KR102384566B1 - 이산화티타늄을 이용하여 도로 표면보호 및 미세먼지 저감 효과를 위한 그루빙용 표면강화 조성물 및 이를 이용한 그루빙 시공방법 및 공법 - Google Patents

이산화티타늄을 이용하여 도로 표면보호 및 미세먼지 저감 효과를 위한 그루빙용 표면강화 조성물 및 이를 이용한 그루빙 시공방법 및 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도로면에 대한 그루빙용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이산화티타늄을 포함하는 표면강화 조성물을 포함함으로써, 포장면의 강도, 내구성 및 내마모성을 더욱 강화하고 자동차 매연 및 미세먼지 저감효과를 확보하여 종래의 그루빙 공법 대비 현저히 향상된 효과를 발휘할 수 있도록 하는, 그루빙용 표면강화 조성물 및 이를 이용한 그루빙 시공방법에 관한 것이다.

Description

이산화티타늄을 이용하여 도로 표면보호 및 미세먼지 저감 효과를 위한 그루빙용 표면강화 조성물 및 이를 이용한 그루빙 시공방법 및 공법 {Surface reinforcement composition for grooving for road surface protection and fine dust reduction effect using titanium dioxide and grooving method using the same}
본 발명은 도로면에 대한 그루빙용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이산화티타늄을 포함하는 표면강화 조성물을 포함함으로써, 포장면의 강도, 내구성 및 내마모성을 더욱 강화하고 자동차 매연 및 미세먼지 저감효과를 확보하여 종래의 그루빙 공법 대비 현저히 향상된 효과를 발휘할 수 있도록 하는, 그루빙용 표면강화 조성물 및 이를 이용한 그루빙 시공방법에 관한 것이다.
현재 통행량이 많은 곡선도로, 렘프, 경사도로 등과 같은 특수노면은 우천 시 발생하는 수막 현상과 물고임 방지, 노면배수 원활, 제동거리 단축, 동절기 결빙 단면적 최소화, 과속 및 소음 방지 등의 성능을 부여해주기 위해 노면에 횡 또는 종 방향으로 일정한 간격과 넓이로 절삭하여 홈(그루브)을 형성시켜주는 “그루빙 공법”을 사용하고 있다.
종래의 아스팔트 콘크리트 도로 및 시멘트 콘크리트 도로에 형성된 그루브는 하중이 무거운 차량이 통행하는 경우 그루브 모서리 파손이 발생하고, 차량의 통행량이 많은 경우 그루브 모서리 마모가 발생하고, 하절기에 소성 변형에 의한 함몰이 발생하고, 그루브 도로 손상 및 파손시 재시공 및 보수가 어려운 문제가 있으며, 동절기 제설용 염화칼슘에 의한 내구성 약화 등 여러 가지 문제점들이 상존하고 있어, 국내의 도로 수명을 단축시키고 유지 보수에 대한 비용을 증가시키는 원인이 되고 있다.
따라서, 도로면 또는 포장도로면의 그루빙 공법에 있어서, 종래의 기술들 대비 내구성, 내마모성, 내산성 및 내화학성 등의 기본적인 물성적 특성에 대한 효과를 현저히 높일 수 있도록 하는, 그루빙용 조성물과 표면개선 공법에 대한 연구는 여전히 당면한 해결과제로 남아있다.
대한민국 등록특허공보 제 제10-1711070호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도로면 또는 포장도로면의 그루빙 공법에 있어서, 포장면의 강도, 내구성, 내마모성, 내산성 및 내화학성 등의 물성적 특성에 대한 효과를 현저히 높일 수 있는, 그루빙용 표면강화 조성물과 이를 이용한 그루빙 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 이산화 티타늄(titanium dioxide) 0.1 내지 1 중량%; 이산화 규소(Silicon dioxide) 0.01 내지 0.1 중량%; 및 물 99.5 내지 99.89 중량%;을 포함하는 제1 표면 강화제; 를 포함하는, 그루빙용 표면강화 조성물에 의해 달성될 수 있다.
