KR101635323B1 - 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 균열보수방법 및 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물 - Google Patents

포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 균열보수방법 및 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물 Download PDF

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Abstract

포장도로 보수방법으로, 포장도로의 보수홈에 용융상태이며, 탄소섬유 칩(Carbon Fibier chip)을 함유하는 실란트를 충전하는 실란트 충전단계; 상기 실란트 충전 단계에 의해 상기 보수홈에 충전된 상기 실란트를 가열하는 충전부 가열 단계를 포함하며, 상기 충전부 가열 단계는 적외선 램프를 이용하여 적외선을 상기 보수홈에 충전된 상기 실란트에 방사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 포장도로의 균열보수방법이 제공된다.

Description

포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 균열보수방법 및 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물 {CONSTRUCTION METHOD AND SEALANT COMPOSITION FOR REPAIRING CRACK OF PAVED ROAD USING CARBON FIBER}
본 발명은 포장도로에 발생한 균열을 보수하는 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 균열보수방법 및 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물에 관한 것이다.
포트홀은 아스팔트 포장도로의 표면이 국부적으로 떨어져 나가서 움푹 파인 형태로 파손된 곳을 의미한다. 일반적으로 포트홀은 아스팔트 포장도로의 표면에 생긴 균열이 반복되는 충격에 의해 떨어져 나가면서 발생한다. 포트홀은 교통 사고의 원인일 뿐만 아니라 차량 파손의 원인이기도 하기 때문에 이에 대한 대책이 시급하다. 종래에는 예를 들어 등록실용신안 제20-0471110호에 기재된 내용과 같이 발생한 포트홀을 보강하는 방식으로 포트홀에 대응하고 있으나, 이는 포트홀이 발생한 후의 대책으로서, 포트홀에 대한 예방적인 대책인 아니다. 본 발명은 이러한 종래의 방식에서 벗어나 포트홀의 발생을 미리 방지함으로써, 포트홀에 의한 사고 또는 차량 파손을 원척적으로 막는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 균열보수방법으로서, 보수기간을 단축시키는 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 균열보수방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실런트 조성물로서, 보수기간을 단축시키는 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실런트 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 포장도로의 표면에 발생한 균열부위에 보수홈을 형성하는 보수홈 형성 단계;
상기 보수홈에서 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계; 상기 이물질 제거 단계에 의해 이물질이 제거된 상기 보수홈을 가열하는 보수홈 가열 단계; 상기 보수홈 가열 단계에 의해 가열된 상기 보수홈을 용융 상태의 실란트로 충전하는 실란트 충전 단계; 및 상기 실란트 충전 단계에 의해 상기 보수홈에 충전된 상기 실란트를 가열하는 충전부 가열 단계를 포함하며, 상기 충전부 가열 단계는 적외선 램프를 이용하여 적외선을 상기 보수홈에 충전된 상기 실란트에 방사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 균열보수방법이 제공된다.
상기 보수홈 형성 단계와 상기 이물질 제거 단계는 상기 보수홈을 형성하는 커터기와 먼지를 흡입하는 집진기가 일체로 형성된 장비에 의해 동시에 수행될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,
탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물은 아스팔트 100 중량부, 열가소성 탄성체 10 내지 30 중량부, 점착 증강제 1 내지 30 중량부, 아크릴 공중합체 1 내지 20 중량부, 고흡수성 수지 5 내지 40 중량부, 가소제 1 내지 5 중량부, 탄소섬유 칩(Carbon Fibier chip) 1 내지 10중량부 조성을 갖는 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물이 제공된다.
본 발명에 의하면 탄소섬유 칩을 이용한 실란트와, 이를 적외선 램프로 가열 경화시키는 포장도로의 포트홀 보수방법을 제공한다. 즉, 구체적으로는, 탄소섬유를 활용하여 인장강도 향상과 함께 내열성, 접착력, 저온 유연성 및 표면 마모도를 향상시켰으며, 칩 형태의 탄소섬유를 포함하는 본 발명의 실란트는 동절기 환경에 대한 저온 유연성과 우수한 부착력을 가져 포장도로와의 일제화 거동을 형성할 수 있다. 더 나아가, 적외선 램프로 조사되는 복사열에 의하여 균일하게 분산된 탄소섬유가 이를 흡수하여 방사함으로써 실란트의 균일하고 빠른 가열과 경화가 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포장도로의 균열홈 보수방법의 단계도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 상기 포장도로의 균열보수방법은의 단계도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트에 사용된 탄소섬유 칩의 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 내의 고흡수성 고분자 입자의 캡슐화 모사에 대한 흡수-팽윤 후 누수차단 구조를 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트의 수분 팽창 거동을 도식한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열방식을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고부착 균열보수용 실란트 내부의 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여, 탄소섬유 칩을 함유하는 실??트를 적외선 램프로 가열하여 경화시키는 방식으로 포장도로를 보수하는 방법과, 이를 위한 탄소섬유 칩을 함유하는 실란트를 제공한다.
