KR102154568B1 - 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물, 이를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법, 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법 및 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(sma) 콘크리트의 포장공법 - Google Patents
고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물, 이를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법, 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법 및 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(sma) 콘크리트의 포장공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 8 내지 16 중량%와 골재 84 내지 92 중량%를 포함하고; 상기 고온 및 저온성능이 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 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 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 골재는 5mm의 체에서 80 내지 100 중량% 통과, 2.5mm의 체에서 65 내지 100 중량% 통과, 1.2mm의 체에서 40 내지 80 중량% 통과, 0.6mm의 체에서 20 내지 65 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 7 내지 40 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 2 내지 20 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 0 내지 10 중량% 통과하여 선별되는 잔골재와, 0.6mm의 체에서 100 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 95 내지 100 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 90 내지 100 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 70 내지 100 중량% 통과하여 선별되는 채움재를 혼합한 것을 사용하여; 공극율이 0.5% 이하인 것이면서, 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성 및 저온균열 저항성을 갖는 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물; 이를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법; 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법; 및 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성 및 저온균열 저항성을 갖는 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물, 이를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법, 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법 및 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법에 관한 것이다.
일반적으로 산업사회가 발전함과 동시에 차량의 이용률이 증가되고, 그에 따라 교통의 원활한 소통과 안전을 위하여 많은 도로의 건설이 이루어지고 있다.
이러한 도로건설시 사용되는 도로포장 방법은 종래 매스틱 아스팔트로 알려진 불투수 차단층용 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하는 두께 4cm 이하의 불투수 차단층과, 두께 4cm 이상의 개질 아스팔트 콘크리트 상층의 2개 층으로 구성된 복합 포장체로 이루어진다.
이때, 상기 도로포장은 일반적인 도로의 포장뿐만 아니라, 하천, 해안, 도로 등의 상부를 지나갈 수 있도록 가설된 고가 구조물인 교량의 교면포장까지도 포함하는 의미로, 총칭된다. 특히, 교량의 교면포장은 교통 하중을 직접 전달하는 부분으로서 이에 적합한 강도 및 균열 저항성을 가져야 하는 것은 물론, 빗물 등의 수분에 노출되어 있는 관계로 방수 성능을 가질 것이 요구되며, 특히 염화물 이온의 침투에 의해 철근이 부식되는 것을 방지하기 위하여 낮은 염소이온 투수성을 가질 것이 더욱 요구된다.
또한, 상기 불투수 차단층에 사용되는 매스틱 아스팔트는 유동성이 매우 우수하고, 공극율이 1%이하인 불투수 아스팔트 혼합물로서, 콘크리트 도로의 포장이나 강상판 교량, 콘크리트 교량, 측구 등의 방수포장에 널리 사용되고 있다.
그러나 상기 매스틱 아스팔트는 TLA(Trinidad Lake Asphalt)라는 경질의 천연 아스팔트를 약 30% 내외 일반 석유계 아스팔트와 혼합하여 사용하는데 TLA는 전량 외국에서 수입하여야 하는 문제로 재료비가 고가이고 물리적인 성질을 개선하기가 불가능한 문제점이 있다. 또한, 시공온도가 230 내지 250℃의 고온으로 인하여 시공시 강상판의 변형을 유발할 가능성이 크며, 시공 후 고온의 열이 포장체 외부로 빠져나가지 못하여 포장체 일부가 부풀어 오르는 현상이 발생하기도 하며, 이러한 현상은 강상판 교면과 포장체의 부착력을 저감시켜 시공 직후 파손되기도 하는 문제가 발생하기 쉽다. 또한, 상기 매스틱 아스팔트는 제조 및 시공시 반드시 쿠커라는 교반 및 운반 장치가 필요하며 교반 및 운반시간은 보통 1∼2시간으로 많은 시간과 비용을 소모하게 됨으로 비효율적인 문제점이 있다. 또한, 상기 매스틱 아스팔트를 생산하는 국내 아스콘 업체는 아직 많은 편이 아니며 생산 온도가 200℃(통상 사용온도 230 내지 250℃) 이상의 고온으로 대부분의 업체에서는 시설 미비로 생산이 불가능한 실정이다. 따라서 현재의 매스틱 아스팔트의 생산은 국내의 소수의 업체에서 생산하여 먼 거리를 운반하여야하는 문제와 운반거래에 따른 가격의 상승, 에너지의 소비, 오염물질의 발생 등의 문제점을 안고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1498661호, 제10-1513765호, 제10-2100413호 등에서는 소성변형 저항성과 피로균열 저항성, 시공성이 우수하며, 특히 고온에서 우수한 열 안정성을 가지고 있어 강상판 교량, 배수성 포장, 노후 시멘트 콘크리트 도로의 유지보수, 반강성 포장 등의 방수를 목적으로 하는 불투수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 개시하였다. 그러나 소성변형 저항성, 피로균열 저항성, 저온균열 저항성이 충분히 우수하지 못한 문제점이 여전히 남아 있는 실정이다.
