KR20170069121A

KR20170069121A - 고분자와 개질 유황을 사용한 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물

Info

Publication number: KR20170069121A
Application number: KR1020160031570A
Authority: KR
Inventors: 이상철; 조영진; 손지하
Original assignee: (주)삼성
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-06-20

Abstract

본 발명은 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물에 관한 것으로서, 순환골재 30 ~ 50 중량부, 자연골재로서 부순 굵은 골재 30 ~ 50 중량부, 자연골재로서 부순 잔골재 20 ~ 40 중량부, 채움재 2 ~ 10 중량부, 아스콘용 순환골재의 구재아스팔트 1.0 ~ 1.5 중량부, 신재아스팔트 2.3 ~ 4.0 중량부, 개질 유황 첨가제 2.3 ~ 3.0 중량부, 및 고분자(M-PAMA) 첨가제 0.3 ~ 0.6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 여름철 소성변형, 겨울철 저온균열 등 아스콘 도로포장 파손에 대한 저항성이 높은 아스팔트 혼합물을 제공하고, 기존 바인더 사용량 감소와 제품 생산 에너지 사용함량 및 이산화탄소 발생량 최소화를 실현하여 제조할 수 있는 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물을 제공하는 효과를 가진다.

Description

고분자와 개질 유황을 사용한 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물{Warm Mix Recycling Modified Asphalt Mixture using Polymer and Modified Sulfur}

본 발명은 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 순환골재 30 ~ 50 중량부, 자연골재로서 부순 굵은 골재 30 ~ 50 중량부, 자연골재로서 부순 잔골재 20 ~ 40 중량부, 채움재 2 ~ 10 중량부, 아스콘용 순환골재의 구재아스팔트 1.0 ~ 1.5 중량부, 신재아스팔트 2.3 ~ 4.0 중량부, 개질 유황 첨가제 2.3 ~ 3.0 중량부, 및 고분자(M-PAMA) 첨가제 0.3 ~ 0.6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 여름철 소성변형, 겨울철 저온균열 등 아스콘 도로포장 파손에 대한 저항성이 높은 아스팔트 혼합물을 제공하고, 기존 바인더 사용량 감소와 제품 생산 에너지 사용함량 및 이산화탄소 발생량 최소화를 실현하여 제조할 수 있는 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물을 제공하는 효과를 가지는, 고분자와 개질 유황을 사용한 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물 관한 것이다.

2005년 「건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률」에 의하여 일정규모 이상으로 배출되는 토사, 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트 등의 건설폐기물에 대하여 재활용 의무가 고시된 바 있지만 아직도 대부분이 단순 매립에 의존하고 있어 효과적인 재활용을 위한 기술적, 경제적 및 제도적 여건을 개선할 필요성이 시급한 실정이다. 최근 환경부는 재활용 가열 아스팔트 혼합물의 활성화를 위한 제도적 기반 마련을 통하여 2011년까지 폐아스콘 발생량의 13%를 재활용 아스팔트 혼합물로 2020년까지 선진국 수준(50%이상)으로 높여나갈 계획으로 재활용 제품(Good Recycled)의 품질표준 재활용 가열 아스팔트 혼합물(GR F 4005)에 대한 국가표준을 개정 완료하였으며(2009.08), 한국형 포장설계법 개발과 포장성능 개선방안에 대한 연구결과를 바탕으로 품질성능 기준을 정립한 국토해양부 지침서인 가열 아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침(2009.11)과 기존 포장용 가열 아스팔트 혼합물(KS F 2349)에 대한 국가표준을 개정하여 국내의 아스콘 도로포장의 현실에 맞는 품질성능과 품질기준을 추가하고 재정립하여 개정 완료하였다(2010.10).

