KR100402098B1 - 미끄럼 저항성 포장재 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐타이어를 이용하여 내구성을 향상시킨 미끄럼 저항성 포장재 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 폐타이어를 0.01-8㎜의 입도를 가지도록 분쇄하는 공정, 전기 공정에서 분쇄된 폐타이어를 200-400℃로 간접 가열하여 분쇄 폐타이어의 표면을 겔화시키는 공정, 상기 분쇄 폐타이어 1 중량부를 기준으로 하여 0.03 내지 0.2 중량부에 해당하는 아스팔트를 150-300℃가열하는 공정, 전기 공정에서 가열된 아스팔트를 상기 표면이 겔화된 분쇄 폐타이어와 혼합하여 일체화시키는 공정에 의하여 제조되는 미끄럼 저항성 포장재 및 이 포장재를 이용한 시공방법을 제공하는 것이며, 종래의 미끄럼 저항성 포장재에 비하여 탄성 및 내구성이 월등 향상된 것이다.

Description

미끄럼 저항성 포장재 및 이를 이용한 시공방법{Paving material for slipping resistance and a method of paving with the material}

본 발명은 미끄럼 저항성 포장재 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 분쇄 폐타이어와 아스팔트를 겔화 과정을 거쳐 일체화시킨 미끄럼 저항성 포장재와 이 포장재를 이용하여 시공하는 방법에 관한 것이다.

도 1에서 보듯이, 미끄럼 저항성 포장(1)은 주로 미끄럼 사고가 발생할 가능성이 많은 비탈길 도로(2) 등의 표층에 포설되는 것으로서, 마찰저항이 큰 포장재를 도로의 표층에 포설함으로써 차량 바퀴와의 마찰저항을 증대시킴과 동시에, 이러한 포장재의 포설로 도로에 형성된 다소의 굴곡에 의하여 차량을 상하로 요동시킴으로써 운전자에게 경각심을 불러 일으켜 미끄럼 사고를 방지하게 하는 것이다.

종래의 미끄럼 저항성 포장은 도로의 표층에 테이프를 부착한 후 에폭시 프라이머를 도포하고, 그 상부에 대체로 강도가 높은 슬래그 또는 황동석 등의 골재를 5㎜ 이하 입도로 하여 에폭시 또는 타르 에폭시와 혼합하여 포설한 후 흙손 등으로 정리한 다음, 에폭시 상도용을 살포하여 완성시키는 것이었다. 그러나, 이러한 종래의 미끄럼 저항성 포장은 사용되는 골재가 높은 강도를 가지는 것이므로 외부 충격에 의해 하부의 기존의 포장재로부터 쉽게 분리되는 문제점이 있었다.

즉, 포장재가 아스팔트인 경우에는, 아스팔트가 미끄럼 저항성 포장재에 비하여 상대적으로 연성을 가지므로 덤프 트럭과 같은 고중량의 차량이 통과하면서 가해지는 큰 하중과 충격에 의해 아스팔트와 에폭시가 이완되어 떨어지거나, 상대적으로 강성을 가지는 골재가 충격에 견디지 못하고 이탈하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점으로 인하여 대체적으로 길게는 2년, 짧게는 2개월을 견디지 못하고 미끄럼 저항성 포장이 망가지게 된다.

그리고, 포장재가 콘크리트인 경우에는, 콘크리트 포장재 표면이 블리이딩에 의한 레이탄스로 에폭시 프라이머를 살포하여도 접착이 잘 되지 않을 뿐 아니라, 레이탄스가 없는 경우라 하더라도 박층으로 포장되어 있는 강성인 골재를 갖는 미끄럼 저항성 포장재가 차륜 하중에 견디지 못하고 파손되므로 역시 내구성이 대단히 짧다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 미끄럼 저항성이 우수하면서도 종래의 것에 비하여 내구성 및 탄성이 향상된 미끄럼 저항성 포장재를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 포장재를 이용하여 미끄럼 저항성 포장을 시공하는 방법을 제공함에 있다.

