KR20220151162A - 토양 안정화제 - Google Patents

Abstract

본 명세서에는 일정량의 토양(예를 들어, 도로 기층 또는 도로 보조 기층을 한정하는 일정량의 토양)을 안정화시키는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염을 포함하는 코팅제를 토양에 도포하여 토양 내의 토양 입자를 코팅제로 코팅하는 단계, 및 이어서 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염과 반응할 수 있는 금속 염을 포함하는 경화제를 토양에 도포하여 경화 생성물을 형성하는 단계를 포함한다. 토양은 후속적으로 압밀하고 그 코팅된 토양 입자가 고화되도록 한다.

Description

토양 안정화제

본 발명은 토양을 안정화시키는 방법에 관한 것이며, 특히 도로 기층(road base) 또는 도로 보조 기층(road sub-base)에 대해 안정화되어 있는 토양에 관한 것이다.

내구성이 있는 도로 표면의 건설은 더 많이는 아니더라도 도로 표면 자체의 안정성 및 내구성에 의존하는 만큼 도로 기층의 안정성 및 내구성에 의존한다. 따라서, 도로 기재(substrate) 또는 도로 기층의 품질에 특히 주의를 기울여 도로를 향상시키기 위해 수년에 걸쳐 수많은 기술이 개발되어 왔다. 예를 들어, 대량의 수입 쇄석(crushed rock) 및/또는 토양 기재의 압축을 이용하는 방법이 안정성이 있고 내구성이 있는 도로 기층을 제공하는 데 자주 이용되고 있다.

그러나, 그러한 방법은 문제가 되는 현장 토양을 제거하고 이것을 우수한 재료로 대체하는 것 또는 현장 토양 특징을 수용하고 그에 따라 보상을 위한 프로젝트를 설계하는 것을 수반한다. 둘 중 어느 경우든, 비이상적인 도로 기층 및/또는 보조 기층의 존재로 인해 그러한 도로를 제조하는 데 걸리는 시간과 비용이 현저히 증가하게 된다.

화학적 기반 토양 안정화제는 공지되어 있지만, 실험실 밖에서의 그의 유효성은 많은 적용예에서, 특히 내구성이 있는 도로 기층 또는 보조 기층의 건설에서 그의 유용성을 제한하는 경향이 있다.

도로 기층을 안정화시키기 위한 대안적인 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다.

제1 양태에서, 본 발명은 일정량의 토양(a volume of soil)(예를 들어, 도로 기층 또는 도로 보조 기층을 한정하는 일정량의 토양)을 안정화시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염을 포함하는 코팅제를 토양에 도포함으로써 토양 내의 토양 입자를 코팅제로 코팅하는 단계를 포함한다. 후속적으로, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염과 반응할 수 있고 그 결과 경화 생성물을 형성하는 금속 염을 포함하는 경화제가 토양에 도포되고, 그후 토양이 압밀되고, 이로써 코팅된 토양 입자가 고화된다.

유리하게는, 본 발명은, 일정량의 토양에 대해 수행될 때, 토양을 안정화시키는 효과를 갖고 있어 수분 진입에 대한 높은 저항성 및 교통 유도 하중을 충분히 저항하기에 강한 지지 성능을 갖는 실질적인 불투수성 토양층이 생산되도록 하는 화학 공정을 제공한다. 이하에서 보다 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 본 발명자들은 본 발명에 사용된 코팅제가 토양 입자를 코팅하는 그의 능력을 크게 용이하게 하는 물리적 특성을 갖고 있다는 점을 밝혀 내었다. 또한, 코팅제와 경화제와의 반응 생성물은 고화 및 압밀된 일정량의 처리된 토양의 형성에 유리하게 기여하는 물리적 특성을 갖는다. 본 발명은 수많은 실제 세계 상황에서 본 발명자들에 의해 성공적으로 시험되었고, 여기서 본 발명에 의해 달성된 화학적 및 물리적 특성의 조합은 매우 우수한 강도, 내구성 및 내수성을 갖는 도로 기층을 생산하였다.

따라서, 적어도 본 발명은 현행의 토양 안정화 방법에 대한 대안을 제공한다. 일반적으로 장비와 인력이 덜 필요하기 때문에 종래의 기계적 건설 대신에 본 발명의 방법을 이용하여 시간 및 비용에서의 상당한 절감을 달성할 수 있다. 예를 들어, 코팅제와 경화제가 농축 형태로 선적되어 현장에서 희석될 수 있기 때문에 운송비가 감소될 수 있다. 본 발명자들은, 예를 들어 200 L의 코팅제와 100 L의 경화제가 트럭 28대 분량의 쇄석을 사용하여 제조된 도로 기층의 것과 유사한 효과를 갖는 안정화된 일정량의 토양을 생산하는 데 사용될 수 있다는 점을 밝혀 내었다. 이것의 경제적 및 환경적 이점이 즉시 나타난다.

본 발명의 방법은 비교적 수행하기 쉽고, 건설 현장에서 이미 발견되기 쉬운 장비를 사용하여 달성될 수 있다. 또한, 본 발명자들은, 합리적인 범위 내에서, 본 발명의 수행이 결과로 얻어지는 안정화된 토양에 필연적으로 영향을 미치는 일 없다면 임의의 단계에서 중단될 수 있다는 점을 주지하고 있다. 또한, 적어도 바람직한 구현예에서, 코팅제 및 경화제는 둘 다 비교적 안전하고, 환경적으로 허용 가능하며, 취급하기가 용이하다. 이들은 비독성, 비유해성, 보관시 또는 사용시 불연성, 비부식성 및 일반적으로 인간 및 동물에 대한 비손상성일 수 있는 것이 바람직하다. 코팅제 자체는 경화제에 의한 처리 전에 수용성 및 생분해성이다.

코팅제는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산("코코넛 지방산"이라고도 함)의 하나 이상의 염을 포함한다. 본 발명자들에 의해 시도된 (그리고 이하에서 보다 상세히 설명된) 일부 특정 구현예에서, 코팅제는 코코넛 지방산으로부터 유도된 비누를 포함할 수 있다. 본 발명자들에 의해 사용되는 시판용 코코넛 지방산은 48%의 라우르산, 16%의 미리스트산, 4%의 스테아르산 및 잔량의 다른 지방산들의 혼합물(4-10%의 카프로산, 3-12%의 올레산, 3%의 최대 리놀레이드산, 5-13%의 팔미트산 및 4-8%의 카프릴산)을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명자들은, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 염이 본 발명에 사용하기에 특히 적합하다는 것을 밝혀 내었는데, 왜냐하면 상기 염은 코팅제가 도포되어 있는 일정량의 토양 전반에 걸쳐 있는 토양 입자를 균일하게 코팅할 정도로 점성이 있고 지속성이 있는 것으로 밝혀 졌기 때문이다. 그의 알루미늄 염은 또한 완전 불용성이다.

