KR102588880B1 - 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물 및 이를 이용한 불투수성 중간층 시공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층을 골재, 모래, 석분, 유리섬유가 소정의 배합비로 혼합된 아스팔트 포장재와, 아스팔트, 합성고무, 반응형 합성수지, 왁스, 가교제 등이 소정의 함량비로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합시킨 것으로 구성하여, 불투수성 중간층에 대한 공극율을 약 1% 이하로 최소화시킬 수 있도록 함으로써, 표층으로부터 침투되는 물 등을 차단하는 방수 기능이 보장될 수 있고, 골재의 균열 및 탈리 방지 등을 도모할 수 있도록 한 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 제공하고, 또한 본 발명은 골재, 모래, 석분, 유리섬유가 소정의 배합비로 혼합된 아스팔트 포장재와, 아스팔트, 합성고무, 반응형 합성수지, 왁스, 가교제 등이 소정의 함량비로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합시킨 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석 등과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부를 비롯하여 불투수성 중간층의 차선별 경계부 등에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하여, 불투수성 중간층의 동절기 수축 작용 및 하절기 팽창 작용시 신축조인트 부재가 함께 수축 또는 팽창되도록 함으로써, 불투수성 중간층의 내구성을 보장할 수 있도록 한 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 시공 방법을 제공하고자 한 것이다.
Description
본 발명은 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물 및 이를 이용한 불투수성 중간층 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아스팔트 포장층의 균열 방지를 위하여 공극율을 최소화하며 중간층 하부을 침투되는 물을 차단하여 기층의 기능을 보호하기 위한 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물과, 이 불투수성 중간층조성물로 시공되는 불투수성 중간층의 균열을 제어할 수 있도록 한 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 불투수성 중간층 시공 방법에 관한 것이다.
아스팔트 포장도로는 일반 아스팔트 포장재 또는 개질 아스팔트 포장재 등을 이용하여 시공되고 있으며, 상당 기간에 걸쳐 본연의 기능을 유지하기 위해서 교통하중을 분산시킴과 함께 온도변화나 강우 등과 같은 자연환경에 의한 외력 작용에 견딜 수 있도록 내구성을 확보하는 것이 필요하다.
이를 위해, 일반도로의 아스팔트 포장층은 도 1에 도시된 바와 같이 상부노반(11)과 하부노반(12)으로 구분되는 기초층인 노반층(10)과, 노반층 상에 포설되는 불투수성 중간층과, 중간층 위에 포설되는 표층(30)으로 구성되고, 교량 아스팔트 포장층은 도 2에 도시된 바와 같이 기초층인 콘크리트 슬래브층(13)과, 콘크리트 슬래브층 상에 포설되는 불투수성 중간층과, 불투수성 중간층 상에 포설되는 표층(30)으로 구성되어 있다.
상기 표층(30)은 스트레이트 아스팔트 또는 개질 아스팔트와 같은 가열 아스팔트 혼합물로 포설된 층으로서, 불투수성 중간층으로 전달되는 교통하중을 분산시키고, 더불어 차량에 의한 유동, 마모와 균열에 저항하는 주행 노면을 확보하며, 또한 우수가 하부로 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한, 상기 표층(30)에는 우수가 하부로 침투되는 것을 방지하기 위해 일반적으로 수밀성이 높은 혼합물을 사용하거나, 노면상의 체수를 방지하기 위하여 배수성 포장과 같이 투수기능을 갖는 혼합물을 사용하는 경우도 있다.
상기 불투수성 중간층은 통상 가열아스팔트 혼합물로 포설되는 층으로서, 노반층 또는 콘크리트 슬래브층으로 전달되는 하중 등을 분산시켜 전달하는 역할을 하고, 상기 표층과 일체가 되어 내유동성 기능, 차수기능, 방수성 기능 등이 부여된다.
상기 노반층(10)은 표층 및 불투수성 중간층에서 전달된 교통하중 등을 다시 분산시키는 층으로서, 내구성이 풍부한 재료를 사용하여 필요한 두께로 다져진 층이며 소정의 지지력을 발휘한다.
한편, 상기 불투수성 중간층은 상부의 표층(30)으로부터 투수되는 수분 또는 침투수를 배수시설로 유도하는 역할을 해야 하고, 하부로 수분이 침투되지 않도록 불투수층이어야 하며, 이를 위해 상기 불투수성 중간층을 구성하는 골재와 골재 사이의 공극율이 전체 체적 중 약 3~6%를 만족하면 시공 기준에 적합한 것으로 판정하고 있다.
