KR20090117853A

KR20090117853A - 아스팔트 포장용 에폭시 조성물, 이를 이용한 아스팔트포장 조성물, 교면 포장 보수공법 및 도로 보수공법

Info

Publication number: KR20090117853A
Application number: KR1020080043686A
Authority: KR
Inventors: 주명기; 김동석; 최용선; 최종윤; 이준구; 노관호
Original assignee: 주식회사 홍서이엔씨
Priority date: 2008-05-10
Filing date: 2008-05-10
Publication date: 2009-11-13
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: KR100994195B1

Abstract

본 발명은, 열변형이 적은 물성이 요구되는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 있어서, 내열성을 갖고 점도가 낮아 함침성을 갖는 분자량이 340∼400 범위의 사이클로 알리파틱 변성 에폭시 수지와, 분자량이 340∼7600 범위의 비스페놀-A형 에폭시 수지와, 같은 당량(g/eq)대에서 저점도이고 내화학성 및 반응성을 갖는 분자량이 340∼360 범위의 비스페놀-F형 에폭시 수지와, 폴리아민계 경화제 및 산무수물 경화제 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 경화제를 포함하며, 상기 경화제는 전체 에폭시 수지 100중량％에 대하여 20∼100중량%가 혼입된 아스팔트 포장용 에폭시 조성물, 이를 이용한 아스팔트 포장 조성물, 교면 포장 보수공법 및 도로 보수공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 신속한 시공이 가능하고 기존 슬래브와의 부착력이 우수하며 방수 효과를 기대할 수 있고 내유동성, 내구성, 내열성 및 내충격성 등이 우수한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 얻을 수 있고, 공극률이 작고 마샬안정도 및 동적안정도가 우수하며 매우 높은 내유동 성능을 나타내고 전단저항력이 커서 소성 변형을 최소화할 수 있는 아스팔트 포장 조성물을 얻을 수 있다.

에폭시 조성물, 사이클로 알리파틱 변성 에폭시 수지, 비스페놀 에폭시 수지, 이합체 변성 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 아스팔트, 교면 포장

Description

아스팔트 포장용 에폭시 조성물, 이를 이용한 아스팔트 포장 조성물, 교면 포장 보수공법 및 도로 보수공법{epoxy composite for asphalt pavement, asphalt pavement composite using the epoxy composite, repairing method for pavement on bridge and repairing method of road}

본 발명은 아스팔트 포장을 위한 조성물 및 이를 이용한 교면 포장 보수공법 및 도로 보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신속한 시공이 가능하고 기존 슬래브와의 부착력이 우수하며 방수 효과를 기대할 수 있고 내유동성, 내구성, 내열성 및 내충격성 등이 우수한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물과 이를 이용한 아스팔트 포장 조성물, 교면 포장 보수공법 및 도로 보수공법에 관한 것이다.

아스팔트 포장은 1990년대 이후 교통량의 폭발적인 증가와 더불어 차량하중의 중량화, 차량의 대형화, 환경적인 영향 등의 복합적인 요인들로 인해 소성 변형에 의한 포장 파손이 광범위하게 발생되고 있는 실정이다. 이러한 소성 변형은 교통사고 유발 및 교면 또는 도로의 유지, 보수 등에 소요되는 예산을 증가시키는 원 인이 되고 있다.

현재 발생하는 아스팔트 포장의 소성 변형 대부분은 차량하중에 의한 전단력에 의하여 표층부 아스팔트 혼합물의 밀림(유동)에 의해 발생된다. 이러한 종류의 소성 변형에 잘 저항하는 혼합물을 만들기 위해서는 아스팔트의 점착력만으로는 한계가 있기 때문에 현재 시방의 밀입도 규정을 대폭 수정하여 골재 간의 맞물림으로 인한 전단저항력이 확보되도록 입도 범위를 설정하여야 한다. 이러한 점에서 소성 변형을 최소화할 수 있는 입도 제정이 절실히 요구되고 있다.

한편, 종래의 아스팔트 콘크리트 교면 포장의 경우에는 아스팔트의 절삭 이후 재포장 시 방수층이 파손되어 교면의 방수 기능이 상실하게 되고, 교량 바닥판 철근콘크리트에 염화물 이온이 침투되어 철근의 부식이 촉진되며, 그 결과 철근 콘크리트에 균열이 발생하여 교량 바닥판 콘크리트의 내구성이 조기에 저하되는 심각한 문제점이 대두되어 왔다. 그뿐만 아니라 아스팔트 콘크리트는 가요성 포장 재료로서 소성 변형, 노화, 박리 등에 의해 소요의 주행성을 확보하기 위해서 평균 5년에 1회씩 재포장을 해야 하기 때문에 이로 인한 교량 유지 관리비가 과다 투입되고 교통 장애의 심각한 요인이 되는 문제점이 있다.