즉, 본 발명은 칩 형태의 탄소섬유를 실란트에 적용하여, 탄소섬유를 활용하여 분산성 향상과 함께 내열성, 접착력, 저온 유연성 및 표면 마모도를 향상시켰다. 더 나아가, 적외선 램프로 조사되는 복사열에 의하여 실란트 내에서 균일하게 분산된 탄소섬유가 이를 흡수하여 실란트 내에서 발열함으로써 실란트의 균일하고 빠른 가열과 경화가 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포장도로의 균열홈 보수방법의 단계도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 포장도로의 균열홈 보수방법은, 포장도로의 보수홈에 용융상태이며, 탄소섬유 칩(Carbon Fibier chip)을 함유하는 실란트를 충진하는 실란트 충전단계; 상기 실란트 충전 단계에 의해 상기 보수홈에 충전된 상기 실란트를 가열하는 충전부 가열 단계를 포함하며, 상기 충전부 가열 단계는 적외선 램프를 이용하여 적외선을 상기 보수홈에 충전된 상기 실란트에 방사하여 수행된다. 즉, 본 발명은 칩 형태의 탄소섬유가 균일하게 분산된 실란트와 이를 적외선 램프로 경화하여 포장도로의 균열홈을 신속하게 보수한다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 상기 포장도로의 균열보수방법은의 단계도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포장도로의 균열보수방법은 보수홈 형성 단계(S10)와, 이물질 제거 단계(S20)와, 보수홈 가열 단계(S30)와, 실란트 충전 단계(S40)와, 충전부 가열 단계(S50)를 포함한다. 본 발명에 따른 포트홀 발생 방지를 위한 포장도로의 균열보수방법은 포트홀 발생의 원인인 균열을 미리 보수함으로써 포트홀 발생을 방지한다.
보수홈 형성 단계(S10)에서는 포장도로의 표면에 발생한 균열부위에 보수홈이 형성된다. 보수홈은 균열보수 작업에서 통상적으로 사용되는 라우터(router)를 사용하여 형성될 수 있다. 보수홈 형성 단계(S10)가 완료된 후에는 이물질 제거 단계(S20)가 수행된다.
이물질 제거 단계(S20)에서는 보수홈 형성 단계(S10)에서 형성된 보수홈 내의 먼지 등의 이물질이 제거된다. 보수홈 형성 단계(S10)를 통해 보수홈이 형성되는 과정에서 다량의 먼지가 발생하며, 이 먼지의 일부는 보수홈에 남아있게 되는데, 이러한 먼지를 포함하는 이물질이 보수홈에 존재하게 되면 보수홈에 충전되는 실란트가 충분한 접착성을 갖지 못하게 된다. 보수홈 내의 이물질은 통상의 블로워(blower)를 이용하여 제거될 수 있다. 이물질 제거 단계(S20)가 완료된 후에는 보수홈 가열 단계(S30)가 수행된다.
본 실시예에서 보수홈 형성 단계(S10)는 라우터에 의해 수행되고 이물질 제거 단계(S20)는 블로워에 의해 수행됨으로써, 보수홈 형성과 이물질 제거에 별도의 장비가 사용되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 보수홈 형성 단계(S10)와 이물질 제거 단계(S20)는 동시에 수행될 수도 있다. 보수홈 형성 단계(S10)와 이물질 제거 단계(S20)의 동시 수행에는 보수홈을 형성하는 커터기와 먼지를 흡입하는 집진기가 일체로 형성된 장비가 사용될 수 있다. 커터기의 커터를 감싸는 커버와 집진기를 관으로 연결함으로써, 보수홈 형성 과정에서 커터기에 의해 발생한 먼지는 발생 즉시 집진기에 의해 흡입되어서 보수홈 내에는 먼지와 같은 이물질이 남지 않게 된다.
