KR102445878B1

KR102445878B1 - 천연광물을 활용한 칼라 아스팔트 포장도로 시스템 및 칼라 아스팔트 포장도로의 시공방법

Info

Publication number: KR102445878B1
Application number: KR1020220071836A
Authority: KR
Inventors: 이동균; 김석인
Original assignee: 안진하이테크(주); 안덕테크 주식회사
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2022-09-21

Abstract

본 발명은 천연광물을 활용한 칼라 아스팔트 포장도로 시스템 및 칼라 아스팔트 포장도로의 시공방법에 대한 것을 목적으로 한다. 본 발명의 적운모를 활용한 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층 포장을 통해 통상의 도로포장재료와 동등한 수준의 사용이 가능하며, 공용중 도로의 장기 사용에 따른 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층의 바인더 등이 마모에 의해 일부 벗겨져 골재의 색상이 도로포장의 색상을 주도하게 되더라도 천연 유색의 골재인 적운모가 노출되어 도로의 내구수명이 다할 때까지 유색의 시인성이 유지될 수 있어 유지관리에 따른 경제적인 효과를 극대화 할 수 있다.

Description

천연광물을 활용한 칼라 아스팔트 포장도로 시스템 및 칼라 아스팔트 포장도로의 시공방법 {COLOR ASPHALT PAVEMENT SYSTEM AND CONSTRUCTION METHOD OF COLOR ASPHALT PAVEMENT ROAD USING NATURAL MINERAL}

본 발명은 천연광물을 활용한 칼라 아스팔트 포장도로 시스템 및 칼라 아스팔트 포장도로의 시공방법에 대한 것을 목적으로 한다.

특허발명 001 내지 특허발명 004는 본 발명이 이르게 되는 관련기술의 종래발명을 제시한다.

특허문헌 001 고온의 아스팔트 혼합물을 포설 다짐하고, 아스팔트 혼합물이 130℃~60℃의 범위에서 묽은반죽 상태의 칼라 시멘트를 ㎡당 0.5kg~2kg을 1차 살포한 후 로라로 다짐하여, 아스팔트와 칼라 시멘트를 일체화 시키고 80℃~30℃의 범위에서 묽은 반죽의 칼라 시멘트를 0.2~15kg을 2차 살포하고 로라로 다짐하여 완성하는 발명으로서, 아스팔트의 열과 로라 다짐에 의해 칼라 시멘트의 양생속도를 빨리하고, 로라의 다짐에 따른 조기양생으로 묽은반죽의 칼라시멘트의 블리이딩에 의한 시멘트의 백화가 방지되어 칼라의 선명도가 뚜렷한 칼라도로 포장방법에 관한 것이다. 본 발명은 포장후 1시간 이내에 차량을 개통시킬 수 있도록 하는 칼라도로포장이므로, 도심지역의 버스전용차선등과 같이 칼라도로 포장이 필요한 부분에 신속히 포장할수 있는 매우 유동한 것이라 하겠다.

특허문헌 002는 차도, 보도, 자전거 전용도로, 경기장트랙, 어린이 보호구역, 미끄럼 방지구역, 주차장, 공원, 산책로 등에 시공되어 운전자와 보행자의 안전을 도모하고, 보다 아름다운 도시미관을 제공하기 위하여 설치되는 칼라아스팔트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기존의 검정아스팔트핏치를 포함하는 각종 유색의 바인더를 칼라아스콘의 제조용 바인더로 사용하면서도, 투명아스팔트핏치를 이용한 칼라아스팔트에 발현되는 색상의 품질과 동일한 품질의 색상을 구현할 수 있도록 한 발명이다.

특허문헌 003은 도로 논슬립 칼라포장재 제조방법 및 이를 통해 제조된 도로 논슬립 칼라포장재와 이의 시공방법에 관한 것으로서, 이는 우수한 속성을 갖는 도로 포장재의 제작을 가능하게 할 뿐만 아니라 시공기간을 단축시키고 작업성을 단순화할 수 있다. 이를 위해 본 발명은, MMA(MethylMethAcrylate) 수지와 탄산칼슘을 교반하고 이에 나노실리카, 무기안료, PS Ball(Precious Slag Ball)을 투입함으로써 내산성, 내알칼리성, 내화학성 등이 우수한 논슬립 칼라포장재의 제작을 가능하게 하고, 시공시 별도로 슬립을 방지하기 위한 골재를 뿌리는 과정을 생략할 수 있어 이의 시공기간 및 작업과정을 감소시킬 수 있다. 본 발명에 따른 도로 논슬립 칼라포장재 제조방법 및 이를 통해 제조된 도로 논슬립 칼라포장재와 이의 시공방법은 경화되기까지 걸리는 시간이 짧고 내산성, 내알칼리성, 내화학성 등이 우수한MMA 수지와 구형 형상으로 내마모성이 우수한 PS Ball을 주요 조성물로 하여, 미끌어짐을 방지하기 위해 골재를 포장재에 살포하는 기존 과정을 생략할 수 있음과 더불어 골재 살포에 따른 문제점, 예로써 골재가 쉽게 포장재로부터 분리되거나 골재 형상이 일정하지 않아 균일하게 살포하기가 어려운 문제점을 해결할 수 있다.

