KR970003942B1

KR970003942B1 - 시멘트/아스팔트 혼합물 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR970003942B1
Application number: KR1019900700702A
Authority: KR
Inventors: 도모미쯔 스기; 유타까 안도; 미노루 마끼따; 아끼라 이또
Original assignee: 오사까 시멘트 가부시끼가이샤; 원본미기재; 니찌레끼 가가꾸고교 가부시끼가이샤
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1997-03-24
Also published as: EP0380704B1; EP0380704A4; KR920700169A; DE68921459T2; EP0380704A1; DE68921459D1; WO1990001469A1

Abstract

요약없음

Description

시멘트/아스팔트 혼합물 및 그의 제조방법

발명의 분야

본 발명은 도로, 공장구내 통로, 운동장, 공항, 제방, 수로, 저수지 등의 표층, 기층 등의 포장재로서 상온에서 시공할 수 있는 시멘트/아스팔트 혼합물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

이하에서, "부" 및 "%"로 되어 있는 것은 각각 "중량부" 및 "중량%"를 의미한다.

종래 기술과 그 문제점

시멘트, 아스팔트 유제(emulsion) 및 골재로 이루어진 시멘트/아스팔트 혼합물은 공지이며, 그 경화체는 포자의 노반, 공장내의 포장, 연속 지중벽, 그라우트재(grout,충진재) 등의 각종 용도로 사용되고 있다. 이들 시멘트/아스팔트 혼합물에는, 시멘트에 대한 화학 안전성이 우수하고 시멘트와의 혼합성도 우수한 아스팔트 유제(양이온계, 음이온계 또는 비이온계 계면활성제를 유화제(emulsifier)로 하여 형성됨)가 사용되어, 혼합물 중의 아스팔트 유제가 응집분리(coalescence)되지 않는 동안에 시공이 이루어지고 있다. 이와 같은 종래 방법에 있어서는, 시공후 아스팔트 유제의 응집분리 및 시멘트의 수화 반응으로 인한 경화에 의해서 시멘트/아스팔트 경화체를 형성하고 있다. 그러므로, 시멘트/아스팔트 경화체에서는, 시멘트/아스팔트 페이스트가 골재의 바인더(binder)로 되어 시멘트/아스팔트 경화체를 형성하고 있다. 즉, 이 혼합물 중에서는, 아스팔트 유제로부터 유래된 아스팔트 입자는 골재에 직접 부착되어 있는 것보다도 오히려 시멘트 페이스트와 혼합 분산되어 있는 것이 많으므로, 시멘트/아스팔트 경화체에 있어서는 시멘트의 특성은 발휘되지만 아스팔트의 특성은 충분하게 발휘되지 않는다.

아스팔트 유제를 미리 응집분리시켜서 아스팔트의 입상(粒狀) 고형물 형태로 분산시킨 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 시멘트/아스팔트 경화체를 제조하는 방법도 제안되어 있다. 더욱 구체적으로, 일본국 공개공보 제48502/1982호는 시멘트 100부에 양이온계 아스팔트 유제 10부 내지 5부(아스팔트 고형분으로서), 골재 및 필요에 따라 물을 혼련함으로써, 아스팔트 유제로부터 아스팔트의 입상 고형물을 형성시키고, 이것을 시멘트 경화체 중에 분산시키는 시멘트/아스팔트 경화체의 제조방법을 개시하고 있다. 이 방법에 의하면, 시멘트/아스팔트 경화체 중에 아스팔트를 입상으로 분산시키므로, 탄성이 개선되고 또한 미끄럼 저항성이 높은 시멘트/아스팔트 경화체가 얻어진다고 되어 있으며, 또한 그 경화체의 표면은 시멘트의 색을 나타내고 아스팔트 양이 많을 경우에도 표면으로의 떠오름은 거의 없다고 되어 있다.

그러나, 이 시멘트/아스팔트 경화체에 있어서도, 아스팔트는 입상 고형물로서 경화체 중에 분산되어 있으며, 시멘트 페이스트가 이 입상 고형물 및 골재의 바인더로서 경화체를 형성하고 있다. 환언하면, 아스팔트의 입상 고형물과 골재를 시멘트 페이스트가 덮은 경화체이다. 따라서, 이 시멘트/아스팔트 경화체도, 전술한 시멘트/아스팔트 혼합물로부터 얻어지는 경화체와 같이, 시멘트로 인한 특성은 발휘되지만, 아스팔트의 특성은 충분하게 발휘되지 않는다.

전술한 공지의 시멘트/아스팔트 경화체는, 통상의 가열 아스팔트 혼합물에 비해서, 강도는 우수하지만, 가용성, 내구성 등의 점에서는 뒤떨어지고 있다.

한편, 가열 아스팔트 혼합물은 가요성, 내구성 등이 우수하긴 하나 최근의 도로 사정을 고려하면 그 특성은 더욱 크게 개선될 필요가 있다. 즉, 근년의 대형차 교통량의 증대로 인해, 아스팔트 포장의 표층 및 기층의 철굴, 요철, 평탄성 저하, 유동 현상 등을 발생시키는 경향이 있다. 그 대책의 하나로서, 아스팔트에 고무,합성 고분자 물질 등을 배합하여 점성, 접착성, 내구성 등을 개량한 개질 아스팔트나 종래의 포장용 아스팔트 보다도 고점도의 아스팔트를 사용하도록 되어 왔으나, 하절기 고온시에는 교통 하중에 대한 동적 안정성의 관점에서 만족할 만한 것이라고는 말하기 어려워, 더욱 더 개선될 것이 요망되고 있다.

문제점을 해결하기 위한 수단

본 발명자들은 전술한 바와 같은 기술의 현황에 비추어 연구를 거듭한 결과, 아스팔트가 입자로서 독립적으로 존재하지 않고 골재 표면을 피복하고 있는 신규한 구성의 시멘트/아스팔트 혼합물이, 기존의 시멘트/아스팔트 혼합물 및 가열 아스팔트 혼합물의 결점을 실질적으로 해소 또는 대폭적으로 경감시킴을 발견하였다.

즉, 본 발명에 따르면 하기의 시멘트/아스팔트 혼합물 및 그 제조방법이 제공된다 :

(1) 골재 표면이 아스팔트 유체를 응집분리시켜 제조한 아스팔트에 의해 피복되어 있고, 골재 사이에 수경성 무기재료 및 물이 존재하고 있는 것을 특징으로 하는, 골재, 아스팔트 유체, 시멘트, 수경성 무기재료 및 물을 포함하는 시멘트/아스팔트 혼합물.

(2) 골재 100부에 양이온계 또는 음이온계 아스팔트 유제 2 내지 12부(고형분으로서)를 첨가하여 혼합한후, 수경성 무기재료 1 내지 20부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 시멘트/아스팔트 혼합물의 제조방법(이하, 필요에 따라 "제1제조방법"으로 칭하기도 함).

(3) 골재 100부와 2가 금속의 알칼리성 화합물 0.1 내지 6부로 이루어진 혼합물에 양이온계 또는 음이온계 아스팔트 유제 2 내지 12부(고형분으로서)를 첨가하여 혼합한후, 수경성 무기재료 1 내지 20부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 시멘트/아스팔트 혼합물의 제조방법(이하, 필요에 따라 "제2제조방법"으로 칭하기도 함).

