WO2011078481A2 - 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 시공방법 - Google Patents

상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 시공방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a room temperature recycled asphalt concrete mixture and a construction method thereof, and more particularly, by paving a road by using recycled asphalt concrete mixture including waste asphalt, new aggregate, filler, emulsified asphalt and recycled additive. It is to enable packaging at room temperature without heating process.
  • the overlay method which has been mainly adopted in the past, increases the road surface by the thickness of the overlay every time it is constructed, resulting in accidents due to vehicle passage height limitation.
  • problems such as deterioration of drainage structure, problems with maintaining the height of road boundary boundary, manhole, etc., height difference from surrounding structures, and needing to overload unnecessary road shoulders.
  • the cutting overlay method can solve most problems of the overlay method by cutting and overlaying the existing road surface, but it costs enormous construction cost for cutting and reconstruction, and the disposal method of waste asphalt concrete resulting from the environmental problem It is emerging as a situation that needs a fundamental solution.
  • an object of the present invention is to solve the problems of the conventional recycled asphalt concrete mixture described above, the road using a recycled asphalt concrete mixture comprising waste asphalt, new aggregate, filler, emulsified asphalt and recycled additives.
  • a recycled asphalt concrete mixture comprising waste asphalt, new aggregate, filler, emulsified asphalt and recycled additives.
  • the present invention for achieving the above object is a recycled asphalt concrete mixture at room temperature, 40 to 70% by weight of waste ascon, 23 to 50% by weight of new aggregate, 2 to 4% by weight of filling material, 1 to 5% by weight of emulsion asphalt, recycling It is characterized by comprising 0.1 to 0.2% by weight of the additive and 3 to 6% by weight of water.
  • the regeneration additive is an emulsion system
  • the flash point (COC) is 230 °C or more
  • the kinematic viscosity (25 °C, SFS) is 15 to 85
  • the viscosity ratio (60 °C) after heating the thin film Is ⁇ 3 or less.
  • the regeneration additive is characterized in that it comprises a fine solvent-purified heavy paraffin distillate, bitumen and mineral pitch (Mineral Pitch).
  • the regeneration additive further comprises one or two or more of ethyl acrylate, methyl methacrylate, naphthene-based oil, aromatic oil, petroleum resin, natural latex, styrene-butadiene rubber latex and cellulose fibers. do.
  • the regeneration additive is characterized in that it comprises 20 to 35% by weight of bitumen, 20 to 35% by weight of mineral pitch in the fine solvent-purified heavy paraffin distillate 30 to 60% by weight.
  • the filler is characterized in that one or more selected from limestone powder, portland cement, slaked lime, fly ash, recovered dust, steelmaking dust, casting dust and incineration ash.
  • the construction method is the step of sorting the waste ascon crushed by size
  • the construction of the recycled asphalt concrete mixture is possible at room temperature, the construction is simple and the construction cost is reduced, and there is almost no problem of oxidation and aging of the asphalt, so that the physical properties of the pavement material are not changed.
  • the heating step is omitted, there is no generation of harmful gas has an effect that does not cause environmental problems.
  • the room temperature regenerated asphalt concrete mixture of the present invention uses waste ascone, and is constructed as it is at room temperature without a separate heating process.
  • the composition is waste ascone, new aggregate, filler, emulsified asphalt and recycled additives, and water. It is made to include.
  • the waste ascon means the waste of asphalt concrete used in the general road pavement, the type is not limited. And in the present invention, the waste ascon is to comply with the quality standard KS F 2572, and to use the waste ascon crushed.
  • the waste ascon that is, the circulating aggregate, first crushes the waste ascon using the jaw crusher, washes to remove foreign substances, then secondly crushes the double jaw crusher, and crushes the crusher three times by using the crusher. will be.
  • the size of the sorting is preferably 25-10mm, 10mm or less, but is not necessarily limited to this.
  • new aggregate crushed stone
  • the size is preferably selected to be less than 25-20mm, 10mm, to meet the quality standards of the quality standards KS F 2357.
  • the filler one or two or more kinds of limestone powder, portland cement, slaked lime, fly ash, recoverable dust, electric steelmaking dust, foundry dust, various incineration ashes, and powders of other suitable mineral materials may be used.
  • the filling material serves to fill the gap between aggregate (waste ascon and new aggregate), that is, coarse aggregate and fine aggregate, and integrates with a binder such as asphalt to improve the stability, temperature sensitivity, durability, etc. of the mixture and to reduce porosity. To do.