특허문헌 004는 적색골재를 이용한 개질아스팔트의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차도의 일부, 버스전용도로, 보도, 자전거 전용도로, 산책로, 공원, 어린이 보호구역, 미끄럼 방지 구역 등에 시공하여 운전자의 경각심을 유발시키도록 함으로써 안전을 도모하고, 도시미관을 미려하기 위한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위한 시공방법은 기층 포설 후 표면마감용으로 역청 4~7중량%와, 13mm이하 적색골재 30~40중량%와, 부순모래 50~60중량%와, 채움재 2~6중량%와 개질제 1~3중량%를 혼합하여 칼라 아스팔트를 시공하는 단계와, 상기 칼라아스팔트의 표면에 석유를 분무하는 단계와, 석유가 분무된 칼라아스팔트의 표면을 브러시로 브러싱하여 적색골재가 표면에 노출되도록 하는 단계로 시공하는 것을 특징으로 한다.

KR

10-0966679

B1 (등록일자 2010년06월21일)

KR

10-2005-0079917

A (공개일자 2005년08월11일)

KR

10-0907193

B1 (등록일자 2009년07월03일)

KR

10-2013-0038511

A (공개일자 2013년04월18일)

본 발명은 칼라 아스팔트 포장도로 시스템에 대한 발명이며, 구체적으로 도로를 형성하기 위한 노반 상에 포설되며, 상기 노반에 하중을 분산·전달하는 보조기층; 및 상기 보조기층 상에 포설되며, 상기 보조기층보다 강성이 높은 재료로 형성되는 아스팔트 포장기층; 및 상기 아스팔트 포장기층 상에 포설되며, 상기 아스팔트 포장기층의 요철을 보정하는 아스팔트 포장중간층;과 상기 아스팔트 포장중간층 상에 포설되며, 유채색을 형성하는 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층;을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 포장도로 시스템에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 노반 및 보조기층 사이에는 지오그리드;를 형성하는 것을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 포장도로 시스템에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 보조기층 및 상기 아스팔트 포장기층 사이에 배치되며 상기 아스팔트 포장기층의 재료 일부가 충진되는 지오셀층;을 형성하는 것을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명의 상기 칼라 아스팔트 혼합물은 유색의 골재; 및 산화철과 합성수지와 PE왁스로 형성된 칼라안료; 및 바인더;가 혼합되는 것을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 칼라안료는 순도 98% 이상의 산화철 72~75%; 및 플라스틱계 합성수지 22~25%;와 PE왁스 2~4%;가 혼합되는 것을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 혼합물의 유색골재는 천연광물을 통해 구현하는 것;을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 천연광물은 적운모인 것;을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 혼합물에는 채움재;가 더 혼합되는 것을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 혼합물에는 섬유첨가제;가 혼합되는 것을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명의 칼라 아스팔트 포장도로 시스템 형성을 위한 노반을 정지(整地)하는 단계; 및 상기 노반상에 보조기층을 형성하는 단계; 및 상기 보조기층 상에 아스팔트 포장기층을 형성하는 단계; 및 상기 아스팔트 포장기층 상에 아스팔트 포장 중간층을 형성하는 단계; 및 상기 아스팔트 포장중간층 상부에 상부에 택코트를 살포하는 단계; 및 상기 아스팔트 포장중간층 상부에 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층을 형성하는 단계;를 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 칼라아스팔트 혼합물을 포장하는 단계 이후에 복수회의 다짐공정단계;가 실시되는 것을 포함한다.

본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 다짐공정단계가 완료된 칼라 아스팔트 혼합물 포장의 피복을 벗겨내는 단계;를 실시하는 것을 포함한다.

본 발명의 적운모를 활용한 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층 포장을 통해 통상의 도로포장재료와 동등한 수준의 사용이 가능하며, 공용중 도로의 장기 사용에 따른 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층의 바인더 등이 마모에 의해 일부 벗겨져 골재의 색상이 도로포장의 색상을 주도하게 되더라도 천연 유색의 골재인 적운모가 노출되어 도로의 내구수명이 다할 때까지 유색의 시인성이 유지될 수 있어 유지관리에 따른 경제적인 효과를 극대화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 칼라 아스팔트 포장도로 시스템의 형성 단면도.
도 2는 본 발명의 칼라 아스팔트 포장도로 시스템의 다른 실시예 단면도.
도 3 및 4는 본 발명의 유색 광물인 적운모.
도 4는 본 발명의 도로포장 시공방법 절차도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.

