(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2016년09월02일
(11) 등록번호 10-1653170
(24) 등록일자 2016년08월26일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
C04B 18/24 (2006.01) C04B 16/06 (2006.01)
C04B 18/14 (2006.01) C04B 20/10 (2006.01)
C04B 24/28 (2006.01) C04B 24/34 (2006.01)
C04B 24/38 (2006.01) C04B 103/00 (2006.01)
C04B 111/00 (2006.01)
(52) CPC특허분류
C04B 18/24 (2013.01)
C04B 16/0625 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2016-0055302
(22) 출원일자 2016년05월04일
심사청구일자 2016년05월04일
(56) 선행기술조사문헌
KR1019960703822 A
JP2001158857 A*
JP2005048001 A*
KR1019960703822 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
(주) 이도켐
서울특별시 구로구 개봉로 17 ,성림빌딩301호(
개봉동)
(72) 발명자
이호순
인천광역시 서구 청라라임로 85 102동 2604호
(74) 대리인
최영민
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 문영준
(54) 발명의 명칭 친환경 특수첨가제를 이용한 다기능 고성능 아스팔트 콘크리트 제조방법 및 이를 이용한 아스
팔트 콘크리트 시공방법
(57) 요 약
본 발명은 친환경 특수첨가제를 이용한 다기능 고성능 아스팔트 콘크리트 제조방법 및 이를 이용한 시공방법에
관한 것으로서, 첨가제의 주성분으로서 친환경 소재인 스트로 파이버와 포졸란을 사용함으로써, 아스팔트 콘크리
트의 결합력을 증가시키고 환경 오염을 방지하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 모래, 자갈 등의 골재를 용융 아스팔트로 결합시켜 형성한 아스팔트 콘크리트에
있어서, 스트로 파이버 25~35중량부, 구마롱수지 2~3중량부, 포졸란 55~60중량부, 숯 가루 3~7중량부, 천연고무
2~3중량부, 길소나이트 2~3중량부를 포함하여 이루어진 첨가제를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
등록특허 10-1653170
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(52) CPC특허분류
C04B 16/0691 (2013.01)
C04B 18/142 (2013.01)
C04B 20/104 (2013.01)
C04B 24/282 (2013.01)
C04B 24/283 (2013.01)
C04B 24/34 (2013.01)
C04B 24/383 (2013.01)
C04B 2103/0088 (2013.01)
C04B 2111/00017 (2013.01)
등록특허 10-1653170
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명 세 서
청구범위
청구항 1
모래, 자갈 등의 골재를 용융 아스팔트로 결합시켜 형성한 아스팔트 콘크리트에 있어서,
짚을 건조 및 분쇄하여 제조한 분말 형태의 스트로 파이버 25~35중량부, 인조 송진으로 이루어진 점착제인 구마
롱수지 2~3중량부, 천연 광물성 소재인 포졸란 55~60중량부, 야자 숯가루 3~7중량부, 천연고무 2~3중량부, 천연
아스팔트인 길소나이트 2~3중량부를 포함하는 첨가제를 첨가하고,
상기 첨가제에, 비정질 폴리올레핀, 공중합 폴리아미드, 폴리에스터 중 하나 이상이 2~3중량부 더 포함되며,
상기 첨가제에, TPE(Thermo Plastic Elastomer), 셀룰로오스, 폴리우레탄 중 하나 이상이 2~3중량부 더 포함되
고,
상기 첨가제에, 제강 슬래그가 2~3중량부 더 포함되며,
상기 첨가제는 아스팔트 콘크리트에 대하여 중량비로 0.5~1.0%가 첨가되는 것을 특징으로 하는 친환경 특수첨가
제를 이용한 다기능 고성능 아스팔트 콘크리트 시공방법.
청구항 2
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청구항 6
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발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 도로 포장 등에 사용되는 아스팔트 콘크리트 제조방법 및 이를 이용한 아스팔트 콘크리트 시공방법에[0001]
관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 아스팔트 콘크리트에 친환경 특수 첨가제를 첨가함으로써, 방수성, 투수성,
내구성을 향상시키고, 소음을 감소시키고 재활용이 가능하도록 하며, 아스팔트 콘크리트의 결합력을 증대시킴과
동시에 환경 오염을 줄일 수 있도록 한 친환경 특수첨가제를 이용한 다기능 고성능 아스팔트 콘크리트 제조방법
및 그 시공방법에 관한 것이다.