  • the emulsified asphalt serves as a binder in the room temperature regenerated asphalt concrete mixture, since the dispersion solvent is made of water and can be used together with wet aggregate, it is not necessary to separately dry waste asphalt fragment containing water.
  • the emulsified asphalt is not particularly limited in the type of emulsifier, so that it can be freely selected from emulsified asphalt containing a cationic asphalt emulsifier, an anionic asphalt emulsifier, and a nonionic asphalt emulsifier.
  • the regeneration additive is to play the role of restoring the performance recovery (increase in penetration and viscosity) of the old asphalt, that is, asphalt contained in the waste ascon, it uses an emulsion-based regeneration additive.
  • the recycled additive has a flash point (COC) of 230 ° C. or higher, a kinematic viscosity (25 ° C., SFS) of 15 to 85, a viscosity ratio (60 ° C.) of 2 or less after heating the thin film, and a weight change rate (%) after heating the thin film ⁇
  • COC flash point
  • SFS kinematic viscosity
  • a viscosity ratio 60 ° C.
  • the mixing ratio of each of the components is 40 to 70% by weight waste asphalt, 23 to 50% by weight new aggregate, 2 to 4% by weight filler, emulsified asphalt 1
  • the content of the waste ascon is less than 40% by weight, and the amount of the waste ascon is less than 40% by weight, and the role of the recycled ascon is insignificant. If it exceeds 70% by weight, it is excessive because the physical properties of the packaging layer may be lowered, but this is not necessarily limited, and it is natural that the amount of used ascone can be further increased.
  • the waste ascon is used more in the case of the base layer, and the surface layer is used less so that the respective properties of the base layer and the surface layer can be satisfied.
  • the new aggregate is less than 23% by weight, the amount of aggregate used is too small, and if the amount exceeds 50% by weight, the excess asphalt becomes less used because the role of recycled asphalt concrete becomes less.
  • the filler is less than 2% by weight, its role becomes insignificant, and when it exceeds 4% by weight, the flow value becomes unstable.
  • the emulsion is less than 1% by weight, the role of the binder becomes insignificant and 5% by weight. This is because if it exceeds, the flow value deviates from the reference value.
  • the recycled additive when the recycled additive is less than 0.1% by weight, the effect is insignificant, and when the content exceeds 0.2% by weight, the excess is increased, as well as the overall physical properties may be lowered.
  • the recycled additive is most preferably 0.45 weight ratio based on old asphalt in waste ascon, but is not necessarily limited thereto.
  • the regeneration additive of the present invention can be used that includes a fine solvent-purified heavy paraffin distillate, bitumen (Mineral Pitch).
  • bitumen Bitumen
  • the regeneration additive may be used as a mixing ratio of 30-60 wt% of fine solvent-purified heavy paraffin distillate, 20-35 wt% of bitumen, and 20-35 wt% of mineral pitch, which necessarily limits the mixing ratio. It is not.
  • the ethyl acrylate, methyl methacrylate, naphthenic oil, and aromatic oil which can be additionally added, are components that can dissolve and recycle aged asphalt components contained in waste ascon and help adhesion with aggregates.
  • Ethyl acrylate, methyl methacrylate, naphthenic oil, and aromatic oils based on 100 parts by weight of a mixture of purified heavy paraffinic distillate, bitumen, and mineral pitch are 1 to 5, respectively. Use within the range of parts by weight. This is because if the mixing ratio is too small, the effect is extremely insignificant, and if the amount is excessive, the physical properties may be lowered and the price may increase.
  • the petroleum resin is for imparting adhesive performance to the aged asphalt
  • the type is composed of C9 petroleum resin, C5 petroleum resin, C9-C5 copolymer petroleum resin, maleized petroleum resin, esterified petroleum resin
  • the natural latex and styrene-butadiene rubber latex are uniformly dispersed in the asphalt to impart elasticity and serve to improve the heat resistance, low temperature resistance and strength of the binder (emulsified asphalt), the amount of which is used as the precision solvent-purified medium wave It is used within the range of 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of a mixture of raffine distillate, bitumen and mineral pitch. This is because when the natural latex or styrene-butadiene rubber latex is less than 5 parts by weight, the amount of use is small, so that it is not possible to give sufficient modification effect to the asphalt, and thus it is impossible to secure the physical properties of the asphalt. This is because the viscosity of the product is too high, there is a problem in use.
  • the cellulose fiber is intended to reinforce strength, and ranges from 1 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixture of the fine solvent-purified heavy paraffin distillate, bitumen, and mineral pitch. It is preferable to use within.