[실시예 1-1] 본 발명은 칼라 아스팔트 포장도로 시스템에 대한 발명이며, 구체적으로 도로를 형성하기 위한 노반(G) 상에 포설되며, 상기 노반에 하중을 분산·전달하는 보조기층(100); 및 상기 보조기층 상에 포설되며, 상기 보조기층보다 강성이 높은 재료로 형성되는 아스팔트 포장기층(200); 및 상기 아스팔트 포장기층 상에 포설되며, 상기 아스팔트 포장기층의 요철을 보정하는 아스팔트 포장중간층(300);과 상기 아스팔트 포장중간층 상에 포설되며, 유채색을 형성하는 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층(400);을 포함한다.

경제성장등을 통해 산업이 발전하면서, 다양한 이동수단이 적용됨에 따라, 상기 이동수단이 주행하는 도로는 운용과 관련하여 다양한 관리기술이 요구되고 있다. 그 일환으로 버스전용차로 등 공중교통수단 및 일반차량의 운행을 구분하기 위한 도로구역을 분할하는 방법이 도입되어 운용되고 있는데, 이러한 도로의 구분을 표현하기 위해 일반적인 무채색의 아스팔트 상에 포장의 색상을 달리하는 것으로 운전자가 주행영역과 주행금지영역 등을 인식하여 안정적으로 도로 운행을 할 수 있도록 도모하고 있다.

그러나, 색상을 도입한 포장재는 시간이 경과되면, 색을 표현한 피복이 벗겨져 포장 구성 재료인 골재의 색상이 도로 포장의 색상을 주도하게 되어 원래의 기능을 상실하게 되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명에서는 이러한 문제를 해소하기 위해 칼라 아스팔트 포장도로 시스템을 적용하고자 한다.

이를 위해, 상기 보조기층은 기층의 교통하중을 분산시켜 노반에 균일하게 전달하는 기능을 담당하고, 노반의 세립토가 기층 속으로 침투하는 것을 방지하고, 포장층 내부 또는 하부층에 물이 고이는 현상 및 동결을 방지하는 역할을 수행한다.

상기 아스팔트 포장기층은 상부로부터 받게되는 차량 윤하중을 분산시켜 보조기층과 노반에 균일하게 하중을 전달하는 역할을 수행한다.

상기 아스팔트 포장기층은 얇은 포장층과 중간층 아래에 위치하는 결과, 상부로부터 전달되는 하중 압력분포가 높기 때문에 이를 지지할 수 있고, 변형에 대한 충분한 저항을 가지는 재료로 형성되어야 한다.

상기 아스팔트 포장중간층은 상기 아스팔트 기층을 시멘트 안정처리 목적 등으로 처리하는 경우 상기 아스팔트 포장기층 및 표층 사이에 주로 설치하며, 상기 아스팔트 포장기층의 요철을 보정하고 표층에 가해지는 활하중을 상기 아스팔트 포장기층으로 안정적으로 전달하는 기능을 한다.

또한 상기 표층의 평탄성을 확보하고, 표층과 일체로 되어 내유동과 차수의 기능을 가진다.

상기 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층은 상기 포장의 최상부에 있어서 교통량에 따른 마찰, 마모와 제동하중에 따른 전단에 저항하고, 평탄하게 형성하여 주행성을 확보하며, 빗물이 도로의 하부로 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다.

상기 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층은 기본적으로 도로적용 환경에 따른 두께 및 재료를 달리할 수 있고, 실 예로 미끄럼방지 체인 등의 사용이 잦은 저온환경에서는 마모를 방지하기 위해 마모성이 낮은 혼합물을 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층 상부에 별도로 포설하거나, 내마모성이 있는 재료를 사용하여 표층을 두껍게 포설할 수 있다.

또한, 대형 교통량이 많은 도로는 내유동성을 갖는 혼합물을 선정하여 적용할 수 있고, 교통량이 적은 도로는 가요성과 내구성이 있는 혼합물을 선정하여 적용할 수 있다.

[실시예 2-1] 본 발명은 칼라 아스팔트 포장도로 시스템에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 노반(G) 및 보조기층(100) 사이에는 지오그리드(510);를 형성하는 것을 포함한다.

[실시예 2-2] 본 발명은 칼라 아스팔트 포장도로 시스템에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 보조기층(100) 및 상기 아스팔트 포장기층(200) 사이에 배치되며 상기 아스팔트 포장기층의 재료 일부가 충진되는 지오셀층(520);을 형성하는 것을 포함한다.

칼라 아스팔트 포장도로 시스템에는 포장 시스템의 보강을 위한 다양한 보강재료가 적용될 수 있다.

일 예로 지오그리드 또는 지오셀을 적용하여 실시할 수 있는데 이러한 보강재료는 도로의 장기 사용 및 설계하중 이상의 중차량 이동등에 따라 반복피로하중이 발생하는 결과 포장층의 변형이 발생하여 포장도로의 수명이 급격히 단축되는 것을 보호하기 위함이다.

상기 보강재료의 효과를 극대화 하기 위해서는 아스팔트 포장도로 시스템 상에 지오그리드 및 지오셀을 동시에 적용하는 것을 고려할 수 있다.

