KR20060035536A

KR20060035536A - 폐아스콘을 재활용한 도로포장

Info

Publication number: KR20060035536A
Application number: KR1020040089513A
Authority: KR
Inventors: 최선용
Original assignee: 최선용
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2006-04-26

Abstract

본 발명은 환경오염을 발생시키는 산업폐기물인 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법에 관한 것으로 종래의 투수아스콘(이하 "투수 콘"이라 한다)은 골재에 아스팔트를 가열하여 도포한 연성제품이다 보니 일조에 의해 아스팔트가 유동하여 포장체의 공극이 메워저 투수성의 효력은 상실되고 강도 또한 약하여 포장재로서의 실효성을 거두지 못하고있는가 하면 폐 아스콘포장은 아스팔트가열로 인한 고비용과 소성변형으로 내구성에 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 폐 아스콘을 수거하여 분쇄기(크락샤)로 골재번호7호 규격으로 분쇄하여 도로포장재를 준비하였다.

이렇게 분쇄된 폐 아스콘골재의 입도 규격은 19mm체를 100%통과하고 13mm체를 90-100%통과하고 10mm체를40-70%통과하고 5mm체를 0-15%통과하고 2.5mm체를 0-5%통과하는 공정으로 이루어진 재활용 골재로서 이러한 규격의 재활용골재를 이용한 도로포장재는 제1단계로 분쇄된 폐 아스콘골재와 아스팔트유화제를 믹서에 넣어 혼합하여 아스팔트유화제가 폐 아스콘골재의 표면에 충분히 도포되게 하고 제2단계로는 시멘트와 혼화재를 믹서에 넣어 아스팔트유화제가 도포 된 폐 아스콘골재와 혼합되도록 한 후 제3단계로 신 골재와 물 그리고 유기첨가제로 수용성고분자폴리머,수용성에멀전,수용성라텍스중 하나를 택하여 안료 등과 믹서에 투입하여 상온에서 충분히 혼합시켜서 형성된 포장재이다.

이렇게 형성된 포장재는 보도나 자전거도로 산책로 광장 주차장등 경 차량이 통행하는 도로와 차도의 기층 및 표층용으로 사용하여도 강도가 강하고 소성변형이 발생하지 않는 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법을 제공하게 되는 것이다.

폐 아스콘,소성변형,아스팔트유화제 ,항온롤라,가열포장,상온포장

Description

폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법{omitted}

도1은 폐 아스콘골재에 아스팔트유화제가 도포 된 상세도

도2는 아스팔트유화제에 시멘트와 혼화재가 결합된 상세도

도3은 시멘트와 혼화재에 신 골재, 물, 유기첨가제, 안료가 결합된 상세도

도4는 폐 아스콘골재를 재활용한 포장체 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

02:폐 아스콘골재 10:신 골재

04:아스팔트유화제 12:유기첨가제(수용성고분자폴리머)

06:시멘트 14:안료

08 혼화재(플라이애쉬) 16:공극

18:연속공극

본 발명은 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 분쇄된 폐 아스콘골재에 아스팔트 유화제를 도포하고 여기에 시멘트와 혼화재를 혼합한 후 신 골재,물,유기첨가제,안료 등을 투입하여 상온에서 충 분히 혼합시켜서 형성된 도로포장재와 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 아스콘은 아스팔트와 시멘트가 결합된 포장재인데 연성에 의한 포장이다 보니 수명이 약하여 유지관리비가 많이 들어 경제성에 문제가 있는가 하면 재시공 시 폐 아스콘의 처리가 산업폐기물로 분류되어 환경오염을 발생시키므로 이러한 폐 아스콘을 도로포장의 재활용골재로 사용하는 방법을 연구하는 과정속에 노화된 아스콘을 수거하여 입도별로 분쇄한 후 아스콘공장에서 가열하면서 신 골재와 유기첨가제 충진제 등을 첨가 혼합하여 도로의 포장재로 사용하여왔으나 이 공법 역시 폐 아스콘을 가열하여 사용하는 것이므로 아스팔트의 성분인 침입도와 신도 등의 하락으로 소성변형이 발생하는가하면 가열을 위한 고비용으로 경제성에 만족하기 어려웠다.

따라서 이러한 폐 아스콘의 문제점을 해결하기 위하여 폐 아스콘을 도로포장재의 기본골재로 사용할 수 있는 제품이 여러 종류 제안된 바 있다.