  • Regenerated asphalt concrete as described above is to be able to be installed at room temperature without a separate heating process, the construction method is as follows.
  • waste ascons are crushed and sorted by size, and new aggregates are also sorted by size.
  • the filling material, emulsified asphalt, regenerated additives, and water are uniformly dispersed and mixed in the selected waste ascon and new aggregate, and after the mixed mixture is laid, the installation is completed by compacting the laid mixture.
  • the room temperature regenerated asphalt concrete of the present invention can be used not only for the base layer but also for the surface layer, and the use thereof is not limited.
  • Emulsified asphalt MSC-2, Korea Petroleum Industries, Ltd.
  • recycled additives were mixed in the mixing ratio as shown in Table 1 below to measure the penetration.
  • 25 wt% of bitumen and 25 wt% of mineral pitch were mixed with 50 wt% of heavy paraffin distillate.
  • the penetration test method is according to KS M2252. 50 g, intrusion time was 5 seconds hot water bath temperature 25 °C.
  • Test Items result Kinematic viscosity (25 °C, SFS) 34 Mass change rate after thin film heating (%) -2.67 Viscosity ratio after thin film heating (60 °C) 1.7 Flash point (COC, °C) 248
  • Example 1 for base
  • Example 3 it mixed as a compounding ratio like Table 3 below.
  • the total asphalt content is 3.25278 which is the content of waste ascon [(35.64 + 28.14) * 0.051] and the emulsified asphalt content (1.54 * 0.63) 0.9702, which is 4.22298% by weight)
  • Test specimens were prepared in the size of 101.6 mm ⁇ 63.5 mm using the mixture blended as described above. At this time, the production was carried out using a spatula to compact the surface 15 times around the mold 10 times, and the marshall compaction of the mixture was performed 50 times, and the turning compaction was determined using a turning compactor according to KS F 2377. The temperature was 25 degreeC. And cured for 48 hours in an oven at 60 °C, the cured test specimen was demolded after leaving for 2 to 3 hours in the room (20 °C), and left for 2 hours in an air bath at 25 °C.
  • Comparative Example 1 the test sample was prepared in the same amount as in Table 3 above but without the addition of the regeneration additive.
  • Example 1 Comparative Example 1 Stability (25 °C) (N) 17101 18254 Flow value (1/100 cm) 38 35 Porosity (%) 9 -
  • Example 2 for surface layer
  • the total asphalt content is 2.23176, which is the content of waste ascon [(30.09 + 13.67) * 0.051], and emulsified asphalt content (3.70 * 0.63) 2.331, which is 4.56276% by weight of the total amount.)
  • test specimens were prepared as in Example 1, and the test specimens were prepared in the same manner as in Example 1 as Comparative Example 2, but the recycled additives were not added.
  • Example 1 Comparative Example 1 Stability (25 °C) (N) 25372 26515 Flow value (1/100 cm) 39 34.5 Porosity (%) 7 - Saturation (%) 62 - Indirect tensile strength (dry) (25 ° C) (kPa) 322 - Residual tensile strength (%) 79 -

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Abstract

본 발명은 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐아스콘, 신골재, 채움재, 유화아스팔트 및 재생첨가재를 포함하여서 되는 재생아스팔트 콘크리트 혼합물을 이용하여 도로를 포장함으로써, 별도의 가열과정 없이 상온에서의 포장시공이 가능하도록 하는 것이다. 본 발명은 폐아스콘 40∼70중량%, 신골재 23∼50중량%, 채움재 2∼4중량%, 유화아스팔트 1∼5중량%, 재생첨가재 0.1∼0.2중량% 및 물 3∼6중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 시공방법
본 발명은 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐아스콘, 신골재, 채움재, 유화아스팔트 및 재생첨가재를 포함하여서 되는 재생아스팔트 콘크리트 혼합물을 이용하여 도로를 포장함으로써, 별도의 가열과정 없이 상온에서의 포장시공이 가능하도록 하는 것이다.
국내의 도로는 도로 증가율에 비하여 교통량이 급속도로 증가함에 따라, 포장의 조기파손 등을 초래하고 있다. 그리고 상기 파손으로 인하여 지출되는 국도의 포장유지보수 비용은 계속적으로 증가하고 있는 실정이다. 또한 국내 도로의 포장은 90% 이상이 아스팔트 콘크리트 포장이나, 아스팔트 콘크리트 포장도로는 급속한 교통량의 증가로 인하여 소성변형과 균열 등으로 공용수명이 다하지 못하고 파손으로 인해 유지보수비가 증가되고 있는 실정이다.