일 예로 아스팔트 포장도로 시스템 노반상에 지오그리드를 배치시키고, 이후 지오셀을 지오그리드가 보강된 노반 위 (즉 보조기층)에 직접적으로 배치시키며, 아스팔트 포장기층 재료로 지오셀을 충전하는 방식으로 적용될 수 있다.

즉, 상기 지오그리드 상에 지오셀을 설치하여 상부 하중에 따른 지오셀의 거동을 지오그리드의 개구(메쉬)에 간섭되게 구성할 수 있다.

이를 위해 상기 지오셀의 하단은 상기 지오그리드 메쉬(개구) 사이를 일부 관통하여 배치되도록 형성할 수 있다.

이를 통해 상기 지오셀 내에 충전된 충진재가 공용중 과적차량의 이동 등 설계하중을 초과하는 하중에 의해 압축되어 수평방향 팽창이 발생될 수 있는 현상을 지오그리드가 하단에서 잡아주는 것으로 저항효과를 구현할 수 있다.

상기 노반 및 보조기층 사이에 적용되는 지오그리드(Giogrid)는 포장을 위한 도로 상에 롤(Roll) 형상의 지오그리드가 풀리면서 매트(Mat) 형식으로 설치될 수 있다.

상기 지오그리드는 약 10mm내지 500mm 의 개구(Mesh)거리를 포함할 수 있고, 그 재료는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 아리미드(Aramid), 탄소섬유(Carbon Fiber), 텍스타일(Textile), 금속와이어 메쉬(Steel Wire Mesh), 유리섬유(Glass Fiber) 등이 적용될 수 있다.

상기 보조기층 및 상기 아스팔트 포장기층 사이에 적용되는 지오셀층은 약 50 mm 내지 약 300 mm 사이의 셸 높이를 가질 수 있으며, 약 200mm 내지 대략 600 mm 사이의 셸 크기를 가질 수 있다.

상기 지오셀층의 재료는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 아리미드(Aramid), 탄소섬유(Carbon Fiber), 텍스타일(Textile), 금속와이어 메쉬(Steel Wire Mesh), 유리섬유(Glass Fiber) 등이 적용될 수 있다.

[실시예 3-1] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 1-1의 상기 칼라 아스팔트 혼합물은 유색의 골재; 및 산화철과 합성수지와 PE왁스로 형성된 칼라안료; 및 바인더;가 혼합되는 것을 포함한다.

[실시예 3-2] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 칼라안료는 순도 98% 이상의 산화철 70~75%; 및 플라스틱계 합성수지 20~25%;와 PE왁스 2~4%;가 혼합되는 것을 포함한다.

[실시예 3-3] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 바인더는 잔골재 및 공극을 채우기 위한 채움재(Filler) 및 바인더 안정유지를 위한 섬유 첨가제를 포함한다.

[실시예 3-4] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-3에 있어서, 상기 잔골재는 자철석을 혼합한 것을 포함한다.

유색의 골재는 친환경 천연 유색광물인 적운모 원석으로부터 준비될 수 있다.

적운모는 색상이 양호하고, 골재로 사용할 수 있는 일정 기준에 적합한 강도와 흡수율, 내마모성 등의 물성을 지닌 양질의 광물을 선별하여 제공될 수 있다. 일정 기준이란 국토교통부 아스팔트 혼합물의 품질기준을 의미할 수 있다.

색상 및 강도가 양호한 적운모를 노상에서 채취하거나, 갱도에서 채굴한 원석을 죠크러셔를 이용해 분쇄하고, 진동 스크린을 통해 40mm이상의 입경으로 선별한다.

본 실시예의 경우 원석을 파쇄하는 공정에 크라샤를 이용하여 암석을 부순다음 편장석을 제거하는 임팩터 크러셔 공정이 마련되어, 골재의 편장석(길쭉한 돌)을 둥글게 가공함으로서, 편장석 함량 7%이하의 1등급 골재로 가공할 수 있다.

선별된 적운모 원석은 콘크러셔를 이용하여 복수회에 걸쳐 분쇄 후 입형을 만들어 선별한다. 골재는 진동스크린을 통해 입도별로 선별한다. 예를들어, 본 실시예에 맞춰 공칭 크기 13mm이하, 8mm 이하 등의 크기 별 굵은골재로 선별하여 준비될 수 있다.

이 과정에서 분쇄된 골재의 입형을 양호하게 하고 편장석을 제거하기 위해 임팩터크러셔 공정을 거칠 수 있다.

본 실시예의 유색골재는 편장석률이 7%이하이고, 2.5mm체 잔류율 90%이상의 입도를 갖는 단립 형태의 굵은 골재로 형성될 수 있다.

이에 골재의 맞물림 효과(Interlocking)를 극대화시켜 차량의 윤하중으로부터 혼합물의 유동에 대한 저항성을 최대로 확보할 수 있고, 전단에 대한 높은 저항력을 제공할 수 있다.

