KR102373322B1 - 순환골재 아스팔트 포장방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기층 상부에 순환골재를 포함하는 아스팔트 혼합물을 타설하여 하부층을 시공하는 단계(S10); 상기 하부층의 상부에 직조섬유로서 상층과 하층이 구성되고 상기 상층과 하층을 지지하는 지지사로 구성된 탄성보강섬유를 시공하는 단계(S20); 상기 탄성보강섬유 상부에 상기 아스팔트 혼합물을 타설하여 상부층을 시공하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환골재 아스팔트 포장방법에 관한 것이다.

Description

순환골재 아스팔트 포장방법{Recycling Aggregate asphalt paving method}
본 발명은 구조적으로 충격저항성을 향상시키도록 하며, 이에 더하여 재질적으로 순환골재를 사용함에도 내균열성, 내수성 등 물성을 향상시킬 수 있는 아스팔트 포장방법에 관한 것이다.
아스콘은 아스팔트와 콘크리트가 결합된 것으로서 도로 등의 건설에 선호되고 있는 재료이다. 그러나 이러한 아스콘은 영구적으로 사용할 수 없기에 일정기간이 지나면 교체를 해야 하므로 이로 인해 배출되는 폐아스콘의 처리는 사회적으로 큰 문제가 되고 있다.
특히 아스콘에서 사용되는 아스팔트는 크게 아스팔텐, 레진, 방향족 탄화수소 및 포화 탄화수소로 이루어진 것으로서 원유를 분류할 때 최종적으로 남는 공해물질에 해당한다.
이러한 폐아스콘을 지상 또는 지중에 폐기하면 이에 포함된 아스팔트에 의해 지하수 및 하천, 강 등을 오염시켜 심각한 공해문제를 야기하게 된다. 따라서 폐아스콘으로 인한 공해 발생을 방지하거나 최소화하기 위해 이를 재활용하는 연구가 진행되고 있다.
이러한 폐아스콘을 순환골재로 재활용 한 포장과 관련된 다양한 기술이 제시되고 있는 바, 일 예로 대한민국 특허등록 제10-0867097호에서는 포장용 아스팔트 콘크리트에 있어서, 신골재 및 폐콘크리트 순환골재 중 적어도 어느 하나와; 폐아스콘 순환골재와; 시멘트와; 아크릴폴리머와; 아스팔트의 분산상태를 유지시키는 음이온계 유화아스팔트를 포함하고, 상기 신골재 및 상기 폐콘크리트 순환골재는 입경 30mm 이하로서 상기 아크릴폴리머를 제외한 상기 전체 포장용 아스팔트 콘크리트 중량에서 20중량% 이하를 차지하며, 상기 폐아스콘 순환골재는 입경 10mm 이하가 20중량% 이하, 입경 13mm 이하가 35중량% 이하, 입경 30mm 이하가 45중량% 이하로서 각 입경별 중량의 합이 77중량%~90중량%로 구성되어, 상기 아크릴폴리머를 제외한 상기 전체 포장용 아스팔트 콘크리트 중량에서 상기 폐아스콘 순환골재가 50중량% 이하를 차지하는 것을 특징으로 하는 포장용 아스팔트 콘크리트를 제시하고 있다.
그러나 이러한 기술의 경우 충분한 충격저항성을 기대할 수 없으며, 내균열성, 내수성 등의 물성을 기대할 수 없는 문제가 있다.
