KR102284624B1 - 개질아스팔트 바인더 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물 - Google Patents

개질아스팔트 바인더 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물 Download PDF

Info

Publication number
KR102284624B1
KR102284624B1 KR1020200078658A KR20200078658A KR102284624B1 KR 102284624 B1 KR102284624 B1 KR 102284624B1 KR 1020200078658 A KR1020200078658 A KR 1020200078658A KR 20200078658 A KR20200078658 A KR 20200078658A KR 102284624 B1 KR102284624 B1 KR 102284624B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
asphalt
mixture
modified
eva
styrene
Prior art date
Application number
KR1020200078658A
Other languages
English (en)
Inventor
김광우
Original Assignee
김광우
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 김광우 filed Critical 김광우
Priority to KR1020200078658A priority Critical patent/KR102284624B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102284624B1 publication Critical patent/KR102284624B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions 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
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions 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
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0846—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0853—Vinylacetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/08—Copolymers of styrene
    • C08L25/10—Copolymers of styrene with conjugated dienes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/066—LDPE (radical process)

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)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

본 발명은 EVA 계열 접착성 수지 0.5 내지 3.5 wt%, SBS (styrene-butadiene-styrene) 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE(low-density polyethylene) 1.5 내지 5.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질아스팔트 바인더로서, 인도, 자전거도로, 차량 도로 및 교량 등의 아스팔트 콘크리트 포장에 적용되기 적합한 효과를 제공한다.

Description

개질아스팔트 바인더 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물{Modified- asphalt binder and modified-asphalt mixture using the same}
본 발명은 개질아스팔트 바인더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인도 및 자전거 도로에 시공되거나 차량 도로 및 교량에 시공되기 적합한 개질아스팔트 바인더 조성 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.
개질아스팔트는 내구성 향상을 위해 아스팔트의 성질을 개선한 것으로 개질방식 또는 생산방식에 따라 분류할 수 있다. 개질 방식에 따른 분류로는 고분자 개질아스팔트, 첨가성 개질 아스팔트 및 화학촉매제 아스팔트 등으로 구분될 수 있고, 생산 방식에 따른 분류로는 사전배합(Pre-Mix), 현장배합(Plant-Mix) 등으로 구분될 수 있다.
아스팔트 콘크리트 포장은 시멘트 콘크리트 포장에 비하여 탄성계수가 10% 수준으로 유연성을 가지며 우수한 승차감, 우수한 제빙성능, 보수의 용이성 등의 특성으로 세계적으로 90% 이상의 도로에 사용되는 포장공법이다.
하지만, 상기 포장공법은 주로 차도용 포장에 사용되고 있고, 보도용 포장은 대부분이 콘크리트, 고압블록, 보도블록 등(공식용어: 보도용 콘크리트 판)을 사용하여 단차로 인한 평탄성 불량, 물고임, 파손에 따른 결함 및 탈리 등이 발생하여 보행에 문제가 많다.
또한 일반적으로 아스팔트 혼합물의 굵은골재 최대치수와 잔골재율은 아스팔트 혼합물의 시공성 및 성능과 밀접한 관련이 있다.
굵은골재 최대치수가 크거나 잔골재율이 작을수록 내유동성이 증가되어 소성변형에 대한 저항성이 높아지며, 강성이 커지고, 최적 아스팔트 함량이 작아져서 경제적인 장점이 있으나, 균열 저항성이 낮아지고, 생산과 포설 시에 아스팔트 혼합물의 재료 분리 가능성이 높아지는 단점이 있다.
반대로 굵은골재 최대치수가 작거나 잔골재율이 높을수록 시공시 아스팔트 혼합물의 재료 분리가 적어지고, 균열저항성이 증가되지만, 소성변형에 대한 저항성이 낮아지고, 최적 아스팔트 함량이 높아지는 단점이 있다.
한편, 국내 도로포장에 약 90%를 차지하고 있는 아스팔트 콘크리트 포장의 파손형태는 소성변형에 의한 파손이 약 57%, 균열 등의 탄성적 파손이 약 39%로 나타나고 있다.
또한, 교통량의 증가와 차량의 대형화로 인한 도로의 파손과 노화 아스팔트 성능 개선의 필요성으로 인하여 다양한 개질아스팔트 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 일반 아스팔트에 개질 성분들을 첨가한 개질아스팔트 바인더를 제공하여 우수한 평탄성과 고운 표면, 보행 충격에너지를 크게 완화할 수 있는 세립 개질아스팔트(Fine-aggregate Modified-asphalt: FAMA) 혼합물과 고온에서 강한 탄성 유지로 소성변형에 강하고 저온에서 소성역의 유지로 균열에 강한 고탄소성 아스팔트(Super Elasto-plastic Asphalt: SEPA) 혼합물을 제공하는데 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 EVA 계열 접착성 수지 0.5 내지 3.5 wt%, SBS(styrene- butadiene-styrene) 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE(low-density polyethylene) 1.5 내지 5.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하고, 선택적으로 소석회 0.5 내지 2.0 wt%와 SIS (styrene-isoprene-styrene)를 1.5 내지 4.5 wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 개질아스팔트 바인더를 제공한다.