더욱이, 최근에는 종래의 매스틱 아스팔트를 사용한 불투수 차단층의 두께보다 더욱 얇은 0.5 내지 2cm 두께의 박층형 불투수 차단층을 시공함으로써 비용절감 및 시공의 편리성을 더욱 개선하고자 하는 노력이 지속되고 있다. 이에 따라 내구성의 저하를 최소화하기 위하여, 충분히 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성, 저온균열 저항성을 갖는 불투수 차단층용 아스팔트 콘크리트 조성물의 개발이 시급한 실정이다.
또한, 현재까지 콘크리트 구조물, 도로, 및/또는 교면포장을 위하여 2 내지 3등급(PG64-22, 76-22)의 일반 개질 아스팔트, 콘크리트 조성물 또는 보수용 모르타르를 덧씌우는 통상적인 방법이 적용되고 있다. 그러나 상기 2 내지 3등급의 콘크리트 등은 그 수명이 짧고, 부착력과 유연성이 부족하여 재료분리 및 포트홀이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
따라서 상기 유지보수에 따른 비용을 최소화하기 위해 소성변형을 최소화하고, 장시간 동안 노화되지 않으면서, 쉽게 박리되지 않도록 충분히 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성, 저온균열 저항성을 갖는 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 개발하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현 예는 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성 및 저온균열 저항성을 갖는 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현 예는 상기 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현 예는 상기 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법을 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 구현예는 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 8 내지 16 중량%와 골재 84 내지 92 중량%를 포함하고;
상기 고온 및 저온 성능이 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 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 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 골재는 5mm의 체에서 80 내지 100 중량% 통과, 2.5mm의 체에서 65 내지 100 중량% 통과, 1.2mm의 체에서 40 내지 80 중량% 통과, 0.6mm의 체에서 20 내지 65 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 7 내지 40 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 2 내지 20 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 0 내지 10 중량% 통과하여 선별되는 잔골재와, 0.6mm의 체에서 100 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 95 내지 100 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 90 내지 100 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 70 내지 100 중량% 통과하여 선별되는 채움재를 혼합한 것을 사용하여; 공극율이 0.5% 이하인 것인 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 고온 및 저온 성능이 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 것이고;
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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법에 있어서, 별도의 플랜트에서 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더와 골재를 혼합하여, 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 준비하는 단계; 시공면의 평탄화를 진행하고, 시공면의 불순물을 제거하여 시공부를 구비하는 단계; 상기 준비된 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이동식 저장장치에 저장 및 운반한 후, 상기 시공부의 상부에 포설하여 불투수 차단층을 형성하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것인 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현 예는 상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법에 있어서, 상기 시공된 불투수 차단층의 상부에 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 포설하는 단계; 상기 포설된 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 다짐하여, 공극율이 20 내지 23 %인 포장층을 형성하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것이고; 상기 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물은 아스팔트 바인더 100 중량부에 대하여, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 0.01 내지 5 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 10 내지 20 중량부, 석유수지 5 내지 30 중량부, 티오아세트아미드 0.1 내지 5 중량부, 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 5 중량부 및 골재 50 내지 2000 중량부를 포함하는 것인 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현 예는 상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법에 있어서, 상기 시공된 불투수 차단층의 상부에 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물을 포설하는 단계; 상기 포설된 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물을 다짐하여, 공극율이 1.5 내지 5 %인 포장층을 형성하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것이고; 상기 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물은 아스팔트 바인더 100 중량부에 대하여, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 0.01 내지 5 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 10 내지 20 중량부, 석유수지 5 내지 30 중량부, 티오아세트아미드 0.1 내지 5 중량부, 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 5 중량부, 골재 50 내지 2000 중량부 및 채움재 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것인 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)인 공용성 등급을 갖는 효과가 있다.