대한민국 특허등록 제10-0867097호
본 발명은 구조적으로 충격저항성을 향상시킬 수 있음과 동시에 재질적으로 순환골재를 사용하면서도 내균열성을 향상시키는 장점이 있고, 내수성 등 물성을 증대시킬 수 있는 아스팔트 포장방법을 제공하고자 함이다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 순환골재 아스팔트 포장방법(이하, "본 발명의 포장방법"이라함)은, 기층 상부에 순환골재를 포함하는 아스팔트 혼합물을 타설하여 하부층을 시공하는 단계(S10); 상기 하부층의 상부에 직조섬유로서 상층과 하층이 구성되고 상기 상층과 하층을 지지하는 지지사로 구성된 탄성보강섬유를 시공하는 단계(S20); 상기 탄성보강섬유 상부에 상기 아스팔트 혼합물을 타설하여 상부층을 시공하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 S20단계에서, 상기 탄성보강섬유는 아스팔트 바인더에 함침시킨 상태로 시공하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 탄성보강섬유에 있어 상기 지지사는 나선형으로 감긴형상으로 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 아스팔트 혼합물은 아스팔트, 신규골재, 순환골재, 필러, 열가소성 엘라스토머, 폴리에틸렌 왁스, 유황분말, 알킬피리늄염을 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 제 1보강섬유와 상기 제 1보강섬유보다 용융점이 높은 재질로 구성된 제 2보강섬유가 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 제 2보강섬유는 표면이 해초분말에 의한 코팅층이 도포됨을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 필러에는 이산화규소, 백운석이 포함되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 백운석은 이산화탄소가 포함된 가스와 반응시켜 탄산마그네슘 피막이 내, 외부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 필러에는 소다회 생산과정에서 부산되는 무기성 폐슬러지 분말과 아황산염 혼합물이 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 포장방법은, 구조적으로 충격저항성을 향상시키도록 하는 장점이 있다.
또한 본 발명의 포장방법은, 순환골재를 사용하여 친환경적이며, 내균열성을 향상시키는 장점이 있고, 내수성 등 물성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 포장방법을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 포장방법에 의해 시공되는 포장구조를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 포장방법에 적용되는 탄성보강섬유를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 포장방법은 도 1에서 보는 바와 같이 기층 상부에 순환골재를 포함하는 아스팔트 혼합물을 타설하여 하부층을 시공하는 단계(S10); 상기 하부층의 상부에 직조섬유로서 상층과 하층이 구성되고 상기 상층과 하층을 지지하는 지지사로 구성된 탄성보강섬유를 시공하는 단계(S20); 상기 탄성보강섬유 상부에 상기 아스팔트 혼합물을 타설하여 상부층을 시공하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 포장방법에 의해 도 2에서 보는 바와 같은 포장구조(1)가 구현되는 바, 상기 포장구조(1)는 기층(2), 기층(2) 상부에 하부층(3), 하부층(3) 상부에 아스팔트 바인더(5)에 의해 함침된 탄성보강섬유(4), 탄성보강섬유(4) 상부에 상부층(6)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부층(3), 상기 상부층(6)은 이하에서 설명하는 아스팔트 혼합물에 의해 타설되는 것이며, 상기 아스팔트 바인더(5)는 상기 아스팔트 혼합물에 포함되는 아스팔트 바인더가 적용되는 것이다.
상기 탄성보강섬유(4)는 도 3에서 보는 바와 같이 직조섬유로서 상층(41)과 하층(42)이 구성되고 상기 상층(41)과 하층(42)을 지지하는 지지사(43)로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 상층(41) 및 하층(42)은 도면에서 보는 바와 같이 복수의 섬유사의 직조에 의해 형성되며 복수의 메쉬가 형성되도록 하여 상,하가 연통하는 구조가 형성되도록 하는 것이다.
이러한 상층(41) 및 하층(42)의 구성에 의해 페이스트 가교작용을 통한 균열저항성을 향상시키도록 하는 것이다. 즉 균열에 대한 보강재로서 기능이 발현되도록 하는 것이다.
이러한 상층(41) 및 하층(42)은 지지사(43)에 의해 일정 이격이 형성되도록 하는데 지지사(43)에 의해 입체적인 형상을 갖게 되는 것이며, 지지사(43)의 작용에 의해 상재하중 등에 의한 충격에 대한 저항성이 향상되도록 하는 것이다.
이에 더하여 지지사(43)는 전단키로서 기능도 발현되도록 하여 하부층(3)과 상부층(6)의 일체거동이 가능하도록 하는 기능도 발현되도록 하는 것이다.
이러한 탄성보강섬유(4)의 상층(41), 하층(42) 및 지지사(43)를 구성하는 섬유사는 그 재질을 한정하지 않으나 아라미드 등 재질자체로 탄성이 있는 재질을 사용하는 것이 타당하다.
이와 같이 구성되는 탄성보강섬유(4)가 하부층(2) 및 상부층(6) 사이에 게재되어 상기에서 언급한 바와 같이 균열저항성, 소성변형에 대한 저항성을 향상시키는 것이며, 이에 더하여 전체 포장구조가 상재하중 등에 의한 충격에 대한 저항성을 향상시키도록 하는 것이다.
