KR102261240B1 - 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물 - Google Patents

아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물 Download PDF

Info

Publication number
KR102261240B1
KR102261240B1 KR1020200173516A KR20200173516A KR102261240B1 KR 102261240 B1 KR102261240 B1 KR 102261240B1 KR 1020200173516 A KR1020200173516 A KR 1020200173516A KR 20200173516 A KR20200173516 A KR 20200173516A KR 102261240 B1 KR102261240 B1 KR 102261240B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
asphalt
weight
modifier
asphalt modifier
aggregate
Prior art date
Application number
KR1020200173516A
Other languages
English (en)
Inventor
김형수
연찬흠
박순헌
남형호
김수란
박지환
신승훈
김용석
Original Assignee
이에스지산업 주식회사
이에스지건설 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이에스지산업 주식회사, 이에스지건설 주식회사 filed Critical 이에스지산업 주식회사
Priority to KR1020200173516A priority Critical patent/KR102261240B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102261240B1 publication Critical patent/KR102261240B1/ko
Priority to CN202180037434.7A priority patent/CN115916889A/zh
Priority to PCT/KR2021/014210 priority patent/WO2022124552A1/ko
Priority to US17/505,149 priority patent/US20230242767A9/en
Priority to US18/454,623 priority patent/US20230407095A1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/26Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/004Additives being defined by their length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/08Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06Properties of polyethylene
    • C08L2207/066LDPE (radical process)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/40Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

본 발명은 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물에 관한 것으로서, 구체적으로는 보강섬유 다발에 저융점 폴리에틸렌 및 무기물을 포함하는 코팅층이 형성된 아스팔트 개질제에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명은 골재 및 아스팔트 바인더와 혼합되어 아스팔트 혼합물을 제조하는 아스팔트 개질제로서, 8~34mm 길이를 갖고, 복수개의 보강섬유 가닥으로 이루어진 보강섬유 다발; 및 상기 보강섬유 다발의 외피를 형성하고 저융점 폴리에틸렌 및 무기물을 포함하는 코팅층으로 이루어진다.

Description

아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물{ASPHALT MODIFIER MATERIAL FOR ASPHALT MIXTURES AND ASPHALT MIXTURES COMPRISING THE SAME}
본 발명은 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물에 관한 것으로서, 구체적으로는 보강섬유 다발에 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌 및 무기물을 포함하는 코팅층이 형성된 아스팔트 개질제에 관한 것이다.
도로 포장은 주로 시멘트 콘크리트 포장이나 아스팔트 콘크리트 포장(아스콘)을 시행하고 있다.
시멘트 콘크리트 포장은 부순 돌과 같은 입상 재료로 이루어지는 노반 위에 시멘트 콘크리트판을 타설한 포장을 말하는데, 중차량에 대한 적응도가 양호하며, 공용수명이 길기 때문에 많이 사용되고 있다. 하지만, 시멘트 콘크리트 포장은 양생 시간이 길고, 줄눈 설치 등의 공정이 매우 복잡하다. 또한, 줄눈부의 주기적인 유지 보수가 필요하고, 유지보수 시간이 길고 비용 역시 많이 발생하고, 소음, 줄눈으로 인한 승차감 불량 등의 문제가 있어, 교통량이 많은 시가지 도로에는 거의 적용되지 않으며, 고속도로에서도 점점 사용량이 감소하고 있다.
아스팔트 포장은 아스팔트 혼합물로 표면을 덮은 도로포장을 말하는데, 시멘트 콘크리트 포장에 비해 중차량에 대한 적응도가 상대적으로 낮고, 소성변형, 균열, 포트홀 등이 자주 발생한다. 또한, 공용 수명이 짧고 잦은 보수가 요구된다는 문제점이 있다. 하지만, 아스팔트 포장은 시공의 신속성과 간편성, 낮은 유지보수 비용으로 인해 시가지 도로 등 많은 곳에서 이용되고 있다. 도로 포장 중 아스팔트 콘크리트 포장은 90% 이상을 차지한다.
