WO2013162110A1 - 아스팔트 열소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물 및 그 포장공법 - Google Patents

아스팔트 열소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물 및 그 포장공법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a heat shield pavement composition for preventing plastic deformation of asphalt and a pavement method thereof, and more particularly, by applying a heat shield pavement material having excellent durability and abrasion resistance to an upper surface of an asphalt road pavement exposed to the outside. It prevents the rise in temperature and suppresses plastic deformation of ascon, which extends the life of ascon, facilitates the maintenance of road pavement, alleviates heat island phenomenon in the city, and makes it possible to express road pavement in various colors including black.
  • the present invention relates to a heat shield packaging material composition for preventing asphalt plastic deformation and a packaging method thereof.
  • Asphalt pavement which accounts for 90% of the country's total pavement, causes plastic deformation, causing huge maintenance costs, traffic safety threats, and premature failure of pavement.
  • the surface is damaged by traffic or pollution of a heavy vehicle, and thus the effect of lowering the surface temperature of the pavement layer gradually decreases over time, thereby causing continuous asphalt durability.
  • An object of the present invention devised to solve the problems of the prior art is to apply a pavement material mixed with a high reflection material on the surface of the road pavement exposed to the outside to immediately reflect the heat energy converted from solar energy, the temperature of the road pavement surface This is to prevent the rise of and to suppress plastic deformation of ascon.
  • Another object of the present invention is to increase the durability of the asphalt road, the service life is extended, easy to maintain the road pavement, to ease the heat island phenomenon in the city and to express the road pavement in various colors.
  • the heat shield packaging material is a high reflective material Including a mixed coating resin, the coating resin is excellent in tensile strength, elongation, wear resistance, etc., heat shielding packaging material for preventing the asphalt thermoplastic deformation, characterized in that MMA (methyl meta acrylate) acrylic resin suitable for asphalt road pavement Composition.
  • the highly reflective material is an oxide of at least one of iron, chromium, manganese, titanium, aluminum, calcium, and silica.
  • the highly reflective material is free of heavy metals such as lead, cadmium, hexavalent chromium, and mercury, and has a particle size of 0.5 to 5 ⁇ m and a reflectance of at least 50% in the infrared region.
  • the coating resin to further include an additive, wherein the additive includes at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, talc, pigments, sunscreens, antisettling agents, dispersants, antifoams, plasticizers, preservatives, thickeners and the like.
  • the additive includes at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, talc, pigments, sunscreens, antisettling agents, dispersants, antifoams, plasticizers, preservatives, thickeners and the like.
  • the coating resin to further include an aggregate for increasing wear resistance or anti-slip resistance
  • the aggregate includes one or more selected from the group consisting of silica sand, steelmaking slag, alumina, bauxite and the like.
  • the coating material is a high reflecting material mixed on the upper surface of the asphalt concrete surface layer 100
  • the coating resin is a heat shield made of MMA (methyl meta acrylate) -based acrylic resin suitable for asphalt road pavement
  • the present invention as described above by applying a pavement material mixed with a high reflection material on the surface of the road pavement exposed to the outside to immediately reflect the heat energy converted from solar energy, to prevent the rise of the temperature of the pavement surface by firing the asphalt It has the effect of suppressing deformation.
  • the present invention increases the durability of the asphalt road, the life is extended, easy maintenance of the road pavement, has the effect of alleviating the heat island phenomenon in the city and the road pavement in various colors.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of using the heat shield packaging material composition according to the invention as a surface protection heat shield coating layer of Ascon road.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of using the heat shield packaging material composition according to the invention as a surface protection heat shield coating layer of Ascon road.
  • the heat shield packaging material according to the present invention may be applied to the upper surface of the asphalt road surface layer 100 may be used as a surface protective heat shield coating layer 200 to provide excellent wear resistance and high reflection performance.
  • the heat shield packaging material of the present invention as described above comprises a coating resin mixed with a high reflective material.
  • the coating resin is preferably carried out with MMA (methyl meta acrylate) -based acrylic resin suitable for asphalt road pavement.