배 경 기 술
아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)는 모래, 자갈 등의 골재를 용융 아스팔트로 결합시킨 것으로서, 통상 '아[0002]
스콘'이라고 부르며 도로포장 등에 널리 사용되고 있다.
아스팔트 콘크리트에 사용되는 아스팔트로는 중유를 정제하고 남은 찌꺼기가 주로 사용되는데, 최근에는 중온[0003]
아스팔트(WMA: Warm Mix Asphalt)가 널리 사용되고 있다.
상기한 중온 아스팔트는, 에너지를 절약할 수 있고 대기오염을 감소시키며, 온도가 쉽게 저하되지 않아 기후조[0004]
등록특허 10-1653170
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건이 열악한 추운 지역이나 겨울철에도 아스팔트 포장 작업을 할 수가 있다.
또한 상기 중온 아스팔트는, 가열 아스팔트와 비교하여 상대적으로 높은 다짐밀도를 나타내고, 산화작용을 감소[0005]
시켜 재활용 골재 혼합물에서 균열발생을 억제하는 특징이 있다.
이러한 중온 아스팔트를 이용하여 아스팔트 콘크리트를 제조할 경우, 결합력 을 증대시키기 다양한 첨가제를 첨[0006]
가하고 있다.
이러한 아스팔트 콘크리트의 첨가제로서, 폐타이어 분쇄물 90중량부, 셀룰로오스 5중량부, SBS수지 1중량부, 송[0007]
진 1중량부, 질석 3 중량부로 구성된 첨가제가 있다.
그런데 상기한 종래의 첨가제는, 주성분인 폐타이어 분쇄물에서 환경 오염 물질이 발생하고, 폐타이어의 분쇄물[0008]
이 아스팔트 콘크리트의 결합력을 저하시키는 문제가 있다.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음[0009]
과 같다.
특허문헌 1은, SiO2 19.0 ~ 31.1wt.%, Fe2O3 29.6 ~ 38.2wt.%, Al2O3 7.0 ~ 13.9wt.%, CaO 14.5 ~ 38.0wt.%,[0010]
MgO 6.0 ~ 8.1wt.%, K2O 0.14 ~ 0.28wt.%의 함량을 갖는 전기로의 산화 슬래그를 파쇄 및 분쇄하고, 이 분쇄물
에서 철 성분을 제거한 다음, 크기별로 선별하여 아스팔트 콘크리트용 골재를 생산하고, 이를 이용하여 아스팔
트 콘크리트를 제조함으로써, 일반골재를 대체하여 보다 향상된 물성을 발휘할 수 있는 골재를 제공하고 전기로
산화 슬래그를 고부가가치의 제품으로 활용할 수 있도록 함과 아울러, 향상된 물성을 갖는 산화 슬래그 골재를
이용하여 아스팔트 콘크리트를 포설함으로써 아스팔트 콘크리트의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는, 전기로 산
화 슬래그를 이용한 아스팔트 콘크리트용 골재 및 이를 이용한 아스팔트 콘크리트에 대하여 기재하고 있다.
특허문헌 2는, 노상에 100∼150mm범위의 두께로 포설되며, 입경 25∼45mm범위의 골재를 포함하는 보조기층과;[0011]
보조기층의 상면에 30∼200mm범위의 두께로 포설되며, 주재료인 골재에 입경 0.5∼25mm 범위의 포졸란
(Pozzolan), 숯가루, 고무분말, 규사 중 적어도 한 종류 이상이 혼합된 투수기층과; 투수기층의 상면에 0.5∼
50mm범위의 두께로 포설되며, 입경 0.5∼5mm 범위의 포졸란과 특수첨가소재들과, 포졸란과 특수첨가소재들을 결
합시키는 바인더를 구비하는 표층을 구비하고, 표층의 포졸란이 표층의 총중량비를 기준으로 5∼15중량％, 특수
첨가소재가 표층의 총중량비를 기준으로 69∼80중량％, 바인더가 표층의 총중량비를 기준으로 14∼22중량％로
조성되며, 표층의 특수첨가소재는, 칼라고무칩, 규사, 우드칩, 액상우레탄 중, 어느 한 종류 또는 그 이상이 혼
합되어 구성됨으로써, 고무냄새와 악취의 발생이 적고 유해성분의 배출이 적으며 쾌적한 보행을 가능하게 하는,
포졸란 및 숯을 이용한 투수성 복합포장재구조 및 그 시공방법에 대하여 기재하고 있다.
특허문헌 3은, 2mm이하의 분쇄 폐타이어, 3mm이하의 가열 팽창 질석, 셀룰로오스섬유를 기초재료로 하여, 이 기[0012]
초재료에 개질유동재(브론 아스팔트, 로진(송진), PE WAX, EVA WAX, 유황, PE, SBS 등),
입자부착방지재(시멘트, 석회석, 탄산칼슘)가 투입되어 100℃~ 150℃로 가열혼합된 이후 50℃이하로 냉각하고
프로세스 오일 및 로진(송진), EVA 또는 유황을 추가하여 얻어지며, 다양한 종류의 아스팔트 콘크리트의 개질
첨가제로 이용되는, 중저온용 아스팔트 콘크리트의 첨가재 및 이를 사용한 저탄소의 아스팔트 콘크리트에 대하
여 기재하고 있다.
특허문헌 4는, 폐아스팔트 콘크리트로부터 얻어지는 순환골재 60 ~ 85 중량%와, 신재골재 15 ~ 40 중량%로 이루[0013]
어지는 도로포장용 골재 배합물 100 중량부에 대해, 채움재 10 ~ 40 중량부, 유화아스팔트 10 ~ 30 중량부, 재
생첨가제 5 ~ 45 중량부 및 물 5 ~ 45 중량부로 이루어짐으로써, 재생 첨가제를 통해 골재 간 결합력이 우수하
게 되고, 양생시간이 단축되게 되며, 아스팔트 콘트리트에 필요한 안정도값 및 흐름값의 개선이 이루어지게 되
어, 신재골재의 사용량을 최소화할 수 있고 이를 통해 도로포장비용이 절감될 수 있도록 하는, 재생첨가제가 함
유된 상온 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물에 대하여 기재하고 있다.
특허문헌 5는, 차량의 폐 전면유리로부터 분리된 폐 PVB 필름을 이용하여 아스팔트 바인더를 제조함으로써, 폐[0014]
기물을 자원화하고 폐차 재활용률이 향상되며 폐기물 처리비를 저감할 수 있으며, 폐 PVB 필름을 이용하여 중온
아스팔트 조성물을 제조함으로써 아스팔트를 가열하기 위해 사용되는 석유계 연료 등의 사용을 줄이고 왁스나
수지류를 사용하는 경우에 비해 경제적 이점을 얻을 수 있도록 한, 폐 PVB 필름을 이용한 아스팔트 조성물 및
그의 제조방법에 대하여 기재하고 있다.
선행기술문헌
등록특허 10-1653170
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특허문헌
(특허문헌 0001) KR 10-0795184 B1 [0015]
(특허문헌 0002) KR 10-0937223 B1
(특허문헌 0003) KR 10-1029912 B1
(특허문헌 0004) KR 10-1181861 B1
(특허문헌 0005) KR 10-1584677 B1
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 아스팔트 콘크리트의 첨가제 주성분으로 친환[0016]
경 소재인 스트로 파이버와 포졸란을 사용함으로써, 아스팔트 콘크리트의 결합력을 증가시키고 환경 오염을 방
지하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 아스팔트 콘크리트의 방수성, 투수성, 내구성을 향상시키고, 저소음을 실현할 수 있으[0017]
며, 재활용이 가능하도록 하는 데 있다.
