KR101635327B1 - 포장도로 보수 방법 - Google Patents

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KR101635327B1
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Abstract

표면에 균열이 발생한 포장도로에 덧씌우기층을 형성하는 덧씌우기 단계; 및 상기 균열이 발생한 부분에 대한 보수를 수행하는 균열 보수 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장도로 보수 방법이 제공된다.

Description

포장도로 보수 방법 {CONSTRUCTION METHOD FOR REPARING PAVED ROAD}
본 발명은 포장도로의 보수 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 균열이 발생한 포장도로에 덧씌우기를 수행하여 도로를 보수하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 포장도로는 아스팔트와 골재가 혼합된 아스팔트 콘크리트를 포장하거나 시멘트와 골재가 혼합된 시멘트 콘크리트를 포장한 시멘트 콘크리트를 포장하여 시공되는데, 노후된 기존 포장도로의 보수는 덧씌우기 포장에 의해 보강되는 것이 보편적이다. 이때, 덧씌우기 포장이 수행되기 전에 기존 포장도로의 표면에 발생한 균열에 대한 보수가 먼저 수행된다. 균열 보수는 균열 부위에 보수홈을 형성하고 보수홈에 실란트를 충전함으로써 수행된다. 균열이 보수되지 않은 상태에서 덧씌우기 포장이 수행되면, 기존 포장도로의 균열이 덧씌우기층으로 전달되어서 덧씌우기층에도 균열이 발생하게 된다. 도 1에는 종래의 방법에 의해 덧씌우기 보강된 포장도로의 단면 구조가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 기존 포장도로(11)의 표면에는 균열 부위(미도시)에 대응하여 보수홈(12)이 형성되고, 보수홈(12)은 실란트(13)로 충전되며, 덧씌우기층(14)은 기존 포장도로(11)와 실란트(13)를 덮는다. 하지만, 덧씌우기층(14)에서 실란트(13)에 대응하는 위치에서 2차 균열이 종종 발생하여 개선이 요구되고 있다.
상기와 같은 노후 콘크리트도로의 덧씌우기한 아스콘 포장층의 문제을 해결하기 위한 보수 공법이 출현했는데, 노후콘크리트도로의 줄눈재와 균열부에 보수되는 재료가 온도변화의 의한 콘크리트도로의 수축팽창 거동, 노후 콘크리트표면과의 접착력, 차량하중에 의한 응력을 수용할수 있는 물성을 명확히 제시하고 있지 않아 덧씌운 아스콘 포장층의 팟홀 및 반사균열과 같은 2차 하자가 빈번히 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 아스콘과 같은 덧씌우기층이 덮인 포장도로에서 포장도로의 균열부분에 의하여 발생하는 문제를 효과적으로 해결하기 위한 새로운 시도가 필요하다.
본 발명의 목적은 2차 균열의 발생을 억제하는 덧씌우기 공법을 이용한 포장도로 보수방법과 이를 위한 새로운 실란트를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 표면에 균열이 발생한 포장도로에 덧씌우기층을 형성하는 덧씌우기 단계; 및 상기 균열이 발생한 부분에 대한 보수를 수행하는 균열 보수 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장도로 보수 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 균열 보수 단계는 상기 균열 부위에 대응하는 덧씌우기층 및 포장도로를 관통하는 보수홈을 형성하는 보수홈 형성 단계; 및 상기 보수홈에 실란트를 충전하는 실란트 충전 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장도로 보수 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 포장도로 보수 방법은 상기 보수홈 형성 단계를 수행하기 전에 상기 덧씌우기층에 의해 덮인 기존 포장도로에 발생한 균열의 위치를 파악하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 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, 탄소섬유 칩 1 내지 10중량부의 조성을 갖는다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 덧씌우기층이 적층된 노후 콘크리트도로의 줄눈 및 균열부에 탄소섬유를 활용한 고부착 아스팔트계 실란트(반사균열 억제재)가 충진 및 포설 되므로써 덧씌우기층이 형성된 후에 기존 노후 콘크리트도로의 줄눈 및 균열부에 의한 2차 균열이 방지될 수 있다.
