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KR20020067556A - 도로 보강 시트 및 아스팔트 강화 포장 도로의 구조 및도로의 포장 방법 - Google Patents

도로 보강 시트 및 아스팔트 강화 포장 도로의 구조 및도로의 포장 방법 Download PDF

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KR20020067556A
KR20020067556A KR1020027007749A KR20027007749A KR20020067556A KR 20020067556 A KR20020067556 A KR 20020067556A KR 1020027007749 A KR1020027007749 A KR 1020027007749A KR 20027007749 A KR20027007749 A KR 20027007749A KR 20020067556 A KR20020067556 A KR 20020067556A
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KR
South Korea
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asphalt
layer
pavement
road
sheet
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KR1020027007749A
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오카아츠시
도미모토히로아키
고우다가즈아키
이이야마다카시
요코테사치오
미야사카요시하루
호야요시타카
Original Assignee
미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤
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  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

보강 시트층(1A)과 포장층(22)을 포함하여 구성되고, 상기 보강 시트층(1A)은 연속한 유리 섬유를 강화 섬유로 하여 당해 연속 유리 섬유의 용적함유율이 30% 이상 85% 이하가 되도록 열가소성 수지를 함침 시킨 복합 재료를 포함하여 구성되는 보강 시트(1)와 적어도 한 면에 적층 되어 이루어지는 아스팔트층(2)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포장 도로로서, 바퀴 자국 및 균열에 대하여 현저하게 우수한 내구성을 나타내기 때문에, 특히 아스팔트층의 두께를 얇게 한 박층 포장이 가능하게 된다.

Description

도로 보강 시트 및 아스팔트 강화 포장 도로의 구조 및 도로의 포장 방법{ROAD REINFORCING SHEET, STRUCTURE OF ASPHALT REINFORCED PAVEMENT AND METHOD FOR PAVING ROAD}
최근, 도로 교통량의 증대나 대형차 교통량의 증대로 도로 포장의 손상이 현저해지고, 주행의 안전성 및 쾌적성이 손상되고 있다. 특히 교통량이 극심한 노선의 도로 포장은 아스팔트의 유동에 의한 바퀴 자국 및 균열 등의 손상이 심하고, 교통 안전성의 확보를 위한 보수 공사가 빈번하게 행해져 사회 문제가 되고 있다. 또한, 도로 포장 상에 균열이 발생하면 그 곳으로부터 빗물이 침입하고, 더욱 심하게 노반(路盤)의 균열을 촉진시킨다.
다리 노면 포장에 있어서는, 아스팔트 포장을 통해서 다리 노면상으로부터철근 콘크리트 바닥판으로 침투하는 물이 바닥판 내부의 철근이나 강재를 부식시킬 뿐만 아니라, 콘크리트의 열화, 특히 반복 하중 작용 하의 바닥판 콘크리트의 열화를 촉진하고, 내하력(耐荷力)이나 내구성에 악 영향을 끼치고 있다.
이들 도로 포장의 바퀴 자국 및 균열을 개량하기 위한 각종 방법이 제안되어 있다.
일반적인 방법으로서는 아스팔트 포장에 사용하는 아스팔트 혼합 재료로서 내유동성·내마모성을 높게 하여 바퀴 자국에 유효한 아스팔트나 내 균열성을 높게 하여 균열 방지에 유효한 아스팔트를 사용하는 절삭 오버레이 공법이 있다. 그러나, 이들 방법은 아스팔트 포장면의 바퀴 자국 및 균열의 양자를 함께 억제하는 유효한 방법이 아니고 대폭적인 포장 도로의 수명연장이 이루어지지 않는다.
또한, 아스팔트 포장의 오버레이를 강화하는 각종 방법이나 조성물이 제안되어 있다. 예를 들면 특개소 62-268413호 공보나 특개소 64-14415호 공보에 나타나 있는 바와 같이, 소위 지오텍스타일(geotextile) 공법이 있다. 지오텍스타일 공법에 있어서는 노상 위에 지오텍스타일을 부설하고, 그 위에 성토재(盛土材) 또는 자갈 등의 입상물을 부설하여 포장 노반(露盤)을 형성하고, 포장에 가해지는 하중을 분산 지지하고 있다.
그러나 이 공법에 있어서는, 아스팔트 포장 표면에서 일어나는 바퀴 자국(rut) 및 균열 등의 손상에 대한 효과는 거의 없다.
또한, 지오텍스타일을 사용하는 아스팔트 포장에 있어서 아스팔트 혼합 재료 내부의 전단력(剪斷力)을 구속하고, 아스팔트 혼합 재료를 보강하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들면, 아스팔트 혼합 재료의 보강 성능의 향상을 겨냥한 물질로서 합성 수지의 1축/2축 연신체(延伸體)로 이루어지는 그리드를 사용한 물질이나 유리 섬유에 수지를 함침(含浸)시킨 스트랜드(strand)로 이루어지는 그리드를 사용한 물질이 있다.
그러나, 이 합성 수지의 그리드의 연신(延伸) 부분에 있어서의 인장 강도는 0.4GPa로 상당히 낮고, 아스팔트 혼합 재료를 보강하기 위해서는 기본 무게(basis weight)를 상당히 크게 할 필요가 있다. 또한, 유리 섬유를 사용한 그리드에 있어서도, 아스팔트 포장시에 마모· 후크(hook)에 의한 섬유의 절단에 의해 인장 강도가 저하한다고 하는 결점이 있다.
또한, 이들 유리 섬유의 그리드나 강성(剛性)이 높은 합성 수지 그리드는, 재료 강도를 높이기 위해서 지오텍스타일로서의 강성을 높여 놓고 시공시에 연속적으로 감아낼 수 없기 때문에 시공면에서의 취급이 곤란하다.
또한, 이 지오텍스타일은 아스팔트의 하층과 상층 간에 끼워 사용하기 때문에, 상층/하층 간의 미끄러짐 방지와 결합력을 강화 할 필요가 있다. 그 때문에 이 지오텍스타일은 그리드 상태로 되어 있다. 그 결과, 아스팔트 포장 표면에서 일어나는 균열이나 손상 부분으로부터 침입하는 빗물 등에 의한 노반, 노상의 붕괴를 막을 수 없는 결점을 가지고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명자들은 연구를 추진해 온 결과, 특개평 09-177014호 공보에 기재된 도로 보강용 시트를 사용함으로써 아스팔트 포장을 강화하고, 또한 빗물 등의 침투를 효과적으로 방지함으로써 리플렉션크랙(reflection crack), 및 아스팔트 표층의 균열에 대하여 큰 효력을 발휘하는 것을 알 수 있었다.
이 공보에서 도로 보강용 시트는, 아스팔트 포장에 상용성이 있고, 시공시의 아스팔트 혼합 재료 온도(보통 110℃이상)에서 도로 보강용 시트의 아스팔트가 용융되어 아스팔트 포장과 양호한 결합면을 형성하여 일체화된다. 이 접착 효과가 발휘됨으로써 도로 보강용 시트는 아스팔트 포장의 유동을 억제할 수 있고, 또한 포장체의 휨을 감소시키고, 바퀴 자국 및 균열의 현상을 억제할 수 있게 된다. 그 결과, 도로 표면에 일어나는 균열이나 바퀴 자국의 현상이 통상의 포장로에 비교하여 2배 이상의 내구성을 보인다고 기재되어 있다.
또한, 이 공보의 도로 보강용 시트는 특원평 07-083678에 나타난 바와 같이 복합 방수 시트로서의 방수 기능도 있고, 리플렉션 크랙 방지 성능, 다리 노면 포장 등 방수 성능도 갖고 있다. 그러나, 또한, 최근의 자동차 교통량의 증가나 화물 자동차의 대형화에 의해 아스팔트 포장의 파손은 점점 현저해지고 있다. 또한, 도로의 이용자나 길가의 주민으로부터의 포장 도로에 대한 요망이 다양화되고, 내구성이 우수하고, 또한 교통의 안전성, 환경성, 가격 감축, 장 수명화를 고려한 특수한 기능을 가진 포장이 기대되어 각종 고기능 포장 재료가 개발되고 있다. 그 예로서 배수성(排水性) 기능 및 소음 저감 기능을 가지는 배수성 포장, 박층 아스팔트 포장, 재생 골재를 이용한 재생 개질(改質) 아스팔트 콤파운드, 골재로서 일반 폐기물의 소각재를 용융·냉각한 슬래그, 폐유리의 파쇄물(破碎物), 폐플라스틱이나 폐PET병의 절삭편 등을 혼입한 가열 아스팔트 혼합물이 최근 주목을 모으고있다.
예를 들면, 배수성 포장에 관해서는 배수성 포장 기술지침(안)이 간행되어 있고, 배수성 포장에 사용하는 아스팔트 혼합 재료 바인더로서는 고점도 아스팔트가 택(tack) 비용으로서는 고무를 함유한 아스팔트 유제(乳劑)가 보통 사용되고 있다.
이들의 아스팔트 혼합 재료를 사용한 아스팔트 포장에 대하여, 특개평 09-177014호 공보에 기재된 도로 보강용 시트를 사용해도 아스팔트 포장면에 발생하는 균열 및 바퀴 자국에 대하여의 효과가 충분히 발휘되지 않을 경우가 있다.
본 발명자들은 이러한 각종 고기능 포장 재료에도 대응하고, 또한 이들의 문제점도 해결할 수 있는 재료, 제조 방법 등에 대하여 더욱 연구를 진척시켰다.
본 발명은 상기 결점을 해소한 포장 도로를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 큰 과제 중 하나는 포장에 사용하는 아스팔트의 사용량을 감소시키는 것, 즉, 아스팔트의 두께를 얇게 한 박층 포장을 가능하게 하는 것이다.
