KR20010099200A - 도로포장재 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 화강암이 풍화되어 가는 단계인 마사토를 주원료로 하여 소도로를 포장할 수 있는 포장재를 조성함으로서 그를 이용하여 도로를 포설 후 노후화 되면 자연으로 환원시킬 수 있고, 복사열의 발생을 최소화하여 쾌적한 보행환경을 제공할 수 있으며, 물이 투수 됨으로 인하여 지하수의 고갈상태를 예방할 수 있도록 한 도로포장재 조성물을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 천연토양을 주원료로 한 도로포장재 조성물에 있어서, 마사토 50~74wt%, 골재 15∼20wt%, 파우더 5∼15wt%, 물 5∼14wt%, 보조제 0.5wt%이하, 표면강화제 0.25wt%이하, 안료 0.25wt%로 이루어진다.

Description

도로포장재 조성물{Road paving material formation}

본 발명은 도로포장재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화강암이 풍화되어 가는 단계인 마사토를 주원료로 하여 소도로를 포장할 수 있는 도로 포장재를 조성함으로서 그를 이용하여 도로를 포장 한 후 노화되었을 때 그 노화된 도로 포장재를 자연으로 환원시켜 흙으로 재 사용함으로서 환경오염을 막고 산업폐기물 발생을 방지할 수 있도록 한 자연 친화적인 도로포장재 조성물에 관한 것이다.

도로를 포장하는 일반적인 도로 포장재는 주로 아스팔트나 콘크리트로 된 것으로서, 이들은 투수성이 없고 환경 친화적인 것이 아니며 햇빛을 받으면 복사열이 발생하여 대기온도를 상승시킴은 물론, 폭우시 우수를 집중시켜, 하천범람 등의 요인이 된다. 특히 하절기 등에는 그 정도가 더욱 심하다.

그리고 상기 아스팔트나 콘크리트로는 한번 설치하여 사용하다가 노후화로 인하여 다시 포설작업을 하고자 할 때에는 상기 노후화 된 아스팔트나 콘크리트를 걷어내고 그 자리에 새로운 아스팔트나 콘크리트를 포설해야 하는데, 이때 상기 걷어낸 아스팔트나 콘크리트는 산업폐기물로 분류되어 그들을 처리하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

따라서 상기의 문제점을 해소하고자 흙, 시멘트 및 생석회를 배합하여 된 도로포장재가 제공되어 있으나 이는 시멘트 계열의 혼합으로 친환경성이 떨어지고, 질감이 좋지 않으며 초기 압축강도를 유지하기가 어렵고, 투수가 되지 않는 문제점이 있음은 물론, 균열이 발생하는 문제점이 있었다.

한편, 점질토, 사질토 및 고함수점질토 등의 토양에 시멘트와 생석회를 혼합한 마사토에 리그닌 술폰산 중합체, 요소수지계 합성고분자 에멀젼 및 아스팔트 유제를 첨가한 토양안정제를 첨가하여 내수성 및 고결강도를 부여할 수 있는 도로포장재(대한민국 특허 제12002호)와, 생석회를 대신하여 나프탈렌, 산화칼슘, 규산알루미늄, 수분으로 이루어진 로말디(LOMAR D)라는 물질이 첨가되어 압축강도를 증대시키고, 경화속도를 단축시킬 수 있는 도로포장재(대한민국 특허 제50937호)가 제공되어 있다.

그러나, 상기와 같이 토양에 아스팔트 유제, 생석회 또는 로말디를 첨가하여 토양안정처리를 하는 경우 어느 정도의 압축강도 향상이나 동결 방지 효과는 있을 수 있으나 자연 친화적인 표면질감과 마사토의 단점인 파쇠되어, 입자가 쌓이는 현상, 습식시공으로 인해 발생되는 균열을 방지하는 데에는 한계가 있었다.

따라서 근래에는 토양안정처리용 조성물(특허출원 제1997-35649호)로서 은 마사토 100 중량부에 포틀랜트 시멘트 2∼5 중량부, 고무화 아스팔트 방수액 10∼15 중량부, 플라이 애쉬 1∼4 중량부 및 칼슘 설포 알루미네이트 1∼3 중량부로 이루어진 것이 있고, 황토, 적도, 마사토, 고령토, 백토, 흑토 및 규사로 이루어진 군으로부터 어느 하나의 토양을 선택하여 수지용액 또는 에멀젼을 혼합한 것들이 있다.

