KR20150040425A - Self-healing asphalt using polymer solution to prevent cracks and the method of making the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도로포장, 방수 등에 사용되는 아스팔트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 통상의 아스팔트에 고분자 용액을 도입하여 고온에서 아스팔트와 교반하며 혼합하면 고분자는 아스팔트 내에 잘 분산되고 그 후 용매는 열에 의해 증발하면서 남아있는 고분자는 서로 강한 분자간 결합력을 발휘하여 아스팔트에 미세균열이 생겼을 시에 균열 계면들이 달라붙게 하여 자기치유 능력을 갖는 아스팔트 및 그 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to asphalt used for road pavement, waterproofing and the like, and more particularly, to a method for producing asphalt which comprises dispersing a polymer in an asphalt and then mixing the asphalt with a high- The present invention relates to an asphalt having a self-healing ability and a method for producing the asphalt.
아스팔트콘크리트는 전세계적으로 매년 1억톤 가량이 수요에 맞춰 생산되고 있다. 이는 엄청난 양의 자금과 에너지를 뜻하며 부분적으로는 기존 아스팔트 포장의 물성유지 또는 물성회복의 필요성을 시사한다. 아스팔트콘크리트는 하나의 복합체로서 고온(약 180℃)에서 아스팔트바인더와 골재가 혼합하여 만들어지며 아스팔트 포장을 형성한다. 하지만 공용시간이 수 년 지남에 따라 자외선에 의한 분자절단과 산소와 아스팔트의 탄화수소물 간의 산화반응에 의한 산화물(키톤, 카르복실산 등) 형성에 의해 물성이 취화한다. 아스팔트콘크리트는 딱딱해지고 이완능력이 떨어지면서 아스팔트바인더는 부러지기 쉽게 변한다. 여기에 교통하중에 의해 아스팔트 바인더 안에 미세균열(microcrack, 벌어진 틈≤7.5mm)이 발생되고 골재와 아스팔트바인더 사이에 틈(crack)이 가면서 아스팔트바인더가 잡아주지 못한 골재는 포장 표면 위로 떠 오르고(ravelling), 종국에는 큰 구멍인 포트홀(pothole)이 형성되면서 도로는 부서지기 시작한다.Asphalt concrete is produced around 100 million tons per year worldwide. This means a tremendous amount of money and energy, and in part suggests the need to maintain the physical properties of the existing asphalt pavement or to restore the properties. Asphalt concrete is a complex formed by mixing asphalt binder and aggregate at high temperature (about 180 ℃) and forming an asphalt pavement. However, due to the molecular breaks due to ultraviolet rays and the oxidation reaction between oxygen and asphalt hydrocarbons, the formation of oxides (ketones, carboxylic acids, etc.) will result in brittleness. Asphalt concrete becomes hard and loose, and the asphalt binder changes easily. In this case, microcracks (≤7.5 mm) are generated in the asphalt binder due to the traffic load, cracks between the aggregate and the asphalt binder cause the aggregate that the asphalt binder does not catch on the surface of the pavement ), And eventually a large hole pothole is formed and the road starts to crumble.