또한, 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 통하여, 시공된 불투수 차단층은 내구성이 좋고, 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성 및 저온균열 저항성을 갖는 효과가 있다.
또한, 상기 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법 및 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법을 통하여 포장된 배수성 아스팔트 콘크리트층 및 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트층은 침투수를 우수하게 차단하고 방수가 가능하며, 포트홀을 방지하고, 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.
이로써, 본 발명의 일 구현 예에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 차로, 인도 등의 도로, 교량, 항공기 이착륙장 등을 포장하는 데에 매우 유용하게 적용가능한 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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 8 내지 16 중량%와 골재 84 내지 92 중량%를 포함하고;
상기 고온 및 저온 성능이 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 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 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 골재는 5mm의 체에서 80 내지 100 중량% 통과, 2.5mm의 체에서 65 내지 100 중량% 통과, 1.2mm의 체에서 40 내지 80 중량% 통과, 0.6mm의 체에서 20 내지 65 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 7 내지 40 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 2 내지 20 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 0 내지 10 중량% 통과하여 선별되는 잔골재와, 0.6mm의 체에서 100 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 95 내지 100 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 90 내지 100 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 70 내지 100 중량% 통과하여 선별되는 채움재를 혼합한 것을 사용하여; 공극율이 0.5% 이하인 것인 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)인 공용성 등급을 갖는 효과가 있다.
또한, 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 통하여, 시공된 불투수 차단층은 내구성이 좋고, 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성 및 저온균열 저항성을 갖는 효과가 있다.
또한, 상기 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법 및 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법을 통하여 포장된 배수성 아스팔트 콘크리트층 및 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트층은 침투수를 우수하게 차단하고 방수가 가능하며, 포트홀을 방지하고, 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.
이로써, 본 발명의 일 구현 예에에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 차로, 인도 등의 도로, 교량, 항공기 이착륙장 등을 포장하는 데에 매우 유용하게 적용가능한 효과가 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 8 내지 16 중량%와 골재 84 내지 92 중량%를 포함한다. 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더의 함량이 너무 적으면, 고온 및 저온 성능 뿐만 아니라, 불투수성, 휨 추정성, 내후성 및 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더의 함량이 너무 많으면, 가격 경쟁력이 저하되고, 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 고온 및 저온 성능이 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 사용할 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 소디움헥사메타포스페이트 0.5 내지 10 중량부를 혼합 및 개질한 것을 사용하여, 상기 고온 및 저온 성능이 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 고온 및 저온 성능이 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 도로 포장시 아스팔트가 흘러내리거나 균열 안정성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 폴리머 개질제는 고온 및 저온 성능을 매우 개선할 수 있고, 균열 발생을 억제하고, 포트홀을 방지할 뿐 아니라, 결합력을 제공하는 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, 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체(EBA) 및 올레핀-무수 말레산 공중합체를 2: 2: 1: 1의 중량비율로 혼합한 것을 사용하여, 상기한 개선 효과 뿐만 아니라, 우수한 소성변형 저항성 및 저온균열 저항성을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
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 불투수 차단층용 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 고온 및 저온 성능이 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 저밀도 폴리프로필렌을 3: 3: 2: 2의 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 고온 및 저온 성능이 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 고온 및 저온 성능이 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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더는 조성물의 혼화성 및 골재와의 접착성능을 더욱 개선하고, 보다 현저한 고온 및 저온성능, 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 조성물의 다른 성분들에 의하여 뭉쳐져서 한 덩어리를 이룰 수 있는 건설용 광물질 재료이며, 화학적으로 안정하다. 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 채움재와 함께 사용하여 상기 골재들 간의 공극을 채워줌으로써 불투수 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 이러한 채움재는 석분, 고로 슬래그 분말, 셀루로즈섬유, 카본블랙, 플라이애쉬, 점토분말, 경탄분말, 시멘트, 제강분말 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
더욱 바람직한 상기 골재는 더욱 우수한 불투수성 및 균열저항성을 제공하기 위하여, 상기 골재는 5mm의 체에서 80 내지 100 중량% 통과, 2.5mm의 체에서 65 내지 100 중량% 통과, 1.2mm의 체에서 40 내지 80 중량% 통과, 0.6mm의 체에서 20 내지 65 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 7 내지 40 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 2 내지 20 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 0 내지 10 중량% 통과하여 선별되는 잔골재와, 0.6mm의 체에서 100 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 95 내지 100 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 90 내지 100 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 70 내지 100 중량% 통과하여 선별되는 채움재를 혼합한 것을 사용할 수 있다.