아스팔트 포장 도로의 수명을 향상시키고, 아스팔트 포장의 균열 및 소성변형 방지를 위해서, 다양한 방법들이 사용되고 있다. 그 중 한 가지는 고분자로 개질된 고점도 아스팔트 바인더를 사용하거나, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유 등에서 선택된 2종 이상의 섬유를 혼합한 보강 섬유를 아스팔트 혼합물에 혼합하여 사용하는 방법이 있다. 하지만, 2종 이상의 이종의 섬유를 혼합한 보강 섬유는 아스팔트 혼합물을 생산할 때 섬유끼리 뭉치는 현상(Balling)이 발생하여, 사용상 문제가 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법들이 제안되고 있다. 한국등록특허 제10-1494799호는 유리섬유 파분에 아스팔트 바인더로 된 외피재로 코팅된 펠릿 형태의 파분 보강재와, 유리섬유 다발에 폴리프로필렌 수지재가 코팅되어 봉형상을 갖는 섬유 보강재를 개시하고 있다. 또한, 한국등록특허 제10-1659727호는 무기계 연속섬유 또는 무기계 분쇄섬유를 열가소성 수지와 균일하게 혼합하고, 이를 펠릿 형태로 압출하여 개질 아스팔트용 펠릿을 제조하고 있다.
하지만 상기 특허들은 재료 각각을 개별 코팅을 하고, 이를 혼합하여 사용하거나, 혼합물을 다시 펠릿 형태로 성형하는 공정을 거치기 때문에, 제조공정이 복잡하고, 비용이 높다는 단점이 있다.
또 다른 방법으로는 격자형태로 짜여진 토목 섬유를 중간 중간에 적층 시공하는 방법이 있다. 한국등록특허 제10-1427375호는 아스팔트 포장공사용 통기성 폴리에틸렌 필름 및 이를 포함하는 아스팔트 보강재를 개시하고 있다.
본 발명은 아스팔트 포장 도로의 소성변형, 균열, 포트홀 등의 파손을 예방하면서, 저비용 및 높은 생산성으로 제조가 가능하고, 시공 비용도 절감할 수 있는 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제는 골재 및 아스팔트 바인더와 혼합되는 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제로서, 8~34mm 길이를 갖고, 복수개의 보강섬유 가닥으로 이루어진 보강섬유 다발; 및 상기 보강섬유 다발의 외피를 형성하고 폴리에틸렌 및 무기물을 포함하는 코팅층으로 이루어지고, 상기 아스팔트 개질제는 개질제 총 중량 대비 보강섬유 1~10 중량%, 저밀도 폴리에틸렌 55~90 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 0.05~30 중량% 및 무기물 0.05~5 중량%를 포함하는, 아스팔트 개질제에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 무기물은 칼슘카보네이트, 마그네슘카보네이트, 마그네슘설페이트, 황산바륨, 황산마그네슘, 제올라이트, 탈크, 카올린, 산화아연, 이산화티탄, 산화티탄, 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 유리섬유 파분, 규조토 및 클레이로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 보강섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 바잘트섬유 및 폴리에스테르섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 코팅층은 산화방지제 및 자외선 안정제로 이루어진 군에서 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제는 아스팔트 개질제, 골재 및 아스팔트 바인더를 포함하는 아스팔트 혼합물에 의해 달성된다.
본 발명의 아스팔트 개질제는 폴리에틸렌 수지에 무기물을 일정 비율로 혼합하여 제조된 코팅 조성물을 이용하여 보강섬유 다발의 외부에 코팅층을 형성한 아스팔트 개질제를 제조함으로써, 아스팔트 혼합물 제조시에 개질제가 혼합물 중에 균일하게 분산될 수 있다, 또한 보강섬유에 더하여 무기물도 아스팔트 혼합물에 분산됨으로써, 골재간 맞물림 응력과 브릿지 효과가 증대하여 아스팔트 혼합물의 강도 및 인성이 증가한다.