현재로는 아스팔트포장에서의 미세균열을 봉합하여 균열 발생을 방지할 기술은 존재하지 않는다. 지금까지 드러난 균열의 보수 목적으로 아스팔트 표면에 환경적 물성저하와 습기 침투로부터 아스팔트 표면을 보호하는 실란트를 처리하거나, 아니면 원래의 아스팔텐과 말텐의 비율을 회복하여 노화된 아스팔트의 물성을 원래의 아스팔트 물성으로 바꾸어주도록 만들어진 물성회복제(rejuvenator)를 아스팔트 표면에 처리하기도 한다. 그러나 이 약품들은 아스팔트 표면에서만 작동하고 또한 도로가 쉽게 미끄러지는 단점을 갖고 있다. 또 하나의 문제는 이들은 균열보수 목적이지 균열방지 목적이 아니다. 최근에 자기장을 이용하여 균열을 보수하는 방법이 소개되었다. (A. Garcia, E. Schlangen, M. van de Ven and D. van Vliet, “Crack repair of asphalt concrete with induction energy”, HERON, Vol. 56, pp. 33-43, 2011. A. Garcia, M. Bueno, J.N. Contreras and M.N. Partl, “Induction healing of dense asphalt concrete”, Construction and Building Materials, Vol. 49, pp. 1-7, 2013.) 이 방법은 아스팔트콘크리트에 전도성 섬유체(철 또는 구리 금속섬유 또는 흑연)를 도입시키고, 시간이 지나 이 아스팔트콘크리트 포장에 균열이 발생되면 포장 노면에 고주파 자기장을 발생시키는 자기장 발생장치를 근접시켜 아스팔트콘크리트 내의 전도성 섬유체가 발열하여 아스팔트가 30℃ ∼ 70℃에서 흐름성(뉴토니안 유체)을 갖게 되고 그에 따라 접착성을 갖게 되어 균열 계면이 서로 달라붙어 균열을 보수하는 것이다. 그러나 이 방법은 균열 보수 방법이지 균열 방지(예방) 방법이 아니다. 또한 인간의 도움( 인간이 무게 있는 자기장 발생장치를 아스팔트 노면으로 끌고 가야 한다)이 필요하다는 점에서 자율성이 요구되는 자기치유 방법이 아니다.At present, there is no technology to prevent cracking by sealing microcracks in asphalt pavement. For the purpose of repairing cracks that have been revealed so far, it is necessary to treat the sealant to protect the asphalt surface from degradation of environmental property and moisture penetration on the asphalt surface, or to restore the ratio of the original asphaltene to maltane, The rejuvenator, which is designed to convert into physical properties, is also treated on the asphalt surface. However, these drugs work only on the asphalt surface and also have the disadvantage that the road slides easily. Another problem is that they are for crack repair purposes and not for crack prevention purposes. Recently, a method of repairing cracks using a magnetic field has been introduced. A. Garcia, E. Schlangen, M. van de Ven and D. van Vliet, "Crack repair of asphalt concrete with induction energy", HERON, Vol. 56, pp. 33-43, 49, pp. 1-7, 2013.) This method is applied to asphalt concrete with a conductive fiber body (iron or copper metal, Fiber or graphite) is introduced and a crack is generated in the asphalt concrete pavement over time, the magnetic field generating device which generates a high frequency magnetic field is brought close to the pavement surface, so that the conductive fiber material in the asphalt concrete generates heat, (Newtonian fluid), and thus have adhesive properties, so that the crack interfaces stick to each other to repair cracks. However, this method is a crack repair method, not a crack prevention method. It is also not a self-healing method that requires autonomy in the sense that it requires human assistance (humans must drag a massive magnetic field generator to the asphalt road surface).
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 아스팔트 내부에 분자간 결합력(분자끼리 서로 잡아당기는 힘)이 큰 고분자를 혼입시켜 고분자사슬이 미세균열 계면에서 상대면으로의 이동·확산을 원활하게 하여 계면이 서로 달라붙게 함으로써 더 이상의 미세균열 성장을 막아 균열을 방지할 수 있는, 균열방지 목적으로 고분자용액을 사용하여 제조되는 자기치유형 아스팔트를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an asphalt composite material which has high intermolecular binding force (force for pulling each other) The present invention provides a self-healing type asphalt which is produced by using a polymer solution for crack prevention, which is capable of smoothly moving and diffusing to adhere the interfaces to each other to prevent further crack growth and prevent cracking.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 분자간 결합력이 큰 고분자를 아스팔트에 고루 분산시키기 위하여 용매를 이용하여 이들 고분자를 용액화하여 높은 온도에서 혼입시키고, 교반과정에서 용매는 증발하고 고분자만 남아 망상구조를 이루며 있다가 아스팔트에 미세균열이 생기면 고분자사슬이 서로 잡아당기는 힘에 따라 아스팔트분자와 함께 미세균열 계면에서 확산 이동하여 계면이 서로 달라붙어 봉합되게 함으로써 미세균열 성장을 막아 더 큰 균열을 예방하는, 균열방지 목적으로 고분자용액을 사용하여 제조되는 자기치유형 아스팔트를 제공하는 것이다.In order to accomplish the above object, the present invention relates to a method for dispersing a polymer having a high intermolecular bonding force on an asphalt by solubilizing the polymer by using a solvent, mixing the polymer at a high temperature, evaporating the solvent in the stirring process, When micro cracks are formed in the asphalt, the polymer chains diffuse at the microcrack interface with the asphalt molecules, and the interfaces are stuck to each other, thereby preventing microcrack growth and preventing further cracking And a self-healing type asphalt produced by using a polymer solution for the purpose of preventing cracks.