이러한 골재는 공극율이 0.5% 이하가 되도록 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더와 혼합하여 사용함으로써, 본 발명의 일 구현예에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법에 있어서,
별도의 플랜트에서 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더와 골재를 혼합하여, 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 준비하는 단계; 시공면의 평탄화를 진행하고, 시공면의 불순물을 제거하여 시공부를 구비하는 단계; 상기 준비된 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이동식 저장장치에 저장 및 운반한 후, 상기 시공부의 상부에 포설하여 불투수 차단층을 형성하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것인 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 제공한다.
상기 이동식 저장장치는 120 내지 200 ℃의 온도에서 상기 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 저장 및 운반하는 것일 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층은 0.5 내지 2cm 두께의 박층으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현 예는 상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법에 있어서,
상기 시공된 불투수 차단층의 상부에 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 포설하는 단계; 상기 포설된 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 다짐하여, 공극율이 20 내지 23 %인 포장층을 형성하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법을 제공한다.
상기 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않지만, 보다 바람직하기로는 아스팔트 바인더 100 중량부에 대하여, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 0.01 내지 5 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 10 내지 20 중량부, 석유수지 5 내지 30 중량부, 티오아세트아미드 0.1 내지 5 중량부, 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 5 중량부 및 골재 50 내지 2000 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물에 포함될 수 있는 각각의 성분들은 상기한 본 발명의 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물의 각각의 성분에 대하여 설명한 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현 예는 상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법에 있어서,
상기 시공된 불투수 차단층의 상부에 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물을 포설하는 단계; 상기 포설된 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물을 다짐하여, 공극율이 1.5 내지 5 %인 포장층을 형성하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법을 제공한다.
상기 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않지만, 보다 바람직하기로는 아스팔트 바인더 100 중량부에 대하여, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 0.01 내지 5 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 10 내지 20 중량부, 석유수지 5 내지 30 중량부, 티오아세트아미드 0.1 내지 5 중량부, 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 5 중량부, 골재 50 내지 2000 중량부 및 채움재 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물에 포함될 수 있는 각각의 성분들은 상기한 본 발명의 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물의 각각의 성분에 대하여 설명한 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 PG 등급성능이 고등급(PG 88-34)인 공용성 등급을 갖는 효과가 있다.
또한, 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 통하여, 시공된 불투수 차단층은 내구성이 좋고, 우수한 소성변형 저항성, 피로균열 저항성 및 저온균열 저항성을 갖는 효과가 있다.
또한, 상기 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법 및 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법을 통하여 포장된 배수성 아스팔트 콘크리트층 및 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트층은 침투수를 우수하게 차단하고 방수가 가능하며, 포트홀을 방지하고, 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.
이로써, 본 발명의 일 구현 예에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 차로, 인도 등의 도로, 교량, 항공기 이착륙장 등을 포장하는 데에 매우 유용하게 적용가능한 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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 11 중량%와 골재 89 중량%를 혼합하여, 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 82 중량%, 폴리머 개질제 15 중량%, 가소성 첨가제 2.5 중량%, 박리방지제 0.5 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 5mm의 체에서 80 내지 100 중량% 통과, 2.5mm의 체에서 65 내지 100 중량% 통과, 1.2mm의 체에서 40 내지 80 중량% 통과, 0.6mm의 체에서 20 내지 65 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 7 내지 40 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 2 내지 20 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 0 내지 10 중량% 통과하여 선별되는 잔골재와, 0.6mm의 체에서 100 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 95 내지 100 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 90 내지 100 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 70 내지 100 중량% 통과하여 선별되는 채움재를 혼합한 것을 사용하였다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되,
상기 석유계 아스팔트는 침입도 70의 스트레이트 아스팔트 100 중량부에, 리그닌(pristine lignin) 5 중량부, 피리딘 19 중량부 및 소디움헥사메타포스페이트 7 중량부를 혼합한 것을 사용하였다.