본 발명에 사용되는 골재는 그 재질, 입도(粒度) 등의 점에서 통상의 아스팔트 포장재에 사용되는 것과 다를 바 없다. 즉, 거친 골재(粗骨材, coarse aggregate) 및 미세 골재(細滑材, fine aggregate)를 용도 등에 따라 배합하고 다시 필요하다면 충진재를 병용하여도 좋다. 더구나, 본 발명에 있어서, 사단법인 일본 도로협회 발행의 "아스팔트 포장 요강"(Manual for Design and Construction of Asphalt Pavements)에 기재된 바에 따라, 2.5㎜ 체에 걸리는 골재를 거친 골재라고 하며, 2.5㎜ 체를 통과하고 또한 0.074㎜ 체에 걸리는 골재를 미세 골재라고 한다. 또한, 충진재라 함은 0.074㎜ 체를 통과하는 것을 말한다.

일반적으로 거친 골재 및 미세 골재로서는 부순돌(crushed stone), 막부순돌(crusher-run), 체질한돌(screenings), 부순돌 분진, 용광로 슬래그(slag), 모래 등이 예시된다. 또한, 룩스바이트(luxvite), 인공 소성골재, 알루미늄 분말, 도자기 입자, 착색 골재 등의 밝은색 골재 ; 메머리(emery), 규사 등의 경질 골재 ; 실라스 벌룬(sirsu balloon), 진주암, 실리카 벌룬 등의 소성 발포 골재 또는 인공 경량 골재 ; 아스팔트 피복 부순돌, 페아스팔트 포장으로부터의 재생 골재 등도 사용할 수 있다.

유용한 충진재로는 체질한돌로부터 충진재분, 석분, 소각로재, 점토, 활석, 플라이애쉬(flyash) 등이 예시된다.

아스팔트 유제는 유화제로서 사용되는 계면활성제의 종류에 따라 양이온계, 음이온계, 비이온계 등으로 분류되지만, 본 발명에서 골재와 직접 혼합되어 사용되는 아스팔트 유제는 양이온계 및 음이온계인 것이다. 비이온게는 목적하는 바대로 골재에 아스팔트가 부착되는 효과를 달성할 수가 없으므로, 본 발명에서는 골재와의 직접 혼합에는 사용할 수 없다. 본 발명에 사용되는 양이온계 및 음이온계의 아스팔트 유제로서는 천연 아스팔트, 스트레이트 아스팔트, 블로운(blown) 아스팔트, 세미-블로운(semi-blown) 아스팔트, 용제 탈력 아스팔트(예를들면, 프로판 탈력 아스팔트) 등의 석유 아스팔트, 아들 석유 아스팔트에 고무, 고분자 물질 등을 혼화한 개질 아스팔트 등의 1종 또는 2종 이상을 유화제, 분산제, 안정제 등을 사용하여 물 속에 유화 분산시킨 수중 유적형 아스팔트 유제가 사용된다. 아스팔트로서는, 경화 후의 특성을 고려하여, 침입도(針入度 ,25℃)가 40 재지 500정도인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 아스팔트 유제의 증발 잔류물고형분) 농도는 통상 50 내지 70% 정도이나, 본 발명에서는 특별히 농도에 대한 제한은 없다. 본 발명에 사용되는 아스팔트 유제에는, 아스팔트 유제와 골재의 결합반응을 방해하지 않는 한 필요에 따라 고무 락테스, 합성 고분자 라텍스, 합성 고분자 에멀젼, 수용성 합성 수지, 반응성의 수용성 내지 유화상태의 합성 수지와 그의 경화제 등을 첨가할 수 있다. 이들 첨가물을 사용함으로써, 시멘트/아스팔트 경화체의 물성을 개선할 수 있다. 아스팔트 유제의 사용량은 골재 100부에 대해 고형분으로서(첨가물을 병용할 경우에는 첨가물도 포함함) 통상 2 내지 12부 정도, 보다 바람직하게는 4 내지 10부 정도이다. 아스팔트 유제의 사용량이, 2부 미만일 경우에는 아스팔트 배합의 효과가 충분히 발휘되지 않고 시멘트/아스팔트 경화체의 가용성이 저하되는데 대하여, 12부 초과인 경우에는 시멘트/아스팔트 경화체의 안정성이 저하된다. 경화체의 안정성이 저하될 경우에는 수경성 재료의 사용량을 증가시킬 필요가 있어 경제적으로 불리하게 된다.

본 발명에 사용되는 수경성 무기재료로는 시멘트, 무수 석고, 반수석고, 분말상 용광로 슬래그 등을 들 수 있다. 시멘트로는 보통 포틀랜드(Portland) 시멘트, 조강(high-early-strength) 포틀랜드 시멘트, 초조강(ultrahigh-early-strength) 포틀랜드 시멘트, 중용열(moderate heat) 포틀랜드 시멘트, 백색 포틀랜드 시멘트, 용광로 포틀랜드 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이애쉬 시멘트, 알루미나 시멘트, 팽창 시멘트, 내황산염 시멘트, 제트(super rapid) 시멘트, 용광로 콜로이드 시멘트, 콜로이드 시멘트 등을 들 수 있다. 수경성 무기재료의 사용량은 골재 100부에 대해 통상 1 내지 0부 정도, 보다 바람직하게는 3 내지 18부 정도이다. 수경성 무기재료의 양이, 1부 미만인 경우에는 시멘트/아스팔트 경화체의 안정성이 저하되는데 대하여, 20부를 초과할 경우에는 시멘트/아스팔트 경화체의 강도 및 강성이 과대하게 되어 가요성을 발휘할 수 없게 된다. 더구나, 수경성 무기재료와 함께 필요에 따라서는 물, 아스팔트 유제, 공지의 시멘트용 혼화재(예를들면, 수축 보상재, 경화 촉진재, 경화 지연재, 분산제, 공기 연행제(air entraining agent), 증점제, 감수제, 충진재)등을 병용할 수 있다. 아스팔트 유재로는 전술한 양이온계 및 음이온계 이외에 비이온계를 사용하여도 좋다.

충진재로는 유리분, 철분, 금속분, 안료(적색 산화철, 산화 티탄, 아연화, 산화 크룸, 황연, 황토 등), 체질 안료(증정석 등), 유기 안료(레이크 안료 등), 무기 또는 유기 단섬유류(유리 섬유, 세라믹 섬유, 탄소 섬유, 합성 섬유, 금속 섬유, 아라미드 섬유등), 고분자 재료(고무 라텍스, 고분자 라텍스, 합성 라텍스 에멀젼, 수용성 합성 고분자, 반응성의 수용성 내지 유화상태의 합성 고분자 및 그의 경화제) 등을 예시할 수 있다. 이들 충진재는 시멘트/아스팔트 혼합물의 용도에 따라 선택된다. 예를들면, 안료는 시멘트/아스팔트 경화체를 착색할 필요가 있을 경우에 사용된다. 또한, 단섬유류는 시멘트/아스팔트 경화체의 강도를 개선하기 위한 보강재로서 사용된다. 또한, 고무 라텍스, 합성 고분자 라텍스, 합성 고분자 에멀젼 등은 시멘트/아스팔트 경화체의 탄성을 개선하기 위하여 사용된다.