또한, 철근이 노출된 부위에 단면 보수를 할 경우 기존 아스팔트로는 철근과의 부착력 및 부식에 대한 문제점이 있다.

이와 같은 상황에서 우수한 내구성을 가지는 새로운 재료와 보수공법의 개발이 요구되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 신속한 시공이 가능하고 기존 슬래브와의 부착력이 우수하며 방수 효과를 기대할 수 있고 내유동성, 내구성, 내열성 및 내충격성이 우수한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 공극률이 작고 마샬안정도 및 동적안정도가 우수하며 매우 높은 내유동 성능을 나타내고 전단저항력이 커서 소성 변형을 최소화할 수 있는 아스팔트 포장 조성물을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 신속한 시공이 가능하고 기존 슬래브와의 부착력이 우수하며 방수 효과를 기대할 수 있고 내유동성, 내구성, 내열성 및 내충격성이 우수한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물과, 공극률이 작고 마샬안정도 및 동적안정도가 우수하며 매우 높은 내유동 성능을 나타내고 전단저항력이 커서 소성 변형을 최소화할 수 있는 아스팔트 포장 조성물을 이용한 교면 포장 보수공법을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 신속한 시공이 가능하고 기존 슬래브와의 부착력이 우수하며 방수 효과를 기대할 수 있고 내유동성, 내구성, 내열성 및 내충격성이 우수한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물과, 공극률이 작고 마샬안정도 및 동적안정도가 우수하며 매우 높은 내유동 성능을 나타내고 전단저항력이 커서 소성 변형을 최소화할 수 있는 아스팔트 포장 조성물을 이용한 도로 보수공법을 제공함에 있다.

본 발명은, 열변형이 적은 물성이 요구되는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 있어서, 내열성을 갖고 점도가 낮아 함침성을 갖는 분자량이 340∼400 범위의 사이클로알리파틱 변성 에폭시 수지와, 분자량이 340∼7600 범위의 비스페놀-A형 에폭시 수지와, 같은 당량(g/eq)대에서 저점도이고 내화학성 및 반응성을 갖는 분자량이 340∼360 범위의 비스페놀-F형 에폭시 수지와, 폴리아민계 경화제 및 산무수물 경화제 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 경화제를 포함하며, 상기 경화제는 전체 에폭시 수지 100중량％에 대하여 20∼100중량%가 혼입된 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 제공한다.

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은, 가소성 및 내충격성을 향상시키기 위하여 분자량 780∼1400 범위의 이합체 변성 에폭시 수지를 더 함유하되, 상기 이합체 변성 에폭시 수지의 함량은 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 10∼50중량％인 것이 바람직하다.

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은, 탄력성과 기계적 강도를 높이고 내열성의 저하를 억제하기 위하여 분자량 350∼370 범위의 고무 변성 에폭시 수지를 더 함유하되, 상기 고무 변성 에폭시 수지의 함량은 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 10∼50중량％인 것이 바람직하다.

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 박리 현상을 방지하기 위한 셀룰로오스를 더 함유하되, 상기 셀룰로오스의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100 중량％에 대하여 0.01∼3중량％인 것이 바람직하다.

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 층분리 현상을 방지하기 위한 분산제를 더 함유하되, 상기 분산제의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％이고, 상기 분산제는 벤토나이트인 것이 바람직하다.

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 인장 및 휨 강도를 향상시키기 위해 천연고무를 더 함유하되, 상기 천연고무의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％인 것이 바람직하다.

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 가소성 향상과 점도를 조절하기 위해 모노글리시딜에테르 및 폴리글리시딜에테르 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 가소제를 더 함유하되, 상기 가소제의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％인 것이 바람직하다.

상기 폴리아민계 경화제는, 지방족 변성 아민, 방향족 변성 아민 또는 지환족 변성 아민일 수 있다.

상기 산무수물 경화제는 지방족 산무수물, 지환족 산무수물 또는 방향족 산무수물일 수 있다.

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 아스팔트 및 골재가 혼입되어 아스팔트 포장 조성물을 이루며, 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 상기 아스팔트 포장 조성물 100중량％에 대하여 3∼12 중량%가 혼입될 수 있다.