또한, 본 발명의 자기치유형 아스팔트는Further, the self-healing type asphalt of the present invention
1) 고분자 용액화 단계,1) polymer solution step,
2) 아스팔트를 150℃ ∼ 200℃로 가열하는 단계,2) heating the asphalt to 150 ° C to 200 ° C,
3) 150℃ ∼ 200℃로 가열된 아스팔트에 고분자 용액을 더하고 1∼3시간 교반하는 단계를 포함하는 제조방법으로 상기 과제 해결이 달성될 수 있다.3) adding the polymer solution to the asphalt heated to 150 ° C to 200 ° C, and stirring the mixture for 1 to 3 hours.
본 발명에 따르면, 아스팔트에 내에 분자결합력이 큰 고분자를 혼입하여 아스팔트에 미세균열이 생겼을 시 계면에서 고분자끼리 잡아당기게 되어 미세균열을 치유하고 이에 따라 더 큰 균열을 예방 방지하게 된다.According to the present invention, when microcracks are formed in the asphalt by incorporating a polymer having a high molecular binding force into the asphalt, the microcracks are pulled between the polymers at the interface, thereby preventing microcracks and preventing cracks.
또한 분자간 결합력이 큰 고분자를 아스팔트에 혼입시켜 아스팔트분자끼리의 응집력을 키움으로써 아스팔트의 강성과 강인성을 향상시켜 아스팔트 물성을 보강 또는 강화하는 효과도 있다.In addition, the polymer having a high intermolecular bonding force is mixed with the asphalt to improve the cohesion between the asphalt molecules, thereby enhancing the stiffness and toughness of the asphalt, thereby reinforcing or strengthening the physical properties of the asphalt.
이렇게 자기치유형 아스팔트가 형성되어 아스팔트 포장의 사용 초기에는 강한 물성을 갖고, 균열이 예방되어 포장 수명을 연장시킴으로써, 환경을 보호(원료 절감)하고 아스팔트 포장 및 유지 보수 등에 사용되는 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.The self-healing type asphalt is formed at the beginning of the use of the asphalt pavement, and it has strong physical properties and cracks are prevented and the life of the pavement is prolonged, thereby protecting the environment (raw material saving) and drastically reducing the cost for asphalt pavement and maintenance There is an effect that can be.
도 1은 아스팔트의 균열 자기치유 과정을 보여주고 있다.
도 2는 자기치유형 아스팔트의 자기치유능(self-healing efficiency)을 시험하기 위한 인장시료 준비 과정을 보여주고 있다.Figure 1 shows the crack self-healing process of asphalt.
Figure 2 shows the preparation of a tensile sample for testing the self-healing efficiency of self-healing asphalt.