본 발명의 제2제조방법에 사용되는 2가 금속의 알칼리성 화합물은 골재 표면을 활성화시키는 동시에 아스팔트 유제를 응집분리시키는 작용을 하며, 그 결과 아스팔트 유제를 골재에 혼합하였을때 골재와 아스팔트 유제와의 결합 반응을 촉진시켜, 골재 표면으로의 아스팔트 입자의 부착을 더욱 더 촉진시킨다. 여기에서, "2가 금속의 알칼리성 화합물"이라 함은 알칼리 토금속 또는 그 산화물을 함유하는 화합물을 주성분으로 하는 것을 의미한다. 유용한 2가 금속의 알칼리성 화합물(이하, 응집분리 촉진재라고 함)로서는 하기의 것을 예시할 수 있다 :

산화물 : CaO, MgO 등.

수산화물 : Ca(OH)₂, Mg(OH)₂등.

시멘트류 : 규산 칼슘, 알루민산 칼슘, 황산 칼슘, 산화 칼슘 등을 주성분으로 하는 보통 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 초 조강 포틀랜드 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 백색 포틀랜드 시멘트, 용광로 포틀랜드 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이애쉬 시멘트, 알루미나 시멘트, 팽창 시멘트, 내황산염 시멘트, 제트 시멘트, 용광로 콜로이드 시멘트, 콜로이드 시멘트 등.

이들 응집분리 촉진재는 단독으로 사용하여도 좋고 또는 2종 이상을 병용하여도 좋다.

골재 100부에 대한 응집분리 촉진재의 배합량은, 골재의 종류, 응집분리 촉진재 자체의 종류, 아스팔트 유제의 조성 등에 따라 변할 수 있으나, 통상 0.1 내지 6부 정도의 범위이다. 응집분리 촉진재의 양이 0.1부 미만인 경우에는 골재 표면의 활성화 및 아스팔트 유제의 응집분리가 충분히 이루어지지 않으며, 한편 6부를 초과하는 경우에는 골재에 대한 아스팔트의 접착성 및 피복성이 오히려 저하되는 경향이 있다.

본 발명의 제1제조방법에 의한 시멘트/아스팔트 혼합물은 통상 이하의 A-I 내지 A-II의 공정에 의하여 제조된다 :

A-I : 골재에 양이온계 또는 음이온계 아스팔트 유제를 첨가하고 믹서에 의하여 통상 10 내지 60초 정도 교반 혼합하면, 골재의 표면에서 아스팔트 유제가 응집분리되어 아스팔트 입자가 차례로 골재에 부착되어 아스팔트 피막을 형성하고, 골재 표면이 흑색화된다. 동절기에 있어서의 작업 또는 한냉지에서 작업을 할때는 아스팔트 유제의 응집분리를 촉진하기 때문에, 골재를 120℃를 초과하지 않는 온도로 가열해도 좋다. 통상의 조건 하에서는 특별히 가열할 필요가 없으나, 가열할 수도 있음은 물론이다. 골재가 미리 가열되어 있을 경우나 가장 적합한 조건하에서 결합 반응이 신속하게 진행될 경우 등에는, 교반 종료시에 거의 반응이 종료되어 있을 때도 있으나, 상온에서 교반 혼합을 할 경우에는, 교반후 결합 반응이 완결되고 골재가 아스팔트에 의해 피복되어 흑색화될 때까지 약 5 내지 6분정도 필요로 할 때도 있다. 입경이 다른 2종 이상의 골재를 병용할 경우, 예를들면 거친 골재와 미세 골재를 병용할 경우에는, 거친 골재에 아스팔트 유제를 첨가하여 혼합한후, 이것에 미세 골재를 첨가하여 또다시 아스팔트 유제를 첨가하고 혼합을 계속하는 것이 바람직하다. 또는, 미세 골재와 아스팔트 유제의 혼합을 최초로 행한후, 거친 골재 및 아스팔트 유제를 첨가하여 또다시 혼합을 하여도 좋다. 또한, 아스팔트 유제의 첨가를 여러 회로 나누어 할 경우에는, 골재의 주위에 여러 층의 얇은 아스팔트 피막이 형성되므로, 골재에 대한 아스팔트의 부착이 균일하고 또한 강고하게 되는 커다란 이점을 얻을 수가 있다. 이와 같은 반응 종료 시점에서는 실질적으로 아스팔트 유제로부터 유래된 수분과 아스팔트에 의해 피복된 흑색의 골재로 이루어진 혼합물이 형성되어 있다.

A-II : 이어서, 아스팔트에 의해 피복된 골재와 물의 혼합물에 수경성 무기재료 및 필요에 따라, 물, 아스팔트 유제, 혼화재 등을 첨가 혼합하고 믹서로 혼합함으로써 본 발명의 시멘트/아스팔트 혼합물을 얻을 수 있다. 이 혼합은 통상 30 내지 60초 정도 행하면 충분하지만, 필요하다면 더 장시간 계속 실시할 수 있다. 물, 아스팔트 유제, 시멘트용 혼화재 등을 사용할 경우에는, 미리 수경성 무기재료와 혼합할 수도 있고, 수경성 무기재료와 동시에 또는 서로 전후해서 첨가 혼합할 수도 있다. 또한 시멘트/아스팔트의 수분은 통상 아스팔트 유제로부터 유래된 수분만으로 충분하나, 그것만으로 부족할 경우, 예를들면 수경성 무기재료의 수화를 위한 물이 부족할 경우, 혼화재, 충진재 등을 병용할 경우, 작업성을 확보하기 위해 조도를 조정할 경우 등에는 적절한 물 또는 아스팔트 유제를 보급할 수도 있다. 이와 같이 보급할 경우에는, 시멘트/아스팔트 혼합물의 혼합 형성후에 첨가하고 혼합할 수도 있다.

본 발명의 제2제조방법에 의한 시멘트/아스팔트 혼합물은 통상 이하의 B-I 내지 B-III의 공정에 의하여 제조된다 :

B-I : 우선, 골재와 응집분리 촉진재(2가 금속의 알칼리성 화합물)를 푸그밀(pugmill) 믹서 등의 믹서로 혼합한다. 동절기에 있어서의 작업 또는 한냉지에서의 작업을 할 때에는, 아래에서 설명하는 아스팔트 유제의 응집분리를 촉진하기 위하여, 골재를 120℃를 초과하지 않는 온도로 가열할 수도 있다. 통상의 조건하에서는 특별히 가열할 필요가 없으나, 가열을 할 수도 있음은 물론이다.

B-II : 이어서, 이 혼합물에 양이온계 또는 음이온계 아스팔트 유제를 첨가하고 믹서로 통상 10 내지 60초 정도 교반 혼합하면, 골재의 표면에서 아스팔트 유제가 응집분리되어 아스팔트 입자가 차례로 골재에 부착되어 아스팔트 피막을 형성하고 골재 표면이 흑색화된다. 골재가 미리 가열되어 있을 경우나, 가장 적합한 조건하에서 결합 반응이 신속하게 진행될 경우 등에는, 교반 종료시에 거의 반응이 대부분 종료되어 있을 때도 있으나, 상온에서 교반 혼합을 할 경우에는 교반후 결합 반응이 완결되어 골재가 아스팔트에 의해 피복되어 흑색화될 때까지 약 5내지 6분 정도 필요하게 될 때도 있다. 이 반응 종료 시점에서는 실질적으로 아스팔트 유제로부터 유래된 수분과 아스팔트에 의해 피복된 흑색 골재로 이루어진 혼합물이 형성되어 있다.