일부 구현예에서, 지방산의 하나 이상의 염은 지방산의 나트륨 염 및/또는 칼륨 염일 수 있다. 지방산 비누는 본 발명자들이 압밀 동안 서로에 대한 토양 입자의 이동을 용이하게 함으로써 일정량의 토양의 고화에 현저하게 기여할 수 있다고 여기는 윤활성을 갖는다. 이하에서 설명되어 있는 바와 같이, 일부 구현예에서, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 나트륨 염 및 칼륨 염의 사용은 단지 하나의 염만이 자체 사용된 경우보다 시약에 대한 매우 우수한 특성을 제공한다는 점을 밝혀 내었다.

경화제는 경화 생성물(즉, 토양 입자를 포함하는 것)이 궁극적으로 형성되도록 코코넛 지방산의 하나 이상의 염과 반응할 수 있는 금속 염(들)을 포함한다(또는 일부 구현예에서, 금속 염(들)로 이루어진다). 본 발명자들은 경화 생성물을 형성하기 위한 코팅제와 경화제(및 이에 따른 혼입된 토양 입자) 간의 반응이 즉각적으로 발생하지 않고, 퍼티형(putty-like) 점조도를 갖는 중간 생성물을 통해 발생한다는 점을 밝혀 내었다. 이 기간 동안 토양의 압밀은 중간 생성물을 토양 입자들 사이의 간극 공간(interstitial space)으로 압착하여 공기와 물을 변위시키고, 여기서 그것은 후속적으로 경화된다. 본 발명자들은, 경화 생성물이 실험실의 안에서와 밖에서 모두 놀라운 경도, 내수성 및 내구성을 갖는다는 점을 밝혀 내었다. 실제로, 이하에서 기재된 데이터는 본 발명의 실제 세계 적용 가능성을 명백히 입증해 보여준다.

일부 구현예에서, 경화제는 알루미늄 염, 예를 들어 황산알루미늄을 포함할 수 있다. 코팅제가 코코넛 지방산의 칼륨 염 및 나트륨 염의 혼합물을 포함하는 구현예에서, 예를 들어 코팅제가 도포되어 있는 일정량의 토양을 금속 염 용액으로 처리하는 것은 코팅제를 불용성으로 만든다.

일부 구현예에서, 코팅제는 분산제를 추가로 포함하는 액체 조성물로 제공될 수 있다. 본 발명자들은, 예를 들어 에틸렌 글리콜 모노스테아레이트의 첨가가 일정량의 토양 전반에 걸친 그 제제의 분산을 더욱 용이하게 한다는 점을 밝혀 내었다.

일부 구현예에서, 코팅제는 2-프로판올과 같은 알코올을 추가로 포함하는 액체 조성물로 제공될 수 있고, 그 알코올은 제제의 유동점(pour point)을 낮추는 데 도움이 될 수 있고, 보관 동안 제제가 응고되는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.

일부 구현예에서, 방법은 경화제가 도포되기 전에 추가 재료(들)가 일정량의 토양에 혼합되는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 전형적으로, 추가 재료는 코팅제가 도포되기 전에 일정량의 토양에 혼합되는데, 이는 다른 물리적 혼합 단계가 일어날 가능성이 있는 경우에 존재하며, 하지만 이는 그러한 사례로 항상 있는 것이 아니다. 추가 재료는, 예를 들어 다음의 재료: 파쇄된 폐 플라스틱, 모래, 골재 및 분쇄된 유리 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 이해되고 있는 바와 같이, 그러한 구현예는 그렇지 않으면 폐기물이 될 수 있는 재료에 대한 유익한 용도를 제공할 수 있거나, 훨씬 더 안정화된 표면을 결과로 얻을 수 있다.

일부 구현예에서, 방법은 석회가 일정량의 토양에 첨가되는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 첨가는 토양을 더욱 안정화시키고, 이의 기계적 특성을 개선시킬 수 있다(특히 중점토(heavy clay)에 의해).

본 발명은 임의의 토양 유형, 특히 점질토(clay soil)에 사용될 수 있다.

제2 양태에서, 본 발명은 제1 용기 및 제2 용기를 포함하는 토양 안정화용 키트를 제공한다. 제1 용기는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염을 포함하는 코팅제를 함유하고, 그 코팅제는 토양에 도포될 때 토양 내의 토양 입자를 코팅한다. 제2 용기는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염과 반응할 수 있는 금속 염을 포함하는 경화제를 함유하고, 그 경화제는 토양에 도포될 때 코팅된 토양 입자가 고화되도록 하여 본 명세서에 기재된 토양 안정화 효과를 결과로 얻게 한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 제2 양태의 키트는 본 발명의 제1 양태의 방법에서 사용될 수 있다.

제3 양태에서, 본 발명은, 본 발명의 제1 양태의 방법에서 응집제로서 사용될 때, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염, 알코올 및 분산제를 포함하는 조성물을 제공한다. 일부 구현예에서, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염은 본 발명의 방법의 맥락에서 본 명세서에 설명된 바와 같을 수 있다.

일부 구현예에서, 본 발명의 제3 양태의 조성물은 본 발명의 제2 양태의 키트의 제1 용기 내에 포함될 수 있다.

본 발명의 다른 양태, 구현예 및 이점은 이하에서 설명될 것이다.

일반적으로 말하면, 본 발명은 도로 건설을 위한 토양 기재의 제조에 특히 중점을 둔 토양 안정화에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 비교적 제조하기 쉽고 저렴하며, 그리고 도로 보수 작업(roadwork)와 같은 적용예를 위한 토양 안정화를 실질적으로 보조하는 액체 제형(formulation)에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 일정량의 토양을 안정화시키는 방법을 제공한다. 방법은 (아래에서 설명된) 코팅제를 토양에 도포함으로써 토양 내의 토양 입자를 코팅제로 코팅하는 단계, 및 이어서 코팅제와 반응할 수 있고 그 결과 경화 생성물을 형성하는 (아래에서 설명된) 경화제를 토양에 도포하는 단계를 포함한다. 마지막으로는, 토양이 압밀되고, 코팅된 토양 입자가 고화된다.

본 발명의 방법은 도로 기층 또는 도로 보조 기층을 한정하는 (예를 들어, 도로 기층 또는 도로 보조 기층으로서 사용되는) 일정량의 토양을 안정화시키는 데 사용된다는 맥락에서 주로 본 명세서에 설명될 것이다. 그러나, 방법은 또한 폭 넓게 다양한 토양 처리 및 안정화 상황에서 유사하게 수행되는 데 이용될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, 방법은 포장된 주차장, 진입로, 공항, 활주로, 운동장, 테니스 코트 등의 제조에서 유용할 수 있다.