<실시예 3>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되,
상기 석유계 아스팔트는 침입도 70의 스트레이트 아스팔트 100 중량부에, 리그닌(pristine lignin) 5 중량부, 피리딘 19 중량부 및 소디움헥사메타포스페이트 7 중량부를 혼합한 것을 사용하였고;
상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체(EBA) 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) 5 중량부, 피리딘 19 중량부 및 소디움헥사메타포스페이트 7 중량부를 혼합한 것을 사용하였고;
상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체(EBA) 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 저밀도 폴리프로필렌을 3: 3: 2: 2의 중량비율로 혼합한 것을 사용하였다.
<실시예 5>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되,
상기 석유계 아스팔트는 침입도 70의 스트레이트 아스팔트 100 중량부에, 리그닌(pristine lignin) 5 중량부, 피리딘 19 중량부 및 소디움헥사메타포스페이트 7 중량부를 혼합한 것을 사용하였고;
상기 폴리머 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 폴리에테르-폴리아미드 블록 공중합체(EBA) 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 저밀도 폴리프로필렌을 3: 3: 2: 2의 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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더는 석유계 아스팔트 82 중량%, 폴리머 개질제 14 중량%, 가소성 첨가제 2.5 중량%, 박리방지제 0.5 중량%, 티오아세트아미드 0.5 중량% 및 이소티오시안산 알릴 0.5 중량%를 혼합하여 사용하였다.
<비교예 1>
약 180 ℃의 온도에서 아스팔트 바인더 11 중량%와 골재 89 중량%를 혼합하여, 비교용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 아스팔트 바인더는 국내에서 개질 아스팔트 포장에 가장 많이 사용하는 아스팔트 바인더(PG76-22)를 혼합하여 사용하였다.
상기 골재는 5mm의 체에서 80 내지 100 중량% 통과, 2.5mm의 체에서 65 내지 100 중량% 통과, 1.2mm의 체에서 40 내지 80 중량% 통과, 0.6mm의 체에서 20 내지 65 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 7 내지 40 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 2 내지 20 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 0 내지 10 중량% 통과하여 선별되는 잔골재와, 0.6mm의 체에서 100 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 95 내지 100 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 90 내지 100 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 70 내지 100 중량% 통과하여 선별되는 채움재를 혼합한 것을 사용하였다.
<시험예 1: 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더의 평가>
소성변형 특성 시험결과
DSR 시험은 아스팔트 바인더의 고온 공용 특성인 소성변형 저항성을 평가하기 위하여 일반적으로 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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 및 국내에서 일반 개질아스팔트로 가장 많이 사용하는 PG76-22아스팔트 바인더에 대하여, AASHTO T 315 방법에 따라 DSR 시험이 수행되었으며, 시험결과는 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분(G＊/sin δ 값(kPa)) | 76℃ | 82℃ |
| 일반 개질아스팔트(PG76-22) | 2.2 | 0.8 |
| 실시예 1(PG88-34) | 14.5 | 9.2 |
| 실시예 2(PG88-34) | 14.6 | 9.2 |
| 실시예 3(PG88-34) | 14.8 | 9.4 |
| 실시예 4(PG88-34) | 14.8 | 9.4 |
| 실시예 5(PG88-34) | 14.9 | 9.5 |
| 실시예 6(PG88-34) | 15.2 | 9.7 |
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 76℃ 및 82℃의 온도에서 모두 실시예 1 내지 6에서 사용된 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더(PG88-34)는 일반개질아스팔트 바인더(PG76-22)와 비교하여, 매우 높은 G*/sin δ 값을 보임으로써, 소성변형 저항성이 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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 및 국내에서 일반 개질아스팔트로 가장 많이 사용하는 PG76-22아스팔트 바인더에 대하여, RTFO와 PAV를 사용하여 단기 및 장기노화시킨 후, 상기 노화된 아스팔트 바인더의 G*sin δ 값을 25℃와 28℃에서 각각 DSR을 사용하여 측정하였다. 시험결과는 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분(G＊sin δ 값(kPa)) | 25℃ | 28℃ |
| 일반 개질아스팔트(PG76-22) | 3402 | 2954 |
| 실시예 1(PG88-34) | 1262 | 734 |
| 실시예 2(PG88-34) | 1260 | 729 |
| 실시예 3(PG88-34) | 1259 | 727 |
| 실시예 4(PG88-34) | 1258 | 725 |
| 실시예 5(PG88-34) | 1254 | 721 |
| 실시예 6(PG88-34) | 1251 | 718 |
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 25℃와 28℃의 온도에서 모두 실시예 1 내지 6에서 사용된 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더(PG88-34)는 일반개질아스팔트 바인더(PG76-22)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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 및 국내에서 일반 개질아스팔트로 가장 많이 사용하는 PG76-22아스팔트 바인더에 대하여, AASHTO T 313에 따라 BBR 시험이 수행되었으며, 시험결과는 하기 표 3에 나타내었다.