그러나 상의 모든 것들은 투수가 전혀 되지 않거나 된다해도 극히 미량에 불과한 문제점이 있고, 자연 친화적이지 못하며 한번 포설하여 사용하다가 노후화로 인하여 걷어내게 되면 그 걷어내어진 것을 재활용하지 못하고 산업폐기물로 처리하는 수밖에 없는 근본적인 문제점이 지적되고 있었다.

본 발명은 상가와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 사용 후 노후화 되면 자연으로 환원시켜 흙으로 사용할 수 있고, 복사열의 발생을 최소화하여 쾌적한 보행환경을 제공할 수 있으며, 물이 투수 됨으로 인하여 지하수의 고갈상태를 예방할 수 있도록 한 도로포장재 조성물을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도로포장재 조성물에 대한 특징적인 기술적 구성은 천연토양을 주원료로 한 도로포장재 조성물에 있어서, 마사토 50~74wt%, 골재 15∼20wt%, 파우더 5∼15wt%, 물 5∼14wt%, 보조제 0.5wt%이하, 표면강화제 0.25wt%이하, 안료 0.25wt%로 이루어진다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 도로포장재 조성물의 각 성분들에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 주원료로 사용되는 마사토는, 흙으로 풍화되기 전 단계인 것으로서, 그 입자 크기는 직경이 2∼6mm인 것을 사용하고 사용량은 30∼50wt%인 바,상기 마사토의 사용량을 50∼74wt% 사용한 이유는, 50wt% 이하를 사용하게 되면 그 사용량이 너무 적어 본 발명이 목적하는 자연 친화적인 도로포장이라 할 수 없고. 또, 노화되었을 때 자연으로 환원시켜 흙으로 사용할 수 없는 문제점이 있으며, 74wt% 이상을 사용하게 되면 본 발명이 목적하는 자연 친화적인 도로포장이라는 장점은 있으나 상대적으로 골재 및 기타 첨가제의 사용량이 적어야 함으로 도로포장 후 강도가 약해지는 문제점이 발생할 수 있다. 단 상기 마사토의 입자 크기는 직경이 4∼5mm인 것을 사용함이 더욱 바람직하다

또, 골재는, 모래를 의미하는 것으로서, 이는 결합제에 의하여 마사토와 결합되어 포장재의 강도를 유지해주는 역할을 하고 상기 골재의 입자 크기는 직경이 1∼4mm인 것을 사용하였다. 그리고 상기 골재의 사용량은 15∼20wt%인 바, 그 이유는 15wt%이하를 사용하게 되면 포장재의 강도가 약해질 염려가 있고 20wt% 이상을 사용하게 되면 마사토의 사용량이 상대적으로 적어져야 함으로 본 발명이 목적하는 자연 친화적인 도로포장에 문제가 있을 수 있다.

또, 파우더는, 상기 마사토와 골재의 결합제로 사용되며 포장재의 강도 즉 내구성을 향상시키고 균열을 방지하는 역할을 한다. 그 리고 그 사용량은 5∼15wt%인데, 그 이유는 5wt% 이하를 사용하게 되면 포장재의 강도가 목적치에 도달하지 못함은 물론, 마사토와 골재간의 결합이 충분히 일어나지 못하는 문제점이 있고 15wt% 이상을 사용하게 되면 상기 문제점을 해소할 수 있는 장점은 있으나, 균열과 자연으로 환원시킬 수 없는 강성인 포장재가 생성되는 문제점이 있다.

그리고 상기 파우더의 성분은 하기 표 1에 나타낸 바와 같고 이의 단위는wt%이다.

또, 상기 보조제는, 고분자 물질로서 토분자의 내수성을 증가시키며 백화 풍해현상을 없애주고 내구성과 포장재의 색상을 일정하게 유지시켜주는 역할을 한다. 그 리고 상기 보조제의 사용량은 0.5wt%이하로 하는 것이 좋다. 그 이유는 과다 첨가하게 되면포설의 어려움이 있고 전압시 롤라에 묻어나는 현상이 발생한다.

또한, 표면강화제는, 도로 포장 후 그 표면을 보호하는 것으로서 이는 마사토의 풍화작용에서 발생 가능한 마모를 현저히 낮춰주고, 상기 표면처리시 그 표면으로의 침투 깊이는 7mm∼10mm정도이다. 이와 같은 상기 표면강화제의 사용량은 0.25wt% 인데 과다 사용하게 되면 피막을 형성하여 투수성이 저하되고 색상의 질감이 떨어진다.