또한 상기 개질아스팔트 바인더는 EVA-AR 0.5 내지 2.5 wt%, SBS 0.5 내지 1.5 wt%, LDPE 1.5 내지 3.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하여 인도나 자전거 도로 포장에 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 개질아스팔트 바인더는 EVA-AR 0.5 내지 2.5 wt%, SBS(styrene-butadiene-styrene) 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE(low-density polyethylene) 1.5 내지 4.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하여 도로나 교량 포장에 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 개질아스팔트 바인더는 EVA-AR 0.5 내지 2.5 wt%, SBS 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%, 소석회 1.0 내지 2.0 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하여 PG76-22 등급의 도로나 교량 포장에 사용되거나, SIS 1.5 내지 2.5 wt%, SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%, 소석회 1.0 내지 2.0 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하여 PG 82-22 등급의 도로나 교량 포장에 사용되거나, SIS 3.5 내지 4.5 wt%, SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%, 소석회 1.0 내지 2.0 wt%, 산업용 오일(자동차 엔진오일, 윤활유, 콤프레샤오일, 선박엔진오일 등) 0.5 내지 2 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하여 PG 82-28 등급의 도로나 교량 포장에 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 개질아스팔트 바인더 및 골재를 포함하는 아스팔트 혼합물을 제공한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 세립 골재와 혼합하여 FAMA 혼합물을 제공함으로써 아스팔트 콘크리트 시공 시 변형강도, 간접인장강도 등 강도 면에서 충분한 값과 우수한 수분 저항성을 보이며, 특히 충격 흡수성에 있어서 보도블록과 비교하여 30% 이상 큰 충격흡수율을 보여 인도, 산책로, 단지 내 도로, 교통량이 적은 소도로 (뒷골목 포함), 이면도로, 자전거도로 및 농어촌도로 등에 포설하여 보행자 안전과 노령화 사회에 대비한 보행자 친화적 충격완화 아스팔트 콘크리트 포장에 적용되기 적합한 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 골재와 혼합하여 SEPA 혼합물을 제공함으로써 아스팔트 콘크리트 시공 시 변형강도, 간접인장강도 등 강도 면에서 충분한 값과 우수한 수분 저항성 및 소성변형 저항성을 보여, 시가지 도로, 국도, 고속도로 등 중 차량 도로 및 교량 등에 아스팔트 콘크리트 시공 시 고 내구성 유지로 포장수명을 연장 효과를 제공한다.
도 1(a)에 본 발명에 따른 FAMA 혼합물을 이용하여 고운 표면의 완충 아스팔트 콘크리트 시공장면 및 블록포장과의 표면상태를 비교한 이미지를 나타내었다.
도 1(b)에 본 발명에 따른 SEPA 혼합물을 이용하여 제조된 고탄소성 아스팔트 콘크리트의 고속도로 및 교량 시공 이미지를 나타내었다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 고탄소성 아스팔트 콘크리트의 공시체 이미지를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 완충 아스팔트 콘크리트의 변형강도 측정장비 및 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 완충 아스팔트 콘크리트의 간접인장강도 측정장비를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 완충 아스팔트 콘크리트의 충격흡수특성 측정방법을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 고탄소성 아스팔트 콘크리트의 소성변형 저항성 측정장비를 나타낸 것이다.
본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 SBS(styrene- butadiene-styrene) 0.5 내지 2.5 wt%, Ethylene Vinyl Acetate 계열 접착성 수지(이하, EVA-AR 이라 한다.) 0.5 내지 3.5 wt%, LDPE(low-density polyethylene) 1.5 내지 5.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함한다.
여기에서 상기 아스팔트는 PG64-22 등급의 일반 아스팔트를 사용하며, 인조고무와 에틸렌 재료의 결합향상을 위해서 SBS와 함께 일반 LDPE 외에 변성 PE인 EVA-AR을 사용한다. 또한 PG82-22 등급 이상이 요구되는 경우에 SIS를 선택적으로 더 포함한다.
상기 EVA-AR은 하기와 같은 물성 및 특성을 갖는 것을 사용한다.
Figure 112020066348856-pat00001
아스팔트의 등급은 PG XX-YY로 표현되며, XX는 고온등급으로 아스팔트 포장의 최고온도, -YY는 저온등급으로 아스팔트 포장의 최저온도 개념이다. 따라서, XX는 고온에서의 소성변형에 대한 저항성을 나타내며, -YY는 저온에서의 균열에 대한 저항성을 나타낸다.
본 발명은 개질아스팔트 콘크리트의 용도 및 이에 요구되는 PG 등급에 따라 본 발명의 일실시예에 따른 개질아스팔트 바인더의 적절한 함량을 제공한다. 즉, 인도나 자전거 도로에 사용되는 PG70-22 등급의 FAMA 혼합물을 제공하기 위한 제1 실시예에 따른 조성의 개질아스팔트 바인더와 도로나 교량에 사용되는 PG76-22 등급 이상의 SEPA 혼합물을 제공하기 위한 제2 실시예에 따른 조성의 개질아스팔트 바인더를 제공한다.
상기 제1 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 SBS 0.5 내지 1.5 wt%, EVA-AR 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE 1.5 내지 3.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하고, 바람직하게는 SBS 0.5 내지 1.5 wt%, EVA-AR 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE 1.5 내지 2.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하는 것이 좋다.
상기 제2 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 SBS 0.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE 1.5 내지 4.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하고, 선택적으로 SIS(styrene-isoprene-styrene)를 1.5 내지 4.5 wt% 포함하고, 선택적으로 SIS(styrene-isoprene-styrene)를 1.5 내지 4.5 wt%, 석회석분, 소석회(Hydrated lime: HL), 회수더스트 등의 채움재를 1.0 내지 2.0 wt%, 자동차 엔진오일, 윤활유, 콤프레샤오일, 선박엔진오일 등의 산업용 오일을 0.5 내지 2.0 wt% 더 포함한다.
상기 채움재는 바람직하게는 수분에 대한 민감성을 감소시켜 아스팔트와 골재의 박리를 저감시키고, 아스팔트의 산화를 감소시켜 노화를 낮추며, 아스팔트의 강성을 다소 증가시켜 소성변형을 낮추고, 미세균열의 진전속도를 감소시켜 균열 저항성을 증가시키는 측면에서 소석회를 사용하는 것이 좋다.
상기 산업용 오일은 통상 80-120℃에서 융점을 가져 융점이상에서는 급격히 점도가 감소하므로 중온바인더 역할을 도와준다.