| 구분(Stiffness(kPa)) | -12℃ | -18℃ | 구분(m-value) | -12℃ | -18℃ |
| 일반 개질아스팔트(PG76-22) | 200 | 385 | 일반 개질아스팔트(PG76-22) | 0.324 | 0.280 |
| 실시예 1(PG88-34) | 52 | 86 | 실시예 1(PG88-34) | 0.384 | 0.334 |
| 실시예 2(PG88-34) | 49 | 82 | 실시예 2(PG88-34) | 0.389 | 0.336 |
| 실시예 3(PG88-34) | 47 | 80 | 실시예 3(PG88-34) | 0.410 | 0.340 |
| 실시예 4(PG88-34) | 46 | 79 | 실시예 4(PG88-34) | 0.412 | 0.345 |
| 실시예 5(PG88-34) | 45 | 77 | 실시예 5(PG88-34) | 0.415 | 0.348 |
| 실시예 6(PG88-34) | 42 | 76 | 실시예 6(PG88-34) | 0.418 | 0.350 |
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, -12℃의 온도에서, 일반 개질 아스팔트 바인더(PG76-22)의 강성 값은 200 MPa 로 나온 것에 비하여, 실시예 1 내지 6에서 사용된 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더(PG88-34)는 52 MPa 이하의 값을 나타내었고, -18℃의 온도에서 일반개질아스팔트 바인더(PG76-22)의 강성 값은 기준값인 300 MPa를 넘어가는 385 MPa 값이 나온 것에 비하여, 실시예 1 내지 6에서 사용된 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더(PG88-34)는 86 MPa 이하의 값을 보임으로써, 저온에서의 균열저항성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.또한, 실시예 1 내지 6에서 사용된 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더 및 일반개질아스팔트 바인더(PG76-22)의 -12℃에서의 m-value 값은 기준값 0.3 이상을 모두 만족하였으나, -18℃ 일때 일반개질아스팔트 바인더(PG76-22)는 0.280의 값을 나타내어 기준을 만족하지 못하였다.
<시험예 2: 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물의 평가>
실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 약 60mm 두께의 아스팔트 콘크리트 공시체를 제조한 후 공극률, 투수시험, 작업성을 확인하기 위한 점도시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
| 구분 | 공극률(%) | 투수시험 | 점도(135℃,CP) |
| 실시예 1 | 0.2 | 투수되지 않음 | 1478 |
| 실시예 2 | 0.2 | 투수되지 않음 | 1436 |
| 실시예 3 | 0.2 | 투수되지 않음 | 1425 |
| 실시예 4 | 0.1 | 투수되지 않음 | 1406 |
| 실시예 5 | 0.1 | 투수되지 않음 | 1378 |
| 실시예 6 | 0.1 | 투수되지 않음 | 1357 |
| 비교예 1 | 0.4 | 투수되지 않음 | 1520 |
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6에 따른 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물은 공극률이 1% 이하로 비교예 1과 비교하여, 더욱 낮고, 투수가 되지 않아 우수한 방수성능을 가지며, 점도가 낮아 우수한 작업성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 3: 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 평가>
반사균열 저항성
불투수 차단층의 반사균열 저항성을 평가하기 위하여 반사균열 시험(Mode Ⅱ, 전단모드)을 수행하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 시험체로는 실시예 6에 따른 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 불투수 차단층을 두께(1 내지 3cm)별로 형성하였고, 상기 불투수 차단층의 상부에는 배수성 아스팔트 콘크리트층을 형성함으로써, 최종 두께가 8cm가 되도록한 것을 사용하였다.
| 두께(cm) | 배수성 아스팔트콘크리트층 | 불투수차단층 | 파괴수명(cycle) |
| 실시예 6-1 | 5 | 3 | 5468 |
| 실시예 6-2 | 6 | 2 | 3462 |
| 실시예 6-3 | 7 | 1 | 2654 |
| 비교예 1 | 8 | 0 | 1245 |
상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 불투수 차단층을 1 내지 3cm의 두께로 포함하는 경우, 파괴수명이 연장된 것으로 나타나, 우수한 반사균열 저감효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
소성변형 저항성 평가
불투수 차단층의 소성변형 저항성능을 평가하고자 휠트래킹 시험을 수행하여, 동적안정도를 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다. 시험체로는 실시예 6에 따른 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 불투수 차단층을 두께(1 내지 3cm)별로 형성하였고, 상기 불투수 차단층의 상부에는 배수성 아스팔트 콘크리트층을 형성함으로써, 최종 두께가 8cm가 되도록한 것을 사용하였다.