그러나, 상기 불투수성 중간층을 구성하는 골재와 골재 사이의 공극율이 기준치(약 3~6% 범위)를 만족하더라도, 불투수성 중간층에 작용하는 교통차량 등의 윤하중 등이 반복됨에 따라 공극 사이의 골재들이 눌리는 동시에 공극 사이의 골재와 골재가 서로 부딪치게 되어 골재 입자들에 균열이 발생함으로써, 상부의 표층(30)으로부터 침투된 우수 등이 골재의 균열부분으로 스며들게 되고, 결국 불투수성 중간층의 내구성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 상부의 표층(30)으로부터 침투된 우수 등이 불투수성 중간층을 구성하는 각 골재의 균열부분 뿐만 아니라 골재와 골재 사이의 공극부에 채워질 수 있고, 이에 윤하중의 반복에 의한 펌핑 작용에 의하여 공극부에 채워진 물이 펌핑되면서 골재와 골재 간을 탈리시키는 작용을 하게 됨으로써, 결국 불투수성 중간층의 구성하는 골재 입자들 간의 결합력이 떨어져 불투수성 중간층의 내구성이 크게 저하될 뿐만 아니라 중간층이 파손되면서 아스팔트 도로에 포트홀이 형성되는 문제점이 있었다.
이에, 상기 중간층의 공극율을 최소화시키는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 아스팔트 포장도로의 중간층을 골재, 모래, 석분, 유리섬유가 소정의 배합비로 혼합된 아스팔트 포장재에, 아스팔트, 합성고무, 반응형 합성수지, 왁스, 가교제 등이 소정의 함량비로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합시킨 것으로 구성하여, 불투수성 중간층에 대한 공극율을 약 1% 이하로 최소화시킬 수 있도록 함으로써, 표층으로부터 침투되는 물 등을 차단하는 불투수성 중간층의 방수 기능이 보장될 수 있고, 불투수성 중간층을 구성하는 골재의 균열 및 탈리 방지 등을 도모할 수 있도록 한 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 골재, 모래, 석분, 유리섬유가 소정의 배합비로 혼합된 아스팔트 포장재에 아스팔트, 합성고무, 반응형 합성수지, 왁스, 가교제 등이 소정의 함량비로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합시킨 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석 등과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부를 비롯하여 불투수성 중간층의 차선별 시공 경계부 등에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하여, 불투수성 중간층의 동절기 수축 작용 및 하절기 팽창 작용시 신축조인트 부재가 함께 수축 또는 팽창되도록 함으로써, 불투수성 중간층의 내구성이 지속될수 있도록 있도록 한 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 불투수성 중간층 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 구현예는: 골재 40.3~46.3중량%, 모래 47.7~53.7중량%, 채움재인 석분 3.5~7.5중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 중간층용 아스팔트 포장재에,
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합한 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 제공한다.
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합한 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 구현예는: 골재 59.7~65.7중량%, 모래 23.9~29.9중량%, 채움재인 석분 8.0~12.0중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에,
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합한 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 제공한다.
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합한 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 구현예는: 기초층인 노반층 포설 후 표층을 포설하기 전에 이루어지는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 시공 방법에 있어서, 골재 40.3~46.3중량%, 모래 47.7~53.7중량%, 채움재인 석분 3.5~7.5중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 중간층용 아스팔트 포장재에,
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합된 중간층 조성물을 이용하여,
상기 노반층 위에 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부 위치 또는 불투수성 중간층의 차선별 경계부(시공 조인트)에 불투수선 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 중간층 시공 방법을 제공한다.
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합된 중간층 조성물을 이용하여,
상기 노반층 위에 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부 위치 또는 불투수성 중간층의 차선별 경계부(시공 조인트)에 불투수선 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 중간층 시공 방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 구현예는: 기초층인 콘크리트 슬래브층 시공 후 표층을 포설하기 전에 이루어지는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 시공 방법에 있어서, 골재 59.7~65.7중량%, 모래 23.9~29.9중량%, 채움재인 석분 8.0~12.0중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에,
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합된 불투수성 중간층 조성물을 이용하여,
상기 콘크리트 슬래브층 위에 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부 위치 또는 불투수성 중간층의 차선별 경계부에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 불투수성 중간층 시공 방법을 제공한다.