제2 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 요구되는 등급에 따라, PG76-22 등급의 SEPA 혼합물을 제공하기 위한 제2-1 실시예에 따른 조성의 개질아스팔트 바인더, PG 82-22 등급의 SEPA 혼합물을 제공하기 위한 제2-2 실시예에 따른 조성의 개질아스팔트 바인더, PG 82-28 등급의 SEPA 혼합물을 제공하기 위한 제2-3 실시예에 따른 조성의 개질아스팔트 바인더를 제공한다.
상기 제2-1 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 SBS 0.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%, 채움재 1.0 내지 2.0 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하고, 바람직하게는 SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 0.5 내지 1.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%, 소석회 1.0 내지 2.0 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하는 것이 좋다.
상기 제2-2 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 SIS 1.5 내지 2.5 wt%, SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%, 소석회 1.0 내지 2.0 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함한다.
상기 제2-3 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더는 SIS 3.5 내지 4.5 wt%, SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%, 소석회 1.0 내지 2.0 wt%, 엔진오일 0.5 내지 2.0 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더에 세립 골재를 혼합함으로써 FAMA 혼합물을 제공할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 FAMA 혼합물은 제1 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더 및 세립 골재를 포함하여, 시공 시 PG70-22 등급, 변형강도(Deformation strength: SD) 2.7 MPa 이상(도로 기층용 기준), 간접인장강도(Indirect tensile strength: ITS) 0.6MPa 이상(도로 기층용 기준)으로 인도 및 자전거 도로 등에 적합하게 사용될 수 있는 아스팔트 콘크리트를 제공한다.
상기 FAMA 혼합물에 포함되는 세립 골재는 최대 치수 5mm 이하의 고운 골재를 사용한다. 세립 골재는 상기 FAMA 혼합물 전체 중량에 대하여 90 내지 95wt% 포함하여 혼합된다.
일반적으로 아스팔트 혼합물의 굵은골재 최대치수와 세립골재율은 아스팔트 혼합물의 시공성 및 성능과 밀접한 관련이 있다.
굵은골재 최대치수가 크거나 세립골재율이 작을수록 내유동성이 증가되어 소성변형에 대한 저항성이 높아지며, 최적 아스팔트 함량이 작아져서 경제적인 장점이 있으나, 균열 저항성이 낮아지고, 생산과 포설 시에 아스팔트 혼합물의 재료분리 가능성이 높아지는 단점이 있다.
반대로 굵은골재 최대치수가 작거나 세립골재율이 높을수록 시공시 아스팔트 혼합물의 재료분리가 적어지고, 균열저항성이 증가되지만, 소성변형에 대한 저항성이 낮아지고, 최적 아스팔트 함량이 높아진다. 본 발명은 세립골재만으로 아스팔트 혼합물을 구성하였음에도 불구하고 소성변형에 대한 저항성(변형강도)이 높고, 최적 아스팔트 함량(OAC) 또한 8.0% 이하로 높지 않다.
또한 상기 FAMA 혼합물 전체 중량에 대하여 칼라 안료를 3 내지 5 wt% 첨가함으로써 여러 가지 색상의 아스팔트 콘크리트 포장을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 FAMA 혼합물은 상기 제1 실시예에 따른 개질 아스팔트 바인더와 세립 골재를 160 내지 180℃로 가열 혼합(Hot-mix)하여 160 내지 170℃에서 50 내지 70분 단기노화(Short-term aging: STA) 후 선회다짐기(Gyratory compactor)로 75회 다짐하여 아스팔트 콘크리트로 제조된다.
제조된 아스팔트 콘크리트는 PG70-22 등급, 변형강도(SD) 2.7 MPa 이상, 간접인장강도(ITS) 0.6MPa 이상을 만족하며, 수분저항성 및 충격흡수성이 우수하여 인도, 산책로, 단지 내 도로, 교통량이 적은 소도로 (뒷골목 포함), 이면도로, 자전거도로 및 농어촌도로 등에 포설하여 보행자 안전과 노령화 사회에 대비한 보행자 친화적 충격완화 (완충) 아스팔트 콘크리트 포장에 적용되기 적합하다.
상기 FAMA 혼합물을 이용하여 시공하는 구체적인 방법은 시공하고자 하는 대상면을 정리하는 정리단계, 상기 세립 개질 아스팔트 혼합물을 혼합하는 혼합단계, 상기 혼합된 세립 개질 아스팔트 혼합물을 160 내지 180℃로 가열 혼합(Hot-mix)하여 서로 완전히 혼합하는 가열혼합단계, 상기 가열혼합단계가 종료된 조성물을 상기 정리된 대상면에 포설하는 포설단계, 선회다짐기(Gyratory compactor)로 75회 다짐하는 다짐단계 및 상기 다짐단계가 종료된 후 양생하는 양생단계를 포함한다.
도 1(a)에 본 발명에 따른 FAMA 혼합물을 이용하여 고운 표면의 완충 아스팔트 콘크리트 시공장면 및 블록포장과의 표면상태를 비교한 이미지를 나타내었고, 보도블록포장과 비교하여 눈이 더 빠르게 녹는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더에 골재를 혼합함으로써 SEPA 혼합물을 제공할 수 있다. 제2 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더를 포함하는 SEPA 혼합물은 아스팔트 콘크리트 시공 시 등급이 PG76-22 이상, 변형강도(SD)가 4.25 MPa 이상(국토부 도로 표층용 기준), 간접인장강도(ITS)가 0.8MPa 이상(국토부 도로 표층용 기준), 수분저항성(TSR)이 0.8% 이상(국토부 도로 표층용 기준), 동적안정도(DS)가 3000pass/mm 이상(도로공사 기준)으로 시가지 도로, 국도, 고속도로 등 중 차량 도로 및 교량 등에 적합하게 사용될 수 있다.
상기 SEPA 혼합물에 포함되는 골재는 최대 치수 13mm 이하의 굵은 골재 및 5mm 이하의 잔골재를 포함한다. 상기 골재는 상기 SEPA 혼합물 전체 중량에 대하여 90 내지 95wt% 포함된다.
