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신기술의 요약 및 범위

본 신기술은 폐타이어를 분쇄한 #10 이하의 고무분말(CRM)을 200∼220℃ 이상 고온의 아스팔트를 pre-mix 방법에 의한 공법으로 혼합기(Blender)에서 혼합하여 고무 분말의 팽창(swelling)에 의한 물리적 반응이 일어날 때까지 숙성기(Nurse Tank)에서 165℃∼185℃로 30분∼1시간 동안 숙성하여 일반 아스팔트에 비해 고온 점도 증가, 탄성 증가, 저온 물성 개선과 아스팔트 산화 방지의 물리적 특성을 지닌 개질화된 아스팔트를 제조하는 기술과 위 접합제 생산 기술로서 자동화된 국내 최초로 개발, 개량된 장비로 생산하는 제조 기술이다.

본 신기술의 범위는 다음과 같다.

1) #10 이하의 폐타이어 고무분말(CRM)을 15%∼25%의 비율로 고온의 아스팔트와 혼합하여 165∼185℃의 온도에서 1차, 2차 물리적 반응에 의한 개질화된 고무(CRM)아스팔트 습식 제조 기술
2) 제1)항의 개질 아스팔트 제조 장비

원리 및 시공 방법

공정기호	공 정 명	고무(CRM)아스팔트 제조 과정
△ ↓ ○ △ ↓ ○ ↓ ○ ↓ ○ ↓ ○ ↓ □ ↓ ○	원재료 순간 가열 원재료 원재료투입 혼합(혼합기) 이 송 숙 성 검 사 공 급	아스팔트(AP-5, AP-3, 145°C, 벌크트럭에 저장) 아스팔트를 210±10°C로 가열(혼합기에 내장된 순간가열기사용) 폐타이어 고무분말(10mesh이하, 500kg 단위 포장) 혼합기에 투입(인양기 사용) 순간 가열된 아스팔트와 고무분말을 혼합하여 1차 반응 유도 숙성기로 이송(2차 반응) 접착성 생성을 위한 물성변화 유도과정(165℃∼185℃유지) 점도 검사(현장 검사) 아스콘 플랜트에 공급(골재 혼합 후 도로포장재로 사용)

기존의 일반 아스팔트와 고무(CRM)아스팔트의 물성 비교

시 험 항 목	단위	AP-3	신기술	개 선 점
침입도(25℃)	mm	82	49	감온성 개선
침입도(4℃)	mm	13	27	저온 물성 개선
박막가열후 침입도(25℃)	mm	54	42	노화(산화)저항성 증대
신도시험(4℃)	cm	6.7	16.7	접착성 및 내마모성 증대
탄성회복력(25℃)	mm	-5	23	탄성적 특성(역학적특성) 증대
콘침입도(25℃)	mm	64	59	고온 감온성 개선
연화점	℃	49.3	65	소성변형 저항성 증가
점도(175℃)	cps	300이하 (60min)	2900 (60min)	변형 또는 유동에 대한 저항성 증대

국내외 건설공사 활용 현황 및 전망

99년 7월 현재, 본 신기술로 제조된 고무(CRM)아스팔트로 서울시를 비롯 전국 15개소에 고무 아스팔트 혼합물 표층 포장이 시공되었다.
대부분의 시공 현장이 극심한 소성변형 및 균열 구간 이었다.
동 현장들은 고무아스팔트의 개선된 성능으로 현재까지 양호한 상태를 유지하고 있으며 수명 연장 및 유지보수 회수 감소로 인한 비용 절감 효과를 기대하고 있다.

고무(CRM)아스팔트는 본 신기술의 특수 제조 장비에 의해서 Pre-mix 방식으로 제조되기 때문에 별도의 추가 장치 없이 기존의 아스콘 플랜트 혼합실로 공급이 가능하며 현장별 특별 배합 설계 지침에 의해 혼합물을 생산하여 기존의 포장 설비를 이용하여 도로 포장에 적용한다. 따라서 전국의 어떠한 플랜트나 현장에도 손쉽게 적용할 수 있다.

또한 고무 개질 아스팔트는 특별한 입도의 혼합물 설계로 소성 변형을 최대한 억제할 수 있을 뿐 아니라 산화 저항성이 뛰어나고 온도 변화에 따른 변화가 심하지 않기 때문에 피로 균열과 온도 균열 및 반사 균열 또한 효과적으로 억제할 수 있으리라 판단된다.
따라서 현재 국내 포장 도로의 가장 큰 문제점을 해결할 수 있는 최적의 도로 포장재로서 특히 차량 통행이 많은 구간에는 더욱 효과적으로 적용될 것이라 기대된다.

기술적, 경제적 파급효과

기술적 파급효과

미국에서는 폐타이어 고무(CRM)아스팔트 습식 제조 기술을 1960년대부터 개발, 발전시켜 범용 적으로 사용함으로써 환경보전과 비용 절감 효과를 동시에 거두고 있다.
본 신기술은 이러한 선진 기술을 국내 실정에 맞게 소화 개량한 제품으로써 고무아스팔트의 실용화를 앞당긴 획기 적인 기술이다.

이러한 기술적 성공은 폐타이어 고무(CRM)아스팔트를 접합제로 사용하는 관련 분야인 도로 균열 보수용 씰란트(Sealant) 및 건축용 방수재 제조 기술에 파급되어 완제품 또는 원재료를 수입에 의존하는 기존 제품을 국산 고무아스팔트로 대체할 수 있는 효과가 기대된다.

또한 고무(CRM)아스팔트 혼합물의 현장 시공은 온도와 다짐 관리가 가장 중요하다.
이를 위해 현장 도착 혼합물의 온도를 즉석에서 측정할 수 있는 적외선 온도계를 시공 현장에서 활용하고 있으며 혼합물의 배합 및 다짐 밀도를 정확히 측정하기 위하여 배합 및 다짐 밀도 측정기 (Nuclear Contents/Density Gauge)을 현장에 활용할 예정이다.
이러한 시공 과정의 과학적 관리는 아스팔트 포장 기술의 발전에 커다란 파급 효과를 미칠 것으로 예상한다.

경제적 파급효과

본 신기술을 이용하여 제조된 고무아스팔트를 도로 포장 현장에 적용시 일반 아스팔트 포장에 비하여 표층의 두께를 최대 1/2까지 줄일 수 있을 뿐 아니라 수명 또한 2배 연장되어 수명 주기 비용(Life Cycle Costs)를 고려할 때, 다음과 같은 비용 절감 효과가 기대된다.
(포장면적 아르당)

신기술의 포장두께	신설/덧씌우기(총비용, %)			절삭 유지 보수(총 비용, %)
신기술의 포장두께	일반(t=5㎝)	신기술	절감	일반(t=5㎝)	신기술	절감
t=3cm	2,418,188	1,383,324	1,034,864	3,000,188	1,872,524	1,127,664
t=4cm	2,418,188	1,708,124	710,064	3,000,188	2,243,724	756,464
t=5cm	2,418,188	2,032,924	385,264	3,000,188	2,614,924	385,264
분석기간 : 10년, 유지보수 회수 : 일반 2회, 신기술 1회

또한 고무(CRM)아스팔트의 실용화 및 사용 확대는 현재 공급 과잉 상태에 있는 폐타이어 고무분말 생산 업계에 대량 수요를 창출, 폐타이어 재활용을 더욱 활성화시켜 결과적으로 국토의 환경을 보전하고 자원의 절약이라는 경제적인 부가 가치를 얻을 수 있으리라 판단된다.