KR101182203B1 - An asphalt modifying additive, and an modified asphalt composition containing them - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 종래의 아스팔트 콘크리트(이하 아스콘)에 사용되는 아스팔트 바인더로서의 아스팔트 개질 첨가제, 및 이를 함유한 개질 아스팔트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an asphalt modifying additive as an asphalt binder used in conventional asphalt concrete (hereinafter Ascon), and a modified asphalt composition containing the same.
종래의 아스콘은 스트레이트 아스팔트와 굵은 골재, 잔골재 및 포장용 채움재 (석회석분, 시멘트 등)를 가열 및 혼합하여 얻어지는 것으로서, 도로포장이나 주차장 등에 널리 사용되고 있다.Conventional ascon is obtained by heating and mixing straight asphalt, coarse aggregate, fine aggregate, and pavement fillers (limestone powder, cement, etc.), and are widely used in road paving and parking lots.
그러나, 아스콘에 포함된 스트레이트 아스팔트는 그 물성이 온도 변화에 민감한 것이어서, 아스콘 포장은 하절기에는 연화된 아스팔트로 인한 소성변형으로 포장체에 심한 굴곡이 생겨 자동차의 통행에 지장을 초래하기도 하는 반면, 동절기에는 아스콘 혼합물의 수축으로 인하여 포장체에 균열을 발생시키며, 뿐만 아니라 우기나 해빙기 포장체 내부의 수분에 의한 포장체의 파손을 야기시켜 포장체의 수명을 크게 단축시키기도 한다.However, the straight asphalt contained in ascon is sensitive to temperature change, and ascon pavement is a plastic deformation due to softened asphalt in summer, which causes severe bends in the pavement, which may interfere with the traffic of the car. In addition, cracks in the package due to shrinkage of the ascon mixture, as well as causing damage to the package due to moisture in the rainy season or thaw package, greatly shorten the life of the package.
이러한 아스콘의 문제점을 개선하기 위하여 아스콘에 아스팔트 개질제를 첨가제로서 첨가하는 방법이 사용되는데, 이러한 아스팔트 개질제는 아스팔트와 결합하여 고온에서 탄성을 가짐으로서, 하절기 소성변형을 방지하고, 반복 하중에 의한 피로균열을 방지하며, 저온에서 유연성을 가짐으로서 동절기 균열 형성을 방지하고, 또한 골재와 아스팔트의 접착성을 증가시켜 포장의 수분 손상에 의한 골재의 박리를 방지하는 기능을 할 수 있다.In order to improve the problem of ascone, a method of adding asphalt modifier to ascone as an additive is used. The asphalt modifier is combined with asphalt to have elasticity at high temperature, thereby preventing plastic deformation in summer, and fatigue cracking due to repeated loading. And it has a flexibility at low temperatures to prevent the formation of winter cracks, and also to increase the adhesion of the aggregate and asphalt can serve to prevent the peeling of the aggregate due to moisture damage of the pavement.
아스팔트 개질제를 사용하여 개질 아스팔트를 제조하는 방법은 크게 하기의 두 가지 방법으로 분류될 수 있다.Methods of producing modified asphalt using asphalt modifiers can be broadly classified into the following two methods.
하나의 방법으로는 미리 개질제를 혼합시킨 아스팔트를 골재, 채움재 등과 혼합하여 아스콘을 제조하는 방법으로서, 사전 혼합형(Pre-Mix type) 개질 아스콘을 제조하는 방법이라고 불리워지며, 다른 하나의 방법으로는 일반 아스팔트를 골재, 채움재 등과 혼합하는 과정에서 혼합 믹서에 직접 아스팔트 개질제를 투입하여 아스콘을 제조하는 방법으로서, 플랜트 혼합형(Plant Mix type) 개질 아스콘을 제조하는 방법이라고 불리워진다.One method is a method of manufacturing ascone by mixing asphalt mixed with a modifier in advance with an aggregate, a filling material, etc., and is called a method of manufacturing a pre-mix type modified ascone, and another method is a general method. As a method of manufacturing asphalt concrete by putting asphalt modifier directly into a mixing mixer in the process of mixing asphalt with aggregate, filler, etc., it is called a method of manufacturing a plant mix type modified asphalt.
보다 상세하게, 사전 혼합형(Pre-Mix Type) 개질 아스콘은 미리 아스팔트에 아스팔트 개질제를 첨가하여 제조한 후 아스콘 플랜트로 이송, 저장하고, 일정한 온도로 가열하여 골재와 혼합하여 아스콘을 제조하게 된다. 이를 위해서는 아스콘 업체에 별도의 저장 시설을 필요로 하며, 유지보수 또는 소규모 공사에서 필요로 하는 소규모의 아스콘을 생산하는데 제약이 있다.More specifically, the pre-mix type modified ascon is prepared by adding an asphalt modifier to asphalt in advance, and then transported and stored to an ascon plant, and heated to a constant temperature to mix with aggregate to produce ascon. To do this, ascon companies need a separate storage facility, and there is a limitation in producing small ascons required for maintenance or small construction.
종래 널리 사용되고 있는 사전 혼합형 개질 아스콘에 사용되는 아스팔트 개질제로는 SBS (스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체), 폐타이어 분말 또는 LDPE 등이 있으며, 이러한 아스팔트 개질제가 아스팔트에 작용하여 아스팔트의 물성을 변화시키게 된다. 즉, SBS, 폐타이어 분말 또는 LDPE 등의 개질제는 아스팔트 양의 약 2 내지 15 중량%를 투입하여 사용되는데, 이러한 개질제가 아스팔트와 결합되면, 이들 개질제의 성질에 의하여 아스팔트의 연화점 상승 및 경도 증가 또는 탄성이 증가하여 하절기 아스팔트의 소성변형이 방지되고, 저온에서 유연성이 증가하여 동절기 균열형성이 방지된다.Asphalt modifiers used in pre-mixed modified ascones, which are widely used in the past, include SBS (styrene-butadiene-styrene block copolymer), waste tire powder, or LDPE, and these asphalt modifiers act on the asphalt to change the physical properties of the asphalt. do. That is, modifiers such as SBS, waste tire powder, or LDPE are used by adding about 2 to 15% by weight of the amount of asphalt. When such modifiers are combined with asphalt, the softening point of asphalt and the hardness increase due to the properties of these modifiers, or Increased elasticity prevents plastic deformation of asphalt in summer, and increases flexibility at low temperatures to prevent winter crack formation.
이러한 개질제들 중 사전혼합형 아스팔트 개질제로 주로 사용되는 SBS에 대하여 보다 상세히 살펴보면 하기와 같다.Among these modifiers, SBS, which is mainly used as a premixed asphalt modifier, will be described in more detail below.
SBS(스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체)는 유연한 성질의 부타디엔 블록과 딱딱한 성질의 스티렌 블록이 연속된 형태로 결합된 공중합체 폴리머로서, 이를 고온에서 아스팔트에 용해하면, 높은 공용온도에서 점도와 탄성이 증가하여 고온에서 소성변형에 대한 저항성이 큰 혼합물이 되며, 낮은 공용온도에서 유연성이 증가하여 저온균열에 저항할 수 있는 강성을 가지는 혼합물이 된다.SBS (Styrene-Butadiene-Styrene Block Copolymer) is a copolymer polymer in which a flexible butadiene block and a hard styrene block are combined in a continuous form, and when dissolved in asphalt at high temperature, the viscosity and elasticity at high common temperature This increase results in a mixture having a high resistance to plastic deformation at high temperatures, and increases flexibility at low common temperatures, and thus has a rigidity capable of resisting low temperature cracking.
그러나 SBS는 물성이 고온에서 용융되는 것이어서 아스팔트에 투입되어 아스팔트와 충분히 혼합시키기 위해서는 160℃ 이상의 고온에서 특수 혼합장치인 고전단(high shear) 혼합장치로 오랜 시간 동안 용해시킬 필요성이 있어 아스팔트와 골재를 혼합하는 공정에서 바로 투입하여 사용할 수 없다. 따라서, SBS를 아스콘 개질제로 사용하기 위해서는 아스팔트 제조공장에 가열장치 및 고가의 장비인 고전단 혼합장치(High Shear Mixer)를 설치하여 아스팔트에 미리 SBS를 투입하여 아스팔트와 충분히 혼합한 후, 그 아스팔트 개질제가 포함된 아스팔트를 공사 현장으로 운반하여 사용할 수 밖에 없으며, 그렇게 하기 위해서는 아스콘 제조공장에 별도의 아스팔트 탱크를 설치하여야 한다.However, SBS is a material that melts at a high temperature, so it is necessary to dissolve the asphalt and aggregate for a long time with a high shear mixing device, which is a special mixing device, at a high temperature of 160 ° C or more in order to be sufficiently mixed with asphalt. It is not possible to use it immediately in the mixing process. Therefore, in order to use SBS as an asphalt modifier, a high shear mixer, which is a heating device and an expensive equipment, is installed in an asphalt manufacturing plant, and SBS is pre-injected into the asphalt, and then sufficiently mixed with asphalt. The asphalt containing must be transported to the construction site for use, and to do so, a separate asphalt tank must be installed at the asphalt concrete plant.
이와 같이, SBS를 아스팔트 개질제로서 사용하는 종래의 방법은 고가의 장비가 마련하여야 하고, 또한 공정이 복잡하여 상당히 많은 시간이 요구된다. 더구나, 아스팔트 개질제를 아스팔트와 혼합된 상태로 오래 보존하면 아스팔트와 개질제의 분리현상이 발생하여 균일한 제품을 생산할 수 없게 되어 사전에 미리 준비해 둘 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 포장의 유지보수 등 소규모 공사를 위한 소량의 아스콘 생산에 대응하기 어렵다. 이러한 문제점들로 인하여, SBS의 개질제로서의 우수성에도 불구하고, 아직까지 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다.As such, the conventional method of using SBS as an asphalt modifier has to be provided by expensive equipment, and also requires a considerable time due to the complicated process. In addition, when the asphalt modifier is kept in a mixed state with the asphalt for a long time, separation of the asphalt and the modifier may occur, and thus, it may not be possible to produce a uniform product and thus may not be prepared in advance. Therefore, it is difficult to cope with the production of a small amount of ascon for small-scale construction, such as maintenance of pavement. Due to these problems, despite the superiority as a modifier of SBS, it is not yet widely used.