본 발명에 따른 SEPA 혼합물은 PG76-22 등급의 경우 상기 제2-1 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더와 골재를 170 내지 190℃로 가열 혼합(Hot-mix)하여 170 내지 180℃에서 50 내지 70분 단기노화(Short-term aging: STA) 후 선회다짐기(Gyratory compactor)로 100 회 다짐하여 아스팔트 콘크리트로 제조된다.
본 발명에 따른 SEPA 혼합물은 PG82-22 등급 이상의 경우 상기 제2-2 실시예 또는 제2-3 실시예에 따른 개질아스팔트 바인더와 골재를 180 내지 190℃로 가열 혼합(Hot-mix)하여 175 내지 185℃에서 50 내지 70분 단기노화(Short-term aging: STA) 후 선회다짐기(Gyratory compactor)로 100 회 다짐하여 아스팔트 콘크리트로 제조된다.
상기 SEPA 혼합물을 이용하여 시공하는 구체적인 방법은 시공하고자 하는 대상면을 정리하는 정리단계, 상기 개질 아스팔트 혼합물을 혼합하는 혼합단계, 상기 혼합된 세립 개질 아스팔트 혼합물을 170 내지 190℃로 가열 혼합(Hot-mix)하여 서로 완전히 혼합하는 가열혼합단계, 상기 가열혼합단계가 종료된 조성물을 상기 정리된 대상면에 포설하는 포설단계, 선회다짐기(Gyratory compactor)로 100회 다짐하는 다짐단계 및 상기 다짐단계가 종료된 후 양생하는 양생단계를 포함한다.
도 1(b)에 본 발명에 따른 SEPA 혼합물을 이용하여 제조된 고탄소성 아스팔트 콘크리트의 고속도로 및 교량 시공 이미지를 나타내었다.
실시예 (1) - FAMA 혼합물용 개질아스팔트 바인더
일반 아스팔트(PG64-22)를 사용하여 하기 표 1에 나타낸 것과 같은 배합으로 개질 아스팔트 바인더를 제조하였고, 제조된 개질아스팔트 바인더와 최대치수 5mm 이하(#4체 통과 분)의 세립 골재를 170℃로 가열 혼합(Hot-mix)하여 165℃에서 1시간 단기노화(Short-term aging: STA) 후 선회다짐기 (Gyratory compactor)로 75회 다짐하여 아스팔트 콘크리트 공시체를 제조하였다. 단, 혼합물 제조 시에는 1톤 당 10kg의 소석회 (Hydrated lime: HL)를 filler를 제외하고 넣었으며 이는 전체혼합물 중량의 1%이다.
제조된 시료의 성능등급 측정결과를 하기 표 1에 나타내었다. 해당 등급(PG70-22)과 상위 등급(PG76-28)의 중간값(HT: 73℃/LT: -15℃)에 대한 편차의 합이 가장 적은 순서로 최적 함량 순위를 결정하였다.
Binder
designation		 Polymer (wt %) Performance grade (℃) Priority
SBS EVA-AR LDPE High Temp. Low Temp.
F112 1 1 2 71.0 -14.1 4
F113 1 1 3 73.9 -14.4 2
F114 1 1 4 76.5 -14.5 5
F122 1 2 2 74.8 -15.2 1
F123 1 2 3 76.7 -15.4 6
F212 2 1 2 75.2 -14.7 3
F213 2 1 3 77.0 -15.3 7
상기 표 1에 나타낸 것과 같이 SBS 0.5 내지 1.5 wt%, EVA-AR 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE 1.5 내지 3.5 wt%를 포함하는 F113, F122 시료가 PG 등급을 안정적으로 만족하면서도 경제성도 만족시키는 것을 확인할 수 있으며, 특히 SBS 0.5 내지 1.5 wt%, EVA-AR 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE 1.5 내지 2.5 wt%를 포함하는 F122 시료가 가장 최적의 함량인 것을 확인하였다.
실시예 (2) - SEPA 혼합물용 개질아스팔트 바인더
일반 아스팔트(PG64-22)를 사용하여 하기 표 2에 나타낸 것과 같은 배합으로 개질아스팔트 바인더를 제조하였다.
SIS가 포함되지 않은 경우 제조된 개질아스팔트 바인더와 골재를 180℃로 가열 혼합(Hot-mix)하여 175℃에서 1시간 단기노화(Short-term aging: STA) 후 선회다짐기(Gyratory compactor)로 100회 다짐하여 아스팔트 콘크리트 공시체를 제조하였다.
SIS가 포함된 경우 개질아스팔트 바인더와 골재를 185℃로 가열 혼합하여 180℃에서 1시간 단기노화 후 선회다짐기로 100회 다짐하여 아스팔트 콘크리트 공시체를 제조하였다. 혼합물 제조 시에는 소석회를 넣고 그만한 양의 filler를 제외하였다.
도 2에 제조된 공시체의 이미지를 나타내었으며, 제조된 공시체의 성능등급 측정결과를 하기 표 2에 나타내었다. 해당 등급과 상위 등급의 중간값에 대한 편차(고온등급: 저온등급= 6: 4 가중치 적용)의 합이 가장 적은 순서로 최적 함량 순위를 결정하였다.
