[재료공학]투명바인더의 저온균열에 우수한 저항성을 지닌 개선된 고분자 개질제의 방안
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- 목차
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1. 연구의 필요성
1.1 연구개발의 필요성
1.2 기술 현황 및 문제점
2. 연구 목표
2.1 칼라아스콘 용 투명바인더의 저온에서의 균열 저항성 증가
2.2 칼라아스콘용 투명바인더의 박리현상 문제의 개선
2.3 칼라아스콘 용 투명바인더의 소성변형 저항성의 증가
3. 연구 방향 및 수행 방법
3.1 연구 방향
3.2 연구 수행 방법
4. 예비 연구 수행 결과
4.1 프로젝트 주제의 선정과정
4.2 현재의 기술 상황 및 프로젝트를 위한 정보 탐색
4.3 물성개선을 위한 아이디어 및 재료선정
5. 예상 연구 성과물
6. 연구평가의 착안점 및 척도
7. 기대성과 및 활용방안
7.1 현재 기술 상황 및 수요
7.2. 향후 기술 상황 및 수요 전망
7.3 경제성 분석과
8. 연구 예산
- 본문내용
-
1. 연구의 필요성
1.1 연구개발의 필요성
칼라 아스콘 포장은 미관을 좋게 하는 것 이외에도 다양한 색상으로 인해 버스전용차로, 횡단보도, 교차점, 스쿨존 등에 시공하여 운전자에게 경각심을 불어 일으키고 보행자의 안정성을 높여주는 시각적 효과를 줄 수 있다. 2007년 기준 서울특별시에만 도로용 칼라 아스콘은 버스중앙차로(BRT : Bus Rapid Transit) 205㎞, 스쿨존 310.2㎞ 에 사용되고 있고 앞으로도 칼라아스콘의 사용이 급속히 증가될 것으로 예상된다. 서울특별시, 2009 서울통계, http://stat.seoul.go.kr/, (검색일자 : 2010.4.3)
일반적으로 아스콘을 시공할 때, 설계 단계에서 대략 20년의 공용성(내구성)을 예상한다. 하지만 최근 여러 기사에서 지적하고 있듯이 아스콘의 재료학적 문제와 시방서를 올바르게 따르지 않는 문제, 통행량 예측의 부정확성 등의 시공적인 문제가 복합적으로 얽혀 공용성을 떨어뜨리고 있다. 이로 인해 우리나라는 타국에 비해 현저히 낮은 5년 정도의 내구성을 갖게 되어 매년 반복적인 유지 ․ 보수를 해야 함에 따라 그 경제성에 대한 의구심이 지속적으로 제기되고 있는 상황이다. 김남호, 아스팔트포장의 유지관리 및 재활용기술, 구미서관, p189 (2006)
특히 여러 기사에서 지적했듯이 컬러 아스콘은 기존 아스콘에 비하여 저온에서의 균열 발생과 그로 인해 내부로 흡수된 수분에 의한 박리현상 등의 문제점이 심각하게 발생하고 있다. 이로 인해 현재 추가적으로 매달 유지/보수를 해야 하는 실정 허일현, BRT차로 파손된채 방치, 중부일보 (검색일자 : 2010.1.25)
이다. 이러한 문제의 원인은 골재, 투명바인더, 안료의 조합으로 만들어지는 컬러아스콘의 구조와 관련이 깊다.
따라서 위와 같은 기존 칼라 포장용 투명바인더의 단점인 저온균열을 개선할 수 있다면, 내부로 유입될 수분의 감소를 가져와 궁극적으로 박리현상을 방지할 수 있게 될 것이다. 기존 바인더에서는 이런 문제를 개질제의 첨가로 해결하고 있으므로, 투명바인더에 사용될 수 있는 개질제 개발로 동일한 현상을 해결할 수 있을 것이라고 조심스럽게 예상할 수 있다. 하지만 현재 이에 대한 연구는 전무한 실정으로 저온균열 저항성을 쉽게 개선시킬 수 있는 개질제에 대한 연구가 시급하다. 이와 동시에 칼라아스콘 내에 수분을 단시간 내 제거 혹은 배수성을 높여 박리현상의 원인을 제거하고 시공시간을 단축할 필요성이 있다.
1.2 현행 기술 및 문제점
국내 도로포장용 컬러 아스콘의 실제 시공은 2004년 서울시 대중교통우선정책의 일환으로 중앙버스전용차로에 처음 시행되었다. 서울특별시 교통국 도심교통개선만, 2004년 중앙버스전용차로 6개노선 74km설치, 서울특별시공고, (검색일자 : 2003.11.10)
이때 일괄적으로 한국석유공업(주)에서 생산한 HS-칼라콘이 도로포장에 사용되었다. 현행 칼라아스콘의 주성분은 검은색을 띄는 아스팔트를 대체할 수 있는 물질들의 집합으로 생각할 수 있다. 일반적으로 아스팔트의 성분비는 대략 아스팔텐 13-29%, 수지(resin) 2.3-4.5%, 오일(oil) 44-58%로 구성되어 있다. 한국석유공업(주), 칼라아스콘의 개질 바인더, 특허 출원번호 2001-0079363, p247
이에 따라 현행 컬러아스콘 역시 아스팔트의 바인더 역할을 하기위해 안료, 수지, 오일의 배합으로 만들어진다. 칼라 아스콘의 일반적인 제조방법은 바인더에 다양한 크기의 골재와 원하는 색상을 낼 수 있는 칼라안료 및 개질제를 첨가 ․ 혼합하여 제조하게 된다.
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