한편으로, 분쇄 폐타이어(Crumb Rubber Modifier)는 그 물성이 공중합체 폴리머와 유사한 점이 있기 때문에 개질제로 사용될 수 있다. 특히 분쇄 폐타이어를 도로 포장재의 일부로 사용하는 경우에는, 자원재활용의 측면에서 유용성이 크다는 점 뿐만 아니라, 분쇄 폐타이어의 탄성에 의하여 도로에 탄력이 생기고 이로 인하여 도로 주행시 승차감이 좋게 되는 장점들이 있다. 그러나 분쇄 폐타이어를 아스팔트 골재 등과 혼합하여 포장을 하는 경우에, 분쇄 폐타이어가 아스팔트와 일체화되지 않고 단순히 섞여있는 상태에서는 분쇄 폐타이어가 일종의 이물질로 작용하게 되고 따라서 오히려 포장체의 내구성을 저하시키는 결과를 초래하게 된다.On the other hand, the grinding rubber (Crumb Rubber Modifier) can be used as a modifier because the physical properties are similar to the copolymer polymer. In particular, when the crushed waste tire is used as part of the road pavement material, not only is it useful in terms of resource recycling, but also the elasticity of the crushed waste tire creates elasticity on the road, and therefore, there is an advantage in that the riding comfort is good when driving on the road. However, in the case of packaging by mixing the crushed waste tire with asphalt aggregate, etc., in the state where the crushed waste tire is not integrated with the asphalt but is simply mixed, the crushed waste tire acts as a kind of foreign matter, and thus, the durability of the package is reduced. Will result.
분쇄 폐타이어 사용에 있어 위와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 습식 방법인 맥도날드 방식이 있다. 맥도날드 방식은 아스팔트에 분쇄 폐타이어 10 내지 25 중량%를 첨가하여 190 내지 220℃로 30분 내지 1시간이상 고온 및 고속으로 혼합하여 분쇄 폐타이어와 아스팔트를 일체화시켜 사용하는 기술이다. 즉, 맥도날드 방식에 의하면, 아스팔트와 분쇄 폐타이어가 고온에서 고속으로 혼합됨으로서 아스팔트가 분쇄 폐타이어 입자 표면에 공고히 결합되어 일체화를 이루게 된다.In order to solve the above problems in the use of milled waste tires, there is a McDonald's method of the wet method. McDonald's method is a technique that uses 10 to 25% by weight of the crushed waste tire to the asphalt mixed at high temperature and high speed for 30 minutes to 1 hour or more at 190 to 220 ℃ to integrate the crushed waste tire and asphalt. That is, according to the McDonald's method, the asphalt and the crushed waste tires are mixed at a high temperature at high speed, so that the asphalt is firmly bonded to the surface of the crushed waste tires to achieve integration.
그러나, 이러한 맥도날드 방식에서는 분쇄 폐타이어와 아스팔트가 고온에서 계속적으로 12시간 이상 접촉되게 되면, 이로 인하여 분쇄 폐타이어가 아스팔트에 완전 용해되어질 가능성이 있으며, 그렇게 되면 분쇄 폐타이어를 투입하는 효과가 떨어지게 되고, 결과적으로 아스콘의 전체 품질이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 뿐만 아니라, 맥도날드 방식을 적용하기 위해서는 고가의 숙성장비가 필요하고, 또한 이동식 대형 아스팔트 탱크, 숙성장비, 분쇄 폐타이어 트럭, 아스팔트 트럭, 숙성 인원 등이 준비되어야 하므로 경제적 부담이 크고, 생산 공정이 번거롭다는 단점이 있다.However, in the McDonald's method, when the crushed waste tire and asphalt are continuously contacted at a high temperature for more than 12 hours, there is a possibility that the crushed waste tire is completely dissolved in the asphalt, thereby reducing the effect of injecting the crushed waste tire. As a result, a problem may occur in which the overall quality of the asphalt concrete is degraded. In addition, in order to apply the McDonald's method, expensive aging equipment is required, and a mobile large asphalt tank, aging equipment, crushed waste tire truck, asphalt truck, aging personnel, etc. must be prepared. The disadvantage is that it is beneficial.
다른 한편으로, 플랜트 혼합형(Plant Mix type) 개질 아스콘은 아스콘 믹서에 바로 아스팔트 개질제를 투입하여 개질 아스콘을 제조하는 것으로서, 일반 아스콘을 생산하는 과정에서 아스팔트 대신에 아스팔트 양의 2 내지 20 중량%의 아스팔트 개질제를 투입하여 제조하기 때문에 별도의 저장설비가 필요하지 않아 간편히 생산할 수 있으며, 소량 생산에도 적합한 장점을 갖는다.On the other hand, plant mix type modified ascon is a method of preparing modified ascon by putting asphalt modifier directly into the ascon mixer, and in the process of producing ordinary ascon, 2 to 20% by weight of asphalt in the amount of asphalt instead of asphalt. Since it is manufactured by adding a modifier, it does not need a separate storage facility, so it can be easily produced and has a merit suitable for a small amount of production.
종래 사용되는 플랜트 혼합형 개질제로는 아미드 왁스, 피셔 트롭 왁스, LDPE 분말 등이 사용되어지고 있다. 그러나, 아미드 왁스나, 피셔 트롭 왁스는 왁스의 성질상 왁스의 연화점 이상의 온도, 즉 고온에서 아스팔트의 성질을 개선시켜 아스콘의 고온 물성을 개성하지만, 낮은 온도에서는 오히려 아스팔트를 딱딱하게 하여 저온에서 균열에 저항성이 작아지는 문제를 야기할 수 있다.
Conventionally used plant mix modifiers include amide wax, Fischer trough wax, LDPE powder and the like. However, amide waxes and fischer-rop waxes improve the asphalt properties by improving the properties of the asphalt at temperatures above the softening point of the wax, that is, at high temperatures, but at low temperatures, they harden the asphalt and harden the cracks at low temperatures. This may cause a problem of low resistance.
아스팔트 개질제에 대한 종래 기술은 하기와 같다.The prior art for asphalt modifiers is as follows.
대한민국특허출원번호 제10-2003-0063721호에는 발포제를 함유하는 아스팔트 개질제의 제조방법 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물이 기재되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 특허출원에는, 상기 발포제가 무기발포제로써 중탄산나트륨, 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 아질산암모늄, 아지드화합물, 붕수소화나트륨과 유기발포제로써는 아조디카본아미드, 개질 아조디카본아미드,4,4-옥시비스(벤젠술포닐히드라자이드), 디니트로소펜타메틸렌테트라민, p-톨루엔술포닐히드라자이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것으로 발포제의 사용량이 0.1 내지 10 phr(per hundred ratio) 의 범위를 가지는 발포제를 함유하는 아스팔트 개질제의 제조방법 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물에 관한 것으로서, 상기 발포제의 발포시기는 고온 아스팔트와 혼합하면서 이루어지거나 고온 아스팔트와 혼합하기전 발포시킴으로서, 아스팔트 개질제의 공극률을 증가시켜 아스팔트로의 용해 속도를 크게 개선시켜 최종 물성의 향상을 이룰 수 있는 효과가 있다고 기재되어 있다.Korean Patent Application No. 10-2003-0063721 discloses a method for producing an asphalt modifier containing a blowing agent and a modified asphalt composition comprising the same. More specifically, in the patent application, the blowing agent is sodium bicarbonate, ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, ammonium nitrite, azide compound, azodicarbonamide, modified azodicarbonamide, 4 as an inorganic foaming agent. , 4-oxybis (benzenesulfonylhydrazide), dinitrosopentamethylenetetramine, p-toluenesulfonylhydrazide and mixtures thereof, the amount of the blowing agent is 0.1 to 10 phr A method for producing an asphalt modifier containing a blowing agent having a range of (per hundred ratio) and a modified asphalt composition comprising the same, wherein the foaming time is made by mixing with the hot asphalt or by foaming before mixing with the hot asphalt. To increase the porosity of asphalt modifiers Greatly improved has been described to be effective, which can achieve an improvement in the final properties.
또한, 대한민국특허출원 제10-2006-0087142호에는 아스팔트에 고강인성 및 고탄성을 부여하는 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 조성물이 기재되어 있다. 보다 상세하게는, 상기 특허출원에는 도로 포장 등에 사용되는 아스팔트로서, 아스팔트에 강인성을 부여하는 고분자인 폴리올레핀과 탄성을 부여할 수 있는 유기과산화물을 혼합시킨 것을 특징으로 하는, 아스팔트 개질제, 및 아스팔트의 물성이 향상된 개질 아스팔트 조성물, 및 개질 아스팔트 및 그 제조방법이 기재되어 있다.In addition, Korean Patent Application No. 10-2006-0087142 discloses a modifier for imparting high toughness and high elasticity to asphalt and an asphalt composition comprising the same. More specifically, the patent application is asphalt used for road pavement and the like, characterized in that the asphalt mixed with a polyolefin, which is a polymer that gives toughness to the asphalt and an organic peroxide that can give elasticity, the physical properties of the asphalt and asphalt. This improved modified asphalt composition, and modified asphalt and methods of making the same are described.
또한, 대한민국특허출원 제10-2008-0070598호에는 아스팔트 개질제 조성물 및 이를 함유하는 아스팔트 조성물이 기재되어 있다. 보다 상세하게는, 상기 특허출원에는 비닐 방향족 탄화수소와 공액 디엔계 화합물이 블록 공중합되어 형성되는 블록 공중합체 그리고 특정한 기능성 첨가제를 포함하는 아스팔트 개질제 조성물이 기재되어 있는데, 상기 아스팔트 개질제 조성물은 아스팔트의 연화점을 거의 낮추지 않으면서 아스팔트에 용해되는 속도가 높아 균일한 아스팔트 조성물을 형성할 수 있고 또한 아스팔트 조성물의 생산성을 향상시킨다고 기재되어 있다.In addition, Korean Patent Application No. 10-2008-0070598 discloses an asphalt modifier composition and an asphalt composition containing the same. More specifically, the patent application discloses an asphalt modifier composition comprising a block copolymer formed by block copolymerization of a vinyl aromatic hydrocarbon and a conjugated diene-based compound and a specific functional additive, wherein the asphalt modifier composition is a softening point of asphalt. It is described that the rate of dissolving in asphalt with little or no increase can form a uniform asphalt composition and also improve the productivity of the asphalt composition.
또한, 대한민국특허출원 제10-2008-0061270호에는 폐비닐과 폐섬유를 포함하는 아스팔트 개질제 및 그 제조방법이 기재되어 있다. 보다 상세하게는, 상기 특허출원에는 도로 포장 등에 사용되는 아스팔트로서, 아스팔트 개질제와 보강제를 일체화 한 것을 아스팔트에 혼합시킨 것을 특징으로 하는, 아스팔트의 소성변형과 균열에 저항하는, 내구성이 향상된 개질 아스팔트가 기재되어 있다.In addition, Korean Patent Application No. 10-2008-0061270 discloses an asphalt modifier including waste vinyl and waste fibers, and a method of manufacturing the same. More specifically, the patent application is a modified asphalt used to improve the durability and resistance to plastic deformation and cracking of asphalt, characterized in that the asphalt used for road pavement and the like, the asphalt modifier and the reinforcing agent is integrated. It is described.