도로의 포장에 사용하는 아스팔트의 두께에 대해서는 각종 요강이나 문헌에 기재되어 있다. 예를 들면, 아스팔트 포장 요강 (소화 50년도판, 6∼19페이지 : 일본도로 협회)에 따르면, 자동차의 교통량에 의해서 표층 아스팔트의 두께가 설계되고,
A (교통량 250대/일 미만) : 표층 아스팔트 5cm,
B (교통량 250∼1000대/일） : 표층 아스팔트 5cm,
C (교통량 1000∼3000대/일）: 표층 아스팔트 10cm,
D (3000대/일 이상) : 표층 아스팔트15cm*,
* 포함하는 기층(基層)
또한, 아스팔트 포장 기초 강좌; 아스팔트의 포장의 설계(일력화학 공업)에 따르면,「일반적으로, 아스팔트 혼합물은 두께 6cm까지는 일층으로 마무리하고, 그 이상의 두께가 되면 두께 5cm을 기준으로 하여 다층으로 마무리한다」라고 기재되어 있고,(아스팔트의 두께는)「표층 및 기층의 합계를 10cm을 표준으로 하고, 단위 구간 자동차 교통량이 2000대/일 미만인 경우는, …기층을 생략하여 상층 노반(路盤) 상에 두께 5cm의 표층을 만들 수 있다」라고 기재되어 있다.
또한, 특개평 9-177014호 공보는 보강 시트를 사용한 특허이고, 보강 시트의 사용에 의해 도로의 강도가 향상하는 것이 기재되어 있지만, 실시예에서는 두께 5cm에서의 도로의 시험 결과가 기재되어 있는 것에 지나치지 않는다.
표층 아스팔트의 두께를 상기 설계값 등보다 5cm 얇게 하는 것은 대단히 곤란하다고 생각되어 왔다. 이상과 같이 도로 포장에 대해서는 표층의 아스팔트는 5cm이상이다 라는 오랜 세월의 관습 또는 공사 요강 등의 규정으로부터, 이것을 얇게 한다고 하는 과제는 생각될 수 없었던 것이 현실이었다.
아스팔트의 두께가 두터운 것은 공사에 시간이 걸리고 또한 사용하는 아스팔트의 양도 방대해진다.
또한, 도로의 보수나 아스팔트의 재건은 아스팔트의 절삭이 필요하고, 절삭에는 소음이나 먼지가 발생하고, 그 때문에 길가의 주민에게 엄청난 폐를 끼치며, 소음에 대해서는 법적 규제도 있다.
아스팔트의 두께가 두터우면 공사 기간이 길어지고, 절삭 아스팔트 폐기량의 증대와 공사 기간의 장기화는 교통 차단 기간의 장기화와 길가 주민의 환경 악화의 장기화, 도로 공사 비용이 높아지는 등 경제면이나 환경면에서의 영향이 커지는 문제가 항상 따라다닌다. 이들을 경감하는 것은 지극히 중대한 과제이다.
발명의 개시
본 발명은 상기 문제점을 해결하고, 아스팔트 포장 표층면에서 일어나는 바퀴 자국(rut) 및 균열 등의 손상을 현저하게 감소시킬 수 있는 도로 보강 시트 및 그 도로 보강 시트를 사용한 아스팔트 강화 포장 도로, 특히 아스팔트 포장 도로의 강화 및 박층화에 유효한 도로 보강 시트 및 그 아스팔트 강화 포장 도로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서, 예의 검토를 거듭한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 하기의 발명을 포함한다.
(A) 보강 시트층 (1A)과 포장층 (22)을 포함하여 구성되는 포장 도로로서,
상기 보강 시트층 (1A)는,
연속한 유리 섬유를 강화 섬유로 하여 상기 연속 유리 섬유의 용적 함유율이 30% 이상 85% 이하가 되도록 열가소성 수지를 함침시킨 복합 재료를 포함하여 구성되는 보강 시트(1)와 적어도 한 면에 적층 되어 이루어진 아스팔트층(2)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포장 도로.
(B) 보강 시트층 (1A)은 보강 시트(1)와 아스팔트층(2) 사이의 적어도 일부의 면에 있어서, 천연 섬유 또는 합성 섬유를 포함하여 이루어지는 직포층 또는 부직포층 (3)을 더 갖는 보강 시트층 (1B)인 것을 특징으로 하는 (A)에 기재된 포장 도로.
(C) 보강 시트층 (1A)과 포장층 (22)을 포함하여 구성되는 포장 도로로서,
상기 보강 시트층 (1A)은,
연속한 유리 섬유를 강화 섬유로 하고, 상기 연속 유리 섬유의 용적 함유율이 30% 이상 85% 이하가 되도록 열가소성 수지를 함침시킨 복합 재료를 포함하여 구성되는 보강 시트(1)의 양면에 적층 되어 이루어지는 아스팔트층(2)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 (A)기재의 포장 도로.
(D) 보강 시트(1)는
인장 파단(破斷) 강도가 290MPa이상,
인장 파단 신도(伸度)가 10%이하,
열팽창계수가 2×10-6∼ 8×10-6/℃,
두께가 100㎛∼600㎛인 것을 특징으로 하는 (A) ~ (C) 중 어느 하나가 기재된 포장 도로.
(E) 아스팔트층(2)의 두께가 400미크론㎛이상 2,000㎛이하인 것을 특징으로 하는 (A) ~ (D) 중 어느 하나에 기재된 포장 도로.
(F) 보강 시트(1)와 아스팔트층(2)을 전단 박리 강도를 행했을 때에, 아스팔트층(2)의 응집력이상의 강도로 층간이 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 (A) ~ (E) 중 어느 하나에 기재된 포장 도로.
(G) 포장층 (22)의 두께가 50mm미만이며, 또한,
벤딩(bending) 시험에 의한 파괴 에너지가 4 [kN·mm]이상이고, 현저하게 엷은 포장층과, 현저하게 내(耐) 크랙 성능에 우수한 기능을 겸하여 갖는 것을 특징으로 하는 (A) ~ (F) 중 어느 하나에 기재된 포장 도로.
(H) 포장층 (22)의 두께가 50mm미만이며, 또한,
휠 트래킹 시험에 의한 동적 안정도가 600 [회/mm]이상이고, 현저하게 엷은 포장층과, 현저하게 내(耐) 바퀴 자국성에 우수한 기능을 겸하여 갖는 것을 특징으로 하는 (A) ~ (G) 중 어느 하나에 기재된 포장 도로.
(I) 포장층 (22)이 배수성이며, 또한,
보강 시트층 (1A 또는 1B)이 배수성이고,
포장층 (22)을 투과한 빗물이 노반에 침투하지 않고, 빗물을 보강 시트층 (1A 또는 1B)의 상면에 따라서 갓길 가장자리 방향으로 배수 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 (A) ~ (H) 중 어느 하나에 기재된 포장 도로.
(J) 포장층 (22)의 두께는 4.5cm이하인 (A) ~ (I) 중 어느 하나에 기재된 포장 도로.
(K) 포장층 (22)의 두께가 4 ∼ 1.5cm인 (J)에 기재된 포장 도로.
(L) (A) ~ (C) 중 어느 하나에 기재된 보강 시트층 (1A 또는 1B)을 부설하고, 아스팔트를 그 위에 부설하지 않아 도로 보강 시트가 표층인 도로의 구조.
(M) (A) ~ (C) 중 어느 하나에 기재된 보강 시트층 (1A 또는 1B)을 부설하고, 아스팔트를 그 위에 부설하지 않아 보강 시트층이 표층인 도로공사 중에 사용하는 가설 도로의 구조.
(N) 아스팔트 또는 콘크리트로 포장된 도로에 있어서, 포장면에 크랙, 바퀴 자국 또는 결손이 생겼을 경우에, 포장 도로의 적어도 일부 표면을 절삭 하고, 필요하다면 크랙 또는 결손 부분을 부분 보수한 뒤, (A) ~ (K) 중 어느 하나에 기재된 포장 도로의 구조를 마련하는 것을 특징으로 하는 포장 도로의 보수 방법.
(O) 아스팔트 또는 콘크리트로 포장된 도로에 있어서, 표면을 절삭 하고, 크랙 또는 결손 부분을 부분 보수한 뒤, (I)에 기재된 갓길 가장자리 방향으로 배수 기능을 갖는 포장 도로의 구조를 마련하는 것을 특징으로 하는 포장 도로의 보수 방법.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 포장 도로의 일예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 포장 도로의 다른 일예를 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 사용된 도로 보강 시트의 단면을 표시한 도면.
도 4는 도 2에 사용된 도로 보강 시트의 단면을 표시한 도면.
도 5는 본 발명의 도로 보강 시트를 제조하는 장치의 일예의 개략을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 도로 보강 시트를 제조하는 장치의 다른 예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 영향을 미치는 일반 포장 구성의 단면도.
도 8은 본 발명의 도로 보강 시트의 시공 시험에 사용한 일반 포장 구성의단면도.
도 9는 노반 상에 본 발명의 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 기층, 표층을 포설(鋪設)한 시공 시험의 포장 구성 단면도.
도 1O은 노반상에 기층을 포설하고, 본 발명의 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 표층을 포설한 시공 시험의 포장(鋪裝) 구성 단면도.
도 11은 기존 노면 절삭 후의 기존 RC 바닥판 상에 본 발명의 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 기층, 표층을 포설한 시공 시험의 포장 구성 단면도.
도 12는 기존 노면 절삭 후의 기존 하층 매스틱(mastic) 아스팔트층 상에 본 발명의 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 기층, 표층을 포설한 시공 시험의 포장 구성 단면도.
도 13은 기존 노면 절삭 후의 절삭 노면 상에 본 발명의 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 기층, 표층을 포설한 시공 시험의 포장 구성 단면도.
도 14는 바닥판을 두껍게 하는 공법에 의해 제트 시멘트 시공후의 노면 상에 본 발명의 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 표층을 포설한 시공 시험의 포장 구성 단면도.
도 15는 벤딩 측정 방법의 개념도.