  • MMA methyl meta acrylate
  • the MMA refers to a chemical that is a raw material of acrylic resin or chemicals.
  • the high reflection material is preferably mixed with the coating resin to float on the surface of the resin to form a plate-like shape so as to effectively reflect the sunlight, it is preferably carried out to maximize the reflectance.
  • the highly reflective material is an oxide of at least one of iron, chromium, manganese, titanium, aluminum, calcium, and silica, and is free of heavy metals such as lead, cadmium, hexavalent chromium, and mercury, and has a particle size of 0.5 to 5 And a material having a reflectance in the infrared region of 50% or more.
  • the coating resin may further include an additive, wherein the additive includes one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, talc, pigment, sunscreen, antisettling agent, dispersant, antifoaming agent, plasticizer, preservative, thickener, and the like. can do.
  • the additive includes one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, talc, pigment, sunscreen, antisettling agent, dispersant, antifoaming agent, plasticizer, preservative, thickener, and the like. can do.
  • the coating resin may further include aggregate for increasing wear resistance or anti-slip resistance, wherein the aggregate may include one or more selected from the group consisting of silica sand, steelmaking slag, alumina, and bauxite. .
  • ⁇ Table 1> is a table measuring the infrared reflectance of the asphalt concrete surface layer after forming the surface protection heat shield coating layer using the heat shield packaging material according to the present invention, it can be seen that the infrared reflectance increased to 63% after forming the heat shield coating layer. have.
  • the present invention may express the upper surface of the asphalt road surface layer 100 in a variety of colors by mixing a heat shield paint of various colors to the coating resin.
  • high reflective materials can be used to lower the surface temperature.
  • the gray color (N6) reflects more than 50% of infrared rays in the wavelength range of 780 ⁇ 2,100 nanometers to suppress temperature rise, and it has excellent weather resistance and black characteristics equivalent to carbon black. have.
  • the present invention as described above by applying a pavement material mixed with a high reflection material on the surface of the road pavement exposed to the outside to immediately reflect the heat energy converted from solar energy, to prevent the rise of the temperature of the pavement surface by firing the asphalt Strain can be suppressed.
  • the present invention increases the durability of the asphalt road, the life is extended, easy maintenance of the road pavement, alleviate the heat island phenomenon in the city and can display the road pavement in various colors.
  • the present invention by lowering the temperature of the pavement by heat-resistant road pavement in the country where the temperature of the asphalt pavement surface in the summer rises more than 60 °C, to prevent the settlement of asphalt due to the running of the vehicle and to increase the resistance to plastic deformation It has the effect of reducing the number of installation and repair of asphalt pavement.
  • the present invention by applying a pavement material mixed with a high reflection material on the surface of the road pavement exposed to the outside immediately reflects the heat energy converted from the solar energy, to prevent the rise of the road pavement surface temperature to suppress plastic deformation of the asphalt concrete It can be used as thermal insulation paver of asphalt.

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Abstract

본 발명은 아스콘 도로 표면층의 상면에 도포되어 우수한 내마모성 및 고반사 성능을 제공하는 표면보호 차열 코팅층으로 사용되는 차열포장재로서, 상기 차열포장재는 고반사 물질이 혼합된 코팅제 수지를 포함하고, 상기 코팅제수지는 아스팔트 도로 포장재로 적합한 MMA(methyl meta acrylate)계 아크릴수지인 것을 특징으로 하며, 외부에 노출되는 도로 포장의 표면에 고반사 물질이 혼합된 포장재를 도포하여 태양에너지로부터 변환된 열에너지를 즉시 반사시킴으로써, 도로 포장 표면의 온도가 상승되는 것을 방지하여 아스콘의 소성변형을 억제할 수 있고, 아스콘 도로의 내구성을 증가시켜 수명이 연장되고, 도로 포장의 유지관리가 용이하며, 도심의 열섬현상을 완화시키고 도로 포장을 다양한 색깔로 나타낼 수 있는 효과를 갖는다.