이러한 아스팔트 콘크리트 포장의 유지보수공법으로는 덧씌우기 공법과 절삭 덧씌우기 공법이 있는 바, 과거에 주로 채택하여온 덧씌우기 공법은 시공 할 때마다 덧씌우기 두께만큼 노면이 상승하여 차량통과 높이 제한에 따른 사고의 위험이 있고, 배수구조물의 기능저하, 도로면 경계석, 맨홀 등과의 높이 유지에 따른 문제와 주변 구조물과의 높이차이, 불필요한 길 어깨까지 덧씌우기 하여야하는 점 등의 문제점이 있었고, 최근에 많이 사용되는 절삭 덧씌우기 공법은 기존노면을 절사한 후 덧씌우는 방법으로 덧씌우기 공법 대부분의 문제점을 해결할 수 있었으나, 절삭 및 재시공에 막대한 공사비가 소요되고 그 결과물로 발생하는 폐아스팔트 콘크리트의 처리방법이 환경문제로 대두되고 있어 이에 대한 근본적인 해결방안이 필요한 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 선진국을 중심으로 에너지절약, 자원재활용이라는 목적하에 도로포장의 재생기술을 연구한 결과, 플랜트 가열 재생 아스팔트 혼합물공법(Plant Hot Mix Recycling)과 현장가열 표층재생공법(Hot In-Place Surface Recycling)을 개발하였으나 플랜트공법과 표층재생공법 모두 상온시공이 어렵고 가열을 통해 시공해야만 하는 문제점이 있었다.
즉 상기 가열을 통한 재생아스팔트 콘크리트의 사용은 가열로 인한 시공비용의 증가는 물론, 가열과정에서 아스팔트의 산화노화가 진행되며, 제조설비가 복잡하고 투자비가 고가인 것은 물론, 시공이 까다롭고, 가열로 인한 유해가스와 이산화탄소가 발생되는 등의 문제점을 가지고 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 종래의 재생아스팔트 콘크리트 혼합물이 갖는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폐아스콘, 신골재, 채움재, 유화아스팔트 및 재생첨가재를 포함하여서 되는 재생아스팔트 콘크리트 혼합물을 이용하여 도로를 포장함으로써, 별도의 가열 없이 상온에서 시공이 가능하도록 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서, 폐아스콘 40∼70중량%, 신골재 23∼50중량%, 채움재 2∼4중량%, 유화아스팔트 1∼5중량%, 재생첨가재 0.1∼0.2중량% 및 물 3∼6중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 재생첨가재는 에멀젼계로서, 인화점(COC)은 230℃이상이고 동점도(25℃, SFS)가 15∼85이며, 박막가열 후 점도비(60℃)가 2이하이고 박막 가열 후 중량변화율(%)이 ±3 이하인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 재생첨가재는 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액, 비투멘(Bitumen) 및 미네랄 피치(Mineral Pitch)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 재생첨가재에 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 나프탄계 유분, 방향족 유분, 석유수지, 천연 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 및 셀룰로오즈 섬유 중 1종 또는 2종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 재생첨가재는 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액 30∼60 중량%에 비투멘 20∼35중량%, 미네랄 피치 20∼35중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 채움재는 석회석분, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이 애시, 회수 더스트, 전기로 제강 더스트, 주물 더스트 및 소각회 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것을 특징으로 한다.
그리고 그 시공방법은 폐아스콘을 파쇄하여 크기별로 선별하는 단계와,
신골재를 크기별로 선별하는 단계와,
상기 폐아스콘과 신골재에 채움재, 유화아스팔트, 재생첨가재 및 물을 혼합하는 단계와,
상기 혼합된 혼합물을 포설하는 단계와,
상기 포설된 혼합물을 다짐하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 상온에서 재생아스팔트 콘크리트 혼합물의 시공이 가능하므로, 시공이 단순하며 시공비가 절감되는 것은 물론 아스팔트의 산화 및 노화의 문제가 거의 없어 포장재의 물성이 변화되지 않도록 하는 작용효과를 갖는다.
아울러 가열공정이 생략됨으로써, 유해가스의 발생이 없어 환경문제가 야기되지 않게 되는 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물은 폐아스콘을 이용하며, 별도의 가열과정 없이 상온에서 그대로 시공하는 것을 특징으로 하는 것으로, 그 구성은 폐아스콘, 신골재, 채움재, 유화아스팔트 및 재생첨가재 그리고 물을 포함하여 이루어진다.