본 발명은 이러한 종래의 아스팔트 개질제에 관한 문제점을 해결하고 당해 분야의 요구를 해소하고자 하는 것으로서, 본 발명에서는 고가의 장치나 복잡한 과정을 거치지 않고도 용이하게 사용할 수 있는 아스팔트 개질 첨가제, 이를 함유하는 개질 아스팔트를 제공하기 위한 것이다. 즉, 본 발명은 아스팔트 개질 첨가제를 혼합하여 압출기로 가공하여 아스팔트에 쉽게 분산될 수 있도록 입자 형태로 제조한 후 아스콘 믹서에 투입함으로써, 아스팔트 개질 첨가제의 아스콘 투입에 별도 고가의 장비나 복잡한 공정이 필요하지 않도록 하고, 아스콘의 고온에서의 소성변형에 대한 저항성 및 저온에서의 저온균열에 대한 저항성 및 반복되는 차량 하중에 의한 피로균열에 대한 저항성 및 우기 및 해빙기 포장체 내부로 침투한 수분에 의한 도로 파손에 대한 저항성을 개선하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems related to the conventional asphalt modifier and to solve the needs of the art, in the present invention, asphalt modification additive that can be easily used without going through expensive devices or complicated processes, modified asphalt containing the same It is to provide. In other words, the present invention is prepared by mixing the asphalt modifying additives and processed into an extruder to be easily dispersed in asphalt, and then put into an asphalt concrete mixer, and additionally expensive equipment or complicated process is required for adding asphalt asphalt additives to asphalt concrete. Resistance to plastic deformation at high temperatures, resistance to low temperature cracking at low temperatures, fatigue cracking due to repeated vehicle loads, and road breakage due to moisture and moisture that have penetrated into the pavement. The purpose is to improve the resistance to.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방사형 또는 선형 구조를 가지는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체; 에틸렌을, 프로필렌, 부텐 또는 옥텐 중 하나와 공중합시킴으로써 얻어진 폴리올레핀 엘라스토머; 프로세스 오일; 및 폴리인산계, 아민계, 또는 인산 에스테르계 박리방지제 중 하나의 박리방지제로 이루어진 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a styrene-butadiene-styrene block copolymer having a radial or linear structure; Polyolefin elastomers obtained by copolymerizing ethylene with one of propylene, butene or octene; Process oils; And it provides a plant mixed asphalt modifying additive consisting of a peeling inhibitor of one of a polyphosphoric acid, amine-based, or phosphate ester-based peeling inhibitor.
본 발명에 따를 경우, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부; 폴리올레핀 엘라스토머 50 중량부 내지 120 중량부; 프로세스 오일(process oil) 30 중량부 내지 100 중량부; 및 박리방지제 2 중량부 내지 15 중량부로 이루어진 것이 바람직하다.According to the present invention, 100 parts by weight of styrene-butadiene-styrene block copolymer; 50 to 120 parts by weight of polyolefin elastomer; 30 to 100 parts by weight of process oil; And 2 parts by weight to 15 parts by weight of the anti-peeling agent.
본 발명에 따를 경우, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체가, 비중이 0.94이고, 스티렌 함량이 30 중량% 내지 40 중량%이고, 톨루엔 중의 5% 농도로 용해시켜 측정한 점도 (5% 톨루엔 용액 점도)가 10 내지 40 cSt인 것이 바람직하다.According to the invention, the styrene-butadiene-styrene block copolymer has a specific gravity of 0.94, a styrene content of 30% to 40% by weight, and a viscosity measured by dissolving at a 5% concentration in toluene (5% toluene solution viscosity Is preferably from 10 to 40 cSt.
본 발명에 따를 경우, 폴리올레핀 엘라스토머가 0.850 내지 0.915의 밀도, 및 0.5 내지 30의 용융지수 (190℃, 2.16 kg)인 것이 바람직하다.According to the invention, it is preferred that the polyolefin elastomer has a density of 0.850 to 0.915, and a melt index (190 ° C., 2.16 kg) of 0.5 to 30.
본 발명에 따를 경우, 프로세스 오일은, 파라핀계 탄화수소의 함량이 50 중량% 이상이고 비중이 0.860 내지 0.900이고 40℃에서의 동점도가 10 cSt 내지 365 cSt인 파라핀계 프로세스 오일; 나프텐계 탄화수소의 함량이 35 중량% 내지 55 중량%이고 비중이 0.860 내지 0.940이고 40℃에서의 동점도가 5 cSt 내지 60 cSt인 나프텐계 프로세스 오일; 아로마틱계 탄화수소의 함량이 35 중량% 내지 45 중량%이고 비중이 0.960 내지 1.020이고 100℃에서의 동점도가 15 cSt 내지 25 cSt인 아로마틱계 프로세스 오일 중 하나인 것이 바람직하다.According to the present invention, the process oil may comprise a paraffinic process oil having a content of paraffinic hydrocarbon of 50% by weight or more, a specific gravity of 0.860 to 0.900 and a kinematic viscosity at 40 ° C of 10 cSt to 365 cSt; Naphthenic process oils having a naphthenic hydrocarbon content of 35% to 55% by weight, a specific gravity of 0.860 to 0.940, and a kinematic viscosity at 40 ° C of 5 cSt to 60 cSt; It is preferred that it is one of aromatic process oils having an aromatic hydrocarbon content of 35% to 45% by weight, specific gravity of 0.960 to 1.020 and a kinematic viscosity at 100 ° C of 15 cSt to 25 cSt.
본 발명에 따를 경우, 박리방지제가 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 ㎎HCl/g 내지 400 ㎎HCl/g인 아민계 박리방지제; 고체형으로서 Gripper 4131(일본 Kao chemical사 제품) 중 하나인 것이 바람직하다. According to the present invention, the anti-peeling agent is a liquid-type polyphosphate anti-peeling agent having a specific gravity of 1.0 or more and a viscosity of 110 cPs of 60 ° C .; Amine anti-peeling agents having an acid value of 10 mgKOH / g or less and a total amine value of 140 mgHCl / g to 400 mgHCl / g; It is preferable that it is one of Gripper 4131 (made by Kao Chemical, Japan) as a solid form.
또한, 본 발명은 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 제조함에 있어서, 상온에서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 프로세스 오일, 및 박리방지제를 혼합기에 투입 및 혼합시켜 프로세스 오일 및 박리방지제를 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체에 흡수시키는 제 1 혼합 단계; 상기 제 1 혼합 단계에서 얻어진 혼합물에 폴리올레핀 엘라스토머를 투입 및 혼합시키는 제 2 혼합 단계; 상기 제 2 혼합 단계에서 얻어진 혼합물을 120 내지 180℃에서 압출기를 이용 용융하여 균질하게 혼합하여 압출하는 압출 단계; 상기 압출 단계에서 얻어진 혼합물을 5 내지 40℃의 수중에서 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각 단계에서 얻어진 혼합물을 절단하는 단계를 포함하는, 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention, in the preparation of the plant-mixed asphalt modification additive of the present invention, the styrene-butadiene-styrene block copolymer, the process oil, and the anti-peeling agent is added to the mixer and mixed at room temperature to the process oil and the anti-peeling agent to the styrene- A first mixing step of absorbing the butadiene-styrene block copolymer; A second mixing step of adding and mixing the polyolefin elastomer to the mixture obtained in the first mixing step; An extrusion step of melting and homogeneously mixing and extruding the mixture obtained in the second mixing step using an extruder at 120 to 180 ° C; A cooling step of cooling the mixture obtained in the extrusion step in water at 5 to 40 ° C; And cutting the mixture obtained in the cooling step, to provide a method for producing a plant mixed asphalt modification additive.
본 발명에 따를 경우, 제 1 혼합 단계에서 박리방지제로서 액상형의 박리방지제를 사용하며, 제 2 혼합 단계에서 고체형의 인산 에스테르계 박리방지제를 추가로 투입 및 혼합시키는 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable to add a liquid type anti-peeling agent as the anti-peeling agent in the first mixing step, and to add and mix the solid phosphate ester anti-peeling agent in the second mixing step.
본 발명에 따를 경우, 제 1 혼합 단계 및 제 2 혼합 단계가 수퍼믹서 또는 헨셀 믹서에서 수행되며, 제 2 혼합 단계가 5 내지 10분 동안 혼합되는 것이 바람직하다.According to the invention, it is preferred that the first mixing step and the second mixing step are carried out in a supermixer or Henschel mixer, with the second mixing step being mixed for 5 to 10 minutes.
본 발명에 따를 경우, 절단 단계가 냉각 단계에서 얻어진 혼합물을 2 내지 8 mm 크기로 절단하는 것이 바람직하다.According to the invention, it is preferred that the cutting step cuts the mixture obtained in the cooling step to a size of 2 to 8 mm.
또한, 본 발명은 아스콘 플랜트에서 KS F 2349에 규정된 입도로 조정된 골재 및 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트를 혼합하는 공정 중에 상기 아스팔트의 양을 기준으로 2 내지 20 중량%의 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제를 혼합 믹서에 직접 투입하는 공정을 거쳐 제조된, 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.In addition, the present invention is 2 to 20% by weight of the asphalt of the present invention based on the amount of the asphalt during the process of mixing the aggregate adjusted to the granularity prescribed in KS F 2349 and straight asphalt having a penetration of 60 to 80 in the asphalt concrete plant An asphalt concrete composition is prepared, which is prepared through a process of directly adding a modifying additive to a mixing mixer.
또한, 본 발명은 아스콘 플랜트에서 국토해양부의 배수성 아스팔트 혼합물물 생산 및 시공 잠정지침에 규정된 입도로 조정된 골재 및 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트를 혼합하는 공정 중에 아스팔트 양을 기준으로 5 내지 25 중량%의 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제를 혼합 믹서에 직접 투입하는 공정을 거쳐 제조된, 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.In addition, the present invention is 5 to 25 on the basis of the amount of asphalt during the process of mixing the aggregate adjusted to the granularity prescribed in the provisional guidelines for the production and construction of drainage asphalt mixture of the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs in the asphalt concrete plant and straight asphalt with a penetration of 60 to 80 Provided is a drainage asphalt concrete composition prepared by a process of directly introducing a weight percent asphalt modification additive of the present invention into a mixing mixer.