Description

아스팔트 열소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물 및 그 포장공법
본 발명은 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열포장 조성물 및 그 포장공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부에 노출되는 아스팔트 도로 포장의 상부 표면을 내구성 및 내마모성이 우수한 차열포장재를 도포하여 여름철 도로 포장의 표면 온도가 상승되는 것을 방지하고 아스콘의 소성변형을 억제하므로 아스콘 수명이 연장되고, 도로 포장의 유지관리가 용이하며, 도심의 열섬현상을 완화시키고, 도로 포장을 흑색을 비롯한 다양한 색깔로 나타낼 수 있도록 하는 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물 및 그 포장공법에 관한 것이다.
최근 기상변화로 인한 이상고온현상과 중차량의 교통량 증가로 인하여 아스팔트 포장에서는 극심한 소성변형(rutting)이 발생하고 있다. 우리나라 전체 포장 중 90%를 차지하고 있는 아스팔트 포장은 소성변형이 발생함으로써 막대한 유지보수비용, 교통안전위협, 포장의 조기파손 등의 원인이 된다.
특히 소성변형을 방지하기 위해 아스팔트 포장의 온도 특성에 관한 연구가 활발해 지고 있다.
또, 이와 같은 도로에서 특히 아스팔트포장의 확대와 자동차 배기가스, 냉/난방기기의 가동에 의한 인공열의 발산 등은 도심의 열섬현상(Heat Island Effect)의 원인이 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 아스콘 포장층 상부에 차열성 포장공법이 연구되고 있는데 최근까지 개발된 공법들은 단순히 단열성 중공 실리카를 혼합한 도료를 도포하는 공법에 관한 것들이 대부분이다.
이와 같은 공법들은 아스팔트포장의 표면을 밝은 색으로 한정하게 될 뿐 아니라 단순한 비중차이로 표면에 떠 있던 중공실리카가 시간이 경과함에 따라 외부 물질 및 수분이 침투되어 태양열을 차단하지 못하고 오히려 축열현상이 발생되어 도로표면의 상승된 온도를 낮추지 못하고 도시의 열섬현상을 촉진시키는 문제점이 있었다.
또한, 도로에서는 일반 건축물과는 달리 중형 차량 등의 통행이나 오염 등으로 표면이 손상되어 도로 포장층의 표면온도 저하의 효과가 시간이 경과함에 따라 점차 감소하므로 지속적인 아스팔트 내구성에 문제가 있었다.
종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 외부에 노출되는 도로 포장의 표면에 고반사 물질이 혼합된 포장재를 도포하여 태양에너지로부터 변환된 열에너지를 즉시 반사시킴으로써, 도로 포장 표면의 온도가 상승되는 것을 방지하여 아스콘의 소성변형을 억제하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 아스콘 도로의 내구성을 증가시켜 수명이 연장되고, 도로 포장의 유지관리가 용이하며, 도심의 열섬현상을 완화시키고 도로 포장을 다양한 색깔로 나타낼 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 아스콘 도로 표면층(100)의 상면에 도포되어 우수한 내마모성 및 고반사 성능을 제공하는 표면보호 차열 코팅층(200)으로 사용되는 차열포장재로서, 상기 차열포장재는 고반사 물질이 혼합된 코팅제 수지를 포함하고, 상기 코팅제수지는 인장강도와 신율, 내마모성 등이 우수하여 아스팔트 도로 포장재로 적합한 MMA(methyl meta acrylate)계 아크릴수지인 것을 특징으로 하는 아스팔트 열소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물이다.
또한, 상기 고반사 물질은 철, 크롬계, 망간, 티탄, 알루미늄, 칼슘, 실리카계 중 적어도 어느 하나의 산화물이다.
또한, 상기 고반사 물질은 납, 카드뮴, 6가 크롬, 수은등의 중금속이 없고, 입자 크기는 0.5 ~5㎛이고, 적외선 영역에서의 반사율이 50%이상인 물질이다.