상기 표면강화 조성물은, 제2 표면강화제를 더 포함하고, 상기 제2 표면강화제는, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 키토산, 활성탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 미세먼지 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적은, 그루빙 장비를 사용하여 노면에 단면이 사각형 또는 사다리꼴 형상으로 이루어진 적어도 하나 이상의 홈을 형성하는 그루빙 홈 형성단계; 상기 그루빙 홈의 표면 상에 제1항 또는 제2항에 의한 그루빙용 표면강화 조성물을 코팅하는 단계; 및 코팅이 완료된 후에 상기 표면강화 조성물을 양생시키는 양생 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 그루빙 시공방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이산화티타늄을 포함하는 표면 강화제를 적용함으로써, 포장도로 표면의 일정 깊이까지의 강도를 높이고, 제설제, 열화제 등의 침투를 막아 포장면의 손상을 저감시킬 수 있어, 도로 표면의 내구성, 내마모성, 내화학성을 강화시킬 수 있다.
또한, 상기 표면강화 효과와 더불어 자동차 매연 및 미세먼지 저감 효과를 확보함으로써, 도로면 및 포장면의 수명 연장 및 유지관리비용 절감 효과를 발휘할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그루빙 시공방법을 순서대로 나타낸 흐름도이다.
도 2는, 도 1의 단계 중 형성된 그루빙 홈을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라 수행한 그루빙 시공을 촬영한 사진들이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
<그루빙용 표면강화 조성물>
본원의 일 측면은, 이산화 티타늄(titanium dioxide) 0.1 내지 1 중량%; 이산화 규소(Silicon dioxide) 0.01 내지 0.1 중량%; 및 물 99.5 내지 99.89 중량%;을 포함하는 제1 표면 강화제; 를 포함하는, 그루빙용 표면강화 조성물을 제공한다.
상기 표면강화 조성물은, 예컨대, 콘크리트, 아스파트 및/또는 아스팔트 콘크리트 등으로 이루어진 도로 또는 활주로의 그루빙 홈에 도포되는 것으로, 도로면 및/또는 포장면(그루빙 홈)의 표면의 일정 깊이까지의 강도를 높이고, 각종 오염물질의 침투를 막아 손상을 저감시키는 효과를 발휘한다.
또한, 예컨대, 차량이나 항공기 등으로 인한 부하 또는, 우수, 눈, 제설제 등의 오염물에 노출되어 구조재료의 변형 및/또는 부식을 방지하고, 자동차 매연 및 미세먼지 내 공기 오염물질을 흡착하는 효능을 발휘함으로써, 포장면의 강화된 내구성, 내마모성, 내화학성을 확보하여 도로면의 수명 연장 및 유지관리비용 절감 효과를 발휘할 수 있다.
상기 제1 표면 강화제는, 상기 이산화티타늄 및 이산화규소가 물에 용해된 액상 조성물일 수 있다. 상기 제1 표면 강화제는 포장면의 표면 강도를 향상시켜 내구성을 높이면서도, 자동차 매연 및 미세먼지 저감 효과를 발휘한다.
상기 이산화티타늄 및 이산화규소는 포장면의 표면에 위치하여 조직을 치밀하고 견고하게 하여 경도를 높이고, 질소 산화물 등의 공기 오염물질을 흡착하는 역할을 한다.
특히, 상기 이산화티타늄(titanium dioxide, TiO2)는, 광촉매(Photocatalyst)로써 빛을 쪼여주었을 때 화학반응을 촉진시켜 유기화합물을 분해할 수 있다. 상기 이산화티타늄은, 낮이 되면 광촉매가 태양광과 만나서 활성화 산소인 O2 -나 OH-를 만들고, 이 활성화 산소는 도로에 붙어있던 질소산화물과 화학반응을 일으켜 질산염(HNO₃-)으로 분해시키고, 밤에는 공기가 내려 앉으면서 질소산화물 등을 흡착시켜 미세먼지 성분들을 제거한다.