이때 상기 폐아스콘은 통상의 도로포장에 사용된 아스팔트 콘크리트의 폐기물을 의미하는 것으로, 그 종류를 제한하지 않는다. 그리고 본 발명에서는 상기 폐아스콘은 품질기준 KS F 2572에 따르도록 하며, 상기 폐아스콘을 분쇄하여 사용하도록 한다. 이때 상기 폐아스콘, 즉 순환골재는 폐아스콘을 죠크라샤를 이용하여 1차 파쇄하고, 세척하여 이물질을제거한 후 더블 죠크라샤로 2차 파쇄하고, 콘크라샤로 3차 파쇄하여 크기별로 선별하여 사용하는 것이다. 이때 그 크기의 선별은 25-10mm, 10mm 이하로서 각각 선별함이 바람직하나 이를 반드시 제한하는 것은아니다.
그리고 또한 신골재(쇄석) 역시 그 크기별로 선별하여 사용하는 바, 그 크기는 25-20mm, 10mm 이하로 선별함이 바람직하며, 품질기준 KS F 2357의 품질기준을 만족시키도록 한다.
그리고 상기 채움재로는 석회석분, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이 애시, 회수 더스트, 전기로 제강 더스트, 주물 더스트, 각종 소각회 및 기타 적당한 광물성 물질의 분말 중 1종 또는 2종 이상의 것을 이용할 수 있다. 상기 채움재는 골재(폐아스콘 및 신골재), 즉 조골재, 세골재의 간극을 충진하는 역할을 하는 것으로, 아스팔트 등의 결합재와 일체가 되어 혼합물의 안정성, 감온성, 내구성 등을 개선시키며 공극율을 감소시키는 역할을 하는 것이다.
또한 상기 유화아스팔트는 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서 바인더 역할을 하는 것으로, 분산용매가 물로 이루어져 젖은 골재와도 함께 사용할 수 있으므로, 수분이 함유된 폐아스콘 파쇄물 별도로 건조시킬 필요가 없는 것이다. 아울러 본 발명에에서 유화아스팔트는 특별히 유화제의 종류에 제한이 없으므로, 양이온계 아스팔트 유화제, 음이온계 아스팔트 유화제, 비이온계 아스팔트 유화제를 함유하는 유화 아스팔트 중에서 자유롭게 선택할 수 있다.
그리고 상기 재생첨가재는 구재 아스팔트, 즉 폐아스콘에 포함된 아스팔트,의 성능회복(침입도 및 점도 증가)를 회복시켜주는 역할을 하는 것으로서, 에멀젼계의 재생첨가재를 사용한다. 이때 상기 재생첨가재는 인화점(COC)은 230℃이상이고 동점도(25℃, SFS)가 15∼85이며, 박막가열 후 점도비(60℃)가 2이하이고 박막 가열 후 중량변화율(%)이 ±3 이하인 것을 사용해야한다. 이는 상기 재생첨가재의 물성을 만족시켜야만 구재 아스팔트의 성능을 회복시켜주는 것은 물론, 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물의 물성이 저하되지 않게 되기 때문이다.
그리고, 상기 각 구성물 즉, 폐아스콘, 신골재, 채움재, 유화아스팔트, 재생첨가재 및 물의 혼합비는 폐아스콘 40∼70중량%, 신골재 23∼50중량%, 채움재 2∼4중량%, 유화아스팔트 1∼5중량%, 재생첨가재 0.1∼0.2중량% 및 물 3∼6중량%로 되는 것이 바람직한 바, 상기 폐아스콘의 사용량이 40중량% 미만이면 폐아스콘의 사용량이 적어 재생아스콘으로서의 역할이 미미하게 되고, 70중량%를 초과할 경우 과량이되어 포장층의 물성이 저하될 수 있기 때문이나, 이를 반드시 제한하지는 않는 것으로, 폐아스콘의 사용량을 더욱 늘릴 수 있는 것은 당연다. 또한 상기 폐아스콘은 기층의 경우 더 많이 사용하고, 표층은 그 사용량을 적게하여 기층과 표층의 각 물성을 만족시킬 수 있도록 한다. 또한 상기 신골재가 23중량% 미만이되면 골재의 사용량이 너무 적게되고 50중량%를 초과하면 오히려 과량이되어 폐아스콘의 사용량이 적어지게 되므로 재생 아스팔트 콘크리트로의 역할이 미미하게 되기 때문이다. 그리고 상기 채움재가 2중량% 미만이되면 그 역할이 미미하게 되고 4중량%를 초과하게 되면 흐름치가 불안정하게 되기 때문이며, 상기 유화아스팔트가 1중량% 미만이되면 바인더로서의 역할이 미미하게 되고 5중량%를 초과하면 흐름치가 기준치에서 벗어나기 때문이다.