또한, 본 발명은 아스콘 플랜트에서 재생 골재를 포함하여 GR F 4005에 규정된 입도로 조정된 골재 및 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트를 혼합하는 공정 중에 아스팔트 양을 기준으로 2 내지 20 중량%의 아스팔트 개질 첨가제를 혼합 믹서에 직접 투입하는 공정을 거쳐 제조된, 재생 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.In addition, the present invention is 2 to 20% by weight asphalt based on the amount of asphalt during the process of mixing the recycled aggregate in the asphalt concrete plant, the aggregate adjusted to the granularity prescribed in GR F 4005 and straight asphalt having a penetration of 60 to 80 Provided is a recycled asphalt concrete composition prepared through a process of directly adding a modifying additive to a mixing mixer.
본 발명은 아스팔트 개질 첨가제를 혼합하여 압출기로 가공하여 아스팔트에 쉽게 분산될 수 있도록 입자 형태로 제조한 후 아스콘 믹서에 투입함으로써, 아스팔트 개질 첨가제의 아스콘 투입에 별도 고가의 장비나 복잡한 공정이 필요하지 않고, 아스콘의 고온에서의 소성변형에 대한 저항성 및 저온에서의 저온균열에 대한 저항성 및 반복되는 차량 하중에 의한 피로균열에 대한 저항성 및 우기 및 해빙기 포장체 내부로 침투한 수분에 의한 도로 파손에 대한 저항성을 개선시킬 수 있다.The present invention is prepared by mixing the asphalt modifying additives, processed into an extruder, so that they can be easily dispersed in the asphalt, and then put into an asphalt concrete mixer, so that no additional expensive equipment or complicated process is required for adding asphalt asphalt additives to the asphalt concrete. , Resistance to plastic deformation at high temperatures, low temperature cracking at low temperatures, fatigue cracking due to repeated vehicle loads, and resistance to road breakage due to moisture penetrating into the rainy season and thaw pavement Can be improved.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 제 1 양태는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체; 폴리올레핀 엘라스토머; 프로세스 오일; 및 박리방지제로 이루어진 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 제공한다.A first aspect of the invention provides a styrene-butadiene-styrene block copolymer; Polyolefin elastomers; Process oils; And it provides a plant-mixed asphalt modification additive consisting of a peeling inhibitor.
본 발명의 아스팔트 개질 첨가제를 이루는 각 구성성분에 대해서는 하기와 같다.About each component which comprises the asphalt modification additive of this invention is as follows.
본 발명의 제 1 구성성분인 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer, SBS)는 아스팔트의 고온 특성과 저온 특성을 개선시키기 위한 성분이다. 본 발명에서 사용되는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 방사형 구조 또는 선형 구조를 가지며, 비중이 0.94이고, 스티렌 함량이 30 중량% 내지 40 중량%이고, 툴루엔 중에 5% 농도로 용해시켜 측정한 이의 점도 (5% 톨루엔 용액 점도, 이하 ‘5% TSV'라 약칭함)가 10 내지 40 cSt 범위를 가짐을 특징으로 한다. Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer (SBS), which is the first component of the present invention, is a component for improving high and low temperature properties of asphalt. The styrene-butadiene-styrene block copolymer used in the present invention has a radial structure or a linear structure, has a specific gravity of 0.94, a styrene content of 30% to 40% by weight, and is measured by dissolving at 5% concentration in toluene. Its viscosity (5% toluene solution viscosity, hereinafter abbreviated as '5% TSV') is characterized by having a range of 10 to 40 cSt.
이러한 SBS는 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제에서 100 중량부로 포함되며, 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제의 성분들의 함량의 기분이다.Such SBS is included in 100 parts by weight of the asphalt modification additive of the present invention, the mood of the content of the components of the asphalt modification additive of the present invention.
본 발명의 제 2 구성성분인 폴리올레핀 엘라스토머는 SBS와 같이 아스팔트의 고온 특성과 저온 특성을 개선시키기 위한 성분이다. 본 발명에서 사용 가능한 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌을, 프로필렌, 부텐 또는 옥텐 중 하나와 공중합시킴으로써 얻어진 것으로서, 이러한 폴리올레핀 엘라스토머의 밀도는 0.850 내지 0.915이며, 이의 용융지수(Melt Index 190℃, 2.16kg)는 0.5 내지 30인 것을 특징으로 한다. 이러한 폴리올레핀 엘라스토머의 예로는 다우케미컬사의 상표명 Engage, 엑슨모빌케미칼사의 상표명 Vestmaxx, 에보닉 인더스트리사의 상표명 Vestoplast 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.Polyolefin elastomer, which is the second component of the present invention, is a component for improving the high and low temperature properties of asphalt, such as SBS. Polyolefin elastomer usable in the present invention is obtained by copolymerizing ethylene with one of propylene, butene or octene, the density of such polyolefin elastomer is 0.850 to 0.915, its melt index (Melt Index 190 ℃, 2.16kg) is 0.5 to It is characterized by being 30. Examples of such polyolefin elastomers include, but are not limited to, Dow Chemical's trade name Engage, Exxon Mobil Chemical's trade name Vestmaxx, and Evonik Industries' trade name Vestoplast.
폴리올레핀 엘라스토머의 밀도가 커질수록 결정성 및 녹는점이 더욱 커지게 되어 고온에서의 소성변형에 대한 저항성이 커지게 되는 반면, 이의 밀도가 작아질수록 유리전이온도가 낮아져 저온 균열 및 피로균열에 대한 저항성이 커지게 된다. The higher the density of the polyolefin elastomer, the greater the crystallinity and melting point, and the greater the resistance to plastic deformation at high temperature, while the smaller the density, the lower the glass transition temperature, which is thus resistant to low temperature cracking and fatigue cracking. It becomes bigger.
이러한 폴리올레핀 엘라스토머는 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제에서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여, 50부 내지 120 중량부로 포함될 수 있다. 폴리올레핀 엘라스토머가 50 중량부 미만일 경우는 강성이 부족하게 되어 아스팔트에 첨가하여 개질하였을 때 고온에서의 저항성이 적어지게 되며, 120 중량부를 초과할 경우 아스팔트에 첨가하였을 때 용해성이 떨어지며, 점도가 급격히 상승하게 된다.Such polyolefin elastomer may be included in 50 parts by weight to 120 parts by weight based on 100 parts by weight of the styrene-butadiene-styrene block copolymer in the asphalt modification additive of the present invention. If the polyolefin elastomer is less than 50 parts by weight, the stiffness is insufficient, the resistance at high temperatures when the addition to the asphalt modified, the less the resistance at high temperatures, when added to the asphalt is less soluble when added to the asphalt, the viscosity rises sharply do.
본 발명의 제 3 구성성분인 프로세스 오일(process oil)은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체에 흡수되어 폴리올레핀 엘라스토머를 혼합하여 아스팔트 개질 첨가제로 가공할 때 가공성을 향상시키고, 아스콘을 제조하기 위하여 믹서에서 골재, 아스팔트와 개질 첨가제를 혼합할 때 아스팔트 개질 첨가제의 용융성 및 혼합성을 개선시키기 위한 성분이다. 본 발명에서 사용 가능한 프로세스 오일은 배합 고무의 작업공정에서의 작업성을 좋게 하기 위해 첨가하는 광유로서 주로 석유의 고비점 유분에서 얻어지는 파라핀계?나프텐계?방향족계 프로세스 오일이 바람직하다. Process oil, which is the third component of the present invention, is absorbed in styrene-butadiene-styrene block copolymers to improve processability when mixed with polyolefin elastomers and processed into asphalt modification additives, and in a mixer to prepare ascones. It is a component for improving the meltability and blendability of the asphalt modification additive when mixing the aggregate, asphalt and the modification additive. The process oil which can be used in the present invention is a mineral oil which is added in order to improve the workability in the working process of the compounded rubber, and preferably a paraffinic, naphthenic or aromatic process oil mainly obtained from a high boiling fraction of petroleum.
구체적으로 설명하면 파라핀계 프로세스 오일은 파라핀계 탄화수소의 함량이 50 중량% 이상이고 비중이 0.860 내지 0.900이고 40℃에서의 동점도가 10 cSt 내지 365 cSt인 것이 바람직하며, 나프텐계 프로세스 오일은 나프텐계 탄화수소의 함량이 35 중량% 내지 55 중량%이고 비중이 0.860 내지 0.940이고 40℃에서의 동점도가 5 cSt 내지 60 cSt인 것이 바람직하며, 아로마틱계 프로세스 오일은 아로마틱계 탄화수소의 함량이 35 중량% 내지 45 중량%이고 비중이 0.960 내지 1.020이고, 100℃에서의 동점도가 15 cSt 내지 25 cSt인 것이 바람직하다. 프로세스 오일의 예로는 미창석유공업주식회사의 고무배합유, 극동유화주식회사의 프로세스유 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.Specifically, the paraffinic process oil has a content of paraffinic hydrocarbon of 50% by weight or more, specific gravity of 0.860 to 0.900, and kinematic viscosity at 40 ° C of 10 cSt to 365 cSt, and naphthenic process oil is naphthenic hydrocarbon. It is preferred that the content of 35 to 55% by weight, specific gravity of 0.860 to 0.940, and kinematic viscosity at 40 ° C of 5 cSt to 60 cSt, the aromatic process oil is 35 to 45% by weight of aromatic hydrocarbons %, Specific gravity of 0.960 to 1.020, and kinematic viscosity at 100 ° C is preferably 15 cSt to 25 cSt. Examples of the process oil include, but are not limited to, rubber compound oil of Michang Petrochemical Co., Ltd. and process oil of Kukdong Petrochemical Co., Ltd.
이러한 프로세스 오일은 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제에서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여, 30 중량부 내지 100 중량부로 포함될 수 있다. 프로세스 오일의 함량이 30부 미만의 경우 가공 시 압출기에 과부하가 발생되어 가공성이 떨어지게 되며, 제조된 개질재도 용해성이 저하되고, 저온에서의 균열저항성 개선효과가 떨어지게 된다. 100 중량부를 초과하는 경우에는 가공 시 헨셀믹서 또는 슈퍼믹서에서 스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체가 프로세스 오일을 흡수하지 못하고 용해되게 되므로 압출기에 투입할 수 없게 되어 가공성이 떨어지게 되고, 제조된 개질재도 아스팔트의 고온 특성을 개선 능력이 저하된다. Such process oil may be included in an amount of 30 parts by weight to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of styrene-butadiene-styrene block copolymer in the asphalt modification additive of the present invention. If the process oil content is less than 30 parts, the extruder is generated during processing, resulting in poor workability, and the produced modifiers also have poor solubility and poor crack resistance at low temperatures. If the amount exceeds 100 parts by weight, the styrene butadiene styrene copolymer in the Henschel mixer or super mixer does not absorb the process oil and dissolves in processing, so that it cannot be introduced into the extruder, resulting in poor workability. The ability to improve is degraded.