또한, 본 발명은 포장재(paving)에 의해 오버레이되어 있지 않고, 하지만 미처리된 표면에 의해 제공될 수 있는 것보다 더 큰 내구성을 여전히 필요로 하는 표면을 안정화시키는 데 이용될 수 있다. 그러한 표면의 예로는 도로 갓길(shoulder), 더트(dirt) 또는 "비포장(unsealed)" 오지 및 지선 도로, 비포장 주차장, 비포장 활주로, 집중 소 사육장(intensive cattle feeding lot), 쓰레기장(rubbish tip), 저수지, 댐, 운하, 제방(embankment) 등이 포함된다. 실제로, 본 발명자들은 본 발명이 토양 안정화가 요구되거나 유익할 임의의 상황에서 유용할 것으로 예상한다.

상기 주지되어 있는 바와 같이, 본 발명은 일정량의 토양(예를 들어, 도로 기층 또는 도로 보조 기층을 한정하는 일정량의 토양)을 안정화시키는 방법을 제공한다. 방법은 코팅제(예를 들어, 코팅제를 포함하는 액체 조성물)를 토양에 도포하여 코팅제가 도포되어 있는 일정량의 토양 내의 토양 입자가 코팅제에 의해 코팅되도록 하는 단계를 포함한다. 후속적으로, 경화제가 토양에 도포되고, 경화제가 코팅제와 반응할 수 있고, 이 반응으로 인해 그 코팅된 토양 입자의 매스가 경화된다. 이러한 반응이 진행되는 동안 토양을 압밀하면 그 결과로 (토양 입자들 사이의 간극 공간에 존재하는 공기와 물이 변위되도록) 그 코팅된 토양 입자가 고화되고, 예를 들어 도로 기층 또는 보조 기층을 포함하는 사용에 적합한 안정화된 토양이 궁극적으로 생산된다.

본 발명은 경질의 불투수성 기재로 전환되는 하급 점질토와 함께 사용하기에 특히 적합하다. 본 발명은 물의 모세관 상승적 유입에 저항하는 처리된 토양의 능력을 개선시키며, 그러한 유입은, 제어되지 않는 경우, 토양 입자의 분리를 유발하고, 압력 하에서 입자의 유체 흐름을 유발할 수 있다. 그 처리된 토양은 수분이 심지어 존재하는 경우라고 할지라도 심지어 고하중 조건 하에서도 그의 하중 보유 용량(load bearing capacity)을 유지한다는 점을 밝혀 내었다.

본 발명의 방법의 특색 및 결과로 얻어지는 토양 안정화 효과는 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다.

코팅제

코팅제는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산(또한 본 명세서에서 "코코넛 지방산"이라고도 함)의 하나 이상의 염을 포함하고, 코팅제가 도포되어 있는 일정량의 토양 내의 상당한 비율의 토양 입자를 코팅할 수 있는 임의의 형태로 제공될 수 있다. 코팅제의 유동학적 특성은 코팅제가 토양 입자 위로 유동할 수 있도록 하여 대부분의 일정량의 토양 전반에 걸쳐 분산할 수 있다. 또한, 코팅제는 얇은 코팅을 유보유하는 토양 입자를 결과로 얻게 하는 지속성을 갖는다.

또한, 코팅제는 경화시키거나, 응고시키거나, 또는 달리 본 명세서에 기술된 기능적 효과 및 토양 안정화를 생성하기 위해 경화제와 반응할 수 있어야 한다. 코팅제는 토양 입자의 고화를 유도하기 위해 경화제와 반응하는 것이 기본적인 일이다.

코팅제는 액체 또는 고체 형태로 제공될 수 있고, 토양에 도포하기에 용이한 형태로 또는 도포하기 전에 액체로 희석 또는 분산되어야 할 필요가 있는 농축물 형태로 제공될 수 있다.

천연 오일로부터 유도된 지방산은 비교적 일관성 있는 지방산의 혼합물을 포함하는 경향이 있다. 하나의 지방산만을 포함하는 코팅제가 효과적일 수 있지만, 본 발명자들은 지방산의 혼합물을 포함하는 코팅제가 보다 큰 지속성, 보다 용이한 취급성 및 보다 신속한 경화성과 같은 보다 우수한 기능성을 부여한다는 점을 밝혀 내었다.

본 발명의 코팅제는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염을 포함한다. 그러한 지방산은 적어도 라우르산, 미리스트산 및 스테아르산의 혼합물을 포함한다. 코코넛 지방산은, 이것이 자유 유동성, 비교적 지속성을 갖고 있고, 이의 알루미늄 염이 완전 불용성을 갖고 있기 때문에, 특히 적합하는 것으로 밝혀 졌다.

본 발명의 유용성이 (예를 들어, 용해도 또는 독성 문제 등으로 인해) 악영향을 받지 않는다면, 본 명세서에 기재된 지방산의 어떠한 염이라도 사용될 수 있다. 전형적으로, 지방산의 하나 이상의 염은 지방산의 나트륨 염 또는 칼륨 염이고, 이들은 산업상 통상적으로 사용되는 염이다(나트륨 또는 칼륨의 지방산 염은 종종 지방산 비누라고도 지칭된다). 본 발명자들은, 코코넛 지방산의 비누가, 상기에서 주지되어 있는 바와 같이, 압밀 동안 토양 입자의 서로에 대한 이동을 용이하게 하기 때문에 일정량의 토양의 고화에 기여할 수 있는 윤활성을 일정량의 토양에 부여한다는 점을 밝혀 내었다.

일부 지방산의 나트륨 염 및 칼륨 염의 조합물의 사용은 일부 상황에서 그리고 본 발명이 이용될 토양 유형에 따라 유리할 수 있다. 예를 들어, 코코넛 지방산의 나트륨 비누만 사용하는 것은, 코코넛 지방산의 나트륨 비누 및 칼륨 비누의 혼합물과 비교할 때 비교적 연하고 일부 토양 유형에 대해 토양 입자를 단단히 고정하지 못할 수 있는 비누를 생성한다. 또다른 한편으로는, 코코넛 지방산의 칼륨 비누는 농축된 형태로 존재할 때 덩어리(lumpy)가 될 수 있고, 코코넛 지방산의 나트륨 비누 및 칼륨 비누의 혼합물만큼 잘 분산되지 않을 수 있다. 코팅제의 가장 적절한 형태를 결정하기 위해서 주어진 현장으로부터의 토양 샘플을 사용하여 실험실 기반 실험을 예비 수행하는 것은 해당 기술 분야의 당업자의 능력 내에 속한다.

전형적으로, 코팅제는 일정량의 토양에 도포되는 액체 조성물의 일부를 형성할 것이다. 전형적인 산업적 실시와 일치하도록, 그러한 액체 조성물은 종종 "파트 A" 액체 조성물(경화제는 "파트 B" 조성물임)이라고 칭한다. 그러한 구현예에서, 액체 조성물은, 선택적으로 조성물에 유리한 기능성을 부여할 수 있는 다른 성분과 조합하여, 코팅제로 구성되거나 코팅제를 포함할 수 있다.