국내의 아스팔트 혼합물을 이용한 도로 포장은 높은 비율로 해마다 증가 추세를 나타내고 있으며(국토해양부, 2010), 아스콘 포장도로의 연장 증가와 함께 포장의 공용 연도에도 노령화 현상이 심화되면서 10년 이상의 공용 연수를 가진 도로 연장 비율은 70% 정도 차지하고 있으며, 이 중에서 20년 이상의 공용 연도를 가진 도로 연장 비율은 약 20% 정도로 연차적으로 계속적인 증가 추세를 나타내고 있다(건설기술연구원, 2001). 국내의 아스콘 포장도로에 대한 유지 보수비는 포장율의 양적인 증가 등의 요인에 의해 매년 급격하게 증가하고 있으며, 막대한 포장 유지 보수비의 지출은 도로의 공용연수 증가, 도로 교통량의 급증 및 여름철 이상 기온 등에 의한 포장 파손의 증가로 인해 야기되고 있다. 기존 아스콘 포장도로의 노후화는 폐아스콘 발생재의 증가와 더불어 다양한 형태의 포장파손 문제를 발생시키고 있다. 아스콘 포장도로의 경우 대부분 조기에 소성변형(Rut), 포트홀(Pot hole), 밀림(Shoving) 및 균열 등이 발생하여 도로포장 수명이 5년도 안될 정도로 짧은 것이 현실이다. 아스콘 포장의 대규모 보수 및 재포장으로 발생되는 폐아스콘 발생재의 처리에 대한 비용 및 환경문제가 심각한 사안으로 대두되고 있다.

이러한 현실은 폐아스콘 재활용률의 증가 방안과 노화된 물성의 회생 및 개질 효과를 발휘할 수 있는 첨가제 개발에 대한 관심으로 이어지고 있다. 국내의 폐아스콘 발생재 재활용률 증가 방안과 재활용 혼합물의 품질성능 개선을 위한 연구는 지속적으로 이루어지고 있다. 기존 아스콘 절삭 및 굴착 현장에서 발생하는 폐아스콘을 곧바로 재활용하는 공법(한국아스텐, 1996), 폐아스콘 발생재를 플랜트로 운반하여 재활용하는 공법(세아건설(주), 1997), 건설폐자재 재활용 도로 포장 지침(건설교통부, 2005), 재활용 아스팔트 포장의 수명증진을 위한 품질향상 방안 연구보고서(건설교통부 한국건설교통기술평가원, 2005), 빛에 의한 아스팔트 개질에 관한 연구(강현승 등, 2009), 준고온 재생 아스팔트 콘크리트의 기본특성 평가(김남호 등, 2010) 등 재활용 혼합물에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있지만, 폐아스콘 발생재 재활용률 증가 방안과 재활용 혼합물의 품질성능 개선을 위한 연구가 계속적으로 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 발명된 것으로 다음과 같은 목적을 가진다.

본 발명은 기존의 가열 아스팔트 혼합물에 근거하여 폐아스콘 사용량 증가와 더불어 여름철 소성변형, 겨울철 저온균열 등 아스콘 도로포장 파손에 대한 저항성을 높이고자 폐고분자 소재를 재활용한 첨가제를 스트레이트 아스팔트에 혼입하여 먼저 아스팔트 바인더의 품질성능(PG70-22 이상)을 개선시킨 아스팔트 혼합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 생산온도 저감(20℃ ~ 40℃) 및 아스팔트 혼합물의 품질성능(안정도, 동적안정도 등)을 개선하기 위하여 황폴리머 등 개질 유황을 기존 스트레이트 아스팔트 바인더의 일정 부분을 치환하여 기존 바인더 사용량 감소와 제품 생산 에너지 사용함량 및 이산화탄소 발생량 최소화를 실현하여 제조할 수 있는 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 더 나아가 기존의 아스콘 제품이 개시하는 마샬안정도, 동적안정도, 공용성등급 등의 품질 이상의 개질 아스팔트 혼합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 해결 수단에 의하여 구현된다.