보수홈 가열 단계(S30)에서는 이물질이 제거된 보수홈이 적정 온도로 가열된다. 보수홈 가열 단계(S30)에 의해 보수홈 내면이 적절히 용융되고 수분이 증발하여 제거되어서, 보수홈과 보수홈에 충전되는 실란트 사이의 접착성이 향상된다. 본 실시예에서 보수홈 가열 단계(S30)는 LPG 또는 산소 토치를 사용하는 불꽃 가열에 의해 수행되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 보수홈을 적정 온도로 가열할 수 있는 모든 가열 수단이 사용될 수 있다. 보수홈 가열 단계(S30)가 완료된 후에는 실란트 충전 단계(S40)가 수행된다.
실란트 충전 단계(S40)에서는 보수홈 가열 단계(S30)에 의해 가열된 보수홈에 용융 상태의 실란트가 주입되어서 충전된다. 실란트 충전 단계(S40)가 완료된 후에는 충전부 가열 단계(S50)가 수행된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실란트는 저온유연성과 실란트 분산성, 그리고 적외선 가열시의 발열특성이 우수한 탄소섬유를 칩 형태로 포함하는데, 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트를 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트은 아스팔트 100 중량부, 열가소성 탄성체 10 내지 30 중량부, 점착 증강제 1 내지 30 중량부, 아크릴 공중합체 1 내지 20 중량부, 고흡수성 수지 5 내지 40 중량부, 가소제 1 내지 5 중량부, 탄소섬유 칩 1 내지 10 중량부를 포함한다.
본 발명을 구성하는 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트는 열가소성 탄성체를 포함한다. 상기 열가소성 탄성체는 아스팔트 사용량 100 중량부에 열가소성 탄성체 10 내지 30 중량부가 바람직하며, 10 중량부 미만이면 함량이 너무 적아 아스팔트 혼합물의 점탄성과 신장률, 저온유연성 불량을 초래하며, 50 중량부를 초과하면 강도, 점탄성은 증가하나, 아스팔트 함량이 너무 적어 바탕면과의 부착력이 나빠지는 경향이 있고, 추가적으로 고흡수성 고분자 첨가에 대한 분산 어려움을 초래한다.
본 발명을 구성하는 고부착 균열보수용 실란트는 상술한 바와 같이 탄소섬유 칩(Carbon Fibier chip)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 칩은 아스팔트 사용량 100 중량부에 열가소성 탄성체 1 내지 10 중량부가 바람직하며, 1 중량부 미만이면 함량이 너무 적아 아스팔트 혼합물의 인장강도와 탄성, 내열성, 인장강도 및 표면마모도이 거의 개선되지 않으며, 아울러 램프 가열시 발열특성이 미미하다. 반대로 , 10 중량부를 초과하면 인장강도와 표면 마모도은 증가하나, 탄소섬유 칩함량이 너무 많아 바탕면과의 부착력이 나빠지는 경향이 있고, 추가적으로 기타 기능성첨가제의 첨가에 대한 분산 어려움을 초래한다. 또한, 상기 탄소섬유 칩은 1 내지 3mm의 길이를 갖는데, 상기 범위보다 적은 길이인 경우 인장강도 향상이 미미하고, 반대로 상기 범위보다 긴 길이인 경우 분산도가 떨어지는 문제가 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트에 사용된 탄소섬유 칩의 사진이다.
하기 표 1은 본 발명의 일 실시예에 사용된 탄소섬유 칩의 물성을 정리한 표이다.