B-III : 이어서, 아스팔트에 의해 피복된 골재와 물의 혼합물에 수경성 무기재료 및 필요에 따라 물, 아스팔트 유제, 혼화재 등을 첨가 혼합하고 믹서로 혼입함으로써 본 발명의 시멘트/아스팔트 혼합물을 얻을 수 있다. 이 혼합은 통상 3 내지 60초 정도 행하면 충분하나, 필요하다면 더욱 장시간 실시할 수도 있다. 이 혼합으로 인해, 골재 표면에 형성되어 있는 아스팔트 피막은 더욱 한층 강고하게 골재에 결합된다. 물, 아스팔트 유제, 혼화재 등을 사용할 경우에는, 미리 수경성 무기재료와 동시에 또는 서로 전후해서 첨가 혼합할 수도 있다. 또한, 시멘트/아스팔트의 수분은 통상 아스팔트 유제로부터 유래되는 수분만으로 충분하나, 그것만으로는 부족할 경우, 예를들면 수경성 무기재료의 수화를 위한 물이 부족할 경우, 혼화재 등을 병용할 경우, 작업성을 확보하기 위해 조도를 조정할 경우 등에는, 적절한 물 또는 아스팔트 유제를 보급할 수도 있다. 이것을 보급하는 경우에는, 시멘트/아스팔트 혼합물을 혼합 형성한 후에 첨가하고 혼합할 수도 있다.

본 발명에 있어서는 전술한 A-I 내지 A-II 또는 B-I 내지 B-III의 순서로 혼합을 할 필요가 있다. 만일 이 특정된 순서로 혼합을 하지 않을 경우에는, 본원발명과 동일한 재료를 사용하여도, 골재 표면에 아스팔트가 균일하게 부착되어 있는 특이한 구성의 시멘트/아스팔트 혼합물은 형성되지 않는다. 환원하면, 본 발명의 방법에 따른 시멘트/아스팔트 혼합물을 골재 표면이 균일하게 부착된 아스팔트 피막에 의하여 흑색을 나타낸다는 점에서, 골재와 아스팔트 입자가 분리되어 있는 본 발명 이외의 방법으로 얻어진 시멘트/아스팔트 혼합물과 명확하게 또한 용이하게 구별될 수 있는 것이다.

이하에 도면을 참조로 하면서 본 발명의 시멘트/아스팔트 혼합물에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명의 방법에 의하여 제조되는 시멘트/아스팔트 혼합물의 구조를 개략적으로 나타내는 모식도이다.

제1도에서 명백한 바와 같이, 거친 골재(1) 및 미세 골재(2)의 표면에 검은색 환상 반점 ●으로 표시한 아스팔트 입자가 균일하게 부착되어 있으며, 그 표면을 거의 전면적으로 피복하고 있다. 그리고, 거친 골재(1) 및 미세 골재(2)가 그 사이의 공간부에 존재하는 흰색 환상 반점 ○으로 표시된 수경성 무기재료 및 0.01 내지 10부 정도(골재 100부에 대하여)의 소량의 물(도시되지 않음)과 함께 혼합물을 형성하고 있다.

본 발명에 의한 시멘트/아스팔트 혼합물은 각 재료의 배합비율 등에 따라 보슬보슬한 상태, 슬럼프가 매우 적은 상태, 또 슬럼프성이 매우 좋은 것까지 광범위한 성상의 것으로 이루어진다. 또한, 본 발명의 시멘트/아스팔트 혼합물의 사용가능 시간은 각 재료의 배합비율 등에 따라 조정할 수 있으나, 운반 및 시공에 필요한 시간과 시공후에 예를들면 도로로서 형성되는 시멘트/아스팔트 경화체의 조기 교통 개방의 요청 등을 총괄적으로 고려하여, 통상 2시간 정도로 하는 것이 바람직하다. 물론, 시공조건, 사용상황 등이 다를 경우에는 가사시간(可使時間)을 적절히 바꿀 수가 있다.

본 발명에 따른 시멘트/아스팔트 혼합물은, 공지의 아스팔트 혼합물과 동일한 방법으로, 이미 설치된 도로포장(예를들면 아스팔트 콘크리트 포장, 시멘트 콘크리트 포장 등)위에 또는 포장의 표층, 기층, 노반 등의 위에 포설될 수 있다. 본 발명의 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용할 경우, 포장방법, 사용되는 기계류 등은 가열을 필요로 하지 않는 점을 제외하고는 공지의 아스팔트 혼합물의 경우와 특별히 다를 바가 없으므로 상세하게 설명하지는 않는다.

또한, 본 발명에 따른 시멘트/아스팔트 혼합물은 안전성, 내유동성 등이 매우 우수하므로, 교차점 부근, 버스 터미날, 트럭 터미날, 콘테이너 야적장, 고속도로 요금징수소 부근, 도로 교량면 등의 가혹한 사용조건하에 있는 장소의 포장재료로서 특히 적합하다.

더욱이, 본 발명의 시멘트/아스팔트 혼합물은 도로 이외에도 공장구내 통로, 운동장, 공항, 제방, 수로, 저수지 등의 표층 또는 기층 등의 포장재료로서도 유용하다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 하기와 같은 현저한 효과가 달성된다 :

(a) 본 발명에 의한 시멘트/아스팔트 혼합물은, 수경성 무기재료의 수화에 최저한 필요한 정도의 소량의 물을 사용하면서 상온에서 제조가능하므로, 설비 및 공정이 간략화되고 품질이 안정된 제품을 용이하게 얻을 수 있다.

(b) 본 발명의 방법에 따라 특정한 혼합 순서로 제조된 시멘트/아스팔트 혼합물에 있어서는, 아스팔트 입자가 골재 표면을 균일하고 강고하게 피복하여 이 골재 사이에 수경성 무기재료와 물이 존재하고 있는 특이한 구조로 되어 있다.

(c) 사용되는 원료의 종류, 비율 등을 변경함으로써, 계절을 불문하고, 시멘트/아스팔트 혼합물의 가사시간을 조정할 수 있다.

(d) 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물은 가열을 필요로 하지 않으므로, 시공에서부터 포장체의 구축까지를 일괄적으로 실온에서 작업성 좋게 실시할 수 있다. 따라서, 아스팔트가 열에 의해 질이 저하되지 않으므로, 리빙상태(living state)에서의 전압(轉壓, rolling)에 의하여 충분한 결합력을 발휘한다.

(e) 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물은 취급하기가 용이하고, 스콥 등에 의해 취급되고, 덤프트럭에 의한 운반도 용이하다. 또한, 노면 등에 고르게 펴는 작업도 통상의 아스팔트 피니셔(finisher), 레이크(rake) 등에 의하여 치밀하게 또한 일정하게 할 수 있다.

(f) 시멘트/아스팔트 혼합물은 고르게 편 다음, 수경성 무기재료의 경화가 진행되기 전에(즉, 가사시간내에), 전압 체고(締固,compaction)에 의해 우수한 포장체를 형성할 수가 있다. 체고에는 종래의 머캐덤(macadam) 롤러, 타이어 롤러, 탠뎀(tandem) 롤러, 진동 롤러 등의 롤러류, 플레이트 압축기, 탬퍼(tamper) 등을 사용할 수 있다. 또는, 시멘트/아스팔트 혼합물을 고르게 편 다음, 그 표면을 가열하고 체고하여도 좋다.