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합된 불투수성 중간층 조성물을 이용하여,
상기 콘크리트 슬래브층 위에 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부 위치 또는 불투수성 중간층의 차선별 경계부에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 불투수성 중간층 시공 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재는 부피가 +30% 이상 증가하거나 -30% 이상 감소되는 탄성소재의 줄눈 부재로서, 아스팔트 60~70중량%, 석유탄화수소수지 15~20중량%, 스타이렌-부타다이렌고무 5~15중량%, 중파라핀 증류액 5~10중량%가 혼합된 것임을 특징으로 하며 아스팔트 바인더 등은 PG76, PG82의 규격에 맞는 바인더이다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층을 골재, 모래, 석분, 유리섬유가 소정의 배합비로 혼합된 아스팔트 포장재와, 아스팔트, 합성고무, 반응형 합성수지, 왁스, 가교제 등이 소정의 함량비로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합시킨 것으로 구성하여, 불투수성 중간층에 대한 공극율을 약 1% 이하로 최소화시킬 수 있도록 함으로써, 표층으로부터 침투되는 물 등을 차단하는 불투수성 중간층의 방수 기능이 보장될 수 있고, 그에 따라 불투수성 중간층을 구성하는 골재의 균열 및 탈리 방지 등을 도모할 수 있으며, 궁극적으로 아스팔트 포장도로에 포트홀이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 골재, 모래, 석분, 유리섬유가 소정의 배합비로 혼합된 아스팔트 포장재와, 아스팔트, 합성고무, 반응형 합성수지, 왁스, 가교제 등이 소정의 함량비로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합시킨 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석 등과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부를 비롯하여 불투수성 중간층의 차선별 경계부 등에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하여, 불투수성 중간층의 동절기 수축 작용 및 하절기 팽창 작용시 신축조인트 부재가 함께 수축 또는 팽창되도록 함으로써, 불투수성 중간층의 파손 방지 및 내구성을 보장할 수 있다.
셋째, 불투수성 중간층의 내구성이 보장됨에 따라, 아스팔트 포장도로의 보수 작업시 불투수성 중간층 위의 표층 만을 절삭하여 보수하면 되므로, 추후 도로 보수 작업성을 향상시키는 동시에 보수 비용을 절감할 수 있다.
넷째, 본 발명은 다양한 실시예를 통해 차별화된 작용, 효과를 상승시킬 수 있다.
도 1은 일반도로의 아스팔트 포장층의 구성을 도시한 개략도,
도 2는 교량 아스팔트 포장층의 구성을 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 불투수성 중간층 조성물을 이용한 일반도로의 아스팔트 포장층의 불투수성 중간층 시공시 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재가 함께 시공되는 예를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 불투수성 중간층 조성물을 이용한 교량 아스팔트 포장층의 불투수성 중간층 시공시 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재가 함께 시공되는 예를 도시한 개략도.
도 2는 교량 아스팔트 포장층의 구성을 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 불투수성 중간층 조성물을 이용한 일반도로의 아스팔트 포장층의 불투수성 중간층 시공시 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재가 함께 시공되는 예를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 불투수성 중간층 조성물을 이용한 교량 아스팔트 포장층의 불투수성 중간층 시공시 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재가 함께 시공되는 예를 도시한 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
일반도로의 아스팔트 포장층은 도 3에 도시된 바와 같이 상부노반(11)과 하부노반(12)으로 구분되는 기초층인 노반층(10)과, 노반층 상에 포설되는 불투수성 중간층과, 불투수성 중간층 상에 포설되는 표층(30)으로 구성되고, 교량 아스팔트 포장층은 도 4에 도시된 바와 같이 기초층인 콘크리트 슬래브층(13)과, 콘크리트 슬래브층 상에 포설되는 불투수성 중간층과, 불투수성 중간층 상에 포설되는 표층(30)으로 구성되어 있다.