도 1은 본 발명에 따른 아스팔트 개질제의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 아스팔트 개질제인 제조예 1 및 비교제조예 1, 2의 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 아스팔트 개질제를 분산시킨 아스팔트 혼합물의 단면 사진이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.
용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명은 골재 및 아스팔트 바인더와 혼합되어 아스팔트 혼합물을 제조하는 아스팔트 개질제에 관한 것이다. 도 1은 본 발명에 따른 아스팔트 개질제(10)의 개략도이다. 도 1을 보면, 본 발명의 아스팔트 개질제(10)는 보강섬유 다발(11) 및 상기 보강섬유 다발의 외피를 형성하는 코팅층(12)으로 이루어질 수 있다
상기 보강섬유 다발(11)은 복수개의 보강섬유 가닥으로 이루어진다. 바람직하게는, 보강섬유 다발(11)은 약 500~500,000개의 보강섬유 가닥으로 이루어질 수 있다. 상기 보강섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 바잘트섬유 및 폴리에스테르섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있고, 보다 바람직하게는 유리섬유이다. 상기 보강섬유가 유리섬유인 경우 직경이 3~100μm, 바람직하게는 5~50 μm인 연속 섬유로서, 알칼리 함량이 1% 미만이며, 비중이 1.8~2.6, 바람직하게는 2.4~2.6이고, 인장강도는 500~10,000MPa, 바람직하게는 3,000~ 5,000MPa이고, 파단신율은 0.5~15%, 바람직하게는 1~6%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유리섬유는 300~4,800 TEX(kg/km)인 것이 바람직하다.
보강섬유들의 다발은 코팅 조성물로 코팅한 후, 8~34mm, 바람직하게는 10~20 mm의 길이로 절단하여, 본 발명에 따른 아스팔트 개질제를 제조할 수 있다.
상기 코팅층은 저융점 폴리에틸렌 및 무기물을 포함한다. 상기 폴리에틸렌은 융점이 90~130℃인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 융점이 120℃ 이하인 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 코팅층은 무기물을 포함할 수 있다. 상기 무기물은 칼슘카보네이트, 마그네슘카보네이트, 마그네슘설페이트, 황산바륨, 황산마그네슘, 제올라이트, 탈크, 카올린, 산화아연, 이산화티탄, 산화티탄, 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 유리섬유 파분, 규조토 및 클레이로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 코팅층은 코팅층 총 중량 대비 저밀도 폴리에틸렌 60~99 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 0.1~39 중량%, 무기물 0.1~10 중량%를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 65~75 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 20~30 중량%, 무기물 1~5 중량%를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 코팅층은 산화방지제 및 자외선안정제로 이루어진 군에서 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함한다. 상기 첨가제가 2종이 사용되는 경우 동일 중량으로 포함될 수 있으며, 첨가제는 바람직하게는 0.1~3 중량%로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 0.2 중량%로 포함될 수 있다.
코팅층이 형성된 보강섬유 다발은 8~34mm, 바람직하게는 10~20mm 길이를 갖도록 절단되며, 최종 아스팔트 개질제의 직경은 1~10mm, 바람직하게는 2~5mm일 수 있다.
본 발명의 아스팔트 개질제는 다음의 방법으로 제조될 수 있다.
먼저, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 무기물을 혼합하고, 160~330℃, 바람직하게는 200~290℃의 온도로 가열하면서 혼합하여 분말이 균일하게 분산된 코팅 조성물을 제조한다. 이때 코팅 조성물은 코팅 조성물 총 중량 대비 저밀도 폴리에틸렌 60~99 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 0.1~39 중량%, 무기물 0.1~10 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
이렇게 제조된 코팅 조성물에 상기 보강섬유 다발을 함침시키거나, 코팅 장치를 이용하여 보강섬유 다발의 외부를 코팅 조성물로 코팅할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 코팅 장치는 코팅 조성물이 공급되는 몸체부, 상기 몸체와 횡방향으로 체결되면서 코팅 조성물이 보강섬유 다발의 표면에 코팅되도록 하는 노즐부, 및 상기 노즐부의 후방에서 노즐부를 향해 보강섬유 다발을 공급하는 섬유공급부를 포함한다. 상기 몸체부에 코팅 조성물을 공급하면서, 보강섬유 다발을 섬유공급부에 공급하여 노즐부 통과시키면, 상기 노즐부의 내부에서 코팅 조성물이 보강섬유 다발의 외부에 코팅층을 형성하여, 본 발명이 아스팔트 개질제가 제조된다. 이 과정에서 코팅층이 균일하게 형성되도록 코팅 조성물은 160~330℃, 바람직하게는 200~290℃로 가열시켜 공급하는 것이 바람직하다.