도 16은 휠 트래킹 시험 측정 방법의 개념도.
부호의 설명
1A 도로 보강 시트, 1B 도로 보강 시트, 1 보강 시트, 2 아스팔트층, 3 섬유질로 이루어진 직포 또는 부직포, 4 표층(아스팔트 콤파운드), 5 기층(아스팔트 콤파운드), 6 노반, 7 하층 노반(crusher-run), 8 상층 노반(기계적으로 안정화된 분쇄된 돌), 9 발포 스티롤 판(styrene foam board), 10 아스팔트 안정 처리층, 11 RC바닥판, 12 매트틱(mastic) 아스팔트층, 13 절삭 노면, 14 제트(jet) 시멘트, 15 배수성 포장, 16 용융착층(溶融着層), 17 가열 히터, 18 가열 롤, 19 냉각 롤, 20 배트(vat), 21 도포용 롤, 22 솔리드 타이어, 23 하중, 24 모의(模擬) 노반
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
인장 파단 강도가 290MPa 이상, 인장 파단 신도가 10% 이하, 열팽창계수가 2×10-6∼ 8×10-6/℃, 두께가 100㎛∼600㎛인 보강 시트(1)의 양면에 두께가 400㎛∼2,000㎛인 아스팔트층(2)은, 보강 시트(1)와 전단 박리 강도에 있어서 아스팔트층(2)의 응집력 이상으로 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 도로 보강 시트, 및 상기 도로 보강 시트를 강화해야 할 아스팔트 포장의 아스팔트 표면측으로부터 5cm미만의 깊이에 부설하는 것을 특징이라고 하는 크랙 성능,내 바퀴 자국 성능이 현저하게 개량된 아스팔트 강화 포장 도로의 구조에 관한 것이다.
본 발명의 포장 도로는 현저하게 내 크랙성에 우수하고, 벤딩 시험에 의한 파괴 에너지가 4[kN·mm]이상인 것을 얻을 수 있고, 보통 4~40[kN·mm]정도의 것을 얻을 수 있다. 또한, 휠 트래킹성에도 뛰어나, 동적 안정성이 600회/mm 이상, 보통은 600∼15,000회 정도의 것을 얻을 수 있다.
도로 보강 시트를 강화해야 할 아스팔트 포장의 아스팔트 표면측으로부터 5cm 미만, 바람직하게는 4.5cm 미만, 보다 바람직하게는 4∼1.5cm의 깊이에 부설하는 것을 특징으로 하는 크랙 성능, 내 바퀴 자국 성능이 현저하게 개량된 아스팔트 강화 포장 도로의 구조를 제공한다. 또 본 발명은 도로 보강 시트를 부설하고, 아스팔트를 그 위에 부설하지 않아 도로 보강 시트가 표층인 도로공사 중에 사용하는 가설 도로도 포함한다.
이하, 본 발명의 도로 보강 시트 및 상기 도로 보강 시트를 사용한 아스팔트 강화 포장 도로의 구조에 대하여 도면을 이용해서 상세하게 설명한다.
본 발명의 보강 시트(1)는 인장 파단 강도가 290MPa 이상, 인장 파단 신도가 10% 이하, 열팽창계수가 2×10-6∼8×10-6/℃, 두께가 100㎛∼600㎛인 시트상 물질이며, 이들의 성능을 갖는 물질이라면 특히 한정되는 물질은 아니다. 예를 들면 금속 박이나 복합 재료 등을 들 수 있지만, 바람직하게 본 발명의 보강 시트(1)와 아스팔트층(2)의 전단 박리 강도가 아스팔트층(2)의 응집력 이상에서 결합할 수 있는 보강 시트(1)를 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 관점으로부터 보강 시트(1)는 강화 섬유와 고분자수지로 이루어진 복합 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 보강 시트(1)로서 복합 재료를 사용할 경우, 사용되는 강화 섬유로서는 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 유리 섬유, 카본 섬유, 아라미드 섬유,탄화 규소 섬유등이 대표적인 것이다. 특히 바람직한 섬유로서는 유리 섬유를 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 연속한 유리 섬유이다.
또한, 본 발명의 보강 시트(1)에 사용할 수 있는 열가소성 수지로서는 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌-프로피렌 공중합체, α-오레핀의 호모 폴리머나 코폴리머 등의 폴리 오레핀계 수지, 스티렌, 메틸스치렌 등의 호모 폴리머나 이들과 α-오레핀과의 코폴리머 등의 폴리스티렌계 수지나, 염화 비닐의 호모 폴리머나 이들과 α-오레핀의 코폴리머 등의 포리 염화 비닐계 수지를 이용할 수 있다. 그 외, AS 수지, ABS수지, ASA수지(폴리 아크릴로니트릴·폴리포리스티렌·폴리아크릴산에틸), 폴리메틸메타크릴레이트, 나일론, 폴리아세탈(polyacetal), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌옥시드, 불소 수지, 폴리페닐렌설피드, 폴리 설폰, 폴리 에틸 설폰, 폴리에틸케톤, 폴리에틸에틸케톤, 폴리이미드, 폴리아리레이트 등의 각종 수지도 사용할 수 있지만, 강도,내마모성, 가격이나 폐기물이 되었을 때의 재생의 용이성 등의 관점에서,가장 바람직한 수지로서, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 범용 폴리 올레핀계 수지 및 폴리스티렌계 수지, 폴리 염화 비닐계 수지, 나일론이 추장(抽奬)된다.
본 발명의 보강 시트(1)로서 복합 재료를 이용할 경우, 강화 섬유의 용적 함유율을 30% 이상 85% 이하, 바람직하게는 30% 이상 80% 이하의 범위로 결정하도록 열가소성 수지를 함침 시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 보강 시트(1)의 두께는 시트의 강도와 가요성을 고려하면 바람직하게는 100㎛ 내지 600㎛, 더욱 바람직하게는 150㎛∼550㎛이다. 보강 시트(1)의 두께가 100㎛이상에서는 충분한 강도를 얻을 수 있고, 600μ미만에서는 시트의 가요성이 적당해서, 도로 보강 시트로서의 시공성이 양호하다.
본 발명의 보강 시트(1)는 인장 파단 신도 10% 이하, 열팽창계수 2×10-6∼8×10-6/℃의 성능을 함께 달성하기 위해서는 각종 방법을 들 수 있지만, 보강 시트(1)로서 복합 재료를 이용할 경우, 연속한 강화 섬유를 한 방향으로 배열하고,열가소성 수지를 함침시킨 시트를 직교하여 복수매 적층시킨 보강 시트(1)를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법에서 사용하는 열가소성 수지를 함침시킨 시트의 제조 방법은 상기 물성의 것이라면 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면 특공평 4-42168호 공보의 특허청구의 범위 및 실시예에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다.
이 공보의 청구항 1에는 열가소성 수지의 연화점 이상으로 가열된 한 쌍의 벨트의 적어도 한 쪽의 벨트에 상기 열가소성 수지를 도포함과 동시에 이 도포막을 대향하는 한 쌍의 벨트 사이에 도입하고, 섬유 시트를 한 쌍의 벨트 사이를 통과시킴으로써 섬유에 열가소성 수지를 함침시켜서 섬유 보강 시트상 리플레그를 제조하는 방법이, 보다 상세하게는 이에 종속하는 방법이 개시되어 있다. 보다 구체적으로는 이 공보 제 1도에 나타나 있는 바와 같이, 섬유조출부(纖維繰出部: fiber delivery section), 공급부(feeding section), 수지함침부(resin impregnating section) 및 인취부(引取部: taking up section)로 구성되고, 상세한 설명에는 도 1의 상세한 것이 기재되어 있다.
본 발명에 사용하는 프리프레그(prepreg)는 특개평 9-177014호 공보에 기재되어 있다.
본 발명의 프리프레그는 강화 섬유가 일 방향으로 연속한 필라멘트가 거의균일하게 정렬한 것이다. 프리프레그에 사용할 수 있는 섬유로서는, 예를 들면 유리 섬유, 카본 섬유, 아라미드섬유, 탄화 규소섬유 등이 대표적인 것이지만, 이들에 한정되지 않는다. 특히 바람직한 섬유로서는 유리 섬유를 들 수 있다.
섬유는 보통 굵기 3∼25㎛의 모노 필라멘트를 200∼12000개 집속한 얀(yarn) 또는 로빙(roving)을 소정 개수 일 방향으로 늘어 놓은 것을 이용할 수 있다. 섬유가 유리 섬유인 경우에는 보통 각종 표면 처리를 행하고, 수지와의 밀착성을 향상시키는 것이 행하여진다. 표면처리는, 집속제와 커플링제를 조합시켜서 행하는 프리프레그의 제조법의 구체예로서는 예를 들면 특공평 04-042168호 공보에 개시되어 있는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 의해, 유리 섬유의 경우는 예를 들면 굵기 13μ의 모노 필라멘트의 표면을 γ-메타크릴록시-프로필트리메톡시 실란으로 처리하고, 그것을 1800개 집속하여 꼬임이 없는 얀으로 하고, 그 얀을 80개 균일한 장력으로 인장시키면서 일 방향으로 정렬시키고, 수지를 얀에 얽히게 하고, 그 수지를 열 롤로 바싹 당기면서 얀에 함침시켜서 제조할 수 있다.
