KR102155570B1 - 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법 - Google Patents

도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개질 결합재 5~85 중량% 및 기능성 충전재 15~95중량%를 포함하며, 개질 결합재는, 비투멘(oxidized bitumen) 1~40중량%, 스티렌 1~35중량%,부틸-부타디엔 공중합체 0.1~20중량%, 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체 0.1~20중량%, 6- 에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 0.1~15중량%, 부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀) 0.1~15중량% 및 γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란 0.01~15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 강도, 부착력, 내마모성 및 내구성이 우수하고, 결빙 방지제가 높은 결빙 기능을 유지할 수 있어 눈길 미끄럼 사고 및 도로시설물의 노화를 방지할 수 있다.

Description

도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법{ASPHALT SURFACE TREATMENT COMPOSITION FOR PREVENTING FREEZING OF ROAD PAVEMENT AND SURFACE TREATMENT METHOD FOR PREVENTING FREEZING OF ROAD PAVEMENT THEREWITH}
본 발명은 도로 포장 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 첨가되는 결빙 방지제가 높은 융설 기능을 유지할 수 있어 눈길 미끄럼 사고 및 도로 시설물의 열화를 방지할 수 있는 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고속도로나 국도, 그리고 지방도로 등에 질주하는 차량의 주행속도에 비해 굽어진 도로나 내리막길 등이 많으며, 이러한 곳에서는 도로면이 미끄러워 차량이 도로를 이탈하거나 굽은 도로에서는 전복하는 경우가 많았는데, 미끄럼방지 시설은 이와 같은 사고를 방지하기 위하여 많이 사용하여 왔으며, 종래에는 안전사고에 대한 관심이 높아지면서 시가지 교차로의 진입로, 급커브길 및 경사로 등의 미끄럼 방지 포장, 학교앞, 횡단보도의 전방도로 및 주차장 등의 미끄럼방지 시설 및 기타 교통사고 다발지역 등에 노면 미끄럼방지 시설을 설치하여 사용하고 있다.
한편, 동절기에 눈이 내리면 결빙이 되기 쉽고, 이렇게 결빙이 되는 경우에는 차량 사고와 보행자의 안전사고가 발생될 수 있으므로 도로에 쌓인 눈을 신속히 융설하여 도로가 결빙되는 것을 방지할 필요가 있으며, 특히 최근 이상 기상 현상에 따라 기록적인 폭설현상이 빈번히 발생되고 있으므로 이와 같은 겨울철 도로의 결빙방지에 대하여 많은 관심을 기울이고 있다.
또한, 종래 미끄럼 방지 포장재 또는 아크릴공중합수지를 바인더로 한 미끄럼 방지제로 시공한 미끄럼방지구간에도 눈이 쌓이거나 결빙되어 차량의 미끄럼 사고를 유발함으로써 동절기 교통 사고의 주된 요인이 되고 있다. 이와 같이, 눈이 쌓이거나 결빙을 방지하기 위해 현재는 도로에 모래를 뿌리거나 염화칼슘 등을 뿌리는 방법이 사용되고 있으나, 갑자기 폭설이 내리는 경우는 염화칼슘 또는 모래를 도로에 직접 살포해야 하므로 신속한 융설 작업이 불가능하게 되며 많은 시간과 인원 장비를 필요로 하게 된다. 또한, 염화칼슘은 살포 후에 지속적으로 눈이 내리면 염화칼슘의 농도가 낮아져 결국에는 다시 결빙되는 문제점이 있으므로 이러한 방법은 눈길 또는 빙판길의 미끄럼 사고를 근본적으로 해결할 수 없다.
등록특허 제10-1885813호(2018.07.31.) 공개특허 제10-2019-0023573호(2019.03.08.)
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 첨가되는 결빙 방지제가 높은 융설 기능을 유지할 수 있어 눈길 미끄럼 사고 및 도로 시설물의 열화를 방지할 수 있는 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물은 중량 대비 개질 결합재 5~85 중량% 및 기능성 충전재 15~95중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 제공한다.
상기 개질 결합재는, 비투멘(oxidized bitumen) 1~40중량%, 스티렌 1~35중량%,부틸-부타디엔 공중합체 0.1~20중량%, 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체 0.1~20중량%, 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(6-ethoxy- 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline) 0.1~15중량%, 부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀(4,4'-Butylidene bis(3-methyl-6-tert-butylphenol)) 0.1~15중량% 및 γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란 0.01~15중량%를 포함할 수 있다.