과제의 해결 수단
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 모래, 자갈 등의 골재와 아스팔트를 결합시킨 아스팔트 콘크리트에 있[0018]
어서, 스트로 파이버(Straw Fiber) 25~35중량부, 구마롱수지 2~3중량부, 포졸란(Pozzolan) 55~60중량부, 숯 가
루 3~7중량부, NR(천연고무) 2~3중량부, 길소나이트(Gilsonite) 2~3중량부를 포함하는 첨가제를 투입하여 아스
팔트 콘크리트를 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가제에 비정질 폴리올레핀, 공중합 폴리아미드, 폴리에스터 중 하나 이상이 2~3 중량부 더 포함되[0019]
는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가제에 TPE(Thermo Plastic Elastomer), 셀룰로오스, 폴리우레탄 중 하나 이상이 2~3 중량부 더[0020]
포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 첨가제에 제강 슬래그(Slag)가 2~3중량부 더 포함되는 것을 특징으로 한다.[0021]
또한, 상기 첨가제는 아스팔트 콘크리트에 대하여 중량비로 0.5~1.0% 첨가되는 것을 특징으로 한다.[0022]
발명의 효과
본 발명에 의하면, 친환경 소재인 스트로 파이버와 포졸란을 주성분으로 하는 첨가제가 아스팔트 콘크리트에 첨[0023]
가되므로, 환경 오염을 방지할 수 있고, 아스팔트 콘크리트의 결합력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 아스팔트 콘크리트의 첨가제에 폐타이어 분쇄물을 사용하지 않으므로 환경 오염 문제와 결합력 저하 문제[0024]
를 모두 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 아스팔트 콘크리트의 방수성, 투수성, 내구성을 향상시킬 수 있고, 저소음을 실현할 수 있으며, 재활용이[0025]
가능한 효과가 있다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명에 따른 다기능 고성능 아스팔트 콘크리트 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다. [0026]
본 발명에 따른 친환경 특수첨가제를 이용한 다기능 고성능 아스팔트 콘크리트는, 모래, 자갈 등의 골재를 용융[0027]
된 아스팔트로 결합시킨 아스팔트 콘크리트에, 스트로 파이버 25~35중량부, 구마롱수지 2~3중량부, 포졸란
55~60중량부, 숯 가루 3~7중량부, NR(천연고무) 2~3중량부, 길소나이트 2~3중량부를 포함하는 첨가제가 첨가된
다.
등록특허 10-1653170
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상기 스트로 파이버(Straw Fiber)는, 짚을 건조 및 분쇄하여 제조한 천연 특수섬유로서, 분말 형태로 이루어진[0028]
것을 사용한다.
상기 스트로 파이버는, 아스팔트 콘크리트의 결합력을 강화시켜, 크랙 발생이나 소성 변형을 방지하고 탈취 효[0029]
과를 증대시킨다.
또한 상기 스트로 파이버는 친환경 소재이므로 환경 오염을 방지할 수가 있다.[0030]
상기 스트로 파이버를 25중량부 미만으로 첨가하면 크랙 방지 효과가 작고, 35중량부 이상을 첨가할 경우 가격[0031]
대비 효과의 상승이 미미하다.
따라서 상기 스트로 파이버는, 첨가제 전체 조성물에 대하여 25~35중량부 첨가하는 것이 바람직하다. [0032]
상기 구마롱수지는 인조 송진으로 이루어진 점착제로서, 접착성이 뛰어나 아스팔트 콘크리트의 결합력을 증대시[0033]
킨다.
또한 상기 구마롱수지는, 내슬립성 재질로서 수막 현상으로 인한 미끄럼 저항성이 우수한 특징이 있다. [0034]
상기 구마롱수지를 2중량부 미만으로 첨가하면 접착성이 약하고, 3중량부를 초과하여 첨가할 경우 가격 대비 효[0035]
과의 상승이 크지 않다.
따라서 상기 구마롱수지는, 첨가제 전체 조성물에 대하여 2~3중량부 첨가하는 것이 바람직하다. [0036]
포졸란(Pozzolan)은 규조토(Diatomite)와 같은 천연 광물성 소재로서, 음이온 방출과 탈취 효과 및 항균 작용에[0037]
의해, 석유화학 물질의 독성을 배출하는 역할을 한다.
천연 포졸란의 규조토는, 바다 또는 호수 밑바닥에 침적된 연질의 암석 또는 흙덩이로서, 약 95％ 이상이 실리[0038]
카 성분으로 구성되어 다량의 원적외선을 방사하고, 미세한 공극들을 갖추고 있다.
상기 포졸란이 55중량부 미만이면 정화 효과가 낮고, 60중량부를 초과할 경우에는 결합력이 저하된다.[0039]
따라서 상기 포졸란은, 첨가제 전체 조성물에 대하여 55~60중량부 첨가하는 것이 바람직하다. [0040]
숯 가루는 야자 숯을 사용하는 것이 바람직하며, 정화작용과 제습 및 탈취 효과가 있다.[0041]
상기 숯 가루가 3중량부 미만이면 그 효과가 미약하고, 7중량부를 초과하더라도 효과의 상승폭이 미미하다.[0042]
따라서 상기 숯 가루는, 첨가제 전체 조성물에 대하여 3~7중량부 첨가하는 것이 바람직하다. [0043]
NR(Natural Rubber)은 천연 고무로서, 일반적인 아스팔트 첨가제에 사용되는 폐타이어에 비해 강한 진동 예방[0044]
및 소음 방지 효과가 있다.
상기 NR이 2중량부 미만이면 효과가 미미하므로 2중량부를 하한으로 하고, 가격이 고가인 점을 감안하여 3중량[0045]
부를 상한으로 하였다.
길소나이트(Glsonite)는 통상의 아스팔트에 비해 높은 용융점을 갖는 천연 아스팔트로서, 친환경적이며 높은 결[0046]
합력을 지니고 있다.
상기 길소나이트는 2중량부 미만이면 효과가 미미하므로 2중량부를 하한으로 하고, 가격이 고가인 점을 감안하[0047]
여 3중량부를 상한으로 하였다.
한편, 상기 첨가제는, 비정질 폴리올레핀, 공중합 폴리아미드, 폴리에스터 중 하나 이상을 2~3중량부 더 포함할[0048]
수 있다.
상기 비정질 폴리올레핀(APO: Amorphous Polyolefin)은 에틸렌과 프로필렌 같은 올레핀을 첨가 중합시킨 강한[0049]
접착성 소재로서, 하절기에 아스팔트 콘크리트의 열전도율을 저하시킨다.
상기 공중합 폴리아미드(CoPA)와 공중합 폴리에스터(CoPES)는 고분자 화합물로서 아스팔트 콘크리트의 결합력을[0050]
증대시키는 효과가 있다.
또한 상기 첨가제는, TPE(Thermo Plastic Elastomer), 셀룰로오스, 폴리우레탄 중 하나 이상을 2~3중량부 더[0051]
포함할 수 있다.
상기 TPE는 고무와 플라스틱의 성질을 모두 가지고 있는 천연 고무소재로서, 고무보다 단단하고 플라스틱보다[0052]
등록특허 10-1653170
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부드러운 특징이 있다.
이에 따라 아스팔트 콘크리트의 결합력을 강화하고 소음을 감소시키는 효과가 있다.[0053]
상기 셀룰로오스는 화학 인조 섬유의 일종으로서 아스팔트 콘크리트의 크랙 을 방지하고, 폴리우레탄(TPU)은 합[0054]
성 섬유의 일종으로 아스팔트 콘크리트의 결합력을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 상기 첨가제는 제강 슬래그를 2~3중량부 더 포함할 수 있다. [0055]
상기 제강 슬래그는, 전기로에서 신철, 고철 등을 정련하여 강을 제조할 때 발생되는 슬래그로서, 아스팔트 콘[0056]
크리트의 소성 변형을 방지하고, 포장 도로의 포트 홀 발생을 방지하며, 도로의 미끄럼 현상을 방지하는 특징이
있다.
또한, 상기 첨가제는 아스팔트 콘크리트에 대하여 중량비로 0.5~1.0% 첨가되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 아[0057]
스팔트 콘크리트 1톤에 대하여 상기 첨가제를 5~10㎏ 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제가 0.5중량부 미만으로 첨가되는 경우 그 효과가 높지 않고, 1중량부를 초과하여 첨가하더라도 효과[0058]
의 상승폭이 미미하다.
따라서 상기 첨가제는, 아스팔트 콘트리트에 대하여 0.5~1.0중량부 첨가하는 것이 바람직하다. [0059]
상기와 같이 구성된 본 발명의 친환경 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용하여 시공을 하게 되면, 첨가제로서 폐[0060]
타이어를 사용할 때에 비하여 아스팔트 콘크리트의 결합력을 향상시킬 수가 있고, 환경 오염을 방지할 수가 있
다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로[0061]
의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에
대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절
한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
등록특허 10-1653170
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