일례로, 상기 이산화 티타늄(titanium dioxide)은 0.4 내지 1 중량%, 구체적으로, 0.5 내지 0.8 중량%로 포함될 수 있다. 상기 이산화 규소(Silicon dioxide)는 0.01 내지 0.1 중량%, 구체적으로, 0.05 내지 0.09 중량%로 포함될 수 있다.
상기 표면강화 조성물은, 제2 표면 강화제를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 표면 강화제는, 미세먼지 흡착제 및 고내구성 성분을 포함하는 것으로, 분말 혼합물 이거나, 물을 포함하는 액상 조성물일 수도 있다. 상기 제2 표면 강화제는, 제1 표면 강화제와 함께 포장면의 강도 향상 및 미세먼지 저감 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.
상기 미세먼지 흡착제는, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 키토산, 활성탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 미세먼지 흡착제는, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트 및 키토산이 1~1.5 : 1~1.5 : 0.5~0.8의 중량비, 구체적으로, 1.2~1.5 : 1.2~1.5 : 0.6의 중량비인 배합비를 갖는 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 미세먼지 흡착제는, 녹차 분말, 편백나무 잎 분말, 맥문동 분말 및 개똥쑥 분말으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 친환경 흡착 성분을 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 미세먼지 흡착제는, 녹차 분말 및 편백나무 잎 분말을 1 : 1~1.5, 구체적으로, 1: 1.4의 중량비로 혼합한 혼합분말인 친환경 흡착성분을 더 포함할 수 있다.
상기 고내구성 성분은, 포장면의 도막의 조직을 더욱 견고하게 하여 오염물질의 침투를 막아 표면의 손상을 보호하여 내구성을 향상시킬 수 있다. 상기 고내구성 성분은, 세라믹 분말 및/또는 내마모성 합금을 포함할 수 있다.
상기 세라믹 분말은, 알루미나, 산화아연, 탄산 마그네슘, 탈크, 카오린, 제올라이트, 규조토 및 맥반석으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일례로, 상기 세라믹 분말은, 알루미나, 산화아연 및 탄산 마그네슘의 혼합물이되, 각 입자 크기는 서로 다르게 하여 혼합된 것일 수 있다. 예컨대, 상기 알루미나의 평균 입경은 450 내지 500nm, 상기 산화아연의 평균 입경은, 500 내지 650nm, 상기 탄산 마그네슘은, 300 내지 450nm 의 크기를 갖는 분말일 수 있다.
상기 내마모성 합금은, 크롬, 몰리브덴, 바나듐, 철, 규소(Si) 및 탄소로 이루어진 군으로부터 형성된 합금일 수 있다. 예컨대, 상기 내마모성 합금은, 크롬(Cr): 0.2~0.45w%, 몰리브덴(Mo): 1~1.8w%, 바나듐(V): 0.5~1.2w%를 포함하고, 잔부는 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 내마모성 합금일 수 있다.
상기 알루미나, 산화아연 및 탄산 마그네슘의 혼합물은 자체로 열적 안정성이 우수하여 도로면 및 포장면의 급격한 온도 상승을 막아 내구성을 더욱 향상시키고, 전술한 바와 같이 입자의 크기를 서로 다르게 하여 각 성분의 밀착성을 더욱 높여 수증기나, 액체 등의 침투나 기타 오염물질이 침투하는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 미세먼지 흡착제 및 상기 고내구성 성분은, 1 : 1~1.5, 구체적으로, 1 : 1.2~1.4의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 제2 표면 강화제는, 액상 조성물인 경우, 용매인 물 100 중량부에 대하여, 상기 미세먼지 흡착제와 고내구성 성분의 혼합물인 고형분 10 중량부를 포함한 것일 수 있다. 상기 제2 표면 강화제는 액상 조성물인 경우, 상기 제1 표면 강화제 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부, 구체적으로, 13 내지 28 중량부, 더 구체적으로, 15 내지 25 중량부로 포함될 수 있다.
상기 표면강화 조성물은, 친환경 결합제와 기능성 성분을 더 포함할 수 있다.