또한 상기 재생첨가재가 0.1중량% 미만이 되면 그 효과가 미미하게 되고 0.2중량%를 초과하게 되면 과량이되어 가격이 상승되는 것은 물론, 전체적인 물성이 오히려 저하될 수 있기 때문이다. 아울러 상기 재생첨가재는 가장 바람직하게는 폐아스콘 내의 구재 아스팔트 기준 0.45 중량비가 사용되는 것이나 이를 반드시 제한하지는 않는다.
한편, 본 발명의 재생첨가재로는 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액, 비투멘(Bitumen) 및 미네랄 피치(Mineral Pitch)를 포함하여 되는 것이 사용되어질 수있다. 아울러 상기 용제-정제된 중파라핀 증류액, 비투멘 및 미네랄 피치에 에틸 아크릴레이트(Ethyl Acrylate), 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate), 나프타를 증류하여 생산되는 나프탄계 유분, 방향족 유분, 석유수지, 천연 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무 라텍스, 셀룰로오즈 섬유 중 1종 또는 2종 이상을 추가로 포함하여서 사용될 수도 있다.
여기서 상기 재생첨가재는 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액 30∼60 중량%, 비투멘 20∼35중량% 및 미네랄 피치 20∼35중량%의 혼합비로서 혼합 사용될 수 있는 바, 그 혼합비를 반드시 제한하는 것은 아니다.
또한 추가적으로 첨가될 수 있는 상기 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 나프탄계 유분, 방향족 유분은 폐아스콘에 함유된 노화된 아스팔트 성분을 용해, 재생시키고 골재와의 접착을 도울 수 있는 성분으로, 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액, 비투멘(Bitumen) 및 미네랄 피치(Mineral Pitch)의 혼합물 100중량부를 기준으로 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 나프탄계 유분, 방향족 유분은 폐아스콘 각각이 1∼5중량부의 범위 내에서 사용한다. 이는 그 혼합비가 너무 적으면 효과가 극히 미미하게 되고, 과량이 되면 오히려 물성이 저하될 수 있으며 가격이 상승하는 요인이 되기 때문이다.
또한 상기 석유수지는 노화된 아스팔트에 점착성능을 부여하기 위한 것이며, 그 종류로는 C9계 석유수지, C5계 석유수지, C9-C5 공중합체 석유수지, 말레인화 석유수지, 에스테르화 석유수지로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하나, 이를 반드시 제한하는 것은 않으며, 이 역시 상기 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액, 비투멘(Bitumen) 및 미네랄 피치(Mineral Pitch)의 혼합물 100중량부를 기준으로 1∼5중량부의 범위 내에서 사용한다. 이는 그 함량이 너무 적으면 점착력을 증가시키는 효과가 미미하게 되어 우수한 물성을 확보할 수 없으며, 5중량부를 초과할 경우 과량이 투입되어 비용이 증가됨은 물론 노화 아스팔트의 물성이 오히려 저하되는 문제점이 있기 때문이다.
상기 천연 라텍스 및 스티렌-부타디엔 고무 라텍스는 아스팔트 내에 균일 분산되어 탄성을 부여하고 내열성, 내저온성 및 바인더(유화 아스팔트)의 강도를 향상시키는 역할을 하는 것으로, 그 사용량은 상기 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액, 비투멘(Bitumen) 및 미네랄 피치(Mineral Pitch)의 혼합물 100중량부를 기준으로 5∼10중량부의 범위 내에서 사용한다. 이는 상기 천연 라텍스 또는 스티렌-부타디엔 고무 라텍스가 5중량부 미만이 되면 사용량이 적어 아스팔트에 충분한 개질 효과를 줄 수 없어 아스팔트의 물성을 확보할 수 없게 되며, 10중량부를 초과하면 유화 아스팔트의 점도가 너무 높아 제품의 점도가 너무 높게 되어 사용상의 문제점이 있기 때문이다.
그리고 상기 셀룰로오즈 섬유는 강도를 보강하는 역할을 위한 것으로, 상기 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액, 비투멘(Bitumen) 및 미네랄 피치(Mineral Pitch)의 혼합물 100중량부를 기준으로 1∼2중량부의 범위 내에서 사용함이 바람직하다.
상기와 같이 되는 재생 아스팔트 콘크리트는 별도의 가열과정 없이 상온에서도 시공이 가능하게 되는 것으로서, 그 시공방법은 다음과 같다.