(g) 전압 체고의 과정에 있어서, 시멘트/아스팔트 혼합물 중의 아스팔트 피복된 골재끼리는 밀착되어 아스팔트의 결합력에 의하여 결합된다. 보다 상세하게는, 골재를 피복하고 있는 아스팔트는 응집 분리 촉진재, 수경성 무기재료 등의 일부도 포함하고 있으나, 가열 아스팔트 혼합물과는 달라서, 제조 공정 중에 열에의해 열화되지 않고, 가사시간 내에는 리빙상태에 있으므로, 골재끼리가 직접 결합되어 상당한 안정도를 얻을 수 있다. 또한, 시멘트/아스팔트 혼합물의 수분 함유량이 적은 것도 충분한 전압 체고를 가능하게 하는 요인의 하나이다.

(h) 전압 체고와 아스팔트의 결합력에 의하여 상당한 정도까지 안정화된 시멘트/아스팔트 혼합물은, 수경성 무기재료의 수화반응에 의하여 안정도를 더욱 증대시키고, 최종적으로 고도의 안정도를 갖는 경화체를 형성한다. 또한, 포장공정에서 전압 후에 밀봉 피복하므로써 더욱 안정성이 높은 포장 표면을 형성할 수 있다.

(i) 본 발명에 의한 시멘트/아스팔트 혼합물로부터 얻어지는 경화체(시멘트/아스팔트 경화체)는 가열 아스팔트 경화체와 같은 정도의 가요성을 가지고 있으며, 마샬 (Marshall) 안정도, 동적 안정도(DS) 등은 가열 아스팔트 경화체에 비하여 매우 우수하다. 또한, 가열 아스팔트 경화체의 경우와는 달리, 용도에 따라 안정도를 조절할 수 있다.

(j) 본 발명에 따른 시멘트/아스팔트 경화체는 아스팔트에 플러쉬(flush)를 발생시키지 않고 미끄럼 저항도 양호하다.

(k) 본 발명의 시멘트/아스팔트 경화체는 아스팔트 양을 많이 사용할 경우에도, 수경성 무기재료의 양을 대응해서 증가시켜 경화시킴으로써 안정성이 향상되어 내마모성, 내구성 등이 우수한 경화체를 얻을 수 있다.

(l) 안정성이 우수한 본 발명의 시멘트/아스팔트 경화체를 경사진 면의 포장에 사용하였을 경우에, 수직방향으로부터의 햇빛을 받아도, 가열 아스팔트 경화체와 같이 연화되는 일은 없다.

(m) 종래의 시멘트/아스팔트 경화체에 있어서는 수경성 무기재료에 기인하는 수축 균열을 방지하는 것이 불가능하나, 본 발명의 시멘트/아스팔트 경화체에 있어서는 수축 균열을 실질적으로 완전히 방지할 수 있다.

이하에 실시예를 나타내어, 본 발명의 특징을 더 한층 명백하게 한다.

실시예 1

믹서에 제6호의 부순돌 44부 및 제7호의 부순돌 24부를 넣고, 이들을 혼합하면서, 속경성(速硬性) 혼합용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품, 잔류 아스팔트 함량 58%) 10부를 1부, 5부 및 4부로 나누어 넣고, 각각 양 10초간씩 혼합하였다.

이어서, 또한 체질한돌 30부를 넣고 약 10초간 혼합하였다. 이렇게하여 얻어진 골재-아스팔트 유제 혼합물에, 미리 조제한 초 조강 포틀랜트 시멘트(오사까 시멘트 가부시끼가이샤 제품) 4부와 충진재 2부의 균질 혼합물을 가하고, 약 20초간 혼합한 후, 물을 0.5부 첨가하고 또한 약 10초간 혼합하였다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물 사용하여, 상온에서 편면 50회씩 양면을 견고하게 굳혀 마샬 안정도 시험용 공시체를 제작하고, 실온(약 20℃)에서 3일간 양생한후, 통상적인 방법에 따라 마샬 안정도 시험(60℃에서 30분간 수침(水侵))을 실시하였다.

결과는, 밀도가 2.30ｇ/㎤, 마샬 안정도가 1550㎏f, 플로(flow) 값(1/100㎝) 25이었다.

또한, 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 롤러 압축기로 전압하고, 30㎝×30㎝×5㎝의 공시체를 제작하였다. 전압 및 체고는 용이하며, 전압 및 체고 직후에 이형하고, 실온(약 20℃)에서 3일간 양생한후, "포장 시험법 편람"(Manual for Paving Test Method)에 기재된 휠 트랙킹(wheel tracking) 시험범에 따라 시험 온도 60℃, 화물적재중량(접지 압력) 6.4±0.15kgf/㎠에서 시험한 결과, 밀도는 2.31g/㎤, 동적 안정도(DS)는 12000회/㎜이었다.

이어서, 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 실제 포장에 사용하였다.

우선, 콘크리트 포장면에 하도(primer coat)로서 침투용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품)를 0.31/㎡의 비율로 산포시킨후, 아스팔트 피니셔를 사용하여 상기 얻어진 시멘트/아스팔트 혼합물을 약 120kg/㎡의 비율로 하도상에 펴고, 롤러를 사용하여 전압 체고하였다. 아스팔트 피니셔로의 시멘트/아스팔트 혼합물의 공급은, 통상의 가열 아스팔트 혼합물의 경우와 같이, 덤프트럭으로 행하였다. 전압 체고에는, 머캐덤 롤러, 타이어 롤러 및 탠덤 롤러를 사용하였다. 체고는 양호하였다.

실시예 2 및 비교예 1

믹서에 제6도의 부순돌 40부 및 제7호의 부순돌 20부를 넣고, 이들을 혼합하면서, 속경성 혼합용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품, 잔류 아스팔트 함량 58%) 7부를 1부, 3부 및 3부로 나누어 넣고, 각각 약 10초간씩 혼합하였다.

이어서, 또한 모래 23부를 넣고 약 10초간 혼합한후, 전술한 바와 같이 아스팔트 유제 3부를 투입하고 약 10초간 혼합한 다음, 계속해서 체질한돌 15부를 넣고 약 10초간 혼합하였다.

이렇게 하여 얻어진 골재-아스팔트 유제 혼합물에, 미리 조제한 초 조강 포틀랜트 시멘트(오사까 시멘트 가부시끼가이샤 제품) 5부와 충진재 2부의 균질 혼합물을 가하고, 약 20초간 혼합한 후, 물을 1부 첨가하고 또한 약 15초간 혼합하였다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물은 점조도가 매우 낮아 보슬보슬하고, 취급이 용이하여, 덤프트럭으로 운반하고 아스팔트 피니셔로 고르게 펴는 등의 작업 등도 용이하게 할 수 있었다. 또한, 이 혼합물의 가사시간은 약 2시간 이상이었다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 마샬 안정도 시험용 공시체를 제작하고, 양생하여, 마샬 안정도 시험을 실시하였다.

결과는, 밀도가 2.31g/㎤, 마샬 안정도가 1900kgf, 플로값(1/100㎝)이 23이었다.

또한, 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 공시체를 제작하고, 양생하여 휠 트랙킹 시험을 실시한 결과, 밀도는 2.33g/㎤, 동적 안정도(DS)는 15000회/㎜이었다.