상기 친환경 결합제는, 상기 제1 표면 강화제 및 제2 표면 강화제를 구성하는 각 성분들을 강하게 결합시켜 도로면 표면의 도막 조직을 더욱 견고하게 밀착시킬 수 있도록 하고, 보다 환경 친화적인 성분들을 결합제로 사용함으로써, 조성물이 친환경성을 확보할 수 있도록 한다. 상기 결합제는, 셀룰로오스 섬유, 카본 섬유, 다시마 점액, 마 점액, 왁스 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 셀룰로오스 섬유는 분쇄하여 5 내지 7mm 정도의 크기인 것을 사용하고, 상기 카본 섬유는 분쇄하여 2 내지 4mm 정도의 크기인 것을 함께 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 결합제는, 전술한 성분 이외에 폴리머 등의 공지된 바인더 성분을 더 포함할 수도 있다. 상기 결합제는, 셀룰로오스 섬유, 카본 섬유 및 왁스는 0.5~0.7 : 0.6~0.9 : 1의 중량비로 혼합된 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 결합제는, 제1 표면 강화제 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부, 구체적으로, 2 내지 8 중량부, 일례로, 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 기능성 성분은, 도로면의 시인성을 높이기 위한 재귀반사 성분, 논슬립성 성분 및 발수성 성분에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 기능성 성분은, 경화제, 안료, 계면활성제, 산화방지제, 점감제 및 사슬 연장제 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 기능성 성분은, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 공지된 물질을 선택하여 사용할 수 있다. 상기 기능성 성분의 총 함량은, 상기 제1 표면 강화제 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부, 구체적으로, 2 내지 4 중량부, 일례로, 3 중량부로 포함될 수 있다.
일례로써, 상기 재귀반사 성분은, 유리알(bead), 재귀반사 실(yarn) 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 재귀반사 실은, 재귀반사 소재를 필름 상에 코팅한 다음, 절단 및 가공하여 필라멘트 형태로 제작한 것으로, 예컨대, 50 내지 200 데니어의 굵기를 갖는 것일 수 있다. 상기 재귀반사 실을 상기 유리알과 함께 사용하면, 특히, 야간의 도로면에 대한 시인성을 더욱 높일 수 있으면서도, 낮은 가격으로 경제성의 장점을 가질 수 있다.
일례로써, 상기 논슬립성 성분은, 논슬립 입자, 예를 들어, 다이아몬드(Dianmond), 탄화붕소(boron carbide), 에머리 (Emery), 용융알루미나(Fused alumina), 탄화규소(silicon carbide), 지르코니아 (Zirconia), 소결보크사이트(Fused Bauxite), 금강사(Aluminum oxide), 석영(Quartz), 석류석(Garnet) 및 바텀애쉬(Battom ash) 에서 선택되는 1 종 이상일 수 있다.
<표면강화를 위한 그루빙 시공방법>
본원의 다른 일 측면은, 그루빙 장비를 사용하여 노면에 단면이 사각형 또는 사다리꼴 형상으로 이루어진 적어도 하나 이상의 홈을 형성하는 그루빙 홈 형성단계; 상기 그루빙 홈의 표면 상에 그루빙용 표면강화 조성물을 코팅하는 단계; 및 코팅이 완료된 후에 상기 표면강화 조성물을 양생시키는 양생 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 그루빙 시공방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그루빙 시공방법을 순서대로 나타낸 흐름도이고, 도 2는, 도 1의 단계 중 형성된 그루빙 홈을 모식적으로 나타낸 것이다. 도 3 및 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라 수행한 그루빙 시공을 촬영한 사진이다.
