KR950008588B1

KR950008588B1 - 포장용 다공성 유색 투수팔트 및 이의 포장방법

Info

Publication number: KR950008588B1
Application number: KR1019930002530A
Authority: KR
Inventors: 이현우
Original assignee: 주식회사화성산업; 이현우
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1995-08-03
Also published as: KR940019642A

Abstract

내용 없음.

Description

포장용 다공성 유색 투수팔트 및 이의 포장방법

제1도는 유색 투수팔트 혼화제의 함량에 따른 밀도의 변화를 도시한 그래프이고,

제2도는 유색 투수팔트 혼화제의 함량에 따른 공극률의 변화를 도시한 그래프이며,

제3도는 유색 투수팔트 혼화제의 함량에 따른 안정도의 변화를 도시한 그래프이고,

제4도는 유색 투수팔트 혼화제의 함량에 따른 포화도의 변화를 도시한 그래프이며,

제5도는 유색 투수팔트 혼화제의 함량에 따른 흐름치의 변화를 도시한 그래프이고,

제6도는 본 발명에 사용한 최적 유색 투수팔트 혼화제 함량의 결정도를 도시한 그래프이며,

제7도는 본 발명의 투수 개념 및 투수 원리를 도시한 도면이고

제8도는 본 발명의 유색 투수팔트포장과 일반포장의 개념도이며,

제9도는 본 발명의 통행 교통량 대한 포장 표준단면도이고,

제10(a)도는 본 발명의 각 층별 구조를 도시한 도면이며,

제10(b)도는 본 발명의 포장 순서를 도시한 도면이다.

본 발명은 포장용 다공성 유색 투수팔트 및 이의 포장방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 고분자 경화제, 나프타, 고분자 무색 바인다, 및 우기질 안료로 구성된 유색 투수팔트 혼화제를 쇄석과 혼합하여 제조한 투수성을 갖는 포장용 다공성 유색 투수팔트 및 이의 포장방법에 관한 것이다.

종래의 경우, 보도, 공원, 산책로 및 경차륜 통과지역과 같은 통행이 빈번한 장소의 도로포장을 위해 투수성을 띤 아스팔트 콘크리트 포장재를 사용하였다.

그러나, 이러한 종래의 포장재는 아스팔트 본래의 색상이 검은색이기 때문에 암갈색이나 암적색 이외의 색상을 내기 어려우며, 아스팔트의 본래의 성질에 의해 기후 변동에 따른 색상의 변화가 발생하여 색상의 선명도를 쉽게 잃게 되었다. 또한, 아스팔트는 연성이기 때문에 온도가 높은 하절기에는 먼지 또는 이 물질이 아스팔트의 외면에 잘 붙어 공극을 메우게 되어 해가 거듭될수록 투수성이 떨어지게 되는 등 다수의 문제점을 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결할 뿐만 아니라 다양한 색상을 낼 수 있고 투수성이 우수한 포장용 다공성 유색 투수팔트를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 투수팔트를 포장하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 투수팔트는 3.5∼5.5중량%의 고분자 무색 바인다, 0.1∼0.4중량%의 나프타, 0.2∼2.2중량%의 고분자 경화제, 0.2∼0.3중량%의 무기질 안료, 45∼55중량%의 굵은 골재 및 37.5∼46.6중량%의 잔골재로 구성된다.

이하, 본 발명의 구성을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 접착력 및 내구성을 높이기 위해 0.2∼2.2중량%의 고분자 경화제에 나프타 0.1∼04중량%를 가한 후에 3.5∼5.5중량%의 고분자 무색 바인다를 혼합하고 색상에 따른 무기질 안료 0.2∼0.3중량%를 첨가한 조성물(이하, 다공성 유색 투수팔트용 혼화제라 한다)을 45∼55 중량％의 굵은 골재 및 37.5∼46.6중량%의 잔골재에 혼합하여 유색 투수팔트를 제조한다.