상기 개질 결합재는 촉진제를 더 포함할 수 있다. 상기 촉진제는 반응성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 촉진제로는 n.n-디메틸 아닐린(n.n-dimethyl aniline; DMA), 2-에틸렌헥소네이트(2-ethylhexonate), 코발트 카르복실레이트(cobalt carboxylate), n.n-디에틸 아닐린(n.n-diethyl aniline; EMA), n-디-p-톨루이딘(n-di-p-toluidine), 디-메틸 아크릴아미드(d-methyl acylamide), 또는 이들 중 2 이상의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다. 상기 촉진제는 상기 개질 결합재에 대하여 0.01~15중량% 포함될 수 있다.
상기 기능성 충전재는 석회석 분말 40~98중량%, 실리카질 규사 1~30중량%, 알킬암모늄 0.1~20중량%, 세피올라이트 0.1~20중량%, 규산알루미늄 0.01~15중량%, 휘스커 0.01~15중량%, 마그네슘옥시클로라이드 0.01~15중량%, 염화칼슘 또는 염화나트륨 0.01~15중량%, 황산나트륨 0.01~15중량%, 산화칼슘 0.01~15중량%, 리튬알루미네이트 0.01~15중량%, γ-클로로프로필트리메톡시실란 0.01~15중량% 및 안료 0.01~15중량%를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 시공 도로면을 표면 건조하는 단계와, 숏블라스트, 평삭기, 연마기 등을 이용하여 치핑하여 열화부위나 이물질 등을 제거하는 단계와, 프라이머리 표면처리재를 도포하는 단계와, 도포된 상부에 상기 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 도포하고 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 포장 표면 처리 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 강도, 부착력, 내열성, 내화학성, 자외선 저항성, 내오존성, 내마모성 및 내구성이 우수하고, 결빙 방지제가 높은 결빙 기능을 유지할 수 있어 눈길 미끄럼 사고 및 도로시설물의 노화를 방지할 수 있다. 또한, 초기 성분의 비율 및 물리적 조건을 변화시키기 때문에, 장기간의 방빙 효과를 가지며, 주변 온도가 떨어지면 반복적인 착빙을 막으며, 환경에 유해하지 않고, 금속에 대한 부식성이 없는 조성물을 만드는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따라 제공되는 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면 처리 조성물 및 도로포장 결빙방지 표면 처리 방법은 경화속도가 빠르면서도 노면 부착성능 및 장기적 물성이 우수한 노화를 방지할 수 있으며, 구성이 복잡하고 설치비용 및 큰 전력소모로 인한 운영비가 높은 종래의 융설 또는 결빙방지 시공 문제점을 완전 해결할 수 있는 획기적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법을 보여주는 순서도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물은 개질 결합재 및 기능성 충전재를 포함한다.
상기 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물은 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물은 중량 대비 개질 결합재 5~85 중량% 및 기능성 충전재 15~95중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 개질 결합재는, 비투멘(oxidized bitumen) 1~40중량%, 스티렌 1~35중량%, 부틸-부타디엔 공중합체 0.1~20중량%, 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체 0.1~20중량%, 6- 에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(6-ethoxy- 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline) 0.1~15중량%, 부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀)(4,4'-Butylidene bis(3-methyl-6-tert-butylphenol)) 0.1~ 15중량% 및 γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란 0.01~15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 제공한다.
상기 비투멘(oxidized bitumen)은 석유의 추출 및 노천광산에 채굴하는 방식으로 생산되며, 방수, 방음, 방진효과를 개선하기 위해 사용된다. 상기 비투멘은 상기 개질 결합재에 대하여 1~40중량%함유되는 것이 바람직한데, 상기 비투멘의 함량이 40중량%를 초과하면 더 이상의 성능 개선효과를 얻을 수 없으며, 상기 비투멘의 함량이 1중량%미만이면 성능 개선 효과가 미약하게 된다.