본 발명의 제 4 구성성분인 박리방지제는 골재와 아스팔트의 계면에서 접착성을 증진시켜 수분에 의한 아스콘의 파손에 대한 저항성을 개선시키기 위한 성분으로서, 폴리인산계 박리방지제, 아민계 박리방지제, 또는 Gripper 4131(일본 Kao chemical사 제품) 박리방지제 중 하나임을 특징으로 한다. As a fourth component of the present invention, the anti-peeling agent is a component for improving the adhesion at the interface between the aggregate and the asphalt to improve the resistance to breakage of ascon due to moisture, and includes a polyphosphate anti-peeling agent, an amine anti-peeling agent, or It is one of Gripper 4131 (manufactured by Kao Chemical, Japan).
구체적으로 설명하면 액상형인 폴리인산계 박리방지제는 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs 인 것이 바람직하고, 아민계 박리방지제는 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 ㎎HCl/g 내지 400 ㎎HCl/g 인 것이 바람직하다. 그 예로는 고체형인 Gripper 4131(일본 Kao chemical사 제품)이 있다. Specifically, it is preferable that the liquid polyphosphoric acid peeling inhibitor has a specific gravity of 1.0 or more and a viscosity of 60 ° C. is 110 cPs, and the amine-based peeling inhibitor has an acid value of 10 mgKOH / g or less and a total amine value of 140 mgHCl /. It is preferred that it is g to 400 mgHCl / g. An example is Gripper 4131 (manufactured by Kao Chemical, Japan).
이러한 박리방지제는 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제에서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부에 대하여, 2 중량부 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 박리방지제가 2 중량부 미만의 경우 혼합물의 수분저항성이 감소하게되며, 5 중량부를 초과하는 경우 개질재 가공 특성이 저하되고, 아스팔트의 고온 특성 및 저온특성 개선효과가 저하된다.
Such anti-peeling agent may be included in an amount of 2 parts by weight to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the styrene-butadiene-styrene block copolymer in the asphalt modification additive of the present invention. When the anti-peel agent is less than 2 parts by weight, the water resistance of the mixture is reduced, and when it exceeds 5 parts by weight, the modifier processing properties are lowered, and the effect of improving the high and low temperature properties of the asphalt is lowered.
정리하면, 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제는 하기와 같다:In summary, the asphalt modification additive of the present invention is as follows:
스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부;100 parts by weight of styrene-butadiene-styrene block copolymer;
폴리올레핀 엘라스토머 50 중량부 내지 120 중량부;50 to 120 parts by weight of polyolefin elastomer;
프로세스 오일 30 중량부 내지 100 중량부; 및30 to 100 parts by weight of process oil; And
박리방지제 2 중량부 내지 15 중량부로 이루어진 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제.Plant mix asphalt modification additive consisting of 2 parts to 15 parts by weight of the anti-peeling agent.
또한, 본 발명의 제 2 양태는 하기 단계들을 포함하는 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, a second aspect of the present invention provides a method of making the plant mixed asphalt modification additive of the present invention comprising the following steps.
상온에서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 프로세스 오일, 및 박리방지제를 혼합기에 투입 및 혼합시켜 프로세스 오일 및 박리방지제를 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체에 흡수시키는 제 1 혼합 단계;A first mixing step of incorporating and mixing the styrene-butadiene-styrene block copolymer, the process oil, and the anti-peeling agent into the mixer at room temperature to absorb the process oil and the anti-peeling agent into the styrene-butadiene-styrene block copolymer;
상기 제 1 혼합 단계에서 얻어진 혼합물에 폴리올레핀 엘라스토머를 투입 및 혼합시키는 제 2 혼합 단계;A second mixing step of adding and mixing the polyolefin elastomer to the mixture obtained in the first mixing step;
상기 제 2 혼합 단계에서 얻어진 혼합물을 120 내지 180℃에서 압출기를 이용 용융하여 균질하게 혼합하여 압출하는 압출 단계; An extrusion step of melting and homogeneously mixing and extruding the mixture obtained in the second mixing step using an extruder at 120 to 180 ° C;
상기 압출 단계에서 얻어진 혼합물을 5 내지 40℃의 수중에서 냉각하는 냉각 단계; 및 A cooling step of cooling the mixture obtained in the extrusion step in water at 5 to 40 ° C; And
상기 냉각 단계에서 얻어진 혼합물을 절단하는 단계.
Cutting the mixture obtained in the cooling step.
본 발명의 제조 방법에서 제 1 혼합 단계에서 박리방지제로서 액상형의 박리방지제를 사용하는 경우에, 제 2 혼합 단계에서 고체형의 Gripper 4131(일본 Kao chemical사 제품) 박리방지제를 추가로 투입 및 혼합시킬 수 있다.In the case of using the liquid anti-peeling agent as the anti-peeling agent in the first mixing step in the manufacturing method of the present invention, a solid Gripper 4131 (manufactured by Kao Chemical Co., Ltd.) anti-peeling agent is additionally added and mixed in the second mixing step. Can be.
상기 제 1 혼합 단계 및 제 2 혼합 단계에서의 혼합을 위한 장치는 당해 분야에서 통상적으로 사용될 수 있는 모든 혼합 장치를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 수퍼믹서 또는 헨셀믹서를 사용할 수 있다. 또한, 혼합 시간은 구성성분들의 물리적 특징, 예를 들어 양, 구성성분의 형태, 분말인 경우 분말 크기 등을 고려하여 조절할 수 있으며, 일반적으로 5 내지 10분 동안 혼합시키는 것이 적합하다.The device for mixing in the first mixing step and the second mixing step may use any mixing device that can be used conventionally in the art, and preferably a supermixer or Henschel mixer. In addition, the mixing time can be adjusted in consideration of the physical characteristics of the components, for example, the amount, the form of the component, the powder size in the case of powder, etc., it is generally suitable to mix for 5 to 10 minutes.
상기 절단 단계와 관련하여, 절단 방법은 당해 분양에서 통상적으로 사용될 수 있는 모든 절단 장치를 사용할 수 있으며, 이에 대해서는 본 발명에 특별히 기술하지 않는다. 또한, 절단 크기는 아스팔트에 첨가하는데 있어 적절한 크기로 정할 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 8 mm 크기로 절단할 수 있다.
In connection with the cutting step, the cutting method may use any cutting device that can be conventionally used in the presale, which is not specifically described in the present invention. In addition, the cut size may be set to a suitable size for addition to the asphalt, preferably cut to a size of 2 to 8 mm.
또한, 본 발명의 제 3 양태는 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제를 함유한 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.In addition, a third aspect of the present invention provides an asphalt concrete composition containing the asphalt modification additive of the present invention.
보다 구체적으로, 본 발명의 아스팔트 콘크리트 조성물은 하기와 같다:More specifically, the asphalt concrete composition of the present invention is as follows:
(1) 아스콘 플랜트에서 KS F 2349에 규정된 입도로 조정된 골재 및 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트를 혼합하는 공정 중에 상기 아스팔트의 양을 기준으로 2 내지 20 중량%의 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제를 혼합 믹서에 직접 투입하는 공정을 거쳐 제조된, 아스팔트 콘크리트 조성물.(1) 2 to 20% by weight of the asphalt modification additive of the present invention, based on the amount of the asphalt, during the process of mixing the aggregate adjusted to the granularity specified in KS F 2349 and the straight asphalt having a penetration of 60 to 80 in an asphalt concrete plant. Asphalt concrete composition prepared by the process of directly pouring into the mixing mixer.
(2) 아스콘 플랜트에서 국토해양부의 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침에 규정된 입도로 조정된 골재 및 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트를 혼합하는 공정 중에 아스팔트 양을 기준으로 5 내지 25 중량%의 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제를 혼합 믹서에 직접 투입하는 공정을 거쳐 제조된, 배수성 아스팔트 콘크리트 조성물.(2) 5 to 25% by weight, based on the amount of asphalt, during the process of mixing aggregates adjusted to the granularity specified in the provisional guidelines for the production and construction of drainage asphalt mixtures of the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs and straight asphalt with a penetration of 60 to 80 A drainable asphalt concrete composition prepared through the process of directly injecting the asphalt modification additive of the present invention into a mixing mixer.
(3) 아스콘 플랜트에서 재생 골재를 포함하여 GR F 4005에 규정된 입도로 조정된 골재 및 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트를 혼합하는 공정 중에 아스팔트 양을 기준으로 2 내지 20 중량%의 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제를 혼합 믹서에 직접 투입하는 공정을 거쳐 제조된, 재생 아스팔트 콘크리트 조성물.
(3) 2 to 20% by weight of the present invention, based on the amount of asphalt, during the process of mixing recycled aggregates, including recycled aggregates, in the ascon plant and the aggregates adjusted to the granularity specified in GR F 4005 and straight asphalt having a penetration of 60 to 80; A recycled asphalt concrete composition prepared by a process of directly adding an asphalt modification additive to a mixing mixer.
이러한 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조하는 방법은 당해 분야에 공지된 규정 및 당업자에게 널리 공지된 통상적인 방법으로 용이하게 이루어질 수 있으며, 이에 대해서는 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.
The method for producing such an asphalt concrete composition can be easily made by conventional methods well known in the art and well known to those skilled in the art, which is not particularly limited in the present invention.
<< 실시예Example 1> 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제 및 이를 함유한 아스팔트 콘크리트의 제조 1 1> Preparation of Plant Mixed Asphalt Modification Additive of the Present Invention and Asphalt Concrete Containing the Same 1
(1) 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제의 제조(1) Preparation of Plant Mixing Asphalt Modification Additive of the Present Invention
방사형 구조를 가지고 5% TSV가 27.9 cSt, 비중이 0.94, 스티렌 함량이 31 중량%인 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부, 및 40℃ 동점도가 24 cSt인 나프텐계 프로세스 오일 100 중량부를 슈퍼믹서에 투입하고 약 10분 동안 교반하여 프로세스 오일을 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체에 흡수시켰다.100 parts by weight of a styrene-butadiene-styrene block copolymer having a radial structure of 5% TSV, 27.9 cSt, specific gravity 0.94, and styrene content of 31% by weight, and 100 parts by weight of naphthenic process oil having a 40 ° C kinematic viscosity of 24 cSt. The process oil was absorbed into the styrene-butadiene-styrene block copolymer by entering the mixer and stirring for about 10 minutes.