본 발명의 아스팔트 개질제는 개질제 총 중량 대비 보강섬유 1~10 중량%, 저밀도 폴리에틸렌 55~90%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 0.05~30 중량%, 및 무기물 0.05~5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는, 개질제 총 중량 대비 보강섬유 3~8 중량%, 저밀도 폴리에틸렌 65~85%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 5~25 중량% 및 무기물 1~3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이렇게 제조된 아스팔트 개질제는 골재 및 아스팔트 바인더와 함께 플랜트 믹서에서 혼합되어 아스팔트 혼합물을 형성한다. 상기 아스팔트 개질제는 아스팔트 혼합물 총 중량 대비 0.1~10중량%로 포함될 수 있다.
상기 골재는 모래, 쇄석, 자갈 등을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 아스팔트 혼합물에서 골재의 함량은 혼합물 총 중량 대비 50~98중량%, 바람직하게는 80~95중량%일 수 있다. 골재의 굵기는 특별히 제한되지 않지만, 굵은 골재 최대 치수가 최대 10~40mm이고, 2.5mm(No.8) 체 통과율이 7~65중량%인 골재입도분포를 갖는 것이 바람직하다.
상기 아스팔트 바인더는 스트레이트 아스팔트, 블로운 아스팔트(blown asphalt) 등을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 아스팔트 바인더는 아스팔트 혼합물 총 중량 대비 1~30중량%, 바람직하게는 3~10중량%일 수 있다.
아스팔트 혼합물 제조 과정에서 아스팔트 개질제, 골재, 아스팔트 바인더를 상기 중량비로 혼합하는데, 이 과정에서 혼합물을 200~330℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 본 발명의 아스팔트 개질제의 폴리에틸렌 수지는 융점이 낮기 때문에, 아스팔트 혼합물의 믹싱 과정에서 개질제의 코팅층이 녹게 되고, 개질제의 유리섬유와 산업부산물 분말이 아스팔트 혼합물에 분산되게 된다. 낮은 온도에서도 폴리에틸렌 수지가 녹기 때문에, 아스팔트 혼합물 제조 비용이 폴리프로필렌과 같은 고융점의 열가소성 수지를 사용하는 경우보다 낮아지므로, 경제성이 우수하다.
이하에서는 실시예를 들어서 본 발명을 상세히 설명한다. 하지만, 이들 실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
제조예 1
저밀도 폴리에틸렌은 멜트인덱스 7.7g/10min(190℃, 2.16kg), 밀도가 0.919 g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌(한화석유화학, Grade 950)을 사용하였다. 선형 저밀도 폴리에틸렌은 멜트인덱스 15.0g/10min(190㎤, 2.16kg) 밀도가 0.922 g/㎤인 선형 저밀도 폴리에틸렌(한화석유화학, Grade 9730)을 사용하였다. 무기물은 평균입자 크기가 2.4㎛인 칼슘카보네이트(야바시코리아, YK-2C)를 사용하였다. 유리섬유는 오웬스코닝의 SE4849 제품의 유리섬유 다발 중, 규격 1200Tex인 제품을 사용하였다.
폴리에틸렌 포함 코팅층을 제조하기 위해 사전에 저밀도 폴리에틸렌 70 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 25 중량%, 및 칼슘카보네이트 4 중량%. 산화방지제( IRGANOX 1010, Ciba special chamical, Inc.제조) 0.5 중량%, UV 안정제( Chimasorb 119, Basf 제조) 0.5중량%를 균일하게 용융 혼합하여 컴파운드를 만들었다.