본 발명은 지금까지의 문제점을 해결하고 균열 방지의 조건을 충족시키기 위하여 고분자 용액을 사용하여 이를 가열된 액체인 아스팔트와 교반하며 혼합함에 따라 아스팔트 안에 고분자 사슬구조 또는 망상구조가 형성되어, 미세균열이 발생하면 분자간결합력이 큰 고분자사슬들이 상대계면으로 이동하면서 계면이 접합하여 아스팔트 균열을 미연에 방지할 수 있는 자기치유형 아스팔트 및 그 제조 방법을 제공한다. (자기치유 과정은 [도 1] 참조)The present invention solves the above problems and uses a polymer solution to meet the crack prevention conditions and stirs it with asphalt which is a heated liquid and mixes it so that a polymer chain structure or a network structure is formed in the asphalt, The present invention provides a self-healing type asphalt which can prevent the asphalt cracking by joining the interfaces when the polymer chains having large intermolecular bonding force move to the relative interface, and a method for manufacturing the asphalt. (See Fig. 1 for the self-healing process)
여기에 사용되는 용매는 고분자를 잘 용해할 수 있어야 한다. 또한 아스팔트 가열온도인 150℃ ∼ 200℃에서 고분자를 아스팔트 내에 잘 분산시켜주고 그 후 증발되야 하기 때문에 용매의 비등점은 120℃ ∼ 200℃이어야 한다. 이에는 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 자일렌, 자일레놀 등이 있다.The solvent used here must be able to dissolve the polymer well. Also, since the polymer should be dispersed well in the asphalt at 150 ° C to 200 ° C, and then evaporated, the boiling point of the solvent should be 120 ° C to 200 ° C. These include dimethylsulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, xylene, xylenol, and the like.
사용되는 고분자는 아스팔트와 잘 섞이기 위해서는 아스팔트와 밀도가 비슷하여야 한다(아스팔트 밀도 1.01 g/cm3). 아니면 아스팔트와의 친화성으로 밀도 차이를 극복할 수 있어야 한다. 또한 사용되는 고분자는 분자간 결합력이 매우 커야 한다. 그러하기 위해서는 결합력의 정체는 이온결합 또는 수소결합이 가장 좋고 그 다음이 쌍극자 결합 또는 반데르발스 결합이다. 그러나 분자간 결합력이 큰 고분자는 용융온도 또는 가공온도가 매우 높아(보통 200℃ ∼ 300℃) 고체 상태로 아스팔트에 도입하면 아스팔트 가공 온도(150℃ ∼ 200℃)에서 완전한 용융을 얻기 힘들다. 이들을 아스팔트에 도입시키기 위해서는 용매에 용해시켜야 한다. 또한 사용되는 고분자는 상온 또는 주변온도(ambient temperature)에서 균열계면 사이에서 분자의 원활한 이동을 위해서는 비결정성 고분자이거나 또는 결정성이 매우 작은 준결정성 고분자이어야 한다. 또한 사용되는 고분자가 상온 또는 주변온도(ambient temperature)에서 분자의 원활한 이동을 위해서는, 고분자의 유리전이온도(glass transition temperature, Tg)가 0℃이하이거나 또는 적어도 상온에 가까워야 한다. 이에는 SBS(스티렌-부타디엔-스티렌 구역 공중합체) 고무, SIS(스티렌-이소프렌-스티렌 구역 공중합체) 고무, 폴리우레탄, 에틸렌-메타아크릴레이트 이오노머, 폴리포스포릭아시드 등이 있다.Polymers used should have similar density to asphalt (asphalt density 1.01 g / cm 3 ) to mix well with asphalt. Otherwise, the affinity with asphalt should be able to overcome the density difference. Also, the polymers used should have very high intermolecular binding force. In order to do so, the stagnation of bonding force is most favored by ionic bonding or hydrogen bonding, followed by dipole bonding or van der Waals bonding. However, it is difficult to obtain a completely melted polymer at asphalt processing temperature (150 ℃ ~ 200 ℃) when it is introduced into asphalt with a solid state at a very high melt temperature or processing temperature (usually 200 ℃ ~ 300 ℃). In order to introduce them into the asphalt, they must be dissolved in a solvent. Also, the polymer used should be an amorphous polymer or a semi-crystalline polymer having a very low crystallinity for smooth movement of molecules between the crack interfaces at room temperature or ambient temperature. Also, for the molecules to move smoothly at room temperature or at ambient temperature, the glass transition temperature (Tg) of the polymer should be below 0 ° C or at least close to room temperature. These include SBS (styrene-butadiene-styrene copolymer) rubber, SIS (styrene-isoprene-styrene copolymer) rubber, polyurethane, ethylene-methacrylate ionomer and polyphosphoric acid.