예를 들면 대한민국 특허공보(공보번호10-0243926,분쇄 폐 아스콘을 이용한 도로포장용 콘크리트 및 그 제조방법)에 기재된 특허청구범위를 살펴보면 40mm체에서 100%통과하고,25mm체에서 95-100%통과하고,13mm체에서 25-60%통과하고,5mm체에서 0-10%통과하고,2.5mm체에서 0-5%통과하는 입도 규격으로 분쇄된 폐 아스콘(10)과 고형분100%를 기준으로 1-5%의 유화아스팔트를 혼합하여 유화아스팔트(20)가 분쇄 폐 아스콘(10)의 표면에 도포되도록 하는 공정;전기 공정의 유화아스팔트(20)가 도포 된 분쇄 폐 아스콘(10)에 시멘트(30)250-500kg/㎥를 혼합하는 공정; 및 전기 공정의 유화아스팔트(20) 및 시멘트(30)가 혼합된 분쇄 폐 아스콘(10)에 분쇄 아스 콘량의 10-50%에 해당하는 5mm이하의 모래,폐 아스콘량의 50%이하에 해당하는 굵은골재,물-시멘트비가 20-50%인 물,시멘트사용 량의 0.8%이하의 감수제를 투입,혼합하여 슬럼프가 0-10cm가 되도록 하는 공정;을 포함하는 분쇄 폐 아스콘을 이용한 도로포장용 콘크리트 제조방법을 제안하고 있으나 이러한 폐 아스콘을 이용한 도로포장용 콘크리트 제조방법은 폐 아스콘을 수거하여 골재번호57호 입도규격으로 분쇄하여 아스콘포장의 기층 및 보조기층재로 재활용하고 있으나 아스콘포장의 표층에서 발생되고 있는 소성변형으로 인한 거북이 등 현상을 억제할 수 있는 효과를 갖어 오지는 못했다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로 환경오염을 발생시키는 산업폐기물인 폐 아스콘을 골재번호7호 입도 규격으로 분쇄하여 골재의 표면에 아스팔트유화제를 충분히 도포하고 여기에 시멘트와 혼화재를 혼합시키면서 신골재,물,유기첨가제,안료 등과 결합이 용이하게 될 수 있도록 믹싱하여 얻어진 재활용포장재는 내구성이 강하며 소성변형이 없는 개량된 포장재를 제공하는 것을 목적으로 하였다.

또한 이러한 혼합물로 형성된 포장은 가열포장이 아니고 상온포장이므로 폐 아스콘을 가열함에 따른 고비용을 절감할 수 있어 경제적으로 큰 이점이 있으며 산업폐기물인 폐 아스콘을 재활용하여 포장재로 사용함으로서 폐 아스콘으로 인한 환경오염을 방지하고 자원을 얻을 수 있는 환경친화 적인 도로포장재임을 입증하기 위한 것이다.

본 발명은 폐 아스콘 골재,아스팔트유화제,시멘트,혼화제,신골재,물,유기첨가제,안료 등을 소정의 비율로 혼합하여 포장재를 형성시킨 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재로서 골재는 2.5mm미만의 입자가 결여된 13mm미만의 재활용골재를 사용하여 배합되는 것을 특징으로 하였다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 분쇄된 폐 아스콘을 재활용하기 위하여 폐 아스콘을 분쇄기(크락샤)로 골재번호7호 규격으로 분쇄한 후 폐 아스콘골재(02)에 아스팔트유화제(04)가 충분히 도포되도록 혼합하였고 아스팔트유화제(04)가 도포된 폐 아스콘골재(02)에는 시멘트(06)와 혼화재로 플라이애쉬(08)를 투입하여 혼합시켰으며 시멘트(06)와 플라이애쉬(08)가 결합된 폐 아스콘골재(02)에 신골재(10),물,유기첨가제로 수용성고분자폴리머(12)안료(14)를 투입하여 혼합하므로서 폐 아스콘을 재활용할 수 있는 포장재가 형성되었다.

이렇게 형성된 폐 아스콘골재의 입도 규격은 19mm체를 100%통과하고,13mm체를 90-100%통과하고,10mm체를40-70%통과하고,5mm체를 0-15%통과하고,2.5mm체를0-5%통과하는 공정의 골재로 이루어 졌으며 배합비는 1㎥당 2400kg을 기준으로 중량비%는 분쇄된 폐 아스콘골재(02)40-45중량%에 아스팔트유화제(04)1.0-1.5중량%이고, 시멘트(06)15-20중량%이며 골재번호7호 규격의 신 골재(10)55-60중량%이고,물4.5-6.0중량%이며 혼화제(08)는 시멘트(06)5%중량%이고 유기첨가제(12)는 시멘트(06)의 10중량%이며 안료는0.3-0.4중량%로 상온에서 혼합하는 과정으로 이루어진 재활용포 장재이다.

이하 본 발명의 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법을 실시 예에 의거 설명한다.

가)재활용포장재 생산과정

폐 아스콘을 골재번호7호 규격으로 분쇄하여 제1단계로 분쇄된 폐 아스콘골재 960-1080kg/㎥에 아스팔트유화제를24-36kg 믹서에 투입하여 혼합하였고 제2단계로 시멘트360-480kg/㎥와 플라이애쉬18-24kg/㎥를 투입하여 혼합 한 후 제3단계로 골재번호7호 규격의 신 골재1320-1440kg/㎥,물108-145kg/㎥,유기첨가제36-48kg/㎥,안료7-10kg/㎥를 투입하여 상온에서 혼합한 폐 아스콘을 재활용한 골재를 형성시켰다.