본 발명의 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물은 아스콘용 순환골재 30 ~ 50 중량부, 자연골재로서 부순 굵은 골재 30 ~ 50 중량부, 자연골재로서 부순 잔골재 20 ~ 40 중량부, 채움재 2 ~ 10 중량부, 아스콘용 순환골재의 구재아스팔트 1.0 ~ 1.5 중량부, 신재아스팔트 2.3 ~ 4.0 중량부, 개질 유황 첨가제 2.3 ~ 3.0 중량부, 및 고분자(M-PAMA) 첨가제 0.3 ~ 0.6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 고분자 첨가제는 평균입도 150 ~ 300 메쉬의 저밀도폴리에티렌(LDPE) 미세분말 60 ~ 90중량부, 카본블랙 4.5 중량부, 접착성 수지 3 중량부, 및 분산제 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 고분자 소재를 재활용한 첨가제를 스트레이트 아스팔트에 혼입하여 여름철 소성변형, 겨울철 저온균열 등 아스콘 도로포장 파손에 대한 저항성이 높은 아스팔트 혼합물을 제공하고, 기존 바인더 사용량 감소와 제품 생산 에너지 사용함량 및 이산화탄소 발생량 최소화를 실현하여 제조할 수 있는 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물을 제공하는 효과를 가진다.

출원인은 이하에서 앞서 본 과제의 해결수단을 상세하게 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지기술에 대한 상세한 내용은 생략한다.

본 발명의 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물은 아스콘용 순환골재 30 ~ 50 중량부, 자연골재로서 부순 굵은 골재 30 ~ 50 중량부, 자연골재로서 부순 잔골재 20 ~ 40 중량부, 채움재 2 ~ 10 중량부, 아스콘용 순환골재의 구재아스팔트 1.0 ~ 1.5 중량부, 신재아스팔트 2.3 ~ 4.0 중량부, 개질 유황 첨가제 2.3 ~ 3.0 중량부, 및 고분자(M-PAMA) 첨가제 0.3 ~ 0.6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 고분자 첨가제는 평균입도 150 ~ 300 메쉬의 저밀도폴리에티렌(LDPE) 미세분말 60 ~ 90중량부, 카본블랙 4.5 중량부, 접착성 수지 3 중량부, 및 분산제 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하 구체적인 조성에 대하여 설명한다.

골재

아스팔트 콘크리트에 사용되는 골재에 대한 입도 또는 품질은 역청포장용으로 사용하기 위한 굵은 골재 및 잔골재에 대하여 규정하고 있는 KS F 2357 규격에 따른다. KS F 2357 규격은 '역청 포장 혼합물용 골재'에 대한 한국산업규격으로써 골재의 품질과 굵은 골재와 잔 골재의 입도에 대하여 규정하고 있다.

굵은 골재는 부순 골재(쇄석), 부순 슬래그, 부순 자갈 등으로서, 바람직하게는 점토, 실트, 유기물 등의 유해물질을 함유하지 않는 것이 바람직하다(KS F 2357 규격 참조). 잔골재는 암석, 자갈 등을 깨어 얻어진 부순 모래(스크리닝스), 자연 모래 또는 이들의 혼합물로서, 먼지, 점토, 유기물 등의 유해물질을 함유하지 않는 것이 바람직하다(KS F 2357 규격 참조). 본 발명에서의 골재는 아스팔트 조성물이 적용되는 구체적인 용도, 제조사, 골재의 산지 및 성상 등에 따라 적절하게 굵은 골재 및/또는 잔골재를 사용할 수 있다. 바람직하게는 자연골재로 부순 굵은 골재는 20mm ~ 5mm 또는 13mm ~ 2.5mm의 골재를 사용하며, 잔골재는 10mm ~ 0.08mm의 골재를 이용한다.