본 실시예의 칼라 아스팔트 혼합물은 천연적색광물인 적운모를 편장석률 7% 이하, 2.5mm체 잔류율 90% 이상의 입도를 갖는 공칭 최대 크기 13mm 내지 10mm, 8mm의 단립 형태로 가공하여 사용할 수 있다.

여기에 무기안료인 고순도 합성산화철 안료 및 이를 결합하는 바인더인 아스팔트잔골재, 공극을 채우기 위한 채움재(Filler) 및 셀룰로오스 파이버(Cellulose Fiber), 바인더 안정유지를 위한 섬유 첨가제 등을 포함할 수 있다.

상기 고순도 합성 산화철은 순도 98% 이상의 Fe2O3(산화철) 72~75%를 플라스틱계 합성수지 22~25%, PE왁스 2~4%를 매개체로 합성한 안료로 3mm~1mm 크기의 원통형 과립형태이며, 녹는점은 90~120도로 아스팔트 혼합물과 혼합이 용이하고, 색생을 효과적으로 표출하여 선명하고, 아름다운 색상을 구현할 수 있다.

합성산화철은 칼라아스팔트 혼합물 100중량%에 대해 2 내지 4중량%로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 3중량%로 혼합될 수 있다.

또한 상기 합성 산화철의 매개체인 플라스틱계 합성수지는 아스팔트 혼합물의 색상을 보다 선명하고 아름답게 구현하는 역할을 하면서, 혼합물의 물성을 강하게 하고, 온도 감온성을 저하시켜 여름철 칼라 아스팔트 포장도로의 소성변형 및 균열 저항능력을 증대시키는 역할로 도로포장의 내구성을 증대시킬 수 있다.

바인더 구성 중 아스팔트는 PG 76~22등급 이상의 개질 아스팔트일 수 있다.

이에 PG 76~22등급 이상의 고품질의 개질아스팔트를 바인더로 사용함으로서, 아스팔트 혼합물간 접착력을 증대시키고, 산화철 성분으로 감소되는 접착성을 보완할 수 있다.

이에 중차량의 윤하중에 강력한 저항력을 확보하여 소성변형저항능력을 증대시키고, 도로포장 균열을 방지하여 조성물의 내구성을 증진시킬 수 있게 된다.

바인더 구성 중 잔골재는 예를 들어 부순 모래를 포함할 수 있다.

잔골재의 크기는 0.08mm 내지 2.5mm로 형성될 수 있다. 잔골재의 크기가 상기 범위를 벗어나게 되면, 품질기준에 맞지 않고, 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

상기 잔골재는 자철석(Magnetite)을 포함할 수 있다. 이는 자철석의 자성을 통해 철성분을 부착시킬 수 있는 성질을 칼라 아스팔트 표층에 부여하기 위한 것이다.

이를 통해 도로 주행 중 차량의 제동에 따른 디스크 마모 시 발생되는 철성분의 분진을 비산되지 않게 도로상에 포집할 수 있다.

이 후, 빗물등에 의해 씻겨 배수로로 이동시켜 도로상 철성분 분진을 제거할 수있다.

상기 잔골재는 상기 칼라아스팔트 혼합물 100중량%에 대해 6 내지 18중량%로 혼합될 수 있다. 상기 잔골재의 혼합량이 상기 범위를 넘게되면, 골재간의 맞물림이 작아져서 내구성이 낮아진다. 잔골재의 혼합량이 상기 범위보다 적은 경우에는 매스틱(굵은골재)을 더 많이 사용해야 한다.

상기 자철석은 잔골재와는 별개로 분말형태로 상기 바인더 구성에 포함되어 혼합될 수 있다.

[실시예 4-1] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 혼합물의 유색골재는 천연광물을 통해 구현하는 것;을 포함한다.

[실시예 4-2] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 천연광물은 적운모(600)인 것;을 포함한다.

상기 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층은 유채색을 구현하기 위한 수단으로 유색의 천연골재(광물)가 사용된다.

상기 골재는 친환경 유색광물인 적운모를 이용하여 유색골재로 가공하여 사용할 수 있다.

적운모(Illite, 赤雲母)는 미세한 백운모족(muscovite)의 변성점토광물로서 건조 시 표면이 견사광택 (silky luster, 絹絲光澤)을 나타내며 입도가 매우 작은 특징이 있고, 점토상이고 가소성과 성형강도가 커서 세라믹 분야의 원료로 사용이 가능하다.

따라서, 부드러운 흙의 형태에서 대리석 대체 석재로 가능한 정도의 강도를 구현할 수 있어 도로 포장을 위한 골재로서의 사용에 무리가 없다.

그러므로, 적운모를 활용한 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층 포장을 통해 통상의 도로포장재료와 동등한 수준의 사용이 가능하며, 공용중 도로의 장기 사용에 따른 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층의 바인더 등이 마모에 의해 일부 벗겨져 골재의 색상이 도로포장의 색상을 주도하게 되더라도 천연 유색의 골재인 적운모가 노출되어 도로의 내구수명이 다할 때까지 유색의 시인성이 유지될 수 있어 유지관리에 따른 경제적인 효과를 극대화 할 수 있다.