길이(mm)
(Lenght) 		1-3
단위직경(μm)
(Filament Diameter) 		7.0
인장강도(GPa)
(Tensile Strength) 		2.8-3.0
인장탄성율(GPa)
(Tensile Modulus) 		220-240
탄소함유량(%)
(Carbon content)		 ≥ 95%
체적저항치(Ω/cm)
(Electrical Resistivity) 		1.5 ㅧ 10-3
밀도(g/cm3)
(Density)		 1.6-1.76
신축율 (%)
(Sizing Type & Amount)		 1.5
하지만, 본 발명의 범위는 상기 표 1의 탄소섬유 칩의 물성에 제한되지 않으며, 탄소섬유를 실란트에 사용하여 물성을 개선시킨 한, 이는 모두 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명을 구성하는 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트는 저온 취성, 혼합 및 가공성을 증대시키기 위해 가소제를 포함한다. 상기 가소제는 아스팔트 혼합물에 혼합되어 저온 취성과 혼합성을 증가시키는 작용을 하며, 저온 취성은 아스팔트 혼합물의 저온환경에서 유연성을 증가시키는 작용을 하고, 저온 유연성 증가는 포장층의 온도변화 대한 수축팽창 수용을 가능하게 개선시킬 수 있다.
본 발명의 조성물에 포함되는 가소제의 함량은 1 내지 10 중량부가 바람직하다. 이는 가소제의 함량이 1 중량부 미만이면 아스팔트 혼합물의 저온 취성과 혼합성이 개선되지 않으며, 10 중량부를 초과하면 조성물의 접착력 저하와 고온 환경에서 재료 분리가 발생되는 어려움을 초래한다.
도 4는 본 발명에 따른 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 내의 고흡수성 고분자 입자의 캡슐화 모사에 대한 흡수-팽윤 후 누수차단 구조를 도시한 모식도이다.
즉, 본 발명에 따른 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물에 포함되는 점착 증강제는 아스팔트 혼합물 점착력 증가시키고 친수성인 고흡수성 고분자의 표면의 캡슐효과를 유발하는 수용성 고분자 수지인 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 초산 비닐계수지, 폴리아크릴아미드(polyacrylamide), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone) 등이 1종 이상 선택하여 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 조성물에 포함되는 점착 증강제의 함량은 1 중량부 내지 30 중량부인데, 만약 함량이 1 중량부 미만이면 첨가 효과가 거의 없어 아스팔트 혼합물과 고흡수성 고분자의 응집력을 작아 누수에 의한 흡수 팽윤 후 실란트가 수압에 의해 유실되는 현상이 발생하게 되고, 30 중량부를 초과하면 조성물의 점도 및 점착력이 과도하게 증가되어 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트의 가공처리 불량이 발생되는 문제점이 있다.
도 5는 본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트의 수분 팽창 거동을 도식한 모식도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실란트에 사용된 점착 증강제는 소수성인 아스팔트 혼합물과 친수성이 고흡수성 고분자의 응집력을 증가시키고 고흡수성 고분자 표면에 코팅화 캡슐 구조를 모사하는 효과를 유발하여, 도 3과 같이 종래의 벤토나이트 또는 고흡수성 고분자를 사용하는 수팽창 실란트 조성물이 흡윤 팽윤에 의해 급격한 부피 팽창과 응집력 부족으로 실란트가 유실되는 문제점을 개선할 수 있으며, 점착 증강제 첨가는 고흡수성 고분자 표면을 캡슐화 하여 흡수 팽창 거동 및 팽윤속도를 조절하는 역할을 하게 된다.
본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물에 포함되어 아스팔트 혼합물의 점착력 증가시키고 수용성 고분자의 표면에서의 내수성을 개선하는 아크릴 공중합체인 아크릴릭 에스테르 공중합체(acrylic ester), 아크릴릭 스타일렌 공중합체(acrylic-styrene copolymer), 아크릴릭 공중합체(acrylic copolymer) 등이 1종 이상 선택하여 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물에 포함되는 아크릴 공중합체의 함량은 1 중량부 내지 20 중량부이고, 함량이 1 중량부 미만이면 첨가 효과가 거의 없어 아스팔트 혼합물의 점착력 증가가 없고 수용성 고분자 입자의 표면 내수성이 개선되지 않으며, 20 중량부를 초과하는 하면 아스팔트 혼합물의 점착력을 증가하나, 점도가 상승하고 고흡수성 고분자의 흡수 팽윤이 지연되어 누수 차단에 성능이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 조성물에 포함되어 고흡수성 고분자 수지(super absorbent polymer : SAP)는 외부에서 유입되는 수분으로부터 고분자 입자들 간의 접착특성인 겔 블로킹(Gel blocking) 현상이 발생하는 아크릴산(sodium polyacrylic acid), 아크릴아마이드(Polyacrylamide), 메타크릴산(methacrylic acid), 에틸렌 옥사이드(polyethylen glycol) 중 1종 이상 선택하여 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 고흡수성 고분자는 아크릴산인 가교된 나트륨 아크릴산(sodium polyacrylate)가 대표적으로 사용되며, 밀도 0.6~0.8g/ml, 입자 크기 분포 150~850㎛, 보수능 40g/g이상, 가압 흡수능(0.3psi) 22g/g이상, 단량체 잔존량 300ppm 이하인 것이 매우 바람직하다.