상기 고분자 경화제의 함량이 0.2중량% 이하이면 접착 강도가 부족해서 쉽게 분리되고, 2.2중량% 이상이면 접착강도와 유동성이 부족해지는 문제점이 발생한다. 또한, 유동성을 높이기 위해 나프타를 사용하는 데 고분자 경화제의 첨가량이 0.1중량% 이하이면 유동성이 부족한 문제점이 발생하고, 0.4중량%를 초과하면 유동성이 너무 좋아 접착력과 내구성이 떨어지는 문제점이 발생한다. 고분자 무색 바인다의 함량이 3.5중량% 이하이면 유동성이 저하되고, 5.5중량%를 초과하면 구부림강도.

본 발명에 사용된 상기 고분자 경화제는 고분자량 중합체를 기본 바인다로 하는 무용제형으로서 규산 또는 탄산 석회암에 대한 접착력이 우수하며, 강 내구성, 내 마모성 및 장기간 보존성, 색상의 선명성 등의 우수한 물성을 유색 투수팔트 포장재에 부여하므로 기온 변화에 대한 영향을 받지 않고 도로 포장면의 높은 안정도를 유지시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 고분자 경화제는 연화점이 약 130℉이고, 비등점이 350-900℉이며, 밀도가 7.9-8.3파운드/갤론인 것으로, 미국 사우스 휴스톤 TX77587 크리스티 플레이스 300에 소재하는 GULF STATES ASPHPLT사의 GULF SEAL 고분자 경화제 또는 통상의 페타이어 고무분이 바람직하지만, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 침입도가 80∼100, 연화점이 45∼50℃, 인화점이 최소한 280℃, 신도(Ductility)가 25℃ SCM/min·cm인 국내의 세양산업에서 제조 판매하고 석유계 복합수지로 구성된 상품명 칼라 아스팔트 또는 통상의 피치 아스팔트(AP-3)를 본 발명의 고분자 바인다로 사용하였다.

한편, 본 발명에 사용되는 안료는 색상종류는 다양하지만 그 종류에 따라서는 내후성이 불량한 유기질 안료 보다는 기상변화에 대한 내후성이 우수하며 색상 변화가 적은 특수 무기질 안료를 사용하는 것이 좋으며 이들을 색상별로 구분하면 하기 표1과 같다.

[표 1]

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 유색 투수팔트 혼화제 4.6∼6.1중량%와 최대입경 13mm, 최소 입경 0.15mm의 완전건조된 쇄석을 93.9∼95.4중량%를 혼합하여 포장용 다공성 유색 투수팔트를 제조한다. 여기서 상기 유색 투수팔트 혼화제의 함량이 4.6중량% 이하이면 접착력과 유동성이 상당히 부족해지는 단점이 있으며, 6.1중량%를 초과하면 접착력이 너무 강해져 포장성이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명의 포장용 다공성 유색 투수팔트의 특징을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 유색 투수팔트 혼화제의 함량에 따른 밀도, 공극률, 안정도, 포화도 및 흐름치에 대한 변화를 제1∼5도에 도시하였다. 또한, 제2∼5도에 따른 최적 유색 투수팔트 혼화제 함량의 결정도를 제6도에 도시하였다. 결과적으로, 본 발명의 포장용 다공성 투수팔트는 특수 고분자 경화제의 첨가, 혼합으로 골재의 결합력이 우수하고 박리가 없으며 내구성과 안정성이 뛰어나고, 온도 변화에 잘 견디며, 인장강도 및 수축강도가 우수하고, 탁월한 투수능력 1.0×10^-2cm/sec과 강우시 포장체의 저수능력으로 빗물을 잠시 저장할 수 있을 뿐만 아니라, 하수부하의 경감 효과가 크고 환경을 되살리고 환원시키는 기는 및 포장이 간편하고 색상이 산뜻하며 보행 감각과 미끄럼방지, 눈부심의 경감효과를 가져오는 장점이 있다.