또한, 보다 구체적으로는 특개평 9-177014호 공보의 (0032)에는 프리프레그의 제조 방법이 (OO34)에는 강화 시트의 제조 방법이 기재되고 있고, 이 방법에 의해 제조된 것을 이용할 수 있다. 바람직하게는 강화 섬유가 유리 섬유이고, 수지가 폴리프로필렌이다. 예를 들면, 삼정 화학(주)제 「프레그론: preglon」(상품명)을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 보강 시트(1)는 한면 또는 양면의 전면(全面) 또는 부분에 섬유질로부터 이루어진 직포 또는 부직포(3)를 배합해도 좋다. 이 경우, 보강 시트(1)에 사용되는 직포 또는 부직포(3)는 일반적으로 천연 섬유, 예를 들면 식물 섬유인 목면이나 삼, 동물 섬유인 양모나 비단, 광물 섬유인 애스베스테스 등의 섬유로 이루어진 것, 및 고분자 섬유, 고분자 섬유를 소재라고 한 것, 예를 들면 고분자 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐덴, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜, 폴리에스테르, 나일론 및 이들의 각종 공중합체 등을 사용할 수 있다. 보강 시트(1)를 제작할 때의 가공 온도, 그 후의 아스팔트층(2)을 마련할 때의 가공 온도 등을 고려하면 폴리에스테르 및 이들의 각종 공중합체 등으로 이루어진 직포 또는 부직포가 바람직하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 섬유질로 이루어진 직포 또는 부직포(3)의 단위면적당의 기본 웨이트는 10g/㎡∼500g/㎡을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 15g/㎡∼60g/㎡이다. 이러한 섬유질로 이루어진 직포 또는 부직포를 사용함으로써 섬유질 부분에 아스팔트가 함침하여 접착 강도가 향상되고, 도로 보강 시트 자체의 내구성도 향상된다.
본 발명의 도로 보강 시트는 상술한 보강 시트(1)의 양면에 아스팔트층(2)을 열용착함으로써 얻을 수 있다.
본 발명에 사용하는 아스팔트층(2)을 구성하는 재료로서는 주로 스트레이트(straight) 아스팔트, 부론(blown) 아스팔트, 개질(improve) 아스팔트 등을 수 있지만, 특히 바람직하게는 개질 아스팔트이다. 본 발명에 사용하는 아스팔트층(2)은 이 조건 내의 아스팔트이라면 특히 제약되지는 않는다.
이 개질 아스팔트에는 스트레이트 아스팔트에 고온으로 공기를 흡인시키고산화 중합에 의해 점도를 높게 한 세미부론(semiblown) 아스팔트 외에, 고무, 열가소성 탄성 중합체 등의 개질 재료를 더해 60℃ 점도를 높게 한 개질 아스팔트 등이 있지만, 이들 개질 아스팔트는 모두 본 발명에 사용할 수 있다. 개질 아스팔트의 개질 재료로서는 고무, 수지 등이 사용된다. 첨가 재료로서 사용할 수 있는 고무는 통상은 합성 고무이며, 스티렌·부타디엔 고무, 스티렌·부타디엔 블록 공중합체, 스티렌 부타디엔 공중합체, 클로로프렌 부타디엔 니트릴 공중합체, 이소부티렌 이소프렌 공중합체 등이 있다. 고무의 첨가량은 일반적으로는 2∼5중량%이다. 또한, 그 것 이외에 스티렌·이소 블록 폴리머, 에틸렌·초산 비닐 공중합체(EVA), 에틸렌·에틸 아크릴레이트 공중합체(EEA) 등이 있다.
본 발명의 도로 보강 시트에 있어서 아스팔트층(2)에 개질 아스팔트를 사용함으로써, 본 발명의 도로 보강 시트의 아스팔트층(2)의 60℃ 점도가 높아져, 내유동성, 피접착체와의 접착성, 및 터프니스(toughness)가 개량된다. 그 결과, 보강 시트(1)dhk 아스팔트층(2)의 접착성이 더욱 향상된다. 또한, 상술한 바와 같은 아스팔트층(2)의 성능이 개선됨으로써 아스팔트 포장체, 하부 피접착체 등에 상기 도로 보강 시트가 강하고 견고하게 접착되고, 보강 시트(1)의 기계적 성능을 아스팔트 구조체에 부여하는 것이 가능해 지고, 아스팔트 포장 도로에서 발생하는 바퀴 자국 및 균열을 효율적으로 억제하는 것이 가능해 진다.
본 발명의 아스팔트층(2)의 두께는 통상 300㎛∼4000㎛이라고 할 수 있지만,바람직하게는 400㎛∼2000㎛이다.
아스팔트층(2)의 두께가 300㎛이상이면 아스팔트층(2)의 아스팔트량이 적당해서 층의 형성이 가능함과 동시에, 시공시에 하부층과의 접착이 양호하다. 또한,아스팔트층(2)의 두께가 4000㎛이하라면 도로 보강 시트를 제조할 때의 공기 누설,두께 편차, 표면성 등의 문제가 없게 아스팔트층(2)의 층형성이 가능함과 동시에, 도로 보강 시트가 유연하고, 중량이 적당해서 시공시의 시공성이 양호하다.
본 발명의 도로 보강 시트의 제조 방법으로서는 보강 시트(1)에 사용할 수 있는 열가소성 수지의 용융 온도 이상으로 보강 시트(1)를 가열하고, 상기 보강 시트(1)와 아스팔트층(2)을 용융, 또는 혼화하고 고착화하여 일체화 적층한다.
또한, 보강 시트(1)로서 한면 또는 양면의 전면(全面) 혹은 부분에 섬유질로이루어지는 직포 또는 부직포(3)를 배합한 물질을 사용했을 경우에도 마찬가지로 섬유질부분에서 열가소성 수지와 아스팔트를 서로 용융, 또는 혼화시키고 고착화시켜서 일체화 적층시킨다. 이 때, 열가소성 수지와 아스팔트의 계면에서는 섬유질에 열가소성 수지와 아스팔트가 서로 용융, 또는 혼화하여 고착화한 상태가 형성되고, 일종의 복합 재료의 구성을 갖는다. 그 결과, 보강 시트(1)와 아스팔트층(2)간에서의 접착 강도가 향상되고, 도로 보강 시트 자체의 내구성도 더욱 향상된다.
도로 보강 시트의 제조 방법으로서 일반적으로는 보강 시트(1)를 상기 보강 시트(1)에 사용되고 있는 열가소성 수지의 용융 온도이상으로 가열했으며, 또는, 가열하지 않는 상태로 용융 아스팔트에 딥핑(dipping)하는 방법, 롤 코팅(roll coating)하는 방법 등이 있지만, 목적으로 하는 보강 시트(1)의 양면에 아스팔트층(2)이 서로 용융, 또는 혼화하여 고착시킨 상태를 형성하고, 일체화된 열용착시킨 시트를 얻을 수 있는 것이라면 특별히 그 제조 방법에 제한하지 않는다.
본 발명의 도로 보강 시트는 인장 파단 강도가 290MPa 이상, 인장 파단 신도가 10% 이하, 열팽창계수가 2×10-6∼8×10-6/℃, 두께가 100㎛∼600㎛인 보강 시트(1)를 구성 재료로 한다. 일 예로서 보강 시트(1)는 연속한 강화 섬유를 일방향으로 배열하고, 열가소성 수지를 함침시킨 시트를 직교하여 복수매 적층시킨 보강 시트(1)를 사용했을 경우, 상기 도로 보강 시트의 인장 강도는 미터당 49kN이상의 강도를 가지며, 인장 파단 신도는 10%이하가 된다.
또한, 상기 도로 보강 시트는 두께 400㎛∼2,000㎛인 아스팔트층(2)을 최표층에 구비하기 때문에 포장의 구성체인 아스팔트 혼합물, 콘크리트 바닥판 등의 피접착 물과의 접착성이 지극히 높아진다. 또한, 본 발명의 도로 보강 시트는 아스팔트층(2)이 보강 시트(1)와 전단 박리 강도에 있어서 아스팔트층(2)의 응집력이상으로 결합하고 있기 때문에, 아스팔트 포장에 사용할 수 있는 아스팔트 혼합 물과 조합시킴으로써, 피접착물인 아스팔트 혼합물, 콘크리트 바닥판 등과 상기 보강 시트(1)를 강하고 견고하게 결합한 상태를 형성하는 것이 가능해 지기 때문에, 보강 시트(1)의 기계적 성능을 아스팔트 구조체에 부여하는 것이 가능해 지고, 아스팔트 포장의 강도가 향상되고, 아스팔트 포장 상에서 발생하는 균열이 저감됨과 동시에, 아스팔트 혼합물의 유동에 의한 바퀴 자국이 억제된다.
또한, 본 발명의 도로 보강 시트는 아스팔트층(2)이 보강 시트(1)와 전단 박리 강도에 있어서 아스팔트층(2)의 응집력 이상으로 결합하고 있기 때문에, 피접착물인 아스팔트 혼합물, 콘크리트 바닥판 등과 강하고 견고하게 결합하고, 보강 시트(1)의 기계적 성능을 효율적으로 발현시키는 것이 가능하기 때문에, 상기 도로 보강 시트를 포설한 후에, 상기 도로 보강 시트 상에 아스팔트 혼합 재료를 포설하지 않고, 특히 가설(假設) 도로로서 교통 개방이 가능하다.
본 발명에 의해 보강 시트(1)로서 연속한 강화 섬유가 일방향으로 배열되어, 열가소성 수지를 함침시킨 시트를 직교하여 복수매 적층시킨 보강 시트를 사용한 경우, 그 효과는 더욱 향상된다.
그 다음에, 본 발명의 도로 보강 시트를 사용한 아스팔트 강화 포장 도로의 구조에 대하여 설명한다. 통상의 아스팔트 포장의 구조는 노상 상에 노반, 기층(5) 및 표층(4)의 순으로 구성되지만, 기층(5)이 없이 노반(6) 상에 직접 표층(4)을 포설하는 경우도 있다. 또한, 지반이 연약한 지반 등의 경우, 노상 상에 현지재료 또는 이에 보충 재료를 더한 것에 아스팔트(스트레이트 아스팔트, 아스팔트 유제(乳劑), 컷백 아스팔트 등)을 첨가하여 처리하는 아스팔트 안정 처리 공법을 행하는 경우도 있다. 도로 바닥은 포장 아래, 두께 1m의 부분을 말하고, 성토부(盛土部)에 있어서는 성토 마무리면 보다, 그리고 절토부(切土部)에 있어서는 굴착한 면보다 아래 1m의 부분이 이에 해당한다. 도로 바닥은 포장의 두께를 결정하는 기초가 된다.