본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The present invention will be described in more detail.
본 발명은 균열방지 목적으로 제조되는 자기치유형 아스팔트에 관한 것으로 아스팔트와 고분자 용액을 포함하는 아스팔트 조성물로서, 여기서 사용되는 고분자는 단독으로 사용될 수 있으나 복수로도 사용된다. 고분자 용액을 만들기 위한 용매 또한 단독으로 사용될 수 있으나 복수로도 사용된다. 고분자는 고체 무게로서 아스팔트에 대해 1 ∼ 20 wt%가 바람직하게 사용될 수 있다. 더욱 적절한 비율은 5 ∼ 10 wt%이다. 만일 너무 소량 첨가되면 치유효과를 기대할 수 없고, 너무 과량 첨가하면 원료 낭비가 된다. 고분자 용액을 만들기 위한 과정에서 고분자와 용매의 배합은 무게비 3 : 1 내지 1 : 3 정도가 적당하나 2 : 1 정도가 더욱 적당하다. 용매가 너무 소량 첨가되면 완전용해를 기대할 수 없고, 너무 과량 첨가하면 남은 용매는 아스팔트를 희석시킨다.The present invention relates to a self-healing type asphalt prepared for the purpose of preventing cracks, and is an asphalt composition comprising asphalt and a polymer solution. The polymer used herein may be used singly, but it may be used in plural. The solvent for preparing the polymer solution may be used singly, but it may be used in plural. The polymer is a solid weight and preferably 1 to 20 wt% based on the asphalt. A more suitable ratio is 5 to 10 wt%. If too little is added, the healing effect can not be expected, and if it is added too much, it becomes a waste of raw material. In the process of preparing the polymer solution, the mixing ratio of the polymer and the solvent is suitably about 3: 1 to 1: 3, but 2: 1 is more suitable. When the solvent is added too little, complete dissolution can not be expected. If the solvent is added too much, the remaining solvent dilutes the asphalt.
본 발명의 일반적인 자기치유형 아스팔트의 제조방법은A general method of manufacturing self-healing asphalt of the present invention comprises
1) 고분자 용액화 단계,1) polymer solution step,
2) 아스팔트를 150℃ ∼ 200℃로 가열하는 단계,2) heating the asphalt to 150 ° C to 200 ° C,
3) 150℃ ∼ 200℃로 가열된 아스팔트에 고분자 용액을 더하고 1∼3시간 교반하는 단계를 포함하는 제조방법으로 이루어진 것이다.3) adding a polymer solution to the asphalt heated to 150 ° C to 200 ° C, and stirring the mixture for 1 to 3 hours.
이와 같은 본 발명에 따른 자기치유형 아스팔트의 제조방법에 있어서, 골재류와 아스팔트를 혼합시 아스팔트에 본 발명에 따른 고분자 용액을 미리 넣어 제조된 아스팔트를 사용하는 프리믹스 방식, 및 골재와 아스팔트를 혼합시 상기 본 발명에 따른 고분자용액을 함께 넣어 제조하는 플랜트 믹스 방식이 모두 사용될 수 있다. 특히 플랜트 믹스 방식은 아스팔트와 고분자용액을 혼합하는 공정이 필요 없고, 저장 중의 상 분리 및 고온에 의한 물성 저하의 염려가 없어 보다 바람직하다.In the method of manufacturing the self-healing type asphalt according to the present invention, when mixing the aggregate and the asphalt, a premixing method using the asphalt prepared by preliminarily putting the polymer solution according to the present invention into the asphalt and a method of mixing the aggregate and the asphalt Any of the plant mixing methods in which the polymer solution according to the present invention is put together can be used. Particularly, the plant mix method is more preferable because it does not require a step of mixing the asphalt and the polymer solution, and does not have a fear of phase separation during storage and deterioration of physical properties due to high temperature.