이러한 충격저항성을 더욱 향상시키기 위해 상기 지지사(43)는 나선형으로 감긴형상으로 구성되어 지지사(43) 자체로 스프링 거동이 가능하도록 하는 것이 타당하다.
한편 상기 S20단계에서, 상기 탄성보강섬유(4)는 아스팔트 바인더에 함침시킨 상태로 시공하는 것을 특징으로 하는데, 상기 아스팔트 바인더는 이하에서 설명하는 아스팔트 혼합물에 적용되는 개질 아스팔트 바인더가 적용되는 것이 타당하다.
이와 같이 탄성보강섬유(4)가 하부층(2) 및 상부층(6)에 적용되는 아스팔트 바인더에 의해 함침된 상태로 시공되어짐에 따라 하부층(2), 탄성보강섬유(4) 및 상부층(6)이 일체거동이 배가되도록 하는 것이다.
한편 상기 아스팔트 혼합물은 아스팔트, 신규골재, 순환골재, 필러, 열가소성 엘라스토머, 폴리에틸렌 왁스, 유황분말, 알킬피리늄염을 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉 아스팔트, 열가소성 엘라스토머 등 첨가제를 포함하는 개질 아스팔트 바인더와 골재 등이 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 개질 아스팔트 바인더는, 아스팔트 100중량부에 대해 열가소성 엘라스토머 1 내지 8중량부, 폴리에틸렌 왁스 0.01 내지 1중량부, 유황분말 0.01 내지 1중량부, 알킬피리늄염 0.01 내지 1중량부가 포함되도록 하는 것이 타당하다.
상기 아스팔트는 그 종류를 한정하지 않으나, 예로 BRA(Buton Rock Asphalt) 혹은 TLA(Trinidad Lake Asphalt)가 적용될 수 있다. BRA(Buton Rock Asphalt) 혹은 TLA(Trinidad Lake Asphalt)는 일반 아스팔트보다 휨강도계수가 낮아 강상판 등에 적용되는 경우 강상판의 거동에 종속되어 접합면의 들뜸 등의 문제가 제어되는 것이다.
상기 열가소성 엘라스토머는 저온에서의 탄성을 강화시키면서 고온에서의 점도 특성을 개선하는 성분이다. 상기 열가소성 엘라스토머의 예로 스티렌-부타디엔고무(styrene-butadiene rubber, SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene block copolymer, SBS), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(SIS) 등); 올레핀 공중합체(보다 구체적으로는, 에틸렌-비닐 아세테이트공중합체들(EVA) 등이 적용될 수 있다.
상기 폴리에틸렌 왁스는 중온첨가제로서 기능을 하는 것으로, 아스팔트 바인더의 제조 및/또는 시공시 필요한 온도를 20 내지 40℃ 정도 낮추도록 하는 것으로, 이로 인해 이산화탄소 및 유해물질 배출을 최소화하기 위한 것이다. 바람직하게 상기 폴리에틸렌 왁스는 융점이 90 내지 130℃이고, 약 130℃에서의 용융점도가 80 내지 300cPs인 것이 바람직하다.
상기 폴리에틸렌 왁스의 융점이 90℃ 미만인 경우에는 아스팔트와 혼합시에 아스팔트의 강도가 약해질 수 있고, 융점이 130℃를 초과하는 경우에는 균일한 분산이 이루어지지 않아 비균일한 물성이 발현될 수 있는 것이다.
상기 유황분말은 소성변형, 피로균열 저항성 증대 등의 기능이 발현되도록 하는 것이다. 상기 유황분말은 통상적인 유황 원소로서 광산으로부터 유래하는 천연유황을 사용할 수도 있으나, 국내 정유플랜트의 정제 과정 중 탈황시에 발생하는 유황이 발생량이 연간 약 150만톤에 이르고, 대량 수요처의 확보와 활용성 증대에 한계가 있는 상황이라는 점에서 산업부산물인 정유플랜트 정제과정시 발생하는 유황을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 알킬피리늄염은 아스팔트 바인더와 골재의 부착력을 향상시키기 위한 구성에 해당한다.
한편 상기 아스팔트 혼합물에는 신규골재와 순환골재가 적용된다.