상기 불투수성 중간층을 구성하는 골재와 골재 사이의 공극율이 기준치(약 3~6% 범위)를 만족하더라도, 불투수성 중간층에 작용하는 교통차량 등의 윤하중 등이 반복됨에 따라 공극 사이의 골재들이 눌리는 동시에 공극 사이의 골재와 골재가 서로 부딪치게 되어 골재 입자들에 균열이 발생함으로써, 상부의 표층(30)으로부터 침투된 우수 등이 골재의 균열부분으로 스며들게 되고, 결국 불투수성 중간층의 내구성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 표층(30)으로부터 침투된 우수 등이 불투수성 중간층을 구성하는 각 골재의 균열부분 뿐만 아니라 골재와 골재 사이의 공극부에 채워질 수 있고, 이에 윤하중의 반복에 의한 펌핑 작용에 의하여 공극부에 채워진 물이 펌핑되면서 골재와 골재 간을 탈리시키는 작용을 하게 됨으로써, 결국 불투수성 중간층의 구성하는 골재 입자들 간의 결합력이 떨어져 불투수성 중간층의 내구성이 크게 저하될 뿐만 아니라 불투수성 중간층이 무너지면서 아스팔트 도로에 포트홀이 형성되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기 아스팔트 포장층 중 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하로 최소화시킴으로써, 표층으로부터 침투되는 물 등을 차단하는 불투수성 중간층의 방수 기능이 보장될 수 있고, 불투수성 중간층을 구성하는 골재의 균열 및 탈리 방지 등을 도모할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물은, 아스팔트 혼합물 밀입도 규격(WC-1,6 TYPE)을 만족시키기 위한 아스팔트 포장재 100% 중 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하로 최소화시킬 수 있는 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합 구성된다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물은, 골재 40.3~46.3중량%, 모래 47.7~53.7중량%, 채움재인 석분 3.5~7.5중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에,
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합된 것으로 구성될 수 있다.
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합된 것으로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물은, 아스팔트 혼합물 밀입도 규격(SMA Type)을 만족시키기 위한 아스팔트 포장재 100중량부 중 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하로 최소화시킬 수 있는 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합 구성된다.
보다 상세하게는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물은, 골재 59.7~65.7중량%, 모래 23.9~29.9중량%, 채움재인 석분 8.0~12.0중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에,
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합된 것으로 구성될 수 있다.
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합된 것으로 구성될 수 있다.
상기 아스팔트 바인더의 구성 중, 아스팔트(81~95중량%)는 수밀성 포장 아스팔트 혼합물 중 하나로서, 불투수성 중간층의 물리적 성능 향상 및 유지를 위한 개질 첨가제로서 적용된 것이며, 고온강도 및 탄성력이 우수하고, 내열성 및 충격저항성이 강하며, 공극율이 낮은 포장에서도 불투수성 중간층의 균열 저항 및 강성을 유지하도록 함량비로서 81~95중량%가 함유되도록 한다.
상기 아스팔트 바인더의 구성 중, 합성고무(1~10중량%)는 스티렌(Styrene)과 부타티엔(Butadiene)을 유기용매 내에서 중합한 공중합체로서, 분자구조가 가황 공정 없이도 고탄성이면서 변형회복성이 우수한 열가소성 엘라스토머를 사용할 수 있다.
상기 아스팔트 바인더의 구성 중, 반응형 합성수지(1~5중량%)는 탄성이 높은 반응성 에틸렌-터폴리머(Reactive ethylene terpolymer: RET)로서, 아스팔트 성분중 아스탈틴(asphaltene)과 결합하여 높은 강도와 열안정성, 저온 취성을 나타낸다.
상기 아스팔트 바인더의 구성 중, 왁스(0.5~3중량%)는 아스팔트 개질을 위한 것으로서, 에티렌-비스-스테아르아미드(EBS- Ethylene-bis-stearamide) 왁스와, 올레 아미드(Oleamide) 왁스, 폴리올레핀(Polyolefine) 왁스, 스테아르아미드(Stearamide) 왁스, 에루카마이스 (Erucamice) 왁스 중 두 가지 이상을 결합한 하이브리드 왁스를 적용할 수 있다.
상기 아스팔트 바인더의 구성 중, 가교제(0.1~1중량중량%)는 아스팔트 바인더의 분산 촉매를 위한 것으로서 폴리인산(Polyphosphoric Acid) 100중량% 를 사용할 수 있다.
상기와 같은 아스팔트 바인더는 아스팔트 포장층 중 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하로 최소화시키기 위하여 조성된 것이지만, 불투수성 중간층 시공 품질 기준에 만족해야 한다.
이를 위해, 상기한 아스팔트 바인더를 아래의 표 1과 같이 실시예 1-5 등 다양한 실시예로 조성하여, 침입도, 연화점, 점도, 신도, 인화점, 취하점, 탄성회복율 등이 불투수성 중간층 시공 품질 기준에 맞는지를 통상의 장비를 이용하여 시험하였는 바, 그 결과는 아래의 표 2에 기재된 바와 같다.