상기 스티렌은 작업성, 강도, 내마모성, 내약품성 등의 내구성을 증진시키기 위해 사용된다. 또한, 상기 스티렌은 내산 및 내알칼리성이 우수하며 강도를 개선하는 효과가 있다. 상기 스티렌은 상기 개질 결합재에 대하여 1∼35중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 스티렌의 함량이 35중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 낮아져 재료분리가 발생하기 쉬우며, 상기 스티렌의 함량이 1중량% 미만이면 강도, 내마모성 및 내구성 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 부틸-부타디엔 공중합체는 내노화성, 내오존성, 반발탄성, 내한성, 내마모성 등을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 부틸-부타디엔 공중합체는 상기 개질 결합재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 부틸-부타디엔 공중합체의 함량이 20중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점성이 높아져 작업성이 저하되며, 상기 부틸-부타디엔 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체는 강도, 내열성 및 내유성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체는 상기 개질 결합재에 대하여 0.1∼20중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체 공중합체의 함량이 20중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체의 함량이 0.1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미약할 수 있다.
상기 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(6-ethoxy-2,2,4- trimethyl-1,2-dihydroquinoline)은 내열성, 내굴곡성, 내오존성을 개선하여 노화를 방지하기 위하여 사용된다. 상기 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린은 상기 개질 결합재에 대하여 0.1∼15중량%가 혼입되는 것이 바람직한데, 상기 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린의 함량이 15중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되고, 상기 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린의 함량이 0.1중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 4,4'-부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀){4,4'-Butylidene bis (3- methyl-6-tert-butylphenol)}은 열변색 방지 및 산화방지 등의 역할을 하는 노화방지 성능을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀)은 상기 개질 결합재에 대하여 0.1∼15중량%가 혼입되는 것이 바람직한데, 상기 부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀)의 함량이 15중량%를 초과하면 성능은 개선되나 경제성이 저하되고, 상기 부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀)의 함량이 0.1중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란은 반응성을 개선하여 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란은 상기 개질 결합재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직한데, 상기 γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란의 함량이 15중량%를 초과하면 성능은 개선되나 반응성이 높아져 작업성이 저하되고 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란의 함량이 0.01중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 촉진제는 반응성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 촉진제로는 n.n-디메틸 아닐린(n.n-dimethyl aniline; DMA), 2-에틸렌헥소네이트(2-ethylhexonate), 코발트 카르복실레이트(cobalt carboxylate), n.n-디에틸 아닐린(n.n-diethyl aniline; EMA), n-디-p-톨루이딘(n-di-p-toluidine), 디-메틸 아크릴아미드(d-methyl acylamide), 또는 이들 중 2 이상의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다. 상기 촉진제는 상기 개질 결합재에 대하여 0.01~15중량% 포함될 수 있다. 상기 촉진제의 함량이 0.01중량%미만이면 반응성이 낮아져 성능 발현이 저하되고, 상기 촉진제의 함량이 15중량%를 초과하면 반응성이 높아져 작업성이 저하된다.
상기 기능성 충전재는 상기 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물에 대하여 15~95중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 기능성 충전재의 함량이 95중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 상기 기능성 충전재의 함량이 15중량% 미만이면 강도, 내마모성, 내산성, 내열성 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 기능성 충전재는 석회석 분말 40~98중량%, 실리카질 규사 1~30중량%, 알킬암모늄 0.1~20중량%, 세피올라이트 0.1~20중량%, 규산알루미늄 0.01~15중량%, 휘스커 0.01~15중량%, 마그네슘옥시클로라이드 0.01~15중량%, 염화칼슘 또는 염화나트륨 0.01~15중량%, 황산나트륨 0.01~15중량%, 산화칼슘 0.01~15중량%, 리튬알루미네이트 0.01~15중량%, γ-클로로프로필트리메톡시실란 0.01~15중량% 및 안료 0.01~15중량%를 포함할 수 있다.