일반적으로, 골재의 품질 또는 입도는 포장의 성능에 큰 영향을 주며, 산지에 따라 물리-화학적인 특성이 다르다. 일반적으로 굵은 골재는 2.5㎜(No. 8)체에 남는 골재를 의미하는 한편, 잔골재는 2.5㎜체를 통과하고 0.08㎜(No. 200)체에 남는 골재를 의미한다.
여기서 굵은 골재는 부순 골재(쇄석), 부순 슬래그, 부순 자갈 등으로서, 바람직하게는 점토, 실트, 유기물 등의 유해물질을 함유하지 않는 것이 바람직하다(KS F 2357 규격 참조). 잔골재는 암석, 자갈 등을 깨어 얻어진 부순 모래(스크리닝스), 자연 모래 또는 이들의 혼합물로서, 먼지, 점토, 유기물 등의 유해물질을 함유하지 않는 것이 바람직하다(KS F 2357 규격 참조).
상기 순환골재는 기 제조된 아스콘을 분쇄하여 얻은 골재를 말하는 것으로서, 종전 아스콘에 제조시 사용된 아스팔트를 부착하고 있으며, 순환골재 25 내지 30 중량부를 기준으로 일반적으로 아스팔트 1.0 내지 1.5 중량부가 부착되어 있다.
바람직하게 신규골재 100중량부에 대해 순환골재 10 내지 30중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하다.
본 발명에서는 상기 조성외에도 보강섬유가 더 포함되도록 하여 균열저항성을 향상시키도록 하는데, 본 발명에서는 용융점이 다른 재질의 제 1보강섬유와 제 2보강섬유가 더 첨가되도록 함에 특징이 있다. 즉 제 1보강섬유와 상기 제 1보강섬유보다 용융점이 높은 재질로 구성된 제 2보강섬유가 더 첨가되도록 하는 것이다.
바람직하게 아스팔트 100중량부에 대해 보강섬유가 0.01 내지 1중량부가 배합되도록 하는 것이 타당하고, 제 1보강섬유와 제 2보강섬유는 중량비로 (4:6) 내지 (6:4)로 배합됨이 타당하다.
여기서 제 1보강섬유 및 제 2보강섬유는 셀룰로오스 섬유, 폴리비닐 섬유, 나일론 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 유리섬유로 이루어진 그룹 중 용융점이 상이한 선택된 2종임을 특징으로 한다.
낮은 용융점의 제 1보강섬유는 배합과정 등에서 아스팔트 바인더와의 분자 결합으로 바인더에 점착성을 부여하며, 용융점이 높은 제 2보강섬유는 바인더와 결합 형태로 골재를 피복하여 골재와 바인더 및 골재와 골재 간의 브릿지 효과로 마찰력을 크게 증대시켜 아스팔트 혼합물의 전단강도 및 인장강도를 개선토록 하는 것이다.
한편 상기 아스팔트 혼합물에는 상기에서 본 바와 같이 폴리에틸렌 왁스가 중온첨가제로서 첨가되는데 종래 가열 아스팔트 혼합물보다 낮은 온도에서 골재를 가열하기 때문에 아스팔트 혼합물 제조과정에서 골재 내 존재하는 수분을 제거하는데 한계가 있다.
결과적으로 중온첨가제가 첨가된 아스팔트 혼합물은 가열 아스팔트 혼합물보다 수분 민감성이 저하되므로, 아스팔트 포장에 유입된 물에 의하여 골재와 아스팔트 사이의 점착력(cohesion) 및 부착력(adhesion)이 약화되어, 골재와 아스팔트의 탈리를 유발하게 된다. 이러한 현상 즉 아스팔트가 골재에서 흘러내리는 현상을 "드레인다운(Drain-Down)" 현상이라고 하는데 이러한 현상에 의해 시공 후 골재가 아스팔트로부터 탈리되는 문제가 발생하게 되는 것이다.
이에 본 발명에서는 상기 제 2보강섬유는 표면이 해초분말에 의한 코팅층이 도포된 개질 보강섬유가 사용되도록 하는데, 제 2보강섬유 표면에 해초분말에 의한 코팅층의 도포로 해초분말이 골재에 포함된 수분과 접촉시 점성을 발현시킴으로써 제 2보강섬유와 골재의 점착에 의해 드레인다운 현상을 제어하게 되는 것이다. 즉 해초분말이 도포된 제 2보강섬유가 골재로부터 아스팔트를 잡아주는 힘을 배가시켜 드레인다운 현상을 제어토록 하는 것이다.