| 두께(cm) | 배수성 아스팔트콘크리트층 | 불투수차단층 | 동적안정도(cycle/mm) |
| 실시예 6-1 | 5 | 3 | 3226 |
| 실시예 6-2 | 6 | 2 | 3425 |
| 실시예 6-3 | 7 | 1 | 3652 |
| 비교예 1 | 8 | 0 | 3845 |
상기 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 불투수 차단층을 1 내지 3cm의 두께로 포함하는 경우, 두께가 증가할수록 동적안정도는 감소하였으나, 동적안정도의 품질기준(3000 이상)은 모두 만족하는 것으로 나타나 소성변형 저항성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
저온균열 저항성 평가
불투수 차단층의 저온에서의 균열 저항성을 평가하고자 저온 휨시험을 수행하여, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다. 시험온도는 -10℃에서 실시하였으며, 시험체로는 실시예 6에 따른 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 불투수 차단층을 두께(1 내지 3cm)별로 형성하였고, 상기 불투수 차단층의 상부에는 배수성 아스팔트 콘크리트층을 형성함으로써, 최종 두께가 8cm가 되도록한 것을 사용하였다.
| 두께(cm) | 배수성 아스팔트콘크리트층 | 불투수차단층 | 변형률 |
| 실시예 6-1 | 5 | 3 | 0.014 |
| 실시예 6-2 | 6 | 2 | 0.010 |
| 실시예 6-3 | 7 | 1 | 0.008 |
| 비교예 1 | 8 | 0 | 0.0025 |
상기 표 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 불투수 차단층을 1 내지 3cm의 두께로 포함하는 경우, 두께가 증가할수록 휨 변형률이 상승한 것으로 나타나, 저온 균열 저항성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 4: 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 평가>
반사균열 저항성
*불투수 차단층의 반사균열 저항성을 평가하기 위하여 반사균열 시험(Mode Ⅱ, 전단모드)을 수행하여 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다. 시험체로는 실시예 6에 따른 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 불투수 차단층을 두께(1 내지 3cm)별로 형성하였고, 불투수 차단층의 상부에는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트층을 형성함으로써, 최종 두께가 8cm가 되도록한 것을 사용하였다.
| 두께(cm) | SMA콘크리트층 | 불투수차단층 | 파괴수명(cycle) |
| 실시예 6-1 | 5 | 3 | 9225 |
| 실시예 6-2 | 6 | 2 | 6750 |
| 실시예 6-3 | 7 | 1 | 4050 |
| 비교예 1 | 8 | 0 | 1650 |
상기 표 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 불투수 차단층을 1 내지 3cm의 두께로 포함하는 경우, 파괴수명이 연장된 것으로 나타나, 우수한 반사균열 저감효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
소성변형 저항성 평가
불투수 차단층의 소성변형 저항성능을 평가하고자 휠트래킹 시험을 수행하여, 동적안정도를 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다. 시험체로는 실시예 6에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 불투수 차단층을 두께(1 내지 3cm)별로 형성하였고, 불투수 차단층의 상부에는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트층을 형성함으로써, 최종 두께가 8cm가 되도록한 것을 사용하였다.
| 두께(cm) | SMA콘크리트층 | 불투수차단층 | 동적안정도(cycle/mm) |
| 실시예 6-1 | 5 | 3 | 3572 |
| 실시예 6-2 | 6 | 2 | 3938 |
| 실시예 6-3 | 7 | 1 | 4205 |
| 비교예 1 | 8 | 0 | 4846 |
상기 표 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 불투수 차단층을 1 내지 3cm의 두께로 포함하는 경우, 두께가 증가할수록 동적안정도는 감소하였으나, 동적안정도의 품질기준(3000 이상)은 모두 만족하는 것으로 나타나 소성변형 저항성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
저온균열 저항성 평가
불투수 차단층의 저온에서의 균열 저항성을 평가하고자 저온 휨시험을 수행하여, 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다. 시험온도는 -10℃에서 실시하였으며, 시험체로는 실시예 6에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여, 불투수 차단층을 두께(1 내지 3cm)별로 형성하였고, 불투수 차단층의 상부에는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트층을 형성함으로써, 최종 두께가 8cm가 되도록한 것을 사용하였다.