Binder
designation		 Polymer (wt %) HL
(wt%)		 Performance grade (℃) Priority
SIS SBS EVA LDPE High Temp. Low Temp. PG
S0114 0 1 1 4 1 76.5 14.1 76-22 5
S0124 0 1 2 4 1 78.5 14.5 76-22 2
S0214 0 2 1 4 1 78.9 15.2 76-22 1
S0223 0 2 2 3 1 78.1 15.6 76-22 3
S0224 0 2 2 4 1 80.2 14.2 76-22 4
S2222 2 2 2 2 2 83.1 15.5 82-22 2
S2224 2 2 2 4 2 84.8 15.6 82-22 1
S4222 4 2 2 2 2 83.8 18.5 82-28 2
S4224 4 2 2 4 2 87.6 19.1 82-28 1
S4234 4 2 3 4 2 90.1 18.8 88-28 2
S4235 4 2 3 5 2 91 19.5 88-28 1
상기 표 2에 나타낸 것과 같이 PG76-22 등급에 해당하는 시료의 경우 개질아스팔트 바인더 전체 중량에 대하여 SBS 0.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 0.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%를 포함하고, SEPA 혼합물 전체 중량에 대하여 HL를 0.5 내지 1.5 wt% 포함하는 S0124, S0214 시료가 PG 등급을 안정적으로 만족하면서도 경제성도 만족시키는 것을 확인할 수 있으며, 특히 개질아스팔트 바인더 전체 중량에 대하여 SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 0.5 내지 1.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%를 포함하고, SEPA 혼합물 전체 중량에 대하여 HL를 0.5 내지 1.5 wt% 포함하는 S0214 시료가 가장 최적의 함량인 것을 확인하였다.
PG82-22 등급에 해당하는 시료의 경우 개질아스팔트 바인더 전체 중량에 대하여 SIS 1.5 내지 2.5 wt%, SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%를 포함하고, SEPA 혼합물 전체 중량에 대하여 HL를 1.5 내지 2.5 wt% 포함하는 S2224 시료가 PG 등급을 안정적으로 만족하면서도 경제성도 만족시키는 것을 확인할 수 있다.
PG82-28 등급에 해당하는 시료의 경우 개질아스팔트 바인더 전체 중량에 대하여 SIS 3.5 내지 4.5 wt%, SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE 3.5 내지 4.5 wt%를 포함하고, SEPA 혼합물 전체 중량에 대하여 HL를 1.5 내지 2.5 wt% 포함하는 S4224 시료가 PG 등급을 안정적으로 만족하면서도 경제성도 만족시키는 것을 확인할 수 있다.
PG88-28 등급에 해당하는 시료의 경우 개질아스팔트 바인더 전체 중량에 대하여 SIS 3.5 내지 4.5 wt%, SBS 1.5 내지 2.5 wt%, EVA-AR 2.5 내지 3.5 wt%, LDPE 4.5 내지 5.5 wt%를 포함하고, SEPA 혼합물 전체 중량에 대하여 HL를 1.5 내지 2.5 wt% 포함하는 S4235 시료가 PG 등급을 안정적으로 만족하면서도 경제성도 만족시키는 것을 확인할 수 있다.
실험예 (1) - FAMA 혼합물
(1) 변형강도(deformation strength: SD) 측정
변형강도(deformation strength: SD)는 아스팔트 콘크리트에 발생하는 소성변형에 대한 저항성을 간단하게 측정할 수 있도록 개발된 시험방법이다. SD 시험은 시험용 공시체를 60℃ 물에 30분간 수침하여 내부까지 60℃가 되게 한 후 시험하며 이 시험법을 Kim Test라 한다. 이 시험방법은 수년간의 연구를 통하여 공용중인 도로포장에서 발생하는 소성변형 특성과 상관성이 매우 높음이 검증되었으며, 국토교통부 아스팔트 혼합물 배합설계 기준으로 포함되었다(국토교통부 2017).
SD는 하절기 한낮의 아스팔트 포장체 온도와 유사한 60℃로 가열된 공시체에 수직으로 하중을 30㎜/min로 가하여 얻은 하중-변형 곡선에서 최대 하중 (P)과 이때 표면으로부터 눌려 들어간 수직변형 (
Figure 112020066348856-pat00002
)을 읽어 [식 1]에 대입하여 계산한다. 도 3에 나타낸 것과 같이 장비를 이용하여 수직 정 하중을 가하여(도 3, (a)) 최대하중과 이때의 수직변위를 곡선으로부터 얻으며(도 3, (b)), 한 종류의 혼합물 당 3개 평균값을 강도 치로 사용하였다. 본 발명에 따른 공시체의 변형강도 시험세팅 이미지를 도 3, (c)에 나타내었다.
[식 1]
Figure 112020066348856-pat00003
(여기서, SD= 변형강도 (MPa), P= 최대하중(N),
Figure 112020066348856-pat00004
= 최대하중에서 수직 변형 값(㎜)이다.)
(2) 간접인장강도 (indirect tensile strength: ITS) 측정
인장강도는 아스팔트 포장의 균열발생을 예측하기 위해 널리 사용되는 특성치이다. 파괴 전 높은 인장응력에 견딜 수 있는 혼합물은 그렇지 못한 혼합물보다 균열에 대한 저항성이 우수할 것이다.
여기서는 직경 100㎜ 공시체로 간접인장강도 측정을 위해 공시체를 표준시험온도인 25℃ 항온조에 4시간 넣었다가 꺼내어 도 4에 나타난 것과 같은 방식으로 50㎜/min 속도로 하중을 가하여 얻어진 최대 하중(P)을 [식 2]에 대입하여 구했다.
[식 2]
Figure 112020066348856-pat00005
(여기서, ITS= 간접인장강도(MPa), P=최대하중(N), D=공시체직경(㎜), t=공시체 두께(㎜)이다.)
(3) 변형강도 및 간접인장강도 측정 결과
상기 FAMA 혼합물로 제조된 시료 중 우선 순위 1 및 2인 F122, F113 시료의 함량으로 적색(Red) 안료를 첨가하여 제조한 적색 시료(F122R, F113R)와 안료를 첨가하지 않은 흑색(Black) 시료(F122B, F113B)에 대하여 상기 방법으로 측정한 변형강도 및 간접인장강도 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 공극률(Air void ratio) 2-5%, 변형강도 (SD) 2.35MPa 이상을 만족하는 최적 아스팔트함량(OAC)을 결정하였다.