제7도에 도시한 바와 같이, 본 발명의 투수 원리는 골재입도가 거의 맞물려 있는 상태인데다 고분자 경화제는 접착강도를 유지할 수 있는 정도로 골재 표면을 얇게 감싼 상태이므로 골재 상호간에 형성된 공간부는 일단 고분자 경화제로 채워지며 그 공간부의 크기 정도에 따라 고분자 경화제가 미치지 못하는 사각지대가 형성되게 되는데, 이것이 곧 미세한 투수공의 형성인 것이다. 상기와 같은 미세한 투수공의 존재로 인하여 입도가 매우 치밀하면서 안정도 면에서도 매우 양호하게 되어 안정도의 약점을 충분히 보완하게 되는 것이며, 동시에 색상이 선명해지고 소형 로울러 다짐도 가능하게 되는 것이다.

유색 투수팔트 포장은 1.0×10^-2cm/sec 이상의 높은 투수계수를 갖는 포장체로서 잔골재를 적게 사용하고 흐름치가 20∼40(1/100cm) 유색 투수팔트로서 로울러에 의해 다짐을 준다. 포장의 구성은 제8도에 도시한 바와 같이 보도포장의 경우 횡단구배 2∼3%가 표준이며, 차도 포장의 경우 횡단구배 2∼5%를 표준으로 한다.

포장두께의 설계에 있어서, 노상은 포장의 두께 결정하는 기초의 흙부분으로서 포장 밀 약 1m의 층으로 노상의 지지력은 평판재하시험인 CBR시험에 의하여 판정되나, 여기에서는 하기의 CBR시험에 의한 것만 채택한다.

여기에서 d는 표 2의 계수이다.

[표 2]

보조기층의 두께는 노상의 지지력 계수 또는 설계 CBR을 기초로 하여 교통량 및 강우량을 고려하여 결정하며, 입도조정 쇄석기층을 사용하였을 경우이다.

유색 투수팔트 포장재료에는 휠타층에 사용되는 재료와 보조기층에 사용되는 재료, 표층재료가 있으며, 휠타층용 재료는 통상적으로 자연모래를 사용하고 기층용 재료는 지지력과 내구성을 필요로 함으로 인해 함수량 변화와 동결, 융해등에 의해 그 성질 변화가 적은 재료를 사용해서 균등질이 되도록 만들어야 한다.

제8∼10도에서 도시한 바와 같이 유색 투수팔트 포장재는 우수등이 땅속에 스며드는 특성과 유색을 띠는 포장체로서 아스팔트의 특성을 가지면서, 아스팔트 포장방법에 따르고 하기와 같은 포장순서로 본 발명을 포장시공한다.

시공계획→착공→노상→휠터층→기층→유색 투수팔트포장

이하, 본 발명의 포장방법을 좀 더 상세히 설명하면, 노상면을 소정의 형상이 흐트러지지 않도록 평탄하게 마무리 한 다음 노상토의 특성을 파악하여 다진다. 이때 강우시 배수를 충분히 고려하여 만일 불투수층인 경우에는 유공관을 설치한다.

그후 상기 노상면의 상층인 휠터층의 경우, 그 재료로서 모래를 사용함으로써 빗물이 흙속에 침투할때 휠터기능을 해주며, 연약한 노상토가 보조기층에 침입하는 것을 방지할 수 있는데, 이때 휠터층은 그 투수계수가 1.0×10^-4cm/sec 이상의 모래를 사용하며 #200체 통과량이 6% 이하이어야 한다. 이러한 휠터층을 노상토와 섞이지 않고 그 두께가 균일하게 부설하여 인력 또는 그레이더 등으로 정형한다. 만일 노상이 약한 경우에는 기층재를 깔고 동시에 전압해도 무방하다. 그 다음 소형 로울러나 콤팩트 등을 사용하여 다진다.