이후에, 상기 슈퍼믹서에 에틸렌을 부텐과 공중합시킴으로써 얻어진, 0.895 밀도 및 용융지수 3을 갖는 폴리올레핀 엘라스토머 80 중량부, 및 박리방지제 Gripper 4131(일본 Kao chemical사 제품) 5중량부를 투입하고 슈퍼믹서를 이용하여 상온에서 5분간 혼합하였다.Thereafter, 80 parts by weight of a polyolefin elastomer having a density of 0.895 and a melt index of 3, and 5 parts by weight of a gripper 4131 (manufactured by Kao Chemical Co., Ltd.) obtained by copolymerizing ethylene with butene were added to the supermixer. The mixture was mixed at room temperature for 5 minutes.
상기에서 얻어진 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 가공온도 180℃에서 용융하여 균질하게 혼합하였다.The mixture obtained above was melted and homogeneously mixed at a processing temperature of 180 ° C. using a twin screw extruder.
이에 따라 얻어진 혼합물을 상온의 수중에서 냉각시켰다.The mixture thus obtained was cooled in water at room temperature.
냉각된 혼합물을 길이 3 내지 8 mm, 직경 2내지 5 mm로 절단하는 공정을 거쳐 아스팔트 개질 첨가제를 제조하였다.
Asphalt modifying additives were prepared through a process of cutting the cooled mixture to a length of 3 to 8 mm and a diameter of 2 to 5 mm.
이렇게 제조된 아스팔트 개질 첨가제를 스트레이트 아스팔트 양을 기준으로 5 중량%로 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트와 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였으며, 이를 도로포장용 아스팔트로서 물리적 특성에 대해 측정하였다.
The asphalt modification additive thus prepared was mixed with straight asphalt having a penetration of 60 to 80 at 5% by weight based on the amount of straight asphalt to prepare modified asphalt, which was measured for physical properties as road paving asphalt.
(2) 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 함유한 아스팔트 콘크리트의 제조(2) Preparation of Asphalt Concrete Containing Plant Mixing Asphalt Modification Additive of the Present Invention
KS F 2439에 규정되어 있는 표층용 WC-2 입도로 조정된 골재 94.4 중량%, 침입도가 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트 5.32 중량%, 및 상기에서 제조된 아스팔트 개질 첨가제 0.28 중량%를 혼합믹서에 투입하고, 160℃에서 60초 동안 혼합하여 개질된 아스팔트 콘크리트를 제조하였다. 제조된 아스팔트 콘크리트를 150℃에서 마샬다짐기를 이용하여 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하였으며, 150℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 동적안정도 실험을 실시하였다.
94.4% by weight aggregate adjusted to surface WC-2 granularity as defined in KS F 2439, 5.32% by weight straight asphalt with penetration of 60 to 80, and 0.28% by weight of the asphalt modification additive prepared above were added to the mixing mixer. And mixed at 160 ℃ for 60 seconds to prepare a modified asphalt concrete. The asphalt concrete was compacted 50 times on both sides using a Marshall Compactor at 150 ° C, and a test specimen for Marshall was produced.A slab specimen with a thickness of 5 cm was fabricated using a slab compactor at 150 ° C to perform dynamic stability test. .
<실시예 2> 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제 및 이를 함유한 아스팔트 콘크리트의 제조 2Example 2 Preparation of Plant Mixing Asphalt Modification Additive of the Present Invention and Asphalt Concrete Containing the Same
(1) 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제의 제조(1) Preparation of Plant Mixing Asphalt Modification Additive of the Present Invention
선형 구조를 가지고 5% TSV가 13.1 cSt, 비중이 0.94, 스티렌 함량이 31 중량%인 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부, 100℃ 동점도가 20 cSt인 아로마틱계 프로세스 오일 35중량부, 및 폴리 인산계 액상 박리방지제 5 중량부를 슈퍼믹서에 투입하고 약 10분 동안 교반하면서 프로세스 오일과 박리방지제를 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체에 흡수시켰다.100 parts by weight of a styrene-butadiene-styrene block copolymer having a linear structure of 5% TSV, 13.1 cSt, specific gravity 0.94, and styrene content of 31% by weight, 35 parts by weight of an aromatic process oil having a 100 ° C kinematic viscosity of 20 cSt, and 5 parts by weight of the polyphosphate-based liquid peeling inhibitor was added to the supermixer and the process oil and the peeling inhibitor were absorbed into the styrene-butadiene-styrene block copolymer while stirring for about 10 minutes.
이후에, 상기 슈퍼믹서에 에틸렌을 부텐과 공중합시킴으로써 얻어진, 밀도 0.895 및 용융지수 3을 갖는 폴리올레핀 엘라스토머 67 중량부를 투입하고 상온에서 5분 동안 상온에서 혼합하였다.Thereafter, 67 parts by weight of a polyolefin elastomer having a density of 0.895 and a melt index of 3, obtained by copolymerizing ethylene with butene, was added to the supermixer and mixed at room temperature for 5 minutes.
상기에서 얻어진 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 가공온도 180℃에서 용융하여 균질하게 혼합하였다.The mixture obtained above was melted and homogeneously mixed at a processing temperature of 180 ° C. using a twin screw extruder.
이에 따라 얻어진 혼합물을 상온의 수중에서 냉각시켰다.The mixture thus obtained was cooled in water at room temperature.
냉각된 혼합물을 길이 3 내지 8 mm, 직경 2 내지 5 mm로 절단하는 공정을 거쳐 아스팔트 개질 첨가제를 제조하였다.
Asphalt modifying additives were prepared through a process of cutting the cooled mixture to 3 to 8 mm in length and 2 to 5 mm in diameter.
이렇게 제조된 아스팔트 개질 첨가제를 스트레이트 아스팔트 양을 기준으로 5 중량%로 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트와 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였으며, 이를 도로포장용 아스팔트로서 물리적 특성에 대해 측정하였다.
The asphalt modification additive thus prepared was mixed with straight asphalt having a penetration of 60 to 80 at 5% by weight based on the amount of straight asphalt to prepare modified asphalt, which was measured for physical properties as road paving asphalt.
(2) 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 함유한 아스팔트 콘크리트의 제조(2) Preparation of Asphalt Concrete Containing Plant Mixing Asphalt Modification Additive of the Present Invention
KS F 2439에 규정되어 있는 표층용 WC-2 입도로 조정된 골재 94.4 중량%, 침입도가 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트 5.32 중량%, 및 상기 (1)에서 제조된 아스팔트 개질 첨가제 0.28 중량%를 혼합믹서에 투입하고, 160℃에서 60초 동안 혼합하여 개질된 아스팔트 콘크리트를 제조하였다. 제조된 아스팔트 콘크리트를 150℃에서 마샬다짐기를 이용하여 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하였으며, 150℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 동적안정도 실험을 실시하였다.
94.4 wt% aggregate adjusted to surface WC-2 granularity as defined in KS F 2439, 5.32 wt% straight asphalt having a penetration of 60 to 80, and 0.28 wt% asphalt modifying additive prepared in (1) above. It was put in a mixer and mixed at 160 ° C. for 60 seconds to prepare modified asphalt concrete. The asphalt concrete was compacted 50 times on both sides using a Marshall Compactor at 150 ° C, and a test specimen for Marshall was produced.A slab specimen with a thickness of 5 cm was fabricated using a slab compactor at 150 ° C to perform dynamic stability test. .
<실시예 3> 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제 및 이를 함유한 아스팔트 콘크리트의 제조 3Example 3 Preparation of Plant Mixing Asphalt Modification Additive of the Present Invention and Asphalt Concrete Containing the Same
(1) 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제의 제조(1) Preparation of Plant Mixing Asphalt Modification Additive of the Present Invention
방사형 구조를 가지고 5% TSV가 27.9 cSt, 비중이 0.94, 스티렌 함량이 31 중량%인 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부, 40℃ 동점도가 43.5 cSt인 파라핀계 프로세스 오일 35 중량부, 및 아민계 액상 박리방지제 5 중량부를 슈퍼믹서에 투입하고 약 10분 동안 교반하여 프로세스 오일과 박리방지제를 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체에 흡수시켰다.100 parts by weight of a styrene-butadiene-styrene block copolymer having a radial structure of 5% TSV, 27.9 cSt, specific gravity 0.94, and styrene content of 31% by weight, 35 parts by weight of a paraffinic process oil having a 40 ° C kinematic viscosity of 43.5 cSt, and 5 parts by weight of the amine liquid peeling inhibitor was added to the supermixer and stirred for about 10 minutes to absorb the process oil and the peeling inhibitor into the styrene-butadiene-styrene block copolymer.
이후에, 상기 슈퍼믹서에 에틸렌을 옥텐과 공중합시킴으로써 얻어진, 밀도 0.885 및 용융지수 1을 갖는 폴리올레핀 엘라스토머 66 중량부를 투입하고 수펴믹서를 이용하여 상온에서 5분 동안 혼합하였다.Thereafter, 66 parts by weight of a polyolefin elastomer having a density of 0.885 and a melt index of 1, obtained by copolymerizing ethylene with octene, was added to the supermixer, and mixed at room temperature for 5 minutes by using a smoothing mixer.
상기에서 얻어진 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 가공온도 180℃에서 용융하여 균질하게 혼합하였다.The mixture obtained above was melted and homogeneously mixed at a processing temperature of 180 ° C. using a twin screw extruder.
이에 따라 얻어진 혼합물을 상온의 수중에서 냉각시켰다.The mixture thus obtained was cooled in water at room temperature.
냉각된 혼합물을 길이 3 내지 8 mm, 직경 2내지 5 mm로 절단하는 공정을 거쳐 아스팔트 개질 첨가제를 제조하였다.
Asphalt modifying additives were prepared through a process of cutting the cooled mixture to a length of 3 to 8 mm and a diameter of 2 to 5 mm.
이렇게 제조된 아스팔트 개질 첨가제를 스트레이트 아스팔트 양을 기준으로 5 중량%로 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트와 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였으며, 이를 도로포장용 아스팔트로서 물리적 특성에 대해 측정하였다.
The asphalt modification additive thus prepared was mixed with straight asphalt having a penetration of 60 to 80 at 5% by weight based on the amount of straight asphalt to prepare modified asphalt, which was measured for physical properties as road paving asphalt.