Color Designation OAC
(%)		 Air Void
(%)		 SD
(MPa)		 ITS
(MPa)
Black Control (PG64-22) 7.5 2.5 3.06 0.72
F113B 7.7 2.5 3.41 0.81
F122B 7.8 3.0 3.50 0.88
Red F113R 8.0 2.4 3.52 0.84
F122R 8.0 2.9 3.57 0.84
FAMA 혼합물의 변형강도 시험결과 상기 표 3에서 나타난 것과 같이 3.4 MPa 이상으로 일반 아스팔트를 사용한 Control 혼합물의 변형강도보다 현저히 높고, 국토부 도로(기층용) 기준인 2.7 MPa보다도 높아 소성변형에 대한 저항성이 개선된 것을 확인할 수 있다.
FAMA 혼합물의 간접인장강도 시험결과 상기 표 2에서 보듯이 0.8MPa 이상으로 높고, 일반 아스팔트를 사용한 Control 혼합물의 간접인장강도보다 10~20 이상 높아 균열저항성이 개선되었음을 알 수 있었다.
(4) 수분저항성 측정 및 결과
아스팔트 혼합물은 물에 의해서 박리가 발생하기 쉽다. 특히, 국내 경우 친수성 (hydrophilic) 골재인 화강암이 도로포장용 골재로 많이 사용되어 장마철과 동절기 융해 시 박리(stripping)와 부분적인 파손(porthole 등)이 우려된다(김광우 2015). 따라서 개발된 FAMA 혼합물에 대하여 수분에 대한 저항성을 측정하였다.
일반적으로 널리 사용되는 수분저항성 평가방법으로 인장강도비 (Tensile strength ratio: TSR) 측정방법이 있다 (KS F 2398). 이 방법은 시험용 공시체의 공극률을 조정하여 목표공극률 5±0.5%이 되도록 다짐하고 수분저항 특성치를 측정하였다.
FAMA 혼합물의 공극률 5±0.5%인 원형 공시체를 2조 (6개 공시체)를 제조하였다. 제조한 두 조의 공시체 중 한 조는 25℃에서 건조(Dry) 처리하고, 다른 한 조는 60℃ 수조에서 24시간 수침(Wet) 처리한 후, 시험 전 25℃에서 최소 2시간 처리한 후 간접인장강도 시험을 수행하였다. 건조 및 습윤 상태의 간접인장강도를 측정하고, [식 3]에 적용하여 인장강도 비를 구하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.
[식 3]
Figure 112020066348856-pat00006
(여기서, TSR =인장강도 비, ITSwet = 24시간 60℃ 수침처리 후 간접인장강도 (MPa), ITSDry = 건조 (무처리) 공시체 간접인장강도 (MPa)이다.)
Color Designation OAC
(%)		 Air Void
(%)		 ITS
(MPa)		 TSR
Black Control (PG64-22) 7.5 5.4 Dry 0.62 0.726
5.5 Wet 0.45
F113B 7.7 5.4 Dry 0.67 0.896
5.2 Wet 0.60
F122B 7.8 5.6 Dry 0.72 0.903
5.2 Wet 0.65
Red F113R 8.0 5.6 Dry 0.71 0.915
5.2 Wet 0.65
F122R 8.0 5.6 Dry 0.70 0.914
5.2 Wet 0.64
상기 표 4에 나타난 것과 같이 일반 혼합물(Control)의 수침처리 전·후 인장강도 비(TSR)가 국토부 일반 아스팔트 콘크리트 기준인 0.8이하인데 비하여 본 발명에 따른 FAMA 혼합물의 TSR은 평균 0.9 이상으로 우수하게 나타났다. 이로써 본 발명에 따른 FAMA 혼합물을 사용할 경우 하절기 우기나 해빙기에도 수분침투로 인한 손상이 크게 저감될 것으로 판단된다. 두 가지 혼합물 시료 중에서는 F122가 바인더 시험치에서와 혼합물 특성평가에서도 다소 더 우수한 것으로 나타나, F122에 대하여 충격흡수특성을 측정하였다.
(5) 충격흡수특성 측정 및 결과
충격 흡수 에너지란 물체에 충격을 가했을 때 물체가 그 충격을 흡수하는 에너지 총량 말하며, 일반적으로 충격시험은 시험체에 충격을 가하고 물체가 흡수하는 에너지 량을 측정한다. 충격에너지는 온도, 습도 등에 영향을 받으며, 물체에 충격이 가해지면 충격 면에서 받는 에너지의 90%는 대상 물체의 표면에 몰려있게 된다.
최근 한국건설기술연구원에서는 초고령 사회에 대비하여 도시부의 보행시설물 설계를 위한 표준 보행모델을 개발하려는 연구가 시도되었다(노창균 외, 2018). 조사에 의하면 과거보다 기준에 적합한 시설이 공급되고 있음에도 상대적으로 보행환경에 대한 만족도가 낮은 것으로 조사되었고, 이는 현재의 보도포장이 고령자 등 보행약자의 보행행태와 맞지 않음에서 원인을 찾고 있다. 따라서 보도포장 설계 및 시공 시 보도의 평탄성 및 충격완화도가 고려되어야 함을 의미한다.
이에 본 발명에서는 낙구(Drop ball) 시험으로 도 5와 같이 포장재료 별(ⓐ 차도용 일반 아스팔트 포장, ⓑ 일반 콘크리트 포장, ⓒ 보도용 콘크리트 판 (보도 블록) ⓓ 경계석 (차도/인도 구분용) 충격흡수 시험을 수행 했으며 그 값은 [식 4]로 구하였다. 초기 공의 위치는 Ho = 1m (1,000mm)이며 자유낙하 후 1차 튀어 올라온 높이 H1을 측정하여 초기높이 1,000mm와의 차이를 흡수에너지
Figure 112020066348856-pat00007
PE로 환산하였다.
[식 4]
ΔPE = WH0-WH1
(여기서, W: 공 무게 (2.423N), ΔPE: 충격에너지 흡수량 (N-mm), H0, H1: 공의 초기위치와 1차 반발 높이 (mm)이다.)
표 5에 여러 가지 도로포장 재료 및 경계석의 충격에너지 흡수율을 비교하여 나타내었다.