노반은 교통 하중을 분산시켜서 안전하게 도록 바닥에 전달하는 층이다. 따라서 충분한 지지력을 가지고, 게다가 내구성에 우수한 재료를 필요한 두께로 잘 눌러 견고하게 한 것이 아니면 안된다. 노반은 경제적으로 또한 역학적으로 균형을 잡는 것을 어렵게 하기 때문에, 통상 비교적 지지력이 작은 저렴한 재료를 사용한 하층 노반(7)과 지지력이 큰 양질의 재료를 사용한 상층 노반(8)으로 나누어서 시공한다. 하층 노반(7) 및 상층 노반(8)에 사용하는 재료는 현지 재료, 기계적으로 안정화된 분쇄된 돌, 크러셔-런 슬래그(crusher-run slag), 산자갈, 절입 자갈또는 모래 등이다.
표층(4) 및 기층(5)은 교통 하중이나 기상 작용의 영향을 가장 많이 받는 부분이며, 이에는 가열 아스팔트 혼합 물을 사용한다. 가열 아스팔트 혼합 물의 종류는 기층(5)에는 성긴 입자 아스팔트 콘크리트, 표층(4)에는 밀집 입자 아스팔트 콘크리트, 미세 입자 아스팔트 콘크리트, 밀집 입자 갭(gap) 아스팔트 콘크리트를 표준으로 하고 있다. 최근에는 소음의 저감, 노면상의 빗물 배수를 위해서 배수성 아스팔트 혼합 물을 사용하는 것도 있다. 본 발명의 표층(4) 및 기층(5)에 사용하는 아스팔트 혼합의 선정에 있어서는, 기상 조건, 교통 조건, 시공 조건 등을 고려해서 결정하며 특별히 한정되지는 않는다.
본 발명의 아스팔트 강화 포장 도로의 구조로서는 절삭 노면(13) 상, 또는,노반(6) 상에 도로 보강 시트를 부설하고, 기층(5), 표층(4) 순으로 포설하고, 또는 표층(4)만을 포설할 경우와 기층(5) 상에 도로 보강 시트를 부설하고, 표층(4)을 포설하는 경우가 있다. 이것은 도로의 구성, 도로 보강 시트의 사용 용도(예를 들면, 아스팔트 포장면의 균열을 억제하고, 아스팔트의 유동에 의한 바퀴 자국을 억제하고, 배수성 아스팔트 혼합 물을 보강하고, 박층 포장을 보강하고, 아스팔트 포장 아래로 방수층을 부설하는 등), 시공 조건 등을 고려해서 결정한다.
본 발명의 아스팔트 강화 포장 도로의 구조를 형성하는 방법으로서는 도로 보강 시트를 부설하는 피접착체에 가열 용융한 아스팔트를 흘려내리면서 부착시키는 방법, 토치 버너에 의해 도로 보강 시트 표면의 아스팔트를 용융하여 피접착체에 붙이는 방법, 아스팔트 포장에 사용할 수 있는 아스팔트 혼합 재료의 열에 의해 피접착체에 붙이는 방법 등이 있지만, 피접착체에 대하여 충분한 강도를 가지고 부착시킬 수 있는 것이라면 특별히 방법에는 제한을 두지 않는다.
본 발명의 아스팔트 강화 포장 도로의 구조를 형성하는 방법으로서 이하에 대표예를 개시하지만, 본 발명은 이하의 예에 어떠한 제한이 있는 것은 아니다.
도로 보강 시트를 사용하여 아스팔트 포장면의 균열을 억제하는 경우, 절삭노면(13) 상에 가열 용융시킨 아스팔트를 흘리고, 노면의 균열을 막고, 노면의 요철을 레벨링하면서 상기 도로 보강 시트를 부설한다.
도로 보강 시트를 부설 완료한 후, 표층(4)을 깔아 적응시킬 때, 아스팔트 혼합물의 온도는 반드시 110℃ 이상인 것이 필요하다. 110℃이하의 경우에는 시공해서는 안된다. 표층(4)을 깔아 적응시킨 후, 눌러 고정시키기 위해 철륜 롤러, 타이어 롤러를 사용함으로써 열이 기층(5)에 전해 지고, 아스팔트가 용융하여 더욱 기층(5), 도로 보강 시트 및 표층(4)이 강하고 견고하게 일체화된다.
도로 보강 시트를 사용하여 바퀴 자국 성능에 현저하게 우수한 포장을 행하는 경우, 기층(5) 상에 상기 도로 보강 시트를 부설한다. 이 경우, 우선 기층(5)으로서, 예를 들면 성긴 입자 아스팔트 혼합물을 노반(6) 상에 아스팔트피니셔 등에 의해 깔아 적응시키고, 눌러 고정시키기 위해서 철륜 롤러, 타이어 롤러를 사용해서 가압하여 굴려 누른 후에 도로 보강 시트를 부설해 간다. 상기 도로 보강 시트를 부설하고, 피접착체에 부착시키는 방법으로서는 노면 상에 가열 용융한 아스팔트를 흘려내리면서 상기 도로 보강 시트를 부설하고, 또는 가압하여 굴려 누른 후의 기층(5)의 온도가 110℃ 이상이면 직접 도로 보강 시트를 부설해서 기층(5)의 열에서 시트를 용융시켜 기층(5)과 접착,부설시키는 방법이 있다. 단, 가압하여 굴려 누른 후의 기층(5)온도는 110℃이하의 경우 토치 버너 등의 직접적인 불에 의해서 직접 도로 보강 시트를 가열하고, 시트를 용융시켜서 기층(5)과 접착시키면서 도로 보강 시트를 부설해 간다. 도로 보강 시트를 부설 완료한 후, 표층(4)을 깔아 적응시킬 때, 아스팔트 혼합물의 온도는 반드시 110℃도 이상일 필요가 있다. 110℃ 이하인 경우에는 시공해서는 안된다. 표층(4)을 깔아 적응시킨 후, 눌러 고정시키기 위해서 철륜 롤러, 타이어 롤러를 사용함으로써 열이 기층(5)에 전해 지고, 아스팔트가 용융하여 기층(5), 도로 보강 시트 및 표층(4)이 더욱 강하게 고정되어 일체화된다.
본 발명의 주안(主眼)인 포장 도로의 표면에 발생하는 균열 억제, 및 아스팔트의 유동에 의한 바퀴 자국 억제 성능을 대폭 향상시키기 위해서는, 도로 보강 시트를 부설하는 위치를 조정하고, 상기 도로 보강 시트 상의 아스팔트 혼합 재료층의 두께를 조정하여 부설 할 필요가 있다. 즉, 포장 도로의 표면에 발생하는 균열 억제 성능을 대폭 향상시키기 위해서는, 크랙이 발생하는 발생원인에 가까운 장소에 도로 보강 시트를 부설하는 것이 바람직하다. 또한, 아스팔트의 유동에 의한 바퀴 자국 억제 성능을 대폭 향상시키기 위해서는, 표층(4)의 아스팔트 표면에 가까운 위치에 상기 도로 보강 시트를 부설하는 것이 바람직하고, 표층(4)의 아스팔트 표면에서 4cm미만인 곳에 상기 도로 보강 시트를 부설하는 것이 더욱 바람직하다.
지금까지의 아스팔트 포장 도로의 유지 수선에서는 아스팔트 포장 표면에 발생한 바퀴 자국 및 균열을 보수하는 응급적인 조치로서는 일반적으로 손상 장소에 아스팔트 콤파운드를 주입하는 방법이 채용되고 있다. 그러나 이 보수 방법에서는 본질적인 수선을 행하는 것이 아니고, 일시적인 해결 방법이며, 시간이 지나면 다시 아스팔트 포장면에 손상이 발생할 가능성이 있다. 그 때문에, 일반적으로는 이들 아스팔트 포장 도로의 평가를 행하고, 재가공 공법이나 절삭 어버레이 공법 등을 사용한 공사가 채용되고 있다.
그렇지만, 재가공 공사를 행한 경우, 공사 기간이 길고, 소음의 발생, 공사 비용이 들고, 폐 재료의 양이 많아 처리 문제에도 엄청난 비용을 필요로 하고, 재가공에 사용하는 자재(예를 들면 아스팔트 혼합 재료)의 양(비용)이 드는 등의 문제점이 있다.
또한, 절삭 오버레이 공법을 사용한 경우에도, 공사 기간이 길고, 공사 비용이 들고, 폐 재료(절삭 재료)의 양이 많아 처리 문제에도 엄청난 비용을 필요로 하고, 오버레이의 아스팔트 혼합 재료의 양(비용)이 든다고 하는 문제점이 있다.
이들 문제점으로부터 생각해봐도 본 발명의 도로 보강 시트를 사용한 아스팔트 강화 포장 도로를 형성하는 것은 공사 기간, 공사 비용 등에 유효한 수단이 된다. 즉 본 발명의 도로 보강 시트를 사용하여 아스팔트 강화 포장 도로를 형성하는 것은 이하와 같은 이점을 들 수 있다.
본 발명의 도로 보강 시트가 아스팔트 포장 도로에 사용할 수 있는 아스팔트 혼합물, 콘크리트 바닥판 등과 강하고 견고하게 결합하고, 보강 시트(1)의 기계적 성능을 아스팔트 구조체에 부여하는 것이 가능해 지고, 아스팔트 포장의 강도를 향상시키고, 아스팔트 포장 상에 발생하는 균열을 저감시킴과 동시에, 아스팔트 혼합 물의 유동에 의한 바퀴 자국을 억제한다. 이 때문에, 본 발명의 도로 보강 시트 상에 포설하는 아스팔트량 및 두께를 적게 하는 것이 가능해 진다. 따라서, 손상된 아스팔트 포장 표면을 절삭 할 때의 두께를 손상 개소의 표층부분만으로 경감할 수 있고, 이 것은 폐 재료(절삭 재료)량의 삭감, 비용의 삭감, 공사 기간의 단축에 연결된다.