순환골재

본 발명에서 순환골재라함은 기 제조된 아스콘을 분쇄하여 얻은 골재(13mm 이하)를 말하는 것으로서, 종전 아스콘에 제조시 사용된 아스팔트(구재 아스팔트)가 부착되어 있다.

아스팔트

아스팔트는 통상적으로 상온에서는 고체 또는 반고체 상태로 존재하나, 가열시 용융 액상화되는 성질을 갖고 있다. 석유계 아스팔트의 경우, 정유공정의 다양한 종류의 직류(straightrun)아스팔트가 그대로 사용되거나, 또는 상기 직류 아스팔트를 파라핀 증류액(distillate), 방향족, 나프텐계유분 또는 이들의 혼합물로 희석시킨 희석 아스팔트가 사용될 수 있다. 아스팔트는 널리 단단한 정도를 기준으로 하여 여러 등급으로 구분되며, 이와 관련하여 침입도(penetration), 점도 및 공용성 등급이 있다.

특히, 아스팔트 공용성 등급은 미국의 SHRP(Strategic Highway Research Program)을 통해 개발된 SuperPave(Superior Performance Asphaet Pavement)시스템의 바인더 시험방법으로 구성된 아스팔트 공용성등급(PG)이 그 시작이라고 할 수 있다. 미국에서 공용성등급(PG등급) 제정 이후 적용된 현장의 아스팔트 포장품질이 향상되어 매우 고무적으로 평가되고 있다. 아스팔트의 공용성 등급기준은 소성변형 및 저온균열의 포장파손에 저항할 수 있도록 현장의 기후와 교통조건을 고려하여 지역특성에 맞는 적정한 아스팔트를 선정하기 위한 것으로 최근 국토해양부 아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침(2009)에 따르면 침입도 등급에 의한 아스팔트는 고온저항특성을 적절히 반영하기 어려우므로 소성변형발생의 위험이 높은 구간은 공용성 등급(PG, Performance Grade)에 의하여 일정등급 이상(KS규격에 의하면 PG58-22 또는 PG64-22)의 아스팔트를 사용할 것을 권장하고 있다.

신재 아스팔트

본 발명에서는 상기 구재 아스팔트와 대비하여 신규의 아스팔트를 신재 아스팔트라고 한다.

개질유황첨가제

본 발명은 생산온도 저감(20℃ ~ 40℃) 및 아스팔트 혼합물의 품질성능(안정도, 동적안정도 등)을 개선하기 위하여 황폴리머 등 개질 유황을 기존 스트레이트 아스팔트 바인더의 일정 부분을 치환한다. 첨가되는 개질유황(개질유황첨가제)으로 바람직하게는, 고체 상태의 암모늄염(ammonium salt), 요소화합물(urea compounds) 또는 아미노산화합물(amino acid compounds) 중에 선택된 적어도 하나를 포함하는 디씨클로펜타디엔(DCPD;DicyCloPentaDiene)을 유황에 대하여 20 ~ 50 중량%만큼 첨가된 개질 유황을 사용한다. 본 발명의 실시예에 의한 상기 개질유황 첨가제의 양은, 아스팔트(신재 아스팔트 및 구재 아스팔트)의 3.3 ~ 5.5 중량부 기준으로 2.3 ~ 3.0 중량부이다. 개질유황 첨가제의 첨가량이 3.0중량부를 넘으면, 아스팔트 콘크리트 제조할 때에 고온에서의 유동성이 저하되어 골재 표면에 아스팔트 코팅효과가 저하되고, 2.3 중량부 미만일 경우에는 고온환경에서의 아스팔트(AP)의 점성저하 및 내유동성 향상에 큰 효과를 나타내지 못하기 때문이다. 개질 유황을 첨가하므로써 기존 바인더 사용량 감소와 제품 생산 에너지 사용함량 및 이산화탄소 발생량 최소화를 실현할 수 있다.