먼저 폐아스콘을 파쇄하여 크기별로 선별하고, 신골재 역시 크기별로 선별한다. 그리고 상기 선별된 폐아스콘과 신골재에 채움재, 유화아스팔트, 재생첨가재 및 물을 균일하게 분산 및 혼합하고, 상기 혼합된 혼합물을 포설한 후, 상기 포설된 혼합물을 다짐함으로써 시공이 완료되는 것이다.
이때 본 발명의 상온 재생 아스팔트 콘크리트는 기층용은 물론 표층용으로도 사용이 가능한 것으로 그 사용에 대해 제한하지 않는다.
이하에서는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 재생첨가재의 투입에 따른 유화아스팔트의 물성변화 테스트(침입도 테스트)를 다음과 같이 실시하였다.
유화 아스팔트(한국석유공업 주식회사 MSC-2)와 재생첨가재를 하기 표 1과 같은 배합비로 혼합하여 그 침입도를 측정하였다. 이때 상기 재생첨가재로는 중파라핀 증류액 50중량%에 비투멘 25중량%, 미네랄 피치 25중량%를 혼합하여 사용하였다.(이때 상기 침입도 시험방법으로는 KS M2252에 따른 것으로, 추의 무게는 50g, 침입시간은 5초 온수욕조온도 25℃로 하였다.)
표 1 재생첨가재의 투입에 따른 아스팔트의 물성변화 테스트결과.
구분 아스팔트량 재생첨가재량 측정침입도(1/100mm) 침입도 단위
1 99 1.0 165.0 25℃, 1/10mm
2 97.4 2.6 182.0
3 95.0 5.0 210.0
4 93.0 7.0 260.0
5 100 0 142.0
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 재생첨가재가 침입도의 회복에 탁월한 성능이 있는 것을 확인할 수 있었다.
그리고 상기 재생첨가재에 대한 물성을 측정한 결과는 하기 표 2와 같았다.(상기 물성측정은 GR F 4026 : 2002에 따라 실시하였다.)
표 2 재생첨가재의 물성측정결과.
시험항목 결과
동점도(25℃, SFS) 34
박막가열 후 질량변화율(%) -2.67
박막가열 후 점도비(60℃) 1.7
인화점(COC, ℃) 248
다음으로 재생첨가재의 투입에 따른 구재 아스팔트의 성능회복 시험을 다음과 같이 실시하였다. 이때 상기 재생첨가재는 앞서 아스팔트의 물성변화 테스트와 동일하게 제조하여 사용하였다.
먼저 실시예1(기층용)로서 하기 표 3과 같은 배합비로서 혼합하였다.
표 3 실시예1에 따른 배합비
구분 투입량(g) 투입량(중량%) 비고
폐아스콘 25-10mm 3800 35.64 추출 후 AP 함유량: 5.1중량%
10mm 이하 3000 28.14
신골재 25-20mm 1700 15.95 -
10mm 이하 1200 11.26 -
채움재(석회석분) 300 2.81 -
유화 아스팔트(MSC-2) 164.3 1.54 증발잔류분 63중량%
재생첨가제 17.2 0.16 -
물 480 4.5 -
계 10661.5 100 -
(상기 총 아스팔트 함량은 폐아스콘의 함유량[(35.64+28.14)*0.051] 인 3.25278와 유화 아스팔트 함유량(1.54*0.63) 0.9702로서 총량 대비 4.22298중량% 임)
상기와 같이 배합된 혼합물을 이용하여 시험공시체를 101.6mm×63.5mm 크기로 제작하였다. 이때 그 제작은 스패튤러를 사용하여 몰드 주위를 15회 중앙을 10회 다져서 표면을 고르며, 혼합물의 마샬다짐은 50회 실시하였으며, 선회다짐은 KS F 2377에 따른 선회다짐기를 이용하여 다짐하였으며, 다짐온도는 25℃로 하였다. 그리고 60℃의 오븐에서 48시간 양생하였으며, 양생이 끝난 시험공시체는 실내(20℃)에서 2∼3시간 방치 후 탈형하고, 25℃의 공기욕조에서 2시간 방치시켰다.
그리고 상기 시험공시체의 안정도, 흐름값, 공극률을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.(상기 시험방법은 KS F 2337에 준하여 실시하였다.)
이때 비교예1로서 상기 표 3와 동일함 량을 투입하되 재생첨가재는 투입하지 않은 상태로 시험 공시체를 제조하였다.
표 4 실시예1 및 비교예1의 시험결과.