상기 석회석 분말은 강도, 충전성, 내충격성 등을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 석회석 분말은 상기 기능성 충전재에 대하여 40~98 중량%함유되는 것이 바람직하며, 상기 석회석 분말의 함량이 98중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되고, 상기 석회석 분말의 함량이 40중량%미만이면 작업성은 개선되나 성능 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 실리카질 규사는 강도, 미끄럼 저항성 및 내마모성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 실리카질 규사는 입경이 0.01~2mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 실리카질 규사는 상기 기능성 충전재에 대하여 1~30중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 실리카질 규사의 함량이 30중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되고, 상기 실리카질 규사의 함량이 1중량%미만이면 성능 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 알킬암모늄은 강도, 내열성, 내수성 및 방부성 등이 우수하여 열화방지효과를 개선하기 위하여 사용된다. 상기 알킬암모늄은 상기 기능성 충전재에 대하여 0.1~20 중량%함유되는 것이 바람직하며, 상기 알킬암모늄의 함량이 20중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되고, 상기 알킬암모늄의 함량이 0.1중량%미만이면 성능 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 세피올라이트는 점도 조절, 재료분리 저항성 및 내수성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 세피올라이트는 상기 기능성 충전재에 대하여 0.1~20 중량%함유되는 것이 바람직하며, 상기 세피올라이트의 함량이 20중량%를 초과하면 성능은 개선되나 작업성이 저하되고, 상기 세피올라이트의 함량이 0.1중량%미만이면 강도, 유동성 및 내구성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 규산알루미늄은 내열성, 내산성, 내알칼리성, 내식성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 규산알루미늄은 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 규산알루미늄의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 규산알루미늄의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 성능은 개선되나 강도 저하가 발생할 수 있다.
상기 휘스커는 강도, 경도, 내열성 및 내식성을 개선하기 위해 사용할 수 있다. 상기 휘스커는 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 휘스커의 중량비가 증가하면 내열 및 내식 성능을 나타내며, 상기 휘스커의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 내열 및 내식 성능 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 휘스커의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 마그네슘옥시클로라이드는 강도, 내화성 및 열전도성을 개선하기 위해 사용할 수 있다. 상기 마그네슘옥시클로라이드는 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 마그네슘옥시클로라이드의 중량비가 증가하면 강도, 내화성 및 열전도 성능을 나타내며, 상기 마그네슘옥시클로라이드의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 성능 개선 효과가 미약할 수 있고, 상기 마그네슘옥시클로라이드의 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 작업성이 저하되고 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 염화칼슘 또는 염화나트륨은 흡습성 및 보수성이 우수한 수용성 무기염류로서 습기를 흡수하여 눈 또는 얼음을 녹이는 효과를 얻기 위해 사용한다. 상기 염화칼슘 또는 염화나트륨은 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01~15중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 염화칼슘 또는 염화나트륨의 함량이 15중량%를 초과하면 융빙 효과는 우수하나 구조물의 부식을 촉진시키기 쉽고, 그 함량이 0.01중량% 미만이면 융빙 효과가 미흡하게 된다.
상기 황산나트륨은 조성물의 탈수 및 건조성을 개선하여 융빙 효과를 얻기 위하여 사용한다. 상기 황산나트륨은 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01~15중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 황산나트륨의 함량이 15중량%를 초과하면 탈수 및 건조성이 개선되어 융빙 효과는 개선되나 점도가 높아져 성형성이 저하되고, 그 함량이 0.01중량% 미만이면 탈수 및 건조성이 저하되어 융빙 효과가 미흡하게 된다.
상기 산화칼슘은 수분을 포집하여 건조성을 개선시켜 융빙 효과를 개선하기 위해 사용한다. 상기 산화칼슘은 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01~15중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 산화칼슘의 함량이 15중량%를 초과하면 건조성이 개선되어 융빙 개선효과는 뚜렷하나 가사시간이 단축되고, 그 함량이 0.01중량% 미만이면 건조성이 저하되어 융빙 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 리튬알루미네이트는 점착력, 반응성, 응집 방지성, 화학적 안정성, 내구성 등을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 리튬알루미네이트는 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01~15중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 리튬알루미네이트의 함량이 15중량%를 초과하면 성능 개선 효과가 뚜렷하나 작업성 및 경제성이 저하되고, 그 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선 효과가 미흡하게 된다.
상기 γ-클로로프로필트리메톡시실란은 가수분해 및 축??중합 반응을 통해 피막을 형성시켜 장기간의 융빙 효과를 얻기 위하여 사용한다. 상기 γ-클로로프로필트리메톡시실란은 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01~15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 γ-클로로프로필트리메톡시실란 분말의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 반응성이 저하되어 장기간의 융빙 효과가 저하되고, 그 함량이 15중량%를 초과할 경우에는 성능은 유지되나, 제조 원가가 높아져 경제적이지 못하다.
상기 안료는 색상 구현과 미관을 개선하기 위해 사용된다. 상기 안료는 이산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬(Cr2O3), 자색 산화철, 흑색 산화철, 카본블랙, 휘스커 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 상기 안료는 상기 기능성 충전재에 대하여 0.01~15중량% 함유되는 것이 바람직하다.