아스팔트 포장용 채움재 등

본 발명에 있어서, 아스팔트 콘크리트 내에 전술한 골재, 아스팔트, 유황분말 이외에 선택적으로 당업계에서 알려진 아스팔트 포장용 채움재를 사용할 수 있다. 본 발명에서는 포장용 채움재가 2 ~ 10 중량부가 첨가되는 것을 특징으로 한다. 이러한 아스팔트 포장용 채움재 성분으로서, 예를 들면 석분(석회 석분), 포틀랜드시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수 더스트, 전기로 제강 더스트, 기타 적합한 광물성 물질의 분말을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 필러의 입도 등의 특성은 예를 들면 KS F 3501 규격에 기재되어 있다.

한편, 필요에 따라 박리방지제, 섬유성질 보강재, 동결 지연재, 재생용 첨가제 등과 같이 당업계에서 알려진 다양한 첨가 성분을 더욱 사용할 수 있다.

고분자(M- PAMA ) 첨가제

본 발명에서 전술한 아스팔트 혼합물부에 2.3 ~ 3.0중량부가 첨가되는 재활용 고분자 첨가제는, 평균입도 150 ~ 300 메쉬의 저밀도폴리에티렌(LDPE) 미세분말 60 ~ 90중량부, 카본블랙 4.5 중량부, 접착성 수지 3 중량부, 및 분산제 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 본 발명의 재생 중온형 개질 아스팔트 혼합물이 아스팔트 공용성 등급기준 PG 70-22, PG76-22, PG82-22의 품질을 확보할 수 있는 첨가제이다.

저밀도 폴리에틸렌 미세분말

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 에틸렌 중합체(Polyethylene) 중 밀도가 약 0.91 ~ 0.93 정도인 Semi-crystalline polymer이다. 우수한 열접착성과 내한성으로 -50℃에서도 거의 연성을 잃지 않는다. 일단 용융상태에서는 점도에 큰 변화가 없어 가공과 성형성이 좋아 화학적 안정성과 높은 인장력을 가지는 범용수지(LDPE, HDPE, PVC,PP, PS) 중 하나로 아스팔트 개질시 인장력 향상에 크게 도움을 준다.

열가소성계 수지 폴리머인 저밀도 폴리에틸렌 미세분말(LDPE 미세분말) 역시 평균입도를 적합하게 처리하여 사용해야한다. 평균입도가 150mesh ~ 300mesh인 LDPE 미세분말을 사용하는 것이 바람직하며, 평균입도보다 클 경우 아스팔트와의 혼화성이 저하되어 개질효과를 조기에 얻을 수 없다는 문제점이 발생하게 되며, 반대로 평균입도보다 더 작게 되면 저장성과 작업환경의 열악화 및 생산원가 상승으로 인한 경제성에 관한 문제점들이 발생하게 되므로 본 발명에서는 최적의 평균입도로 처리하여 사용하였다.

카본블랙

카본블랙(Carbon Black)은 공업적으로는 천연가스, 타르 등을 불완전연소시켜 생긴 그을음을 모으거나, 그것들을 열분해하여 제조하고 있다. 현재 소비량의 85%가 고무용으로 사용되고 있으며, 입자가 미세한 사슬 모양의 결합이 없는 것이 적합하며, 증강제나 내유성, 내열성 등의 성질을 주기 위해 사용된다. 본 발명에서 카본블랙은 폐타이어 미세분말의 노화된 물성을 회복안정화 시킴과 동시에 아스팔트 혼합물의 검은 색상 그대로 유지시키는 역할을 하며 평균입도가 100mesh(152 ㎛)~200mesh(75㎛)인 카본블랙분말을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서 접착성 수지 3 중량부와 분산을 향상시키기 위한 분산제(PE Wax) 0.5중량부를 사용하였다. PE(Polyethylene) Wax는 에틸렌을 중합시켜 만들며 중합을 중간 단계까지 시킨 물질이다. PE Wax는 크게 LD계 2종류(Homopolymer, Oxidized Homopolymer)와 HD계 2종류(High Density Oxidized Homopolymer, Copolymer) 정도로 분류되며, 단위 부피당 들어가 있는 분자량의 많고 적음에 따라 HD(High Density)와 LD(Low Density)로 나눠지게 되는데 본 발명에서는 PE Wax 3% 사용하여 분산효과를 극대화하였다.

