KR100812339B1 - 박층 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표층 도로포장, 또는 노후도로의 유지보수를 위하여 도로의 표면에 박층으로 포설하는 도로포장용 아스팔트 콘트리트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유화아스팔트, 석분, 골재, 시멘트 황산 알루미늄 및 물을 정량 혼합 후 혼합기에 투입하여 생성되며, 상기 유화아스팔트는 물, 유화제, 산, 개질제, 아스팔트, 활성촉진제가 포함되는 박층 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

상기 조성성분으로 이루어진 본 발명은 분말 고무개질제와 가교제 등을 포함한 복합개질제를 첨가함으로써 열노화에 대한 저항성과 고온에서의 흐름 저항성이 높고 고내구성, 방수성 및 우수한 배수효과를 가지며 박층으로 포장이 가능한 점에 특징이 있다.

포장, 슬러리실, 아스팔트콘크리트, 황산알루미늄.

Description

박층 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물 {Asphalt concrete mixture for paving a road with thin-layer}

본 발명은 노후도로를 유지보수하거나 교량, 인도, 내리막길에 있어 미끄럼 방지를 위해 도로 표층면에 박층으로 포설하는 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유화아스팔트, 석분, 시멘트, 황산 아루미늄, 골재 및 물을 정량 혼합 후 혼합기에 투입하여 생성되며, 상기 유화아스팔트는 물, 유화제, 산, 개질제, 아스팔트, 활성촉진제가 포함되는 박층 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 아스팔트의 시공 시 시공두께가 5cm 이상 유지되어야 하므로 도로에 포장된 아스팔트의 보수 시에는 노후화된 도로평면을 절삭하고 재시공하여야 하며, 이로 인해 적잖은 비용 및 작업시간이 소요되는 문제점이 있었다.

또한 기존교량의 교면포장을 재시공할 시는 아스팔트의 절삭으로 기존 방수도막을 훼손하게 되어 다시 방수도막 및 아스팔트 콘크리트를 시공해야 하여 장시 간 차량통행의 차단함으로써 차량소통에 지장을 초래했다.

또한 포장도로에 균열이 발생 시 균열부에 접착성, 방수성을 부여하기 위해 아스팔트 봉합제를 가열하여 주입하였으나, 미세한 균열이나 공극의 깊숙한 부위까지 침투되지 않아 우수가 침투함으로써 내구성과 내마모성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한 기존의 도로 표면은 배수가 되지 않아 비가 오거나 할 경우 도로면에 물이 고여 차량이 통행할 경우 물보라에 의해 시야가 가려져 교통사고를 발생 원인을 초래하기도 하고, 여름에 하중이 큰 화물차가 아스팔트 도로를 주행할 경우 아스팔트가 녹아 차 바퀴가 빠져 교통사고의 위험을 초래할 뿐 아니라 이를 보수하는데 막대한 비용이 소요되고, 보수 시 아스팔트에 열을 가하여 포설하여야 함으로 가열에 따른 비용이나 이로 인한 공기가 길어지는 등의 문제점을 가지고 있었다.

상기 문제점를 해결하고자 최근에는 박층으로 도로를 포장하고 속성으로 공사를 마칠 수 있는 공법인 슬러리실 공법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있고, 이에 따라 슬러리실 공법에 관한 특허가 다수 출원되고 있다. 그러나, 슬러리실 공법은 우수한 방수성과 고내구성을 갖음에도 불구하고 슬러리실에 첨가되는 개질제의 불완전성으로 인해 슬러리실 공법에 적합한 박층 포장용 아스팔트을 개발하지 못했다. 본 발명자는 분말 고무개질제와 가교제 등을 포함한 복합 개질제를 아스팔트에 첨가함으로써 탄성이 뛰어나며, 열노화에 대한 저항성과 고온에서의 흐름 저항성이 높고 고내구성과 우수한 흡수효과를 가지며 박층으로 포장이 가능한 포장용 아스팔트 콘크리트 조성물을 개발하였다.

따라서 본 발명의 목적은, 뛰어난 배수성과 고내구성을 가진 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 열노화에 대한 저항성과 고온에서의 흐름 저항성이 높아 상온 또는 고온에서 박층시공이 가능한 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 퇴색된 노면에 균등한 색상제공 및 마모된 표면의 결을 새롭게 복원하여 미적 가치를 높인 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 연구를 거듭한 결과, 도로포장용 아스팔트의 콘크리트 조성에 응결제인 황산알루미늄 및 분말 고무개질제와 가교제 등을 포함한 복합개질제를 사용하고 또한 유화아스팔트는 물, 유화제, 산, 복합개질제, 아스팔트, 활성촉진제로 이루어짐이 바람직하다. 상기의 조성 성분을 갖는 아스팔트 콘크리트 조성물은 일반적인 슬러리실의 장점은 물론 고내구성과 우수한 배수효과가 뛰어나며 또한, 열노화에 대한 저항성과 고온에서의 흐름 저항성이 높고 고내구성과 우수한 흡수효과를 가지며 박층 포장이 가능하였다.

본 발명은 유화아스팔트 100중량부에 대해, 쇄석골재 400중량부, 석분 150중량부, 시멘트 20중량부, 황산 알루미늄 15중량부, 물 30중량부를 정량 혼합 후 혼합기에 투입하여 생성되되,

상기 유화아스팔트는 아스팔트 100중량부에 대해 유화제 0.2~0.5중량부, 산 0.1~0.3중량부, 복합개질제 5중량부 및 활성촉진제 2~12중량부로 조성되는 것을 특징으로 한다.

상기 설명한 바와 같이 본 발명은, 상온 혼합방식의 표면처리이므로 상온에서 시공가능하며, 다짐작업등이 필요 없어 작업시작 후 30~60분이면 차량소통이 가능하며 공사비가 저렴하다. 또한 본 발명은, 퇴색된 노면에 균등한 색상제공 및 마모된 표면의 결을 새롭게 복원하여 미적 가치를 높이고, 마모로 인한 미끄러운 노면에 미끄럼 방지 역할 증대할 뿐만 아니라 우수한 방수 효과와 내구성을 가진다.

본 발명은 유화아스팔트 100중량부에 대해, 쇄석골재 400중량부, 석분 150중량부, 시멘트 20중량부, 황산 알루미늄 15중량부, 물 30중량부를 정량 혼합 후 혼합기에 투입하되,

상기 유화아스팔트는 아스팔트 100중량부에 대해 유화제 0.2~0.5중량부, 산 0.1~0.3중량부, 복합개질제 5중량부 및 활성촉진제 2~12중량부로 조성되는 것을 특징으로 한다.

상기의 복합 개질제는 TPE 100중량부에 대해 폴리프로필렌 70~90중량부, 충진제 10중량부, 분말 고무개질제(CRM) 40~200중량부 및 안정제 2~8중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기의 쇄석골재는 순환골재나 일반적인 자갈을 사용할 수 있다. 골재는 입자의 크기가 균일한 직경이 8~13mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 골재의 직경이 13mm을 초과하거나 것이나 크기가 균일하지 아니한 것을 사용할 경우 표층의 강도가 떨어지는 단점이 있고, 골재의 크기가 8mm 미만의 것을 사용할 경우에는 배수가 잘되지 않는 단점이 있다. 또한 쇄석 골재의 사용으로 미끄럼 저항성을 향상시킨다

상기 석분은 포항 소재의 (주) 한동재생공사로부터 채취된 골재의 가루 또는 분진으로 5mm 이하의 미세한 골재가루를 말하며 첨가량이 150중량부가 된다.

상기 유화제는 양이온계 유화제로 물과 아스팔트의 결합을 촉진시키며 경화시간을 조절한다. 또한 상기 산은 염산, 황산 등과 같은 일반적인 산을 말하며, 상기 산과 유화제의 첨가량은 각각 0.1~0.3중량부 0.2~0.5중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.

기존에 개질제로 많이 사용되고 있는 SBS개질제와 SBR개질제는 복원성과 충진성은 우수하나 열노화에 대한 저항성과 고온에서의 흐름 저항성이 부족한 단점이 있다.

따라서 본 발명에서 첨가되는 개질제는 상기 단점을 보완하기 위해 폴리프로필렌, TPE(Thermoplastic Elastomer), 충진제, 안정제, 분말고무개질제(Crumb Rubber Modifier, CRM) 및 가교제(Cross Linking Agent, CLA)의 복합 개질제로 이루어지며, 고내구성과 물의 침투를 막는 방수 기능을 가지는 것은 물론 내열 노화 저항성, 저온성능 등이 우수한 방수 및 배수성을 가지고 있다.

상기의 가교제는 사슬모양 고분자의 사슬 사이에서 다리역할을 하는 물질로 수지 경화 및 탄력성을 부여하고 기계적 강도와 화학적 안정성을 주며, 상기 분말고무개질제는 아스팔트의 신축성, 결합력 및 내구성을 보강한다. 개질제의 첨가량은 TPE 100중량부에 대해 폴리프로필렌 70~90중량부, 충진제 100~300중량부, 안정제 2~8중량부, 분말고무개질제(CRM) 40~200중량부와 가교제(CLA) 2~10중량부로 이루어짐이 바람직하다.

상기 활성촉진제는 글리세린 화합물과 산을 배합하여 사용하며, 첨가량은 2~12중량부로 첨가된다. 활성촉진제를 유화아스팔트에 첨가함으로써 유화상태가 양호하고 아스팔트의 물성을 개선하여 혼합물의 안전성이 높고 공기를 최소로 단축시킬 수 있다.

상기의 아스팔트 콘크리트 조성물이 적절히 교반될 수 있도록 소량씩 투입하여 믹서기 등으로 충분히 혼합한다. 또한 본 발명의 조성물에는 별도의 색소, 포틀 랜드 시멘트 및 지연제 등이 포함될 수 있다.

본 발명의 아스팔트 콘크리트 조성물은 노후화된 도로의 고밀도 아스팔트(Dense asphalt) 상부 표층면에 20~30mm 정도로 도포한 후 1~2시간이 경과하면 완전히 경화되어 공사가 완료된다.

상기의 조성물은 아스팔트로 생성하여 기존의 포장도로의 유지 보수시 포설하게 되면 20~30mm 정도의 아주 얇은 층을 형성하여 공사에 따른 노면 두께가 증가하여 절삭하는 과정이 필요 없어 공사비용이 줄어들며, 작업 후에 다짐작업이 따로 필요하지 않으며 포설 후 1시간 후면 교통개방이 가능하여 도로의 교통정체를 최소로 줄이고 보수작업이 간소하게 된다. 또한, 상온 혼합방식의 표면처리이므로 상온에서 시공가능하다. 본 발명은 퇴색된 노면에 균등한 색상제공 및 마모된 표면의 결을 새롭게 복원하여 미적가치를 높일 수 있을 뿐만 아니라 분말고무개질제(CRM)와 가교제(CLA) 등의 복합 개질제로 이루어진 방수재를 포함하여 높은 방수 효과를 얻으며 마모로 인한 미끄러운 노면에 미끄럼을 방지하며, 포장수명을 대폭 연장한다.

또한 본 발명은 단위하중이 적어 교량 및 고가 차도 포장 보수 및 유지에 적합하며 포설 두께가 얇아 기존 구조물(맨홀, 경계석등)의 높이조절 불필요하다.

또한 기존의 아스팔트는 고온에서 포설하여야 하나 본 발명의 아스팔트 혼합물을 사용할 경우 상온에서도 포설할 수 있는 장점을 가지고 있다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (3)

1. 도로표면에 박층으로 포설하는 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물에 있어서,

   유화아스팔트 100중량부에 대하여, 쇄석골재 400중량부, 석분 150중량부, 시멘트 20중량부, 황산 알루미늄 15중량부 및 물 30중량부를 혼합하되,

   상기 유화아스팔트는 아스팔트 100중량부에 대하여 유화제 0.2~0.5중량부, 산 0.1~0.3중량부, 복합개질제 5중량부 및 활성촉진제 2~12중량부로 조성되는 것을 특징으로 하는 도로포장용 아스팔트 콘크리트 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 개질제는 TPE 100중량부에 대해 폴리프로필렌 70~90중량부, 충진제 100~300중량부, 안정제 2~8중량부, 분말고무개질제(CRM) 40~200중량부와 가교제(CLA) 2~10중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로포장용 아스팔트 조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 쇄석골재는 직경이 8~13mm인 것을 특징으로 하는 도로포장용 아스팔트 조성물.