그러한 구현예에서, 액체 조성물 중 지방산(들)의 염(들)의 비율은 최저 약 10%(w/w)에서 최대 약 100%(w/w)까지의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어 지방산 염은 액체 조성물의 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 또는 100%(w/w)를 포함할 수 있다. 전형적으로, 지방산 염은 액체 조성물의 10-30%, 예를 들어 15-25% 또는 17-22%를 포함한다. 그러한 구현예에서, 액체 조성물 중 지방산 염의 비율은 액체 조성물의 약 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21% 또는 22%(w/w)일 수 있다.

상기 주지되어 있는 바와 같이, 코팅제를 포함하는 파트 A 액체 조성물은 또한 추가 성분을 포함할 수 있다. 단, 그러한 성분은 코팅제의 기능성에 악영향을 미치지 않는다.

일부 구현예에서, 파트 A 액체 조성물은 알코올을 추가로 포함할 수 있다. 알코올을 코팅제에 첨가하는 것은 코팅제의 유동점을 낮추는 것 및 코팅제가 보관 동안 응고되는 것을 방지하는 것과 같은 유익한 유동학적 효과를 제공할 수 있다. 적합한 알코올에는 2-프로판올 및 에탄올이 포함된다. 존재하는 경우, 파트 A 액체 조성물 중 알코올의 비율은 최저 약 1%(v/v)에서 최대 약 3%(v/v)까지의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어 액체 조성물은 약 1%, 1.5%, 2%, 2.5% 또는 3%(v/v)의 알코올을 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 파트 A 액체 조성물은 분산제를 추가로 포함할 수 있다. 분산제를 첨가하는 것은 처리 중인 일정량의 토양에 코팅제를 보다 효과적으로 분산시키는 것과 같은 유익한 효과를 제공할 수 있다. 적합한 분산제에는, 예를 들어 에틸렌 글리콜 모노스테아레이트, 알코올 에톡실레이트 및 소르비탄 모노스테아레이트가 포함된다. 존재하는 경우, 파트 A 액체 조성물 중 분산제의 비율은 최저 약 1%(v/v)에서 최대 약 4%(v/v)까지의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어 액체 조성물은 약 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, 3.5% 또는 4%(v/v)의 분산제를 포함할 수 있다.

경화제

경화제는 코팅제로 코팅된 토양 입자가 압축되고 경화되는 것으로 인하여 궁극적으로 고화되는 방식으로 코팅제와 반응 가능하다. 경화제는 일정한 형태, 양 및 조건으로 제공되며, 여기서 경화제는 토양 입자가 고화되도록 코팅제와 반응하여 그 코팅된 토양 입자 주위에 고화된 생성물을 생성하게 된다. 토양의 후속적인 압밀은 본 명세서에 설명된 토양 안정화 효과를 결과로 얻게 된다.

경화제는 토양 입자를 포함하는 안정화된 매스가 형성되도록 상기 기재된 지방산의 하나 이상의 염과 반응할 수 있는 금속 염을 포함한다. 본 발명자들에 의하면, 경화제가 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 비누를 포함할 때, 매우 효과적인 것으로 밝혀진 금속 염으로는, 예를 들어 알루미늄 염, 특히 황산알루미늄이 있다(이것은 쉽게 이용 가능하고, 비교적 저렴하며, 환경 친화적일 뿐만 아니라 가용성이 높다).

경화제는 (아래에서 보다 상세히 설명되어 있는 바와 같이) 전형적으로 "파트 B" 액체 조성물의 형태로 제공되고, 별도로 토양에 도포된다. 경화제는 조기 반응을 방지하기 위해 코팅제와 별도로 보관될 필요가 있다. 동일한 장비를 사용하여 그 2가지 제제를 도포하는 경우, 장비를 철저히 세척하는 데 주의를 기울여야 한다. 파트 B 액체 중 경화제의 농도는 일반적으로 파트 A:파트 B의 단순 부피비가 현장에 적용되도록 선택될 것이다(예를 들어, "파트 A" 2부 및 "파트 B" 1부).

다시 말하면, 경화제는 희석 및 토양에 대한 도포가 용이하도록 한 농축된 액체 또는 고체 형태로 제공될 수 있다.

추가 재료

일부 구현예에서, 추가 재료(들)(반응성 또는 비반응성)를 본 발명의 방법에서 혼입하는 것은, 이것이 유익한 효과를 제공하고 본 발명의 성능에 해로운 영향을 미치지 않는다면, 유리할 수 있다.

그러한 토양은 강화된 강도 또는 다른 특성(예를 들어, 내수성), 증가된 벌크 및/또는 마찰 특성을 가질 수 있다. 그러나, 추가 재료를 토양에 혼입하는 이점은 단순히 매립지로 것으로 달리 의도된 생성물이 유익하게 용도 변경(re-purposed)될 수 있다는 점일 수 있다. 추가 재료의 예에는 파쇄된 폐 플라스틱, 모래, 골재 및 분쇄된 유리가 포함된다.

추가 재료(들)은, 예를 들어 토양에 혼입되도록 하기 위해 경화제가 도포되기 전 일정량의 토양에 혼합될 수 있다. 그러나, 추가 재료는, 후속적으로 도포된 코팅제가 일정량의 토양 전반에 걸쳐 균일하게 분산되는 것을 보장하기 위해 코팅제가 도포되기 전에, 일정량의 토양에 전형적으로 혼합될 것이다.

일부 구현예에서, 토양을 더욱더 안정화시키고 이의 기계적 특성(특히 중점토에 의한 것)을 개선하기 위해 석회가 일정량의 토양에 첨가될 수 있다.

코팅제를 포함하는 액체 조성물의 토양에 대한 도포

본 발명의 방법의 일 구현예에서, 코팅제를 포함하는 "파트 A" 액체 조성물은, 예를 들어 토양 내의 토양 입자가 코팅제로 코팅되도록 토양에 도포될 수 있다.

파트 A 액체 조성물은 코팅제를 토양 입자와 접촉시키는 데 효과적인 임의의 방식으로 토양에 도포될 수 있다. 건설 현장 및 현재 이용 가능한 장비의 특성을 감안하면, 토양의 상부에 조성물을 분무하는 것은 현재 본 발명자들이 가장 실용적이라고 간주하는 방법이다.

본 발명자들은 파트 A 조성물(및 실제로 경화제)을 분무하기에 적합한 장비가 스프레이로서 표면 위에 액체를 균일하게 분배할 수 있는 워터 돌리(water dolly)(바람직하게는 펌프가 구비됨)임을 주지해야 한다. 사용시, 충분한 물이 워터 돌리에 배치되어야 하고, 코팅제(등)이 현장 토양과 관련된 실험실 시험(아래에서 설명됨)에 의해 결정된 양으로 첨가된다. 이어서 물이 첨가되어 파트 A 조성물을 구성하게 된다(물은 오염 또는 조기 반응을 방지하기 위해 염, 산 및 유기물이 없어야 한다). 돌리에서 혼합한 후, 액체는 가능한 한 균일하게 토양의 상부 표면에 분무된다. 분무는 이상적으로는 에지로부터 중앙을 향해 이루어져야 하고, 분무는 합리적으로 균일한 커버리지에 도달할 때까지 수행되어야 한다.