도1은 미끄럼 저항성 포장재가 시공된 일반적인 도로를 도시한 개략도;

도2는 미끄럼 저항성 포장이 시공된 상태를 도시한 단면도;

도3은 본 발명의 분쇄 폐타이어칩을 도시한 단면도;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 ... 기층

4 ... 프라이머

5 ... 미끄럼 저항성 포장재

6 ... 에폭시 상부용

본 발명은 폐타이어를 0.01-8㎜의 입도를 가지도록 분쇄하는 공정, 전기 공정에서 분쇄된 폐타이어를 200-400℃로 간접 가열하여 분쇄 폐타이어의 표면을 겔화시키는 공정, 상기 분쇄 폐타이어 1 중량부를 기준으로 하여 0.03 내지 0.2 중량부에 해당하는 아스팔트를 150-300℃가열하는 공정, 전기 공정에서 가열된 아스팔트를 상기 표면이 겔화된 분쇄 폐타이어와 혼합하여 일체화시키는 공정에 의하여 제조되는 미끄럼 저항성 포장재 및 이 포장재를 이용한 시공방법이다.

본 발명에 있어서, 상기 겔 상태로 된 분쇄 폐타이어에 150-300℃로 가열된 아스팔트를 혼합하여 일체화시킨 후, 이에 물을 분무하여 냉각함으로써 분쇄 폐타이어 입자의 표면에 아스팔트(10b)가 코팅된 분쇄 폐타이어칩(10)으로 제조하여 사용할 수도 있는데, 이러한 경우에는 분쇄 폐타이어칩을 시공 전에 별도의 장소에서 미리 제조하여 준비할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 있어서 0.01-8㎜의 입도를 가지도록 분쇄된 폐타이어를 사용하는 것은 분쇄 폐타이어의 입도가 8㎜ 보다 큰 경우에는 포장재의 강도를 저하시키므로 바람직하지 않기 때문이다. 또한, 본 발명에 있어서 혼합제로 사용되는 아스팔트는 브라운 아스팔트, 천연 아스팔트 및/또는 포장용 아스팔트를 사용하는 것이 바람직하다.

상기한 분쇄 폐타이어와 아스팔트로 이루어진 포장재에 대한 강도를 보강하기 위하여, 시멘트, CaCO₃, 및 30메쉬 이하의 규사분으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 강도보조제를 아스팔트 1 중량부를 기준으로 하여 0.2-5 중량부 추가하여 사용할 수도 있다. 상기 강도보조제는 아스팔트 1 중량부에 대하여 0.2-5 중량부 사용하는 것이 바람직하며, 0.2 중량부보다 적게 추가하는 것은 강도보조효과가 미미하며, 5 중량부 보다 많이 추가하면 포장재가 과도한 강도를 가지게 되고 이로 인하여 하여 외부 충격에 의해 포장재로부터 쉽게 분리되는 문제점이 있다.

본 발명은 분쇄 폐타이어를 그 기본 골재로 사용하는 것이나, 이 분쇄 폐타이어의 1-80 중량%를 규사, 슬래그 및 황동석으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 골재 성분으로 대체할 수도 있다. 상기 대체되는 골재 성분은 3㎜ 체통과율이 60 중량% 이상인 것이 바람직하다.

이들 대체되는 골재 성분 및 상기 강도보조재는 분쇄 폐타이어에 비하여 입자의 크기가 작고 그 비중이 크기 때문에 시공 시 폐타이어보다 하부 측으로 침강하게 되기 때문에 포장재의 전체 강도를 적정 수준으로 향상시키며, 또 한편으로 차량의 바퀴에 직접적으로 접촉하지는 않으므로 외부 충격에 의해 외부로 이탈할염려가 없게 된다.

착색을 요하는 경우에는 안료를 사용할 수 있으며, 안료는 내열성이 강한 무기질 안료를 사용하고, 안료 사용량은 혼합 중량의 0-10%의 범위에서 사용하며, 내구성을 향상시키기 위하여 수지를 혼합하여 사용하거나 폴리에틸렌, 탄소 섬유 등을 혼합 사용할 수 있다.

또한, 포장 후 타르 에폭시를 살포하는데, 이러한 타르 에폭시는 에폭시의 강성을 보완하여 질기면서 연질화시킨 것이다. 타르는 아스팔트 성분과 유사하여 아스팔트와 접착이 잘 이루어지면서, 미끄럼 저항성 포장의 감온성을 높여주고, 표면체 표면의 아스팔트 성분이 주위에 묻지 않도록 고착화 역할을 수행한다. 표면 살포제의 살포는 100㎡당 10-200㎏으로 하는 것이 바람직하다.

이러한 미끄럼 저항성 포장재, 즉 0.01-8㎜의 입도를 가지는 폐타이어와, 상기 폐타이어 1 중량부를 기준으로 하여 0.03 내지 0.2 중량부에 해당하는 아스팔트를 일체화시켜 미끄럼 저항성 포장재를 제조하고, 또한 이 포장재를 이용하여 미끄럼 저항성 포장을 시공하는 방법은 아래와 같다. 도2는 미끄럼 저항성 포장이 시공된 상태를 도시한 단면도로서, 이를 참조한다.

제1단계는 미끄럼 저항성 포장을 하고자 하는 기층(3), 예컨대 아스팔트 또는 콘크리트로 이루어진 포장재의 상부면에 프라이머(4)를 살포하는 단계이다.

상기 프라이머로는 유화 아스팔트인 RSC 또는 컷트백 아스팔트인 MC, RC 및 타르 에폭시를 사용하고, 그 살포량은 100㎡당 10-100㎏으로 한다.

제2단계는 본 발명에 의하여 제조된 미끄럼 저항성 포장재(5)를 상기 프라이머(4)가 살포된 상부에 포설하는 단계이다.

전술하였듯이, 본 발명의 미끄럼 저항성 포장재는 0.01-8㎜의 입도를 가지는 폐타이어와, 상기 폐타이어 1 중량부를 기준으로 하여 0.03 내지 0.2 중량부인 아스팔트 각각 겔화하여 일체화시킨 것이다. 미끄럼 저항성 포장재에 있어서 폐타이어와 아스팔트를 일체화하는 과정은 본 발명에 있어서 매우 중요한 부분이라 할 수 있다. 폐타이어와 아스팔트를 일체화하지 않고 아스팔트 사이에 폐타이어가 서로 분리된 상태로 혼합되면 종래의 미끄럼 저항성 포장보다 오히려 내구성이 저하될 우려가 있다.

상기 폐타이어와 아스팔트의 일체화방법은, 폐타이어의 표면을 가열하여 겔화시키고, 또한 아스팔트를 일정온도로 가열하여 이를 혼합하는 것이다. 일반적으로 타이어는 천연고무를 사용하는 것이어서 그 표면을 녹여 겔화시키는 것이 용이하지 않다. 따라서, 본 발명에서는 폐타이어를 분쇄기를 이용하여 0.01-8㎜로 분쇄하고, 이렇게 분쇄된 폐타이어를 200-400℃로 간접 열을 이용하여 가열하여 그 표면을 겔 화시킨다. 겔화를 위하여 폐타이어의 가열온도를 200-400℃로 설정한 것은 타이어의 제조성분에 따라 그 표면이 겔화되는 온도범위가 광범위하기 때문이다. 그리고, 이러한 폐타이어를 간접 열로 가열하는 이유는 열에 타이어가 직접 노출되는 경우 타이어가 타버리기 때문이다.

상기한 방법으로 폐타이어의 표면이 겔화되도록 간접 열에 의해 가열함과 동시에, 또는 순차적으로 아스팔트를 가열하는바, 이때 아스팔트는 150-300℃로 가열한다. 이러한 아스팔트의 가열온도는 그 아스팔트를 이루는 천연 아스팔트, 브라운아스팔트 및 포장용 아스팔트의 특성을 고려한 것이며, 통상 천연 아스팔트는 300℃가 넘으면 타버리고, 브라운 아스팔트는 250℃에서 타버리며, 포장용 아스팔트는 200℃에서 타버리는바, 사용된 아스팔트에 부합하도록 그 가열온도가 설정되어야 할 것이다.

이렇게 표면이 겔화된 상태로 간접열에 의해 가열된 폐타이어와, 또한 일정온도로 가열되어 겔화된 아스팔트를 혼합하게 되면, 폐타이어의 표면에 아스팔트가 부착되면서 폐타이어와 아스팔트가 일체화될 수 있게 된다.

제3단계는 상기한 미끄럼 저항성 포장재(5)의 포설부를 롤러를 이용하여 다짐하는 단계이다.

이 단계는 통상적인 미끄럼 저항성 포장의 시공에 사용되는 소형 롤러를 이용하면 되며, 이러한 다짐 작업 시 롤러의 표면에 기름 성분을 묻히거나 물을 살포해도 좋다.

마지막으로 4단계는, 상부용 에폭시(6)를 살포하는 마무리 단계이다.

이 단계 역시 통상적인 미끄럼 저항성 포장의 시공에서와 동일한 방법으로 수행하면 된다.

상기 제2단계에서 분쇄 폐타이어칩을 이용할 수 있는데, 이는 폐타이어칩을 그 표면에 코팅된 아스팔트가 겔화되는 상태가 되도록 가열하고, 또한 별도의 아스팔트를 겔 상태가 되도록 가열한 후 혼합하는 것이다. 이 상태의 폐타이어칩과 아스팔트를 혼합하면 폐타이어와 아스팔트가 일체화될 수 있게 된다. 이때, 상기 과정에서 별도로 추가되는 아스팔트의 양은 폐타이어칩에 코팅된 아스팔트와 더해져서 전체적으로 폐타이어 1 중량부를 기준으로 하여 0.03 내지 0.2 중량부가 될 수 있게 한다.

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

(실시예 1)

실시예 1은 아스팔트와 폐타이어를 사용하여 현장에서 본 발명의 미끄럼 저항성 포장재를 직접 제조하여 시공하는 방법을 적용한 것이다. 실시예 1에서는 다음의 공정을 진행시켰다.

첫째 공정 : 미끄럼 저항성 포장이 요구되는 도로의 표층에 아스팔트 프라이머 RSC-3을 ㎡당 0.6㎏ 살포하였다.

둘째 공정 : 0.01-8㎜의 입도를 가지도록 분쇄된 폐타이어 500㎏을 300℃로 간접 열로 가열 혼합할 수 있는 믹서를 이용하여 가열 혼합한 후, 이에 250℃로 가열된 천연 아스팔트 40㎏을 혼합하여 일체화시킨 미끄럼 저항성 포장재를 제조하였다.

셋째 공정 : 첫째 공정에서 RSC-3이 살포된 상부에 둘째 공정에서 제조된 미끄럼 저항성 포장재를 1.2㎝의 두께를 가지도록 포설한 후, 통상의 방법으로 소형 롤러를 이용하여 다짐하고 그 표면에 타르 에폭시를 1㎡당 0.35㎏ 살포하여 미끄럼 저항성 포장을 완성하였다.

(실시예 2)

실시예 2는 폐타이어칩을 미리 제조한 후 그를 이용하여 시공하는 방법을 적용한 것이다. 실시예 2에서는 다음의 공정을 진행시켰다.

첫째 공정 : 별도의 장소에서 분쇄 폐타이어 500㎏을 220℃로 가열한 후 150℃로 가열된 포장용 아스팔트 20㎏을 혼합하면서 물을 스프레이 방식으로 살포하여 온도를 강하시킴에 의해 분쇄 폐타이어의 표면에 아스팔트가 코팅된 분쇄 폐타이어칩을 제조하였다.

둘째 공정 : 미끄럼 저항성 포장이 요구되는 도로의 표층에 아스팔트 프라이머 RSC-3을 ㎡당 0.5㎏ 살포하였다.

셋째 공정 : 첫째 공정에서 제조된 분쇄 폐타이어칩 520㎏을 150℃로 가열한 후, 이에 150℃로 가열된 아스팔트 30㎏을 추가로 투입하여 혼합하여서 일체화시킨 미끄럼 저항성 포장재를 제조하였다.

넷째 공정 : 둘째 공정에서 RSC-3이 살포된 상부에 셋째 공정에서 제조된 미끄럼 저항성 포장재를 1.2㎝의 두께를 가지도록 포설한 후, 통상의 방법으로 소형 롤러를 이용하여 다짐하고 그 표면에 에멀젼 아크릴 고형분을 1㎡당 0.4㎏ 살포하여 미끄럼 저항성 포장을 완성하였다.

상기 실시예 1 및 2에 의하여 포설된 미끄럼 저항성 포장에 대하여 차량의 통행에 의한 탄성 및 내구성 실험을 한 결과, 폐타이어의 탄성에 의하여 포장재의 탄성이 우수할 뿐만 아니라 내구성에 있어서도 종래의 미끄럼 저항성의 포장의 경우보다 약 4배 이상의 우월성이 있었다.