나)시공방법

가)항의 생산과정으로 형성된 재활용골재는 슬럼프가 2cm이하이므로 현장포설을 위한 담프트럭으로 운송을 하고 포장면을 다짐을할때에는 일반아스콘포장의 가열포장이 아니고 상온포장이므로 항온 롤라를 이용하여 진동다짐을 하고 포장을 한 후 콘크리트포장의 시방과 같이 비닐로 덮어 양생을 시켰다.

이와 같은 공정으로 완성된 포장은 콘크리트의 양생기간인 2-3일이 지난 후 캇타기로 길이5m간격으로 캇팅을 하고 이어서 백업제와 실링제를 주입한 후 포장의 표면에 표면처리 강화제를 살포하여 폐 아스콘을 재활용한 포장을 완성시켰다.

이렇게 완성된 폐 아스콘을 재활용한 도로포장의 투수계수는 10 x 10^{- 3}cm/sec이상이고 강도는 압축강도 기준으로 150-300kg/㎠이므로 보도 및 자전거도로, 경 차로에는 만족할 수 있는 포장이다. 또한 차량이 통행하는 차도에 포장을 할 경우에는 상기 (가)항으로 얻어진 재활용포장재를 (나)항의 시방으로 시공을 하기전 기층 위에 아스팔트유화제를 충분히 살포하여 프라이머를 형성시킨 후 표층을 포설을 하고 항온 롤라로 다짐을 하였다.

이렇게 완성된 포장면 위에 표면건조를 방지하고 공극을 충전시키기 위하여 아스팔트유화제를 살포하면서 항온 롤라로 2-3회 다짐을하여 완성을 시킨 포장은 강성과 연성이 혼합된 포장재이므로 소성변형이 없으면서 균열이 발생하지 않아 차도의 표층재로 사용될 수 있음이 입증되었다고 할 수 있다.

본 발명은 산업폐기물인 폐 아스콘을 재활용골재로 사용할 수 있게 함으로서 폐 아스콘으로 인한 환경의 오염을 방지하고 자원을 얻을 수 있어 친 환경문화의 포장재로서 다음과 같은 이점을 가진다.

가)폐기물처리 비용이 필요없으면서 공해문제가 없는 환경친화적인 포장재이다.

나)기름으로 인한 가열경비와 장비가 불필요하므로 시설비가 들지않아 경제적이다.

다)가열포장이 아니고 상온포장이므로 아스팔트의 산화노화가 적어서 포장수명이 길다.

라)신규아스팔트 포장보다 강도가 2-3배 뛰어나고 소성변형에 문제가 없는 포장이다.

마)강성과 연성이 혼합된 포장 제이므로 균열이 발생하지 않는다.

Claims

폐아스콘골재(02)960-1080kg/㎥에아스팔트유화제(04)를 24-36kg/㎥ 믹서에 투입하여 혼합을 하였고 이어서 시멘트(06)360-480kg/㎥와 혼화재(08)18-24kg/㎥를 투입하여 혼합 한 후 골재번호7호 규격신골재(10)1320-1440kg/㎥,물108-145kg/㎥,유기첨가제(12)36-48kg/㎥,안료7-10kg/㎥를 투입하여 상온에서 혼합하는 것을 특징으로 한 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법.
제1항에 있어서 폐 아스콘골재(02)의 입도 규격은 19mm체를100%통과하고,13mm체를 90-100%통과하고,10mm체를 40-70%통과하고,5mm체를 0-15%통과하고,2.5mm체를 0-5%통과하는 공정으로 형성된 것을 특징으로 한 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법.
제1항에 있어서 폐 아스콘을 재활용한 포장재의 배합비는 분쇄된 폐 아스콘골재(02) 40-45중량%에 아스팔트유화제(04)1.0-1.5중량%이고 시멘트(06)15-20중량%이며 골재번호7호 규격의 신골재(10)55-60중량%이고 물4.5-6.0중량%이며 플라이애쉬(08)는 시멘트(06)의 5%중량%이고 수용성고분자폴리머(KSL362)(12)는 시멘트(06)의 10중량%이며 안료(14)는 0.3-0.4중량%로 상온에서 혼합되는 것을 특징으로 한 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법.
제1항의 공정으로 생산된 재활용포장재의 포장은 가열포장이 아니고 상온포장이므로 항온 롤라를 이용하여 다짐하는 것을 특징으로 한 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법.
제4항에 있어 다짐이 완료된 포장은 골재의 공극(16)에 의한 연속공극(18)으로 투수계수는 10x 10^-3cm/sec이상이고 강도는 압축강도 기준으로 150-300kg/㎠되게 한 것을 특징으로 한 폐아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법.
제1항의 생산공정과 제3항의 배합공정에 의하여 차도를 포장 시에는 시공 전 기층 위에 아스팔트유화제를 충분히 살포하여 프라이머 층을 형성시킨 후 표층을 포설을 하고 항온 롤라로 진동다짐을 한 후 포장 면 위에 표면건조를 방지하고 공극을 충전시키기 위하여 아스팔트유화제를 살포하면서 항온 롤라로 2-3회 다짐하는 것을 특징으로 한 폐 아스콘을 재활용한 도로포장재 및 그 시공방법.