상기 적운모를 아스팔트 도로포장의 표층에 사용함으로서 얻을 수 있는 부가적인 특징으로, 적운모는 Sio2, Al2O3, Fe2O, K2O, MgO등의 성분으로 구성된다. 이러한 성분들의 물리·화학적 특성은 각종 중금속에 대한 흡착 특성이 우수하며, 곰팡이, 박테리아 등에 대해 정균작용 능력이 있어, 수중에서 물 분자를 활성화하는 기능을 갖고 있다.

또한, 적운모는 5가지 중금속(Cu, Zn, Fe, Cd, Pb)를 각각 34%, 35%, 9%, 8%를 흡착하며, 인체에 유해한 5가지 유독가스(NH3, SO2, CO, H2S, Cl2 등)는 95~100%까지 흡착, 탈취한다.

적운모는 5~20마이크로 미터 파장에서 92 내지 95%의 원적외선을 방출하고, 152 내지 688개/cc의 음이온을 방출함으로서, 쾌적환 환경을 만들어준다.

[실시예 5-1] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 혼합물에는 채움재;가 더 혼합되는 것을 포함한다.

[실시예 5-2] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서 상기 칼라 아스팔트 혼합물에는 섬유첨가제;가 혼합되는 것을 포함한다.

[실시예 5-3] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 5-2에 있어서, 상기 섬유첨가제는 셀룰로오스 파이버인 것;을 포함한다.

[실시예 5-4] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 5-2에 있어서, 상기 섬유첨가제는 현무암 파이버인 것;을 포함한다.

[실시예 5-5] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 혼합물에는 박리저감제가 더 혼합되는 것;을 포함한다.

[실시예 5-6] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 혼합물에는 박리방지제가 더 혼합되는 것;을 포함한다.

[실시예 5-7] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 혼합물에는 중온첨가제가 더 혼합되는 것;을 포함한다.

상기 채움재는 굵은골재사이의 공극을 채운다. 본 실시예에서, 채움재는 0.08mm체룰 70% 이상 통과하는 미립의 무기재료일 수 있다.

채움재는 칼라아스팔트 혼합물 100중량%에 대해 3 내지 12중량%로 혼합될 수 있다.

채움재는 아스팔트와 혼합하여, 굵은골재 사이의 간극을 채워주는 역할을 한다. 채움재의 혼합량이 상기 범위를 초과할 경우 아스팔트로 충분히 피복하지 못하게 되며, 미달되는 경우에는 아스팔트가 많아서, 아스팔트가 배어나오는 블리딩 현상이 발생할 수 있다.

섬유첨가제는 아스팔트 바인더의 흡수율이 양호한 셀룰로오스 파이버 일 수 있으며, 섬유첨가제는 아스팔트의 혼합물의 안정을 유지하는 작용을 한다.

섬유첨가제는 칼라아스팔트 혼합물 100중량% 에 대해 0.3 내지 0.6중량% 로 혼합될 수 있다. 섬유 첨가제의 혼합량이 상기 범위를 벗어나 함량이 적으면, 아스팔트의 유동성이 커서 매스틱을 구성하는 재료가 골재사이에서 흘러내릴 수 있으며, 섬유첨가제의 혼합량이 상기 범위를 넘게되면, 아스팔트의 결합력이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.

섬유첨가제는 현무암 파이버로 구성될 수 있다.

상기 현무암 파이버(Basalt Fiber)는 무기질의 암석섬유로서, 다른 무기질 섬유보다 저가이면서도, 전기 절연성, 방진성, 방열성, 내열성, 방음성, 흡음성, 내부식성, 내마모성, 화학안정성, 자기 윤활성, 경량 고강도 특성이 우수한 장점이 있고, 화재에 강하고 인장강도가 높아져 쉽게 깨지는 단점을 보완할 수 있다.

또한, 상기 현무암 파이버는 기존 유리섬유보다 성질이 우수하면서도 친환경적인 장점이 있다.

이때, 본 발명에 따른 칼라아스팔트 혼합물 100중량%에 대하여 0.2 ~ 0.8중량%로 사용되는 것이 바람직한데, 상기 현무암 파이버의 함량이 0.2중량% 미만으로 혼합되면, 내열성, 균열, 탄성강도가 저하되는 문제점이 있으며, 0.8중량% 를 초과할 경우 뭉침 현상으로 아스팔트 혼합물 내에 균일하게 혼합되지 않을 수 있다.

박리저감제는 예를 들어 라텍스 계열의 액상 박리저감제, 소석회 중 어느 하나 또는 이들의 혼합일 수 있고, 적정한 박리저감제가 함유된 아스팔트 혼합물은 부착성능이 증진된다.

박리방지제는 칼라아스팔트 혼합물 100중량% 에 대해 0.3 내지 1중량%로 혼합될 수 있다. 박리방지재의 혼합량이 상기 범위를 벗어나 함량이 적으면 효과가 떨어지고, 많으면 아스팔트의 점성이 떨이지는 문제가 발생될 수 있다.