또한 제 2보강섬유에 도포된 해초분말이 골재에 포함된 수분을 흡수함으로써 이러한 수분에 의한 바인더의 내수성 저하요인을 제어토록 한다.
여기서 해초분말은 그 종류를 한정하지 않으며, 일 예로 갈조류에 속하는 해초분말이 적용될 수 있다.
한편 본 발명에서는 상기에서 언급한 바와 같이 폴리에틸렌 왁스가 첨가된 아스팔트 혼합물의 경우 가열 아스팔트 혼합물보다 수분 민감성이 저하되어 내수성이 저하되는 문제를 해결하기 위한 다른 실시예를 제시하고 있다.
본 실시예에서는 상기 필러에 이산화규소, 백운석이 포함되는 예를 제시한다.
상기 이산화규소는 열전도율이 낮추고 온도 편차를 줄여 온도 변화 및 습도 변화에 대한 저항성을 높이는 기능 및 역할을 한다.
이에 더하여 페이스트에 대한 내수성을 부여하기 위해 백운석이 포함되도록 하는데 상기 백운석은 이산화규소와 반응하여 물에 대한 내수성을 부여하게 되는 것이다.
즉 상기 필러에 이산화규소와 백운석 혼합물이 첨가되도록 하는데 이산화규소는 습도변화 대한 페이스트의 안정성을 향상시키도록 하며 이에 더하여 백운석이 더 첨가되어 백운석이 이산화규소와 반응으로 페이스트의 물에 대한 내수성을 부여토록 하는 것이다.
결과적으로 중온 아스팔트 혼합물의 혼합과정에서 골재로부터 충분한 수분제거가 이루어지지 않더라도 이러한 수분의 노출됨에 의한 습도변화에 대해 이산화규소에 의해 안정성을 획득하고, 이에 더하여 이산화규소와 백운석의 반응으로 노출된 수분에 대해 페이스트의 내수성을 향상시키도록 하는 것이다.
이산화규소와 백운석 혼합물은 중량비로 (6 : 4) 내지 (8 : 2)로 혼합하는 것이 바람직하다.
이에 더하여 본 발명에서는 개질 백운석을 혼합하여 이산화규소와의 반응성을 향상시킴에 의해 내수성을 배가시키도록 하는 예를 제시한다.
본 실시예에서는 상기 백운석은 이산화탄소가 포함된 가스와 반응시켜 탄산마그네슘 피막이 내, 외부에 형성되는 개질 백운석이 포함되도록 하는 것을 특징으로 한다.
백운석은 내, 외부에 기공이 존재하는데, 개질 백운석은 백운석 입자를 이산화탄소 포함가스와 반응시켜 백운석 내, 외부에 탄산마그네슘 피막이 도포되도록 하는 것으로, 백운석 입자를 100 내지 300℃ 온도하에서 5 내지 30중량%로 이산화탄소가 함유된 가스를 공급하여 확산에 의해 표면 및 내부에 탄산마그네슘 피막이 형성되도록 하는 것이다.
이와 같이 피막이 형성되도록 하여 백운석의 내, 외부 기공에 탄산마그네슘(MgCO3)을 생성시켜 이산화규소와의 반응성을 배가시킴으로써 상기에서 언급한 바와 같이 내수성을 향상시키도록 하는 것이다.
한편 본 발명의 아스팔트 혼합물에는 순환골재가 포함되는데, 상기 순환골재는 폐아스콘을 재생하여 사용하는 것인데 재생첨가제에 의한 재생의 경우도 노화된 아스팔트의 손실된 오일 부분을 보충하는 정도의 기능만을 수행되어 물성이 완벽하게 재생될 수 없는 바, 이러한 점에 의해 강도저하 등의 문제가 있을 수 있다.
이에 본 발명의 아스팔트 혼합물에 있어 필러에는 소다회 생산과정에서 부산되는 무기성 폐슬러지 분말과 아황산염 혼합물이 포함되도록 하여 강도 등 물성이 보완되도록 하는 것이다.