비교예 1로서는, 실시예 2에서와 동일한 골재를 가열한 것 100부에 스트레이트 아스팔트(침입도 60/8) 5.8부를 배합한 혼합물을 사용하여, 전술한 바와 같이 마샬 안정도 시험 및 휠 트랙킹 시험을 하였다. 마샬 안정도 시험의 결과는, 밀도가 2.36g/㎤, 마샬 안정도가 1420kgf, 플로값(1/100㎝)이 30이었다. 또한, 휠 트랙킹 시험의 결과는 밀도가 2.37g/㎤이고, 동적 안정도(DS)는 510회/㎜이었다.

실시예 2와 비교예 1을 대비한 결과, 본 발명에 따른 시멘트/아스팔트 경화체의 마샬 안정도는 가열 아스팔트 경화체의 1.34배이다. 더구나, 본 발명에 의한 시멘트/아스팔트 경화체의 플로값은 가열 아스팔트 경화체에 가깝고 가요성이 우수하다는 것이 밝혀졌다. 또한, 본 발명의 시멘트/아스팔트 경화체의 동적 안정도는 아스팔트 경화체의 약 30배이며, 교통하중에 대하여 안정하고, 내유동성이 매우 우수하다는 것을 나타내고 있다.

실시예 3

(a) 아스팔트 유제로서 조밀한 입도의 골재 혼합용 음이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품, 잔류 아스팔트 함량 59%)를 사용하고, 또한 (b) 시멘트-충진재 혼합물의 첨가 혼합후에 물 대신에 SBR 라텍스(닛뽄 라텍스 가꼬 가부시끼가이샤 제품, 고형분=50%) 2부를 넣고 약 20초간 혼합한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 시멘트/아스팔트 혼합물을 얻었다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 마샬 안정도 시험용 공시체를 제작하고, 양생하여 마샬 안정도 시험을 실시하였다.

결과는, 밀도가 2.35g/㎤이고, 마샬 안정도가 1410kgf이며, 플로값(1/100㎝)이 30이었다.

또한, 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 공시체를 제작하고, 양생하여 휠 트랙킹 시험을 실시한 결과, 밀도가 2.35g/㎤이고, 동적 안정도(DS)가 9100회/㎜이었다.

이들 결과로부터, 본 실시예에 의하여 얻어진 시멘트/아스팔트 혼합물의 특성은 실시예 1에서 얻어진 것의 특성과 유사하다는 것이 명백하다.

실시예 4

믹서에 제6호의 부순돌 44부 및 제7호의 부순돌 24부를 넣고, 이들을 혼합하면서, 속경성 혼합용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품, 잔류 아스팔트 함량 58%) 8부를 1부, 4부 및 3부로 나누어 넣고, 각각 약 10초간씩 혼합하였다. 이어서, 체질한돌 30부를 넣고 약 10초간 혼합한후, 초 조강 포틀랜드 시멘트(오사까 시멘트 가부시끼가이샤 제품) 4부와 충진재 2부로 이루어진 균질 혼합물을 가하고, 약 20초간 혼합한 다음, 시멘트 혼합용 비이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품) 3부를 첨가하고 또다시 약 20초간 혼합하였다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여, 상온에서 편면 50회씩 양면을 견고하게 굳혀 마샬 안정도 시험용 공시체를 제작하고, 실온(약 20℃)에서 3일간 양생한후, 통상적인 방법에 따라 마샬 안정도 시험(60℃에서 30분간 수침)을 실시하였다.

결과는, 밀도가 2.32g/㎤, 마샬 안정도가 1330kgf, 플로값(1/100㎝)이 28이었다.

또한, 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 롤러 압축기로 전압하고, 30㎝×30㎝×5㎝의 공시체를 제작하였다. 전압 및 체고는 용이하며, 전압 및 체고 직후에 이형하고, 실온(약 20℃)에서 3일간 양생한후, "포장 시험법 편람"에 기재된 휠 트랙킹 시험법에 따라 시험 온도 60℃, 화물적재중량(접지 압력) 6.4±0.15kgf/㎠에서 시험한 결과, 밀도는 2.32g/㎤, 동적 안정도(DS)는 8700회/㎜이었다.

실시예 5

저온에서 아스팔트 유제의 응집분리가 매우 늦을 경우에 응집분리 촉진재로서 소석회를 사용하였다.

즉, 믹서에 제6호의 부순돌 44부 및 제7호의 부순돌 24부를 넣고, 이들을 혼합하면서, 속경성 혼합용 양이온게 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품, 잔류 아스팔트 함량 58%) 1부를 넣고, 약 10초간 혼합하였다. 이어서, 또한 소석회 0.5부를 투입하고 약 10초간 혼합한후, 상기 아스팔트 유제 5부를 투입하고 약 20초간 혼합하고, 이어서 혼합을 정지하고 방치하여, 아스팔트 유제를 응집분리시켰다. 약 5분후에 골재 표면이 검게 되고, 물이 분리된 시점에서 혼합을 다시 시작하고, 전술한 바와 같이 아스팔트 유제 4부를 투입하여 약 10초간 혼합하였다. 이어서, 체질한돌 30부를 투입하고 약 10초간 혼합하였다. 그 다음은, 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 시멘트/아스팔트 혼합물을 제조하였다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 마샬 안정도 시험을 실시한 결과, 밀도가 2.28g/㎤, 마샬 안정도가 1480kgf, 플로값(1/100㎝)이 25이었다.

또한, 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 시험편을 제작하여 휠 트랙킹 시험을 실시한 결과, 밀도는 2.29g/㎤, 동적 안정도(DS)는 10500회/㎜이었다.

실시예 6

5 내지 10℃정도의 저온에서 아스팔트 유제의 응집분리가 느릴 경우에, 응집분리를 촉진하기 위하여, 골재를 가열하여 사용하였다.

즉, 제6호의 부순돌 및 제7호의 부순돌을 약 80℃로 가열하여 믹서에 넣고, 이하 실시예 1과 동일한 방법으로 시멘트/아스팔트 혼합물을 제조하였다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 마샬 안정도 시험을 실시한 결과, 밀도는 2.30g/㎤, 마샬 안정도는 1520kgf, 플로값(1/100㎝)은 27이었다.

또한, 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 시험편을 제작하고 휠 트랙킹 시험을 실시한 결과, 밀도는 2.29g/㎤, 동적 안정도(DS)는 11400회/㎜이었다.

실시예 7

실시예 1과 동일한 방법으로 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 실제 포장에 사용하였다. 포장에 있어서는, 포설 표면이 거칠어지는 것이 예상되는 경우에 대비하여, 전압시에 히터 플레이너(heater planer)를 사용함으로써 치밀한 표면으로 마무리하였다.

우선, 콘크리트 포장면에 하도로서 침투용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품)를 0.31/㎡의 비율로 산포한후,아스팔트 피니셔를 사용하여 전술한 시멘트/아스팔트 혼합물을 약 120kg/㎡의 비율로 고르게 폈다.

이어서, 히터 플레이너를 사용하여 노면의 표면을 약 80℃로 가열한후, 즉시 롤러를 사용하여 전압 체고하였다.

전압 체고는 양호하고, 수득된 노면은 치밀하게 마무리되어 있었으며, 교통 개방후에도 노면의 표면이 거칠어진 곳은 없었다.