이하, 본 발명을 하기의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto.
실시예 1Example 1
에틸렌-메타아크릴레이트 이오노머(셜린)를 시장에서 구하고 이 고분자 40g을 비커에서 자일레놀(2,6-xylenol) 20g에 60℃에서 용해하여 고분자용액을 얻는다. 이 고분자용액을 스트레이트(순수) 아스팔트(AP-5, 침입도 60 ∼ 70) 400g을 담고 있는 케틀(180℃)에 넣고 균질혼합기를 이용하여 3000rpm 속도로 2시간 동안 교반하여 자기치유형 아스팔트 조성물을 얻었다. 이 아스팔트 조성물을 인장실험 시료 채취용 금형(mold)에 부어 넣어 실험시료를 제조하였다. 실험시료는 조건마다 7개씩을 준비하였다. 준비된 시료는 문방구 칼로 절단하고 다시 붙인 후 1∼ 24 시간 동안 10℃에서 방치하여 인장시험에 대비하였다. (인장시편 준비 과정은 [도 2] 참조)Ethylene-methacrylate ionomer (Shilin) is commercially available and 40 g of this polymer is dissolved in 20 g of xylenol (2,6-xylenol) in a beaker at 60 ° C to obtain a polymer solution. The polymer solution was placed in a kettle (180 ° C) containing 400 g of straight (asphalt) (AP-5, penetration degree 60 to 70) and stirred for 2 hours at 3000 rpm using a homogenizer to prepare a self- . This asphalt composition was poured into a mold for sampling a tensile test to prepare an experimental sample. Seven experimental specimens were prepared for each condition. The prepared samples were cut with a knife knife and fixed again at 10 ° C for 1 to 24 hours to prepare for tensile test. (See Figure 2 for the preparation of tensile specimens)
실시예 2Example 2
고분자로서 SBS 고무를 시장에서 구하여 사용하였다. 실험 절차는 실시예 1과 같다.SBS rubber was used as a polymer in the market. The experimental procedure is the same as in Example 1.
실시예 3Example 3
고분자로서 SIS 고무를 시장에서 구하여 사용하였다. 실험 절차는 실시예 1과 같다.SIS rubber was used as a polymer in the market. The experimental procedure is the same as in Example 1.
실시예 4Example 4
고분자로서 폴리우레탄(PU)을 시장에서 구하여 사용하였다. 실험 절차는 실시예 1과 같다.Polyurethane (PU) was used as a polymer in the market. The experimental procedure is the same as in Example 1.
실시예 5Example 5
고분자로서 폴리포스포릭아시드(PPA)를 시장에서 구하여 사용하였다. 실험 절차는 실시예 1과 같다.Polyphosphoric acid (PPA) was used as a polymer in the market. The experimental procedure is the same as in Example 1.
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1 내지 5의 자기치유 효과(자기치유능)를 비교하고자 고분자용액을 사용하지 않은, 순수아스팔트를 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 실험시료를 제조하였다.In order to compare the self-healing effects (self-healing ability) of Examples 1 to 5, pure asphalt without the polymer solution was prepared in the same manner as in Example 1 above.
실험예 1Experimental Example 1
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조된 아스팔트 조성물에 대한 인장실험을 행하고 그 인장강도(7개 시료의 평균값)를 표 1과 2에 나타내었다. 이에는 인장강도시험기(기종: 대경 UTM)를 이용하였으며 측정온도는 -5℃이었다.Tensile tests were carried out on the asphalt compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, and the tensile strengths (average values of 7 samples) are shown in Tables 1 and 2. [ A tensile strength tester (model: DaeKyung UTM) was used and the temperature was -5 ℃.
실험예 2Experimental Example 2
위에서 얻어진 휴식기간(절단된 시료 두 부분을 붙혀 놓고 10℃에서 가만 나두는 방치 기간)에 따른 인장강도를 절단하지 않은 최초 시료의 인장강도와 비교하여 자기치유능력을 계산하였다.The self-healing ability was calculated by comparing the tensile strength according to the resting period obtained above (the length of time at which the two sections of the cut sample were attached and the standing time at 10 ° C).