시험항목 실시예1 비교예1
안정도(25℃)(N) 17101 18254
흐름값(1/100cm) 38 35
공극률(%) 9 -
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 재생첨가재를 투입할 경우 안정도에서는 별 차이가 없었으나 흐름치(변형) 부분에서는 수치적으로 큰 차이를 나타냄을 확인할 수 있어, 재생첨가재가 구재 아스팔트의 성능회복과 제품(흐름, 소성)값에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로 실시예2(표층용)로서 하기 표 5와 같은 배합비로서 혼합하였다.
표 5 실시예2에 따른 배합비
구분 투입량(g) 투입량(중량%) 비고
폐아스콘 25-10mm 3300 30.09 추출 후 AP 함유량: 5.1중량%
10mm 이하 1500 13.67
신골재 25-20mm 3300 30.09 -
10mm 이하 1500 13.67 -
채움재(석회석분) 400 3.65 -
유화 아스팔트(MSC-2) 405.5 3.70 증발잔류분 63중량%
재생첨가재 12 0.11 -
물 550 5.01 -
계 10967.5 100 -
(상기 총 아스팔트 함량은 폐아스콘의 함유량[(30.09+13.67)*0.051] 인 2.23176 과 유화 아스팔트 함유량(3.70*0.63) 2.331로서 총량 대비 4.56276중량% 임)
그리고 상기 실시예1과 같이 시험공시체를 제작하였으며, 비교예2로서 실시예1과 동일하게 시험공시체를 제작하되 재생첨가재를 투입하지 아니하였다.
표 6 실시예1 및 비교예1의 시험결과.
시험항목 실시예1 비교예1
안정도(25℃)(N) 25372 26515
흐름값(1/100cm) 39 34.5
공극률(%) 7 -
포화도(%) 62 -
간접인장강도(건조상태)(25℃)(kPa) 322 -
잔류인장강도(%) 79 -
상기 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 재생첨가재를 투입할 경우 표층용 역시 비교예에 비해 우수한 흐름도를 가짐을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상기한 실시예에 한하여 설명되었지만 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

Claims (3)

  1. 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물에 있어서,
    폐아스콘 40∼70중량%, 신골재 23∼50중량%, 채움재 2∼4중량%, 유화아스팔트 1∼5중량%, 재생첨가재 0.1∼0.2중량% 및 물 3∼6중량%를 포함하여 이루어지며,
    상기 재생첨가재는 에멀젼계로서, 인화점(COC)은 230℃이상이고 동점도(25℃, SFS)가 15∼85이며, 박막가열 후 점도비(60℃)가 2이하이고 박막 가열 후 중량변화율(%)이 ±3 이하이고,
    상기 재생첨가재는 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액 30∼60중량%에 비투멘 20∼35중량%, 미네랄 피치 20∼35중량%를 포함하여 이루어지며,
    상기 재생첨가재에 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 나프탄계 유분, 방향족 유분, 석유수지, 천연 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 및 셀룰로오즈 섬유 중 1종 또는 2종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 채움재는 석회석분, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이 애시, 회수 더스트, 전기로 제강 더스트, 주물 더스트 및 소각회 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것을 특징으로 하는 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물.
  3. 폐아스콘을 파쇄하여 크기별로 선별하는 단계와,
    신골재를 크기별로 선별하는 단계와,
    상기 폐아스콘과 신골재에 채움재, 유화아스팔트, 재생첨가재 및 물을 혼합하여 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물을 준비하는 단계와,
    상기 혼합된 혼합물을 포설하는 단계와,
    상기 포설된 혼합물을 다짐하는 단계를 포함하여 이루어지되,
    상기 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물은 폐아스콘 40∼70중량%, 신골재 23∼50중량%, 채움재 2∼4중량%, 유화아스팔트 1∼5중량%, 재생첨가재 0.1∼0.2중량% 및 물 3∼6중량%이고,
    상기 재생첨가재는 에멀젼계로서, 인화점(COC)은 230℃이상이고 동점도(25℃, SFS)가 15∼85이며, 박막가열 후 점도비(60℃)가 2이하이고 박막 가열 후 중량변화율(%)이 ±3 이하이고,
    상기 재생첨가재는 정밀 용제-정제된 중파라핀 증류액 30∼60중량%에 비투멘 20∼35중량%, 미네랄 피치 20∼35중량%를 포함하여 이루어지며,
    상기 재생첨가재에 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 나프탄계 유분, 방향족 유분, 석유수지, 천연 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무 라텍스 및 셀룰로오즈 섬유 중 1종 또는 2종 이상을 추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물의 시공방법.
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