또한, 탄소섬유를 활용한 고부착 아스팔트계 실란트(반사균열 억제재)는 동절기 환경에 대한 저온 유연성과 우수한 부착력으로 포장도로와의 일제화 거동을 형성할 수 있다. 특히 포장도로 균열 접착부에 고흡수성 고분자를 포함하는 자기 팽창성 컴파운드의 수분 팽윤(swollen)거동 및 자기 팽창성 최적화 구현을 통한 포장층의 후속 균열 부위로 들어오는 유체의 흐름을 차단하는 함으로써 포장층과의 접착 불량 및 추가 균열이 발생할 수 있는 누수현상에 대한 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 아스팔트에 열가소성탄성체, 가소제등 기타 특수 첨가제를 적용하여 고무화 아스팔트 혼합물을 개발하고, 이러한 아스팔트 혼합물에 인장강도와 표면 마모도를 증대시키기 위해 탄소섬유 칩을 분산 안정화 기술을 이용하여 연속된 아스팔트 혼합물상에 균일한 탄소섬유 칩을 미립자 형태로 분산시켜 내열성, 접착력, 저온 유연성 및 표면 마모도가 우수한 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트는 포장, 교량, 암거 등 각종 토목구조물의 균열 발생시 주입 및 포설 해줌으로써 구조물 수명 연장에 기여할 수 있다. 그리고 탄소섬유 칩의 선택적 도입으로 아스팔트 도막의 인장강도를 개선하여, 건조가 빠른 속건형으로 작업성이 용이하고 내후성, 내마모성 등이 우수며 인화성이 없고, 무독성(납, 크롬, 수은, 카드뮴 등 미포함)으로 환경 친화적이다. 또한 적외선 램프로 조사되는 복사열에 의하여 균일하게 분산된 탄소섬유가 이를 흡수하여 방사함으로써 실란트의 균일하고 빠른 가열과 경화가 가능해진다.
도 1은 종래의 도로 보수 방법에 의해 보수된 포장도로의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 보수 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시된 도로 보수 방법에 의해 보수된 포장도로의 단면 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트에 사용된 탄소섬유 칩의 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트 내의 고흡수성 고분자 입자의 캡슐화 모사에 대한 흡수-팽윤 후 누수차단 구조를 도시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트의 수분 팽창 거동을 도식한 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 실란트의 성분에 따른 내부 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 노후 콘크리트 도로와 같은 포장도로에 아스콘과 같은 덧씌우기층을 적층한 후, 포장도로에 형성된 균열 및/또는 줄눈 부분에 보수홈을 형성하는데, 상기 보수홈은 덧씌우기층를 관통하여 상기 포장도로에 설정된다. 이후 상기 보수 홈에는 탄소섬유 칩이 분산된 실란트가 충전 및 포설된다. 이로써 덧씌우기층 형성 후에 발생하는 균열부붐에 의한 2차 균열이 방지된다.
더 나아가, 탄소섬유 칩의 선택적 도입으로 아스팔트 도막의 인장강도를 개선하여, 건조가 빠른 속건형으로 작업성이 용이하고 내후성, 내마모성 등이 우수하며 인화성이 없고, 무독성(납, 크롬, 수은, 카드뮴 등 미포함)으로 환경 친화적이다는 장점이 있다. 또한 보수홈에 주입되어 채워지는 실란트와 동일 재질의 실란트를 덧씌우기층 시공 전 구비시킴으로써 아스콘과 같은 덧씌우기층 시공시 발생하는 기계적 손상으로부터 보수홈을 보호하고, 더 나아가 2단계의 시공방식으로 1차 실란트 주입 후 양생시 발생하는 보수홈의 비충전부분을 다시 채워 보수훔을 완전하게 충전할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 보수 방법이 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 보수 방법은 덧씌우기 단계(S10), 보수홈 형성 단계(S20)와, 실란트 충전 단계(S30)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 덧씌우기 단계(S10)에서는 표면에 줄눈 및 균열이 발생한 기존 포장도로에 덧씌우기층이 형성된다.
덧씌우기층을 형성하는 구체적인 방법은 종래의 덧씌우기 포장에서 사용되는 방법이 동일하게 사용되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧씌우기 단계(S10)가 완료된 후에는 보수홈 형성 단계(S20)가 수행된다.
보수홈 형성 단계(S20)에서는 기존 포장도로의 줄눈 부위 또는 균열 부위에 보수홈이 형성된다.
상기 보수홈은 기존 포장도로에서 줄눈부를 포함하는 부분과 덧씌우기층에서 줄눈부을 덮고 있는 부분이 홈 형태로 제거되어서 형성되는데, 상기 보수홈은 줄눈부 보수 작업에서 통상적으로 사용되는 라우터(router)를 사용하여 형성될 수 있다.
보수홈을 형성하기 위하여 본 발명에 일 실시예에 따른 도로 보수 방법은 보수홈 형성 단계를 수행하기 전에 덧씌우기층에 의해 덮인 기존 포장도로에 발생한 줄눈부나 균열부분의 위치를 파악하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 줄눈부나 균열부의 위치는 기존 콘크리트 도로의 줄눈부위를 도로의 양끝단에 표시한뒤, 기존 콘크리트 도로위에 덧씌우기를 한뒤 덧씌우기전 표시해 놓았던 줄눈부위를 레이저 수평계를 이용하여 덧씌우기한 아스팔트 포장표면에 라인을 표시하는 방식을 확인될 수 있다.
이후, 보수홈 형성 단계(S20)에 의해 보수홈이 형성된 후에는 실란트 충전 단계(S30)가 진행되는데, 본 발명의 일 실시예에서 상기 실란트 충전 단계(S30)에서는 보수홈 형성 단계(S20)를 통해 형성된 보수홈에 용융 상태의 탄소섬유를 활용한 고부착 아스팔트계 실란트가 충전된다.
본 발명의 일 실시예에서 실란트 충전 단계에서 사용되는 실란트는 내열성, 접착력, 저온 유연성 및 표면 마모도가 우수한 탄소섬유를 활용한 고부착 아스팔트계 실란트가 사용되는 것을 포함한다.
실란트가 충전되기 전에 보수홈 내에서 실란트의 접착성 향상을 위하여, 보수홈 내에 남아있는 먼지와 같은 이물질에 대한 제거 작업과 보수홈에 대한 가열 작업이 먼저 수행되는 것이 바람직하다. 보수홈 내의 이물지 제거는 보수홈의 형성과 동시에 이루어질 수도 있다. 이를 위하여 보수홈을 형성하는 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.
도 3에는 본 발명의 도로 보수 방법에 의해 보수된 포장도로의 단면 구조가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 기존 포장도로(100)의 위에는 덧씌우기 단계(도 2의 10)를 통해 형성된 덧씌우기층(200)이 구비되고, 보수홈 형성 단계(도 2의 S20)를 통해 기존 포장도로(100)에서 균열(미도시)을 포함하는 부분과 덧씌우기층(200)에서 균열(미도시)을 덮고 있는 부분이 제거되어서 보수홈(300)이 형성되며, 실란트 충전 단계(S30)를 통해 보수홈(300)의 내부에는 실란트(400)가 충전되어 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 노후 콘크리트도로의 덧씌운 아스콘의 내구수명을 연장시키기 위해 사용되는 탄소섬유를 활용한 고부착 아스팔트계 실란트를 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 보수홈과 덧씌우기층사이에서 발생하는 2차 균열을 방지하고자, 높은 인장강도를 제공하며 우수한 내열특성을 갖는 탄소섬유 칩을 활용한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트에 사용된 탄소섬유 칩의 사진이고, 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 발명에 따른 포장도로 보수방법에 사용되는 실란트는 내열성, 접착력, 저온 유연성 및 표면 마모도가 우수한 탄소섬유를 활용한 고부착 아스팔트계 실란트가 사용되며, 실란트가 충전되기 전에 보수홈 내에서 실란트의 접착성 향상을 위하여, 보수홈 내에 남아있는 먼지와 같은 이물질에 대한 제거 작업과 보수홈에 대한 가열 작업이 먼저 수행되는 것이 바람직하다.
보수홈 내의 이물지 제거는 보수홈의 형성과 동시에 이루어질 수도 있다. 이를 위하여 보수홈을 형성하는 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.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 노후 콘크리트도로의 덧씌운 아스콘의 내구수명을 연장시키기 위해 사용되는 탄소섬유를 활용한 고부착 아스팔트계 실란트를 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 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, 상술한 탄소섬유 칩 1 내지 10 중량부를 포함한다
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. .
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 5는 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 6은 본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트의 수분 팽창 거동을 도식한 모식도이다.
도 6을 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 아스팔트 100 중량부에 대하여 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 증가하나, 아스팔트에 비해 상대적으로 고가이기 때문에 5∼15중량%를 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 탄소섬유 칩은 고온(160~180℃)에서 고전단 교반기(high shear mixer) 등에 의한 고속 혼합에 의해 아스팔트 내에서 완전 분산되어 균질한 형태의 네트워크 구조를 형성하고, 이의 함량이 증가할수록 탄성, 내열성, 인장강도 및 표면마모도 및 기계적 강도가 증가하나, 아스팔트에 비해 상대적으로 고가이기 때문에 상기 범위가 적절하다.
본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트에 포함되는 점착 증가제는 접착력을 증가시키기 위해 폴리이소프렌고무 또는 부틸고무를 포함한다. 상기 점착 증가제는 실란트의 균열 대응성, 모체 거동 대응성(내피로성능) 및 포장도로와의 접착성능을 증가시키고 작용하며, 점착 증가제 함량은 5~30질량%가 바람직하다. 이는 점착 증가제가 5중량% 미만이면 접착성능, 부착성능 개선을 위한 첨가 효과가 거의 없고 내피로성능이 저하되어 포장층의 반복적 거동에 의해 실란트가 파단이 발생하게 되며, 30중량%를 초과하면 접착력은 우수하나 인장강도, 인열강도와 같은 기계적 물성이 저하되는 경향이 있다.
본 발명의 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트에 선택적으로 포함되는 가소제로 프로세싱 오일 1~20중량%가 바람직하다. 상기 프로세싱 오일은 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트의 제조 공정에서 가공성능 개선하고, 동절기에 저온 유연성을 유지하는 특징을 지니고 있다. 또한, 가소제가 1중량% 미만이면 아스팔트 컴파운드 가공성이 저하되고 저온 유연성이 저하되며, 20중량%를 초과하면 과도한 오일 첨가로 접착력이 급격히 감소하여 포장도로 표면과의 실란트 박리, 접착층 들뜸 현상이 발생하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트를 개발 하여 동절기 환경에 대한 저온 유연성과 우수한 부착력으로 포장도로 표면과 실란의 일제화 거동을 형성할 수 있다. 특히 포장도로 균열 접착부에 고흡수성 고분자를 포함하는 자기 팽창성 컴파운드의 수분 팽윤(swollen)거동 및 자기 팽창성 최적화 구현을 통한 포장층의 후속 균열 부위로 들어오는 유체의 흐름을 차단하는 함으로써 포장층과의 접착 불량 및 추가 균열이 발생할 수 있는 누수현상에 대한 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 인장강도와 표면 마모도를 증대시키기 위해 탄소섬유 칩을 분산 안정화 기술을 이용하여 연속된 아스팔트 혼합물상에 균일한 탄소섬유 칩을 미립자 형태로 분산시켜 내열성, 접착력, 저온 유연성 및 표면 마모도가 우수한 탄소섬유를 활용한 고부착 균열보수용 실란트는 포장, 교량, 암거 등 각종 토목구조물의 균열 발생시 주입 및 포설 해줌으로써 구조물 수명 연장에 기여할 수 있는 포트홀 발생 방지를 위한 탄소섬유를 활용한 고부착 포장도로의 균열보수재를 제공하는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트 조성물의 성분은 아스팔트를 기본기재로 사용하며, 아스팔트와의 상용성이 우수한 탄소섬유 칩을 사용하여 실란트의 물성을 개선시켰다(도 7 참조). 더 나아가, 적외선 램프로 양생을 진행하여 탄소섬유 칩에 의한 복사 가열과 방열로 가열효과를 극대화할 수 있다.
100 : 기존 포장도로
200 : 덧씌우기층
300 : 보수홈
400 : 실란트

Claims (4)

  1. 표면에 균열이 발생한 포장도로에 덧씌우기층을 형성하는 덧씌우기 단계; 및
    상기 균열이 발생한 부분에 대한 보수를 수행하는 균열 보수 단계를 포함하며,
    상기 균열 보수 단계는 상기 균열 부위에 대응하는 덧씌우기층 및 포장도로를 관통하는 보수홈을 형성하는 보수홈 형성 단계; 및
    상기 보수홈에 실란트를 충전하는 실란트 충전 단계를 포함하며,
    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 1 내지 10중량부의 조성을 가지며,
    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 포장도로 보수 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 포장도로 보수 방법은,
    상기 보수홈 형성 단계를 수행하기 전에 상기 덧씌우기층에 의해 덮인 기존 포장도로에 발생한 균열의 위치를 파악하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장도로 보수 방법.
  4. 삭제
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