본 발명의 도로 보강 시트 및 상기 도로 보강 시트를 사용한 아스팔트 강화 포장 도로의 구조는 도로 표면에 일어나는 아스팔트 포장의 바퀴 자국 및 균열에 관해서 통상의 도로에 비교해 각각 3배 이상, 1.5배 이상의 내구성을 나타내는 우수한 성능을 가지며, 아스팔트 포장의 유지 개수(改修) 공사에 있어서 경제성, 내환경성 등에 유익한 도로 보강 시트 및 아스팔트 강화 포장 도로의 구조이다.
이하에서 도면과 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 이하의 실시예에서 어떠한 제한을 하는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용하는 각종 시험 방법은 「포장 시험 방법 편람」 (사단 법인 「일본 도로협회」 1998년 11월 16일 초판 제14 인쇄 발행)에 준하여 행했다. 주요한 시험 방법을 이하에 나타낸다.
벤딩 시험
벤딩 시험은 도 15에 기재된 바와 같이 보강 시트층과 아스팔트층(밀집 입자 13mm-스트레이트 아스팔트: 60/80부)으로 이루어지는 50mm×50mm×300mm의 시료편을 사용하여 -10℃, 하중속도 50mm/min으로 측정했다. 화살표는 하중을 나타낸다.
벤딩 시험의 파괴 에너지
상기 벤딩 시험에서의 하중-변형량 곡선에 있어서의 피크 하중까지의 곡선 아래에 있는 면적을 파괴 에너지로 했다.
피크 하중을 얻는 방법은 「강철섬유 보강 콘크리트의 벤딩 파괴성 상태와 인장 연화(引張 軟化) 곡선」 (「토목학회 논문집:1993년 2호 460V-18, 57페이지」)을 참조하여 하중-변형량 곡선에 있어서의 피크 하중까지의 곡선 아래에의 면적의 측정은,
(1) 「유리 섬유 강화 시멘트의 특성」: 복합재료기술 집성II-6-6 유리 섬유강화 시멘트(GRC)
(2) 「유리 섬유 강화 콘크리트(GRC)의 특성」: 일본 복합 재료학회지 제13권 제2호 (1987년) 58페이지
휠 트래킹 시험(동적 안정도)
도 16에 기재된 바와 같이 보강 시트층-기층(밀집 입자 3mm-스트레이트 아스팔트: 60/80부)-아스팔트 혼합 재료(스트레이트 아스팔트, 개질 아스팔트, 배수성 아스팔트 등)로 이루어지는 300mm×300mm×50mm의 시료편을 사용하여 60℃, 하중 70kgf, 적재 하중 속도 42pass/min으로 측정했다. 측정은 표층보다 50mm 또는 표층보다 30mm(기층은 20mm)로 측정했다. 화살표는 하중의 이동 방향을 나타낸다.
실시 예
실험예 1 도로 보강 시트의 제조
[도로 보강 시트의 제조]
보강 시트(1)의 양면에 아스팔트층(2)이 적층된 도로 보강 시트는 도 1에 나타낸 장치로 제조했다. 5m/min의 속도에서 보강 시트(1)를 양면으로부터 적외선 히터로 180℃이상으로 가열시키면서, 200℃로 가열한 아스팔트를 만족시킨 용기 내를 통과시켜서 아스팔트를 도포 하고, 180℃로 가열한 가열 롤 사이를 통과시키고, 그 다음에 60℃로 가열되어 있는 냉각 롤 사이에서 두께를 조정하면서 통과시켜 냉각했다. 이렇게 하여 도로 보강 시트를 얻었다. 보강 시트(1)은 삼정(三井) 화학제 「프레그론」을 사용했다.
이 시트는 특개평 9-177014의 실시예 1기재의 방법에 의해 유리 섬유와 폴리프로필렌으로 이루어지는 시트를 사용하고, 양면을 15g/c㎡의 폴리에스테르 부직포 로 배합한 것이며, 이것을 더욱 보강 시트(1)와 개질 아스팔트층(2)의 계면에서 혼화하기 위해서, 또한 부직포에 아스팔트를 잘 함침 시키기 위해서 아스팔트를 채운 용기 내에서 롤에 의해 바싹 당기는 공정을 부가한 것을 사용했다.
(본 실시예에 사용한 개질 아스팔트는 연화점 110℃, 침입도(針入度) 20∼30, 점도(180℃) 6Pa·s, 비중 1.02이다.)
「프레그론」은 유리 섬유 50%, 두께 270㎛, 인장 파단 강도 395MPa, 인장파단 신장 2.2%, 열팽창계수 5×10-6/℃이다.
실험예 2 도로 보강 시트의 기본 물성
상기 실험예로 얻을 수 있었던 도로 보강 시트의 기본 물성을 이하에 나타내고(표 1), 유사 시트와 그 인장 파단 강도에 대해서 비교했다(표 2). 유사 시트로서는, 중심 재료에 부직포를 사용하여 아스팔트를 함침시킨 2mm 두께, 및 3mm 두께의 시트를 사용했다. 인장 시험은 JISK7113「플라스틱의 인장 시험 방법」에 준하여 측정을 행했다. 전단 접착력, 수직 접착력은 일본 도로 공단「바닥판 방수 공 품질 기준 시험 방법」에 준하여 측정을 행했다.
도로 보강 시트의 인장 파단 강도는 종래의 시트 재료와 비교하여 5배이상의 강도를 나타냈다.
표 1
도로 보강 시트의 기본 물성
항목 측정치
인장 강도(세로 · 가로) 68.6kN/m
전단 접착력 328N/cm
수직 접착력 66.6N/c㎡
표 2
도로 보강 시트와 유사 시트의 인장 파단 강도 비교
시험편 인장강도(kN/m)
도로 보강 시트 68.6
비교 유사 시트 1(2mm 두께) 12
비교 유사 시트 2(3mm 두께) 8
실시예 3 크랙 억제 효과에 관한 성능 비교
실험예 1에서 얻어진 도로 보강 시트를 사용했을 경우, 시트가 없을 경우,유사한 시트를 이용한 경우에 대해서, 포장 시험법 편람의 「벤딩 시험」, 및 「반복 벤딩 피로 시험」을 행하고 크랙 억제 효과에 대하여 비교를 행했다.
벤딩 시험의 시험편은 포장 시험법 편람의 「벤딩 시험」에 준해서 제작하고, 도로 보강 시트, 유사 시트의 부착은 시험체의 아스팔트 혼합 재료 하측에 아스팔트 혼합 재료의 열에 의해 적층 일체화했다. 시험 방법은 포장 시험법 편람에 준하고, 벤딩 강도, 파단시의 왜곡, 파괴까지의 변위, 파괴 에너지의 측정을 행했다.
반복 벤딩 피로 시험의 시험편은 포장 시험법 편람의 「벤딩 시험」에 준하여 제작했다. 시험편의 사이즈는 50mm×50㎜×400㎜으로 했다. 시험 방법은 시험기의 항온 노(櫓)를 5℃, 20℃로 유지하고, 적재 하중 속도 5Hz로 3등분점 적재 하중에 하중제어를 부여하여, 일정 변형량(2mm, 3mm, 5mm)까지의 부하 회수를 조사했다. 하중은 20℃에 있어서의 아스팔트 혼합물의 벤딩 파괴 강도의 50%, 75%로 했다.
벤딩 시험의 시험 결과보다 도로 보강 시트를 사용했을 때의 파괴 에너지는 시트가 없을 때에 비하여 15배이상, 종래의 시트 재료를 이용했을 때와 비교하여 11배이상의 값을 나타냈다. (표 3)
이 반복 벤딩 피로 시험의 결과에 의해 도로 보강 시트를 사용했을 때의 일정 변형량까지의 부하 회수(回數)는 시트가 없을 때와 비교하여 5.5배이상, 종래의 시트 재료를 이용했을 때와 비교하여 7.5배이상의 값을 나타냈다. (표 4)
표 3
벤딩 시험에 의한 도로 보강 시트의 크랙 억제 효과에 관한 성능 비교
시험체 벤딩 강도 N/c㎡ 파단 왜곡 파괴까지의 변위mm 파괴 에너지kN·mm
도로 보강 시트 912.4 5.6×10-3 3.9 13.6
시트 없음 869.3 4×10-3 1.2 0.9
비교 유사 시트 1(2mm 두께) 903.6 5.2×10-3 1.4 1.2
비교 유사 시트 2(3mm 두께) 758.5 5.2×10-3 1.2 0.8
표 4
반복 벤딩 피로 시험에 의한 도로 보강 시트의 크랙 억제 효과에 관한 성능비교
시험체 시험 온도 5℃ 신험 온도 20℃
하중 705.6N변위 2mm 하중 1048.6N변위 3mm 하중 705.6N변위 5mm 하중 1048.6N변위 5mm
부하 회수 부하 회수 부하 회수 부하 회수
도로 보강 시트 31,667 25,000 7,333 700
시트 없음 5,667 4,667 8333 300
비교 유사 시트 1(2mm 두께) 2,333 2,333 567 300
비교 유사 시트 2(3mm) 4,000 3,000 633 300
실험예 4 크랙 억제 효과에 관한 시공 시험과 크랙 억제 효과 평가
[시공 시험]
실험예 1에서 제조한 도로 보강 시트를 사용하여 포장 시험을 행했다.
3군데의 구획(폭4m×길이10m)을 약 80cm 파내고, 그 도로 바닥 내에 크러셔에 의해 40cm의 하층 노반(7)을 만들고, 또한 그 위에 성긴 입자 채석에 의해 25cm의 상층 노반(8)을 만들었다.