Designation 1st Rebound height (mm)
(5회 평균)		 Potential energy after drop
(ΔPE: N.mm) 		Energy absorption
(N.m)		 보도용 콘크리트판 대비 충격 흡수율
(%)
F122B 377 913 1,510 128%
F122R 360 872 1,551 132%
아스팔트 포장 479 1,161 1,262 107%
콘크리트 포장 518 1,255 1,168 99%
보도용 콘크리트 판 514 1,245 1,178 100%
경계석 728 1,764 659 56%
초기위치에너지= 2.3226N*1,000mm=2,423 N.mm
(mg=1kg=9.8N, m=237g=2.3226N, h=1000mm)
본 발명에 따른 FAMA 혼합물은 인도포장에 적합하게 설계된 혼합물이므로 보도용 콘크리트 판을 기준(100%)으로 놓고 각 재료의 충격흡수율을 비교하였다. 결과를 보면 보도용 콘크리트 판에 비하여 본 발명에 따른 FAMA 혼합물 포장은 평균 30%의 높은 흡수율을 보였다. 이는 일반 차도용 아스팔트 포장보다도 23% 포인트 높은 것으로 보행시 낙상 충격을 크게 흡수할 것으로 기대되며, 표면이 매우 고와 찰과상 등의 손상도 크게 줄여줄 것으로 기대된다.
실험예 (2) - SEPA 혼합물
(1) 변형강도, 간접인장강도, 수분저항성 측정
변형강도, 간접인장강도, 수분저항성 측정 방법은 상기 실험예 (1)에 기재된 방법과 동일하게 측정하였다.
(2) 소성변형 저항성 측정
아스팔트 콘크리트의 소성변형 저항성을 측정하기 위하여 Wheel tracking (WT) 시험(도 6)으로 침하깊이 (Rut)와 동적안정도 (Dynamic stability: DS)를 측정하였다.
WT 시험은 차량의 반복 윤하중(repeated wheel load)에 의해 골이 생기듯 발생되는 소성변형 저항성을 평가는 시험으로 KS F 2374에 규정하고 있다. 공시체는 300ㅧ300ㅧ50㎜ 슬래브를 제조하고, 60℃ 온도에서 6시간 이상 보관한 후 재하 윤하중 686±10N (70kg)을 통과횟수 42±1회/min로 60분 동안 2,520회 통과시켰고, 시간 (통과횟수)에 따른 공시체 침하량을 측정·기록하였다. 바퀴는 지름 200㎜, 폭 50㎜이고 1회 왕복거리 (stroke)는 230㎜이다. 왕복주행 시험 후 45분과 60분 사이의 침하량 (rut depth)을 분석하여 [식 5]에 의하여 DS를 계산하였다.
[식 5]
Figure 112020066348856-pat00008
(여기서, DS = dynamic stability (mm/passes), d1 = t1 (45분)에서의 변형량 (㎜), d2 = t2 (60분)에서의 변형량 (mm), c = 보정계수 (1.0)이다.)
(3) 측정 결과
상기 SEPA 혼합물로 제조된 시료 중 PG76-22 등급 우선 순위 1 및 2인 S0124, S0214 시료, PG82-22 등급 우선 순위 1인 S2224 시료, PG 82-28 등급 우선 순위 1인 S4224 시료에 대하여 상기 방법으로 측정한 변형강도(SD), 간접인장강도(ITS), 수분저항성(TSR), 소성변형 저항성(WT) 측정 결과를 하기 표 6에 나타내었다. PG88-28 등급에 해당하는 시료의 경우 우리나라의 일반적인 도로 및 교량용으로 사용되기에는 오버 스펙에 해당하여 측정에서 제외하였다.
국토부 지침의 공극률(Air void ratio) 3-5%, 변형강도 (SD) 4.25MPa 이상, VFA 65-80%, VMA 14% 이상의 기준을 만족하는 최적 아스팔트 함량(OAC)을 결정하였다.
Designation PG76-22 PG82-22 PG82-28
S0124 S0214 S2224 S4224
Short-term aging (℃) 175 175 180 180
OAC (%) 4.7 4.8 5.0 5.1
Air Void (%) 3.9 4.1 4.2 4.3
SD (MPa) 5.25 5.29 6.25 6.59
ITS (MPa) 0.91 1.09 1.02 1.01
TSR (%) 0.88 0.92 0.91 0.89
WT Rut (㎜) 3.2 3.0 1.5 2.0
DS (pass/㎜) 4,415 4,510 6,880 7,208
상기 표 6에 나타난 것과 같이 PG76-22 등급에 해당하는 두 혼합물은 변형강도에서 국토부 기준 중차량 도로 표층용 아스팔트 혼합물의 기준 SD≥4.25MPa을 충분히 넘는 5MPa 이상이며, ITS도 모두 0.9MPa을 넘는 것을 확인하였다. 또한 수분저항성에서도 평균 0.9로 국토부 기준인 0.8을 넘어 박리에 안전하며, DS는 도로공사 기준인 3,000pass/mm를 크게 넘어 소성변형에 강함을 알 수 있었다. 따라서 이 아스팔트는 중차량 도로의 표층 포장에 충분히 우수한 성능을 보일 것으로 사료된다.
또한 PG82-22와 PG82-28 등급에 해당하는 두 혼합물은 변형강도에서 국토부 기준 중차량 도로 표층용 아스팔트 혼합물의 기준인 SD≥4.25MPa을 충분히 넘으며, ITS도 모두 1.0MPa을 넘는 것을 확인하였다. 또한 수분저항성에서도 평균 0.9로 국토부 기준인 0.8을 넘어 박리에 안전하며, DS는 도로공사 기준이 3,000pass/mm을 두 배 이상 넘어 소성변형에 강함을 알 수 있다. 따라서 이 아스팔트는 중차량 도로의 표층 포장은 물론 교량에도 충분히 우수한 성능을 보일 것으로 사료된다. 특히 PG82-28 개질아스팔트를 사용한 혼합물의 경우 겨울철 -28℃ 까지도 취성이 발생되지 않아 균열에 안전하므로 겨울철 -25℃ 이하로 내려가는 고지대 도로포장 및 포장체가 동절기 장시간 동결상태로 유지되는 고가교량 포장 등에 적용시 균열 등 파손에 유리할 것이다.