파트 A 조성물은 "있는 그대로" 토양에 도포될 수 있거나, 일정량의 토양은 조성물이 도포되기 전에 교란될(disturbed) 수 있다. 예를 들어, 도로 기층 건설에서, 본 발명자들은 처리될 토양이 먼저 갈라지거나 느슨해지고, 이어서 파트 A 조성물로 분무될 것으로 예상한다. 처리 전에 기존의 도로 기층을 찢거나 뜯어내기 위해, 예를 들어 스캐리파이어(scarifier)와 블레이드가 장착된 모터 그레이더(motor grader)를 사용할 수 있다. 일부 구현예에서, 처리될 영역은 프로젝트에 의해 요구되는 바와 같은 정확한 라인과 레벨로 등급화될 수 있으며, 그후 토양은 파헤쳐지고 분쇄된다.

일단 도포된 후에, 파트 A 조성물은 단순히 일정량의 토양에 스며들도록 허용될 수 있거나, 대안적으로 그 조성물은 일정량의 토양에 물리적으로 혼합될 수 있다. 그러한 혼합은 전체 일정량의 토양 전반에 걸쳐 코팅제(및 임의의 다른 성분)의 보다 균일한 분포를 보장하는데, 이는 유익할 수 있다. 다시 말하면, 도로 건설 환경에서, 분쇄기(pulveriser)/혼합기(예를 들어, 펄비믹서(Pulvimixer)) 또는 다른 적합한 분쇄 장비(예를 들어, 디스크 쟁기(disc plough))를 사용하여 분무후에 코팅제(및 경화제)를 토양에 혼합될 수 있다.

코팅제(또는 경화제)가 고체 형태로 또는 농축물로 제공되는 구현예에서, 또한 방법은 코팅제를 토양에 도포하기 전에 코팅제를 일정량의 물에 혼합하는 단계(즉, 파트 A 조성물을 생산하기 위해)를 포함한다.

경화제를 포함하는 액체 조성물의 도포

본 발명의 방법에서, 경화제는 코팅된 토양 입자에 도포되고, 이는 궁극적으로 토양 입자가 경화된 매스로 경화되도록 한다.

코팅제에 대해 상기 설명된 것과 유사하게, 경화제는 일정량의 토양의 상부에 분무될 수 있고, 후속적으로 일정량의 토양에 물리적으로 혼합될 수 있다. 그러한 도포는 일정량의 토양 전반에 걸쳐 실질적인 균질성을 보장하고, 결과적으로 일관성 있는 구조적 특성을 보장한다.

특정 구현예에서, 예를 들어 용액이 경화제를 선결정된 양의 물에 첨가함으로써 또 다른 돌리에서 제조될 수 있다(그 양은, 예를 들어, 아래에서 설명된 실험실 연구로부터 계산된다). 이어서, 경화제를 함유하는 "파트 B" 액체 조성물은 가능한 한 균일하게 토양에 도포된다. 이 돌리가 코팅제의 도포에 사용된 것과 동일한 경우, 그것은 분무 노즐의 막힘을 결과로 초래하는 그들 사이의 화학 반응을 피하기 위해 각 용액에 대해 그것을 사용하는 사이에 조심스럽게 세척해야 한다. 이어서 펄비믹서를 다시 사용하여 경화제를 토양/안정화 시약 혼합물에 블렌딩할 수 있다.

이어서, 토양의 최종 수분 함량 검사가 이루어질 수 있다. 수분 함량이 높으면, 토양이 폭기(aerated)될 수 있는 반면, 수분 함량이 낮으면, 물이 첨가될 수 있다. 편리하게도, 첨가된 물은 추가의 파트 B 용액의 형태일 수 있는데, 그 이유는 과량의 경화제가 해롭지 않고, 모든 코팅제가 효과적으로 처리되는 것을 보장하기 때문이다.

방법은 경화제가 그 코팅된 토양 입자에 도포된 후에 일정량의 토양을 압밀하는 단계를 추가로 포함한다. 그러한 압밀은 임의의 적합한 장비를 사용하여 수행될 수 있다. 정적 또는 진동 중 어느 하나인 다양한 무게의 시프스 푸트 롤러(sheepsfoot roller)는, 예를 들어 최종 등급화 전에 토양을 압밀하는 데 사용될 수 있다. 최종 평활화는 고무 타이어 롤러를 사용하여 수행될 수 있다. 임의의 비자동화 장비를 수용하고 작동시키기에 적절한 동력을 갖춘 타이어가 있는 트랙터가 적극 권장된다.

수행될 때, 롤링 조작은 에지를 따라 시작하여 길이 방향으로 진행되어야 하고, 각 패스는 평행하게 작동하고 직선 스트레치에서는 중앙을 향해 그리고 곡선 스트레치에서는 내부에서 외부 에지로 근접하므로, 롤러는 각 패스에서 도로 축과 평행한 이의 이전 패스의 폭의 적어도 절반을 균일하게 커버한다. 롤링을 위한 접근이 불가능하거나, 롤러의 사용이 바람직하지 않는 영역에서는 특수 래머(rammer)를 사용하여 압밀을 수행해야 한다.

완성된 층은 균일해야 하고, 범프(bump), 함몰(depression) 또는 바퀴자국(rut)이 없어야 한다. 이들 조건이 충족되지 않으면, 도로 표면은 다시 파헤쳐지고, 분쇄되고, 가습되고, 다시 롤링될 수 있다. 이 방식으로 토양의 재작업은 앞서 논의한 바와 같이 분쇄, 가습 및 롤링이 적절히 고려되는 한 사실상 언제든지 수행될 수 있다.

최종 표면 마무리는 모터 그레이더를 사용하여 절단 조작에서만 작업하고, 임의의 느슨한 재료나 작은 축적물(build-up)이 남지 않도록 하여 수행되어야 한다. 롤링은 고무 타이어 롤러에 의해 완료된다. 완성된 도로 표면에 대한 연마 작용을 최소화하기 위해서는 필요에 따라 적합한 마모 과정(즉, 마감층)이 적용되도록 권장된다.

토양의 예비 시험 및 평가

본 발명을 이용한 토양 안정화는 도로 기층 또는 보조 기층의 요건을 보다 잘 충족시킬 수 있는 새로운 현장 재료를 만들도록 토양의 기존 특성의 개선을 결과로 얻게 한다. 그러나, 특정 현장에서 적용하기 전에, 필요한 처리 비율을 결정하기 위해서는 시험이 수행되어야 한다.

이론에 의해 한정하고자 하는 것은 아니지만, 본 발명자들은 개선된 엔지니어링 특징이 토양 입자의 음이온성과 정전기적으로 결합하는 시약의 양이온성으로 인하여 발생하고, 그 결과로 토양 내의 입자(특히 점토 입자)의 고화가 얻어질 것으로 예상한다. 사실상, 점토 입자는 집합 및 응집되고, 그 입자들은 함께 "뭉치거나" 더 큰 응집물로 응집된다. 이에 비추어 볼 때, 본 발명의 방법이 수행되기 전에 처리될 토양 내의 점토, 실트(silt), 모래 및 자갈(gravel)의 비율이 고려되어야 한다.