이하에서, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법(100)을 설명한다.
먼저 시공 도로면을 표면 건조하는 단계(101)가 진행된다. 도로 표면이 건조되면, 숏블라스트, 평삭기, 연마기 등을 이용하여 치핑하여 열화부위나 이물질 등을 제거하는 단계(103)가 진행된다. 열화부위나 이물질 등이 제거된 표면에 물, 유해물질 등의 침투를 방지하고, 부착력을 증진시키기 위하여 프라이머 표면처리재를 도포하는 단계(105)가 진행된다. 여기서 표면처리재는 메틸메타크릴레이트(MMA)수지, 아크릴계 수지 및 상기 개질 결합재 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그런 다음, 프라이머 표면처리재가 도포된 상부에 본 발명에 따른 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 붓, 롤러, 에어리스 등으로 도포하는 단계(107)를 진행한다. 그런 다음에 마지막으로 도포된 상기 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 양생하는 단계(109)를 진행한다.
이하에서, 본 발명에 따른 결빙 방지제 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
개질 결합재 40중량% 및 기능성 충전재 60중량%를 강제식 믹서로 3분간 교반하여 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 제조하였다.
이 때, 상기 개질 결합재는 비투멘(oxidized bitumen) 30중량%, 스티렌 10중량%, 부틸-부타디엔 공중합체 10중량%, 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체 10중량%, 6- 에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 10중량%, 부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀) 10중량%, γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란 10중량% 및 n.n-디메틸 아닐린 10중량%를 혼합하여 제조하였다.
상기 기능성 충전재는 석회석 분말 45중량%, 실리카질 규사 10중량%, 알킬암모늄 5중량%, 세피올라이트 5중량%, 규산알루미늄 5중량%, 휘스커 5중량%, 마그네슘옥시클로라이드 5중량%, 염화칼슘 또는 염화나트륨 10중량%, 황산나트륨 2중량%, 산화칼슘 2중량%, 리튬알루미네이트 2중량%, γ-클로로프로필트리메톡시실란 2중량% 및 안료 2중량%를 혼합하여 제조하였다. 이 때, 안료는 산화티탄을 사용하였다.
<실시예 2>
개질 결합재 40중량% 및 기능성 충전재 60중량%를 강제식 믹서로 3분간 교반하여 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 제조하였다.
이 때, 상기 개질 결합재는 비투멘(oxidized bitumen) 20중량%, 스티렌 10중량%, 부틸-부타디엔 공중합체 15중량%, 아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체 15중량%, 6- 에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 10중량%, 부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀) 10중량%, γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란 10중량% 및 n.n-디메틸 아닐린 10중량%를 혼합하여 제조하였다.
상기 기능성 충전재는 석회석 분말 40중량%, 실리카질 규사 10중량%, 알킬암모늄 5중량%, 세피올라이트 5중량%, 규산알루미늄 5중량%, 휘스커 5중량%, 마그네슘옥시클로라이드 5중량%, 염화칼슘 또는 염화나트륨 15중량%, 황산나트륨 2중량%, 산화칼슘 2중량%, 리튬알루미네이트 2중량%, γ-클로로프로필트리메톡시실란 2중량% 및 안료 2중량%를 혼합하여 제조하였다. 이 때, 안료는 산화티탄을 사용하였다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 2의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예를 제시한다. 후술하는 비교예 1은 실시예들의 특성과 단순히 비교하기 위하여 제시하는 것으로 본 발명의 선행기술이 아님을 밝혀둔다.
<비교예 1>
비투멘(oxidized bitumen) 40중량% 및 석회석 분말 60중량%를 강제식 믹서로 3분간 교반하여 표면처리 조성물을 제조하였다.