또한, 상기 코팅제 수지에 첨가제가 더 포함되도록 하되, 상기 첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 안료, 자외선 차단제, 침강방지제, 분산제, 소포제, 가소제, 방부제, 증점제 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 코팅제 수지에 내마모성이나 미끄럼 방지성을 증가시키기 위한 골재가 더 포함되도록 하되, 상기 골재는 규사, 제강슬래그, 알루미나, 보오크사이트 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 아스콘 도로 표면층(100)의 상면에 고반사 물질이 혼합된 코팅제 수지를 포함하고, 상기 코팅제수지는 아스팔트 도로 포장재로 적합한 MMA(methyl meta acrylate)계 아크릴수지로 이루어진 차열포장재를 도포시켜 우수한 내마모성 및 고반사 성능을 제공하는 표면보호 차열 코팅층(200)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열 포장공법이 제공된다.
상기와 같은 본 발명은 외부에 노출되는 도로 포장의 표면에 고반사 물질이 혼합된 포장재를 도포하여 태양에너지로부터 변환된 열에너지를 즉시 반사시킴으로써, 도로 포장 표면의 온도가 상승되는 것을 방지하여 아스콘의 소성변형을 억제하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 아스콘 도로의 내구성을 증가시켜 수명이 연장되고, 도로 포장의 유지관리가 용이하며, 도심의 열섬현상을 완화시키고 도로 포장을 다양한 색깔로 나타낼 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 차열포장재 조성물을 아스콘 도로의 표면보호 차열 코팅층으로 사용하는 예를 도시한 개념도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 차열포장재 조성물을 아스콘 도로의 표면보호 차열 코팅층으로 사용하는 예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차열포장재는 아스콘 도로 표면층(100)의 상면에 도포되어 우수한 내마모성 및 고반사 성능을 제공하는 표면보호 차열 코팅층(200)으로 사용될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 차열포장재는 고반사 물질이 혼합된 코팅제 수지를 포함하여 구성된다.
상기 코팅제수지는 아스팔트 도로 포장재로 적합한 MMA(methyl meta acrylate)계 아크릴수지로 실시하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 MMA는 아크릴수지 또는 화학품의 원료로 되는 화학물질을 일컫는다.
그리고, 상기 고반사 물질은 코팅제 수지와 혼합되면서 수지의 표면에 떠서 태양빛을 효과적으로 반사할 수 있도록 판상 형태로 하여 반사율을 극대화할 수 있도록 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고반사 물질은 철, 크롬계, 망간, 티탄, 알루미늄, 칼슘, 실리카계 중 적어도 어느 하나의 산화물인 것으로 납, 카드뮴, 6가 크롬, 수은등의 중금속이 없고, 입자 크기는 0.5 ~5㎛이고, 적외선 영역에서의 반사율이 50%이상인 물질일 수 있다.
그리고, 상기 코팅제 수지에 첨가제가 더 포함되도록 할 수 있는데, 상기 첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 안료, 자외선 차단제, 침강방지제, 분산제, 소포제, 가소제, 방부제, 증점제 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 코팅제 수지에 내마모성이나 미끄럼 방지성을 증가시키기 위한 골재가 더 포함되도록 할 수 있는데, 상기 골재는 규사, 제강슬래그, 알루미나, 보오크사이트 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
표 1
코팅 전 아스팔트 코팅 후 아스팔트 (同色)
적외선 반사율(%) 12 63
표면 온도(℃) 65 55
동적안정도(㎜/회)KS F 2374:2010 2868 7058
<표1>은 본 발명에 따른 차열포장재를 이용해 표면보호 차열 코팅층을 형성한 후의 아스콘 도로 표면층에서의 적외선 반사율을 측정한 표로서, 차열 코팅층을 형성한 후 적외선 반사율이 63%까지 높아진 것을 볼 수 있다.
또 <표1>에서 반사율이 높아지므로 표면온도는 코팅전보다 10℃ 낮아지고, 동적안정도도 40%이상 증가하는 것을 볼 수 있다. 특히 동적안정도는 아스팔트의 표면 온도에 따라 1㎜를 낮추는 차륜의 횟수를 시험한 것으로 온도가 65℃에서 55℃로 10℃ 감소되므로 1㎜를 낮추는 차륜의 횟수는 2868회에서 7058회로 40%나 증가 하는 것을 볼 수 있다.
즉, 여름철 아스팔트 포장 표면의 온도가 60℃이상 상승하는 우리나라에서 친환 경 차열성 도로 포장으로 포장체의 온도를 낮추면 중차량의 운행으로 인한 아스팔트 침하를 방지하고 소성변형에 대한 저항성을 상승시켜 아스팔트 포장의 설치 및 보수횟수를 줄일 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 코팅제 수지에 다양한 색깔의 차열도료를 혼합하여 다양한 색깔을 아스콘 도로 표면층(100)의 상면을 표현할 수 있다.
특히 아스팔트와 같은 회색에서 검은색 포장재에서도 고반사 물질을 사용하여 표면온도를 낮출 수 있다.
<표2>를 참조하면, Gray 색(N6)에서 파장 780~2,100 나노미터 영역의 적외선을 50% 이상 반사하여 온도상승을 억제하는 외에 내후성에 우수하며 카본블랙과 동등한 흑색 특성을 지니는 것을 볼 수 있다.
표 2
Figure PCTKR2012003615-appb-T000001
상기와 같은 본 발명은 외부에 노출되는 도로 포장의 표면에 고반사 물질이 혼합된 포장재를 도포하여 태양에너지로부터 변환된 열에너지를 즉시 반사시킴으로써, 도로 포장 표면의 온도가 상승되는 것을 방지하여 아스콘의 소성변형을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 아스콘 도로의 내구성을 증가시켜 수명이 연장되고, 도로 포장의 유지관리가 용이하며, 도심의 열섬현상을 완화시키고 도로 포장을 다양한 색깔로 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 여름철 아스팔트 포장 표면의 온도가 60℃이상 상승하는 우리나라에서 차열성 도로 포장으로 포장체의 온도를 낮춤으로써, 차량의 운행으로 인한 아스팔트 침하를 방지하고 소성변형에 대한 저항성을 상승시켜 아스팔트 포장의 설치 및 보수횟수를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시 예의 일부에 관하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
본 발명은 외부에 노출되는 도로 포장의 표면에 고반사 물질이 혼합된 포장재를 도포하여 태양에너지로부터 변환된 열에너지를 즉시 반사시킴으로써, 도로 포장 표면의 온도가 상승되는 것을 방지하여 아스콘의 소성변형을 억제할 수 있도록 아스팔트의 차열포장재로 이용 가능한 것이다.

Claims (6)

  1. 아스콘 도로 표면층(100)의 상면에 도포되어 우수한 내마모성 및 고반사 성능을 제공하는 표면보호 차열 코팅층(200)으로 사용되는 차열포장재로서, 상기 차열포장재는 고반사 물질이 혼합된 코팅제 수지를 포함하고, 상기 코팅제수지는 아스팔트 도로 포장재로 적합한 MMA(methyl meta acrylate)계 아크릴수지인 것을 특징으로 하는 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고반사 물질은 철, 크롬계, 망간, 티탄, 알루미늄, 칼슘, 실리카계 중 적어도 어느 하나의 산화물인 것을 특징으로 하는 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고반사 물질은 납, 카드뮴, 6가 크롬, 수은등의 중금속이 없고, 입자 크기는 0.5 ~5㎛이고, 적외선 영역에서의 반사율이 50%이상인 물질인 것을 특징으로 하는 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅제 수지에 첨가제가 더 포함되도록 하되, 상기 첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 안료, 자외선 차단제, 침강방지제, 분산제, 소포제, 가소제, 방부제, 증점제 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅제 수지에 내마모성이나 미끄럼 방지성을 증가시키기 위한 골재가 더 포함되도록 하되, 상기 골재는 규사, 제강슬래그, 알루미나, 보오크사이트 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열포장재 조성물.
  6. 아스콘 도로 표면층(100)의 상면에 고반사 물질이 혼합된 코팅제 수지를 포함하고, 상기 코팅제수지는 아스팔트 도로 포장재로 적합한 MMA(methyl meta acrylate)계 아크릴수지로 이루어진 차열포장재를 도포시켜 우수한 내마모성 및 고반사 성능을 제공하는 표면보호 차열 코팅층(200)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 아스팔트 소성변형 방지를 위한 차열 포장공법.
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