여기서, 65mm 압출기를 사용하였으며, 노즐을 통해 유리섬유를 통과시키고, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 칼슘카보네이트 혼합물을 280℃에서 용융 및 혼합시켜 압출성형하는 방법으로 유리섬유 주위를 코팅하여 제조하였다. 이후 코팅된 유리섬유를 15mm 크기로 절단하여 최종적으로 아스팔트 개질제를 완성하였다.
제조예 2
유리섬유를 오웬스코닝의 SE4849 제품의 유리섬유 다발 중, 규격 2400Tex인 제품을 사용한 것과 폴리에틸렌 포함 이외에는 제조예 1과 동일한 방법으로 아스팔트 개질제를 제조하였다.
비교제조예 1
유리섬유를 오웬스코닝의 SE1200 제품의 유리섬유 다발 중, 규격 2200Tex인 제품을 사용하였으며, 코팅층 제조시 저밀도 폴리에틸렌 40 중량%, 선형저밀도 폴리에틸렌 20 중량%%, 및 칼슘카보네이트 40 중량%를 균일하게 용융 혼합하여 이용한 것 외에는 제조예 1과 동일한 아스팔트 개질제를 제조하였다.
비교제조예 2
유리섬유를 오웬스코닝의 SE1200 제품의 유리섬유 다발 중, 규격 2200Tex인 제품과 4400Tex인 제품을 동일 중량비로 사용한 것과, 코팅층 제조시 저밀도폴리에틸렌 100중량%를 이용한 것 이외에는 제조예 1과 동일한 방법으로 아스팔트 개질제를 제조하였다.
제조예 2 및 비교제조예 1, 2의 아스팔트 개질제의 사진을 도 2에 나타냈다.
도 2를 보면, 비교제조예 1의 아스팔트 개질제는 무기물의 함량이 많아 코팅층이 완전히 형성 되지 않아 유리섬유 가닥이 노출되었다. 비교제조예 2의 아스팔트 개질제는 너무 굵어서 아스팔트 혼합물 내에 개질제 투입시 용융 및 분산이 용이하지 않다.
실험예
아스팔트 혼합물은 표층용으로 주로 사용되는 WC-2 등급의 아스팔트를 기준으로 제조하여 시험을 실시하였다. WC-2 등급의 경우 여러 종류의 골재가 사용되며 그 비율은, 0.08mm 이하 골재 4~10 중량%, 0.08~0.15mm 골재 6~16 중량%, 0.15~0.3mm 골재 5~14 중량%, 0.3~0.6mm 골재 7~17 중량%, 0.6~2.5mm 골재 13~20 중량%, 2.5~5mm 골재 13~20 중량%, 5~10mm 골재 7~15 중량%, 10~13mm 골재 3~8 중량%가 혼합된 것으로, 총 골재비율 92 중량%를 사용하고, 여기에 필러 2.5 중량%, 아스팔트바인더 5.5 중량%를 혼합하여 최종적으로 WC-2 등급의 아스팔트 혼합물을 만들었다. 상기 WC-2 아스팔트 혼합물은, 골재의 크기별 함량이 거의 일정하여, 혼합물간의 상호 보완 효과가 커서 소음, 변형저항성 등을 높여줄 수 있으며, 보편적으로 사용되는 아스팔트용 골재 혼합비에 해당한다(KS규격에 해당). WC-2 등급의 아스팔트 혼합물은, 다짐 50회 적용시 마샬안정도값이 5000N 이상이면 ISO 품질표준을 만족한다.
