시예 1 내지 6에서 사용된 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더(PG88-34)는 90 MPa 이하의 값을 보임으로써, 저온에서의 균열저항성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 6에서 사용된 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 및 일반 배수성 아스팔트 바인더(PG82-22)의 -12℃에서의 m-value 값은 기준값 0.3 이상을 모두 만족하였으나, -18℃ 일때 일반 배수성 아스팔트 바인더(PG82-22)는 0.276의 값을 나타내어 기준을 만족하지 못하였다.
<시험예 2: 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물의 평가>
일반 물성 시험
실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따른 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, KS F 2364에 의하여 공극률을, KS F 2489에 의하여 드레인다운 시험을, KS F 2594에 의하여 실내투수계수 시험을 실시하여, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구 분 품질기준 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1
공극율(%) 20 ± 2 21.5 21.9 21.7 21.9 21.8 21.9 22.1
드레인다운 시험값(%) 0.3 이하 0.1 0.1 0.1 0.1 0.15 0.15 0.20
실내투수계수
(cm/sec)		 0.01 이상 0.032 0.032 0.034 0.035 0.039 0.040 0.024
다짐횟수(회) 먀샬다짐
양면 75		 75 75 75 75 75 75 75
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따른 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 우수한 품질 기준을 만족하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
칸타브로 손실률(골재 탈리 저항성)
골재 탈리저항성을 평가하기 위하여, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따른 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 지름100mm×두께61.5mm의 마샬공시체를 제작하고 LA마모시험기를 이용하여 온도에 따른 KS F 2492 칸타브로 시험을 실시하였으며, 그 결과를 아래 표 5에 나타내었다.
구분 품질기준 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1
칸타브로
손실률
(%)		 20℃ 20 이하 4.2 4.2 4.0 4.0 3.6 3.4 6.9
-20℃ 30 이하 12.0 11.8 11.0 10.8 10.3 10.1 16.8
상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 6에 따른 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 비교예 1과 비교하여, 20℃와 -20℃의 온도에서 모두 낮은 칸타브로 손실률을 보임으로써, 골재 탈리저항성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
동적안정도시험(소성변형저항성)
소성변형 저항성을 평가하고자 휠트래킹 시험을 수행하여, KS F 2374에 따라 동적안정도를 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다. 시험체로는 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따른 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 300mm×300mm×50mm 의 슬래브 공시체를 제작한 것을 사용하였다.
구 분 품질기준 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1
동적안정도
(회/mm)		 3000 이상 3815 3862 3885 3916 3932 3968 3126
상기 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 6에 따른 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 비교예 1과 비교하여, 동적안정도가 상승한 것을 보임으로써, 소성변형 저항성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
동적수침 후 피복(아스팔트 박리저항성)
실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 사용된 아스팔트 바인더와 골재의 박리저항성을 평가하기 위하여 유럽기준 EN-12697-11에 따라 10mm 크기의 굵은골재에 상기 아스팔트를 피복시킨 후 증류수로 채운 유리병에 넣고 회전시킨 후 피복되어 있는 정도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
구 분 품질기준 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1
동적수침 후
피복율(%)		 50 이상 80 80 80 80 80 80 60
상기 표 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 6에서 사용된 아스팔트 바인더는 비교예 1과 비교하여, 동적수침 후 피복율(%)이 상승한 것을 보임으로써, 아스팔트 바인더와 골재의 박리저항성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더 5 내지 8 중량%와 골재 92 내지 95 중량%를 포함하고;
    상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 70 내지 85 중량%, 폴리머 개질제 15 내지 25 중량%, 가소성 첨가제 1 내지 10 중량%, 박리방지제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 것이고,
    상기 석유계 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고,
    상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔단량체(EPDM), 폴리클로로프렌(polychloroprene), 폴리노르보넨(polynorbonene), 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체(EBA), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS), 아크릴로나이트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리부텐(polybutene), 메타크릴산 에스테르(methacrylic acid ester), 올레핀-무수 말레산 공중합체, 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl Methacrylate), 에틸렌-프로필렌 공중합체(ethylene-propylene copolymer) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고,
    상기 가소성 첨가제는 C5 석유수지, C9 석유수지, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌메틸아크릴레이트(EMA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고,
    상기 박리방지제는 아민계, 폴리인산계, 소석회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
    상기 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 것이고;
    공극율이 20 내지 23 %인 것을 특징으로 하는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더는
    티오아세트아미드 0.1 내지 1 중량% 및 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 1 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부분환원 그래핀 용액은
    0.1 내지 3 중량% 농도의 산화 그래핀 수용액 100 중량부에 0.1 내지 5 중량부의 환원제를 가한 후 상온에서 반응시켜 부분적으로 환원된 단일 층상의 환원 그래핀을 갖는 부분환원 그래핀 용액을 준비함으로써, 제조되는 것을 특징으로 하는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 환원제는 다이메틸히드라진, 아스코르브산(ascorbic acid), 염산(hydrochloric acid), 요오드 산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
    상기 부분환원 그래핀 용액은 0.1 내지 5 중량부의 폴리퍼플루오로술폰산을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법에 있어서,
    별도의 플랜트에서 상기 접착성능이 우수한 아스팔트 바인더와 골재를 혼합하여, 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 준비하는 단계;
    시공면의 평탄화를 진행하고, 시공면의 불순물을 제거하여 시공부를 구비하는 단계;
    상기 준비된 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이동식 저장장치에 저장 및 운반한 후, 상기 시공부의 상부에 포설하여 포장층을 형성하는 단계;
    상기 형성된 포장층을 다지는 다짐단계; 및
    상기 다짐단계가 종료된 후 양생하는 양생단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수성 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법.
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