본 발명의 조성물에 포함되는 고흡수성 고분자의 함량은 5 중량부 내지 40 중량부이고, 함량이 5 중량부 미만이면 흡수 팽윤 효과가 거의 없어 자기 팽창형 컴파운드의 누수 차단 성능이 부족하며, 40 중량부를 초과하는 하면 흡수 팽윤속도와 흡수량은 증가하나, 점도가 상승하고 고흡수성 고분자의 과도한 부피 팽윤으로 흡수 후 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트의 재료 분리로 방수성능이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명에 있어서, 바람직한 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트를 구성하는 아스팔트는 연화점이 30∼100℃이고, 침입도가 30∼175d㎜인 것이 포장도로 표면과 접착력을 증대하는 면에서 바람직하고, 연화점 50∼70℃ 및 침입도 50∼90d㎜인 것이 매우 바람직하다.
상기 아스팔트의 사용량은 실란트의 50∼80 중량%가 바람직하며, 50중량% 미만이면 함량이 적어 접착불량을 초래하며, 80중량%를 초과하면 강도, 접착력은 증가하나 저온 취성이 증가하며 동절기 시공 환경에서 방수재의 크랙 발생과 내열성이 나빠져 하절기 고온 환경에서 흘러내림 현상이 발생하는 문제점이 있다. 편의상 본 명세서에서 실란트의 조성은 상기 중량% 범위의 아스팔트를 100 중량부로 하여 나머지 첨가제의 중량을 설명한다.
본 발명에 따른 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트는 고온에서의 흘러내림 방지 및 저온에서의 실란트 크랙발생 현상을 방지하기 위해서는 연화점이 상승되어야 할 뿐만 아니라 탄성도 증대되어야 한다.
따라서, 본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트는 탄성, 내열성, 인장강도 및 표면마모도을 증대시키기 위하여 열가소성 합성고무와 탄소섬유 칩을 포함한다. 상기 열가소성 합성고무와 탄소섬유 칩은 아스팔트와 네트워크를 형성하여 계면 접착력을 향상시켜 실란트의 탄성, 내열성, 인장강도 및 표면마모도을 증가시키는 작용을 하며, 탄성, 내열성, 인장강도 및 표면마모도의 증가는 고온에서의 흘러내림이나 변형문제, 동절기 저온 환경에서 외부충격에 의한 크랙 및 파손발생을 현저하게 개선시킬 수 있다.
본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트에 포함되는 열가소성 탄성체는 10∼30중량부가 바람직하다. 이는 열가소성 합성고무의 함량이 10중량부미만이면 실란트의 탄성 및 내열성이 거의 개선되지 않으며, 30중량부를 초과하면 부착력 저하와 과도한 점도 상승을 가지게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 열가소성 탄성체인 합성고무는 고온(160~180℃)에서 고전단 교반기(high shear mixer) 등에 의한 고속 혼합에 의해 아스팔트 내에서 완전 용융 분산되어 균질한 형태의 네트워크 구조를 형성하고, 이의 함량이 증가할수록 탄성, 저온 유연성 및 기계적 강도가 증가한다.
도 6은 충전부 가열 단계 방식을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 2의 충전부 가열 단계(S50)는 적외선 램프를 이용하여 수행되는데, 도 3에서 용융 상태의 실란트(11)로 충전된 보수홈(12)의 상부에는 융용 상태의 실란트(11)를 가열하기 위해 적외선 램프(13)가 위치한다. 적외선 램프(13)는 하방으로 적외선을 방사하여 실란트(11)를 가열한다. 적외선 램프(13)에 의해 실란트(11)의 양생 시간이 단축되며, 특히 탄소섬유 칩이 함유된 실란트를 사용하여 적외선 램프에 의한 가열효과를 극대화시켰다. 도시되지는 않았으나, 적외선 램프(13)는 바퀴를 구비하는 이동수단에 설치되어서 수동으로 이동하거나 동력을 이용하여 이동할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트 조성물의 성분은 아스팔트를 기본기재로 사용하며, 아스플트와의 상용성이 우수한 탄소섬유 칩을 사용하여 실란트의 물성을 개선시켰다(도 7 참조)
제조예
제조예 1
이하 하기 표 2에 표시한 배합비에 따라 포트홀 발생 방지를 위한 탄소섬유를 활용한 고부착 포장도로의 균열보수재를 제조하였다.