평가를 위해, 상기 아스팔트 혼합물 100 중량부에 제조예 1에서 제조된 아스팔트 개질제 1 중량부를 포함하는 아스팔트 혼합물(실시예 1), 상기 아스팔트 혼합물 100 중량부에 제조예 2에서 제조된 아스팔트 개질제 1.5 중량부를 포함하는 아스팔트 혼합물(실시예 2), 상기 아스팔트 혼합물 100 중량부에 비교제조예 1에서 제조된 아스팔트 개질제 1.5 중량부를 포함하는 아스팔트 혼합물(비교예 1), 상기 아스팔트 혼합물 100 중량부에 비교제조예 2에서 제조된 아스팔트 개질제 1.5 중량부를 포함하는 아스팔트 혼합물(비교예 2)을 만들었다. 대조군으로, 아스팔트 개질제를 포함하지 않는 아스팔트 혼합물을 준비하였다. 이때 혼합 시간은 2분이다.
실시예 1, 2 및 비교예 2의 아스팔트 혼합물의 단면 사진을 도 3에 나타냈다. 도 3을 보면, 실시예 1 및 2의 경우, 골재와 잘 혼합되고 양호하게 분산되었지만, 비교예 2의 경우에는 아스팔트 개질제가 잘 분산되지 않고 골재와 잘 혼합되지 않은 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예, 비교예 및 대조군의 아스팔트 혼합물에 대해 각각 3회씩 마샬안정도 값을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
마샬안정도 시험은 직경 10㎝(4in), 두께 6.3㎝(2.5in)의 원판형의 시편을 제조하고 다짐기를 50회 적용한 후, 시편을 세로로 세워, 상하에 있는 2매의 원호형 재하판 사이에 끼운다. 1 분간 50㎜(2in)의 일정 속도로 가압하여 피시험체가 파괴할 때까지 나타난 최대 하중값을 마샬안정도 값으로 산출하였다. 시험 온도는 60℃이다.
구분 골재함량
(wt%)
필러함량
(wt%)
아스팔트바인더 함량(wt%) 개질제 함량
(wt%)
마샬안정도
(N)
실시예1 1-1 92 2.5 5.5 1.5 중량부 12351
1-2 12697
1-3 12914
평 균 12654.0
실시예2 2-1 1.5 중량부 11544
2-2 13038
2-3 11034
평 균 11872
미적용 1-1 0 7776
1-2 7090
1-3 7351
평 균 7405.7
비교예1 1-1 1.5 중량부 7520
1-2 7856
1-3 7839
평 균 7738.3
비교예2 2-1 1.5 중량부 8501
2-2 8295
2-3 8153
평 균 8316.3
표 1을 보면, 실시예 1 및 2의 경우에는 마샬안정도 평균값이 12,654와 11,872로서, 대조군이나 비교예 1 및 2의 마샬안정도 평균값에 비해 우수하다.
추가로, 상기 제조된 실시예 2 및 비교예 2의 아스팔트 혼합물에 대해서 동적안정도 특성을 측정하였다. 동적안정도 특성은 KS표준인 [KS F 2374]에 맞추어서 진행하였으며, 그 결과를 표 2에 나타냈다.
구분 동적안정도 (회/mm)
실시예 2 (제조예 2) #1 63,000
#2 63,000
평균 63,000
비교예 2 (비교제조예 2) #1 21,000
#2 21,000
평균 21,000
미적용
(일반 아스콘 혼합물)
(미처리) #1 6,300
#2 7,875
평균 7,088
표 2를 보면, 본 발명에 따른 아스팔트 개질제를 포함하는 실시예 2의 경우, 동적안정도가 비교예 2 및 일반아스콘 혼합물과 대비하여 현저히 우수하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 골재 및 아스팔트 바인더와 혼합되는 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제로서,
    8~34mm 길이를 갖고, 복수개의 보강섬유 가닥으로 이루어진 보강섬유 다발; 및
    상기 보강섬유 다발의 외피를 형성하고 폴리에틸렌 및 무기물을 포함하는 코팅층으로 이루어지고,
    상기 아스팔트 개질제는 개질제 총 중량 대비 보강섬유 3~8 중량%, 저밀도 폴리에틸렌 65~85 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 5~25 중량% 및 무기물 1~3 중량%를 포함하고,
    상기 아스팔트 개질제의 직경은 1 내지 10mm인, 아스팔트 개질제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기물은 칼슘카보네이트, 마그네슘카보네이트, 마그네슘설페이트, 황산바륨, 황산마그네슘, 제올라이트, 탈크, 카올린, 산화아연, 이산화티탄, 산화티탄, 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 유리섬유 파분, 규조토 및 클레이로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 아스팔트 개질제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보강섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 바잘트섬유 및 폴리에스테르섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 아스팔트 개질제.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코팅층은 산화방지제 및 자외선 안정제로 이루어진 군에서 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 개질제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 아스팔트 개질제, 골재 및 아스팔트 바인더를 포함하는 아스팔트 혼합물.
