KR20010073994A

KR20010073994A - 폐유리를 골재로 사용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의제조방법

Info

Publication number: KR20010073994A
Application number: KR1020000067078A
Authority: KR
Inventors: 박승범
Original assignee: 박승범
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2001-08-04
Also published as: KR100341021B1

Abstract

본 발명은 연간 8만톤 이상 배출되어 50%이상이 재활용되지 못하고 처분되고 있어 경제적손실 및 환경오염문제를 야기하고 있는 폐유리를 이용하여 고성능의 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하고자 하는 것으로 폐유리를 파쇄하여 아스팔트 콘크리트 혼합물용 골재로 이용함으로써 포장의 횡방향 변형을 감소시키고, 표면조도, 마찰상태가 양호하면서 겨울철 도로위의 눈을 신속히 녹이는 등의 특징을 갖는 포장용 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조에 관한 것이다.

본 발명의 제조방법은 아스팔트 콘크리트 혼합물 제조시 폐유리를 파쇄한 골재를 최대치수 13mm, 10mm, 4.75mm의 것으로 13∼2.36mm, 13∼4.75mm, 10∼4.75mm, 4.75∼2.36mm의 입도범위에서 마샬안정도, 동적안정도 및 적용도로의 교통조건을 고려하여 아스팔트 콘크리트 혼합물에 골재배합률로 5∼10% 혼입하고 골재의 박리저항성을 증가시키기 위하여 개질재로 SBR Latex를 혼입하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는데 있어 폐유리를 파쇄하여 아스팔트 콘크리트 혼합물의 골재로 이용함으로써 성능이 우수한 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조함과 동시에 폐유리의 재활용 촉진을 통한 자원의 유효이용으로 국가의 에너지절약 및 외화절감과 폐유리의 불법처분에 의한 환경피해의 예방에 매우 크게 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

폐유리를 골재로 사용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조방법 {Manufacturing Methods of Asphalt Concrete Mixture Using Waste Glass Aggregates}

본 발명은 폐유리를 재활용하여 고성능의 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하기위한 것으로 폐유리 파쇄골재의 혼입률, 최대치수, 입도범위 등을 최적으로 결정하여 아스팔트 콘크리트 혼합물의 유동저항성, 마모저항성, 미끄럼저항성, 표면조도가 우수한 고성능의 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

생활폐기물로 발생되는 폐유리의 약 50% 정도만이 재활용되고 있으며 건설용 대체재료로서의 재활용은 거의 없는 실정이다. 또한 건설폐기물로 발생되는 폐유리는 혼합폐기물로 발생되어 분리 수거만 가능하면 재활용이 가능하지만 이의 재활용은 거의 이루어지지 못하고 있다.

종래의 폐유리 재활용도는 블록원료, 그라스 대리석, 그라스타일, 유리섬유, 발포용 경량골재, 차선도색용 안료에 혼합되어 재활용되고 있으며, 선진외국의 경우에도 폐유리를 샌드블라스팅에 사용되는 실리카 대체물질, 진흙이나 타일, 벽돌 등의 첨가물로 이용하는 정도이다.

따라서 재활용되지 못하고 폐기처분되고 있는 폐유리를 아스팔트 콘크리트 혼합물용 골재로서 이용하는 경우 대량의 재활용이 가능하며 그에 따른 경비절감효과와 환경피해의 예방에 크게 기여할 수 있을 것이다.

본 발명은 이와 같은 폐유리를 재활용하기 위하여 아스팔트 콘크리트 혼합물에 사용하는 경우의 발생하는 문제점을 해결함과 동시에 최근 대형차량 및 교통량의 증가로 그 필요성이 증대하고 있는 고성능의 포장용 아스팔트 콘크리트 혼합물에 접목시키고자 한 것으로 폐유리를 파쇄하여 골재의 형태로 아스팔트 콘크리트 혼합물에 이용함으로써 폐유리의 재활용을 도모함과 동시에 이를 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 내유동성, 내마모성, 동적안정도, 미끄럼저항성, 표면조도 등의 성능이 우수한 폐유리를 골재로 사용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조가 가능하도록 한 것에 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 일반 아스팔트 콘크리트 혼합물의 단면도

도 2는 본 발명에 따른 폐유리를 골재로 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 단면도

도 3은 본 발명에 이용된 안정도시험 예시도

도 4는 본 발명에 이용된 간접인장강도 응력조건의 예시도

도 5는 본 발명에 사용된 폐유리를 혼입한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 표면조도 향상 효과

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 폐유리 파쇄골재 2 : Load Cel l 3 : 시험용 공시체 4 : 변형량측정장치(LVDT)

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 재료를 사용한다.

폐유리는 여러 가지 종류의 유리가 혼재되어 있는 것으로 파쇄한 골재의 최대치수 13mm, 10mm, 4.75mm의 것으로 13∼2.36mm, 13∼4.75mm, 10∼4.75mm, 4.75∼2.36mm의 입도범위에서 마샬안정도, 동적안정도 및 적용도로의 교통조건을 고려하여 아스팔트 콘크리트 혼합물에 골재배합률로 5∼10% 혼입하여 제조한다. 그리고 아스팔트는 국내에서 제조된 AC60∼70, AC85∼100의 것을 사용하며, 골재의 박리저항성을 증가시키기 위하여 개질재로 SBS Latex를 사용한다. 굵은골재, 잔골재, 부순모래는 일반적인 아스팔트 콘크리트 혼합물(도1) 생산에 사용되는 것으로 KS규격을 만족하는 것을 사용하며 채움재는 석분 또는 석회석분을 사용한다.

본 발명은 상기와 같이 폐유리를 골재로 사용한 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는데 있어 일반 아스팔트 콘크리트 혼합물 제조시와 동일한 골재 및 아스팔트, 채움재 및 SBR Latex를 사용하고 폐유리를 파쇄한 것을 골재의 일부로 치환하여 혼합함으로써 폐유리의 유효이용을 도모함과 동시에 아스팔트 콘크리트 혼합물의 내유동성, 내마모성, 동적안정도, 미끄럼저항성 등이 우수한 폐유리를 골재로 사용한 고성능 아스팔트 콘크리트 혼합물(도2)을 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 폐유리를 골재를 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 품질특성을파악하기 위하여 아스팔트는 국내에서 제조된 침입도 67, 연화점 49℃, 비중 1.024인 것을 사용하고, SBR(stylene-butadiene rubber) Latex는 비중 0.97, pH10, 점도 40cps, 고형분 50%인 것을 사용하고, 굵은골재는 비중 2.71, 흡수율 0.89%, 단위중량 1,509kg/m^3,안정성 5.1%의 부순돌 #78을 사용하고, 잔골재는 비중 2.619, 흡수율 1.36%, 단위중량 1,744kg/m3, 안정성 2.6%의 부순모래를 사용하고, 비중 2.601, 흡수율 1.31%, 단위중량 1,715kg/m3, 안정성 2.5%의 모래를 사용하고, 채움재로는 비중 2.7의 석회석분을 사용하여 다음과 같은 시험을 실시하였다.

마샬안정도시험은 KS F 2337 「마샬시험기를 사용한 역청혼합물의 소성흐름에 대한 저항력시험방법」에 따라 실시하여 공극률, 포화도, 흐름값, 안정도를 구하였다.

특히 정확한 흐름값 및 안정도를 측정하기 위하여 용량 25ton의 컴퓨터 컨트롤 AG-25TB와 변위량측정기(LVDT)를 사용하였다(도3). 또한 포장구조체의 거동특성을 파악하기 위하여 회복탄성계수시험은 간접인장시험장치를 이용하여 ASTM D 4123에 따라 공시체에 반복하중을 가하여 구하였다.

공시체는 직경 101.6mm, 높이 63.5±1mm의 마샬공시체를 양면 50회 다짐하여 게이지 포인터를 장착하기 위하여 시료의 양면을 절취하여 공시체의 최소두께를 38.1mm 이상으로 하고 게이지포인터를 부착하여 상온 및 저온에서의 아스팔트 콘크리트 혼합물의 특성을 측정하기 위하여 0℃, 20℃의 시험온도로 3시간 동안 유지시켜 회복탄성계수를 측정하였다. 이때 하중재하는 1Hz 즉 0.1초의 재하시간과 0.9초의 휴지시간을 1사이클로 하여 재하하였다.

간접인장강도시험(indirect tensile strength : ITS)은 25℃에서 공시체 상단에 반경 50.8mm의 원형홈이 있는 재하대를 이용하여 50mm/min의 속도로 하중을 재하하였으며, 이때 공시체는 시험전 3시간동안 25℃의 항온기에 보관하였다(도4).

동적안정도시험은 30cm×30cm×5cm의 공시체를 직경이 46cm인 가압롤로로 17∼23cm/sec의 다짐속도로 다짐하여 가열 및 온도조절장치가 부착된 고온 항온실내에서 반복차륜 하중에 대한 동적안정도를 측정하였으며, 이때 시험온도는 60℃, 차륜접지압은 5.6kgf/cm2, 차륜통과회수는 42회/분, 차륜주행거리는 23cm/회, 트랙킹시간은 60분으로 하였으며, 시험차륜의 폭은 5cm, 직경은 20cm인 것을 사용하였고, 공시체는 실온에서 18시간 양생한후 시험온도인 60℃에서 6시간 양생하였다.

폐유리를 골재를 이용한 고성능 아스팔트 콘크리트 혼합물의 품질특성

구 분	A	B	C	D
안정도(kgf)	840	1,450	1,260	1,130
공극률(%)	4.6	3.7	3.2	2.4
포화도(%)	74.6	78.8	79.7	84.2
흐름값(1/10mm)	25	26	25	27
회복탄성계수(kgf/cm²)	0℃	10,370	12,520	11,530	11,260
회복탄성계수(kgf/cm²)	20℃	5,290	6,370	6,410	5,740
간접인장강도(kgf/cm²)	5.4	11.7	11.2	11.6
동적안정도(회/mm)	10,240	24,510	20,860	17,370
미끄럼저항성	65	67	65	66

폐유리 파쇄골재를 이용한 고성능 포장용 아스팔트 콘크리트 혼합물의 품질은 표1과 같이 일반 아스팔트 콘크리트 혼합물(A)에 비하여 최대치수 13mm, 입도범위13∼2.75mm의 폐유리 파쇄골재를 5%와 SBR Latex 3%를 혼입한 아스팔트 콘크리트 혼합물(B)와 폐유리 파쇄골재 10%와 SBR Latex 3% 혼입한 아스팔트 콘크리트 혼합물(C), 입도범위 4.76∼2.75mm의 폐유리 파쇄골재를 10%, SBR Latex를 3% 혼입한 아스팔트 콘크리트 혼합물(D)이 안정도는 각각 73%, 29%, 23% 증가하고, 공극률 및 흐름값은 감소하며, 포화도는 증가하는 것으로 나타나 마샬안정도 특성이 크게 개선되는 것으로 확인되었다.

상온에서의 회복탄성계수는 폐유리 파쇄골재를 혼입함으로써 7.0∼20.4% 정도 증가하여 온도에 대한 민감성이 저하하여 감온성이 크게 개선되는 것으로 확인되었다.

또한 간접인장강도와 동적안정도는 각각 49.6∼116.7%, 34.2∼139.4% 증가하고, 미끄럼저항성도 양호한 것으로 확인되었으며, 표면조도가 매우 향상되는 것으로 나타났다(도5).

상기와 같은 시험결과를 통하여 아스팔트 콘크리트 혼합물 제조시 폐유리를 파쇄하여 골재로서 아스팔트 콘크리트 혼합물에 혼입하고 개질재로 SBR Latex를 사용함으로써 유동저항성, 마모저항성, 동적안정도, 균열저항성, 등의 역학적성능과 내구성이 및 표면조도가 크게 향상되어 그 품질이 매우 우수한 것으로 나타남을 확인하였다.

상술한 바와 같이 본 발명은 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조하는데 있어 폐유리를 파쇄하여 골재로서 아스팔트 콘크리트 혼합물에 혼입함으로써 유동저항성, 마모저항성, 동적안정도, 균열저항성, 등의 역학적성능과 내구성이 매우 우수할뿐만아니라 표면조도가 뛰어난 포장용 아스팔트 콘크리트 혼합물을 제조 공급할 수 있어 폐유리의 재활용을 통한 자원의 유효이용으로 국가의 에너지절약 및 외화절감과 환경피해의 예방에 크게 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

포장용 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조시 폐유리를 파쇄한 것을 골재로서 이용하는 것을 특징으로 하는 폐유리를 골재로 사용한 고성능 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조
제 1항에 있어서, 상기 폐유리를 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조시 폐유리의 혼입률을 골재배합률의 5∼10% 혼입하는 것을 특징으로 하는 제조방법
제 1항에 있어서, 상기 폐유리를 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조시 최대치수 13mm, 10mm, 4.75mm의 것으로 13∼2.36mm, 13∼4.75mm, 10∼4.75mm, 4.75∼2.36mm의 입도범위를 갖는 폐유리 파쇄골재를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법
제 1항에 있어서, 상기 폐유리를 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 제조시 폐유리의 박리를 방지하기 위하여 SBR Latex를 혼입하는 것을 특징으로 하는 제조방법