위의 표 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 아스팔트 바인더는 아스팔트 포장층 중 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하로 최소화시키기 위하여 조성된 것이지만, 침입도, 연화점, 점도, 신도, 인화점, 취하점, 탄성회복율 등이 불투수성 중간층 시공 품질 기준에 모두 만족함을 알 수 있었다.
여기서, 본 발명에 따른 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물이 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하로 최소화시키는지 여부를 시험예를 통하여 살펴보면 다음과 같다.
시험예 1
아스팔트 혼합물 밀입도 규격(WC-1,6 TYPE)을 만족시키기 위한 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재 즉, 배합비(중량%)로서 골재 40.3~46.3중량%, 모래 47.7~53.7중량%, 채움재인 석분 3.5~7.5중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에, 함량비(중량%)로서 아스팔트 89.3중량%, 합성고무 4중량%, 반응형 합성수지 3중량%, 왁스 3중량%, 가교제 0.7중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
실시예 1 및 2로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5중량부 및 8.0중량부가 함유되도록 혼합하고, 비교예 1-3으로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 6.0중량부, 6.5중량부, 7.0중량부가 함유되도록 혼합하여, 실시예 1-2 및 비교예 1-3에 따른 함량별 불투수성 중간층 시편을 제작한 다음, 통상의 장비를 이용하여 밀도 및 공극율 등과 같은 물성을 비롯하여 인장강도, 터프니스, 동적안정도 등을 측정하였는 바, 그 결과는 아래의 표 3 및 표 4에 기재된 바와 같다.
위의 표 3에 기재된 바와 같이, 실시예 1 및 2로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5중량부 및 8.0중량부가 함유되도록 혼합한 경우, 비교예 1-3과 달리 불투수성 중간층의 공극율이 1% 이하인 0.9%로 나타남을 알 수 있었다.
아울러, 위의 표 4에 기재된 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5중량부 및 8.0중량부가 함유되도록 혼합한 경우, 비교예 1-3과 달리 불투수성 중간층의 인장강도, 터프니스, 동적안정도 등이 기준치를 만족함을 알 수 있었다.
위와 같은 시험예 1을 통하여, 아스팔트 혼합물 밀입도 규격(WC-1,6 TYPE)을 만족시키기 위한 아스팔트 포장재 100중량부 중 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하로 최소화시킬 수 있는 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합 구성하여, 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하인 0.9%로 최소화시킬 수 있음을 알 수 있었고, 이를 통해 표층으로부터 침투되는 물 등을 차단하는 불투수성 중간층의 방수 기능이 보장될 수 있고, 불투수성 중간층을 구성하는 골재의 균열 및 탈리 방지 등을 도모할 수 있다.
시험예 2
아스팔트 혼합물 밀입도 규격(SMA Type)을 만족시키기 위한 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재 즉, 배합비(중량%)로서 골재 59.7~65.7중량%, 모래 23.9~29.9중량%, 채움재인 석분 8.0~12.0중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에, 함량비(중량%)로서 아스팔트 89.3중량%, 합성고무 4중량%, 반응형 합성수지 3중량%, 왁스 3중량%, 가교제 0.7중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
실시예 1-2로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0중량부, 8.5중량부가 함유되도록 혼합하고, 비교예 1-2로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.0중량부, 7.5중량부~8.0중량부가 함유되도록 혼합하여, 실시예 1-2 및 비교예 1-2에 따른 함량별 불투수성 중간층 시편을 제작한 다음, 통상의 장비를 이용하여 밀도 및 공극율 등과 같은 물성을 비롯하여 인장강도비, 동적안정도 등을 측정하였는 바, 그 결과는 아래의 표 5 및 표 6에 기재된 바와 같다.
위의 표 5에 기재된 바와 같이, 실시예 1로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0중량부가 함유되도록 혼합한 경우, 또는 실시예 2로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.5중량부가 함유되도록 혼합한 경우, 비교예 1-2과 달리 불투수성 중간층의 공극율이 1% 이하인 0.9%로 나타남을 알 수 있었다.
아울러, 위의 표 6에 기재된 바와 같이, 실시예 1-2로서 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0중량부, 8.5중량부가 함유되도록 혼합한 경우, 비교예 1-2과 달리 불투수성 중간층의 인장강도비, 동적안정도 등이 기준치를 만족함을 알 수 있었다.