상층 노반(8)상에 노반(6)의 연약화가 일어난 상태를 만들기 위해서 두께 5cm의 발포 스티롤판(9)을 깔았다. 또한 아스팔트 안정 처리층(10)을 8cm 포설하고, 시험 구획으로 했다.
이 각 시험 구획에 도로 보강 시트를 부설하지 않고 기층(5), 표층(4)을 포설한 제 1 구획, 기층(5)의 아래에 도로 보강 시트를 부설한 제 2 구획, 표층(4)의 아래에 도로 보강 시트를 부설한 제 3 구획으로 분류하고, 포장 시험을 행했다.
제 1 구획은 아스팔트 안정 처리층(10) 상에 기층(5) 5cm, 표층(4) 5cm을 포설하고, 도로 보강 시트를 부설하지 않고 포장로를 제작했다. 제 2 구획은 아스팔트 안정 처리층(10) 상에 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 기층(5) 5cm, 표층(4) 5cm을 포설하고 포장로를 제작했다. 제 3 구획은 아스팔트 안정 처리층 (10) 위에 기층(5) 5cm을 포설하고, 그 위에 도로 보강 시트를 부설하고 계속해서 표층(4) 5cm을 포설하여 포장로를 제작했다. 출하
상기 모든 아스팔트 포장에서는 제조 출하가 140℃로 행하여져 출하된 것을 사용하고, 평평하게 깐 싱글 탬퍼(single tamper)와 바이브레이션 스크리드(vibration screed)를 갖는 통상의 아스팔트피니셔에 의해 평평하게 까는 것으로 했다. 회전 가압(roll compaction)하는 것은 대형 진동 롤러 및 타이어 롤러로 행하고 회전 가압 온도는 110℃로 행했다. 시험은 포장 완료 12시간후에 도로를 개방하고 포장면의 관찰을 행했다.
도로를 개방한 후의 교통량은 1일 평균 6000대의 차량 통행이 있었다.
포장면의 표층 균열 발생 시기는 각각 제 1 구획은 1.6년째, 제 2구획은 2,9년째, 제 3 구획은 3.6년째이었다.
그 다음으로 제 2 구획, 제 3 구획의 표층 아스팔트의 두께를 4cm으로 해서 시험을 행했지만, 5cm의 경우와 마찬가지로 제 1 구획 보다 특별히 우수한 결과를 얻을 수 있었다.
실험예 5 크랙 억제 효과에 관한 시공 시험과 크랙 억제 효과 평가
[시공 시험]
실험예 1로 제조한 도로 보강 시트를 사용하여 포장 시험을 행했다.
교통량이 D교통량의 도로에 있어서, 기설 노면 10cm 절삭후, 기존 RC 바닥판(11) 조인트에 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 기층(5) (개질 H형 성긴 입자 아스팔트 콤파운드) 4cm, 표층(4) (배수성 아스팔트 콤파운드) 4cm의 2층 오버레이를 행했다.
포장공은 아스팔트 포장 요항(要項)에 준한 것으로 종래의 포장 방법과 같은 것이다. 도로 보강 시트의 부설은 가열 용융한 아스팔트를 흘려보내면서 상기 도로 보강 시트의 부설을 행했다. 시공후, 1년반 후의 노면상황을 관찰했다. 그 결과 1년반이라도 표층 아스팔트에 균열이 들어 있지 않은 것을 확인했다.
실험예 6 크랙 억제 효과에 관한 시공 시험과 크랙 억제 효과 평가
[시공 시험]
실험예 1에 의해 제조한 도로 보강 시트를 사용하여 포장 시험을 행했다.
교통량이 D교통량의 도로에 있어서, 기설노면 4cm 절삭후, 기존 하층 매스틱(mastic) 아스팔트층(12)의 관통 크랙부에 도로 보강 시트를 부설하고,표층(4)(밀집 입자 아스팔트 콤파운드) 4cm의 1층 오버레이를 행했다.
포장공은 아스팔트 포장 요항에 준한 것으로 종래의 포장 방법과 같은 것이다. 도로 보강 시트의 부설은 가열 용융한 아스팔트를 흘려보내면서 상기 도로 보강 시트의 부설을 행했다. 시공 후, 1년반 후의 노면상황을 관찰했다. 그 결과, 1년반이라도 표층 아스팔트에 균열이 들어 있지 않은 것을 확인했다.
실험예 7 바퀴 자국 억제 효과에 관한 성능 비교
실험예 1에 의해서 얻어진 도로 보강 시트를 썼을 경우, 시트가 없을 경우,유사의 시트를 사용한 경우에 대해서, 포장 시험법 편람의 「휠 트래킹 시험」을 행하고, 바퀴 자국 억제 효과의 비교를 행했다.
시험편은 포장 시험법 편람의 3-3-7 「휠 트래킹 시험」에 준해서 제작하고,도로 보강 시트, 유사 시트의 부착은 각각의 시트 시공 메뉴얼을 따라서 부착했다. 시험 방법은 포장 시험법 편람에 준하고 동적 안정도의 측정을 행했다. 이 휠 트래킹 시험 결과보다 도로 보강 시트를 사용했을 때의 동적 안정도가 시트가 없을 때에 비하여 1,5배 이상, 종래의 시트 재료를 이용했을 때와 비교하여 2.5배 이상의 값을 나타냈다. (표 5) 또한 표층이 3cm의 경우도 충분한 강도를 갖고 있고 박층 포장이 가능한 것이 확인되었다.
표 5
실험예 8 바퀴 자국 억제 효과에 관한 시공 시험과 바퀴 자국 억제 효과 평가
[시공 시험]
실험예 1에 의해 제조한 도로 보강 시트를 사용하여 포장 시험을 행했다.
교통량이 C교통량인 도로에 있어서, 5cm 절삭노면(13)에 도로 보강 시트를 부설한 장소와 부설하지 않는 장소를 제작하고, 계속해서 표층(4)(개질 Ⅱ형 밀집 입자 아스팔트 콤파운드)에 의해 1층 오버레이(5cm)를 행했다.
시공후, 1년후의 노면상황을 횡단 프로파일링 메터(profiling meter)에 의해 측정했다. 포장공은 아스팔트 포장 요항에 준한 것으로 종래의 포장 방법과 같은 것이다. 도로 보강 시트의 부설은 가열 용융한 아스팔트를 흘려보내면서 상기 도로 보강 시트의 부설을 행했다. (표 6)
그 다음에, 절삭면 (13)의 두께를 4cm로 해서 시험을 행했만, 5cm의 경우와마찬가지로 각별히 우수한 결과를 얻을 수 있었다.
표 6
측정 장소 바퀴 자국량 1 바퀴 자국량 2
보강 시트 있음 2.88 mm 1.55 mm
보강 시트 없음 3.41 mm 3.25 mm
표 6에 있어서 바퀴 자국량 1과 2는 도로의 장소가 상이한 경우의 데이터를 나타낸다.
실험예 9 바퀴 자국 억제 효과에 관한 시공 시험과 바퀴 자국 억제 효과 평가
[시공 시험]
실험예 1에 의해 제조한 도로 보강 시트를 사용하여 포장 시험을 행했다.
교통량이 D교통량인 도로에 있어서, 바닥판 상면 두께를 두껍게 하는 공법에 의해 제트 시멘트(14)시공 후, 도로 보강 시트를 부설한 장소와 부설하지 않은 장소를 제작하고, 계속해서 배수성 포장(15)에 의해 1층 오버레이(5cm)를 행했다 .
시공후, 1년후의 노면상황을 횡단 프로파일링 메터에 의해 측정했다. 포장 공은 아스팔트 포장 요항에 준한 것으로 종래의 포장 방법과 같은 것이다.
도로 보강 시트의 부설은 가열 용융한 아스팔트를 흘려보내면서 상기 도로 보강 시트의 부설을 행했다. (표 7)
그 다음에, 1층 오버레이를 4cm로 하여 시험을 행했지만, 5cm의 경우와 마찬가지로 특별히 우수한 결과를 얻을 수 있었다.
표 7
측정 장소 바퀴 자국량
보강 시트 있음 3.68 mm
보강 시트 없음 4.81 mm
실험예 10 크랙 억제 효과에 관한 시공 시험과 크랙 억제 효과 평가
[시공 시험]
실험예 1에 의해 제조한 도로 보강 시트를 써서 포장 시험을 행했다. 기설 노면 3cm를 절삭후, 절삭 노면(13)의 크랙 발생 부분에 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 표층(5) (개질 Ⅱ형 밀집 아스팔트 콤파운드)(개질 Ⅱ형 아스팔트 브리지 스톤(주) 제품, 상품면 세나훌트를 사용했음) 3cm의 1층 오버레이를 행했다. 포장 공사는 아스팔트 포장 요항에 준한 것으로 종래의 방법과 같은 것이다. 도로 보강 시트의 부설은 가열 용융한 아스팔트를 흘려보내면서 상기 도로 보강 시트의 부설을 행했다. 시공후, 1년 후의 노면 상황을 관찰했다. 그 결과, 1년반이라도 표층 아스팔트에 균열이 들어 있지 않은 것을 확인했다.
실험예 11 크랙 억제 효과에 관한 시공 시험과 크랙 억제 효과 평가
[시공 시험]
실험예 1에 의해 제조한 도로 보강 시트를 사용하여 포장 시험을 행했다. 기설 노면 3cm을 절삭후, 절삭 노면(13)의 크랙 발생 부분에 도로 보강 시트를 부설하고, 계속해서 배수성 포장 노면(15) 3cm의 1층 오버레이를 행했다. 포장 공사는 아스팔트 포장 요항에 준한 것으로 종래의 방법과 같은 것이다. 도로 보강 시트의 부설은 가열 용융한 아스팔트를 흘려보내면서 상기 도로 보강 시트의 부설을 행했다. 시공후, 1년 후의 노면 상황을 관찰했다. 그 결과, 1년반이라도 표층 아스팔트에 균열이 들어 있지 않은 것을 확인했다.