또한, 본 발명은, 파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하는 단계와, 숏트블라스터를 이용하여 요철부 및 방수층을 제거하여 표층을 표면 처리하는 단계와, 표면 처리된 표층 상에 표층과의 부착력을 향상시키고 방수를 위해 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 살포하는 단계와, 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물이 살포된 결과물 상에 상기 아스팔트 포장 조성물을 포설하는 단계와, 상기 아스팔트 포장 조성물이 포설된 포장 표면을 피니셔를 이용하여 정지하는 단계 및 롤러를 이용하여 다짐하여 포장 표면을 마무리하는 단계를 포함하는 교면 포장 보수공법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하고 방수층 및 열화된 콘크리트를 제거하는 단계와, 아크릴 폴리머 혼입 페이스트를 사용하여 노출된 철근을 방청 처리한 후, 포장의 부착력을 증가시키기 위하여 프라이머 처리하는 단계와, 프라이머 처리된 결과물 상에 폴리머 시멘트 모르타르를 포설하여 포장층까지 단면을 복구하는 단계와, 포설된 상기 폴리머 시멘트 모르타르 상에 부착력을 향상시키고 방수를 위해 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 살포하는 단계와, 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물이 살포된 결과물 상에 상기 아스팔트 포장 조성물을 포설하는 단계와, 상기 아스팔트 포장 조성물이 포설된 포장 표면을 피니셔를 이용하여 정지하는 단계 및 롤러를 이용하여 다짐하여 포장 표면을 마무리하는 단계를 포함하는 도로 보수공법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 신속한 시공이 가능하고 기존 슬래브와의 부착력이 우수하며 방수 효과를 기대할 수 있고 내유동성, 내구성, 내열성 및 내충격성 등이 우 수한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 얻을 수 있다.

또한, 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 아스팔트와 골재를 혼합하여 아스팔트 포장 조성물을 형성하고, 상기 아스팔트 포장 조성물은 공극률이 작고, 마샬안정도 및 동적안정도 등이 우수한 아스팔트 포장재로서 시공될 수 있다.

본 발명의 아스팔트 포장 조성물은 아스팔트와 가소성 에폭시를 이용한 가열 아스팔트 혼합물로 매우 높은 내유동 성능을 얻을 수 있고, 전단저항력이 커서 소성 변형이 최소화된다.

본 발명에 의한 교면 포장 보수공법 및 도로 보수공법에 의하면, 시공 시 별도의 방수층을 설치하지 않고 직접 콘크리트 슬래브 교면에 포설하는 방식으로, 교면 포장 및 도로 보수에 있어 중요 사항인 콘크리트와의 부착력 증진 및 내유동성 증진, 균열 억제, 평탄성 확보 등을 도모하게 되는 효과가 있고, 소성 변형을 최소화할 수 있다.

본 출원인의 특허 제10-0807850호에서 제시된 속경성 아크릴 개질 콘크리트 조성물을 이용하여 철근이 노출된 부위에서도 철근의 부식을 최소화하면서 단면 보수를 할 수 있다.

이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 높은 온도에서 열변형이 적은 물성이 요구된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 내열도가 높고 점도가 낮아 함침성이 우수한 사이클로 알리파틱 변성 에폭시 수지(분자량 340∼400), 비스페놀-A형 에폭시 수지 및 비스페놀-F형 에폭시 수지를 주제로 포함하며, 여기에 이합체(dimer) 변성 에폭시 수지(분자량 780∼1400) 및 고무(rubber)변성 에폭시 수지(분자량 350∼370) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 에폭시 수지를 조제로 더 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에는, 상기 사이클로 알리파틱 변성 에폭시 수지가 30∼50중량％ 함유되는 것이 바람직하고, 상기 비스페놀-A형 에폭시 수지는 30∼40중량％ 함유되는 것이 바람직하며, 상기 비스페놀-F형 에폭시 수지는 15∼35중량％ 함유되는 것이 바람직하다. 상기 조제의 함량은 주제 100중량％에 대하여 10∼50중량％ 정도인 것이 바람직하다.

사이클로 알리파틱 변성 에폭시 수지는 내열도가 높고 점도가 낮아 함침성이 우수하다. 상기 비스페놀-F형 에폭시 수지는 같은 당량(g/eq)대에서 저점도이고 내화학성이 우수하며 고반응성을 가지며 타 수지와의 상용성이 우수하다. 상기 이합체(dimer) 변성 에폭시 수지(분자량 780∼1400)는 가소성 및 내충격성이 우수하다. 상기 고무(rubber) 변성 에폭시 수지(분자량 350∼370)는 탄력성 및 기계적 강도가 우수하고 내열성의 저하를 억제하는 특성을 갖는다. 상기 고무 변성 에폭시 수지에는 CTBN(carboxyl terminated butadiene acrylonitrile), ATBN(amine terminated butadiene acrylonitrile), NBR(acrylonitrile butadiene rubber), 폴리(poly) BR(butadiene rubber) 등이 있다.