도 2를 참조하면, 노면에 그라인딩(grinding) 하여 그루빙 홈을 형성할 수 있다. 상기 그루빙 홈이란 노면에 단면이 사각형 또는 사다리꼴 형상으로 이루어진 적어도 하나 이상의 홈, 즉, 패턴을 형성한 것일 수 있다. 상기 그루빙 홈은 공지된 그루빙 장비를 사용하여 그라인딩 하되, 원하는 패턴의 방향과 형상에 맞게 방식을 선택하여 수행될 수 있다. 일례로, 그라인딩, 즉, 절삭되는 깊이는 약 3.5 내지 5mm 일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 그루빙 홈은, 도로의 길이 방향을 기준으로 하여 횡방향 또는 종방향으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 홈은, 최대 폭이 3 내지 4mm이고, 높이가 1.2 내지 1.7mm, 일례로, 1.5mm인 형상으로 다수 개 형성될 수 있고, 상기 다수 개의 홈의 사이의 간격은 2 내지 2.5mm로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 그루빙 홈의 표면을 전처리할 수 있다. 상기 전처리란, 상기 그루빙 홈에 표면강화 조성물을 도포하기 전에 표면의 오염물질을 제거하고, 표면 상태를 매끈하게 하여 부착성을 높이도록 하는 것일 수 있다. 상기 전처리는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 통상의 방법으로 수행할 수 있으며, 경우에 따라서, 상기 그루빙 홈의 표면에 프라이머층을 추가로 형성할 수도 있다.
그 다음으로, 상기 그루빙 홈의 표면 상에 상기 표면강화 조성물을 도포하여 코팅할 수 있다. 상기 도포 및/또는 코팅의 방법은, 당 분야에서 일반적으로 사용하는 통상의 방법으로 수행할 수 있으며, 예컨대, 롤러, 브러시, 스프레이 등의 방법을 사용하여, 도로 표면에 상기 표면강화 조성물이 충분히 스며들도록 도포할 수 있다.
상기 코팅이 완료된 코팅층은 평균 두께 1 내지 10mm로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 도로면의 상황, 목적에 따라서 상기 조성물의 도포량을 조절하여 두께 및 형상을 다양하게 조절하여 형성될 수 있다.
상기 코팅은 1회 또는 2회 이상으로 수행될 수도 있다. 즉, 상기 코팅층은 단일층으로 형성될 수도 있고, 상기 단일의 코팅층을 형성한 후 충분히 건조시킨 다음에, 추가로 상기 조성물을 코팅하여 복수개의 코팅층을 적층할 수도 있다. 경우에 따라서, 공지된 광촉매 성분을 전자분무하여 추가의 광촉매 코팅층을 형성할 수도 있다. 예컨대, 상기 광촉매 성분은, ZrO2, V2O3, WO3, CuO, 및 SrTiO3으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 성분일 수 있다.
이어서, 상기 코팅층을 양생시켜 그루빙 시공을 완료할 수 있다. 상기 양생은 표면에 액상의 형태가 존재하지 않을 때까지 수행되는 것이라면, 그 방법에 대하여는 크게 제한되지 않고, 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 다양하게 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 그루빙용 표면강화 조성물은, 이산화티타늄을 포함하는 표면 강화제를 적용함으로써, 포장도로 표면의 일정 깊이까지의 강도를 높이고, 제설제, 열화제 등의 침투를 막아 포장면의 손상을 저감시키고 내구성, 내마모성, 내화학성을 강화시킬 수 있다. 또한, 상기 표면강화 효과와 더불어 자동차 매연 및 미세먼지 저감 효과를 확보함으로써, 도로면 및 포장면의 수명 연장 및 유지관리비용 절감 효과를 발휘할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
<표면강화 조성물 제조>
이산화티타늄 0.6 중량%, 이산화규소 0.9 중량% 및 물 98.5 중량%를 포함하는 제1 표면강화제를 포함하는 표면강화 조성물을 제조하였다.
<그루빙 시공>
그루빙을 위한 홈을 구비하는 공시체(시편)를 준비한 다음, 표면의 이물질을 깨끗이 닦은 후에, 스프레이건을 사용하여 상기 조성물을 고르게 도포한 다음, 건조 및 경화시켰다.
[실시예 2]
후술되는 내용을 제외하고는, 실시예 1과 같이, 표면강화 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 공시체에 그루빙 시공을 수행하였다.