토양의 응집 수축, 팽창 및 압축성은, 아터버그 한계(Atterburg limit) 및 최대 건조 압축 강도에 의해 나타낸 바와 같이, 점토 분획의 양 및 특성과 주로 관련되어 있다. 아터버그 한계는 그 재료가 고체, 반고체 또는 유체로서 작용하게 하는 수분의 범위를 제공한다. 따라서, 코팅제 및 경화제의 첨가를 위한 최적의 비는 입자 크기 분포(실트에 대한 점토의 비)와 아터버그 한계 기준을 기반으로 할 수 있다.

따라서, 일정량의 토양에 대해 본 발명을 수행하기 전에, 일반적으로 토양 자체를 특징화하는 것이 필요하다. 토양 조사는 토양 유형의 위치 및 분포에 대한, 그리고 현장에서 토양 내에 존재하는 수분 환경에 대한 정보를 제공한다. 각 토양 유형의 대표적인 샘플은 실험실 시험을 위해 수집될 수 있고, 이들의 프로파일은 표준 토양 절차를 이용하여 준비된다. 토양 프로파일의 각 레벨에 적절한 엔지니어링 특성을 특징화하기 위해 충분한 샘플이 취해져야 한다.

예시적인 절차는 입자 크기 분포, 소성 한계와 액체 한계(즉, 아터버그 한계) 및 하중에 대한 저항성(예를 들어, 캘리포니아 지지력비(California Bearing Ratio; CBR))과 같은 분류 시험뿐만 아니라 프록터 시험(Proctor Test)을 이용하는 수분 밀도 관련성을 확립하는 것을 수반한다. 프록터 시험에서, 천연 토양 재료의 최대 건조 밀도와 최적 수분 함량이 수득된다. 텍사스 삼축(Texas' Triaxial)과 같은 다른 시험 절차가 재료를 특징화하는 데 유용할 수 있다.

또한, pH, 염도 및 유기물 함량과 같은 값을 측정하기 위한 시험은 필요한 경우 유해한 구성성분의 존재를 검출하는 데 유용할 수 있다.

더구나, 본 발명의 방법에 따라 처리되어 있는 토양의 샘플은 토양의 개선된 하중 저항성, 내수성 또는 다른 향상된 특성의 척도를 제공하기 위해 시험될 수도 있다. 강도 시험(예컨대, CBR 또는 텍사스 삼축)은 요구된 개선이 달성되었는지 입증하기 위해 수행될 수 있다. 특히, 캘리포니아 지지력비(CBR)는 당업계에 널리 공지된 시험이고, 이것은 일반적으로 침투에 대한 재료의 저항성의 척도로서 사용된다.

제안된 일반적인 정량 시험을 수행하기 전에, 최소 용량 비율을 확인하기 위해 코팅제 및/또는 경화제의 유효성의 정성 평가를 수행하는 것이 적절한 것으로 간주될 수도 있다. 이는 미처리된 재료와 처리된 재료 둘 다를 프록터 유형 압밀 금형에서 성형하여 표본을 24시간 동안 건조시키고, 이어서 그것을 약 25 mm의 물에 배치함으로써 효과적으로 수행될 수 있다.

예를 들어, 변형된 프록터 시험에서, 토양 샘플은 다양한 백분율의 코팅제와 경화제로 처리될 수 있고, 이어서 원통 형상으로 압밀될 수 있다. 이어서, 이것을 미처리된 샘플과 함께 물이 담긴 접시에 배치한다. 전형적인 테스트에서, 미처리된 샘플은 신속하게 포화되고 물이 담긴 접시의 바닥으로 급락하게 된다.

처리된 샘플의 안정성은 또한 첨가제의 정확한 비율을 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 시험 표본이 안정한 상태로 남아 있고, 파손에 대한 어느 정도의 저항성을 나타내며, 최적치 부근의 내부 수분 함량을 가질 때, 만족스러운 결과가 달성된다. 시험 샘플이 수중에 배치될 때, 결과로 얻어지는 모세관 상승 및 임의의 연화, 팽창, 균열 또는 임의 유형의 샘플 열화가 비교되어야 한다.

토양이 높은 점토 농도를 갖는 경우, 토양은 혼합하기 어려울 수 있고, 특성에서의 상당한 변화를 위해서는 보다 많은 양의 코팅제(및 이에 상응하는 경화제)가 필요할 수 있다는 점에 주지해야 한다. 실제로, 예를 들어, 코팅제와 경화제를 단독으로 사용하여 약 50 초과의 액체 한계(liquid limit)를 갖는 점질토를 안정화시키는 것이 가능하지 않을 수 있다. 그러나, 칼슘 슬러리에 의한 전처리(개질) 후 그러한 중점토를 안정화시키는 것이 가능해야 하므로, 일부 구현예에서, 본 발명은, 예를 들어 토양의 가소성을 감소시키고 토양을 보다 작업 가능하게 만들 수 있는 적절한 전처리 또는 토양 조건화 단계를 포함할 수 있다.

현장에 본 발명의 방법을 적용하기 위한 준비로, 선택된 지점에서의 천연 수분 레벨이 결정되어야 한다. 이는 고속 시험(Speedy Test)에 의해 또는 다른 적절한 시험 장비에 의해 수행될 수 있다. 이어서, 백분율로서 나타낸 첨가될 물의 양은 최적 수분 함량으로부터 천연 수분 함량을 빼기함으로써 이전에 수행된 실험실 연구(프록터 시험)를 기반으로 결정될 수 있다.

처리될 전체의 일정량의 토양은 의도된 처리 깊이를 고려하여 현장 계산으로부터 결정될 수 있다. 이어서, 건조 토양의 총 질량은, 프록터 시험에 의해 제공된 바와 같이, 총 부피와 최대 건조 겉보기 비중을 기반으로 계산된다. 이어서, 첨가될 코팅제 및 경화제의 파트 A 및 B 용액의 총량은 최적 수분 함량과 천연 수분 함량 간의 차이를 이용하고, 이어서 해당 수치에 상기 결정된 바와 같이 처리될 토양의 총 질량을 곱하기함으로써 결정될 수 있다. 이는 아래 수학식으로 용이하게 나타낼 수 있다:

요구된 물의 총량 = 10³ (D × T)[(R - M)/100] 리터/제곱미터

식 중에서,

D = 입방 미터당 토양(톤)의 밀도

T = 포장 두께(미터)

R = 백분율로서 나타낸 최적의 수분 함량

M = 백분율로서 나타낸 토양 수분 함량(현장 시험)

따라서, 첨가될 물의 총량이 수득될 때, 그 물은 60:40의 비율로 2개 부분으로 분할되는 것이 바람직하다. 제1 부분은 코팅제(즉, 파트 A)의 첨가를 위한 비히클(vehicle)인 반면, 제2 부분은 경화제(즉, 파트 B)의 첨가를 위한 비히클이다.