그리고, 실시예 2의 방법은 분쇄 폐타이어칩을 미리 준비하는 것이기 때문에, 실시예 1의 경우보다 제품의 생산시간이 많이 단축되었으며, 포장의 탄성이나 내구성에서는 아무런 차이가 없었다.

상술한 바와 같이 본 발명은 분쇄 폐타이어와 아스팔트를 일체화시킨 포장재를 사용하는 것으로서, 이러한 포장재의 사용으로 인하여 포장재의 탄성 및 내구성이 종래의 미끄럼 저항성 포장재보다 월등히 개선된 것이다.

또한, 본 발명에 있어서는 분쇄 폐타이어의 표면에 아스팔트가 코팅된 상태의 분쇄 폐타이어칩을 별도의 장소에서 미리 제조하여 준비할 수 있기 때문에 시공장소에서의 공사에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 장점도 있다.

Claims (8)

1. 폐타이어를 0.01-8㎜의 입도를 가지도록 분쇄하는 공정;

   전기 공정에서 분쇄된 폐타이어를 200-400℃로 간접 가열하여 분쇄 폐타이어의 표면을 겔화시키는 공정;

   전기 공정에서의 분쇄 폐타이어 1 중량부를 기준으로 하여 0.03-0.2 중량부에 해당하는 아스팔트를 150-300℃로 가열하는 공정;

   전기공정에서 가열된 아스팔트를 그 표면이 겔화된 분쇄 폐타이어와 혼합하여 일체화시키는 공정에 의하여 제조된 미끄럼 저항성 포장재.
2. 제1항에 있어서, 가열된 아스팔트를 그 표면이 겔화된 분쇄 폐타이어와 혼합하여 일체화시킨 후 이에 물을 분무하여 냉각시킴으로써 분쇄 폐타이어 표면에 아스팔트가 코팅된 분쇄 폐타이어칩으로 된 미끄럼 저항성 포장재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아스팔트 1 중량부를 기준으로 하여 0.2-5 중량부인 시멘트, CaCO₃, 및 30메쉬 이하의 규사분으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 강도보조제가 추가된 미끄럼 저항성 포장재.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아스팔트는 천연 아스팔트, 브라운 아스팔트 및 포장용 아스팔트로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 성분임을 특징으로 하는 미끄럼 저항성 포장재.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 규사, 슬래그 및 황동석으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 골재를 3㎜체 통과율이 60 중량% 이상이 되도록 하여 강도보강재로 추가하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항성 포장재.
6. 제5항에 있어서, 규사, 슬래그 및 황동석으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 골재가 분쇄 폐타이어를 1-80중량% 대체하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항성 포장재.
7. 기층에 프라이머를 살포하는 단계;

   폐타이어를 0.01-8㎜의 입도를 가지도록 분쇄하여 표면이 겔 상태가 되게 간접 가열하고, 상기 폐타이어에 겔 상태로 가열된 아스팔트를 혼합하여 일체화시킨 후 이를 상기 프라이머 살포부의 상부에 포설하는 단계;

   상기 포설부를 롤러로 다짐하는 단계; 및,

   상기 다짐부의 표면에 에폭시 상부용을 살포하여 마무리하는 단계;를 포함하는 미끄럼 저항성 포장의 시공방법.
8. 기층에 프라이머를 살포하는 단계;

   폐타이어를 0.01-8㎜의 입도를 가지도록 분쇄하여 표면이 겔 상태가 되게 간접 가열하고, 상기 폐타이어에 겔 상태로 가열된 아스팔트를 혼합하여 일체화시킨 후 이에 물을 분무하여 냉각시킴으로써 분쇄 폐타이어 표면에 아스팔트가 코팅된 분쇄 폐타이어칩을 제조하는 단계;

   전기 공정에서 제조된 분쇄 폐타이어칩을 그 표면에 코팅된 아스팔트가 겔 상태로 되는 온도로 가열하고, 이에 별도로 겔상태로 가열된 아스팔트를 혼합하여 전기 공정의 프라이머 살포부의 상부에 포설하는 단계;

   상기 포설부를 롤러로 다짐하는 단계; 및,

   상기 다짐부의 표면에 에폭시 상부용을 살포하여 마무리하는 단계;를 포함하는 미끄럼 저항성 포장의 시공방법.