실시예 2의 표면 강화 조성물은, 제1 표면 강화제 외에 제2 표면 강화제를 더 포함하였다. 제2 표면 강화제는, 물 100 중량부에 대하여, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트 및 키토산을 1.5 : 1.5 : 0.6의 중량비로 배합한 혼합물인 미세먼지 흡착제를 10 중량부로 포함하였다. 상기 제2 표면 강화제는 제1 표면 강화제 100 중량부에 대하여 20 중량부로 혼합하였다.
[실시예 3]
후술되는 내용을 제외하고는, 실시예 2와 같이, 표면강화 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 공시체에 그루빙 시공을 수행하였다.
실시예 3의 표면강화 조성물의 “미세먼지 흡착제”는, 녹차 분말 및 편백나무 잎 분말을 1: 1.4의 중량비로 혼합한 친환경 흡착성분을 더 포함하였다. 이때, 친환경 흡착성분과 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트 및 키토산의 혼합물의 배합비는 1 : 1의 중량비로 하였다.
[실시예 4]
후술되는 내용을 제외하고는, 실시예 3와 같이, 표면강화 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 공시체에 그루빙 시공을 수행하였다.
실시예 4의 표면강화 조성물의 제2 표면 강화제는, 알루미나, 산화아연 및 탄산 마그네슘의 혼합물인 세라믹 분말과, 고내구성 합금(크롬(Cr): 0.25w%, 몰리브덴(Mo): 1w%, 바나듐(V): 1w%와 잔부의 Fe 및 불순물)의 혼합인 고내구성 성분을 더 포함하였다. 이때, 알루미나, 산화아연 및 탄산 마그네슘의 평균입경은 각각, 500nm, 630nm 및 450nm으로 다르게 하였다. 또한, 미세먼지 흡착제 및 고내구성 성분은, 1 : 1.3의 중량비로 혼합되었으며, 제2 표면 강화제에서, 물 100 중량부에 대하여, 미세먼지 흡착제 및 고내구성 성분의 혼합물인 고형분은 10 중량부로 하였다.
[실시예 5]
후술되는 내용을 제외하고는, 실시예 4와 같이, 표면강화 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 공시체에 그루빙 시공을 수행하였다.
실시예 5의 표면 강화 조성물은, 제2 표면 강화제와 결합제를 더 포함하였다. 결합제는, 셀룰로오스 섬유, 카본 섬유 및 왁스를 0.6 : 0.7 : 1의 중량비로 혼합된 혼합물이며, 결합제는, 제1 표면 강화제 100 중량부에 대하여, 5 중량부로 포함되었다.
[실시예 6]
후술되는 내용을 제외하고는, 실시예 5와 같이, 표면강화 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 공시체에 그루빙 시공을 수행하였다.
실시예 6의 표면 강화 조성물은, 제2 표면 강화제와 결합제 및 재귀반사 성분을 더 포함하였다. 재귀반사 성분은 유리알을 사용하였으며, 제1 표면 강화제 100 중량부 대비 3 중량부로 포함되었다.
[실시예 7]
후술되는 내용을 제외하고는, 실시예 6와 같이, 표면강화 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 공시체에 그루빙 시공을 수행하였다.
실시예 7의 표면 강화 조성물은, 제2 표면 강화제와 결합제 및 재귀반사 성분을 더 포함하였다. 재귀반사 성분은 유리알 및 재귀반사 실을 함께 사용하였으며, 제1 표면 강화제 100 중량부 대비 3 중량부로 포함되었다.
<실험예 1 : 물성 평가>
실시예 1 내지 5에 의하여 제조된 표면강화 조성물을 사용하여 그루빙 시공된 시편들을 대상으로, 접착강도 (KS F 4936), 압축강도(ASTM C109), 내마모성(EN 1436, 13197) 및 촉진 내구성(크랙, 들뜸)을 각각 측정하였다. 보다 정확한 비교를 위하여 종래에 일반적으로 사용되는 그루빙용 코팅조성물을 사용하여 제작한 시편인 대조군을 함께 실험군에 포함하였다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
Figure 112022001106949-pat00001
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예들의 그루빙 시편들은 잡착강도, 압축강도, 내마모성 및 촉진 내구성에서 전반적으로 우수한 평가를 받았다. 그 중에서도, 제1 표면강화제, 제2 표면강화제 및 결합제를 모두 포함한 실시예 5에 대한 물성 평가가 가장 우수하였다.