(2) 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 함유한 아스팔트 콘크리트의 제조(2) Preparation of Asphalt Concrete Containing Plant Mixing Asphalt Modification Additive of the Present Invention
KS F 2439에 규정되어 있는 표층용 WC-2 입도로 조정된 골재 94.4 중량%, 침입도가 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트 5.43 중량%, 및 상기 (1)에서 제조된 아스팔트 개질 첨가제 0.17 중량%를 혼합믹서에 투입하고, 160℃에서 60초 동안 혼합하여 개질된 아스팔트 콘크리트를 제조하였다. 제조된 아스팔트 콘크리트를 150℃에서 마샬다짐기로 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하였으며, 150℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 동적안정도 실험을 실시하였다.
94.4 wt% aggregate adjusted to surface WC-2 granularity as defined in KS F 2439, 5.43 wt% of straight asphalt having a penetration of 60 to 80, and 0.17 wt% of the asphalt modification additive prepared in (1) above. It was put in a mixer and mixed at 160 ° C. for 60 seconds to prepare modified asphalt concrete. The prepared asphalt concrete was compacted 50 times on both sides with a Marshall compactor at 150 ° C. to prepare a test specimen for Marshall. A slab specimen of 5 cm thickness was fabricated using a slab compactor at 150 ° C. and subjected to dynamic stability test.
<< 실시예Example 4> 본 발명의 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 함유한 아스팔트 콘크리트의 제조 4 4> Preparation of Asphalt Concrete Containing Plant Mixed Asphalt Modification Additive of the Present Invention 4
실시예 1에서 제조된 아스팔트 개질 첨가제를 스트레이트 아스팔트 양을 기준으로 12 중량%로 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트와 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였으며, 이를 국토해양부에서 발간된 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침 상의 아스팔트로서 물리적 특성에 대해 측정하였다.
Modified asphalt was prepared by mixing the asphalt modification additive prepared in Example 1 with straight asphalt having a penetration of 60 to 80 at 12% by weight based on the amount of straight asphalt, and producing and constructing a drainage asphalt mixture published by the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs. Asphalt on the guideline was measured for physical properties.
또한, 혼합믹서에 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침에 규정되어 있는 배수성 아스콘 PA-13 입도로 조정된 골재 94.7 중량%, 침입도가 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트 4.66 중량%, 및 상기에서 제조된실시예 1에서 제조된 아스팔트 개질 첨가제 0.64 중량%를 투입하고 160℃에서 60초 동안 혼합하여 배수성 아스팔트 콘크리트를 제조하였다. 제조된 배수성 아스팔트 콘크리트를 150℃에서 마샬다짐기로 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하여 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침에서 제시한 품질기준에 따라 실험을 실시하였고, 150℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 동적안정도 실험을 실시하였다.
In addition, 94.7% by weight of aggregate adjusted to the particle size of drainage asphalt concrete PA-13 specified in the provisional guidelines for the production and construction of drainage asphalt mixture in the mixing mixer, 4.66% by weight of straight asphalt having a penetration of 60 to 80, and the above-described implementation. 0.64 wt% of the asphalt modification additive prepared in Example 1 was added and mixed at 160 ° C. for 60 seconds to prepare drainable asphalt concrete. The prepared drainage asphalt concrete was compacted 50 times on both sides with Marshall compactor at 150 ° C to produce a test specimen for Marshall test. The experiment was conducted according to the quality standards suggested in the provisional guidelines for the production and construction of drainage asphalt mixture, and the slab compactor at 150 ° C. Using a 5 cm thick slab specimens were tested for dynamic stability.
<< 비교예Comparative example 1> 아스팔트 콘크리트의 제조 1 1> Manufacture of asphalt concrete 1
일반 포장도로에 사용되는 침입도 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트를 도로포장용 아스팔트로서 물리적 특성에 대해 측정하였다.Straight asphalt with a penetration of 60 to 80 used for general pavement was measured for physical properties as asphalt for road pavement.
또한, 혼합믹서에 KS F 2439에 규정되어 있는 표층용 WC-2입도로 조정된 골재 94.4 중량%, 및 침입도가 60 내지 80인 스트레이트 아스팔트 5.6 중량%를 투입하고, 이를 150℃에서 60초 동안 혼합하여 개질된 아스팔트 콘크리트를 제조하였다. 제조된 아스팔트 콘크리트를 140℃에서 마샬다짐기로 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하였으며, 140℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 동적안정도 실험을 실시하였다.
In addition, 94.4% by weight of aggregate adjusted to the surface layer WC-2 particle size specified in KS F 2439, and 5.6% by weight of straight asphalt having a penetration of 60 to 80 were added to the mixing mixer, which was then heated at 150 ° C. for 60 seconds. Mixing produced modified asphalt concrete. The prepared asphalt concrete was compacted 50 times on both sides with a Marshall compactor at 140 ° C., and a test specimen for Marshall was produced. A slab specimen with a thickness of 5 cm was fabricated using a slab compactor at 140 ° C. to carry out a dynamic stability test.
<< 비교예Comparative example 2> 아스팔트 콘크리트의 제조 2 2> Manufacture of asphalt concrete 2
PG 76-22인 SBS개질 아스팔트 도로포장용 아스팔트로서 물리적 특성에 대해 측정하였다.SBS modified asphalt road paving asphalt, PG 76-22, was measured for physical properties.
또한, 혼합믹서에 KS F 2439에 규정되어 있는 표층용 WC-2 입도로 조정된 골재 94.4 중량% 및 PG 76-22인 SBS 개질 아스팔트 5.6 중량%를 투입하고 160℃에서 60초 동안 혼합하여 개질된 아스팔트 콘크리트를 제조하였다. 제조된 아스팔트 콘크리트를 150℃에서 마샬다짐기로 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하였으며, 150℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 동적안정도 실험을 실시하였다.
In addition, 94.4% by weight of aggregate adjusted to the surface layer WC-2 granularity prescribed in KS F 2439 and 5.6% by weight of SBS modified asphalt, PG 76-22, were mixed and mixed at 160 ° C. for 60 seconds. Asphalt concrete was prepared. The prepared asphalt concrete was compacted 50 times on both sides with a Marshall compactor at 150 ° C. to prepare a test specimen for Marshall. A slab specimen of 5 cm thickness was fabricated using a slab compactor at 150 ° C. and subjected to dynamic stability test.
<< 비교예Comparative example 3> 아스팔트 콘크리트의 제조 3 3> Manufacture of asphalt concrete 3
혼합믹서에 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침에 규정되어 있는 배수성 아스콘 PA-13 입도로 조정된 골재 94.7 중량%, 및 PG 76-22인 SBS 개질 아스팔트 5.3 중량%를 투입하고 160℃에서 60초 동안 혼합하여 배수성 아스팔트 콘크리트를 제조하였다. 제조된 배수성 아스팔트 콘크리트를 150℃에서 마샬다짐기로 양면 각각 50회 다짐하여 마샬 시험용 공시체를 제작하여 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침에서 제시한 품질기준에 따라 실험을 실시하였으며, 150℃에서 슬래브 컴펙터를 사용하여 두께 5 cm의 슬래브 공시체를 제작하여 동적안정도 실험을 실시하였다.
Into the mixer, 94.7% by weight of aggregate adjusted to the particle size of drainable asphalt concrete PA-13, and 5.3% by weight of SBS modified asphalt, PG 76-22, which are specified in the provisional guidelines for the production and construction of drainage asphalt mixture, were applied at 160 ° C for 60 seconds. Mixing to prepare drainage asphalt concrete. The prepared drainage asphalt concrete was compacted 50 times on both sides with a Marshall compactor at 150 ° C to produce Marshall test specimens, and the experiment was carried out according to the quality standards suggested in the Provisional Guidelines for the Production and Construction of Drainage Asphalt Slab Compactors at 150 ° C. Using a 5 cm thick slab specimens were tested for dynamic stability.
상기 실시예에서 제조된 아스팔트 개질 첨가제를 함유한 아스팔트 콘크리트 및 상기 비교예의 아스팔트 콘크리트에 대하여 각각 기계적인 물성 및 도로포장용 아스팔트로서의 공용성을 나타내는 점탄성적 특성과 배수성 아스팔트 조성물용 아스팔트로서의 물리적 성상을 평가하였으며, 평가 항목으로는 연화점, 침입도, 신도 등 포장용 바인더의 기본적인 물리적 성상과 원 바인더 및 박막가열시험 후 잔사에 대한 동적 전단시험 및 노화 시험 후의 노화 특성 그리고 KS F 2389에 따른 공용성 등급을 평가하였으며, 실시예 4의 경우 콘크리트 개질 첨가제의 용해시간, 실시예 4 및 비교예 3의 경우 터프니스, 프라스(Fraass) 취화점, 저온 휨에너지, 저온 휨 스티프니스 등 배수성 아스팔트 조성물용 아스팔트로서의 물리성상을 평가하였다. 평가방법 및 이에 따른 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
For the asphalt concrete containing the asphalt modifying additive prepared in the above example and the asphalt concrete of the comparative example, the viscoelastic properties and the physical properties as the asphalt for drainage asphalt composition were evaluated, respectively, showing mechanical properties and common properties as road paving asphalt. As evaluation items, basic physical properties of packaging binders such as softening point, penetration, elongation, dynamic shear test for aging after raw binder and thin film heating test, aging characteristics after aging test, and common grade according to KS F 2389 were evaluated. In Example 4, the dissolution time of the concrete reforming additive, the physical properties of the asphalt for drainage asphalt compositions such as toughness, Fraas embrittlement point, low temperature flexural energy, and low temperature flexural stiffness were evaluated. Evaluation methods and the results thereof are shown in Tables 1 and 2 below.
물리성상basic
Physical properties
KS M 2259
KS F 2391KS F 2393
KS M 2259
KS F 2391
Beam Rheometer)Prosthetic Rheometer (BBR, Bending)
Beam Rheometer
아스팔트의 특성For drainage asphalt compositions
Asphalt Characteristics
(국토해양부)Provisional Guidelines for the Production and Construction of Drainable Asphalt Mixtures
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs
도로포장용 아스팔트의 소성변형에 대한 저항성이 크려면 동적 전단응력(G*/sinδ, G* : 복합전단응력, δ : 위상각)이 커야한다.The dynamic shear stress (G * / sin δ, G * : composite shear stress, δ: phase angle) must be large for the resistance to plastic deformation of road paving asphalt.