이와 관련하여 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.다음의 실시예 및 비교예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

<본 발명에 따른 재생 중온형 개질 아스팔트 혼합물 및 비교대상 아스팔트의 제조>

실시예 1

순환골재 35.4Kg, 부순 굵은 골재 35.4Kg, 부순 잔골재 34.1Kg, 아스팔트 포장용 채움재 3.8Kg, 구재 아스팔트 1.268Kg, 신재 아스팔트 2.516Kg, 개질유황첨가제 2.5 Kg, 고분자 첨가제 0.5Kg를 포함하도록 하여 실시예 1의 아스팔트를 제조하였다. 사용된 고분자 첨가제는 저밀도 폴리에틸렌 미세분말 70 Kg, 카본블랙 분말 4.5 Kg, 상용화제(변성올레핀수지 : NB 1600PE)3Kg 및 분산제 PE WAX 0.5Kg를 포함하도록 제조된 것을 사용하였다. 개질유황첨가제는 유황에 대하여 디씨클로펜타디엔(DCPD;DicyCloPentaDiene)을 30 중량%만큼 첨가된 개질 유황을 사용하였다.

비교예 1

순환골재 35.4Kg, 부순 굵은 골재 35.4Kg, 부순 잔골재 34.1Kg, 아스팔트 포장용 채움재 3.8Kg, 구재 아스팔트 1.268Kg, 신재 아스팔트 2.516Kg를 포함하도록 하여 비교예 1의 아스팔트를 제조하였다. 즉, 실시예 1과 달리 개질유황첨가제와 고분자 첨가제가 결여된 종전의 재활용 가열 아스팔트 혼합물을 제조하였다.

비교예 2

부순 굵은 골재 28.0Kg, 부순 잔골재 68.0Kg, 아스팔트 포장용 채움재 4.0Kg, 신재 아스팔트5.4Kg를 포함하도록 하여 비교예 2의 아스팔트를 제조하였다. 즉, 실시예 1과 달리 개질유황첨가제와 고분자 첨가제가 결여된 종전의 일반 가열 아스팔트 혼합물을 제조하였다.

<실시예 및 비교예 1, 2의 품질 시험 결과>

아스팔트 혼합물의 품질은 기능적 측면에서 볼 때, 많은 품질 특성을 가지고 있으나 한국산업표준(KS F 2349 : 2010) 또는 국토해양부 아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침(2009)에서 규정된 마샬안정도(MS), 흐름값(Flow), 공극률(VTM), 포화도(VFA), 골재간극률(VMA), 그리고 추가적으로 소성변형에 대한 저항성을 알아보기 위한 동적안정도(DS)와 수분손상에 대한 저항성을 파악하기 위한 간접인장강도(ITS)시험과 이를 이용한 인장강도지수(TSR) 등이 있다. 본 발명의 아스팔트 혼합물인 실시예 1과 종전의 재활용 가열 아스팔트 혼합물인 비교예 1, 그리고 종전의 일반 가열 아스팔트 혼합물인 비교예 2 에 대하여 위 시험항목을 측정하여 실시예 1와 비교예 1, 2에 대한 결과를 각각 <표 1> ~ <표 3>에서와 같이 얻었다.