실험예 12 바퀴 자국 억제 효과에 관한 시공 시험과 바퀴 자국 억제 효과 평가
실험예 1에 의해 제조한 도로 보강 시트를 써서 포장 시험을 행했다. 8cm 절삭 노면(13)에 기층(성긴 입자 아스팔트 콤파운드)을 4cm 부설하고, 보강 시트를 부설한 장소와 부설하지 않는 장소를 제작하고, 계속해서 표층(개질 Ⅱ형 밀집 입자 아스팔트 콤파운드)을 4cm 포설했다. 포장 공사는 아스팔트 포장 요항에 준한 것으로 종래의 방법과 같은 것이다. 도로 보강 시트의 부설은 가열 용융한 아스팔트를 흘려보내면서 상기 도로 보강 시트의 부설을 행했다. 시공후, 1년 후의 포장 상황을 횡단 프로파일링메터에 의해 측정했다. 측정 결과를 표 8에 나타낸다.
표 8
측정 장소 바퀴 자국량 1 바퀴 자국량 2
보강 시트 있음 2.55 mm 1.25 mm
보강 시트 없음 3.51 mm 3.35 mm
실험예 13 배수성 도로에서의 크랙 억제 효과의 성능 비교
실험예 1에서 얻어진 도로 보강 시트를 사용했을 경우, 보강 시트를 쓰지 않았을 경우에 대하여 「벤딩 시험」을 행하고 크랙 억제 효과의 비교를 행했다.
벤딩 시험의 시험편은 50mm×50mm×300mm의 사이즈로 배수성 아스팔트 콤파운드를 사용해서 측정했다. 도로 보강 시트의 부착은 시험체의 아스팔트 혼합 재료 아래쪽에 아스팔트 혼합 재료의 열에 의해 적층 일체화된다. 벤딩 강도, 파괴까지의 변위(휨량), 파괴 에너지의 측정을 행했다. 결과를 표 9에 나타낸다.
표 9의 결과에 의해, 보강 시트를 사용했을 때의 파괴 에너지는 시트가 없을 경우에 비교하여 약 14배이었다.
표 9
도로 보강 시트의 크랙 억제 효과에 관한 성능 비교
벤딩 강도(MPa) 휨량(mm) 파괴 에너지(J)
도로 보강 시트 사용시트 없음 8.904.56 2.50.5 7.320.51
실험예 14 배수성 도로에 있어서의 바퀴 자국 억제 효과의 성능 비교
실험예 1에 의해 얻을 수 있었던 도로 보강 시트를 사용했을 경우, 보강 시트를 쓰지 않았을 경우에 대해서「휠 트래킹 시험」을 행하고 동적 안정도의 비교를 행했다.
실험예 13과 마찬가지의 배수성 아스팔트 콤파운드를 사용하여 즉층화하여 측정했다. 결과를 표 10에 나타낸다.
표 10
배수성 도로에 있어서 바퀴 자국 억제 효과의 서능 비교
표 10의 결과에 의해 보강 시트를 사용한 때의 동적 안정도가 시트가 없는경우에 비하여 약 2 배 있다.
또한, 본 실시예에서 사용한 시트에 대해서는 일본도로공단 시험연구소자료 제124호의 전단 압착 강도 시험에 준하여 실험했지만, 보강 시트/아스팔트층 사이의 균열은 확인되지 않았다.
실험예 14 및 비교예
각종 보강 시트를 사용하여 기층 아스팔트의 두께 20mm 위에 각종 보강 시트를 배설하고, 그 위에 표층 아스팔트 두께 40mm의 시험편을 제작하고, 벤딩 시험을 행했다. 결과를 표 11에 나타낸다. 또한, 아스팔트는 밀집 입자 13mm 개실 아스팔트 Ⅱ형을 사용했다.
표 11
초기 클랙의발생 강도 파단까지의 휨량 파단까지의 에너지
(KN) (mm) (J)
보강 시트 없음 7.4 1.23 2.80
프레그론 8.1 1.83 7.69
GF 보강 타입 A 6.6 1.14 3.09
GF 보강 타입 B 6.6 1.04 2.12
GF 보강 타입 C 6.5 1.10 3.03
합성 섬유 보강 타입 7.2 1.09 2.24
산업상 이용 가능성
본 발명의 도로 보강 시트 및 아스팔트 강화 포장 도로의 구조는 최근 사회 문제가 되고 있는 교통량의 증대나 교통 하중의 증대로 발생하는 아스팔트 포장의 바퀴 자국 및 균열에 대하여 현저하게 우수한 내구성을 나타낸다.
상술한 성능에 의해, 특히 아스팔트층의 두께를 얇게 한 박층 포장이 가능하게 되고, 그 결과,
1. 아스팔트의 사용량 삭감에 의해 코스트 다운, 공사기간의 단축을 할 수 있다.
2. 도로 보수 시, 표층이 얇기 때문에, 폐기물량의 감소, 절삭 시간이 단축되어 도로의 통행 차단 시간을 단축할 수 있고, 소음 등의 환경 문제가 경감된다.
3. 본 발명의 보강 시트위 그대로도 차량의 통행이 가능하므로, 공사 도중에도 차량의 통행이 가능하기 때문에 공사기간이 대폭 단축될 수 있다.
본 발명은 아스팔트 포장 도로에 있어서의 차량 통행에 의한 균열, 및 바퀴 자국(rut)에 대한 내구성을 대폭 개량할 수 있는 도로 보강 시트 및 상기 도로 보강 시트를 사용한 아스팔트 강화 포장 도로에 관한 것이며, 특히 아스팔트 포장 도로의 강화 및 박층화에 유효한 도로 보강 시트 및 그 아스팔트 강화 포장 도로에 관한 것이다. 더욱이 본 발명은 도로의 박층 포장을 가능하게 하는 포장 방법 및 포장 도로의 수선 방법에 관한 것이다.

Claims (15)

  1. 보강 시트층(1A)과 포장층(22)을 포함하여 구성되는 포장 도로로서,
    상기 보강 시트층(1A)은,
    연속한 유리 섬유를 강화 섬유로 하고, 상기 연속 유리 섬유의 용적함유율이 30% 이상 85% 이하가 되도록 열가소성 수지를 함침 시킨 복합 재료를 포함하여 구성되는 보강 시트(1)와 적어도 한 면에 적층 되어 이루어지는 아스팔트층(2)을 포함하여 구성되는 것을 특징이라고 하는 포장 도로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 시트층(1A)은 보강 시트(1)와 아스팔트층(2) 사이의 적어도 일부 면에 있어서 천연 섬유 또는 합성 섬유를 포함하여 이루어지는 직포층 또는 부직포층 (3)을 더 갖는 보강 시트층(1B)인 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 시트층(1A)과 포장층(22)을 포함하여 구성되는 포장 도로로서,
    상기 보강 시트층(1A)은 연속한 유리 섬유를 강화 섬유로 하고, 상기 연속 유리 섬유의 용적함유율이 30% 이상 85% 이하가 되도록 열가소성 수지를 함침 시킨 복합 재료를 포함하여 구성되는 보강 시트(1)의 양면에 적층 되어 이루어지는 아스팔트층(2)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    보강 시트(1)는,
    인장 파단 강도가 290MPa이상,
    인장 파단 신도가 10%이하,
    열팽창계수가 2×10-6∼8×10-6/℃,
    두께가 100㎛∼600㎛인 것을 특징이라고 하는 포장 도로.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아스팔트층(2)의 두께가 400㎛ 이상 2000㎛이하인 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 시트(1)와 아스팔트층(2)을 전단 박리 강도를 행한 때에, 아스팔트층(2)의 응집력 이상의 강도로 층간이 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포장층 (22)의 두께가 50mm 미만이며, 또한,
    벤딩 시험에 의한 파괴 에너지가 4 [kN·mm] 이상이고, 현저하게 얇은 포장층과, 현저하게 내 크랙 성능이 우수한 기능을 겸하여 갖는 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포장층(22)의 두께가 50mm 미만이며, 또한,
    휠 트래킹 시험에 의한 동적 안정도가 600[회/mm] 이상이고, 현저하게 얇은 포장층과, 현저하게 내 바퀴 자국성이 우수한 기능을 겸하여 갖는 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포장층(22)은 배수성이며,
    상기 보강 시트층(1A 또는 1B)은 차수성(遮水性)이고,
    상기 포장층(22)을 투과한 빗물이 노반으로 침투되지 않고, 빗물을 보강 시트층(1A 또는 1B)의 위면을 따라 갓길 방향으로 배수 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포장층(22)의 두께가 4,5cm 이하인 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 포장층 (22)의 두께가 4∼1.5cm인 것을 특징으로 하는 포장 도로.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 보강 시트층(1A 또는 1B)을 부설하고, 아스팔트를 그 위에 부설하지 않은 도로 보강 시트가 표층인 것을 특징으로 하는 도로 구조.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 보강 시트층(1A 또는 1B)을 부설하고, 아스팔트를 그 위에 부설하지 않은 보강 시트층이 표층인 도로공사 중에 사용하는 가설 도로의 구조.
  14. 아스팔트 또는 콘크리트로 포장된 도로에 있어서, 포장면에 크랙, 바퀴 자국 또는 결손이 생겼을 경우에, 포장 도로의 적어도 일부 표면을 절삭하고, 필요하면 크랙 또는 결손 부분을 부분 보수한 후, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 포장 도로의 구조를 마련하는 것을 특징이라고 하는 포장 도로의 보수 방법.
  15. 아스팔트 또는 콘크리트로 포장된 도로에 있어서, 표면을 절삭 하고, 크랙 또는 결손 부분을 부분 보수한 후, 제 9 항에 기재된 갓길 방향으로 배수 기능을 갖는 포장 도로의 구조를 마련하는 것을 특징으로 하는 포장 도로의 보수 방법.
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