아래의 구조식 1은 사이클로 알리파틱 변성 에폭시 수지를 나타내고, 아래의 구조식 2는 비스페놀-A형 에폭시 수지를 나타내며, 아래의 구조식 3은 비스페놀-F형 에폭시 수지를 나타내고, 아래의 구조식 4는 이합체(dimer) 변성 에폭시 수지를 나타낸다.

[구조식 1]

[구조식 2]

[구조식 3]

[구조식 4]

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 경화제로서 폴리아민계 경화제 및 산무수물 경화제 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 경화제를 함유한다. 상기 폴리아민계 경화제로는 지방족 아민, 지방족 변성 아민, 지환족 아민, 지환족 변성아민, 방향족 아민, 방향족 변성 아민 등을 포함하고, 상기 산무수물 경화제로는 지방족 산무수물, 지환족 산무수물, 방향족 산무수물 경화제를 포함한다. 상기 경화제는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 중에 함유된 에폭시 수지를 경화시키는 역할을 한다. 또한, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에는 경화 속도를 조절하기 위해 경화 조절제가 더 함유될 수 있으며, 상기 경화 조절제로는 3급 아민, 이미다졸(imiazole), 페놀수지, 페놀 노보랙(novolac) 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 주제와 경화제의 배합비(주제와 경화제 비율을 R:H라 칭함)는 R:H = 100중량%:20∼100중량%로 하는 것이 바람직하다. 상기 경화 조절제의 함량은 경화제 100중량％에 대하여 1∼10중량％ 정도인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 박리 현상을 방지하기 위해 셀룰로오스가 더 함유될 수 있으며, 상기 셀룰로오스의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％ 정도인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 층분리 현상을 방지하기 위해서 분산제가 소량 함유될 수도 있다. 상기 분산제의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％ 정도인 것이 바람직하다. 상기 분산제로서 벤토나이트(Si₂O₅;Bentonite)를 사용할 수 있다. 벤토나이트는 몬모릴로나이트를 주성분으로 하고 석영, 크리스로밸라이트, 장석, 제올라이트 등을 함유한 점토, 암석의 풍화 생성 과정에서 생성된 점토 광물이다. 결정구조를 갖는 미세한 입자이며, 수분을 흡착하면 부피가 커지는 팽윤성이 큰 물질이다. 이와 같은 벤토나이트는 몬모릴로나이트군에 속하며, 대표적인 몬모릴로나이트와 함께 특이한 물리성을 가진다. 벤토나이트는 칼슘과 마그네슘이 함유된 규산알루미나 복합체인데, 강한 흡습성은 이화학 조성에서 유래하는 구조에 의한다. 땅속에 응회암질 이암이나 화산회암이 있을 때, 그 풍화 분해의 과정에서 벤 토나이트가 생성된다. 벤토나이트 결정은 Si₂O₅형 층상구조(層狀構造)를 갖는다. 벤토나이트는 흰색이나 회색의 미세한 바늘 모양의 분말덩어리로 물속에서 저절로 부서져서 팽윤하여 가는 비늘 모양을 갖는다. 벤토나이트의 굴절률은 α=1.478∼1.543, β=1.500∼1.526, γ＝1.516∼1.549이다.

또한, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 인장 및 휨 강도를 향상시키기 위해 천연고무가 함유될 수 있고, 가소성 향상과 점도를 조절하기 위해 모노글리시딜에테르, 폴리글리시딜에테르 등과 같은 가소제가 물성에 맞추어 적절히 혼합되어 함유될 수도 있다. 상기 천연고무의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％ 정도인 것이 바람직하며, 상기 가소제의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％ 정도인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 아스팔트가 혼입되어 아스팔트 혼합 조성물을 이루며, 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 상기 아스팔트 혼합 조성물 100중량％에 대하여 8∼20 중량%가 혼입되는 것이 바람직하다. 8중량% 미만인 경우 에폭시 수지에 의한 물성 향상 효과가 거의 나타나지 아니하며, 20중량%를 초과하는 경우 경제적이지 못하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 아스팔트 및 골재와 혼합되어 아스팔트 포장 조성물을 이루며, 이 경우 아스팔트와 골재를 혼합한 아스팔트 포장 조성물에는 아스팔트 포장 조성물 전체 중량 100%를 기준으로 아스팔트 포장용 에폭시 조성물이 0.3∼12중량% 함유되는 것이 바람직하다. 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 함량이 0.3중량% 미만인 경우 에폭시 수지에 의한 물성 향상 효과가 거의 나타나지 아니하며, 12중량%를 초과하는 경우에는 경제적이지 못하다.

일반적인 에폭시 수지 조성물은 높은 온도에서 경화가 지나치게 빨리 일어남으로 인하여 작업성이 현저히 저하되는 문제점이 있다. 그러나, 본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 고온에서 경화제 함량의 변화로 경화속도를 늦춤으로써 물성과 함께 작업성이 향상되는 결과를 얻을 수 있다.

본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 사용되는 주제의 물성을 아래의 표 1에 나타내었고, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 사용되는 경화제의 물성을 표 2에 나타내었으며, 상기 주제와 경화제의 물성을 표 3에 나타내었다.

[표 1]

구분	단위	제품규격
외관		무색투명액상
에폭시 당량	G/eq	270∼1500
점도	(25℃,cps)	8,500∼15,000
고형분	(wt%)	99.9

[표 2]

구분	단위	제품규격
외관		무색투명액상
아민가함량		250∼850
점도	(25℃,cps)	30∼2500
비중	(25℃)	0.90∼1.00

[표 3]

항목		측정값	기준
점도(25℃, cps)	주제	8,000	2,000∼15,000
점도(25℃, cps)	경화제	40	30∼80
비중(25℃)	주제	1.18	1.00∼1.25
비중(25℃)	경화제	0.91	0.75∼1.0
인장강도(25℃,kgf/㎠)		57	39

표 4 및 표 5에는 본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 물성을 나타내었다. 이때 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 중 에폭시 수지의 함량은 30중량%이고, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 중에서 주제:경화제의 함량은 10:9이다.

[표 4]

항목	측정값	기준
비중	1.02	1.00∼1.03
침입도(1/10mm)	23	20∼30
점도 (170℃)	4,300	10,000 이하
인장강도(25℃,kgf/cm2)	35	20 이상

[표 5]

구분	단위	제품규격
가사시간	(25℃, hr)	5.5
혼합점도	(25℃, cps)	1,000∼10,000
겔화시간	(200℃, min)	18

본 발명은 하기의 실시예 및 비교예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실시예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.

<실시예 1>

에폭시 당량 300(g/eq), 점도 10,000cps(25℃), 무색 투명액체인 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 주제 100중량%에 대하여 경화제로는 점도 300cps(25℃), 비중 0.98의 산무수물 경화제를 사용하였다.

상기 주제와 상기 경화제를 중량 대비 10:9의 비율로 교반기로 신속하게 혼 합하여 본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 일반 아스팔트와 골재를 혼합하여 아스팔트 포장 조성물을 제조하였다.

이를 위해 상기 실시예 1에서 제조한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 20중량%와 아스팔트 80중량％을 혼합하였고, 상기 실시예 1에서 제조한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 30중량%와 아스팔트 70중량％을 혼합하였으며, 상기 실시예 1에서 제조한 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 40중량%와 아스팔트 60중량％을 혼합하여 아스팔트 혼합 조성물을 제조하였다.

표 6에 나타낸 바와 같이 13㎜ 이하의 골재 93.0중량%와, 상기 아스팔트 혼합 조성물 7.0중량%를 175℃에서 가열한 다음, 혼합하여 본 발명의 아스팔트 포장 조성물을 제조하였다.

[표 6]

체크기(mm)	통과중량 백분율(%)
19	100
13	95∼100
10	-
5	70∼85
2.5	50∼70
1.2	-
0.6	35∼60
0.3	15∼40
0.15	10∼25
0.08	5∼12

<실시예 3>

표 7과 같은 19㎜ 이하의 골재 93.0중량%와, 상기 아스팔트 혼합 조성물 7.0중량%를 175℃에서 가열한 다음, 혼합하여 본 발명의 아스팔트 포장 조성물을 제조하였다.

[표 7]

체크기(mm)	통과중량 백분율(%)
25	100
19	95∼100
13	-
10	60∼85
5	40∼70
2.5	35∼60
1.2	-
0.6	-
0.3	10∼25
0.15	-
0.08	5∼12

<비교예 1>

입도 13㎜ 이하의 골재 94.0중량%와 아스팔트 6중량%를 혼합하여 통상적으로 "#78"로 호칭되는 아스팔트 포장 조성물을 제조하였다.

<비교예 2>

개질제인 SBS 10중량%(아스팔트 100중량% 기준)를 포함하는 아스팔트 6.0중량%에 입도 13㎜ 이하의 골재 94.0중량%를 혼합하여 개질 아스팔트 포장 조성물을 제조하였다.

<비교예 3>

개질제인 SBS 10중량%(아스팔트 100중량% 기준)를 포함하는 아스팔트 6.0중량%에 입도 19㎜ 이하의 골재 94.0중량%를 혼합하여 개질 아스팔트 포장 조성물을 제조하였다.

<시험예 1>

위 실시예 2에서 제조된 아스팔트 포장 조성물(아스팔트 포장용 에폭시 조성물 중 에폭시 함량이 각각 20중량%, 30중량%, 40중량%)에 대하여 마샬안정도, 동적안정도, 공극률을 각각 KSF2349:2004, KSF2337:2002, KSF2374:2000에 규정된 방법으로 측정하여 그 측정 결과를 표 8에 나타내었고, 위 실시예 3에서 제조된 아스팔트 포장 조성물(아스팔트 포장용 에폭시 조성물 중 에폭시 함량이 각각 20중량%, 30중량%, 40중량%)에 대하여 마샬안정도, 동적안정도, 공극률을 각각 KSF2349:2004, KSF2337:2002, KSF2374:2000에 규정된 방법으로 측정하여 그 측정 결과를 표 9에 나타내었다.

[표 8]

항목	에폭시 함량(중량%)			기준
항목	20	30	40	기준
공극률 (%)	3.4	2.4	2.0	2∼5%
마샬안정도 (kgf/cm²)	4,000	6,600	7,800	2000 이상
동적안정도 (회/㎜)	25,000	50,000	50,000 이상	5000 이상

[표 9]

항목	에폭시 함량(중량%)			기준
항목	20	30	40	기준
공극률 (%)	3.1	2.2	1.7	2∼5%
마샬안정도 (kgf/cm²)	4,500	7,000	8,800	2000 이상
동적안정도 (회/㎜)	30,000	50,000 이상	50,000 이상	5000 이상

<시험예 2>

상기 실시예 3(아스팔트 포장용 에폭시 조성물 함량 30중량%) 및 비교예 1 내지 3의 아스팔트 포장 조성물에 대하여 각각 KSF2349:2004, KSF2337:2002, KSF2374:2000에 규정한 방법으로 공극률, 마샬안정도 및 동적안정도를 측정하였다. 결과를 표 10에 나타내었다.

[표 10]

구분	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
공극률 (%)	2.2	4.3	4.5	2.6
마샬안정도 (kgf/cm²)	7,000	1,100	1,700	2,500
동적안정도 (회/㎜)	50,000 이상	550	4,500	6,200

표 8 내지 표 10에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 2 및 실시예 3에 따른 아스팔트 포장 조성물의 공극률이 비교예 1 내지 비교예 3에 비하여 작고, 마샬안정도 및 동적안정도가 비교예 1 내지 비교예 3에 비하여 우수하다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 아스팔트 포장 조성물을 이용한 기층면 포장 방법의 일례를 설명하면 다음과 같다.

아스콘 플랜트에서 175±10℃ 온도조건으로 아스팔트 포장 조성물을 제조하고, 현장으로 덤프트럭 등을 이용하여 운반한 다음, 아스팔트 피니셔로 포설한 후, 1차 전압(다짐)은 120±10℃에서 8~10ton 타이어 롤러로, 2차 전압은 85±10℃에서 10~12ton 타이어롤러로, 3차 전압은 65±10℃에서 8~10ton 타이어 롤러로 3회 왕복하여 기층면을 포장한다.

본 발명의 아스팔트 포장 조성물을 이용한 표층면 포장 방법의 일례를 설명하면 다음과 같다.

포장된 기층면 위에 아스팔트 포장 조성 물 을 아스콘 플랜트에서 170±10℃의 고온에서 생산하여 덤프트럭으로 운반하여 아스팔트 피니셔로 포설한 다음, 1차 전압은 120±10℃에서 10~12ton 마카뎀 롤러, 2차 전압은 95±10℃에서 8~10ton 타이어 롤러, 3차 전압은 75±10℃에서 7~8ton 탄뎀 롤러로 다짐하여 표층면을 포장한다.

본 발명의 아스팔트 포장 조성물은 기층면 포장재로 사용될 수 있으며, 표층면 포장재로도 사용될 수도 있다. 기층면과 표층면을 모두 본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 사용하여 포장할 수도 있다. 또한, 본 발명의 아스팔트 포장 조성물이 아닌 다른 포장 혼합물로 기층을 포장하고, 본 발명의 아스팔트 포장 조성물을 표층에 포장할 수 있으며, 본 발명의 아스팔트 포장 조성물로 기층을 포장하고 본 발명의 아스팔트 포장 조성물이 아니 다른 포장 혼합물로 표층을 포장할 수도 있다.

이하에서, 본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 혼입한 아스팔트 포장 조성물을 적용하여 교면 포장을 보수하는 공법을 설명한다.

(1) 포장층 제거

노면 파쇄기 등을 이용하여 포장층을 제거한다.

(2) 표면 처리

상기 포장층 제거 단계가 완료되면, 요철부를 평탄화하고 및 방수층을 제거하기 위하여 숏트블라스터를 이용하여 요철부를 평탄화하고 방수층을 제거하여 표면 처리를 한다. 표면을 처리한 후에는 흡입기를 이용하여 불순물을 제거한다.

(3) 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 도포

상기 표면 처리 단계가 완료되면, 기존 슬래브와의 부착력을 증가시키고 방수 효과를 얻기 위하여 본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 0.3리터/m² 정도로 도포함으로써 부착력 및 방수효과를 얻을 수 있다.

(4) 아스팔트 포장 조성물 포설

아스팔트 포장용 에폭시 조성물이 도포된 결과물 상에 아스팔트 포장 조성물을 포설한다. 즉, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물, 아스팔트 및 골재를 혼합하여 아스팔트 포장 조성물을 제조하고, 아스팔트 포장 조성물을 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 상에 포설한다. 이때 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 함량은 전체 아스팔트 포장 조성물 100중량％에 대하여 3∼12 중량%을 혼입한다.

(5) 정지

상기 아스팔트 포장 조성물의 포설 단계가 완료되면, 마무리면의 소요 평탄성과 종,횡 계획고 및 내구성이 우수한 표면이 유지되도록 하는 정지 단계를 실시하는데 여기서는 아스팔트 피니셔를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 포설된 아스팔트 포장 조성물을 기존 포장면과 평탄하게 되도록 포장 표면을 피니셔를 이용하여 정지한다.

(6) 표면 마무리

상기 정지 단계가 완료되면, 8∼10ton 롤러로 1차 다짐한 후 10∼12ton 롤러로 2차 다짐하고 7∼10ton 롤러로 표층을 마무리한다.

이하에서, 본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 혼입한 아스팔트 포장 조성물을 적용하여 도로를 보수하는 공법을 설명한다.

(1) 포장층 제거

파쇄기를 사용하여 포장층을 제거하고, 인력파쇄 및 핸드워터를 이용하여 방수층 및 열화된 콘크리트를 제거한 후, 흡입장치를 이용하여 청소한다.

(2) 바탕 처리

아크릴 폴리머 혼입 페이스트(특허 제10-0807850호에서 제시된 속경성 아크릴 개질 콘크리트 조성물임)를 사용하여 노출된 철근을 방청 처리한 후, 신 구 포장의 부착력을 증가시키기 위하여 프라이머 처리를 하여 바탕 처리한다. 상기 아크릴 폴리머 혼입 페이스트는, 속경성 시멘트 결합재 14∼16 중량%, 잔골재 45∼47 중량%, 굵은 골재 29∼31 중량%, 물 3∼5 중량%, 폴리머 에멀젼 4∼6 중량%로 구성 되되, 상기 속경성 시멘트 결합재는 전체 100 중량%에 대하여 초미립 시멘트 30∼50 중량%, 비정질 칼슘 알루미네이트 미분말 10∼20 중량%, 플라이애쉬 30∼50 중량%, 리튬 카보네이트 0.1∼1.0 중량%로 구성된 것일 수 있다.

(3) 단면 복구

강도 및 내구성이 우수한 폴리머 시멘트 모르타르를 사용하여 기존 포장층까지 단면을 복구한다. 상기 폴리머 시멘트 모르타르는 보통포틀랜드 시멘트 70~80중량%, 알루미나 시멘트 15~20중량%, 고로슬래그분말 5∼10중량%으로 이루어진 시멘트 결합재에 고흡수성 폴리머와 재유화형 분말수지를 중량비로 2∼8:4∼6로 혼입한 혼화제를 상기 시멘트 결합재 총 중량에 대하여 3∼5중량% 함유되고, 상기 시멘트 결합재와 상기 혼화제에 대하여 규사(예컨대, 6호사)가 중량비로 1:1 정도의 비율로 혼입한 것이 상기 폴리머 시멘트 모르타르이다.

(4) 에폭시 조성물 살포

상기 단면 복구 단계 후, 기존 표층과의 부착력을 높이고 방수 효과를 얻기 위하여 본 발명의 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 살포한다.

(5) 아스팔트 포장 조성물 포설

(6) 정지

(7) 표면 마무리

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

열변형이 적은 물성이 요구되는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물에 있어서,

내열성을 갖고 점도가 낮아 함침성을 갖는 분자량이 340∼400 범위의 사이클로알리파틱 변성 에폭시 수지;

분자량이 340∼7600 범위의 비스페놀-A형 에폭시 수지;

같은 당량(g/eq)대에서 저점도이고 내화학성 및 반응성을 갖는 분자량이 340∼360 범위의 비스페놀-F형 에폭시 수지; 및

폴리아민계 경화제 및 산무수물 경화제 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 경화제를 포함하며, 상기 경화제는 전체 에폭시 수지 100중량％에 대하여 20∼100중량%가 혼입된 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물.
제1항에 있어서, 가소성 및 내충격성을 향상시키기 위하여 분자량 780∼1400 범위의 이합체 변성 에폭시 수지를 더 함유하되, 상기 이합체 변성 에폭시 수지의 함량은 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 10∼50중량％인 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물.
제1항에 있어서, 탄력성과 기계적 강도를 높이고 내열성의 저하를 억제하기 위하여 분자량 350∼370 범위의 고무 변성 에폭시 수지를 더 함유하되, 상기 고무 변성 에폭시 수지의 함량은 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 10∼50중량％인 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물.
제1항에 있어서, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 박리 현상을 방지하기 위한 셀룰로오스를 더 함유하되, 상기 셀룰로오스의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％인 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물.
제1항에 있어서, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 층분리 현상을 방지하기 위한 분산제를 더 함유하되, 상기 분산제의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％이고, 상기 분산제는 벤토나이트인 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물.
제1항에 있어서, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 인장 및 휨 강도를 향상시키기 위해 천연고무를 더 함유하되, 상기 천연고무의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％인 것을 특징으로 하는 아스팔트 포 장용 에폭시 조성물.
제1항에 있어서, 아스팔트 포장용 에폭시 조성물의 가소성 향상과 점도를 조절하기 위해 모노글리시딜에테르 및 폴리글리시딜에테르 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 가소제를 더 함유하되, 상기 가소제의 함량은 아스팔트 포장용 에폭시 조성물 100중량％에 대하여 0.01∼3중량％인 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리아민계 경화제는, 지방족 변성 아민, 방향족 변성 아민 또는 지환족 변성 아민인 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물.
제1항에 있어서, 상기 산무수물 경화제는 지방족 산무수물, 지환족 산무수물 또는 방향족 산무수물인 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장용 에폭시 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 기재된 아스팔트 포장용 에폭시 조성 물에 아스팔트 및 골재가 혼입되어 아스팔트 포장 조성물을 이루며, 상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물은 상기 아스팔트 포장 조성물 100중량％에 대하여 3∼12 중량%가 혼입된 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장 조성물.
파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하는 단계;

숏트블라스터를 이용하여 요철부 및 방수층을 제거하여 표층을 표면 처리하는 단계;

표면 처리된 표층 상에 표층과의 부착력을 향상시키고 방수를 위해 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 기재된 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 살포하는 단계;

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물이 살포된 결과물 상에 제10항에 기재된 아스팔트 포장 조성물을 포설하는 단계;

상기 아스팔트 포장 조성물이 포설된 포장 표면을 피니셔를 이용하여 정지하는 단계; 및

롤러를 이용하여 다짐하여 포장 표면을 마무리하는 단계를 포함하는 교면 포장 보수공법.
파쇄기를 이용하여 포장층을 제거하고 방수층 및 열화된 콘크리트를 제거하 는 단계;

아크릴 폴리머 혼입 페이스트를 사용하여 노출된 철근을 방청 처리한 후, 포장의 부착력을 증가시키기 위하여 프라이머 처리하는 단계;

프라이머 처리된 결과물 상에 폴리머 시멘트 모르타르를 포설하여 포장층까지 단면을 복구하는 단계;

포설된 상기 폴리머 시멘트 모르타르 상에 부착력을 향상시키고 방수를 위해 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 기재된 아스팔트 포장용 에폭시 조성물을 살포하는 단계;

상기 아스팔트 포장용 에폭시 조성물이 살포된 결과물 상에 제10항에 기재된 아스팔트 포장 조성물을 포설하는 단계;

상기 아스팔트 포장 조성물이 포설된 포장 표면을 피니셔를 이용하여 정지하는 단계; 및

롤러를 이용하여 다짐하여 포장 표면을 마무리하는 단계를 포함하는 도로 보수공법.