실시예 8

푸그밀 믹서에 제6호의 부순돌, 제7호의 부순돌 및 체질 한돌을 혼합한 조밀한 입도의 골재(최대입경 20㎜ 이하, 0.074㎜ 체의 통과량 5%) 100부와 초 조강 포틀랜드 시멘트(오사까 시멘트 가부시끼가이샤 제품) 1부를 투입하고 10초간 혼합한 다음, 속경성 혼합용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품, 잔류 아스팔트 함량 58%, 잔류 아스팔트의 침입도(25℃)=78(단위=1/10㎜)) 14.8부를 투입하여 약 20초간 혼합하고, 이어서 혼합을 정지하고 방치하여, 아스팔트 유제를 응집분리시켰다. 약 5분후에 골재 표면이 검게 되고 물이 분리된 시점에서 혼합을 다시 시작하고, 전술한 바와 같이 초 조강 포틀랜드 시멘트 11부를 투입하고 약 30초간 혼합하였다.

이렇게 하여 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물은 점조도가 매우 낮아 보슬보슬하고 취급이 용이하며, 덤프트럭으로 운반하고 아스팔트 피니셔로 고르게 펴는 등의 작업도 용이하게 수행할 수 있었다. 또한, 이 혼합물의 가사시간은 약 2시간이었다.

결과는, 밀도가 2.34g/㎤, 마샬 안정도가 2600kgf, 플로값(1/100㎝)이 28이었다.

또한 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 롤러 압축기로 전압하고, 30㎝×30㎝×5㎝의 공시체를 제작하였다. 전압 및 체고는 용이하며, 전압 및 체고 직후에 이형하고, 실온(약 20℃)에서 3일간 양생한후, "포장 시험법 편람"에 기재된 휠 트랙킹 시험법에 따라 시험 온도 60℃, 화물적재중량(접지 압력) 6.4±0.15kgf/㎠에서 시험한 결과, 밀도는 2.31g/㎤, 동적 안정도(DS)는 6250회/㎜이었다.

실시예 9 및 비교예 2

푸그밀 믹서에 제6호의 부순돌 42부, 제7호의 부순돌 16부 및 체질 한돌 42부로 이루어진 조밀한 입도의 골재(최대입경 20㎜ 이하, 0.074㎜ 체의 통과량 6%) 100부와 초 조강 포틀랜드 시멘트(오사까 시멘트 가부시끼가이샤 제품) 1부를 투입하고 10초간 혼합한 다음, 속경성 혼합용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품, 잔류 아스팔트 함량 58%, 잔류 아스팔트의 침입도(25℃)=78(단위=1/10㎜)) 11부를 투입하여 약 20초간 혼합하고, 이어서 혼합을 정지하고 방치하여, 아스팔트 유제를 응집분리시켰다. 약 5분후에 골재 표면이 검게 되고 물이 분리된 시점에서 혼합을 다시 시작하고, 전술한 바와 같이 초 조강 포틀랜드 시멘트 5부를 투입하고 약 40초간 혼합하였다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여, 실시예 8과 동일한 방법으로 공시체를 제작하고 양생하여, 마샬 안정도 시험을 실시하였다.

결과는, 밀도가 2.32g/㎤, 마샬 안정도가 2460kgf, 플로값(1/100㎝)이 28이었다.

또한, 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 사용하여 실시예 8과 동일한 방법으로 공시체를 제작하고 양생하여 휠 트랙킹 시험을 실시한 결과, 밀도는 2.30g/㎤, 동적 안정도(DS)는 5750회/㎜이었다.

비교예 2로서는, 실시예 9에서와 동일한 골재를 가열한 것 100부에 스트레이트 아스팔트(침입도 60/80) 5.5부를 배합한 혼합물을 사용하여 전술한 바와 같은 마샬 안정도 시험 및 휠 트랙킹 시험을 실시하였다. 마샬 안정도 시험의 결과는 밀도가 2.39g/㎤, 마샬 안정도가 1400kgf, 플로값(1/100㎝)이 31이었다. 또한, 휠 트랙킹 시험의 결과는, 밀도가 2.37g/㎤, 동적 안정도(DS)가 560회/㎜이었다.

실시예 9와 비교예 2를 대비한 결과, 본 발명의 시멘트/아스팔트 경화체의 마샬 안정도는 가열 아스팔트 경화체의 1.75배까지 달하였다. 더구나, 본 발명의 시멘트/아스팔트 경화체의 플로값은 가열 아스팔트 경화체에 가깝고 가요성이 우수하다는 것이 명백하다. 또한, 본 발명의 시멘트/아스팔트 경화체의 동적 안정도는 가열 아스팔트 경화체의 약 10배이며, 교통하중에 대하여 안정하고, 내유동성이 매우 우수하다는 것을 나타내고 있다.

실시예 10

실시예 8과 동일한 방법으로 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물을 실제 포장에 사용하였다.

우선, 콘크리트 포장면에 하도로서 침투용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품)를 0.31/㎡의 비율로 산포한후, 아스팔트 피니셔를 사용하여 상기 시멘트/아스팔트 혼합물을 약 120kg/㎡의 비율로 고르게 펴고, 롤러를 사용하여 전압 체고하였다. 아스팔트 피니셔로의 시멘트/아스팔트 혼합물의 공급은, 통상의 가열 아스팔트 혼합물의 경우와 같이, 덤프트럭으로 실시하였다. 전압 체고에는 머캐덤 롤러, 타이어 롤러 및 탠뎀 롤러를 사용하였다. 체고는 양호하였다.

이어서, 체질한돌 100부, 보통 포틀랜트 시멘트 1부, 슬러리 밀봉용 양이온계 아스팔트 유제(니찌레끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품) 19 및 물 5부로 이루어진 혼합물을 상기 체고 표면에 약 3㎜ 두께로 고르게 깔고, 약 1시간후에 교통을 개방시켰다.

교통 개방으로부터 1개월후에도, 시멘트/아스팔트 경화체의 포장에는 금이 가거나, 교통 하중에 의해 철굴되거나, 유동, 아스팔트의 플러쉬 등은 전혀 발생되지 않고 매우 양호한 상태이었다.

실시예 11

푸그밀 믹서에 제5호의 부순돌, 제6호의 부순돌, 제7호의 부순돌 및 체질한돌로 이루어진 거친 입도의 골재(최대입경 25㎜ 이하, 0.074㎜ 체의 통과량 3%) 100부와 조강 포틀랜드 시멘트(오사까 시멘트 가부시끼가이샤 제품) 1부를 투입하고 약 10초간 혼합한 다음, 실시예 1에서 사용한 것과 같은 아스팔트 유제 10부를 투입하고 약 2분간 혼합 응집분리시키고, 또한 전술한 바와 같은 조강 포틀랜드 시멘트 5부, 플라이 애쉬 1부 및 물 0.5부를 투입하고 약 30초간 혼합하여 시멘트/아스팔트 혼합물을 수득하였다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물의 작업성은 양호하고, 덤프트럭에 의한 운반이 용이하며, 아스팔트 피니셔에 의해 고르게 펴지고, 롤러 등에 의한 전압 체고도 양호하였다.

실시예 12

스트레이트 아스팔트에 대해 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 2% 및 에틸렌-초산 비닐 공중합체 1%를 혼화시킨 개질 아스팔트를 유화시켜 수득한 속경성 혼합용 양이온계 아스팔트(잔류 아스팔트의 침입도(25℃)=76(단위=1/10㎜))를 아스팔트 유제로서 사용하였다.