KR1020200173516A 2020-12-11 2020-12-11 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물 KR102261240B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200173516A KR102261240B1 (ko) 2020-12-11 2020-12-11 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물
CN202180037434.7A CN115916889A (zh) 2020-12-11 2021-10-14 沥青混合物用沥青改性剂及包含其的沥青混合物
PCT/KR2021/014210 WO2022124552A1 (ko) 2020-12-11 2021-10-14 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물
US17/505,149 US20230242767A9 (en) 2020-12-11 2021-10-19 Asphalt modifier for asphalt mixture and asphalt mixture containing the same
US18/454,623 US20230407095A1 (en) 2020-12-11 2023-08-23 Asphalt modifier for asphalt mixture and asphalt mixture containing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200173516A KR102261240B1 (ko) 2020-12-11 2020-12-11 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102261240B1 true KR102261240B1 (ko) 2021-06-08

Family

ID=76399766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200173516A KR102261240B1 (ko) 2020-12-11 2020-12-11 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230242767A9 (ko)
KR (1) KR102261240B1 (ko)
CN (1) CN115916889A (ko)
WO (1) WO2022124552A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102342746B1 (ko) * 2021-06-11 2022-01-03 대유건설 주식회사 콘크리트 균열 보수재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법
WO2022124552A1 (ko) * 2020-12-11 2022-06-16 이에스지산업 주식회사 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101123783B1 (ko) * 2011-05-24 2012-03-12 금호석유화학 주식회사 셀룰로스 파이버를 혼입한 고분자 개질 중온화 첨가제 및 이를 사용한 아스팔트와 아스팔트 혼합물의 제조방법
KR101427375B1 (ko) * 2014-03-04 2014-08-07 김형수 아스팔트 포장 공사용 통기성 폴리에틸렌 필름 및 이를 포함하는 아스팔트 보강재
KR101491407B1 (ko) * 2014-02-10 2015-02-06 김형수 아스팔트 보강재용 폴리에틸렌 필름 및 이를 포함하는 아스팔트 보강재
KR101589022B1 (ko) * 2015-09-21 2016-01-28 한국투수개발 주식회사 부착 성능이 개선된 개질 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 아스팔트 콘크리트

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2771387A (en) * 1951-11-21 1956-11-20 Owens Corning Fiberglass Corp Bituminous treated glass fiber structures and methods of producing them
GB1059469A (en) * 1964-07-17 1967-02-22 Ruberoid Co Ltd Waterproof material
ATE83250T1 (de) * 1987-04-11 1992-12-15 Dsm Nv Gepfropfte lineare polyethylene mit geringer dichte, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendungen.