각각의 부분에 첨가하고자 하는 농축된 코팅제와 경화제(예를 들어, 과립화된 염)의 양은 다음과 같이 실험실 분석으로부터 결정된다:

코팅제의 양 = 10³ (D × T)[C/100] 리터/제곱미터

식 중에서,

C = 실험실 보고서에서 요구되는 농축된 코팅제/경화제의 첨가물 백분율

D = 입방 미터당 토양(톤)의 밀도

T = 포장 두께(미터)

코팅제의 당량의 약 20%와 동일한 경화제의 양이 효과적인 것으로 밝혀 졌다.

본 발명의 특정 구현예가 예시 목적으로 아래에서 설명된다. 예시된 방법은 "CB230419"로서 본 발명자들에 의해 언급된 코팅제를 포함하는 파트 A 액체를 사용하고, 그것은 Redox Chemicals와 같은 공급업체로부터 공급되는 코코넛 지방산이고, 라우르산, 미리스트산 및 스테아르산을 주요 성분으로서 포함한다. 이어서, 아래에서 기재된 바와 같이, 지방산 비누는 코코넛 지방산과 알칼리(이들 예에는 수산화나트륨 및 수산화칼륨), 및 분산제 및 알코올과 혼합함으로써 파트 A 액체에서 생성될 수 있다.

파트 A 액체에 함유된 이러한 코팅제는 토양 기재 위에 직접 부어지거나 분무될 수 있다. 황산알루미늄 형태의 경화제(이것은 파트 A에서의 비누와 반응하여 불용성 알루미늄 비누를 생성한다)를 포함하는 파트 B 용액으로 처리한 후, 결과로 얻어지는 퍼티형 조성물은 토양 기재를 안정화시키는 효과를 갖고, 일단 압밀화되고 고화된 후에는, 그 토양 기재가 침출에 영향을 받지 않도록 함으로써 (후속적으로 건설되는) 도로 표면 아래에 안정한 방수층을 효과적으로 제공한다. 그러한 처리는 토양을 구성하는 결정립 또는 입자를 고화하고 물의 해로운 영향으로부터 보호한다.

처리된 토양층은 토양 팽창을 감소시키고 그의 하중 보유 용량을 증가시킴으로써 교통 유도 하중에 저항하기에 충분히 강한 지지 성능을 획득하게 된다. 가장 중요하게는, 본 발명자들은 이들 특성이 경시적으로 변하지 않는다는 점을 밝혀 내었다.

2가지 예시적 파트 A 제형을 형성하기 위한 조성물 및 방법이 하기 표 1에 제시되어 있다:

표 1 - 파트 A 제형

필요한 경우에는, 적합하게는 50% 용액의 형태로 수산화나트륨을 더 첨가하여 pH를 8.5 내지 9.0의 범위로 조절할 수 있다. 적합한 염료는 약 0.001% w/w의 브릴리언트 블루 FCF 슈프라(Brilliant Blue FCF Supra)이다.

상기 방법에 따라 제조된 코팅제를 포함하는 농축된 파트 A 액체 제형의 특징은 다음과 같다:

본 발명은 또한 제1 용기 및 제2 용기를 포함하는 토양 안정화용 키트에 관한 것이고, 여기서,

제1 용기는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염을 포함하는 코팅제를 함유하고, 그 코팅제는 토양에 도포될 때 토양 내의 토양 입자를 코팅하고;

제2 용기는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염과 반응할 수 있는 금속 염을 포함하는 경화제를 함유하고, 그 경화제는 코팅된 토양 입자에 도포될 때 그 코팅된 토양 입자가 고화되도록 한다.

또한, 본 발명은, 본 명세서에 기재된 본 발명의 방법에 사용될 때, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염, 알코올 및 분산제를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 지방산의 하나 이상의 염, 알코올 및 분산제는, 예를 들어 본 발명의 방법의 맥락에서, 상기 설명된 것들일 수 있다. 조성물은, 예를 들어 상기 설명된 방법에서 코팅제로서 사용될 수 있다.

본 명세서에는 지방산 또는 천연 오일의 가용성 비누를 포함하는 안정화 시약이 토양(포장재가 사용되지 않은 경우) 또는 토양 기재(필요한 곳에 도로 표면을 놓기 전에)에 도포되어 있는 차도 등의 건설을 위해 토양을 안정화시키는 방법이 개시되어 있다. 이어서, 그 안정화 시약은 금속 염을 포함하는 중화 용액으로 현장에서 처리되어 그것을 불용성으로 만든다.

실시예

이하 본 발명에 따르는 특정 구현예의 실시예가 설명된다.

실시예 1

하기 실시예는 본 발명에 따르는 농축된 파트 A 액체에 대한 다양한 제형을 예시한다. 모든 구현예에서, 파트 B 액체 제형은 황산알루미늄을 포함하였다.

제형 E를 갖고 상기 공정 단계에 따라 제조되는 농축된 액체 도로 기층 안정화 시약은 광범위한 호주 토양 샘플에 대해 다양한 표준 절차를 이용하여 시험하였다. 호주 전역의 다양한 장소에서 5 kg의 토양 샘플을 수득하였다. 이들 실험실 시험 중 일부의 결과는 하기 제공된다:

각각의 경우, 토양의 천연 안정성을 훨씬 능가하고 도로 기층에 적합한 값을 갖는, 토양의 CBR에 의해 측정된 바와 같이, 만족스러운 토양의 안정화가 발생했다는 것을 알 수 있다.

실시예 2

호주 시드니 지역의 비포장 도로 기층 상에서 현장 시험을 수행하였다. 수중에 희석된 상기 표 1에 기재된 제형 2의 형태의 코팅제를 포함하는 파트 A 조성물과 수중에 용해된 황산알루미늄을 포함하는 파트 B 조성물을 상기 기재된 방식으로 도로 기층에 도포하여 3일 동안 방치하였고, 그 기간 동안에는 상당히 지속적인 비를 경험하게 하였다.

이어서, 표면의 상대적 강도와 안정성의 지표를 제공하는 표준 원추 관입경도계 시험(cone penetrometer test; CPT)을 이용하여 도로 기층의 3개의 부분(도로의 좌측 및 우측뿐만 아니라 중앙)을 시험하였다. 관입경도계 결과는 하기 표 2에 제시되어 있다.

표 2 - CPT 결과

알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 처리된 도로의 중앙과 우측은 처리된 깊이를 통해 그리고 하기에서도 매우 유사한 강도를 나타내었다. 도로의 좌측은 처리된 깊이에서 더 약하였고, 본 발명자들은 이 측면이 도로의 중앙과 반대측만큼 최적으로 처리되지 않았을 가능성이 가장 높다고 생각하였다.