또, 상기 안료는, 도로포장재의 색상을 여러 가지로 연출하는 것으로서 본 발명에서는 무기안료를 사용하는데, 그 이유는 유기안료와는 달리 태양광선의 장시간 노출에도 색상의 변화가 진행되지 않음은 물론, 흙의 자연스런 질감을 연출할 수 있기 때문이다. 그리고 상기 무기안료의 사용량은 0.25wt%이하인데, 과다 사용시에는 마사토(흙)의 자연스런 색상이 연출되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명에서 사용되는 물은 청수로서 이는 5∼14wt% 사용하는데, 그 이유는상기 기준량보다 많이 사용하면 혼합물의 다짐이 안되고 투수와 강도가 약해지는 문제점이 있으며, 상기 기준량보다 적게 사용하면 재료가 정상적으로 혼합되지 않고, 재료의 분리현상이 나타나는 문제점이 있다.

이상과 같은 작용 및 효능을 갖는 본 발명의 도로 포장재 조성물을 이용하여 도로를 포장하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 작업현장의 특성에 따라 시공방법, 재료선택(작업현장지역에서 생산되는 포장재료(마사토, 모래)가 작업장에 사용가능한가의 여부), 장비준비 등에 관한 사항을 미리 점검한 후 각각의 조성물을 정해진 함량에 준하여 혼합기에 투입하고 혼합한 다음 그를 포장대상지 소형차도, 자전거도로, 공원, 운동장, 인도, 산책로 등의 포설면에 포설하고 롤라 다짐한다. 단 혼합물이 양생되면서 발생할 수 있는 수축 및 팽창되는 것을 예방하기 위하여 5~6m 간격으로 줄 눈을 설치한다.

한편 상기 본 발명의 도로포장재를 이용하여 도로를 포장하고자 할 때에는 그 도로의 사용용도에 따라 포장 층의 두께가 약간씩 차이가 이는 바, 포장 층에 하중을 많이 부여하는 차도부분의 경우에는 15~20cm 정도이고, 차도부분이 아닌 기타 인도부분에는 5∼10cm정도의 두께로 시공함이 바람직하다.

또한 본 발명의 도로포장재 조성물을 이용하여 도로를 포장 완료한 후 양생시킬 때에는 비닐을 덮어 양생시키거나 물을 뿌려가며 양생시키는 것이 바람직하다. 또 본 발명의 도로포장재 조성물을 이용하여 도로를 포장 완료하고 양생시킨 후 물이 투수되는 투수계수와 강도를 시험해본 결과(한국건자재시험연구소) 하기 표 2와 같은 결과가 나왔다.

시험항목	단위	결과	비고
투수계수(k)	cm/sec	3.8×10-6	KSF2322-'95
압축강도	kg/cm3(N/mm)	155.2(15.5)	KSF2314-'00

이상의 시험결과에서 나타난 바와 같은 본 발명의 도로포장재 조성물을 이용하여 도로를 포장 완료하게 되면 차도나 인도가 갖추어야할 강도가 충분하여 차도나 인도로서의 기능을 충분히 수행할 수 있음은 물론, 투수가 이루어지는 장점이 있다.

이상과 같은 본 발명의 도로 포장재 조성물은 자연에서 채취한 마사토 및 골재를 이용하는 것이기 때문에 자연 친화적이면서도 강도와 투수성이 양호하고, 색상은 자연 흙의 색상과 그 이외의 여러 가지 색상을 유지할 수 있으며, 흙의 부드러운 촉감으로 보행성이 우수함은 물론 복사열이 감소되고, 경제성을 유지할 수 있으며, 특히 노화시 자연으로 환원시켜 흙으로 사용할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 천연토양을 주원료로 한 도로포장재 조성물에 있어서, 마사토 50~74wt%, 골재 15∼20wt%, 파우더 5∼15wt%, 물 5∼14wt%, 보조제 0.5wt%이하, 표면강화제 0.25wt%이하, 안료 0.25wt%로 이루어진 도로포장재 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 마사토의 입도는 직경이 2∼6mm인 것임을 특징으로 하는 도로포장재 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 골재의 입도는 직경이 1∼4mm인 것임을 특징으로 하는 도로포장재 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 안료는 무기안료임을 특징으로 하는 도로포장재 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 파우더는 SiO₂15.50wt%, Al₂O₃12.12wt%, Fe₂O₃2.52wt%, CaO49.63wt%, MgO 2.12t%, SO₃15.11wt%, R₂O 0.60wt%, lg.loss 0.9wt%, 불가피 하게 함유되는 불순물 1.5wt%인 것임을 특징으로 하는 도로포장재 조성물.