시험항목	단위	시험결과
안정도(MS)	N	15,210
흐름값(Flow)	1/100cm	24
공극률(VTM)	%	4
포화도(VFA)	%	76
간극률(VMA)	%	17.0
동적안정도(DS)	회/mm	3,390
간접인장강도(ITS)(25℃)	N/mm²	1.6
터프니스(Toughness)(25℃)	N·mm	22,450
수침 마샬 잔류 안정도(MSR, 48hr)	%	92
인장경도비(TSR)		0.89

시험항목	단위	시험결과
안정도(MS)	N	11,520
흐름값(Flow)	1/100cm	26
공극률(VTM)	%	4
포화도(VFA)	%	76
간극률(VMA)	%	17.0
동적안정도(DS)	회/mm	1,252
간접인장강도(ITS)(25℃)	N/mm²	1.2
터프니스(Toughness)(25℃)	N·mm	14,250
수침 마샬 잔류 안정도(MSR, 48hr)	%	79
인장경도비(TSR)		0.82

시험항목	단위	시험결과
안정도(MS)	N	10,214
흐름값(Flow)	1/100cm	26
공극률(VTM)	%	4
포화도(VFA)	%	74
간극률(VMA)	%	16.3
동적안정도(DS)	회/mm	1,340
간접인장강도(ITS)(25℃)	N/mm²	1.0
터프니스(Toughness)(25℃)	N·mm	12,458
수침 마샬 잔류 안정도(MSR, 48hr)	%	78
인장경도비(TSR)		0.76

실시예 1은 비교예 1, 2과 대비하여 보면 훨씬 높은 수치의 안정도를 보이고 있음을 확인하였다. 즉, 본 발명은 차량의 하중에 견디는 강도가 종래의 아스팔트 혼합물보다 훨씬 강하다는 것을 확인할 수 있었다.

아스팔트 혼합물에 대한 소성변형 저항성을 평가하기 위한 신뢰성이 있는 시험항목으로 동적안정도(DS)가 있으며, 동적안정도가 클수록 소성변형에 대한 저항성이 크다. 한국산업표준(KS F 2349)에서 아스팔트 혼합물 표층용으로 규정하고 있동적안정도에 대한 기준치는 750 회/mm이며, 본 발명의 실시예 1이 상기 기준치를 훨씬 상회할 뿐만 아니라, 비교예 1의 1,252회/mm, 비교예 2의 1,340회/mm보다 높은 수치를 나타내었다. 따라서, 본 발명에 의한 아스팔트 혼합물은 일반아스팔트인 비교예 1, 2보다 소성변형 저항성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명은 개질 유황 첨가제가 기존 스트레이트 아스팔트 바인더의 일정 부분을 치환하기 때문에 생산온도가 저감(20℃ ~ 40℃)되는 효과가 있는 것이 가장 큰 특징이며, 나아가 위에서 확인한 바와 같이 아스팔트 혼합물의 품질성능(안정도, 동적안정도 등)이 개선된다는 결과를 보여주고 있다.

Claims

아스콘용 순환골재 30 ~ 50 중량부,
자연골재로서 부순 굵은 골재 30 ~ 50 중량부,
자연골재로서 부순 잔골재 20 ~ 40 중량부,
채움재 2 ~ 10 중량부,
아스콘용 순환골재의 구재아스팔트 1.0 ~ 1.5 중량부,
신재아스팔트 2.3 ~ 4.0 중량부,
개질 유황 첨가제 2.3 ~ 3.0 중량부, 및
고분자(M-PAMA) 첨가제 0.3 ~ 0.6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용 고분자와 개질 유황을 사용한 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물.
제1항에 있어서,
상기 고분자 첨가제는,
평균입도 150 ~ 300 메쉬의 저밀도폴리에티렌(LDPE) 미세분말 60 ~ 90중량부,
카본블랙 4.5 중량부,
접착성 수지 3 중량부, 및
분산제 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용 고분자와 개질 유황을 사용한 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물.
제1항에 있어서,
공용성 등급 PG 76-22인 것을 특징으로 하는 재활용 고분자와 개질 유황을 사용한 중온형 재활용 개질 아스팔트 혼합물.