KR100872896B1 - 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조골재, 모래, 채움재로 이루어진 골재 혼합물에 아스팔트와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체를 주성분으로 하는 개질제로 이루어진 고점도의 개질 아스팔트를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트는 골재 혼합물의 주성분인 조골재의 직경에 따른 혼합량을 조절하고, 공극을 감소시키는 암석, 자갈 등을 분쇄한 모래 대신 자연 모래를 사용하므로 도로 표층의 공극률을 증가시키면서 편차를 최대한 줄일 수 있어 우천시 도로의 배수기능의 상향으로 차량 주행시 수막현상을 완화시켜 미끄럼 저항성을 증대시키고, 불빛에 의한 노면의 난반사 완화 및 노면 표시선의 인식을 향상킬 수 있어 안정성을 확보하고, 큰 공극으로 교통소음을 감소시키며, 특히 우수한 기계적 물성으로 인해 강한 내구성을 유지할 수 있는 것에 장점이 있다.

친환경, 저소음, 조골재, 모래, 채움재, 아스팔트, 개질제, 공극률.

Description

친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트{Environment affinity ＆ Low noise Drainage Asphalt concrete}

본 발명은 조골재, 자연 모래, 채움재로 이루어진 골재 혼합물에 아스팔트와 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체를 주성분으로 하는 개질제로 이루어진 고점도의 개질 아스팔트를 혼합함으로써, 도로의 배수 기능을 향상시켜 안전성을 확보하고, 큰 공극으로 인한 교통소음을 감소시키며, 내구성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에 관한 것이다.

일반적으로 도로는 국민생활과 국가 경제활동을 지지하는데 가장 밀접하고 중요한 사회간접 자본시설로서 중요한 역할을 하고 있지만 그동안 우리나라는 포장도로의 구조가 우천시에 노면에 떨어지는 빗물이 도로의 표층면으로 거의 침투되지 않고 노면에 빗물이 고여 주행시 주행차량에 의한 물보라로 인해 시야가 좁아지고, 타이어와 노면의 마찰로 인한 수막현상으로 미끄럼 저항성이 떨어져 차량사고의 원인이 되고 있어 이의 해결을 위해 배수기능이 우수한 포장용 아스팔트 콘크리트의 개발이 요구되고 있다.

한편, 이와 같이 포장도로의 안정성을 위해 도로의 저소음과 배수성을 향상시키는 다양한 방법들이 강구되고 있으며, 이러한 방안의 일환으로 특허출원된 내용들을 살펴보면, 대한민국 공개특허공보 제1999-0085214호에 최대 직경이 19mm 이하이고 4.75mm인 조골재의 중량비 65∼89％와, 직경이 0.075mm 이하이며 미립자의 중량비 2∼7％ 및 직경이 0.075∼4.75mm 인 세골재의 중량비 9∼28％를 혼합하여 구성한 아스팔트 혼합물에 섬유질인 첨가제의 중량비 0.5∼0.7％와, 결합재인 기존의 아스팔트 중량비로 5∼7％를 상기의 혼합물에 첨가하여 다진후 공극율이 15％ 이상 되도록 구성된 식물성 섬유가 첨가된 배수성 아스팔트 혼합물이 제안되어 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-0389136호에 셀룰로오스 섬유 100중량부에 대하여 무기질 분말 10 내지 100중량부, 수용성 폴리머 0.02 내지 2중량부, 탄소수 4 이하의 저급 알코올 10 내지 100중량부 또는 물 5 내지 20중량부로 구성된 내유동성 또는 배수성 아스팔트 콘크리트 포장용 첨가제가 제안되어 있다.

그러나 상기와 같은 배수성 아스팔트 혼합물들을 사용한 포장도로는 표층의 공극률 저하로 우천시 차도용 도로의 배수기능의 떨어져 도로의 노면에 잔존하는 빗물에 의해 차량 운전시 물 튀김, 물보라 등으로 시야 확보에 어려움이 있고, 고속 주행시 발생되는 수막현상, 미끄럼 저항성, 노면의 난반사 등으로 인한 안전성 확보가 충분하지 못한 문제점이 있었다.

한편, 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 배수성 아스팔트 콘크리트의 제조방법에 있어서, 조골재 85∼87중량％, 모래 8∼10중량％, 채움재 5~6중량％의 골재 혼합물에 상기 골재 혼합물 사용량의 4.5∼5.5중량％의 아스팔트에 개질제를 첨가하여 종래의 배수성 아스팔트 콘크리트에 비해 차도용 도로의 배수기능과 내구성을 향상시키는 기술을 개발하여 대한민국 등록특허공보 제10-0432485호로 이미 특허등록 받은 바 있지만, 상기 특허의 경우 사용되는 조골재의 직경이 일정하지 않아 혼합되는 조골재에 따라 표층의 공극률에 편차가 있어 큰 비가 올 경우 배수기능의 저하로 노면의 빗물이 신속히 배수되지 못하였다.

따라서 본 발명자는 배수성 아스팔트 콘크리트의 제조시에 혼합되는 조골재의 직경에 따라 사용량을 최대한 조절하고, 공극률을 감소시키는 암석, 자갈 등을 분쇄한 모래 대신 자연 모래를 사용하여 상기와 같이 포장도로의 표층에 형성되는 공극률의 편차를 근본적으로 해결함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 골재 혼합물의 주성분인 조골재의 직경에 따른 혼합량을 조절하고, 공극을 감소시키는 암석, 자갈 등을 분쇄한 모래 대신 자연 모래를 사용함으로써, 종래와 달리 표층의 공극률 편차를 줄여 우천시 도로의 소음감소와 배수기능을 상향시켜 차량 주행시 수막현상의 완화 및 미끄럼 저항성의 증대로 안정성을 확보하고, 큰 공극으로 인해 교통소음을 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 골재 혼합물에 고 점도의 개질 아스팔트를 혼합하여 골재 혼합물들의 결합력을 강화시키므로 도로 표층의 접착성, 안정성과 같은 기계적 물성을 향상시켜 강한 내구성을 장기간 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 골재 혼합물로서, 10mm 체통과 조골재 45~50 중량부와 13mm 체통과 조골재 50~55 중량부로 이루어진 조골재 87~90 중량부, 모래 7~10 중량부, 채움재 3~5 중량부의 골재 혼합물 100 중량부에 개질 아스팔트 4~5 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트를 과제의 해결 수단으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에서 상기 개질 아스팔트는 아스팔트 87~90 중량부와 60℃에서 점도가 200,000 포이즈 이상이 되도록 중량평균 분자량이 70,000∼110,000 범위의 열가소성 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체에 접착증진제, 분산제, 유동화제를 첨가한 개질제 10∼13 중량부를 첨가하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에서 상기 개질제는 주성분이 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 100 중량부에 대하여 접착증진제 30~40 중량부, 분산제 15~20 중량부, 유동화제 0.5~1.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에서 상기 접착증진제는 페놀수지, 로진, 변성 로진, 폴리아미드 수지, 폴리에스터 수지, 쿠마론인덴수지 방향족계 석유수지, 지방족계 석유수지 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에서 상기 분산제는 파라핀계 프로세스오일, 나프탄계 프로세스오일, 아로마틱계 프로세스오일 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에서 상기 유동화제는 중량평균 분자량이 5,000~15,000 범위인 실란 화합물 또는 실록산 올리고머를 사용하고, 상기 실란 화합물는 퍼플루오로알킬시실란 또는 테트라알콕시실란을 사용하며, 실록산 올리고머는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란, 디알콕시실란 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

이상의 과제 해결 수단을 갖는 본 발명은 골재 혼합물의 주성분인 조골재의 직경에 따른 혼합량을 조절하고 여기에 공극률을 감소시키는 암석, 자갈 등을 분쇄한 모래 대신 자연 모래를 첨가한 골재 혼합물들을 고 점도의 개질 아스팔트와 결합시키므로 도로 표층의 공극을 증가시키면서 공극률의 편차를 최대한 줄일 수 있어 우천시 도로의 배수기능 상향으로 차량 주행시 수막현상을 완화시켜 미끄럼 저항성을 증대시킬 수 있으며, 불빛에 의한 노면 난반사의 완화 및 노면 표시선의 인식을 향상킬 수 있어 안정성을 확보하고, 큰 공극으로 교통소음을 감소시키며, 특히 우수한 기계적 물성으로 인해 강한 내구성을 유지할 수 있는 것에 장점이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 조골재, 모래, 채움재로 이루어진 골 재 혼합물에 고 점도의 개질 아스팔트를 혼합하여 제조되는 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에 있어서, 조골재의 직경을 조절하고 공극률을 감소시키는 암석, 자갈 등을 분쇄한 모래 대신 자연 모래를 혼합하여 도로 표층의 공극률의 편차를 줄이므로 우천시 배수기능을 상향시키고, 우수한 기계적 물성으로 강한 내구성을 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 골재 혼합물로서 10mm 체통과 조골재 45~50 중량부와 13mm 체통과 조골재 50~55 중량부로 이루어진 조골재 87~90 중량부, 자연 모래 7~10 중량부, 채움재 3~5 중량부의 골재 혼합물 100 중량부에 개질 아스팔트 4~5 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 조골재는 깨끗하고 단단하며 내구성이 강한 것으로서, 점토나 유기물질 등이 함유되지 않으며 KSF 2357에 적합한 것을 사용하여야 한다. 조골재의 혼합량은 골재 혼합물 100 중량부에 10mm 체통과 조골재 45~50 중량부와 13mm 체통과 조골재 50~55 중량부로 이루어진 조골재 87~90 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 조골재의 혼합량이 상기 조건 미만이 될 경우 포장도로의 공극률이 감소하거나 공극률에 편차가 발생할 우려가 있고, 조골재의 혼합량이 상기 조건을 초과 할 경우 포장도로의 공극률은 향상될 수 있지만 내구성이 저하될 우려가 있다.

본 발명에서 사용되는 자연 모래는 직경이 1~3㎜ 정도 되는 광물·암석 등의 입자로서, 비교적 단단하고 벽개를 가지지 않아 잘 부서지지 않으며, 물에 대해 불용성으로 잘 분해되지 않는 석영이 주성분으로 구성되어 있어 포장도로의 내구성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 자연 모래 혼합량은 골재 혼합물 100 중량부에 7~10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 자연 모래의 혼합량이 7 중량부 미만이 될 경우 모래의 혼합량 저하로 조골재와 결합력이 떨어져 표층의 내구성이 저하될 우려가 있고, 자연 모래의 혼합량이 10 중량부를 초과할 경우 도로 표층의 강도 향상으로 내구성은 우수하지만 공극률이 저하되어 우천시 배수기능이 떨어질 우려가 있다.

본 발명에서 사용되는 채움재는 조골재의 접착성을 향상시키기 위한 것으로 KS F 3501에 적합하고 1％ 이하의 수분이 함유된 석회석분을 골재 혼합물 100 중량부에 3~5 중량부 사용하는 것이 적합하다. 상기 채움재의 혼합량이 3 중량부 미만이 될 경우 조골재 간에 접착력이 떨어져 포장도로의 강도 유지에 어려움이 우려되고, 상기 채움재의 혼합량이 5 중량부를 초과할 경우 표층의 공극률이 떨어질 우려가 있다. 그리고 상기 채움재는 반드시 석회석분으로 한정하는 것은 아니고 사용자의 요구나 제조자의 필요에 따라 상기 석회석분과 동등 이상의 물성을 유지할 경우 다양한 종류의 채움재를 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 개질 아스팔트는 골재 혼합물과 결합하여 도로 표층의 공극률을 향상시키고, 내후성과 같은 기계적 물성을 향상시켜 내구성을 유지하기 위한 역할을 하는 것으로서, 개질 아스팔트의 사용량은 골재 혼합물 100 중량부에 4~5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 개질 아스팔트의 혼합량이 4 중량부 미만이 될 경우 골재 혼합물과 결합력의 저하로 골재가 탈락할 우려가 있고, 상기 개질 아스팔트의 혼합량이 5 중량부를 초과할 경우 골재와 강한 결합력으로 강도는 향상될 수 있지만 표층의 공극률이 저하될 우려가 있다.

한편, 상기와 같이 제조되는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트는 도로포장용 아스팔트로서 우수한 기계적 물성으로 인한 강한 내구성을 유지할 뿐만 아니라 조골재의 직경을 조절함으로써, 공극률을 평균 25~27%로 유지할 수 있게 시공할 수 있으므로 종래와 달리 도로포장시 표층의 공극률을 균일하게 유지할 수 있어 우천시 도로의 배수기능을 상향시켜 노면의 빗물이 잘 배수될 수 있도록 한 것에 장점이 있다.

그리고 상기 개질 아스팔트는 아스팔트 87~90 중량부와 60℃에서 점도가 200,000 포이즈 이상이 되도록 중량평균 분자량이 70,000∼110,000 범위의 열가소성 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체를 주성분으로 하는 개질제 10∼13 중량부를 첨가하여 제조되는 것이 바람직하다.

상기 개질 아스팔트의 제조조건이 상기 조건 미만이 될 경우 60℃에서 점도가 저하되어 아스팔트 포장시 점성이 높아 끈적임이 많아지고 골재 혼합물과 화학적 결합력이 떨어져 내구성 유지에 어려움이 우려되며, 개질 아스팔트의 제조조건이 상기 조건을 초과할 경우 60℃에서 점도가 증가되어 아스팔트 포장시 도리어 골재 혼합물과 화학적 결합력이 떨어질 우려가 있다.

상기에서 아스팔트는 석유를 정제하여 경질 유분이 제거되고 남은 최종 잔류물로서 고체나 반고체의 검은색이나 흑갈색의 탄화수소 화합물로 골재 혼합물에 접착성을 부여하는 역할을 한다. 상기 아스팔트의 혼합량은 개질 아스팔트 100 중량부에 87~90 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 아스팔트의 혼합량이 87 중량부 미만이 될 경우 골재 혼합물에 접착성을 부여하는데 어려움이 우려되고, 상기 아스팔트의 혼합량이 90 중량부를 초과할 경우 개질제의 혼합량 저하로 도로 포장시 아스팔트가 흘러 내일 우려가 있다.

상기에서 개질제는 60℃에서 점도를 200,000 포이즈 이상으로 높이므로 인해 고온시 아스팔트의 내유동성을 향상시켜 포장도로의 공극률 및 내구성을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 상기 개질제의 혼합량은 개질 아스팔트 100 중량부에 대하여 10~13 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 개질제의 혼합량이 10 중량부 미만이 될 경우 아스팔트의 내유동성 저하로 아스팔트를 타설시 공극률이 저하되고 내구성이 떨어질 우려가 있고, 상기 개질제의 혼합량이 13 중량부를 초과할 경우 아스팔트의 내유동성은 향상되지만 아스팔트를 타설시 그에 따른 공극률 및 내구성의 향상이 미약하다.

한편, 상기 개질제는 주성분인 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 100 중량부에 대하여 접착증진제 30~40 중량부, 분산제 15~20 중량부, 유동화제 0.5~1.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 수지는 골재 혼합물과 아스팔트의 결합력을 향상시켜 골재 혼합물의 이탈현상을 방지하기 위한 것으로서, 중량평균 분자량은 70,000∼110,000 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 공중합체의 스티렌 함량은 25~35몰%인 것이 바람직하다. 그리고 공중합체의 형태는 블록 또는 분기된 것 중에서 어느 것이나 사용할 수 있다.

상기에서 접착증진제는 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 수지와 분산제 등의 밀착성을 증진시켜 개질제의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 그 혼합량은 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 100 중량부에 대하여 30~40 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 접착증진제의 혼합량이 30 중량부 미만이 될 경우 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 수지와 분산제 등의 밀착성이 떨어져 개질제의 기계적 물성이 저하될 우려가 있고, 접착증진제의 혼합량이 40 중량부를 초과 할 경우 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 수지와 분산제 등의 밀착성은 좋아지지만 그에 따른 효과가 미약하다.

그리고 상기 접착증진제는 페놀수지, 로진, 변성 로진, 폴리아미드 수지, 폴리에스터 수지, 쿠마론인덴수지, 방향족계 석유수지, 지방족계 석유수지 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기에서 분산제는 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 수지의 저장안정성, 분산성 등을 향상시켜 상용성을 증가시키는 역할을 하는 것으로 그 혼합량은 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 100 중량부에 대하여 15~20 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 분산제의 첨가량이 15 중량부 미만이 될 경우 상기 수지의 분산성이 저하되어 개질제의 저장안정성이 저하될 우려가 있고, 상기 분산제의 첨가량이 20 중량부를 초과할 경우 상기 수지의 높은 분산성으로 인해 도리어 개질제의 점도가 저하될 우려가 있다.

그리고 상기 분산제는 파라핀계 프로세스오일, 나프탄계 프로세스오일, 아로마틱계 프로세스오일 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기에서 유동화제는 배수성 아스팔트의 유동성을 향상시켜 타설시 시공성, 부착성 등이 우수하고, 내구성을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 혼합량은 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 수지 100 중량부에 대하여 0.5~1.0 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 유동화제의 첨가량이 0.5 중량부 미만이 될 경우 유동화제의 혼합량 저하로 배수성 아스팔트의 유동성 개선에 어려움이 우려되고, 상기 유동화제의 첨가량이 1.0 중량부를 초과할 경우 배수성 아스팔트의 유동성 개선으로 타설시 시공성, 부착성 등은 우수하지만 그에 따른 효과가 미약하다.

그리고 상기 유동화제는 중량평균 분자량이 5,000~15,000 범위인 실란 화합물 또는 실록산 올리고머를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 실란 화합물로는 퍼플루오로알킬시실란 또는 테트라알콕시실란을 사용할 수 있고, 실록산 올리고머로는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란, 디알콕시실란 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 조성뿐만 아니라 필요에 따라 증점제, 동결방지제, 산화방지제, 자외선차단제 등과 같은 다양한 첨가제를 추가할 수 있으며, 이들의 함량은 실험에 따라 적절한 물성을 갖도록 하는 것이 바람직하므로 특별히 한정하지는 않는다.

상기와 같이 제조되는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트는 기계적 물성이 우수하여 고강도의 내구성을 유지하면서 조골재의 직경을 적절히 조절하고 공 극을 감소시키는 암석, 자갈 등을 분쇄한 모래 대신 자연 모래를 사용하므로 포장도로의 표층의 공극률을 25~27%로 유지할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트를 도로에 포장할 경우 노면에 닿는 빗물은 도로 표층의 공극으로 침투하여 그 밑의 기층면을 통하여 배수될 수 있게 큰 공극률을 가지면서 기존의 표층과 같은 물성을 유지할 수 있는 것이다. 그리고 큰 공극을 갖고 있기 때문에 기존의 아스팔트보다 물, 공기, 그리고 일광에 의한 영향을 받기 쉬우므로 [표 1]과 같은 배수성 아스팔트 콘크리트에 요구되는 물성을 만족해야된다.

배수성 아스팔트 콘크리트에 요구되는 물성

항 목	시 공 방 법	구 분
		조성물	아스팔트
골재의 비산	①골재의 파악력이 강한 아스팔트를 사용 (타후네스, 터네서티가 큼) ②바인다의 피막을 크게한다. (고점도의 바인다, 식물섬유 MC의 사용) ③저온취성을 개선한다. (취화점이 낮은 아스팔트를 사용)	4.3 % ≤ As 량 MC 병용가능 칸타후로 손실율 ≤ 20%	터프네스≥200㎏f·㎝ 터네서티≥150㎏f·㎝ 신도≥50㎝ 취화점 ≤ -20℃
혼합물의 유동	①골재의 파악력이 강한 아스팔트를 사용 (터프네스, 터네서티가 큼) ②고점도의 바인다를 사용한다. (60℃ 점도를 올린다.)	안정도≥510㎏f·㎝ DS ≥ 1500 (회/㎜)	터프네스≥200㎏f·㎝ 터네서티≥150㎏f·㎝ 60℃ 점도 ≥ 200,000 poise
아스팔트의 박리	①박리저항성이 큰 바인더 사용 ②소석회 병행 사용 ③바인더의 피막을 크게 한다.	수침 WT에 의한 박리율 ≤ 5% 소석회 병용가능	조골재의 박리율≤5%
아스팔트의 열화	①바인다의 피막을 크게한다.	4.2%≤As양 ≤4.6%	-
배수성능의 저하 (공극의 막힘)	①설계 공극을 크게 한다. ②시공중 아스팔트의 흘러내림을 적게한다. (고점도 바인다, 식물섬유 MC 사용) ③혼합물의 변형 저항성을 올린다.	공극률＞20% 투수계수≥10 -2 ㎝/s MC병용 가능 DS ≥1,500 (회/㎜)	60℃ 점도 ≥ 200,000 poise 연화점 ≥ 70 ℃

그리고, 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트를 시공 시에 배수성 표층의 바로 밑에 불침투성의 층을 설치한다. 불침투성의 층에는 밀입도의 가열 아스팔트 혼합물이나 시멘트 계통을 사용하는 일이 많은데 절삭 오버레이(Overlay) 등에 의해 설치된 포장을 다시 배수성 포장으로 하는 경우 이미 설치된 층이 불침투성이면 이것을 적극적으로 이용하면 좋다. 또한, 상ㆍ하층 간의 접착이나 불침투성을 향상시키기 위하여 일반적으로 탑 코트로서 고무가 들어간 아스팔트 유제를 약 0.4∼0.6 ℓ/㎡ 살포하는 것이 바람직하다.

또한 상기 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트 포장은 배수기능을 충분히 발휘시키기 위해서는 불침투성층 윗면의 구배와 평탄성을 확보하고 그리고 새로 필요한 경우는 지하 배수구를 설치하는 등 신속히 배수로, 측구 등의 배수시설로 배수할 수 있는 구조로 하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명은 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

1. 시공체의 제조

(실시예 1)

10mm 체통과 조골재 42 중량부, 13mm 체통과 조골재 45 중량부, 모래 10 중량부, 채움재 3 중량부로 이루어진 골재 혼합물 100 중량부에 대하여 개질 아스팔트 4 중량부를 혼합하여 제조되는 배수성 아스팔트를 사용하여 165±3℃의 온도를 유지하면서 타설한 후 다짐하여 제조된 공시체를 사용하여 기본 물성과 투수시험을 하여 그 결과를 [표 2]와 [표 3]에 상세히 나타내었다.

단, 상기 개질 아스팔트는 아스팔트 100 중량부에 대하여 열가소성 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 7.1 중량부, 페놀수지 2.4 중량부, 파라핀계 오일 1.4 중량부, 트리알콕시실란 0.1 중량부로 이루어진 개질제 12 중량부를 첨가하였다.

(실시예 2)

10mm 체통과 조골재 44 중량부, 13mm 체통과 조골재 44 중량부, 모래 8 중량부, 채움재 4 중량부로 이루어진 골재 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 실시예 1의 개질 아스팔트 4.5 중량부를 혼합하여 제조되는 배수성 아스팔트를 사용하여 상기 실시예 1과 같이 공시체를 제조하여 기본 물성과 투수시험을 하여 그 결과를 [표 2]와 [표 3]에 상세히 나타내었다.

(실시예 3)

10mm 체통과 조골재 44 중량부와 13mm 체통과 조골재 45 중량부, 모래 7 중량부, 채움재 4 중량부로 이루어진 골재 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 실시예 1의 개질 아스팔트 5 중량부를 혼합하여 제조되는 배수성 아스팔트를 사용하여 상기 실시예 1과 같이 공시체를 제조하여 기본 물성과 투수시험을 하여 그 결과를 [표 2]와 [표 3]에 상세히 나타내었다.

(비교예 1)

본 발명자가 이미 특허등록 받은 등록특허공보 제10-0432485호의 제조방법에 따라 최대 골재의 직경이 13mm인 조골재 85 중량부, 모래 10 중량부, 채움재 5 중량부로 이루어진 골재 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 실시예 1의 개질 아스팔트 4.5 중량부를 혼합하여 제조되는 배수성 아스팔트를 사용하여 상기 실시예 1과 같이 공시체를 제조하여 기본 물성과 투수시험을 하여 그 결과를 [표 2]와 [표 3]에 상세히 나타내었다.

2. 시험방법

1) 기본 물성측정에서 마샬시험은 KS F 2385의 투수성 아스팔트 혼합물에 따라 밀도, 공극률을 측정하고, KS F 2337의 마샬시험기를 사용한 아스팔트 혼합물의 소성 흐름에 대한 저항력 시험방법에 따라 흐름값을 측정하고, KS F 2446의 표면 건조포화 상태의 공시체를 사용하는 다져진 역청 혼합물의 겉보기 비중 및 밀도측정 방법에 의해 안정도를 측정하였으며, 칸타브로 손실률은 한국건설기술연구원의 칸타브로 시험방법에 따라 측정하였다.

2) 기본 물성측정에서 휘트랙킹 시험은 KS F 2374의 역청 포장 혼합물의 휠트래킹 시험방법에 의한 밀도, 압밀 변형량, 최종 변형량, 동적 안정도를 측정하였다.

3) 투수시험은 KS F 2385의 투수성 아스팔트 혼합물의 부속서 투수시험방법에 의거 시험하였다.

3. 물성시험 및 투수시험의 측정결과

친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트의 물성시험의 측정결과

시 험 항 목		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
이론 밀도(g/㎤)		2.480	2.478	2.474	2.489
마 샬 시 험	밀도(g/㎤)	1.940	1.920	1.900	2.034
	공극률(%)	25.8	26.6	25.3	21.4
	안정도(kgf)	591	561	577	524
	흐름값(1/100cm)	32	30	29	33
	칸타브로 손실율(%)	9.2	12.1	13.8	16.2
휠 트 랙 킹 시 험	공시체 밀도 (g/㎤)	1.945	1.928	1.900	2.330
	순 고밀도(%)	100.6	100.3	100.8	100.1
	압밀 변형량(㎜)	0.4600	0.4700	0.4900	0.4500
	최종 변형량(㎜)	0.95	0.96	0.98	1.02
	동적 안정도(회/㎜)	4800	4700	4900	4500

상기 [표 2]에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 경우 직경에 따라 혼합량을 적절히 조절한 조골재와 자연 모래와 채움재를 혼합한 골재 혼합물에 개질 아스팔트를 첨가함으로써, 투수성이 보다 높아 마샬시험과 휠트랙킹 시험에서 공극률이 높고, 안정도와 같은 기계적 물성이 우수하게 나타난 반면 비교예 1은 조골재의 직경이 불균일하여 공극률, 안정도 등의 기계적 물성이 실시예 1 내지 3의 경우에 비해 다소 떨어지는 것으로 나타났다.

친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트의 투수시험의 측정결과

No.	시험 항목	단위	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
1	공시체 평균 두께	㎝	6.09	5.95	5.93	5.90
2	공시체 평균 직경	㎝	9.98	9.98	9.98	10.0
3	공시체 평균 단면적	㎠	78.2	78.2	78.2	78.5
4	물 높이	㎝	8.5	8.5	8.5	8.5
5	측정 시간	sec	120	120	120	120
6	유출량	㎠	5398	5408	5346	5306
7	수온	℃	7	7	7	7
8	수온에 대한 보정계수	-	1.248	1.248	1.248	1.248
9	1 ÷ 4	-	0.7165	0.7000	0.6976	0.6941
10	6 ÷ (3 ×5)	-	0.5752	0.5763	0.5700	0.5654
11	K = 9 ×10	㎝/sec	0.4121	0.4034	0.3976	0.3924
12	K15 = 8 ×11	㎝/sec	0.5143	0.5034	0.4962	0.4897
13	K15 평균	㎝/sec	0.5143	0.5034	0.4962	0.4897
14	공시체 전체공극률	％	21.8	22.6	23.3	21.4
15	공시체 연속공극률	％	16.6	16.3	17.1	14.0

상기 [표 3]에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 경우 조골재의 직경에 따른 혼합량을 적절히 조절한 골재 혼합물에 개질 아스팔트를 첨가하여 접착시키므로 인해 형성되는 큰 공극에 의해 유출량이 증가되어 비교예 1에 비해 투수시험 결과 투수계수가 보다 높은 것으로 나타났다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트는 상기의 실시예를 통해 그 물성의 우수성이 입증되었지만 본 발명은 상기의 구성에 의해서만 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 골재 혼합물로서, 10mm 체통과 조골재 45~50 중량부와 13mm 체통과 조골재 50~55 중량부로 이루어진 조골재 87~90 중량부, 자연 모래 7~10 중량부, 채움재 3~5 중량부의 골재 혼합물 100 중량부에 개질 아스팔트 4~5 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트.
2. 제 1항에 있어서,

   개질 아스팔트는 아스팔트 87~90 중량부와 60℃에서 점도가 200,000 포이즈 이상이 되도록 중량평균 분자량이 70,000∼110,000 범위의 열가소성 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체에 접착증진제, 분산제, 유동화제를 첨가한 개질제 10∼13 중량부를 첨가하여 제조되는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 개질제는 주성분이 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 100 중량부에 대하여 접착증진제 30~40 중량부, 분산제 15~20 중량부, 유동화제 0.5~1.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 접착증진제는 페놀수지, 로진, 변성 로진, 폴리아미드 수지, 폴리에스터 수지, 쿠마론인덴수지 방향족계 석유수지, 지방족계 석유수지 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 분산제는 파라핀계 오일, 나프탄계 오일, 아로마틱계 오일 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 유동화제는 중량평균 분자량이 5,000~15,000 범위인 실란 화합물 또는 실록산 올리고머를 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 실란 화합물는 퍼플루오로알킬시실란 또는 테트라알콕시실란을 사용하고, 실록산 올리고머는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란, 디알콕시실란 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트.