상기 소다회 생산과정에서 부산되는 무기성 폐슬러지 분말은 염화나트륨과 탄산칼륨을 주원료로 하여 소다희(Na2CO3)를 생산하는 공장에서 배출되는 무기성 폐슬러지를 침강, 수세과정을 거쳐 슬러지에 포함된 염소기(Cl-)를 약 70% 정도 제거하고 소정온도에서 건조하고 분쇄과정을 거쳐 소정크기의 그물망에 의해 제조되는 것이다.
이와 같은 무기성 폐슬러지 분말은 비중이 작지만 강도는 높고 열을 가해도 팽창하지 않는 특징을 가진 소재로서 아스팔트의 강도를 향상시키도록 하는 것이며, 이러한 무기성 폐슬러지의 재활용으로 친환경적인 장점을 갖게 되는 것이다.
그런데 상기 무기성 폐슬러지 분말만을 사용하는 경우 어느 정도 강도를 보강할 수 있으나, 상기 무기성 폐슬러지 분말에는 강도증진의 저해요소로 작용하는 염소기(Cl-) 성분이 잔류하고 있어 아스팔트 강도보강에 한계가 있다.
이에 본 발명에서는 필러에 무기성 폐슬러지 분말과 아황산염 혼합물이 첨가되도록 하는 것이다. 상기 아황산염은 분해작용에 의해 무기성 폐슬러지 분말로부터 염소기(Cl-) 성분의 분해가 촉진되고 염화수소를 거쳐 고체상의 염화아연으로 고정화 되도록 함으로써 강도저해 요인으로서 염소기(Cl-)를 불활성화시키는 것이다.
바람직하게는 무기성 폐슬러지 분말과 아황산염이 중량비로 (95:5) 내지 (99:1)로 혼합되는 것이 타당하다.
이하 실험예에 의해 본 발명 아스팔트 혼합물의 바람직한 실시예를 설명한다.
<시편제작>
아스팔트를 교반하면서 예열한 후, 아스팔트 100중량부에 대해 열가소성 엘라스토머 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 0.5중량부, 유황분말 0.5중량부, 알킬피리늄염 0.5중량부, 폴리프로필렌 보강섬유 0.1중량부, 유리섬유 0.1중량부를 순차적으로 투입하고 교반온도를 140℃로 유지하며 30분 동안 교반하여 개질 아스팔트 바인더를 제조하고, 신규골재와 순환골재(중량비로 80 : 20) 및 필러의 혼합물 100중량부에 대해 상기 개질 아스팔트 바인더 20중량부를 혼합하여 140℃를 유지하며 아스팔트 혼합물을 제조하였다.
여기서 실시예 1은 유리섬유가 개질 아스팔트 바인더에 첨가된 것이고, 실시예 2는 해초분말이 도포된 유리섬유가 첨가된 것이다.
또한 실시예 3은 실시예 2와 동일하되, 필러에 석분 100중량부에 대해 이산화규소와 백운석 혼합물 20중량부가 혼합되도록 하며, 이산화규소와 백운석은 중량비로 (6 : 4)로 하여 배합한 것이고, 실시예 4는 실시예 3과 동일하되 백운석은 이산화탄소가 포함된 가스와 반응시켜 탄산마그네슘 피막이 내, 외부에 형성되는 개질 백운석이 사용되었고, 실시예 5는 실시예 2와 동일하되, 필러에 석분 100중량부에 대해 무기성 폐슬러지 분말 20중량부가 혼합되도록 한 것이고, 실시예 6은 실시예 5와 동일하되, 석분 100중량부에 대해 무기성 폐슬러지 분말 및 아질산염 혼합물 20중량부(중량비로 99:1)가 혼합되도록 한 것이다.
상기에서 보는 바와 같은 6개의 시편을 가지고 하기 실험을 수행하였으며 그 결과가 표 1에 도시되고 있다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
내수성(%) 61 66 74 78 67 66
균열저항성(N) 19,760 19,810 19,910 19,970 19,920 19,960
동적안정도(회/mm) 920 970 965 970 980 990
압축강도(MPa, 28일) 71 73 72 74 79 83
내수성(동적수침후 골재 피복률, %)은 EN-12697-11 Determination of the affinity between aggregate and bitumen 실험방법을 기준으로 하였으며, 균열저항성(마샬흐름값, 1/100cm)은 KS F 2337 마샬시험기를 사용한 아스팔트 혼합물의 마샬안정도 및 흐름값 시험방법을 기준으로 하였고, 동적안정도는 휠트랙킹실험(KS F 2374)방법에 따라 60℃에서 300mm×300mm×50mm의 공시체에 접지압 6.4kg/㎠의 힘을 바퀴로 가하여 패임깊이당 왕복회수(회/mm)를 측정하였으며, 압축강도는 아스팔트 압축강도시험기를 이용하여 측정하였다.