아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 2의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
실시예 1 내지 실시예 2에 따라 제조된 조성물과 비교예 1에 따라 제조된 조성물을 KS F 4932에 의하여 작업성, 불휘발분, 지촉건조시간, 내투수능력(3회 도포), 염화물 침투저항성, 중성화깊이 및 부착성능 (무처리, 냉온반복처리 후, 냉온반복처리 후-도막상태)시험을 실시하였고, 융빙 효과를 평가하기 위하여 30cm×30cm×5cm의 아스팔트 슬래브 시험체를 제작한 후, 에폭시 수지를 이용해 부직포를 부착시험용 지그(Ø75mm) 한쪽 면에 부착하고 부직포에 물을 흡수시킨 후 아스팔트 슬래브 시험체의 표면과 맞붙여 저온 챔버에 넣어 설정 온도와 시험체가가 항온이 되도록 24시간 동안 유지한 후에 하중속도를 0.35MPa/sec로 하여 아스팔트 슬래브 시험체 표면과 얼음이 분리될 때의 최대 부착강도 측정하여, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
항 목 단 위 품질기준 실시예 1 실시예 2 비교예 1
작업성 - 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
불휘발분 % 85±5 88 88 87
지촉건조시간 hr 3 이하 1.0 1.0 1.5
내투수능력 - 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
염화물침투저항성 coulombs 100 이하 22 20 30
중성화 깊이 mm 0.1 이하 - - 0.02
부착성능 무처리 MPa 0.8 이상 1.6 1.4 1.1
냉온반복후 0.7 이상 1.5 1.3 1.0
냉온반복후-도막상태 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
얼음부착강도 (-6℃) MPa 0.15 이하 0.04 0.02 0.67
위의 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 조성물은 품질기준을 만족하고 비교예 1에 따라 제조된 조성물보다 우수한 결과를 나타내었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (4)

  1. 도로 포장용 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물로서,
    개질 결합재 5~85 중량% 및 기능성 충전재 15~95중량%를 포함하고,
    상기 개질 결합재는,
    비투멘(oxidized bitumen) 1~40중량%,
    스티렌 1~35중량%,
    부틸-부타디엔 공중합체 0.1~20중량%,
    아크릴산-2-클로로에틸-아크릴로니트릴 공중합체 0.1~20중량%,
    6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 (6-ethoxy-,2,4-trimethyl- 1,2-dihydroquinoline) 0.1~15중량%,
    부틸이덴비스(3-메틸-6-터트부틸페놀)(4,4'-Butylidene bis(3-methyl-6-tert -butylphenol)) 0.1~15중량% 및
    γ-메타크록시프로필-트리메톡시실란 0.01~15중량%를 포함하고,
    상기 기능성 충전재는 석회석 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는, 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물.
  2. 제1항에서 있어서,
    상기 개질 결합재는, 반응성을 개선하기 위하여 촉진제를 더 포함하며,
    상기 촉진제는
    n.n-디메틸 아닐린(n.n-dimethyl aniline; DMA),
    2-에틸렌헥소네이트(2-ethylhexonate),
    코발트 카르복실레이트(cobalt carboxylate),
    n.n-디에틸 아닐린(n.n-diethyl aniline; EMA),
    n-디-p-톨루이딘(n-di-p-toluidine),
    디-메틸 아크릴아미드(d-methyl acylamide), 또는
    이들 중 2 이상의 혼합물을
    포함하는 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 포함하며,
    상기 촉진제는 상기 개질 결합재에 대하여 0.01~15중량% 포함하는 것을 특징으로 하는, 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물.
  3. 제1항에서 있어서,
    상기 기능성 충전재는 석회석 분말 40~98중량%, 실리카질 규사 1~30중량%, 알킬암모늄 0.1~20중량%, 세피올라이트 0.1~20중량%, 규산알루미늄 0.01~15중량%, 휘스커 0.01~15중량%, 마그네슘옥시클로라이드 0.01~15중량%, 염화칼슘 또는 염화나트륨 0.01~15중량%, 황산나트륨 0.01~15중량%, 산화칼슘 0.01~15중량%, 리튬알루미네이트 0.01~15중량%, γ-클로로프로필트리메톡시실란 0.01~15중량% 및 안료 0.01~15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 이용하는 결빙방지 표면처리공법으로서,
    도로면을 표면 건조하는 단계;
    건조된 표면을 치핑하여 열화부위 또는 이물질을 제거하는 단계;
    제거된 표면에 메틸메타크릴레이트(MMA)수지, 아크릴계 수지 및 상기 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물의 개질 결합재 중 어느 하나 이상을 프라이머 표면처리재로서 도포하는 단계;
    상기 프라이머 표면처리재가 도포된 상부에 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 도포하는 단계;
    도포된 상기 아스팔트계 결빙방지 표면처리 조성물을 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 포장 표면 처리공법.
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