위와 같은 시험예 2를 통하여, 아스팔트 혼합물 밀입도 규격(SMA Type)을 만족시키기 위한 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재 100중량부 중 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하로 최소화시킬 수 있는 아스팔트 바인더 8.0중량부 또는 8.5중량부가 함유되도록 혼합 구성하여, 불투수성 중간층의 공극율을 1% 이하인 0.9%로 최소화시킬 수 있음을 알 수 있었고, 이를 통해 표층으로부터 침투되는 물 등을 차단하는 불투수성 중간층의 방수 기능이 보장될 수 있고, 불투수성 중간층을 구성하는 골재의 균열 및 탈리 방지 등을 도모할 수 있다.
여기서, 상기한 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용하여 아스팔트 포장층의 불투수성 중간층을 시공하는 방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
상기한 본 발명의 불투수성 중간층 조성물을 이용하여 아스팔트 포장층의 불투수성 중간층을 포설할 경우, 불투수성 중간층의 동절기 수축 작용 및 하절기 팽창 작용에 의하여 불투수성 중간층의 양단부 등이 연석 등에 닿는 충격으로 인하여, 불투수성 중간층에 균열 및 틈새가 발생하는 등의 파손이 발생하거나 내구성 저하가 초래될 수 있다.
이에, 본 발명의 불투수성 중간층 시공 방법은, 상기 불투수성 중간층 조성물을 이용하여 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석 등과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부를 비롯하여 불투수성 중간층의 차선별 경계부 등에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(를 시공하여, 불투수성 중간층의 동절기 수축 작용 및 하절기 팽창 작용시 신축조인트 부재가 함께 수축 또는 팽창되도록 함으로써, 불투수성 중간층의 균열 방지 및 내구성을 보장할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 시공 방법은, 기초층인 노반층 포설 후 표층을 포설하기 전에 이루어지되, 도 3에서 보듯이 불투수성 불투수성 중간층의 차선별 경계부에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)를 시공하는 단계를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기와 같이 배합비(중량%)로서 골재 40.3~46.3중량%, 모래 47.7~53.7중량%, 채움재인 석분 3.5~7.5중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에 함량비(중량%)로서 아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되, 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합된 불투수성 중간층 조성물을 이용하여, 상기 노반층(10) 위에 불투수성 불투수성 중간층을 포설할 때, 불투수성 불투수성 중간층의 차선별 경계부에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)를 함께 시공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 시공 방법은, 기초층인 콘크리트 슬래브층 시공 후 표층을 포설하기 전에 이루어지되, 도 4에서 보듯이 연석과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부 위치 등에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)를 시공하는 단계를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기와 같이 배합비(중량%)로서 골재 59.7~65.7중량%, 모래 23.9~29.9중량%, 채움재인 석분 8.0~12.0중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에 함량비(중량%)로서 아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되, 상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합된 불투수성 중간층 조성물을 이용하여, 상기 콘크리트 슬래브층 위에 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부 위치 등에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)를 함께 시공한다.
바람직하게는, 상기 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)는 부피가 +30% 이상 증가하거나 -30% 이상 감소되는 탄성소재의 줄눈 부재로서, 함량비(중량%)로서 아스팔트 60~70중량%, 석유탄화수소수지 15~20중량%, 스타이렌-부타다이렌고무 5~15중량%, 중파라핀 증류액 5~10중량%가 혼합된 것을 사용할 수 있다.
부연하면, 상기 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)는, 동절기 및 하절기시 열팽창계수의 차이에 의하여 불투수성 중간층이 수축 또는 팽창 변위될 때, 팽창 또는 압축하는 운동을 함으로써, 불투수성 중간층의 변위를 흡수할 수 있고, 불투수성 중간층과 불투수성 중간층 간에 용이하게 접착되어 아스팔트 포장시 접착력 증대 및 우수 침투를 차단하는 역할을 하게 된다.
따라서, 상기 불투수성 중간층의 동절기 수축 작용 및 하절기 팽창 작용시 신축조인트 부재(40)가 함께 수축 또는 팽창되도록 함으로써, 불투수성 중간층의 파손 방지 및 내구성을 보장할 수 있고, 우수 침투 등의 방수 기능을 발휘할 수 있으며, 또한 불투수성 중간층의 내구성이 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)에 의하여 보장됨에 따라, 아스팔트 포장도로의 보수 작업시 불투수성 중간층 위의 표층 만을 절삭하여 보수하면 되므로, 추후 도로 보수 작업성을 향상시키는 동시에 보수 비용을 절감할 수 있다.