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. EVA 계열 접착성 수지(Ethylene Vinyl Acetate-Adhesive Resin) 1.5 내지 2.5 wt%, SBS(styrene- butadiene-styrene) 0.5 내지 1.5 wt%, LDPE(low-density polyethylene) 1.5 내지 2.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하여 인도나 자전거 도로 포장에 사용되며,
    상기 EVA 계열 접착성 수지는 190℃에서 용융지수(ASTM D1238)가 2~3 g/10min 이고, 연신율(ASTM D638)이 500% 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 개질아스팔트 바인더.
  2. EVA 계열 접착성 수지(Ethylene Vinyl Acetate-Adhesive Resin) 0.5 내지 1.5 wt%, SBS (styrene-butadiene-styrene) 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE (low-density polyethylene) 3.5 내지 4.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하여 도로나 교량 포장에 사용되며,
    상기 EVA 계열 접착성 수지는 190℃에서 용융지수(ASTM D1238)가 2~3 g/10min 이고, 연신율(ASTM D638)이 500% 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 개질아스팔트 바인더.
  3. EVA 계열 접착성 수지(Ethylene Vinyl Acetate-Adhesive Resin) 1.5 내지 2.5 wt%, SBS (styrene-butadiene-styrene) 1.5 내지 2.5 wt%, LDPE (low-density polyethylene) 3.5 내지 4.5 wt%, SIS(styrene-isoprene-styrene)를 1.5 내지 2.5 wt% 및 잔부의 아스팔트를 포함하여 도로나 교량 포장에 사용되며,
    상기 EVA 계열 접착성 수지는 190℃에서 용융지수(ASTM D1238)가 2~3 g/10min 이고, 연신율(ASTM D638)이 500% 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 개질아스팔트 바인더.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 개질아스팔트 바인더 및 골재를 포함하는 아스팔트 혼합물.
KR1020200078658A 2020-06-26 2020-06-26 개질아스팔트 바인더 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물 KR102284624B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200078658A KR102284624B1 (ko) 2020-06-26 2020-06-26 개질아스팔트 바인더 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200078658A KR102284624B1 (ko) 2020-06-26 2020-06-26 개질아스팔트 바인더 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102284624B1 true KR102284624B1 (ko) 2021-08-03

Family

ID=77314259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200078658A KR102284624B1 (ko) 2020-06-26 2020-06-26 개질아스팔트 바인더 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102284624B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130054121A (ko) * 2012-08-08 2013-05-24 허정도 개질 재생 중온아스팔트 혼합물의 조성물
KR20160106070A (ko) * 2014-01-07 2016-09-09 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 아스팔트 바인더 조성물 및 이의 제조 및 사용 방법
KR20200061929A (ko) * 2018-11-26 2020-06-03 롯데케미칼 주식회사 접착성이 우수한 방수 시트용 수지 조성물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130054121A (ko) * 2012-08-08 2013-05-24 허정도 개질 재생 중온아스팔트 혼합물의 조성물
KR20160106070A (ko) * 2014-01-07 2016-09-09 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 아스팔트 바인더 조성물 및 이의 제조 및 사용 방법
KR20200061929A (ko) * 2018-11-26 2020-06-03 롯데케미칼 주식회사 접착성이 우수한 방수 시트용 수지 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101014813B1 (ko) 재생(순환) 가열 아스팔트조성물
US20160002867A1 (en) Sealed agglomerated base composition for a sub-base layer comprising a high proportion of larger aggregates
CN110590236B (zh) 一种橡胶改性沥青混合料及其制备方法和路面结构
US20240043329A1 (en) Permeable pavement system including a permeable pavement composition and a related method
KR102170361B1 (ko) 고탄소성 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
US6758892B2 (en) Paving compositions
KR102284624B1 (ko) 개질아스팔트 바인더 및 이를 이용한 개질아스팔트 혼합물
Wilson et al. Design and construction recommendations for thin overlays in Texas.
KR101030308B1 (ko) 아스팔트 혼합물용 첨가제 조성물 및 그 조성물이 첨가된 개질아스팔트 혼합물
Bhat et al. Effect of fillers on bituminous mixes
Khan et al. Assessment of strength characteristics of bituminous concrete modified using HDPE
KR101953816B1 (ko) 결빙 방지 기능 및 내구성이 개선된 저소음 배수성 개질 아스팔트 결합재 조성물 및 이를 이용한 저소음 배수성 아스팔트 혼합물의 제조방법
JPH0313603A (ja) アスファルト舗装組成物
Gowtham et al. Effect of steel slag on Marshall properties of plain and modified bituminous concrete grade 1 mix
KR102170359B1 (ko) 세립 완충 칼라 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 시공방법
CN112250347A (zh) 一种适用低热河谷区的沥青混凝土及其制备方法
KR100432048B1 (ko) 아스팔트 도로 포장용 개질 역청 혼합물
KR102459390B1 (ko) 세립배수성 아스팔트 혼합물 및 이를 이용한 세립배수성 박마찰층 포장
Majeed et al. Assessing the Marshall Properties of Porous Asphalt Concrete
Singh et al. Experimental study on the behavior of modified bituminous concrete mix developed using plastic waste and scrapped rubber tyre
CN110590235A (zh) 一种超薄沥青混合料及其制备方法
Anwar Studies on marshall and modified marshall specimens by using CRMB
KR102625706B1 (ko) 배수성 개질 아스팔트의 시공방법
KR102590877B1 (ko) 배수성 아스팔트 개질제 조성물 및 이를 포함하는 배수성 개질 아스팔트
CN218373100U (zh) 重载交通水泥混凝土路面的加铺结构

Legal Events

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