본 발명에서는 고온에서의 소성변형에 대한 저항성을 측정하기 위하여 64, 70, 76, 82℃에서 각각 동적전단응력(G*/sinδ)을 측정하였으며, 중간온도 영역에서의 피로균열저항성을 측정하기 위하여 KS F 2389에서 규정된 온도에서 동적전단응력(G*ㆍsinδ), 저온에서의 저온균열 저항성을 측정하기 위하여 -12℃에서 휨 크리프 강성 및 기울기를 측정하였다.In the present invention, the dynamic shear stress (G * / sin δ) at 64, 70, 76, 82 ℃ to measure the resistance to plastic deformation at high temperature, respectively, and to measure the fatigue crack resistance in the intermediate temperature range The flexural creep stiffness and the slope were measured at -12 ° C to measure the dynamic shear stress (G * sinδ) and the low temperature crack resistance at low temperatures specified in KS F 2389.
배수성 포장용 아스팔트 조성물은 큰 공극을 가짐으로써 일반 아스팔트 조성물에 비하여 월등한 품질 특성을 요구한다. 특히 저온에서의 골재 탈리 및 균열 및 수분에 대한 저항성을 요구한다.Drainable pavement asphalt compositions have large voids and therefore require superior quality properties compared to general asphalt compositions. In particular, it requires aggregate detachment at low temperatures and resistance to cracking and moisture.
본 발명은 배수성 포장용 아스팔트 조성물 아스팔트로서의 품질특성을 파악하기 위하여 터프니스, Fraass 취화점, 저온 휨 에너지 및 휨 스티프니스 특성을 측정하였다.The present invention measured toughness, Fraass embrittlement point, low temperature flexural energy and flexural stiffness characteristics in order to grasp the quality characteristics of the asphalt composition for drainage pavement.
(25℃)150
(25 ℃)
50 or more
(G*/sinδ),㎪Dynamic shear stress
(G * / sinδ), ㎪
동적전단응력
(G*/sinδ),㎪After thin film heating
Dynamic shear stress
(G * / sinδ), ㎪
(G*sinδ),㎪Dynamic shear stress after high pressure aging test
(G * sinδ), ㎪
또한 실시예 및 비교예에서 제조된 아스콘에 대하여 각각 KS F 2337, 마샬 시험기를 사용한 아스팔트 조성물의 소성 흐름에 대한 저항력 시험과 KS F 2374, 역청 포장 혼합물의 휠 트래킹 시험을 실시하여 혼합물의 소성변형 저항성을 평가하였다. 또한, 실시예 4 및 비교예 3에서 제조된 아스팔트 조성물은 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침에서 제시된 흐름 손실률, 칸타브로 손실률, 인장강도비, 실내 투수계수 시험을 실시하여 배수성 혼합물로서의 물성을 평가하였다. 이에 따른 결과를 아래 표3에 나타내었다.In addition, the asphalt concrete resistance test of the asphalt composition using KS F 2337, Marshall tester and wheel tracking test of KS F 2374, bitumen pavement mixture were carried out on the asphalt concrete prepared in Examples and Comparative Examples, respectively. Was evaluated. In addition, the asphalt composition prepared in Example 4 and Comparative Example 3 was evaluated by the flow loss rate, Cantabros loss rate, tensile strength ratio, room permeability coefficient test proposed in the provisional guidelines for drainage asphalt mixture production and construction to evaluate the physical properties as drainage mixture . The results are shown in Table 3 below.
상기 표 2 아스팔트 바인더로서의 물성 실험 결과에서 나타낸 바와 같이 일반적으로 사용되는 스트레이트 아스팔트(비교예 1)에 비하여 일반적인 물성을 나타내는 연화점이 크게 상승하였으며, 소성변형의 척도를 나타내는 동적전단응력이 크게 향상되었음을 알 수 있다. 또한 개질 아스팔트로서 널리 사용되고 있는 SBS 개질 아스팔트(비교예 2)와 비교하여도 동등한 물성을 나타냄을 알 수 있다.As shown in the physical property test results of the asphalt binder as shown in Table 2, the softening point showing general physical properties was greatly increased as compared with the straight asphalt (Comparative Example 1) generally used, and the dynamic shear stress indicating a measure of plastic deformation was greatly improved. Can be. In addition, it can be seen that the physical properties equivalent to those of SBS modified asphalt (Comparative Example 2) widely used as modified asphalt.
또한, 실시예 3의 배수성 아스팔트 포장용 아스팔트로서 요구되는 저온 물성 시험을 실시한 결과 기존의 SBS 개질 아스팔트에 비하여 우수한 특성을 가지며, 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침에서 요구하는 배수성 아스팔트 포장용 아스팔트로서의 물성 기준을 충분히 만족시킴을 알 수 있다.In addition, as a result of performing the low temperature property test required as drainage asphalt pavement asphalt of Example 3, it has superior characteristics as compared to the existing SBS modified asphalt, and it is based on the physical property standard as drainage asphalt pavement asphalt required by the provisional guidelines for the production and construction of drainage asphalt mixture. It can be seen that it is sufficiently satisfied.
표 3의 KS F 2337, 마샬 시험기를 사용한 아스팔트 조성물의 소성 흐름에 대한 저항력 시험과 KS F 2374, 역청 포장 혼합물의 휠 트래킹 시험결과에서도 일반 스트레이트 아스팔트를 사용하여 제조한 아스콘(비교예 1)에 비하여 우수한 물성을 나타내고 있으며, 개질 아스팔트로서 널리 사용되고 있는 사전 혼합형 개질 아스팔트인 SBS 개질 아스팔트를 사용하여 제조한 아스콘(비교예 2)과 비교하여도 동등한 물성을 나타냄을 알 수 있다.The resistivity test for plastic flow of asphalt composition using KS F 2337, Marshall tester of Table 3, and the wheel tracking test results of KS F 2374, bitumen pavement mixture were compared with ascon (Comparative Example 1) prepared using ordinary straight asphalt. It shows excellent physical properties and shows the same physical properties as compared with ascon (Comparative Example 2) prepared using SBS modified asphalt which is a premixed modified asphalt widely used as modified asphalt.
또한 배수성 아스팔트 혼합물 생산 및 시공 잠정지침에서 제시한 흐름 손실률, 칸타브로 시험 및 실내 투수 계수 시험 결과에서도 기존에 질 아스팔트로서 널리 사용되고 있는 사전 혼합형 개질 아스팔트인 SBS 개질 아스팔트를 사용하여 제조한 배수성 아스팔트 조성물(비교예 3)과 비교하여도 우수한 물성을 나타냄을 알 수 있다.
In addition, the drainage asphalt composition prepared using SBS modified asphalt, which is a premixed modified asphalt which is widely used as a quality asphalt, is also used in the flow loss rate, cantabro test, and indoor permeability coefficient test suggested in the provisional guidelines for producing and constructing drainage asphalt mixtures. It can be seen that the physical properties are excellent even when compared with Comparative Example 3).
상기한 바와 같이, 본 발명의 아스팔트 개질 첨가제는 이를 아스팔트 콘크리트에 첨가함으로써 아스팔트의 물성을 충분히 향상시키며 또한 아스팔트 콘크리트 제조 시에 믹서에 개질 첨가제를 투입하는 방법으로 아스팔트 콘크리트를 제조하는 바, 일반 아스콘 플랜트에 별도의 저장설비를 설치할 필요가 없이 그대로 사용하여 생산할 수 있고 혼합물 생산에 다른 추가비용을 발생시키지 않으면서 우수한 공용성을 가지는 개질 아스팔트 콘크리트를 공급함으로서 도로 포장의 수명 연장과 안전성 등을 향상시켜 물류비용, 도로 유지 보수 등의 국가 예산을 절감하고 교통 안전사고 예방에 큰 효과를 제공할 수 있다.
As described above, the asphalt modification additive of the present invention improves the physical properties of the asphalt by adding it to the asphalt concrete, and also prepares asphalt concrete by adding a modification additive to the mixer during asphalt concrete production. Providing modified asphalt concrete with excellent commonality without incurring other additional costs in the production of mixtures without providing any additional storage facilities in the building, it improves the life span of road pavement and improves safety, etc. This could reduce national budgets on roads, road maintenance, and prevent traffic safety accidents.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical details of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (13)
에틸렌을, 프로필렌, 부텐 또는 옥텐 중 하나와 공중합시킴으로써 얻어진 폴리올레핀 엘라스토머;
프로세스 오일 (process oil); 및
폴리인산계, 아민계, 또는 Gripper 4131(일본 Kao chemical사 제품) 박리방지제 중 하나의 박리방지제로 이루어진 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제.Styrene-butadiene-styrene block copolymers having a radial or linear structure;
Polyolefin elastomers obtained by copolymerizing ethylene with one of propylene, butene or octene;
Process oil; And
A plant-mixed asphalt modification additive consisting of a polyphosphoric acid, amine-based, or anti-peeling agent of Gripper 4131 (manufactured by Kao Chemical, Japan).
스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 100 중량부;
폴리올레핀 엘라스토머 50 중량부 내지 120 중량부;
프로세스 오일 30 중량부 내지 100 중량부; 및
박리방지제 2 중량부 내지 15 중량부로 이루어진 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제.The method of claim 1,
100 parts by weight of styrene-butadiene-styrene block copolymer;
50 to 120 parts by weight of polyolefin elastomer;
30 to 100 parts by weight of process oil; And
Plant mix asphalt modification additive consisting of 2 parts to 15 parts by weight of the anti-peeling agent.
상온에서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 프로세스 오일, 및 박리방지제를 혼합기에 투입 및 혼합시켜 프로세스 오일 및 박리방지제를 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체에 흡수시키는 제 1 혼합 단계;
상기 제 1 혼합 단계에서 얻어진 혼합물에 폴리올레핀 엘라스토머를 투입 및 혼합시키는 제 2 혼합 단계;
상기 제 2 혼합 단계에서 얻어진 혼합물을 120 내지 180℃에서 압출기를 이용 용융하여 균질하게 혼합하여 압출하는 압출 단계;
상기 압출 단계에서 얻어진 혼합물을 5 내지 40℃의 수중에서 냉각하는 냉각 단계; 및
상기 냉각 단계에서 얻어진 혼합물을 절단하는 단계를 포함하는, 플랜트 혼합형 아스팔트 개질 첨가제를 제조하는 방법.In preparing the plant mixed asphalt modifying additive of claim 1,
A first mixing step of incorporating and mixing the styrene-butadiene-styrene block copolymer, the process oil, and the anti-peeling agent into the mixer at room temperature to absorb the process oil and the anti-peeling agent into the styrene-butadiene-styrene block copolymer;
A second mixing step of adding and mixing the polyolefin elastomer to the mixture obtained in the first mixing step;
An extrusion step of melting and homogeneously mixing and extruding the mixture obtained in the second mixing step using an extruder at 120 to 180 ° C;
A cooling step of cooling the mixture obtained in the extrusion step in water at 5 to 40 ° C; And
Cutting the mixture obtained in the cooling step.
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