한편, 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)에는 내오염성을 향상시키기 위해 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 내오염성 도포층이 도포될 수 있다.
상기 내오염성 도포용 조성물은 터라데옥시콜레이트 및 에스테르콰트가 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 터라데옥시콜레이트 및 에스테르콰트의 총 함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.
상기 터라데옥시콜레이트 및 에스테르콰트는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.
상기 터라데옥시콜레이트 및 에스테르콰트는 전체 조성물 수용액 중 1~10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.
한편, 본 내오염성 도포용 조성물을 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재(40)의 최종 도포막 두께는 800 ~ 2400Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 900 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 800 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2400 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.
또한, 본 내오염성 도포용 조성물은 터라데옥시콜레이트 0.1 몰 및 에스테르콰트 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.
상기 구성 성분의 비율 및 도포막 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 오염방지 도포 효과를 나타내었다.
또한, 중간층(20)에 표층(30)을 포설할 때에 중간층(20)과 표층(30)의 접착력이 향상되도록 이들 사이에는 접착향상제가 도포될 수 있다.
접착향상제는 물 65중량부, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란 7중량부, 펜틸아크릴레이트 10중량부, 소듐올레이트 12중량부, 과황산암모늄 3중량부, 중탄산나트륨 3중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
3-클로로프로필 메틸디메톡시실란은 밀착, 접착성 부여 등을 위해 첨가되고, 펜틸아크릴레이트는 접착성, 경화촉진 등을 향상하기 위해 첨가되며, 소듐올레이트는 계면활성제의 역할을 하고, 과황산암모늄은 촉매제 역할을 하며, 중탄산나트륨은 완충제 역할을 한다.
상기와 같이 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
10 : 노반층
11 : 상부노반
12 : 하부노반
13 : 콘크리트 슬래브층
20 : 중간층
30 : 표층
40 : 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재
11 : 상부노반
12 : 하부노반
13 : 콘크리트 슬래브층
20 : 중간층
30 : 표층
40 : 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재
Claims (5)
- 삭제
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- 기초층인 노반층 포설 후 표층을 포설하기 전에 이루어지는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 시공 방법에 있어서,
골재 40.3~46.3중량%, 모래 47.7~53.7중량%, 채움재인 석분 3.5~7.5중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에,
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 7.5~8.0중량부가 함유되도록 혼합하여서 된 불투수성 중간층 조성물을 이용하여,
상기 노반층 위에 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부 위치 또는 불투수성 중간층의 차선별 경계부에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 불투수성 중간층 시공 방법.
- 기초층인 콘크리트 슬래브층 시공 후 표층을 포설하기 전에 이루어지는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 시공 방법에 있어서,
골재 59.7~65.7중량%, 모래 23.9~29.9중량%, 채움재인 석분 8.0~12.0중량%, 섬유첨가재인 유리섬유 0.3~0.7중량%가 혼합된 불투수성 중간층용 아스팔트 포장재에,
아스팔트 81~95중량%, 합성고무 1~10중량%, 반응형 합성수지 1~5중량%, 왁스 0.5~3중량%, 가교제 0.1~1중량%로 조성된 아스팔트 바인더를 혼합하되,
상기 아스팔트 포장재 100중량부 중 아스팔트 바인더 8.0~8.5중량부가 함유되도록 혼합하여서 된 불투수성 중간층 조성물을 이용하여,
상기 콘크리트 슬래브층 위에 불투수성 중간층을 포설할 때, 연석과 맞닿는 불투수성 중간층의 양단부 위치 또는 불투수성 중간층의 차선별 경계부에 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재를 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 불투수성 중간층 시공 방법.
- 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 불투수성 중간층 균열 방지용 신축조인트 부재는 부피가 +30% 이상 증가하거나 -30% 이상 감소되는 탄성소재의 줄눈 부재로서, 아스팔트 60~70중량%, 석유탄화수소수지 15~20중량%, 스타이렌-부타다이렌고무 5~15중량%, 중파라핀 증류액 5~10중량%가 혼합된 것임을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 불투수성 중간층 조성물을 이용한 불투수성 중간층 시공 방법.
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|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |