KR101023038B1

KR101023038B1 - 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR101023038B1
Application number: KR1020100111677A
Authority: KR
Inventors: 천기화
Original assignee: (주)한동알앤씨; 주식회사 한동아스콘; 한국신기술산업(주); 에스씨종합건설(주)
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2011-03-24

Abstract

본 발명은 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물과, 상기 골재혼합물를 포설한 후 상기 골재혼합물 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물로 구성된 보조기층, 기층이 형성된 도로 위에 포설되어 표층을 이루는 표층 아스콘의 혼합물과, 보조기층, 기층이 형성된 포장도로의 표층 시공하는 도로포장용 표층 아스콘의 시공방법에 관한 것이다.
도로포장용 표층 아스콘의 시공방법은 25mm 이하 입도의 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 혼합한 골재혼합물을 포설온도 120℃ 이상을 유지하고, 골재혼합물(1)의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하는 골재혼합물 압착도포단계인 제1단계와; 압착도포한 골재혼합물의 온도가 40~70℃를 유지한 상태에서, 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제, 석영사를 혼합한 모르타르혼합물을 압착도포된 골재혼합물을 분사하고 경화시키는 모르타르혼합물모르타르혼합물 제2단계로 이루어진다.
본 발명에 따른 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법은 아스콘의 공극을 채워줘서 내마모성과 내구성과 내화학성을 크게 향상시켰으며, 또한 일반 통행용 도로의 표층 포장재나 보수용, 또는 미끄럼방지용 표층 포장재로 적합하며, 특히 본 발명에 따른 도로포장용 아스콘을 교차로나 횡단보도의 차량 정지선 부근의 표층에 골재의 일부분이 돌출되어 노면에 굴곡이 있도록 시공하면 도로의 마찰계수가 높아 과속 차량의 제동을 도움으로써 운전자나 보행자의 교통사고 피해를 줄이는 역할을 할 수 있다.

Description

도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법{Mixture of Aspaltconcrete of Paving the Outer Layer and the Constructing Method Thereof}

본 발명은 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물과, 상기 골재혼합물를 포설한 후 상기 골재혼합물 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물로 구성된 아스콘의 혼합물과, 보조기층, 기층이 형성된 포장도로의 표층에, 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 혼합한 골재혼합물을 롤러로 압착도포하여 개립도 아스팔트층을 만들고, 개립도 아스팔트층 위에 시멘트와 가소제, 석영사를 물로 혼합한 모르타르혼합물을 상부에 분사하고 경화시켜 내구성과 내마모성을 향상시킨 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 도로 포장용 아스콘은 보조기층, 기층, 표층으로 이루어져 있으며, 도로의 사용 목적에 적합한 특성을 지니도록 시공된다. 이 중에서도 표층은 도로의 가장 표면에 위치하므로, 마찰 등으로 인한 손상이 가장 심하여 자주 보수의 대상이 된다. 따라서, 표층 아스콘은 일반 도로용 외에도 미끄럼 방지용, 보수용 등과 같이 목적에 따라 차별화된 시공법을 필요로 한다.

교통 사고의 대다수는 과속 운전이 원인으로, 주행중인 차량이 내리막길이나 커브길, 교차로, 횡단보도 등에서 미처 정차하지 못하는 경우 인명을 앗아가는 대형사고로 이어질 가능성이 높으므로, 이와 같은 교통사고의 위험을 줄이기 위하여 내리막길에는 노면의 마찰계수를 높이는 미끄럼방지 시공을 하고 있다. 현재 도로의 미끄럼 방지를 위해서 사용되는 가장 일반적인 방법은 이미 포장되어 있는 아스콘의 노면을 깊이 1cm, 폭 1-2m 정도 파낸 후, 굵은 모래나 고로슬래그와 같은 잔골재와 에폭시, 폴리우레탄 등의 합성수지의 혼합물로 채우고 가열, 압착하는 방법이다.

그러나, 이러한 방법은 현장에서 가열 과정이 필수적이므로 이를 위한 장치가 필요하고 시공이 복잡하며, 완성되기까지 도로통행에 지장을 주는 기간이 길고 잦은 보수를 요하는 것이 단점으로 지적되고 있다.

등록특허 10-0690393 도로포장용 표층 아스콘의 시공방법으로 본 발명자가 기 게시한 것은 모르타르혼합물의 구성원료 및 혼합방법이 불명확하고, 골재혼합물의 포설방법 및 모르타르혼합물의 분사에 있어서 포설온도나 분사온도가 불명확하여 시공 후의 품질이 일정하지 않은 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법은 내구성이 우수하고, 잦은 보수를 필요로 하지 않으며 시공시간이 짧고, 도로통행에 불편을 주는 기간을 단축할 수 있는 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명은 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물과, 상기 골재혼합물를 포설한 후 상기 골재혼합물 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물로 구성된 보조기층, 기층이 형성된 도로 위에 포설되어 표층을 이루는 표층 아스콘의 혼합물이며, 보조기층, 기층이 형성된 포장도로의 표층에, 25mm 이하 입도의 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 혼합한 골재혼합물을 포설온도 120℃ 이상을 유지하고, 골재혼합물의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하여 개립도 아스팔트층을 만드는 제1단계와; 개립도 아스팔트층의 온도가 40~70℃를 유지한 상태에서, 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제, 석영사를 혼합한 모르타르혼합물을 개립도 아스팔트층의 상부에 분사하고 경화시켜 표층 아스콘층을 완성하는 단계인 제2단계로 이루어진 도로포장용 표층 아스콘을 시공하는 방법이다.

상기 골재혼합물은 25mm 이하 입도의 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부로 구성된다.

상기 모르타르혼합물은 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제 0.1~1.0 중량부, 석영사 0.2~2.0 중량부로 구성된다.

상기 골재는 파쇄한 암석, 자갈 또는 폐콘크리트 및 폐아스콘으로부터 재생한 순환골재를 사용한다.

상기 골재의 입도는 통과질량으로 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 8mm 골재가 4 ~ 20%, 5mm 골재가 4 ~ 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제1타입, 또는 통과질량으로 25mm 골재가 100%. 20mm 골재가 96 ~ 100%, 13mm 골재가 4 ~ 18%, 8mm 골재가 4 ~ 14%, 5mm 골재가 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제2타입으로 분포된다.

상기 골재의 채움제는 골재 중량부에 대하여 시멘트 2 ~ 8%를 사용하며, 상기 개질재는 길소나이트가 사용되는 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물이다.

상기 제1단계는 골재를 입도분포에 맞게 선별하는 제1-1단계와; 골재를 계량하는 제1-2단계와; 골재에 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 투입하는 제1-3단계와; 골재와 아스팔트와 개질재로 혼합된 골재혼합물을 160~180℃ 온도를 유지면서 혼합하는 제1-4단계와; 온도가 160~180℃를 유지하면서 혼합이 완료된 골재혼합물을 아스팔트 페이버(Asphalt Paver)로 정해진 너비와 두께로 도로에 포설하는 제1-5단계와; 포설된 골재혼합물을 골재혼합물의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하여 개립도 아스팔트층을 만드는 제1-6단계로 이루어진다.

상기 제2단계는 시멘트, 물, 가소제, 석영사를 준비하고 계량하는 제2-1단계와; 시멘트에 가소제와 석영제를 투입하여 마른 비빔으로 저속 혼합하는 저속건식혼합단계인 제2-2단계와; 물 투입량의 2/3를 투입하여 저속혼합하는 저속습식혼합단계인 제2-3단계와; 물 투입량의 1/3을 투입하고 고속혼합하여 상기 모르타르혼합물을 완성하는 고속습식혼합단계인 제2-4단계와; 압착도포되고 온도가 40~70℃를 유지한 상태인 개립도 아스팔트층의 상부에 모르타르혼합물을 분사하고 경화시켜 표층 아스콘층을 완성하는 제2-5단계로 구성되고, 상기 모르타르혼합물(3)의 압축강도는 1일 최소 5Mpa, 28일 105Mpa 이상이어야 하며, 1리터의 모르타르혼합물이 시험기를 빠져나오는 시간인 흐름도시간은 10~17초인 것을 특징으로 하는 도로포장용 표층 아스콘을 시공하는 방법이다.

상술한 방법으로 본 발명의 해결하려는 과제를 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법은 아스콘의 공극을 채워줘서 내마모성과 내구성과 내화학성을 크게 향상시켰으며, 시공이 간편하고 시공 시간이 짧고 잦은 보수를 필요로 하지 않으며, 경산업지구나 상업지구는 물론 컨테이너나 카고 터미널 같은 항만에도 적합하며, 버스정류장, 버스터미널, 교체로와 교통량이 많은 중교통지역과 공항의 에이프런지역이나 유도로나 활주로끝단과 같은 지역에 시공이 적합하다.

또한 일반 통행용 도로의 표층 포장재나 보수용, 또는 미끄럼방지용 표층 포장재로 적합하며, 특히, 본 발명에 따른 도로포장용 아스콘을 교차로나 횡단보도의 차량 정지선 부근의 표층에 골재의 일부분이 돌출되어 노면에 굴곡이 있도록 시공하면 도로의 마찰계수가 높아 과속 차량의 제동을 도움으로써 운전자나 보행자의 교통사고 피해를 줄이는 역할을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법에 따른 개립도 아스팔트층과 표층 아스콘층의 단면도
도 2은 본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법에 따른 시공방법 순서도
도 3는 본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법에 따른 도로 포장층의 단면도

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "도로포장용 표층 아스콘의 시공방법"를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 표층 아스콘의 혼합물은 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물(1)과, 상기 골재혼합물(1)을 포설한 후 상기 골재혼합물(1) 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물(3)로 구성된다.

상기 골재혼합물(1)은 25mm 이하 입도의 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부로 구성되며, 상기 모르타르혼합물(1)은 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제 0.1~1.0 중량부, 석영사 0.2~2.0 중량부로 구성된다.

상기 골재는 파쇄한 암석, 자갈 또는 폐콘크리트 및 폐아스콘으로부터 재생한 순환골재를 사용하며, 상기 골재의 입도는 통과질량으로 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 8mm 골재가 4 ~ 20%, 5mm 골재가 4 ~ 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제1타입, 또는 통과질량으로 25mm 골재가 100%. 20mm 골재가 96 ~ 100%, 13mm 골재가 4 ~ 18%, 8mm 골재가 4 ~ 14%, 5mm 골재가 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제2타입으로 분포된다.

상기 골재의 채움제는 골재 중량부에 대하여 시멘트 2 ~ 8%를 사용하며, 상기 개질재는 길소나이트가 사용된다.

또한 상기 모르타르혼합물(3)은 시멘트에 가소제와 석영제를 투입하여 마른 비빔으로 저속 혼합하는 저속건식혼합단계와, 저속건식혼합단계 완료 후 물 투입량의 2/3를 투입하여 저속혼합하는 저속습식혼합단계와, 저속습식혼합단계 완료 후 물 투입량의 1/3을 추가 투입하고 고속혼합하여 상기 모르타르혼합물(3)을 완성하는 고속습식혼합단계로 제조되며, 상기 모르타르혼합물(3)의 압축강도는 1일 최소 5Mpa, 28일 105Mpa 이상이어야 하며, 1리터의 모르타르혼합물이 시험기를 빠져나오는 시간인 흐름도시간은 10~17초인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 시공방법은 보조기층, 기층이 형성된 포장도로의 표층에 표층 아스콘의 혼합물을 시공하는 방법이며, 상기 표층 아스콘의 혼합물은 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물(1)과, 상기 골재혼합물(1)을 포설한 후 상기 골재혼합물(1) 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물(3)로 구성된다.

표층 아스콘의 혼합물을 시공하는 방법은 보조기층, 기층이 형성된 포장도로의 표층에, 25mm 이하 입도의 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 혼합한 상기 골재혼합물(1)을 포설온도 120℃ 이상을 유지하고, 골재혼합물(1)의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하여 개립도 아스팔트층(2)을 만드는 제1단계와; 상기 개립도 아스팔트층(2)의 온도가 40~70℃를 유지한 상태에서, 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제, 석영사를 혼합한 모르타르혼합물(3)을 상기 개립도 아스팔트층(2)의 상부에 분사하고 경화시켜 표층 아스콘층(4)을 완성하는 제2단계로 이루어진다.

상기 제1단계는 골재를 입도분포에 맞게 선별하는 제1-1단계와; 골재를 계량하는 제1-2단계와; 골재에 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 투입하는 제1-3단계와; 골재와 아스팔트와 개질재로 혼합된 골재혼합물(1)을 160~180℃의 온도를 유지하면서 혼합하는 제1-4단계와; 온도를 160~180℃로 유지하면서 혼합이 완료된 골재혼합물(1)을 아스팔트페이버(Asphalt Paver)로 정해진 너비와 두께로 도로에 포설하는 제1-5단계와; 포설된 골재혼합물(1)을 골재혼합물(1)의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하여 상기 개립도 아스팔트층(2)을 만드는 제1-6단계로 이루어진다.

상기 제2단계는 시멘트, 물, 가소제, 석영사를 준비하고 계량하는 제2-1단계와; 시멘트에 가소제와 석영제를 투입하여 마른 비빔으로 저속 혼합하는 저속건식혼합단계인 제2-2단계와; 저속건식혼합단계 완료 후 물 투입량의 2/3를 투입하여 저속혼합하는 저속습식혼합단계인 제2-3단계와; 저속습식혼합단계 완료 후 물 투입량의 1/3을 추가 투입하고 고속혼합하여 상기 모르타르혼합물(3)을 완성하는 고속습식혼합단계인 제2-4단계와; 개립도 아스팔트층(2)의 온도가 40~70℃를 유지한 상태에서 상기 모르타르혼합물(3)을 분사하고 경화시켜 표층 아스콘층(4)을 완성하는 제2-5단계로 구성된다.

상기 골재는 파쇄한 암석, 자갈 또는 폐콘크리트 및 폐아스콘으로부터 재생한 순환골재를 사용하며, 상기 개질재는 길소나이트가 사용되고, 상기 골재의 입도는 통과질량으로 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 8mm 골재가 4 ~ 20%, 5mm 골재가 4 ~ 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제1타입, 또는 통과질량으로 25mm 골재가 100%. 20mm 골재가 96 ~ 100%, 13mm 골재가 4 ~ 18%, 8mm 골재가 4 ~ 14%, 5mm 골재가 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제2타입으로 분포되며, 상기 골재의 채움제는 골재 중량부에 대하여 시멘트 2 ~ 8%를 사용한다.

상기 제2-4단계를 거친 상기 모르타르혼합물의 압축강도는 1일 최소 5Mpa, 28일 105Mpa 이상이어야 하며, 1리터의 모르타르혼합물이 시험기를 빠져나오는 시간인 흐름도시간은 10~17초이다.

상기 표층 아스콘층(4)을 완성하는 단계인 제2단계 후에 추가로 부드러운 표면을 위해 상기 표층 아스콘층 위에 큐어링 컴파운드를 살포하는 제3단계가 추가될 수도 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법에 따른 개립도 아스팔트층과 표층 아스콘층의 단면도이며, 도 2은 본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법에 따른 시공방법 순서도이고, 도 3는 본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물 및 그 시공방법에 따른 도로 포장층의 단면도이다.

도 1에 도시되어 있는 것 같이 도 1-1은 개립도 아스팔트층의 골재혼합물 및 공극을 보여주고 있으며, 도 1-2는 모르타르 혼합물을 포설하여 표층 아스콘층을 완성한 것을 보여주고 있다.

표층 아스콘의 혼합물은 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물과, 상기 골재혼합물를 포설한 후 상기 골재혼합물 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물로 구성된다.

상기 모르타르혼합물(3)은 시멘트에 가소제와 석영제를 투입하여 마른 비빔으로 저속 혼합하는 저속건식혼합단계와, 저속건식혼합단계 완료 후 물 투입량의 2/3를 투입하여 저속혼합하는 저속습식혼합단계와, 저속습식혼합단계 완료 후 물 투입량의 1/3을 추가 투입하고 고속혼합하여 상기 모르타르혼합물(3)을 완성하는 고속습식혼합단계로 제조되며, 상기 모르타르혼합물(3)의 압축강도는 1일 최소 5Mpa, 28일 105Mpa 이상이어야 하며, 1리터의 모르타르혼합물이 시험기를 빠져나오는 시간인 흐름도시간은 10~17초인 것을 특징으로 한다.

상기 표층 아스콘의 혼합물에 대해서는 시공방법을 설명하면서 상세히 설명할 것이다.

도 2에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 도로포장용 표층 아스콘의 시공방법은 보조기층, 기층이 형성된 포장도로의 표층에 표층 아스콘의 혼합물을 시공하는 방법이며, 상기 표층 아스콘의 혼합물은 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물(1)과, 상기 골재혼합물(1)을 포설한 후 상기 골재혼합물(1) 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물(3)로 구성된다.

표층 아스콘의 혼합물을 시공하는 방법은 보조기층, 기층이 형성된 포장도로의 표층에, 25mm 이하 입도의 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 혼합한 골재혼합물(1)을 포설온도 120℃ 이상을 유지하고, 골재혼합물(1)의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하는 골재혼합물(1) 압착도포단계인 제1단계와; 압착도포한 골재혼합물(1)의 온도가 40~70℃를 유지한 상태에서, 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제, 석영사를 혼합한 모르타르혼합물을 압착도포된 골재혼합물(1)의 상부에 분사하고 경화시키는 모르타르혼합물 분사경화단계인 제2단계로 이루어진다.

일반적으로 도로 포장층은 보조기층, 기층, 중간층, 표층이나 보조기층, 기층, 표층으로 나누어진다.

보조기층은 기층의 교통하중을 분산시켜 노상에 균일하게 전달하는 기능을 담당하며, 노상의 세립토가 기층 속으로 침투하는 것을 방지하고, 포장층내 또는 하부층의 물고임과 동결을 방지하고 또한 시공장비를 위한 작업로를 제공한다.

기층은 표층과 중간층에서 받은 교통하중을 분산시켜 보조기층과 노상에 균일하게 전달하는 역할을 하며 얇은 표층과 중간층 아래에 위치하므로 기층에 전달되는 하중 압력분포가 높기때문에 이를 지지할수 있고 변형에 대한 충분한 저항을 가지는 재료를 선정해야 한다.

중간층은 기층을 시멘트안정처리기층으로 처리하는 경우 기층과 표층의 중간에 주로 설치하며, 기층의 요철을 보정하고 표층에 가해지는 하중을 기층에 균일하게 전달하는 기능을 하며, 또한 표층의 평탄성을 확보하고 표층과 일체로 되어 내유동과 차수의 기능도 가진다.

표층은 포장의 최상부에 있어 교통량에 의한 마모와 전단에 저항하고, 평탄하여 잘 미끄러지지 않고 쾌적한 주행이 되도록 하며, 빗물이 하부에 침투하는 것을 방지하는 기능을 가지며, 적설 한냉지에 있어서 타이어 체인에 의한 마모를 방지하기 위하여 마모성이 낮은 혼합물을 표층상부에 별도로 설치(마모층이라 함)하거나 내마모성이 있는 재료를 사용하여 표층을 두껍게 포설하고, 대형교통량이 많은 도로는 내유동성을 갖는 혼합물을 선정하고, 교통량이 적은 도로는 가요성과 내구성이있는 혼합물을 선정한다.

본 발명은 표층 아스콘의 시공방법에 관한 것이며, 골재혼합물을 제조 후 롤러로 가열, 압착 도포하여 개립도 아스팔트층을 만드는 제1단계를 상세히 설명하면 아래와 같다.

제1-1단계는 골재 선별단계이며, 상기 골재는 파쇄한 암석, 자갈 또는 폐콘크리트 및 폐아스콘으로부터 재생한 순환골재를 사용한다.

상기 골재의 채움제는 골재 중량부에 대하여 시멘트 2 ~ 8%를 사용하며 품질은 KS F 3501에 따른다.

제1-2단계는 골재 계량단계로서 상기 제1-1단계에서 선별된 골재를 계량하여 1배치에 들어갈 양을 계량하여 아스팔트믹싱플랜트에 투입한다.

제1-3단계는 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 투입하는 단계이며 상기 개질재는 Asphaltites라고 불리는 고체 역청질로 분류되는 천연아스팔트인 길소나이트(Gilsonite)가 사용되는 것이 바람직하나 상기 개질재는 가열재생아스팔트 조성물을 사용할 때는 고무계열의 고분자 개질재인 SBS 를 사용할 수도 있다.

제1-4단계는 골재와 아스팔트와 개질재가 혼합된 골재혼합물의 온도를 올리고 혼합하는 단계로서 생산시 골재온도는 150~160℃를 유지하며, 혼합온도는 160~180℃를 유지하는 것이 바람직하다.

아스팔트의 동점도가 150~300cts에서 혼합물의 종류, 시공방법, 기상조건, 운반거리 등을 고려하여 결정하되 180℃를 넘지 않는 것이 바람직하다.

골재온도는 석분 투입으로 인한 온도손실을 고려 혼합온도보다 약 20℃ 높게 가열하나 믹서에 투입시 아스팔트 온도보다 10℃이상 높지 않는 것이 바람직하다.

제1-5단계는 골재혼합물을 포설하는 단계로서 아스팔트믹싱플랜트에서 댐프트럭으로 골재혼합물을 이송하여 아스팔트 페이버(Asphalt Paver) 혹은 아스팔트 피니셔(Asphalt Finisher)로 정해진 너비와 두께로 도로에 포설하는 단계이다.

포설온도는 130℃ 이상을 유지하는 것이 바람직 하다.

덤프트럭으로 운반 시 적재함에 혼합물이 부착되지 않도록 중유 또는 경유를 얇게 도포할 시 적재함 바닥의 요철부에 과잉의 기름이 고여 상기 골재혼합물(1)의 아스팔트가 연화되지 않게 주의하는 것이 바람직하다.

아스팔트 페이버(Asphalt Paver) 혹은 아스팔트 피니셔(Asphalt Finisher)는 구배를 맞추기 위하여 자동센서가 부착된 장비인 것이 바람직하다.

아스팔트 페이버(Asphalt Paver) 혹은 아스팔트 피니셔(Asphalt Finisher)는 상기 골재혼합물(1)을 받기 전에 호퍼, 스크리이드 등을 충분히 예열하여 장비에 열을 많이 빼앗기지 않도록 하는 것이 바람직하다.

제1-6단계는 포설된 상기 골재혼합물(1)을 골재혼합물(1)의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하여 상기 개립도 아스팔트층(2)을 만드는 단계이다.

상기 롤러는 1차 다짐에 사용하는 로우드 롤러를 사용하는 것이 바람직하며, 탠덤롤러(Tandem Roller)나 물탱크를 갖춘 와이드 난 바이브레이팅 스틸휠 롤러(Wide Non-Vibrating Steel Wheel Roller with a Water Tank)나 가 사용되어진다.

상기 롤러 외에 팬 바이브레이터(Pan Vibrator), 매뉴얼 스탬퍼(Manual Stamper), 가스 히터(Gas Heater), 스무딩 보드(Smoothing Board), 레벨측정기(Leveling Instrument), 조인트 필러(Joint Filler) 등이 사용되어진다.

상기 롤러는 골재의 파쇄가 없도록 주의해 가면서 서서히 다짐하고, 6 - 8톤의 차량무게를 가진 것을 사용하는 것이 바람직하며 바퀴자국이 없도록 평탄작업을 해야 하고, 부피대비 공극률이 20 ~ 30%가 되게 다짐하여 상기 모르타르혼합물(3)이 상기 모르타르혼합물(3)의 공극(11) 사이로 침투할 수 있게 한다.

러버롤러나 뉴메틱롤러는 사용하면 안되며, 러버롤러는 표면의 공극을 막고 진동을 주는 것도 역청의 분리를 일으켜 공극을 막으므로 사용해서는 안된다.

표면의 마지막 처리 및 조인트 부분에는 최소 2톤의 소형롤러를 사용하는 것이 바람직하다.

모르타르혼합물을 제조하고 분사하여 경화시켜 표층 아스콘층을 완성하는 단계인 제2단계의 세부적 단계는 아래와 같다.

제2-1단계는 원료를 계량하는 단계로서 시멘트, 물, 가소제, 석영사를 준비하고 계량하는 단계이며, 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제 0.1~1.0 중량부, 석영사 0.2~2.0 중량부를 계량한다.

상기 가소제는 실온에서 상기 모르타르혼합물(3)의 유연성을 가지게 하여 상기 개립도 아스팔트층의 공극으로의 침투가 잘되게 하며 DOP(다이옥틸프탈레트)를 대체할 수 있는 친환경 가소제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 모르타르혼합물(3)의 색상은 색소를 첨가하지 않을 때 시멘트 색상인 표준 회색이나, 원료에 색소를 혼합하여 다른 컬러로 표층 아스콘층을 바꿀 수 있다.

제2-2단계는 저속건식혼합단계로서 시멘트에 가소제와 석영제를 투입하여 마른 비빔으로 저속 혼합하는 저속건식혼합단계이다.

제2-2단계는 시멘트와 가소제와 석영제가 혼합이 잘되도록 물을 혼합하지 않고 마른 비빔으로 혼합한다.

제2-2단계의 저속건식혼합 시간은 1분간이 바람직하다.

제2-3단계는 저속습식혼합단계로서 저속건식혼합단계 완료 후 물 투입량의 2/3를 투입하여 저속혼합하는 저속습식혼합단계이고, 4~8분간 혼합하며, 최소한 4분 이상을 혼합하고, 원료와 물을 균일하게 분산 혼합시키기 위하여 처음부터 고속 믹싱으로 돌리면 분산 혼합이 잘안된다.

상기 물은 식용이 가능한 깨끗한 물을 사용하여야 하며 주위 온도에 따라 다르나 4.5℃ 이상 40.5℃ 이하가 되어야 하며 천천히 투입해야 한다.

물의 양은 정확히 측정할 수 있는 저울 등이 있어야 한다.

제2-4단계는 고속습식혼합단계로서 저속습식혼합단계 완료 후 물 투입량의 1/3을 추가 투입하고 고속혼합하여 상기 모르타르혼합물(3)을 완성하는 고속습식혼합단계이며, 최소한 4분간 혼합하는 것이 바람직하다.

마지막 물을 투입한 후 적어도 2분 이상은 혼합을 해주어야 한다.

제2-3단계와 제2-4단계의 토탈 혼합시간은 적어도 8분 이상은 되어야 하며, 얻을려는 작업성(Workability)이 나오지 않을 때는 추가로 물을 투입할 수 있으며, 약 3 fl.oz.(Fluid Ounce) per 100lbs(Pound) 혼합물의 양의 물을 추가할 수 있으며 추가한 후에 1분간 이상 혼합하여야 한다.

이렇게 해서도 알맞은 점조도(Consistency)를 얻을 수 없을 때는 이 모르타르혼합물은 사용해서는 안된다.

상기 제2-4단계를 거쳐 제조 완성된 상기 모르타르혼합물(3)은 슬럼프 측정장치의 내림시간이 10~17초 사이이어야 한다.

제2-2단계 ~ 제2-4단계에서 사용되는 혼합기는 강력한 Mixing 능력과 짧고 일정한 체류시간을 가지며, Plug Flow로 저점성과 고점성에도 사용이 가능한 혼합기를 사용해야 하며, 속도조절이 가능하고 격자 모양의 층으로 이루어진 High Shear Mixer를 사용하거나 연속믹서 (Continuous Mixer) 사용할 수도 있다.

연속믹서 (Continuous Mixer)는 모르타르혼합물이 대용량이 필요할 때 사용되어진다.

상기 제2-4단계를 거쳐 완성된 상기 모르타르혼합물(3)의 압축강도는 1일 최소 5Mpa, 28일 105Mpa 이상이어야 하며, 1리터의 모르타르혼합물이 시험기를 빠져나오는 시간인 흐름도시간은 10~17초이어야 한다.

제2-5단계는 모르타르혼합물(3)을 포설하는 단계로서 롤러로 압착도포되고 온도가 40~70℃를 유지한 상태인 상기 개립도 아스팔트층(2)의 상부에 상기 모르타르혼합물(3)을 분사하고 경화시켜 표층 아스콘층(4)을 완성한다.

먼저 개립도 아스팔트층(2)의 온도가 40℃ ~ 70℃ 일 때에 상기 모르타르혼합물(3)의 포설이 가능하며, 온도가 높으면 빨리 양생되어 공극(11)로 침입이 안되며, 온도가 낮으면 양생속도가 늦아져 만족한 결과를 얻을 수 없다.

낮은곳에서 높은곳으로 작업하며 한쪽 모퉁이에서 시작하여 전체면적을 골고루 포설하되 기포가 생기지 않을 때까지 기다려 충분히 침투할 수 있도록 일정시간이 경과한 후 먼저 큰 스크레퍼로 긁어내고 나머지 잔량은 골재가 보일 때까지 작은 스크래퍼로 긁어 내며, 상기 모르타르혼합물(3)의 평탄작업은 상기 모르타르혼합물(3) 포설 후 10분이 경과 후 작업하는 것이 바람직하다.

35℃ 이상의 매우 더운 날씨나 바람이 많이 부는 날씨에는 상기 모르타르혼합물(3)의 포설작업을 해서는 안되며 이때는 밤에 작업을 시행할 수도 있다.

상기 표층 아스콘층(4)을 만드는 제2단계 후에 추가로 부드러운 표면을 위해 상기 표층 아스콘층(4) 위에 큐어링 컴파운드(Curing Compound)를 살포하는 제3단계가 추가될 수도 있다.

상기 큐어링 컴파운드(Curing Compound)는 Euclid Curing Compound를 사용할 수 있고 200평방피트에 1갤론을 실링하는게 좋으며, 상기 표층 아스콘층(4) 위를 쇼트 블라스트로 토핑한 후에 상기 큐어링 컴파운드(Curing Compound)를 살포하는 것이 바람직하다.

도 3에 도시되어 있는 것 같이 본 발명에 따른 도로 포장층의 단면도로서 일반적으로 도로 포장층은 보조기층, 자갈층, 빈배합콘크리트 (Lean Mix Concrete)과 표층 아스콘층으로 나누어지며 본 발명은 표층 아스콘층에 대한 시공방법이다.

본 발명에서 미끄럼방지용 표층 아스콘으로 시공할 경우에는 상기 골재혼합물(1)과 모르타르혼합물(3)을 1 : (0.15-0.25)의 중량비로 사용하여 골재가 노면에 굴곡을 형성하여 마찰계수가 높도록 하며, 일반 도로용 또는 보수용 표층 아스콘으로 시공할 경우에는 상기 골재혼합물(1)과 모르타르혼합물(3)을 1 : (0.25-0.30)의 중량비로 사용하여 골재가 모르타르에 덮이도록 한다. 상기 골재혼합물(1)과 모르타르혼합물(3)을 1 : (0.30 초과)의 중량비로 사용하는 경우에는 비용이 상승하므로 바람직하지 못하다.

A : 보조기층 B : 자갈층
C : 빈배합콘크리트(Lean Mix Concrete)
1 : 골재혼합물 11 : 공극
2 : 개립도 아스팔트층 3 : 모르타르혼합물
4 : 표층 아스콘층