푸그밀 믹서에 실시예 9에서 사용한 것과 같은 조밀한 입도의 골재 100부와 초 조강 포틀랜드 시멘트 1부를 투입하여 약 10초간 혼합한 다음, 상기 아스팔트 유제 11부를 투입하여 약 20초간 혼합하고, 이어서 혼합을 정지하고 혼합물을 방치하여 아스팔트 유제를 응집분리시켰다. 약 5분후에 골재 표면이 검게 되어 물이 분리된 시점에서 혼합을 다시 시작하고, 전술한 바와 같은 초 조강 포틀랜드 시멘트 5부를 투입하고 약 40초간 혼합하였다.

이렇게 해서 수득된 시멘트/아스팔트 혼합물은 작업성이 양호하고, 덤프트럭에 의한 운반이 용이하며, 아스팔트 피니셔에 의해 고르게 펴지고, 롤러 등에 의한 전압 체고도 양호하였다.

실시예 13 및 14

실시예 8에서 응집분리 촉진재로 사용한 초 조강 포틀랜트 시멘트 1부 대신에 보통 포틀랜드 시멘트 1.5부(실시예 13) 또는 용광로 슬래그 시멘트2부(실시예 14)를 사용하는 것 이외는 실시예 8과 동일한 방법으로 시멘트/아스팔트 혼합물을 제조하였다.

수득된 시멘트/아스팔트 혼합물의 특성은 실시예 8의 것과 거의 변함이 없었다.

실시예 15

푸그밀 믹서에 실시예 8에서 사용한 것과 같은 골재 100부와 초 조강 포틀랜트 시멘트 1부를 투입하여 약 10초간 혼합한 다음, 조밀한 입도의 골재와의 혼합용 음이온계 아스팔트 유제(잔류 아스팔트 함량 59%, 잔류 아스팔트의 침입도(25℃)=76(단위=1/10㎜)) 14부를 투입하여 약 20초간 혼합하고, 이어서 혼합을 정지하고 혼합물을 방치하여 아스팔트 유제를 응집분리시켰다. 약 5분후에 아스팔트의 피복에 의해 골재 표면이 검게 되어 물이 분리된 시점에서 혼합을 다시 시작하고, 전술한 바와 같은 초 조강 포틀랜드 시멘트 10부 및 물 1부를 투입하고 약 30초간 혼합해서, 본 발명의 시멘트/아스팔트 혼합물을 제조하였다.

실험예 1

실시예 8에서 응집분리 촉진재로 사용한 초 조강 포틀랜드 시멘트 1부 대신에 NaOH의 첨가량(고형분으로서)을 여러 가지로 바꾸어 배합하는 것을 제외하고는, 실시예 8에서와 같이 골재와 혼합한 후, 실시예 8과 같이 속경성 혼합용 양이온계 아스팔트 유제 14.8부를 투입하고 약 20초간 혼합하였다. 이어서, 혼합을 정지하고 아스팔트 유제가 완전히 응지분리될때까지 방치하였다. 골재 100부에 대한 NaOH(고형분으로서)의 첨가량과 방치시간은 하기와 같다 :

(가) 0.1부×10분

(나) 0.3부×6분

(다) 0.5부×2부

(라) 1.0부(혼합 직후 유제가 응집분리됨)

그러나, 모든 경우에, 아스팔트 유제 자체는 응집분리되었으나, 아스팔트 입자는 갈색을 나타내고, 골재 표면에 부착은 되지 않았다.

실험예 2

실시예 8에서 응집분리 촉진재로 사용한 초 조강 포틀랜드 시멘트 1부 대신에 Ca(OH)₂의 첨가량을 여러가지로 바꾸어 배합하는 것을 제외하고는, 실시예 8에서와 같이 골재와 혼합한 후, 실시예 8과 같이 속경성 혼합용 양이온계 아스팔트 유제 14.8부를 투입하고 약 20초간 혼합하였다. 이어서, 혼합을 정지하고 아스팔트 유제가 완전히 응집분리될때까지 방치하였다. 골재 100부에 대한 Ca(OH)₂(고형분으로서)의 첨가량과 방치시간은 하기와 같다 :

(가) 0.1부×10분

(나) 0.3부×6분

(다) 0.5부×5분

(라) 1.0부×2분

상기 모든 경우에, 아스팔트 유제는 응집분리되고, 흑색의 아스팔트 입자가 골재 표면에 부착되었다. 따라서, 또한 수경성 무기재료를 배합하므로써 본 발명의 시멘트/아스팔트 혼합물을 수득할 수 있었다.

실험예 3

실시예 8에서 응집분리 촉진재로 사용한 초 조강 포틀랜드 시멘트 1부 대신에 Al₂(OH)₃의 첨가량을 여러가지로 바꾸어 배합하는 것을 제외하고는, 실시예 8에서와 같이 골재와 혼합한 후, 실시예 8과 같이 속경성 혼합용 양이온계 아스팔트 유제 14.8부를 투입하고 약 20초간 혼합하였다. 이어서, 혼합을 정지하고 아스팔트 유제가 완전히 응집분리될때까지 방치하였다. 골재 100부에 대한 Al(OH)₃(고형분으로서)의 첨가량과 방치시간은 다음과 같다 :

(가) 0.1부×10분

(나) 0.3부×10분

(다) 0.5부×10분

(라) 1.0부×10분

(마) 2.0부×10분

(바) 4.0부×10분

모든 경우에, 아스팔트 유제는 전혀 응집분리되지 않았다. 따라서, Al(OH)₃는 응집분리 촉진재로 사용할 수 없다.

Claims

골재 표면이 아스팔트 유제의 응집분리(coalescence)에 의해 제조된 아스팔트 입자로 피복되어 있고, 골재 사이의 틈에 수경성 무기재료 및 물이 존재함을 특징으로 하는, 골재, 아스팔트 유제, 시멘트, 수경성 무기재료 및 물을 포함하는 시멘트/아스팔트 혼합물.
골재 100부에 양이온계 또는 음이온계 아스팔트 유제 2 내지 12부(고형분으로서)를 첨가하여 혼합한 다음, 생성된 혼합물을 수경성 무기재료 1 내지 20부와 혼합함을 특징으로 하는 시멘트/아스팔트 혼합물의 제조방법.
제2항에 있어서, 아스팔트 유제의 사용량이 4 내지 10부인 방법.
제2항에 있어서, 수경성 무기재료의 사용량이 3 내지 18부인 방법.
골재 100부와 2가 금속의 알칼리성 화합물 0.1 내지 6부로 이루어진 혼합물에, 양이온계 또는 음이온계 아스팔트 유제 2 내지 12부(고형분으로서)를 첨가하여 혼합한 다음, 생성된 혼합물을 수경성 무기재료 1 내지 20부와 혼합함을 특징으로 하는 시멘트/아스팔트 혼합물의 제조방법.
제5항에 있어서, 아스팔트 유제의 사용량이 4 내지 10부인 방법.
제5항에 있어서, 수경성 무기재료의 사용량이 3 내지 18부인 방법.
제5항에 있어서, 2가 금속의 알칼리성 화합물이 산화물, 수산화물 및 시멘트류 중의 적어도 하나인 방법.