EP0590629B1 (de) * 1992-10-02 1997-02-12 Hoechst Aktiengesellschaft Bituminierte Dachunterspannbahn und Trägerbahn dazu
KR101494799B1 (ko) * 2014-05-27 2015-02-23 한국건설기술연구원 유리섬유 복합 보강재료와 이를 이용한 가열 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법
CN111234439A (zh) * 2020-02-28 2020-06-05 江苏凯信环保材料有限公司 一种高粘度高模量的沥青改性剂及其制备方法
KR102261240B1 (ko) * 2020-12-11 2021-06-08 이에스지산업 주식회사 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101123783B1 (ko) * 2011-05-24 2012-03-12 금호석유화학 주식회사 셀룰로스 파이버를 혼입한 고분자 개질 중온화 첨가제 및 이를 사용한 아스팔트와 아스팔트 혼합물의 제조방법
KR101491407B1 (ko) * 2014-02-10 2015-02-06 김형수 아스팔트 보강재용 폴리에틸렌 필름 및 이를 포함하는 아스팔트 보강재
KR101427375B1 (ko) * 2014-03-04 2014-08-07 김형수 아스팔트 포장 공사용 통기성 폴리에틸렌 필름 및 이를 포함하는 아스팔트 보강재
KR101589022B1 (ko) * 2015-09-21 2016-01-28 한국투수개발 주식회사 부착 성능이 개선된 개질 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 아스팔트 콘크리트

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124552A1 (ko) * 2020-12-11 2022-06-16 이에스지산업 주식회사 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물
KR102342746B1 (ko) * 2021-06-11 2022-01-03 대유건설 주식회사 콘크리트 균열 보수재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보수공법

Also Published As

Publication number Publication date
CN115916889A (zh) 2023-04-04
US20220186031A1 (en) 2022-06-16
WO2022124552A1 (ko) 2022-06-16
US20230242767A9 (en) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102201301B1 (ko) 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물
KR102261240B1 (ko) 아스팔트 혼합물용 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 혼합물
EP0587816B1 (en) Recycled rubber in a polymer modified asphalt and a method of making same
KR102120445B1 (ko) 산업부산물 및 재생 플라스틱을 이용한 인공골재의 제조 방법
KR101427375B1 (ko) 아스팔트 포장 공사용 통기성 폴리에틸렌 필름 및 이를 포함하는 아스팔트 보강재
KR100669079B1 (ko) 아스팔트 개질재 및 그의 제조방법과 아스팔트 개질재를이용하여 제조된 아스팔트 콘크리트의 제조방법
KR101925512B1 (ko) 다방향 및 평면 보강형 아스팔트 보강재료를 이용한 아스팔트 포장 방법
KR102257189B1 (ko) 봉형 아스팔트 보강재의 제조 방법
KR101534001B1 (ko) 편장석 함유량을 최소화시킨 재활용 아스팔트콘크리트 및 이의 제조방법
KR20040070157A (ko) 아스팔트 콘크리트의 개질재 칩 및 그 제조 방법
KR102226750B1 (ko) 순환 아스팔트 혼합물용 개질 첨가제 및 이를 첨가한 순환 개질 아스팔트 혼합물
KR100674127B1 (ko) 아스팔트 콘크리트의 개질재 칩 및 그 제조 방법
CN106280505A (zh) 一种聚烯烃基沥青混合料添加剂及其制备方法
KR100813164B1 (ko) 고 내구성을 지닌 투수아스팔트콘크리트 및 그 제조방법
KR101659727B1 (ko) 아스팔트 도로의 강도 향상을 위한 열가소성 수지를 코팅시킨 섬유 펠릿
US20230407095A1 (en) Asphalt modifier for asphalt mixture and asphalt mixture containing the same
JPH05140464A (ja) 改良された舗装材組成物
KR101292301B1 (ko) 합성 목재 제조용 보강 칩 및 합성 목재
KR102127999B1 (ko) 고강성 아스팔트 개질제를 포함하는 불투수 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 이의 시공 방법
CN114316614A (zh) 一种再生资源制备多功能沥青混合料改性剂及其制备方法
KR20240078589A (ko) 보강섬유 개질제를 포함하는 아스팔트 혼합물 및 이를 이용한 아스팔트 포장 공법
KR101420209B1 (ko) 고강도 아스팔트 콘크리트 첨가제 제조방법 및 고강도 아스팔트 콘크리트 첨가제를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법
WO2024112148A1 (ko) 보강섬유 개질제를 포함하는 아스팔트 혼합물 및 이를 이용한 아스팔트 포장 공법
KR101868906B1 (ko) 함침 아스팔트 개질재 및 이를 포함하는 다기능 아스팔트 혼합물
KR100840055B1 (ko) 내유동 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant