KR20100124739A - 역청 혼합물의 제조를 위한 발열 혼합물의 용도 - Google Patents

역청 혼합물의 제조를 위한 발열 혼합물의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 물을 함유하는 역청 결합제를 주성분으로 하는 차갑거나, 따뜻하거나 적당히 따뜻한 역청 혼합물에서 상기 역청 혼합물의 온도를 증가시키기 위한 i) 산성 무수물 또는 산 염 및 ii) 염기성 무수물 또는 염기성 염의 발열 혼합물의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 발열 혼합물을 이용하여 역청 혼합물을 제조하는 방법, 이러한 방법으로 얻을 수 있는 역청 혼합물, 및 도로 표면의 제조를 위한 역청 혼합물의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 골재를 건조시키기 위한 상기 발열 혼합물의 용도 및 이러한 혼합물을 함유하는 골재에 관한 것이다. 끝으로, 본 발명은 역청 에멀젼에서 상기 발열 혼합물의 용도에 관한 것이다.

Description

역청 혼합물의 제조를 위한 발열 혼합물의 용도{USE OF AN EXOTHERMIC MIXTURE FOR MANUFACTURING A BITUMINOUS MIX}
본 발명은 도로 재료 조성물, 특히 아스팔트 콘크리트 조성물에 사용되는 첨가제 혼합물의 용도, 및 이러한 혼합물의 사용 방법에 관한 것이다. 이러한 조성물에서 이러한 혼합물을 사용하면, 물과 접촉시 아스팔트 콘크리트의 온도가 증가될 수 있다. 이러한 온도 증가는 도로 재료를 실현 및 도포하기 위한 조건을 개선하는 외에도 도로 재료의 기계적 특성을 개선한다.
아스팔트 콘크리트는 적어도 골재 및 역청 결합제(bituminous binder)의 혼합물이다. 대표적이고 비제한적으로, 1 내지 15 질량부의 잔류 아스팔트를 얻기에 충분한 양의 결합제가 85 내지 99 질량부(건조 중량)의 골재와 혼합된다. 조성 및 골재 골격(aggregate skeleton)에 따라, 연속적이거나 불연속적이고, 진하고, 묽고, 매우 묽거나 극단적으로 묽고(ultra-thin), 공극이 있고(다공질이거나 배수를 제공함), 낟알화되고(grained), 반낟알화되고(semi-grained), 조밀하거나 반조밀하고, 가능하다면 안정성이 있는 것 등의 아스팔트 콘크리트가 당업자에게 알려져 있고, 일반적으로 규격화되고, 예를 들어 하기 문헌에 기재되어 있다: union des syndicats des industries routieres de France (French Road Industry Union, USIRF) 및 Revue Generale des Routes et Aeodromes (General Review of Roads and Airfields)이 공동 발행한 2권짜리 저서인 "Asphalt Concretes"(Paris, 2001). 첨가제가 결합제, 골재 또는 아스팔트 콘크리트에 첨가될 수 있다. 아스팔트 콘크리트의 제조, 즉 상기 구성물들의 혼합은 여러 가지 방식으로 달성될 수 있다. 일반적으로 다음과 같이 두 부류의 방법이 있다: "핫"(hot) 방법 및 "코울드"(cold) 방법. 더욱 최근에는, 상기 두 방법들 사이의 중간인 "웜"(warm) 또는 "하프-웜"(half-wartm)이라 불리워지는 방법들이 소개되었다. 이러한 방법들 사이의 구별은 본질적으로 골재 온도에 의존한다.
"핫" 방법에 있어서, 골재는 드라이어(dryer)라고 불리워지는 장치에서 가열됨으로써 아스팔트가 골재에 잘 부착된다. 또한, 골재의 점도를 낮추고 골재의 피복을 양호하게 하기 위하여 아스팔트가 약 160 ℃까지 가열되기도 한다. 다음에, 이와 같이 형성되는 아스팔트 콘크리트는 도로에 뜨겁게(대표적으로 150 ℃ 이상) 도포된 다음, 뜨거운 상태를 유지하면서 치밀화되는데, 초기의 높은 온도는 아스팔트 콘크리트의 작업성을 확보해준다. 다음에, 상기 재료는 차가워짐에 따라 단단해진다.
코울드 방법에서, 골재는 건조되지 않고 그의 자연 습도를 유지하면서 상온에서 그대로 혼합된다. 다음에, 아스팔트는 여러 가지 형태를 가질 수 있는데, 가장 일반적인 것은 주위 온도에서 작업될 수 있도록 그다지 점착성이 아닌 제품을 제공하는 아스팔트 에멀젼이다. 상기 에멀젼은 때때로 약 50 ℃의 온도까지 가볍게 가열된다. 아직 일반적이지는 않지만 그 사용이 증가되고 있는 또 다른 방법은 적당한 방법에 따라 뜨거운 아스팔트(대표적으로 160 ℃)내로 직접 분사된 약간의 물과 접촉상태로 상기 아스팔트를 발포시킨 다음, 이러한 발포체(foam)를 적당한 자연 습도를 갖는 골재와 혼합하는 것으로 이루어진다. 상기 아스팔트 및/또는 분사되는 물에 첨가제를 첨가하여 발포체의 특성, 특히 안정성 및 체적을 변화시킬 수도 있다.
"웜" 또는 "하프-웜"이라 부르는 방법은 아직은 보편적으로 사용되지 않고 때때로 어떤 다른 이름(하프-핫 등)으로 불리지만, 당업자가 명백히 인식하고 있는 바와 같이 이러한 방법은 골재를 완전히 건조시키기에는 불충분하게 약간 재가열하거나 이를 100 ℃보다 약간 높은 온도에서 가열하는 것으로 이루어진다. 몇 가지 방법이 존재하는데, 예를 들어, 결합제는 차가운 아스팔트 콘크리트와 동일한 형태(아스팔트 에멀젼 또는 발포체)로 도입될 수 있다. 특히, 뜨거운 아스팔트 콘크리트의 제조 및 도포 온도를 감소시켜서 훈연(fume)의 방출을 제한하기 위한 목적이 있는 경우, 아스팔트 콘크리트가 일반적으로 사용되는 온도보다 낮은 온도에서의 그의 사용과 양립가능한 정도의 작업성(workability)을 유지하기 위하여 첨가제 또는 본래의 방법을 사용하는 것이 필요할 수 있다.
골재의 균일한 피복 및 신속한 냉각으로 인해 최종 아스팔트 콘크리트의 강하고 거의 즉각적인 결합(cohesion)을 확보하는 이점 때문에 뜨거운 피복(hot coating)이 명백히 탁월하지만, 몇 가지의 문제점이 있다. 실제로, 이의 사용에 필요한 온도는 다량의 에너지를 소모하여, 아스팔트 콘크리트의 최종 비용에 상당한 영향을 미친다. 또한, 이러한 높은 온도는 환경 및 작업자에게 해로운 휘발성 유기 화합물(VOCs), 먼지 및 훈연의 방출을 증가시킨다. 뜨거운 아스팔트를 이의 최종 사용 전에 저장 및 운반할 필요성 때문에 또 다른 한계가 발생한다. 끝으로, 혼합 동안의 높은 온도는 아스팔트의 노화를 촉진하여, 내구성을 제한함으로써, 도로를 균열 현상에 더욱 민감하게 만든다.
다른 방법인 웜 및 하프-웜 방법은 이러한 단점을 감소시키는데 도움을 주고, 이러한 의미에서 가장 효과적인 것은 논리적으로는 코울드 방법이다. 그러나, 이러한 방법은 한계가 있는데, 특히 경화(curing)라고 일반적으로 불리워지는 시간 동안 기계적 특성이 변화한다.
따라서, 아스팔트 에멀젼을 갖는 차가운 아스팔트 콘크리트의 경우, 이러한 변화는 에멀젼을 파괴시킨다. 즉, 아스팔트가 수성상(에멀젼)에 미세한 액적의 형태로 분산되어 있는 초기 상태로부터 아스팔트가 골재를 피복하는 막을 구성하는 최종 상태로 진행시킨다. 이는 뜨거운 아스팔트 콘크리트의 경우 만큼이나 효과적으로 치밀화하는 것을 방지하는 배수될 물의 존재뿐 아니라, 에멀젼과 골재 사이의 복잡한 상호작용 때문에 발생한다.
아스팔트 발포체를 갖는 차가운 아스팔트 콘크리트의 경우, 이러한 변화는 잘 이해되지 않지만, 아마도 뜨거운 아스팔트 콘크리트 만큼이나 효과적으로 치밀화하는 것을 방해하는 배수될 물의 존재 때문이다. 이러한 문제는 차가운 아스팔트 콘크리트의 기계적 특성을 시간(경화라 불리워짐)에 따라 변화시키고, 따라서, 교통에 다시 개방되기에 앞서 상기 재료를 경화시키기 위한 아주 긴 시간을 때때로 필요로함으로써 사용자의 불편함을 증가시킨다. 이러한 문제는 주위 온도가 낮을수록 그리고 습도가 높을수록 더욱 두드러짐으로써, 낮은 온도, 대표적으로는 10 ℃ 미만의 온도에서 이러한 재료를 적용하는 것을 어렵게 만들거나 심지어는 기술적으로 위험하게 만든다.
이러한 문제를 완화하기 위하여 따뜻하고(warm) 적당히 따뜻한(half-warm) 아스팔트 콘크리트가 오늘날 연구되고 있으나, 차가운 아스팔트 콘크리트의 경우보다 명백히 더욱 많은 에너지 소비 비용을 지출한다.
WO　2005/028756호의 발명자들은 차가운 아스팔트 콘크리트를 도포할 때 그 온도를 30 내지 65 ℃까지 기계적으로 증가시킴으로써(적외선, 자외선, 고주파 또는 마이크로파로 가열하거나 뜨거운 공기와 접촉시켜서) 상기의 문제를 해결하고자 시도하고 있다. 그러나, 이러한 추가적인 단계는 특별한 가열 장치의 사용을 필요로 함으로써 차가운 아스팔트 콘크리트의 도포 또는 제조를 위한 기존 장치의 수정을 필요로 한다. 또한, 이러한 단계는 가열을 위한 에너지를 필요로 한다. 따라서, 종래 기술의 문제에 대한 덜 복잡하고 더욱 에너지 절감적인 해결방안을 찾는 것이 바람직하다.
따라서, 놀랍게도 본 발명자들은 특정 첨가제들의 혼합물이 차가운 아스팔트 콘크리트와 혼합되면 물과의 발열 반응을 통해 온도를 증가시키는 것을 가능하게 된다는 것을 발견했다. 따라서, 이러한 온도 증가는 골재나 결합제를 미리 가열할 필요없이, 그리고 아스팔트 콘크리트용의 특별한 가열 장치를 사용하지 않고 얻어질 수 있기 때문에, 에너지를 실질적으로 절감하는 것이 가능하다. 이러한 온도 증가의 이점은 다음과 같다:
- 역청 결합제의 점도를 감소시켜 아스팔트 콘크리트의 작업성을 개선함으로써 도포 및 치밀화 후 적소에서의 치밀화를 증가시키고;
- 아스팔트 콘크리트의 결합 및 경화 속도를 개선하여 표면 경화를 촉진함으로써, 일반적인 차가운 아스팔트 콘크리트 표면의 저항성의 민감성 문제를 제한하고;
- 아스팔트 콘크리트의 잔류 수분 함량을 감소시켜 경화 속도를 증가시킴으로써 그 표면 위를 지나갈 수 있을 때 까지의 시간을 감소시키고;
- 아스팔트 콘크리트의 최종 기계적 강도를 증가시키고;
- 물의 작용 외에도 표면 손상에 대한 아스팔트 콘크리트의 양호한 저항성에 중요한 골재 피복 품질을 개선한다.
따라서, 본 발명은 차갑거나(cold), 따뜻하거나(warm) 적당히 따뜻한 (half-warm)한 아스팔트 콘크리트, 특히 아스팔트 에멀젼 또는 발포체를 갖는 아스팔트 콘크리트일 수 있는 물을 함유하는 아스팔트 콘크리트에서, 상기 아스팔트 온도를 증가시키기 위한 i) 1종 이상의 산 무수물 또는 산 염 및 ii) 1종 이상의 염기성 무수물 또는 염기성 염의 발열 혼합물의 용도에 관한 것이다.
본 발명을 더욱 잘 이해하기 위하여, 하기의 정의를 제공하는 것이 바람직한 것으로 보인다:
아스팔트는 대표적으로 95 질량% 이상의 아스팔트를 본질적으로 함유하고 아마도 1종 이상의 중합체 및/또는 1종 이상의 산 또는 염기 및/또는 1종 이상의 에멀젼화제 및/또는 1종 이상의 증점제(viscosifier) 및/또는 1종 이상의 융제(flux) 및/또는 1종 이상의 가소제 및/또는 조성물의 특성 조절을 가능하게 하는 어떠한 다른 첨가제를 함유하는 도로 아스팔트 또는 어떠한 조성물을 의미한다. 예를 들어, 도로 아스팔트, 순수 아스팔트, 융제처리 또는 유동화된 아스팔트, 중합체에 의해 개질된 아스팔트, 반발포 아스팔트, 발포 아스팔트에 의해 부분적으로 개질된 아스팔트, 및 이들 아스팔트들의 모든 조합이 있다. 중합체에 의해 개질된 아스팔트는 NF　EN　125291 규격 및 다음 문헌["Technical Guide: use of modified binders, special asphalts and asphalts with additives in roadwork" published by the Laboratoire Central des Ponts et Chaussees (Central Laboratory of Bridges and Roadway, LCPC)" (ISSN 1151- 1516 ISBN 2-7208-7140-4)]에 정의되어 있다. 아스팔트를 개질하기 위해 사용가능한 중합체중에서, 하기의 것들이 언급될 수 있다: 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 아스팔트/중합체 혼합물의 양호한 안정성을 확보하는 부틸 아크릴레이트 및 메틸 글리시딜 아크릴레이트 작용기를 갖는 에틸렌 사슬의 화합물과 같은 삼중합체, 및 균열 및 패임을 크게 개선하는 엘라스토머 및 플라스토머. 확대 해석하면, 아스팔트는 흑색이 없이 아스팔트의 특성을 재현함으로써 비흑색 아스팔트 콘크리트를 제공하기 위한 비아스팔트 합성 결합제를 의미할 수도 있다.
역청 결합제(bituminous binder)는 아스팔트 및 아마도 1종 이상의 첨가제 및/또는 1종 이상의 에멀젼화제 및/또는 1종 이상의 증점제 및/또는 1종 이상의 융제 및/또는 1종 이상의 가소제 및/또는 특성 조절을 가능하게 하는 어떠한 다른 첨가제를 함유하는 어떠한 조성물을 의미한다. 예를 들어, 아스팔트, 중합체에 의해 변형된 아스팔트, 아스팔트 에멀젼 및 아스팔트 발포체(asphalt foam)를 들 수 있다.
아스팔트 콘크리트는 아스팔트와 역청 결합제의 검량 혼합물(calibrated mixture)을 의미하는 것으로, 아마도 1종 이상의 첨가제, 예를 들어 유기 또는 무기 섬유, 재생 타이어 및 여러 가지 폐기물(케이블, 폴리올레핀 등) 유래의 고무 분말(rubber crumb)을 함유하는 혼합물 외에도 모든 비율의 혼합물들을 의미한다. 바람직한 적용 분야는 도로 공사이지만, 구조물이나 댐을 밀폐하기 위하여도 사용할 수 있다.
골재는 채석장 또는 자갈밭 유래의 골재, 오래된 아스팔트 콘크리트, 공장 불량품, 재생 건축 자재(파괴된 콘크리트 등), 슬래그 및 혈암의 분쇄로부터 얻은 골재와 같은 재생 제품, 모든 소오스, 특히 시영 고체 폐기물 소각로(MSWI) 바닥부 애시 유래의 인공 골재, 및 모든 비율의 혼합물을 포함한, 여러 가지 기원의 도로 골재이다. 일반적으로 골재는 0/Dmax의 범위내에서 선택된 입도를 갖는데, Dmax는 XP　P　18-540 규격에 따라 정의되는 것과 같은 골재의 최대 직경으로서 일반적으로는 4 내지 31.5 mm 범위이다. 일반적으로 골재는 0.063　mm의 체(screen)를 통과할 수 있는 미세한 무기 입자, 미세한 석회암(탄산칼슘), 시멘트 또는 수화 석회와 같은 천연 또는 도입된 입자를 함유한다.
본 발명에 따른 첨가제로서 이용되는 화합물 i) 및 ii)의 발열 혼합물은 특히 미국특허 6,248,257호에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 발열 혼합물에서 사용할 수 있는 산 무수물(화합물 i))의 예로는 오산화인(P2O5); 모노인산나트륨; 폴리인산과 같은 부분적으로 수화된 산 무수물; B2O3 및 BO와 같은 다른 비금속 산화물; 아세트산 무수물, 포름산 무수물, 프로피온산 무수물, 부틸산 무수물, 이소부틸산 무수물, 발레르산 무수물, 이소발레르산 무수물, 피발산 무수물, 카프로산 무수물, 카프릴산 무수물, 카프르산 무수물, 라우르산 무수물, 말론산 무수물, 숙신산 무수물, 글루타르산 무수물, 아디프산 무수물, 피멜산 무수물, 프탈산 무수물 및 말레산 무수물과 같은 카르복시산 무수물, 또는 이들의 혼합물이 있다. 오산화인 및 모노인산 나트륨 또는 이들의 혼합물이 본 발명의 범위에서 특히 바람직하다. 오산화인이 아주 더 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 발열 혼합물에서 사용가능한 염기성 무수물(화합물 ii))의 예로는 특정의 수산화칼슘을 함유하는 것으로 당업자에게 잘 알려져 있는 산화 칼슘 또는 석회(CaO)와 같은 부분적으로 수화된 염기성 산화물이 있다. 염기성 무수물의 다른 예로는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 마그네슘, 스트론튬 및 바륨중에서 선택된 금속의 산화물이 있다. 따라서, 이러한 산화물로는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, MgO (마그네시아), CaO (석회), SrO, 및 BaO가 있다. 석회 (CaO) 및 마그네시아 (MgO) 또는 이들의 혼합물이 본 발명의 범위에서 특히 바람직하다. 석회 (CaO)가 더욱 특히 바람직하다.
본 발명의 범위에서, 용어 "산 염"은 물에 희석된 후 수용액의 pH가 7 미만으로 감소하는 염을 말하고, 용어 "염기성 염"은 물에 용해된 후 수용액의 pH가 7을 초과하여 증가하는 염을 말한다.
따라서, 본 발명에 따른 발열 혼합물에서 사용가능한 산 염(화합물 i))의 예로는 염화알루미늄(AlCl3), 염화아연(ZnCl2), 사염화티타늄(TiCl4), 염화제1철(FeCl2), 염화제2철(FeCl3) 및 질산제2철(Fe(NO3)3)이 있다. 염화알루미늄이 높은 열을 발생하기 때문에 바람직한 산 염이다.
본 발명에 따른 발열 혼합물에서 사용할 수 있는 염기성 염(화합물 ii))은 아세트산 나트륨, 벤조산 나트륨 및 아스코르브산 나트륨이다. 아세트산 나트륨이 바람직한 염기성 염이다.
본 발명의 범위에서 바람직한 발열 혼합물은 하기의 특성들 중 하나 이상을 갖는 것들이다: 1) 물과의 반응 동안 비교적 많은 열의 생성; 2) 물질 및 제제의 분류에 관하여, 특히 유럽(지령 1967/548/EC 및 1988/379/EC 및 이들의 후속 개정판) 및 북미에서 효력있는 법률에 따라 위험물로 분류되지 않는 반응 생성물의 형성. 바람직하게, 화합물 i)은 산 무수물이고, 화합물 ii)는 염기성 무수물이다. 특히, 그 반응 생성물(들)은 아스팔트 콘크리트의 구성 성분들의 하나 이상의 물리화학적 특성중 하나 이상의 악화를 초래하지 않거나, 발효된 기준에 따라 독성 또는 생태독성으로 분류되지 않아야 한다.
오산화인과 석회의 발열 혼합물 또는 모노인산나트륨과 마그네시아의 발열 혼합물 또는 오산화인과 마그네시아의 발열 혼합물이 본 발명의 범위에서 특히 바람직하다.
오산화인과 석회의 발열 혼합물이 수화 및 중화 반응으로부터 열을 실질적으로 생성하므로 본 발명의 범위에서 아주 특히 바람직하다.
실제로, 본 발명의 범위에서, 열은 1종 이상의 산 무수물, 산 염, 염기성 무수물 또는 염기성 염에 의해 생성된다. 또한, 추가적인 열은 얻어지는 산성 또는 염기성 수화 생성물을 중화함으로써 얻어진다. 바람직하게, 열을 생성하는 연속적이거나 후속되는 반응은 pH가 4 내지 10, 바람직하게는 6 내지 8인 최종 생성물을 제공한다.
본 발명에 따른 발열 혼합물의 조성의 바람직한 예가 하기 표 1에서 보여진다(물의 양(중량)은 표에 포함되어 있지 않음).
화합물 i) (산) 화합물 ii) (염기) 반응후 얻은 생성물 열생성 (kJ/kg)
AlCl3 MgO Al(OH)3 + MgCl2 (aq) 2349
FeCl3 MgO Fe(OH)3 + MgCl2 (aq) 1465
P2O5 MgO Mg3(PO4)2 (s) 1968
AlCl3 Na2O Al(OH)3 + NaCl (aq) 3903
AlCl3,6H2O Na2O Al(OH)3 + NaCl (aq) 1435
NaHCO3 Na2O Na2CO3 (aq) 1251
FeCO3 Na2O Na2CO3 (aq) + FeO 1505
FeCl3,6H20 Na2O Fe(OH)3 + NaCl (aq) + H2O 2335
HC2H3O2 Na2O NaC2H3O2 (aq) + H2O 2617
B2O3 Na2O NaBO2 (aq) 2708
B2O3 Na2O Na2B4O7 (s) 2038
P2O5 Na2O Na3PO4 (aq) 3915
P2O5 Na2O Na2HPO4 (aq) 3615
(CH3CO)2O Na2O NaC2H3O2 (aq) 2512
P2O5 CaO Ca3(PO4)2 (s) 2407
FeCl3 CaO Fe(OH)3 + CaCl2 (aq) 1454
AlCl3 CaO Al(OH)3 + CaCl2 (aq) 2363
C4H4O3 CaO CaC4H2O3 1765
H2C2O4 CaO CaC2H2O4 (aq) + H2O 1463
(CH3CO)2O CaO Ca(C2H3O2)2 (aq) 1619
바람직하게, 본 발명에 따른 발열 혼합물, 즉, 발열 혼합물의 화합물 i) 및 ii) (즉, 무수물 및 염)은 상온에서 고체 또는 액체 형태이고, 바람직하게는 고체 형태이다. 실제로, 이러한 특징은 발열 혼합물의 용이한 취급을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 발열 혼합물에서 (산 무수물 또는 산 염)과 (염기성 무수물 또는 염기성 염)사이의 질량비는 아주 다양할 수 있다. 일반적으로, 상기 화합물들의 질량비는 열의 생성을 증가시키고 중성 반응 생성물을 제공하도록 선택된다. 따라서, 상기 발열 혼합물의 화합물 i) 또는 ii)의 과량(중량)이 반응을 얻기 위해 필수적일 수 있다.
바람직하게, 1/99 내지 99/1의 산과 염기성 화합물의 질량비가 사용된다. 바람직하게, 이러한 비는 70/30 내지 30/70, 더욱 바람직하게는 55/45 내지 45/55이다.
본 발명에 따른 열을 생성하는 발열 혼합물의 특정 화합물의 선택은 특정 용도에 요구되는 열의 양에도 의존한다. 바람직하게, 본 발명의 범위에서, 초기 아스팔트 온도에 상관없이, 1 내지 100 ℃, 바람직하게는 5 내지 20 ℃의 아스팔트 콘크리트 온도 증가를 얻는 것이 유용하다. 일반적으로, 상기 온도는 아스팔트 콘크리트의 도포시의 온도를 조절하도록 증가된다.
아스팔트 콘크리트 도포 온도는 살포(spreading) 또는 치밀화(compacting) 동안의 아스팔트 콘크리트 온도를 의미한다.
아스팔트 콘크리트가 이의 도포에 필요한 온도를 가지도록 온도 증가를 선택할 때 운송도 고려된다.
본 발명에 따른 발열 혼합물은 예를 들어 골재의 자연 습도로부터 유래할 수 있는 아스팔트 콘크리트에 함유된 물, 아스팔트 콘크리트 또는 아스팔트 에멀젼의 제조 동안에 도입되는 물, 및/또는 골재에 함유된 물과 접촉시킴으로써 활성화된다. 발열 혼합물에 의한 열의 생성을 조절하고 대표적으로는 지연하기 위하여 지연제(retarder)가 발열 혼합물에 포함될 수 있다. 따라서, 이러한 지연제는 발열 반응, 특히 열 생성 반응을 조절한다. 상기 지연제는 고려된 제제(formula)를 구성하는 다른 반응물들이 제제의 구성 성분들 중 하나 이상에 접근하는 것을 제한한다(물의 확산을 제한하고, 하나 이상의 구성 성분들의 용해도를 감소시키는 것 등). 또한, 이러한 지연제는 하기의 목록에서 선택되는 것이 바람직하다:
- Borax, 붕산 또는 오르토붕산 또는 더욱 일반적으로는 대부분의 붕산염계 화합물
- 염화 나트륨
- 타르타르산 및 이의 염
- 아디프산 및 이의 염
- 시트르산 및 이의 염
- 글루타르산 및 이의 염
- 스테아르산 및 이의 염
- 옥살산 및 이의 염
- 아세토히드록삼산
- 플루오라이드 및 실리코플루오라이드
- 피로인산염, 트리폴리인산염 및 헥사메타인산염과 같은 인산염 및 폴리인산염의 알칼리 또는 알칼리 토염.
- Rohm and Haas의 Acumer®1000 또는 Ashland의 Millsperse® 또는 Drewgard®과 같은 상업적인 제품.
본 발명에 따른 발열 혼합물에 포함되는 지연제의 품질은 특히 발열 혼합물의 화합물에 대한 원하는 열량, 및 원하는 지연 효과에 의존하게 된다. 바람직하게, 지연제는 본 발명에 따른 발열 혼합물의 1 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 더 더욱 바람직하게는 5 내지 14 중량%를 차지한다. 바람직하게, 상기 지연제는 열 발생을 수 분 내지 수 시간(예를 들어 2 시간) 지연시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 하나의 특정의 구현예에서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 아스팔트 콘크리트의 건조 골재의 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 6 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 2 중량%의 양으로 사용된다.
또한, 본 발명은 바람직하게는 에멀젼 또는 아스팔트 발포체 형태로, 물 함유 아스팔트 결합제를 이용하여 골재를 피복하여 도로 표면용의 차갑거나, 따뜻하거나 적당히 따뜻한 아스팔트 콘크리트를 제조하는 방법으로서, 본 발명에 따른 발열 혼합물을 골재 및/또는 물을 함유하는 골재/역청 결합제 혼합물에 첨가하여, 바람직하게는 5 내지 20 ℃의 아스팔트 콘크리트 온도 증가를 얻는 것을 특징으로 하는 제조 방법에 관한 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 특히 10 ℃ 이하의 외부 온도, 더욱 특히 -10 ℃ 내지 10 ℃의 외부 온도에서 차가운 아스팔트 콘크리트의 도포 기간을 연장시키는 것을 가능하게 한다. 마찬가지로, 이러한 발열 혼합물은 따뜻하거나 적당히 따뜻한 아스팔트 콘크리트의 도포 동안 초기 기계적 특성 또는 적소에 도포후의 최종 기계적 특성을 조절하기 위해 사용될 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 모든 유형의 차갑거나, 따뜻하거나 적당히 따뜻한 아스팔트 콘크리트의 제조를 위해 사용될 수 있고, 바람직하게는 아스팔트 에멀젼 또는 발포체 형태의 역청 결합제를 함유하는 아스팔트 콘크리트에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 골재는 위에서 정의한 모든 유형의 골재일 수 있다.
하나의 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 물을 함유하는 역청 결합제로 피복되기 전에 골재 및/또는 미립자에 첨가된다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 물을 함유하는 역청 결합제로서 골재를 피복하는 동안, 즉 골재를 물을 함유하는 역청 결합제와 혼합하는 동안에 첨가된다.
제 3의 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 아스팔트 콘크리트의 도포 후, 바람직하게는 살포 후 및 치밀화 전 또는 후에 아스팔트 콘크리트에 첨가된다.
이러한 세 개의 구현예들의 각각에 있어서, 필요한 경우, 지연제가 발열 혼합물과 동시에 첨가된다.
또 다른 바람직한 구현예에 따라, 본 발명에 따른 발열 혼합물의 화합물 i) 및 ii)는 이들이 합쳐지는때 발열 반응을 유도하도록 아스팔트 콘크리트의 다른 성분들(골재 및 물 함유 역청 결합제)중 하나의 성분과 함께 별도로 포함된다. 예를 들어, 화합물 i)은 골재와 혼합될 수 있고, 화합물 ii)는 물 함유 역청 결합제와 혼합됨으로써, 골재와 결합제의 혼합동안 발열 반응이 생성될 수 있도록 한다. 지연제를 사용하는 경우, 이는 하나의 반응물 및/또는 다른 반응물과 함께 도입될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 아스팔트 콘크리트의 제조시, 이의 도포시(살포, 치밀화 동안 또는 이러한 단계들중 하나의 직전 또는 직후) 또는 이의 도포후 아스팔트 콘크리트에 직접 첨가되거나 골재에 첨가될 수 있다. 일반적으로 아스팔트 콘크리트는 도로에 살포하는 단계 및 치밀화 단계를 통해 도포된다. 일반적으로, 피복 후, 얻어지는 아스팔트 콘크리트는 저장된 다음, 피복이 작업 현장에서 수행되지 않는 경우 도포될 작업 현장에 운반될 수 있다. 따라서, 차가운 아스팔트 콘크리트는 살포 후, 즉 저장 단계의 존재 여부에 상관없이 피복 후 및 도포 장소에의 운반 전후, 및/또는 살포 동안 및/또는 살포후 치밀화 동안에 본 발명에 따른 발열 혼합물 및 어쩌면 지연제를 첨가함으로써 가열될 수 있다.
본 발명에 따른 발열 혼합물에 의한 온도 증가는 아스팔트 콘크리트에 존재하는 물 및 결합제의 온도를 명백히 증가시킨다. 결합제의 온도 증가는 이의 점도를 상당히 변화시킬 수 있기 때문에, 아스팔트 콘크리트의 피복 품질 및 작업성, 예를 들어 치밀성(compactabilty)을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법으로 얻을 수 있는 아스팔트 콘크리트에 관한 것이다. 바람직하게, 이러한 아스팔트 콘크리트는 본 발명에 따른 발열 혼합물의 화합물 i) 과 ii) 사이의 반응 생성물을 포함한다. 이러한 반응 생성물은 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트에 유익한 특성을 제공할 수도 있다. 실제로, 이는 통상적으로 사용되는 미립자보다 아스팔트를 더욱 단단하게 하고 아스팔트 콘크리트의 내수성을 개선한다. 이는 반응 생성물이 히드록시아파타이트(석회와 인산 무수물의 발열 혼합물과 물의 반응에 의해 얻어진 인산삼칼슘)인 경우에 특히 그러하다.
따라서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 과도한 에너지 비용을 회피하면서 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트의 도포 및 경화를 개선하는 외에도, 개선된 기계적 특성 및 더욱 좋은 내수성을 갖는 아스팔트 콘크리트를 얻고 반응 생성물을 통해 더욱 좋은 강도(rigidity)를 갖는 아스팔트를 얻는 것을 가능하게 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트는 골재의 중량을 기준으로 5 내지 12 중량%, 바람직하게는 7 내지 10 중량%의 결합제를 포함한다.
본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트는 예를 들어, 자갈 에멀젼 또는 자갈 발포체, 차가운 아스팔트 콘크리트, 조밀하거나 다공질인 차가운 아스팔트 콘크리트, 차가운 유동(pour) 아스팔트 콘크리트, 또는 오래된 도로의 현장 또는 중심적 재생으로부터의 아스팔트 콘크리트일 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트의 역청 결합제는, 그대로 또는 에멀젼 또는 발포체의 형태로 사용되는 도로 아스팔트, 순수 아스팔트, 융제처리 또는 유동화된 아스팔트, 중합체에 의해 개질된 아스팔트, 반발포 아스팔트, 발포 아스팔트에 의해 부분적으로 개질된 아스팔트 및/또는 이들의 혼합물 중에서 선택된다.
본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트(코울드, 웜 또는 하프-웜 방법으로부터 얻어진 것)는 특히 도포 및 경화 기간에 관하여 개선된 기계적 특성을 갖는다.
또한, 본 발명은 도로 표면의 제조를 위한 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 발열 혼합물을 아스팔트 에멀젼에 직접 이용하는 것에 관한 것이다. 이러한 에멀젼은 에멀젼의 모든 용도, 예를 들어, 접착층 (bonding layer), 표면 피복층, 시일러(sealer) 또는 경화제(cure)로 단독으로 사용될 수 있거나 아스팔트 콘크리트에서 골재의 존재하에 사용될 수 있다. 상기 에멀젼이 스프레더, 램프(ramp), 노즐 등에 의해 도포되는 때, 본 발명에 따른 발열 혼합물이 도입된다.
또한, 본 발명은 물 함유 역청 결합제를 주성분으로 하는 차갑거나, 따뜻하거나 또는 적당히 따뜻한 아스팔트 콘크리트에 사용되는 골재에 관한 것으로, 본 발명에 따른 발열 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 골재에 관한 것이다.
바람직하게, 상기 골재는 붕산이나 트리폴리인산염(tripolyphosphate) 중에서 바람직하게 선택되는 지연제도 포함한다.
끝으로, 본 발명은 도로 표면용 골재 및/또는 미립자를 건조시키기 위한 본 발명에 따른 발열 혼합물의 용도에 관한 것이다.
바람직하게, 이러한 골재 및/또는 미립자는 에멀젼 상태의 역청 결합제에 기반하는 차갑거나, 따뜻하거나 적당히 따뜻한 콘크리트에 사용하기 위한 것이다.
실제로, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 수분 함량을 변화시키기 위하여 천연(토양, 자갈 등) 또는 재구성된 골재 혼합물 단독과 함께, 즉 역청 결합제가 없이 사용될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면 및 하기의 실시예를 참조하면 더욱 잘 이해된다.
도 1은 골재(200　g)과 물(20　g)의 조성물에 존재하는 본 발명에 따른 발열 혼합물(모노인산나트륨/마그네시아: 60/40)의 양(건조 골재의 전체 중량에 대한 중량%)에 따라 얻어진 최대 온도 증가(℃)를 나타낸다.
도 2는 조성물에 존재하는 마그네시아의 전체 중량에 대한 중량%로서 조성물에 존재하는 지연제(붕산)의 양에 따라, 100 g의 본 발명에 따른 발열 혼합물(모노인산나트륨/마그네시아: 60/40)이 80g의 물과 반응하는데 필요한 시간인 시멘트 경화 시간(분)을 나타낸다.
도 3은 200 g의 도로 골재, 20 g의 물 및 건조 골재의 전체 중량에 대하여 1 또는 2 중량%의 본 발명에 따른 발열 혼합물(MgO/P2O5)을 함유하는 조성물에 대한 마그네시아/오산화인(Mg/P)의 몰비에 따른 최대 온도 증가(DT; ℃)를 나타낸다.
도 4는 18 ℃ 및 55% 상대 습도에서 경화 시간(일)에 따라 시험한 3 개의 아스팔트 콘크리트 제제의 복소 탄성계수 표준(15 ℃ 및 10　Hz에서 MPa)을 나타낸다. 제제 1(F1)은 본 발명에 따른 발열 혼합물을 함유하지 않고, 제제 2(F2)는 건조 골재의 전체 중량을 기준으로 1 중량%의 포틀랜드 시멘트를 함유하고, 제제 3(F3)은 건조 골재의 전체 중량을 기준으로 1 중량%의 본 발명에 따른 발열 혼합물(또는 포스포-마그네시아 시맨트=마그네시아 및 모노인산나트륨의 혼합물)을 함유한다.
도 5는 본 발명에 따른 발열 혼합물을 함유하지 않는 CPA 대조 제제 및 건조 골재의 전체 중량을 기준으로 2 중량%의 발열 혼합물(생석회/오산화인: 77/23)을 함유하는 CPA 제제 2에 대한 차가운 유동성 아스팔트(CPA)의 시료와 상온 사이의 온도 편차(T-Tamb; ℃)를 나타낸다.
본 발명을 하기의 실시예에 의해 예시된다.
실시예 1: 발열 반응의 확인
본 발명에 따른 다양한 양의 발열 혼합물을, Pt. Pierre 채석장에서 얻은 도로 골재 및 물을 함유하는 조성물에 첨가하여, 도로공사에 사용되는 것들과 밀접한 비율로 본 발명에 따른 발열 혼합물의 가능성을 확인한다. 이 실시예에서 사용되는 본 발명에 따른 발열 혼합물은 모노인산나트륨 및 마그네시아(60%:40% 질량비)의 혼합물이다. 상기 성분들을 20 ℃에서 최소한 하룻밤 동안 방치한다.
발열 혼합물이 없는 대조 조성물과, 골재, 물, 및 증가하는 양의 본 발명에 따른 발열 혼합물을 함유하는 조성물의 사이에서 측정된 온도 증가를 이용하여 발열 반응을 정량한다. 그 측정은 조성물의 코어에 담가진 열전대를 이용하여 Dewar 플라스크에서 실시한다. 관찰되는 온도 편차를 도 1에서 도시한다.
조성물의 질량 조성:
골재: 200　g
- 40% 0/4,
- 18% 4/6,
- 42% 6/10.
물: 20　g
본 발명에 따른 발열 혼합물(모노인산나트륨/마그네시아 (60/40)): 0 내지 90　g
본 발명에 따른 발열 혼합물은 충분한 양으로 도입되는 때, 역청질 조성물에 대하여 고려되는 것들과 밀접한 비율로 골재/물 조성물 온도를 10 ℃ 이상 증가시키는 열 방출을 발생하는 것으로 보인다.
실시예 2: 본 발명에 따른 발열 혼합물과 물 사이의 반응("시멘트 경화" 라함 )에 미치는 지연제 첨가의 영향
이 실시예에서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 모노인산나트륨과 마그네시아의 혼합물이다. 사용되는 지연제는 붕산이다. 발열 혼합물과 물의 반응에 의해 형성되는 포스포-마그네시아 시멘트의 경화는 발열 반응의 세기에 의존한다. 시멘트 제조에 사용시 표준 NF　P15-413에 따른 Vicat 침입도 테스트(penetrometer test)에 의한 경화의 측정은 발열 반응을 정량하는 것을 가능하게 한다. 관찰되는 경화 시간이 도 2에서 보여진다.
조성물의 질량 조성:
물: 80　g
발열 혼합물(모노인산나트륨/마그네시아(60/40): 100　g
H3BO3 지연제: 0 내지 16　g
적당한 지연제는 예를 들어 수 분 내지 2 시간 범위의 경화 시간에 의해 반영되는 본 발명에 따른 발열 혼합물과 물의 반응 시간을 지연시키는 것으로 보인다.
실시예 3: 본 발명에 따른 발열 혼합물의 또 다른 예
도로공사에 고려되는 것들과 밀접한 비율로 본 발명에 따른 발열 혼합물의 가능성을 확인하기 위하여, 실시예 1의 Pt. Pierre 체석장에서 얻은 도로 골재를 이용하여 물 및 다양한 양의 또 다른 발열 혼합물을 함유하는 다른 조성물을 제조한다.
이 실시예에서, 본 발명에 따른 발열 혼합물은 여러 가지 몰비(0.5 내지 2)의 마그네시아(MgO)와 오산화인(P2O5)의 혼합물이다. 우선 상기 구성성분을 20 ℃에서 최소한 하룻밤 동안 방치한다.
발열 혼합물이 사용되지 않은 대조 온도와 건조 골재의 전체 중량을 기준으로 1 내지 2 질량%의 본 발명에 따른 혼합물을 함유하는 조성물 사이에서 측정된 최대 온도 증가를 이용하여 발열 반응을 정량한다. 이러한 측정은 조성물의 코어에 담가진 열전대를 이용하여 Dewar 플라스크에서 실시한다. 관찰되는 온도 편차를 도 3에서 도시한다.
조성물의 질량 조성:
골재: 200　g
- 40% 0/4,
-18% 4/6,
-42% 6/10.
물: 10　g
여러가지 상이한 몰비를 갖는 MgO/P2O5의 발열 혼합물: 건조 골재의 질량에 대하여 1 내지 2 질량%
MgO 및 모노인산 나트륨을 주성분으로 하는 발열 혼합물처럼, 마그네시아 및 인산 무수물을 함유하는 혼합물은 소량으로도 충분한 발열 반응을 발생한다.
실시예 4: 차가운 아스팔트 콘크리트의 제제에서 본 발명에 따른 발열 혼합물의 용도
아래에 기재하는 몇 가지 차가운 아스팔트 콘크리트 제제(CAC)의 구성 성분들을 SR Consulting의 SRC 50/1 믹서에서 혼합하고, 얻어지는 아스팔트 콘크리트를 치밀화하여 직경이 160 mm 이고 높이가 약 150 mm 이고 공극 함량이 17%인 원통형 시편을 얻는다. 다음에, 시편을 18 ℃ 및 55% 상대 습도에서 수 주간 저장하고 이들의 복소 탄성계수의 표준을 저장 시간에 따라 MTS 유압 프레스상에서 15 ℃ 및 10　Hz에서 측정한다(도 4).
이 실시예에서 사용된 본 발명에 따른 발열 혼합물은 60 질량%의 마그네시아를 40 질량%의 모노인산나트륨과 혼합하여 얻은 포스포-마그네시아 시멘트이다.
사용된 역청 에멀젼은 Eurovia에 의헤 제조된 것으로, 60% ECL-60 아스팔트를 함유하는 느리게 파괴되는 양이온성 에멀젼(NF　T65　011 규격에 따름)이다.
조성
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003

CAC와 같은 차가운 아스팔트 콘크리트에 첨가되는 본 발명에 따른 발열 혼합물은 특히 경화 기간 동안 기계적 특성을 개선하여 최소한 6일의 경화 후에도 더욱 높은 탄성율을 제공하는 것으로 보인다.
실시예 5: 차가운 유동성 아스팔트 콘크리트의 제제에서 본 발명에 따른 발열 혼합물의 용도
아래에 기재되고 5 ℃의 기후 챔버에서 하룻밤 동안 미리 저장한 몇 가지 차가운 유동성 아스팔트 콘크리트(CPA)의 구성 성분들을 에나멜칠한 사발(bowl)에서 손으로 혼합하고 얻어지는 CPA를 약 1　cm 두께의 웨이퍼내로 살포한다. 열전대를 약 1 kg 중량의 상기 웨이퍼내로 활주 이동시키고, 시간에 따라 온도를 측정한다(도 5). 본 발명에 따른 발열 혼합물을 함유하지 않는 대조 CPA (CPA　1)의 온도는 주위 온도가 약 20 ℃인 실험실내의 밴치(bench)상에 웨이퍼가 위치한 이후 외부와의 열교환으로 인해 시간에 따라 증가한다. 따라서, 대조 CPA 곡선과 본 발명에 따른 발열 혼합물을 함유하는 CPA의 곡선 사이의 차이는 CPA와 함께 본 발명에 따른 혼합물에 의해 제공된 발열 반응을 정량하는 것을 가능하게 한다.
이 실시예에서 사용된 본 발명에 따른 발열 혼합물은 펠릿 형태로 제조하고 미리 분쇄한 생석회와 오산화인(질량비 77/23)의 혼합물이다. 이는 CPA의 제제의 구성성분들의 혼합 동안, 즉 웨이퍼의 제조 직전에 도입되는 최종 성분이다.
CPA 제제는 일반적으로 10 내지 15 질량%로 양이온성 계면활성제의 수용액(이하, "CPA 경화 지연제"라함)을 함유한다는 것을 알아야 한다. 이러한 용액은 실시예 2에서 기재한 것과 같은 본 발명에 따른 가능한 지연제와 혼동하지 말아야 한다. 이 실시예에서, 이는 Probisa에 의해 제공되는 ADP 5 혼합물이다.
사용되는 아스팔트 에멀젼은 Probisa에 의해 제조된 것으로, 다음 문헌["Pliego de Prescripciones Tecnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes" ( PG 　3)(Specifications of the General Techniques for Bridge and Roadway Construction) (2nd Ed., Madrid: Liteam, 2001)]에 기재된 스페인 규격에 따라 60% ECL-2d 아스팔트를 함유하는 느리게 파괴되는 양이온성 에멀젼(slow-breaking cationic emulsion)이다.
조성
Figure pct00004
Figure pct00005
본 발명에 따른 발열 혼합물은 CPA와 같은 차가운 아스팔트 콘크리트 제제에 첨가된는 때, 5 ℃의 CPA 초기 온도를 발열 혼합물을 함유하지 않는 CPA의 온도와 비교하여 8 ℃ 이상 증가시키는 발열 반응을 발생하는 것으로 보인다.
실시예 6: 본 발명에 따른 발열 혼합물과 물의 반응 생성물의 강도 부여 효과
본 발명에 따른 발열 혼합물들 중 하나와 물의 반응 생성물을 시뮬레이션하기 위하여, 33 질량%의 히드록시아파타이트Ca10(PO4)6(OH)2 (Innophos에 의해 제공된 인산삼칼슘)을 실시예 5에 따라 석회 및 인산 무수물을 물과 반응시켜 얻게되는 70/100 Repsol 도로 아스팔트에 첨가했다.
비교를 위하여, 도로공사에서 일반적으로 사용되는 동일량의 하기와 같은 여러 가지 무기 미립자를 첨가했다: 석회석 골재로부터 얻은 천연 입자, 일반적인 포틀랜드 시멘트 및 탄산칼슘.
이와 같이 개질되는 아스팔트의 기계적 특성을 NF　EN　1427 규격에 따라 그의 연화 온도의 증가를 통해 평가했다. 얻어지는 결과는 하기 표 2에서 나타낸다.
히드록시아파타이트 포틀랜드 시멘트 탄산칼슘 석회석 분말

연화 온도의
변화(℃)
12.4
2.9
2.6
4.2
본 발명에 따른 발열 혼합물의 물과의 반응 생성물은 당업계에서 대표적으로 사용된 미립자들보다 더욱 효과적으로 아스팔트에 강도를 부여하는 능력을 갖는 것으로 보인다.
실시예 7: 본 발명에 따른 발열 혼합물과 물의 반응 혼합물의 존재에 의한 아스팔트 콘크리트의 내수성의 증가
전술한 실시예와 동일한 방식으로, 본 발명에 따른 발열 혼합물들중 하나와 물의 반응 생성물을 아스팔트 콘크리트에 포함시켰다.
이러한 아스팔트 콘크리트의 제형은 다음 문헌["Pliego de Prescripciones Tecnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes" ( PG 　3)(Specifications of the General Techniques for Bridge and Roadway Construction) (2nd Ed., Madrid: Liteam, 2001)]에 기재된 스페인 규격에 따른 반조밀한 아스팔트 콘크리트 S20에 해당하는 것이다. 이는 하기의 성분들을 함유한다:
아스팔트 40/50 Cepsa-Proas: 건조 골재 100 부당 4.5 부(4.5%)
0/6 모래: 35%
6/12 미세 자갈: 32%
12/20 자갈: 33%
이러한 아스팔트 콘크리트에, 탄산칼슘 또는 상기 실시예 6의 재료와 동일한 탄산칼슘(1.25%) 및 히드록시아파타이트(2.25%)의 혼합물일 수 있는 3.5% 미립자를 첨가한다.
건조 시편(R) 및 물에 침지후의 시편(r)의 단순 압축 강도를 측정하는 스페인 규격 NLT-162에 따른 침지 압축 시험법을 이용하여 시편을 평가했다. r/R 비는 재료의 내수성의 나타낸다.
얻어진 결과는 하기 표 3에서 나타낸다:
단위 아스팔트 콘크리트 1 아스팔트 콘크리트 2
석회석 미립자 % 3.5 1.25
히드록시아파타이트 % 2.25
밀도 g/cm3 2.49 2.46
R MPa 4.07 3.85
r MPa 3.09 3.13
r/R % 76.0 81.3
본 발명에 따른 발열 혼합물과 물의 반응 생성물의 존재는 아스팔트 콘크리트의 내수성을 개선하는 능력을 갖는 것으로 보인다.

Claims (24)

  1. 물을 함유하는 역청 결합제를 주성분으로 하는 차갑거나, 따뜻하거나 적당히 따뜻한 아스팔트 콘크리트에서, 상기 아스팔트 콘크리트의 온도를 증가시키기 위한 i) 1종 이상의 산 무수물 또는 산 염 및 ii) 1종 이상의 염기성 무수물 또는 염기성 염의 발열 혼합물의 용도.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 물을 함유하는 역청 결합제는 에멀젼 또는 아스팔트 발포체 형태의 역청 결합제인 것을 특징으로 하는 용도.
  3. i) 1종 이상의 산 무수물 및 산 염 및 ii) 1종 이상의 염기성 무수물 또는 염기성 염의 발열 혼합물을 골재 및/또는 골재/물 함유 역청 결합제의 혼합물에 첨가하여, 유리하게는 5 내지 20 ℃의 아스팔트 콘크리트 온도 증가를 얻는 것을 특징으로 하는, 물을 함유하는 역청 결합제로 골재를 피복하여 도로 표면용의 차갑거나, 따뜻하거나 적당히 따뜻한 아스팔트 콘크리트를 제조하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 물을 함유하는 역청 결합제는 에멀젼 또는 아스팔트 발포체 형태의 역청 결합제인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 발열 혼합물은 상기 물을 함유하는 역청 결합제로 피복하기 전에 골재 및/또는 미립자에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 발열 혼합물은 상기 물을 함유하는 역청 결합제로 골재를 피복하는 동안에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 발열 혼합물은 아스팔트 콘크리트의 도포후, 좋기로는 살포 후 및 치밀화 전 또는 후에 아스팔트 콘크리트에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 붕산 또는 트리폴리인산염으로부터 좋기로는 선택되는 지연제가 발열 혼합물과 동시에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 산 무수물은 오산화인, 모노인산 나트륨 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 염기성 무수물은 석회, 마그네시아 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 발열 혼합물은 오산화인 및 석회로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 3 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 발열 혼합물의 양은 아스팔트 콘크리트의 건조 골재의 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 6 중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 3 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 산 무수물 또는 산 염/염기성 무수물 또는 염기성 염의 질량비는 70/30 내지 30/70, 바람직하게는 55/45 내지 45/55인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. i) 1종 이상의 산 무수물 또는 산 염 및 ii) 1종 이상의 염기성 무수물 또는 염기성 염의 발열 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는, 물을 함유하는 역청 결합제를 주성분으로 하는 차갑거나, 따뜻하거나 적당히 따뜻한 아스팔트 콘크리트에 사용하기 위한 골재.
  15. 제 14 항에 있어서, 붕산 또는 트리폴리인산염 중에서 바람직하게 선택되는 지연제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 골재.
  16. 도로 표면용으로 의도된 골재 및/또는 미립자를 건조시키기 위한 i) 1종 이상의 산 무수물 또는 산 염 및 ii) 1종 이상의 염기성 무수물 또는 염기성 염의 발열 혼합물의 용도.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 골재 및/또는 미립자는 물을 함유하는 역청 결합제를 주성분으로 하는 차갑거나, 따뜻하거나 적당히 따뜻한 아스팔트 콘크리트용으로 의도된 것을 특징으로 하는 용도.
  18. 제 3 항 내지 13 항 중 어느 하나의 항의 방법에 의해 얻어질 수 있는 아스팔트 콘크리트.
  19. 제 18 항에 있어서, i) 1종의 산 무수물 또는 산 염 및 ii) 1종의 염기성 무수물 또는 염기성 염 사이의 반응 생성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 골재의 중량을 기준으로 5 내지 12 중량%, 바람직하게는 7 내지 10 중량%의 역청 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 역청 결합제는 도로 아스팔트, 순수 아스팔트, 융제처리 또는 유동화된 아스팔트, 중합체에 의해 개질된 아스팔트, 반발포 아스팔트, 발포 아스팔트에 의해 부분적으로 개질된 아스팔트 및/또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트.
  22. 도로 표면의 제조를 위한 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 하나의 항에 따른 아스팔트 콘크리트의 용도.
  23. 아스팔트 에멀젼에서 i) 1종 이상의 산 무수물 또는 산 염 및 ii) 1종 이상의 염기성 무수물 또는 염기성 염의 발열 혼합물의 용도.
  24. 접착층 (bonding layer), 표면 피복제, 또는 시일링 (sealing) 또는 경화 피복제로서 제 23 항에 따른 에멀젼의 용도.
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