<실험예 2 : 미세먼지 저감 효과 평가>
실시예 1 내지 7에 의하여 제조된 표면강화 조성물을 사용하여 그루빙 시공된 시편들을 대상으로, 자외선 조사 상태에서 NOx 제거 실험을 수행하였다. 보다 정확한 비교를 위하여 종래에 일반적으로 사용되는 그루빙용 코팅조성물을 사용하여 제작한 시편을 대조군으로 함께 실험군에 포함하였다.
실험 방법은, ISO 국제기준에 따라 NOx 제거 효율 실험을 수행하였다. 하기의 표 2는, "자외선 조사 상태"에서의 실험조건 을 정리한 것이며, 표 3은 실험 결과를 나타낸 것이다.
Figure 112022001106949-pat00002
Figure 112022001106949-pat00003
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예들의 그루빙 시편들의 NOx 제거 효율은 대조군에 비하여 현저히 우수한 것으로 확인되었다. 그 중에서도, 제1 표면강화제, 제2 표면강화제 및 결합제를 모두 포함한 실시예 5 내지 실시예 7의 미세먼지 저감 효과가 가장 우수한 것으로 확인되었다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

  1. 이산화 티타늄(titanium dioxide) 0.1 내지 1 중량%; 이산화 규소(Silicon dioxide) 0.01 내지 0.1 중량%; 및 물 99.5 내지 99.89 중량%;을 포함하는 제1 표면 강화제;
    미세먼지 흡착제 및 고내구성 성분을 포함하는 제2 표면 강화제; 및
    친환경 결합제;를 포함하고,
    상기 제2 표면 강화제에서, 상기 미세먼지 흡착제 및 상기 고내구성 성분은, 1 : 1~1.5의 중량비로 혼합되고,
    상기 미세먼지 흡착제는, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트 및 키토산이 1.2~1.5 : 1.2~1.5 : 0.6의 중량비인 배합비를 갖는 혼합물 및, 녹차 분말 및 편백나무 잎 분말을 1: 1.4의 중량비로 혼합한 혼합분말인 친환경 흡착성분을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 고내구성 성분은, 세라믹 분말 및 내마모성 합금을 포함하고,
    상기 세라믹 분말은, 평균 입경이 450 내지 500nm인 알루미나 분말, 평균 입경이 500 내지 650nm 인 산화아연 분말 및 평균 입경이 300 내지 450nm 인 탄산 마그네슘 분말의 혼합물이고,
    상기 내마모성 합금은, 크롬(Cr) 0.2~0.45w%, 몰리브덴(Mo) 1~1.8w% 및 바나듐(V) 0.5~1.2w% 를 포함하고, 잔부는 Fe와 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하고,
    상기 친환경 결합제는, 셀룰로오스 섬유, 카본 섬유 및 왁스를 0.5~0.7 : 0.6~0.9 : 1의 중량비로 혼합된 혼합물을 포함하고,
    상기 친환경 결합제는, 제1 표면 강화제 100 중량부에 대하여, 5 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는, 그루빙용 표면강화 조성물.
  2. 삭제
  3. 그루빙 장비를 사용하여 노면에 단면이 사각형 또는 사다리꼴 형상으로 이루어진 적어도 하나 이상의 홈을 형성하는 그루빙 홈 형성단계;
    상기 그루빙 홈의 표면 상에 제1항에 의한 그루빙용 표면강화 조성물을 코팅하는 단계; 및
    코팅이 완료된 후에 상기 표면강화 조성물을 양생시키는 양생 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 그루빙 시공방법.
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