| 두께(cm) | SMA콘크리트층 | 불투수차단층 | 변형률 |
| 실시예 6-1 | 5 | 3 | 0.020 |
| 실시예 6-2 | 6 | 2 | 0.015 |
| 실시예 6-3 | 7 | 1 | 0.011 |
| 비교예 1 | 8 | 0 | 0.008 |
상기 표 10에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 불투수 차단층을 1 내지 3cm의 두께로 포함하는 경우, 두께가 증가할수록 휨 변형률이 상승한 것으로 나타나, 저온 균열 저항성이 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 (6)
- 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더 8 내지 16 중량%와 골재 84 내지 92 중량%를 포함하고;
상기 고온 및 저온 성능이 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 폴리머 개질제는 상기 폴리머 개질제의 총 중량 대비 부분환원 그래핀 용액 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 것이고,
상기 가소성 첨가제는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌메틸아크릴레이트(EMA), C5 석유수지, C9 석유수지, 저밀도 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고,
상기 박리방지제는 아민계, 폴리인산계, 소석회 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
상기 골재는 5mm의 체에서 80 내지 100 중량% 통과, 2.5mm의 체에서 65 내지 100 중량% 통과, 1.2mm의 체에서 40 내지 80 중량% 통과, 0.6mm의 체에서 20 내지 65 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 7 내지 40 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 2 내지 20 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 0 내지 10 중량% 통과하여 선별되는 잔골재와,
0.6mm의 체에서 100 중량% 통과, 0.3mm의 체에서 95 내지 100 중량% 통과, 0.15mm의 체에서 90 내지 100 중량% 통과, 0.08mm의 체에서 70 내지 100 중량% 통과하여 선별되는 채움재를 혼합한 것을 사용하여;
공극율이 0.5% 이하인 것을 특징으로 하는 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더는
티오아세트아미드 0.1 내지 1 중량% 및 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 1 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 및 저온성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물.
- 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 것이고;
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 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법에 있어서,
별도의 플랜트에서 상기 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더와 골재를 혼합하여, 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 준비하는 단계;
시공면의 평탄화를 진행하고, 시공면의 불순물을 제거하여 시공부를 구비하는 단계;
상기 준비된 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물을 이동식 저장장치에 저장 및 운반한 후, 상기 시공부의 상부에 포설하여 불투수 차단층을 형성하는 단계; 및
양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법.
- 제4항에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법에 있어서,
상기 시공된 불투수 차단층의 상부에 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 포설하는 단계; 상기 포설된 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 다짐하여, 공극율이 20 내지 23 %인 포장층을 형성하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것이고;
상기 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물은 아스팔트 바인더 100 중량부에 대하여, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 0.01 내지 5 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 10 내지 20 중량부, 석유수지 5 내지 30 중량부, 티오아세트아미드 0.1 내지 5 중량부, 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 5 중량부 및 골재 50 내지 2000 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법.
- 제4항에 따른 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법을 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법에 있어서,
상기 시공된 불투수 차단층의 상부에 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물을 포설하는 단계; 상기 포설된 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물을 다짐하여, 공극율이 1.5 내지 5 %인 포장층을 형성하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것이고;
상기 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트 조성물은 아스팔트 바인더 100 중량부에 대하여, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 0.01 내지 5 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 10 내지 20 중량부, 석유수지 5 내지 30 중량부, 티오아세트아미드 0.1 내지 5 중량부, 이소티오시안산 알릴 0.1 내지 5 중량부, 골재 50 내지 2000 중량부 및 채움재 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇄석 매스틱 아스팔트(SMA) 콘크리트의 포장공법.
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| KR1020200072051A KR102154568B1 (ko) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 고온 및 저온 성능이 우수한 아스팔트 바인더를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물, 이를 이용한 불투수 차단층용 고등급 아스팔트 콘크리트의 시공방법, 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 배수성 아스팔트 콘크리트의 포장공법 및 이를 이용하여 시공된 불투수 차단층을 포함하는 쇄석 매스틱 아스팔트(sma) 콘크리트의 포장공법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Publication of correction |