중온 첨가제는 다짐도 개선에 기여할 수 있으며, 중온 첨가제는 폴리에틸렌계 왁스, 폴리머, 오일 등의 혼합물일 수 있다.

중온 첨가제가 혼합됨으로써, 기온이 낮거나, 운반거리가 멀어 혼합물의 온도가 저하되더라도 혼합물의 다짐도를 개선할 수 있으며, 중온 첨가제는 칼라아스팔트 혼합물 100중량% 에 대해 0.5 내지 3중량%로 혼합될 수 있다.

중온첨가제의 혼합량이 상기 범위를 벗어나 적은 경우에는 그 효과를 기대하기 어렵고, 과다할 경우에는 혼합물이 과다짐 될 수 있어, 왁스계열의 경우 균열 저항이 낮아질 수 있고, 오일 계열의 경우 혼합물이 연해져서 소성변형 저항성이 낮아질 수 있다.

[실시예 6-1] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1의 칼라 아스팔트 포장도로 시스템 형성을 위한 노반(G)을 정지(整地)하는 단계(S10); 및 상기 노반상에 보조기층(100)을 형성하는 단계(S20); 및 상기 보조기층 상에 아스팔트 포장기층(200)을 형성하는 단계(S30); 및 상기 아스팔트 포장기층 상에 아스팔트 포장 중간층을 형성하는 단계(S40); 및 상기 아스팔트 포장중간층(300) 상부에 상부에 택코트를 살포하는 단계(S50); 및 상기 아스팔트 포장중간층 상부에 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층(400)을 형성하는 단계(S60);를 포함한다.

[실시예 6-2] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 도로 형성을 위한 노반을 정지하는 단계 이전에 공장에서 제조, 생산된 칼라아스팔트 혼합물을 준비하는 단계; 및 준비된 칼라아스팔트 혼합물을 시공 현장으로 운반하는 단계;를 수행하는 것을 포함한다.

[실시예 6-3] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 칼라아스팔트 혼합물을 포장하는 단계 이후에 복수회의 다짐공정단계(S70);가 실시되는 것을 포함한다.

[실시예 6-4] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 다짐공정단계가 완료된 칼라 아스팔트 혼합물 포장의 피복을 벗겨내는 단계(S80);를 실시하는 것을 포함한다.

[실시예 6-5] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 포장의 피복을 벗겨내는 단계는 숏 블라스트 공법으로 실시되는 것;을 포함한다.

[실시예 6-6] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 포장의 피복을 벗겨내는 단계는 샌드 블라스트 공법으로 실시되는 것;을 포함한다.

[실시예 6-7] 본 발명은 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법에 대한 발명이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 칼라 아스팔트 포장의 피복을 벗겨내는 단계 이후 표면에 반사 비드가 포설되는 단계(S90); 및 상기 반사 비드 상에 코팅 경화제를 살포하는 단계(S100);를 포함한다.

칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 도로포장 시공방법에 대해 기술하면, 상기 칼라아스팔트혼합물을 이용한 도로포장 공정은, 도로 포장을 위한 노반을 균일하게 정지하는 것으로부터 시작될 수 있다.

상기 노반 상에는 보조기층이 형성되는데, 상기 보조기층은 기층의 교통하중을 분산시켜 노반에 균일하게 전달하는 기능을 담당하고, 노반의 세립토가 기층 속으로 침투하는 것을 방지하고, 포장층 내부 또는 하부층에 물이 고이는 현상 및 동결을 방지하는 역할을 수행한다.

상기 보조기층 상에 형성되는 상기 아스팔트 포장기층은 상부로부터 받게되는 차량 윤하중을 분산시켜 보조기층과 노반에 균일하게 하중을 전달하는 역할을 수행한다.

상기 아스팔트 포장기층 상에는 상기 아스팔트 포장중간층이 형성되는 단계를 구비한다. 상기 아스팔트 포장중간층은 상기 아스팔트 기층을 시멘트 안정처리 목적 등으로 처리하는 경우 상기 아스팔트 포장기층 및 표층 사이에 주로 설치하며, 상기 아스팔트 포장기층의 요철을 보정하고 표층에 가해지는 활하중을 상기 아스팔트 포장기층으로 안정적으로 전달하는 기능을 한다.

또한 상기 표층의 평탄성을 확보하고, 표층과 일체로 되어 내유동과 차수의 기능을 가진다. 상기 아스팔트 포장중간층 상에는 상기 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층을 형성하기 전 택코트(Tack Coat)를 살포할 수 있다.

상기 택코트가 상기 아스팔트 포장중간층 상에 코팅됨으로서, 상기 아스팔트 포장중간층과 칼라 아스팔트 혼합물간의 부착력을 높일 수 있다.

상기 칼라아스팔트 혼합물이 포설되면, 복수회에 걸쳐 각 장비로 다짐 공정이 진행된다.