Claims

보조기층, 기층이 형성된 도로 위에 포설되어 표층을 이루는 표층 아스콘의 혼합물에 있어서,
상기 표층 아스콘의 혼합물은 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물(1)과, 상기 골재혼합물(1)을 포설한 후 상기 골재혼합물(1) 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물(3)로 구성되고,
상기 골재혼합물(1)은 25mm 이하 입도의 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부로 구성되며,
상기 모르타르혼합물(3)은 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제 0.1~1.0 중량부, 석영사 0.2~2.0 중량부로 구성되고,
상기 골재는 파쇄한 암석, 자갈 또는 폐콘크리트 및 폐아스콘으로부터 재생한 순환골재를 사용하며,
상기 골재의 입도는 통과질량으로 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 8mm 골재가 4 ~ 20%, 5mm 골재가 4 ~ 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제1타입, 또는 통과질량으로 25mm 골재가 100%. 20mm 골재가 96 ~ 100%, 13mm 골재가 4 ~ 18%, 8mm 골재가 4 ~ 14%, 5mm 골재가 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제2타입으로 분포되고
상기 골재의 채움제는 골재 중량부에 대하여 시멘트 2 ~ 8%를 사용하며,
상기 개질재는 길소나이트가 사용되는 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물
제 1항에 있어서,
상기 모르타르혼합물(3)은 시멘트에 가소제와 석영제를 투입하여 마른 비빔으로 저속 혼합하는 저속건식혼합단계와, 저속건식혼합단계 완료 후 물 투입량의 2/3를 투입하여 저속혼합하는 저속습식혼합단계와, 저속습식혼합단계 완료 후 물 투입량의 1/3을 추가 투입하고 고속혼합하여 상기 모르타르혼합물(3)을 완성하는 고속습식혼합단계로 제조되며,
상기 모르타르혼합물(3)의 압축강도는 1일 최소 5Mpa, 28일 105Mpa 이상이며, 1리터의 모르타르혼합물이 시험기를 빠져나오는 시간인 흐름도시간은 10~17초인 것을 특징으로 하는 도로포장용 표층 아스콘의 혼합물
보조기층, 기층이 형성된 포장도로의 표층에 표층 아스콘의 혼합물을 시공하는 방법에 있어서,
상기 표층 아스콘의 혼합물은 아스팔트와 개질재로 구성되어 도로의 기층 위에 포설되는 골재혼합물(1)과, 상기 골재혼합물(1)을 포설한 후 상기 골재혼합물(1) 상부에 분사되어 내마모성과 내구성과 내화학성을 향상시키는 모르타르혼합물(3)로 구성되고,
25mm 이하 입도의 골재 100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 혼합한 상기 골재혼합물(1)을 포설온도 120℃ 이상을 유지하고, 상기 골재혼합물(1)의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하여 개립도 아스팔트층(2)을 만드는 제1단계와;
상기 개립도 아스팔트층(2)의 온도가 40~70℃를 유지한 상태에서, 시멘트 100 중량부에 대하여 물 16~30 중량부와, 가소제, 석영사를 혼합한 상기 모르타르혼합물(3)을 상기 개립도 아스팔트층(2)의 상부에 분사하고 경화시켜 표층 아스콘층(4)을 완성하는 제2단계로 이루어진 도로포장용 표층 아스콘을 시공하는 방법
제 3항에 있어서,
상기 제1단계는 골재를 입도분포에 맞게 선별하는 제1-1단계와;
골재를 계량하는 제1-2단계와;
골재100 중량부에 대하여 아스팔트 3~5 중량부, 개질재 0.5~6 중량부를 투입하는 제1-3단계와;
골재와 아스팔트와 개질재로 혼합된 상기 골재혼합물(1)을 160~180℃ 온도를 유지하면서 혼합하는 제1-4단계와;
온도를 160~180℃로 유지하면서 혼합이 완료된 상기 골재혼합물(1)을 아스팔트 페이버(Asphalt Paver)로 정해진 너비와 두께로 도로에 포설하는 제1-5단계와;
포설된 상기 골재혼합물(1)을 골재혼합물(1)의 공극율이 부피대비 20~30% 되게 롤러로 가열, 압착도포하여 상기 개립도 아스팔트층(2)을 만드는 제1-6단계로 이루어지며,
상기 제2단계는 시멘트, 물, 가소제, 석영사를 준비하고 계량하는 제2-1단계와;
시멘트에 가소제와 석영제를 투입하여 마른 비빔으로 저속 혼합하는 저속건식혼합단계인 제2-2단계와;
저속건식혼합단계 완료 후 물 투입량의 2/3를 투입하여 저속혼합하는 저속습식혼합단계인 제2-3단계와;
저속습식혼합단계 완료 후 물 투입량의 1/3을 추가 투입하고 고속혼합하여 상기 모르타르혼합물(3)을 완성하는 고속습식혼합단계인 제2-4단계와;
압착도포되고 온도가 40~70℃를 유지한 상태인 상기 개립도 아스팔트층(2)의 상부에 상기 모르타르혼합물(3)을 분사하고 경화시켜 표층 아스콘층(4)을 완성하는 제2-5단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 도로포장용 표층 아스콘을 시공하는 방법
제 3항에 있어서,
상기 골재는 파쇄한 암석, 자갈 또는 폐콘크리트 및 폐아스콘으로부터 재생한 순환골재를 사용하며,
상기 개질재는 길소나이트가 사용되는 것을 특징으로 하는 도로포장용 표층 아스콘을 시공하는 방법
제 3항에 있어서,
상기 골재의 입도는 통과질량으로 20mm 골재가 100%, 13mm 골재가 95 ~ 100%, 8mm 골재가 4 ~ 20%, 5mm 골재가 4 ~ 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제1타입, 또는 통과질량으로 25mm 골재가 100%. 20mm 골재가 96 ~ 100%, 13mm 골재가 4 ~ 18%, 8mm 골재가 4 ~ 14%, 5mm 골재가 12%, 2mm 골재가 4 ~ 10%, 0.08mm 골재가 4 ~ 5%로 이루어지는 제2타입으로 분포되며,
상기 골재의 채움제는 골재 중량부에 대하여 시멘트 2 ~ 8%를 사용하는 것을 특징으로 하는 도로포장용 표층 아스콘을 시공하는 방법
제 3항에 있어서,
상기 모르타르혼합물(3)의 압축강도는 1일 최소 5Mpa, 28일 105Mpa 이상이어야 하며, 1리터의 모르타르혼합물이 시험기를 빠져나오는 시간인 흐름도시간은 10~17초인 것을 특징으로 하는 도로포장용 표층 아스콘을 시공하는 방법
제 3항에 있어서,
상기 표층 아스콘층(4)을 만드는 제2단계 후에 추가로 표면을 부드럽게 하기 위해 상기 표층 아스콘층(4) 위에 큐어링 컴파운드를 살포하는 제3단계가 추가되는 것을 특징으로 하는 도로포장용 표층 아스콘을 시공하는 방법