상기와 같이 휠타층을 완성한 다음 입상재료로 구성된 기층을 소정의 형상이 되도록 인력 또는 그레이더를 사용하여 재료분리가 되지 않도록 주의하여 부설한 후 최적 함수비 상태에서 로울러 또는 콤팩트 등으로 다진다. 한편, 기층에 사용되는 재료에는 그 종류에 따라 차도용 기층재와 보도용 기층재가 있다. 먼저 차도용 기층재는 단입도의 부순돌을 사용하며 수정 CBR이 6% 이하이며, 마모율이 40% 이하이고, 투수계수는 1.0×10^-2cm/sec이며, 입도 범위는 하기 표 3과 같다. 보도용 기층재는 또한 단입도의 부순돌을 사용하고 수정 CBR이 20% 이상이고, PI가 6% 이하이며, 마모율은 40% 이하이고, 투수계수는 1.0×10^-2cm/sec이며, 입도 범위는 하기 표4과 같다.

[표 3]

[표 4]

마지막으로 상기 기층면에 MC.RSC등 접착제를 살포한 다음 본 발명의 유색 투수팔트를 인력 또는 휘니샤로 포설한다. 포설이 끝나면 로울러 또는 콤팩트 등으로 전압하며, 포장중 요철 부분이 있는 경우 삽 또는 갈구리로 보정한다. 다짐의 경우 시험실에서 제작된 시료의 밀도 이상으로 다져야 하며 투수계수가 1.0×10^-2cm/sec 이상이어야 하고, 가능한한 1차 전압으로 끝낼 수 있도록 하며 유색의 경우 로울러면을 깨끗히 세척 후 다시 사용한다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 포장용 다공성 유색 투수팔트의 효능, 효과를 상세히 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정하는 것은 아니다.

(실시예 1∼3)

고분자 경화제(GULF STATES ASPHALT사의 GUFL SEAL 아스팔트 경화제) 0.4중량%에 0.2중량%의 나프타를 가한 후, 용해된 고분자 무색 바인다(세양산업, 칼라아스팔트) 3.7중량%를 완전히 혼합하여 색상에 따라 무기질 안료 0.2중량%를 첨가하여 유색 투수팔트 혼화제를 제조하였다. 그후 유색 투수팔트 혼화제에 쇄석입도 13∼15mm의 굵은 골재 및 5∼0.15mm의 잔골재를 각각 50.26중량%와 45.24중량%를 첨가하여 포장용 다공성 유색 투수팔트를 제조하였다.

상기에서 제조된 유색 투수팔트 혼화제를 하기 표 7의 규격으로 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 마샬 시험방법을 행하여 그 최종 물성치를 하기 표6에 기재하였다.

(실시예 4∼12)

고분자 경화제, 나프타 및 고분자 무색 바인다의 함량을 하기 표2에 기재된 바와 같이 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1∼3과 동일한 재료를 사용하여 동일한 조건에서 유색 투수팔트 혼화제를 제조하였다. 또한 상기 유색 투수필트 혼화제, 굵은 골재 및 잔골재의 함량을 하기 표 5에 기재된 바와 같이 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1∼3과 동일한 재료를 사용하여 동일한 조건에서 포장용 다공성 유색 투수팔트를 제조하였다. 상기에서 제조된 유색 투수팔트 혼화제를 하기 표4의 규격으로 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 마샬 시험방법을 통하여 그 최종 물성치를 하기 표 6에 기재하였다.

비교예 1∼6

고분자 경화제, 나프타, 고분자 무색 바인다 및 무기질 안료의 함량을 하기 표5에 기재된 바와 같이 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1∼3과 동일한 재료를 사용하여 동일한 조건에서 유색 투수팔트 혼화제를 제조하였다. 또한 상기 고분자 경화제, 굵은 골재 및 잔골재의 함량을 하기 표 5에 기재된 바와 같이 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1∼3과 동일한 재료를 사용하여 동일한 조건에서 포장용 다공성 유색 투수팔트를 제조하였다. 상기 제조된 유색 투수팔트 혼화제를 하기 표 7의 규격으로 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 마샬 시험방법을 통하여 그 최종 물성치를 하기 표 7에 기재하였다.

[표 5]

하기 표 6은 유색 투수팔트 혼화제의 여러가지 성질에 따른 물성치의 기준 범위를 기재하였다. 하기 표 7의 결과치를 하기 표 6과 비교해 본 결과. 상기 실시예들이 비교예보다 뛰어난 물성치를 나타내는 것을 알 수 있었다.