원료명 배합비1 배합비2 배합비3 비고
1 아스팔트 100 100 100
2 안정제 1 1 1
3 가소제 3 3 3
4 탄소섬유 칩(2mm) 2 2 0
5 열가소성탄성체 25 25 25
6 점착증강제 1 20 1 캡슐화모사
7 아크릴공중합체 1 5 1 캡슐화모사
8 고흡수성 수지 30 30 30
합계 163 186 161
포트홀 발생 방지를 위한 탄소섬유를 활용한 고부착 포장도로의 균열보수재는 먼저 침입도가 약 70dmm, 연화점이 70℃인 아스팔트(AP-5)를 150~180℃로 가열하여 용융시킨 후 안정제, 가소제, Carbon Fiber Chip 및 열가성 탄성체를 첨가하여 2시간 시간 동안 균질하게 혼합하고, 아스팔트 혼합물의 온도를 120℃ 이하 온도로 냉각시켜 점착 증가제, 아크릴 공중합체를 투입하여 1시간 동안 교반을 실시한다. 다음으로 고흡수성 수지를 천천히 첨가하여 균질하게 분산되도록 고속 교반을 실시한 후 포트홀 발생 방지를 위한 탄소섬유를 활용한 고부착 포장도로의 균열보수재를 제조하였다.
상기 포트홀 발생 방지를 위한 탄소섬유를 활용한 고부착 포장도로의 균열보수재 제조에서 고흡수성 고분자 분산 과정에서 점착 증가제, 아크릴 공중합체 첨가에 따른 흡수 팽윤 거동에 대한 실험을 실시하여 표 3에 기재하였다.
Figure 112015102619335-pat00001
비교예 1.
포트홀 발생 방지를 위한 탄소섬유를 활용한 고부착 포장도로의 균열보수재 규격값. (ASTM D 6690 Type Ⅲ)
상기와 같은 방법으로 제조한 실시예 1, 비교예 1의 포트홀 발생 방지를 위한 탄소섬유를 활용한 고부착 포장도로의 균열보수재 조성물에 대하여 을 다음과 같이 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타냈다.
실시예 및 비교예 측정 방법
1) 콘침입도((1/10mm), 25℃(77℉), 150g, 5초) : ASTM D 6690
2) 원상회복율((%), 25℃, 75g) : ASTM D 6690
3) 흐름성((mm), 60℃, 5hr) : ASTM D 6690
4) 연화점(℃) : ASTM D 6690
5) 아스팔트 적합성(60℃, 72시간) : ASTM D 6690
6) 저온접착성(-29℃, 50%신장, 3cycle) : ASTM D 6690
7) Oven Aged(70℃,168hr)후 원상회복율((%), 25℃, 75g) : ASTM D 6690
8) 수침후(96hr) 저온접착성(-29℃, 50%신장, 3cycle) : ASTM D 6690
9) 접착신장율(%, 25℃, 파단시) : ASTM D 5329
10) 점도(cps, 170℃)
11) 촉진내후성(Xenon, 300hr) : ASTM C 793
- 블랙패널온도 : 63ㅁ3℃
- 상대습도 : 50ㅁ5%
- 분무사이클 : 120분 조사후 18분 조사 및 물 분무
- 복사조도 : 0.51W/㎡(340nm)
시험항목 비교예1 배합1 배합2 배합3
콘침입도(dmm) 90이하 45 42 75
원상회복율(%) 60이상 60 65 40
수침후
원상회복율(%)		 60이상 60 65 50
흐름성(mm) 3이하 0 0 0
연화점(℃) 83이상 100 105 96
저온접착성 균열,분리가 없을것 이상없음 이상없음 이상없음
수침후
저온접착성		 균열,분리가 없을것 이상없음 계면분리 계면분리
아스팔트적합성 기름유출 및 유해인자 발생하지 않을것 기름유출 이상없음 기름유출
접착신장율 - 600 800 540
촉진
내후성		 변형 이상없을것 이상없음 이상없음 변형발생
박리 이상없을것 이상없음 이상없음 박리발생
저온접착성 균열,분리가 없을것 이상없음 이상없음 균열발생
상기한 실험 결과에서 알수 있는 바와 같이 본 발명의 배합 2의 포트홀 발생 방지를 위한 탄소섬유를 활용한 고부착 포장도로의 균열보수재는 콘침입도,원상회복율, 흐름성, 연화점, 아스팔트 적합성, 저온접착성, Oven Aged후 원상회복율, 수침후 저온접착성, 접착신장율, 점도, 촉진내후성등이 규격값에 모두 만족됨을 확인할 수 있었다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
11 : 실란트
12 : 보수홈
13 : 적외선 램프

Claims (6)