그 수치는 그 퍼센트 만큼 자기치유 되었음을 의미하며, 그 수치가 100 또는 그 이상이면 자기 힘(분자간결합력)으로 균열부분이 완전히 복구되었음을 의미한다.The value means that the value has been self-healed by that percentage, and if the value is 100 or more, it means that the crack is completely restored by the self-binding force.
상기 표 1과 표 2에서 보면, 순수아스팔트의 경우 휴식기간 24시간 후의 자기치유능은 64%로 나타났다. 고분자용액을 첨가하여 제조된 시료들은 모두 휴식기간에 따라 자기치유능이 점진적으로 증가하였다. 그리고 24시간의 휴식기간이 지난 후 고분자용액을 첨가하여 제조된 시료들은 순수아스팔트보다 높은 수치를 나타내었으며 모두 균열부분이 완전 복구(치유능 수치가 100% 또는 그 이상)되었다. 또한 아스팔트에 고분자용액을 첨가함으로써 순수아스팔트 보다 최초 인장강도가 10.4%∼28.4% 향상되었다. 인장강도는 아스팔트 포장이 차륜하중에 의한 하중 영향을 견디어 내는 가장 중요한 기계적 특성으로 이의 향상은 포장의 기대수명을 증진시키는 효과를 가져 온다.As shown in Table 1 and Table 2, the self-healing ability of pure asphalt after 24 hours of rest was 64%. The self - healing ability of the samples prepared by adding the polymer solution gradually increased with the resting period. After 24 hours rest period, the samples prepared by adding the polymer solution showed higher values than the pure asphalt, and all the cracks were completely restored (the healing ability value was 100% or more). Also, the initial tensile strength was improved by 10.4% ~ 28.4% compared with pure asphalt by adding polymer solution to asphalt. Tensile strength is the most important mechanical property of asphalt pavement to withstand the load effect of wheel load, and its improvement has the effect of improving the life expectancy of the pavement.
지금까지의 실험 결과를 보면, 본 발명의 균열방지 목적으로 고분자용액을 사용하여 제조되는 자기치유형 아스팔트 제조 방법은 아스팔트에 고분자용액을 첨가함으로써 아스팔트 내부에 고분자 분산을 돕고, 분자간결합력이 강한 이 고분자들은 아스팔트에 미세균열이 발생했을 시 균열계면에 모여 상대계면으로 확산하면서 계면이 접합하게 되어 균열부분을 치유하게 되는 것이다. 이에 따라 포장도로의 수명을 연장시킴으로써 아스팔트 포장 및 유지 보수 등에 사용되는 비용을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.According to the results of the above experiments, the self-healing type asphalt prepared by using the polymer solution for the purpose of crack prevention of the present invention can be obtained by adding the polymer solution to the asphalt to aid the dispersion of the polymer in the asphalt, When cracks occur in the asphalt, they gather at the crack interface and diffuse to the interface, so that the interface is bonded and the crack is healed. Accordingly, by extending the service life of the paved road, the cost for the asphalt pavement and maintenance can be drastically reduced.
① 최초 시료 ② 시료 절단 ③ 시료 접합 ④ 시료 완성①
Claims (19)
2) 아스팔트를 150℃ ∼ 200℃로 가열하는 단계,
3) 150℃ ∼ 200℃로 가열된 아스팔트에 고분자 용액을 더하고 1∼3시간 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 균열방지 목적으로 고분자용액을 사용하여 제조되는 자기치유형 아스팔트 제조방법.1) polymer solution step,
2) heating the asphalt to 150 ° C to 200 ° C,
3) adding a polymer solution to the asphalt heated to 150 ° C to 200 ° C and stirring for 1 to 3 hours, wherein the self-healing type asphalt is produced using the polymer solution for crack prevention purposes.
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