표 2의 데이터는 본 발명에 따라 처리된 도로 기층이 음성 대조군(즉, 처리되지 않은 도로)에 비해 상당한 강도 증가를 갖다는 점을 명확하게 입증해 보여준다. 구체적으로, 150 mm의 깊이에서 도로의 적절히 처리된 영역은 미처리된 도로에 비해 100%의 강도 개선을 나타내었고, 300 mm의 깊이에서 도로의 적절히 처리된 영역은 미처리된 도로에 비해 400%의 강도 개선을 나타내었고, 300 mm 초과의 깊이에서, 도로의 적절히 처리된 영역은 미처리된 도로에 비해 200-300%의 강도 개선을 나타내었다.

상기 언급되어 있는 바와 같이, 이 시험은 3일 동안 상당한 지속적인 비를 경험한 후 실행되었고, 본 발명에 따라 제조된 도로 기층의 내수성을 시험하였으며, 도로 강도에 미치는 해당 저항성의 영향은 데이터에서 명확히 나타나 있다.

본 발명의 구현예는 일정량의 토양을 안정화시키는 방법을 제공하고, 하기 이점들 중 하나 이상을 가질 수 있다:

ㆍ본 발명의 방법을 이용함으로써 시간 및 비용에서의 상당한 절감이 달성될 수 있다. 일반적으로 말하면, 보다 적은 장비와 인력이 요구된다. 상기 방법은 적용하기가 용이하다.

ㆍ안정화된 토양의 방수성은 특히 강우량이 많은 지역에서 도로 기층의 개선된 수명을 결과적으로 얻게 한다.

ㆍ모래 토양 기층에서 도로 미끄러짐(액화)이 감소한다.

ㆍ작업은 최종 결과에 영향을 미치는 일 없이 여러 단계에서 중단될 수 있다. 그 처리된 층은 상황이 요구하는 경우 제거 및 교체될 수 있다.

ㆍ사용된 생성물은 일반적으로 안전하고, 환경적으로 허용 가능하며, 취급하기가 용이하다. 그것은 일반적으로 무독성, 비유해성, 보관 또는 사용시 불연성, 비부식성 및 일반적으로 인간 및 동물에 대한 비유해성을 갖는다. 코팅제 자체는 또한 경화제로 처리하기 전에 수용해성 및 생분해성일 수 있다.

ㆍ제제가 농축된 형태로 선적될 수 있고 현장에서 희석될 수 있기 때문에 운송 비용이 최소화된다.

본 발명의 해당 기술 분야의 당업자라면, 본 발명의 기술적 사상 및 범위로부터 벗어나는 일 없이 다수의 변경예가 이루어질 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에 언급된 어떠한 선행 기술 간행물이라도 그 간행물이 당업계의 통상적인 일반 지식의 일부를 형성한다는 인정을 구성하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

후술하는 청구범위에서 그리고 본 발명의 선행하는 설명에서, 문맥이 표현 언어 또는 필요한 함축으로 인해 달리 요구하는 경우를 제외하고는, "포함하다"라는 단어 또는 "포함하다" 또는 "포함하는"과 같은 변형은 포괄적인 의미로 사용되고 즉, 언급된 특색의 존재를 명시하지만 본 발명의 다양한 구현예에서 추가적인 특색의 존재 또는 부가를 배제하지 않는다.

Claims (29)

1. 일정량의 토양(a volume of soil)을 안정화시키는 방법으로서,
   코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염을 포함하는 코팅제를 토양에 도포하여 토양 내의 토양 입자를 코팅제로 코팅하는 단계;
   코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염과 반응할 수 있는 금속 염을 포함하는 경화제를 토양에 도포하여 경화 생성물을 형성하는 단계; 및
   토양을 압밀하여 그 코팅된 토양 입자를 고화시키는 단계
   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 코팅제가 도포되기 전에 일정량의 토양이 교란되는(disturbed) 것인 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅제가 일정량의 토양의 상부에 분무되는 것인 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코팅제가 일정량의 토양에 물리적으로 혼합되는 것인 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코팅제가 토양에 도포되기 전에 코팅제가 일정량의 물에 혼합되는 것인 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 경화제가 일정량의 토양의 상부에 분무되는 것인 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 경화제가 일정량의 토양에 물리적으로 혼합되는 것인 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 경화제가 토양에 도포되기 전에 경화제가 일정량의 물에 혼합되는 것인 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염이 라우르산, 미리스트산 및 스테아르산의 염의 혼합물을 포함하는 것인 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염이 지방산의 나트륨 및/또는 칼륨 염인 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코팅제가 알코올을 추가로 포함하는 액체 조성물로 제공되는 것인 방법.
12. 제11항에 있어서, 알코올이 2-프로판올인 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 코팅제가 분산제를 추가로 포함하는 액체 조성물로 제공되는 것인 방법.
14. 제13항에 있어서, 분산제가 에틸렌 글리콜 모노스테아레이트인 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 경화제가 알루미늄 염을 포함하는 것인 방법.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 경화제가 황산알루미늄을 포함하는 것인 방법.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 경화제를 도포하기 전에 추가 재료를 일정량의 토양에 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 코팅제가 도포되기 전에 추가 재료가 일정량의 토양에 혼합되는 것인 방법.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 추가 재료가 다음의 재료: 파쇄된 폐 플라스틱, 모래, 골재 및 분쇄된 유리 중 하나 이상으로부터 선택되는 것인 방법.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 석회를 일정량의 토양에 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 하나의 항에 있어서, 안정화된 일정량의 토양이 도로 기층 또는 도로 보조 기층을 한정하는 것인 방법.
22. 제1항 내지 제20항 중 어느 하나의 항에 있어서, 토양이 점토를 포함하는 것인 방법.
23. 토양 안정화용 키트로서,
    제1 용기 및 제2 용기를 포함하며,
    제1 용기는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염을 포함하는 코팅제를 함유하고, 코팅제는 토양에 도포될 때 토양 내의 토양 입자를 코팅하고;
    제2 용기는 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염과 반응할 수 있는 금속 염을 포함하는 경화제를 함유하고, 경화제는 토양에 도포될 때 그 코팅된 토양 입자가 고화되도록 하는 것인
    토양 안정화용 키트.
24. 제23항에 있어서, 제1항 내지 제22항 중 어느 하나의 항의 방법에 사용되는 키트.
25. 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염, 알코올 및 분산제를 포함하는 조성물로서, 제1항 내지 제22항 중 어느 하나의 항의 방법에서 코팅제로서 사용되는 조성물.
26. 제25항에 있어서, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염이 라우르산, 미리스트산 및 스테아르산의 염의 혼합물을 포함하는 것인 조성물.
27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 코코넛 오일로부터 유도된 지방산의 하나 이상의 염이 지방산의 나트륨 및/또는 칼륨 염인 조성물.
28. 제25항 내지 제27항 중 어느 하나의 항에 있어서, 알코올이 2-프로판올인 조성물.
29. 제25항 내지 제28항 중 어느 하나의 항에 있어서, 분산제가 에틸렌 글리콜 모노스테아레이트인 조성물.