  1. 포장도로 보수방법으로,
    포장도로의 보수홈에 용융상태이며, 탄소섬유 칩(Carbon Fibier chip)을 함유하는 실란트를 충전하는 실란트 충전단계;
    상기 실란트 충전 단계에 의해 상기 보수홈에 충전된 상기 실란트를 가열하는 충전부 가열 단계를 포함하며,
    상기 충전부 가열 단계는 적외선 램프를 이용하여 적외선을 상기 보수홈에 충전된 상기 실란트에 방사하여 수행되며,
    상기 실란트는 아스팔트 100 중량부, 열가소성 탄성체 10 내지 30 중량부, 점착 증강제 1 내지 30 중량부, 아크릴 공중합체 1 내지 20 중량부, 고흡수성 수지 5 내지 40 중량부, 가소제 1 내지 5 중량부, 길이 1 내지 3mm의 탄소섬유 칩(Carbon Fibier chip) 1 내지 10중량부이고,
    상기 고흡수성 수지는 아크릴산(sodium polyacrylic acid), 아크릴아마이드(Polyacrylamide), 메타크릴산(methacrylic acid) 및 에틸렌 옥사이드(polyethylen glycol)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며,
    상기 점착 증강제는 아스팔트 혼합물 점착력 증가시키고 친수성인 고흡수성 수지의 표면의 캡슐효과를 유발하는 수용성 고분자 수지인 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 초산 비닐계수지, 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 및 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 포장도로의 균열보수방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 포장도로의 균열보수방법은, 상기 실란트 충전 단계 전,
    포장도로의 표면에 발생한 균열부위에 보수홈을 형성하는 보수홈 형성 단계;
    상기 보수홈에서 이물질을 제거하는 이물질 제거 단계; 및
    상기 이물질 제거 단계에 의해 이물질이 제거된 상기 보수홈을 가열하는 보수홈 가열 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장도로의 균열보수방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 보수홈 형성 단계와 상기 이물질 제거 단계는,
    상기 보수홈을 형성하는 커터기와 먼지를 흡입하는 집진기가 일체로 형성된 장비에 의해 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 포장도로의 균열보수방법.
  5. 포장도로의 균열보수용 실란트로, 상기 실란트는,
    아스팔트 100 중량부, 열가소성 탄성체 10 내지 30 중량부, 점착 증강제 1 내지 30 중량부, 아크릴 공중합체 1 내지 20 중량부, 고흡수성 수지 5 내지 40 중량부, 가소제 1 내지 5 중량부, 길이 1 내지 3mm의 탄소섬유 칩(Carbon Fibier chip) 1 내지 10중량부이며,
    상기 고흡수성 수지는 아크릴산(sodium polyacrylic acid), 아크릴아마이드(Polyacrylamide), 메타크릴산(methacrylic acid) 및 에틸렌 옥사이드(polyethylen glycol)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며,
    상기 점착 증강제는 아스팔트 혼합물 점착력 증가시키고 친수성인 고흡수성 수지의 표면의 캡슐효과를 유발하는 수용성 고분자 수지인 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 초산 비닐계수지, 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 및 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며, 상기 실란트는 적외선 램프에 의하여 가열되어 경화되는 것을 특징으로 하는 포장도로의 균열보수용 실란트.
  6. 삭제
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