상기 표 1에서 보는 바와 같이 실시예 2가 실시예 1보다 동적안정도에서 우수한 것을 알 수 있는데, 이는 실시예 2에서 보강섬유로서 해초분말이 표면에 코팅된 셀룰로오스 섬유가 사용되어 상기에서 언급한 바와 같이 드레인다운 현상을 제어함에 기인한 것으로 판단된다.
또한 내수성면에서 실시예 2보다 실시예 3이 우수한 효과가 발현되는 것을 알 수 있는데 이는 상기에서 언급한 바와 같이 실시예 3의 경우 필러에 이산화규소와 백운석 혼합물이 더 포함됨에 기인한 것으로 판단되며, 실시예 3보다 실시예 4가 내수성면에서 더 우수한 효과가 발현되는 것을 알 수 있는데 이는 상기에서 언급한 바와 같이 개질 백운석의 첨가에 의해 이산화규소와 백운석의 반응이 더욱 용이하도록 함에 기인한 것으로 판단된다.
또한 압축강도면에서 실시예 2보다 실시예 5가 우수한 효과가 발현되는 것을 알 수 있는데 이는 상기에서 언급한 바와 같이 실시예 5의 경우 필러에 무기질 슬러지 분말이 더 포함됨에 기인한 것으로 판단되며, 실시예 6이 실시예 5보다 압축강도면에서 더욱 우수한 효과가 발현되는 것을 알 수 있는데 이는 무기성 폐슬러지 분말에 아질산염이 더 포함되어 무기성 폐슬러지 분말에 포함된 염소기(Cl-)를 불활성화 시킴에 기인한 것으로 판단된다. 또한 실시예 5 및 6이 실시예 2보다 동적안정도면에서도 유리한 것을 알 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
2 : 기층 3 : 하부층
4 : 탄성보강섬유 5 : 바인더
6 : 상부층
41 : 상층 42 : 하층
43 : 지지사

Claims (9)

  1. 기층 상부에 순환골재를 포함하는 아스팔트 혼합물을 타설하여 하부층을 시공하는 단계(S10);
    상기 하부층의 상부에 직조섬유로서 상층과 하층이 구성되고 상기 상층과 하층을 지지하는 지지사로 구성된 탄성보강섬유를 시공하는 단계(S20);
    상기 탄성보강섬유 상부에 상기 아스팔트 혼합물을 타설하여 상부층을 시공하는 단계(S30);를 포함하고,
    상기 아스팔트 혼합물은, 아스팔트, 신규골재, 순환골재, 필러, 열가소성 엘라스토머, 폴리에틸렌 왁스, 유황분말, 알킬피리늄염을 포함하고,
    상기 필러에는 이산화규소, 백운석이 포함되고,
    상기 백운석은 이산화탄소가 포함된 가스와 반응시켜 탄산마그네슘 피막이 내, 외부에 형성되는 것을 특징으로 하는 순환골재 아스팔트 포장방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 S20단계에서,
    상기 탄성보강섬유는 아스팔트 바인더에 함침시킨 상태로 시공하는 것을 특징으로 하는 순환골재 아스팔트 포장방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성보강섬유에 있어 상기 지지사는 나선형으로 감긴형상으로 구성됨을 특징으로 하는 순환골재 아스팔트 포장방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    제 1보강섬유와 상기 제 1보강섬유보다 용융점이 높은 재질로 구성된 제 2보강섬유가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 순환골재 아스팔트 포장방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2보강섬유는 표면이 해초분말에 의한 코팅층이 도포됨을 특징으로 하는 순환골재 아스팔트 포장방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 필러에는 소다회 생산과정에서 부산되는 무기성 폐슬러지 분말과 아황산염 혼합물이 포함되는 것을 특징으로 하는 순환골재 아스팔트 포장방법.
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