상기 다짐 공정을 통해 도로의 표층부분을 시공함으로서, 기층 상에 천연광물인 적운모로 가공한 유색골재로 하는 아스팔트 혼합물로 된 칼라 아스팔트 층을 형성할 수 있다.

다짐 공정에서 본 실시예의 칼라 아스팔트 혼합물 특성상, 타이어 롤러를 사용하지 않고 철륜의 머케덤 롤러와 진동기능의 텐덤 롤러등을 사용하여 칼라 아스팔트 혼합물 포장을 시공할 수 있다.

또한, 본 실시예의 칼라 아스팔트 포장공법은 필요한 경우 다짐공정단계를 거쳐 포장 완료된 칼라 아스팔트 포장의 피복을 벗겨내는 숏 블라스트(Shot Blast) 공정을 더 포함하여, 포장도로 표면을 미끄럼방지 처리할 수 있다.

숏 블라스트 공정은, 금속 혹은 비금속의 미세한 입자를 분당 2,000회 이상으로 고속 회전하는 임펠러를 통해 원심력으로 조성물 상부에 가하는 구조로, 시공된 칼라 아스팔트 포장의 표면 피복을 소정 깊이로 일정하게 벗겨내 미끄럼 방지층을 형성할 수 있다.

또한, 상기 미끄럼방지층 형성을 위한 다른 방법으로 숏 블라스트 공정외에, 샌드 블라스트(Sand Blast) 공정도 고려될 수 있다.

본 실시예의 상기 칼라 아스팔트 포장의 피복을 벗겨내는 단계 이후에는 표면마감을 위해 표층 상부에 반사 비드가 포설되는 단계 및 상기 반사 비드 상에 코팅 경화제를 살포하는 단계를 실시할 수 있다.

이는 야간에 주행하는 차량의 도로인식 효과를 향상시키기 위한 것으로 상기 반사 비드에는 비정형 반사면이 형성되어 외부광의 조사에 따른 반사 효율 및 밝기가 다양하게 형성되어 야간 주행의 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 반사 비드 상에는 상기 반사 비드의 표층상 이탈을 방지하기 위해 코팅경화제가 살포되어 상기 반사 비드를 표층상에 구속시킬 수 있고, 이러한 반사 비드 살포 및 코팅 경화제 살포는 공용중 도로 상에 정기적으로 실시될 수 있다.

G : 노반
100 : 보조기층
200 : 아스팔트 포장기층
300 : 아스팔트 포장중간층
400 : 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층
510 : 지오그리드 520 : 지오셀층
600 : 적운모

Claims

도로를 형성하기 위한 노반 상에 포설되며 상기 노반에 하중을 분산 전달하는 보조기층, 상기 보조기층 상에 포설되며 상기 보조기층보다 강성이 높은 재료로 형성되는 아스팔트 포장기층, 상기 아스팔트 포장기층 상에 포설되며 상기 아스팔트 포장기층의 요철을 보정하는 아스팔트 포장중간층, 상기 아스팔트 포장중간층 상에 포설되며, 유채색을 형성하는 칼라 아스팔트 혼합물로 형성된 표층을 포함하는 아스팔트 포장도로 시스템에 있어서,
상기 노반 및 보조기층 사이에 형성되는 지오그리드;
상기 보조기층 및 상기 아스팔트 포장기층 사이에 배치되며 상기 아스팔트 포장기층의 재료 일부가 충진되는 지오셀층;
상기 칼라아스팔트 혼합물은 유색골재, 합성산화철 및 바인더의 혼합으로 형성되는 것;
상기 합성산화철은 산화철, 합성수지 및 PE왁스로 이루어진 칼라안료;
상기 칼라안료는 순도 98% 이상의 산화철 72~75중량%, 플라스틱계 합성수지22~25중량%, PE왁스 2~4중량%가 혼합되는 것;
상기 유색골재는 적운모인 천연광물을 통해 구현하는 것;
상기 칼라 아스팔트 혼합물에는 채움재 및 섬유첨가제가 혼합되는 것;
을 포함하는 칼라 아스팔트 포장도로 시스템.
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청구항 1의 칼라 아스팔트 포장도로 시스템을 시공하는 방법에 있어서,
노반을 정지(整地)하는 단계(S10);
상기 노반상에 보조기층을 형성하는 단계(S20);
상기 보조기층 상에 아스팔트 포장기층을 형성하는 단계(S30);
상기 아스팔트 포장기층 상에 아스팔트 포장 중간층을 형성하는 단계(S40);
상기 아스팔트 포장중간층 상부에 상부에 택코트를 살포하는 단계(S50);
상기 아스팔트 포장중간층 상부에 칼라 아스팔트 혼합물을 포장하여 표층을 형성하는 단계(S60);
를 포함하는 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법.
청구항 10에 있어서,
상기 칼라아스팔트 혼합물을 포장하는 단계 이후에 복수회의 다짐공정단계(S70);가 실시되는 것을 포함하는 칼라 아스팔트 혼합물을 이용한 포장도로 시공방법.
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