[표 6]

[표 7]

상술한 바와 같이, 본 발명의 포장용 다공성 유색 투수팔트는 타제품보다 투수능력이 월등히 우수하여 생태계 보호 측면의 강우시 포장체의 저수 능력으로 빗물의 잠시 저장역할, 하수부하의 경감효과, 가로수 성장 촉진 역할을 하며, 환경보호 측면에서는 다공질에 의한 차륜과의 마찰음 감소, 분진감소, 복사열 감소, 보행감각이 뛰어나며, 미끄럼방지 효과를 가져올 뿐만 아니라, 색상의 다양화에 따른 환경 미화로 도심을 아름답게 꾸밀 수 있는 장점이 있다.

Claims

3.5∼5.5중량%의 침입도가 80∼100, 연화점이 45∼50℃, 인화점이 최소한 280℃, 신도(Ductility)가 25℃ SCM/min·cm인 칼라 아스팔트 또는 통상의 피치 아스팔트(AP-3)의 고분자 바인다, 0.1∼0.4중량%의 나프타, 0.2∼2.2중량%의 연화점이 약 130℉이고, 비등점이 350-900℉이며, 밀도가 7.9-8.3파운드/갤론인 고분자 경화제, 0.2∼0.3중량%의 무기질 안료, 45∼55중량%의 굵은 골재 및 37.5∼46.6중량%의 잔골재로 구성됨을 특징으로 하는 포장용 다공성 유색 투수팔트.
제1항에 있어서, 상기 굵은 골재가 최대치수를 13mm로 하여 굳지 않은 상태에서 공극율이 13 이상이고, 흐름값이 20∼40(1/100cm)로 다짐을 주어 굳은 상태로 투수계수가 1.0×10^-2cm/sec 이상이고, 입도 범위에 의한 안정도가 300kg/㎠ 이상임을 특징으로 하는 포장용 다공성 유색 투수팔트.
아스팔트의 포장방법에 있어서, (a) 노상면을 평탄하게 한 후, 다짐하는 단계 ; (b) 상기 노상면상에 모래로 구성된 휠터층을 적층하는 단계 ; (c) 상기 상기 휠터층 위에 부순돌을 적층하여 보조기층을 적층하는 단계 ; 및 (d)상기 기층에 제1항의 다공성 유색 투수팔트를 포설하여 표층을 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 포장용 다공성 유색 투수팔트의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 아스팔트가 경보도용일 경우 상기 보조기층의 체통과율이 25mm는 100중량%, 19mm는 95∼100중량%, 13mm가 60∼90중량%, #4의 통과율이 20∼50%, 잔유율이 10∼35% 이하이며, 각 구조층별 포설 두께가 휠타층 50mm, 보조기층 50mm, 표층 30∼40mm로 포설됨을 특징으로 하는 포장용 다공성 유색 투수팔트의 포장방법.
제3항에 있어서, 상기 아스팔트가 보도 및 자전차로일 경우 상기 보조기층재의 체통과율이 40mm는 100중량%, 30mm는 95∼100중량%, 19mm가 55∼85중량%, #4의 통과율이 15∼45중량%, 잔유율이 3∼30중량%이하이며, 각 구조층별 포설 두께가 휠타층 50mm, 보조기층 50mm, 표층 40∼50mm로 포설됨을 특징으로 하는 포장용 다공성 유색 투수팔트의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 아스팔트가 경차도용일 경우 상기 보조기층재의 체통과율이 50mm는 100중량%, 40mm는 95∼100중량%, 19mm는 50∼80중량%, 13mm가 20∼70중량%, #4의 통과율이 15∼40중량%, 잔유율이 5∼25중량% 이하이며, 각 구조층별 포설 두께가 휠타층 50mm, 보조기층 70mm, 표층 50∼60mm로 포설됨을 특징으로 하는 포장용 다공성 유색 투수팔트의 포장방법.