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에폭시 아스팔트 혼합물의 에폭시 화학 조성에 따른 양생수준 예측
A Study on Curing Level Prediction Model for Varying Chemical Composition of Epoxy Asphalt Mixture 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.35 no.2, 2015년, pp.465 - 470  

조신행 (경기대학교 토목공학과) ,  김낙석 (경기대학교 토목공학과)

초록
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에폭시 아스팔트 혼합물은 에폭시 수지와 경화제의 화학반응이 진행되어 양생시간을 거쳐 성능 발현이 이루어진다. 에폭시 아스팔트의 양생수준은 후속공정의 진행과 교통개방 및 공정계획의 수립에 절대적인 영향을 미치므로 정확한 예측모델의 개발이 중요하다. 본 연구에서는 기존 예측식에 사용되는 인자들의 화학적 의미 분석을 통하여 에폭시 수지의 농도와 경화특성을 반영하여 기존식보다 확대된 적용 범위를 갖는 양생수준 예측식을 제시하였다. 실외양생 실험과 비교 결과 상관계수가 0.971 이상으로 나타나 조성이 다른 에폭시 아스팔트 혼합물의 온도와 시간에 따른 양생수준을 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The curing of epoxy asphalt mixture depends on the chemical reaction of epoxy resin and the curing agent. The curing level of epoxy asphalt mixture needs to be predicted in order to decide traffic opening time and to establish further construction plans. In this study, chemical analysis of the predi...

주제어

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문제 정의

  • 에폭시 수지의 함량이 변하면 포장의 성능 변화 뿐 아니라 양생 특성이 변화하게 되며 이를 현장에 적용하기 위해서는 양생기간의 예측이 필요하다. 본 연구에서는 에폭시 아스팔트 바인더의 화학적 조성이 변화함에 따라 에폭시 아스팔트 혼합물의 양생경향 특성을 분석하고 이를 바탕으로 화학적 이론을 접목하여 화학적 조성 변화에 따른 에폭시 아스팔트 혼합물의 양생수준 예측식을 제시하고자 한다. 제시된 예측식을 통해 에폭시 수지 함량을 변화시켜 다양한 용도로 에폭시 아스팔트를 활용하는데 도움을 주고자 한다.
  • 이때 화학조성의 변화로 인한 에폭시 아스팔트 혼합물의 양생 경향이 변화하게 된다. 에폭시 아스팔트 바인더의 에폭시 농도와 반응속도 조절에 관여하는 경화제의 산가비를 반영하여 에폭시 함량 변화에 따른 에폭시 아스팔트혼합물의 양생수준으로 예측하고자 하였다. 수립된 예측식의 검증결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 본 연구에서는 에폭시 아스팔트 바인더의 화학적 조성이 변화함에 따라 에폭시 아스팔트 혼합물의 양생경향 특성을 분석하고 이를 바탕으로 화학적 이론을 접목하여 화학적 조성 변화에 따른 에폭시 아스팔트 혼합물의 양생수준 예측식을 제시하고자 한다. 제시된 예측식을 통해 에폭시 수지 함량을 변화시켜 다양한 용도로 에폭시 아스팔트를 활용하는데 도움을 주고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
아스팔트 바인더에 관심이 높아진 이유는? 이로 인해 도로 포장이 파손 없이 유지되기 위해 보다 높은 성능의 재료를 필요로 하게 되었으며, 아스팔트 포장에도 고분자 개질제를 첨가하여 아스팔트 혼합물을 보강하는 방법이 적용되어 왔다. 그러나 고분자 물질의 단순 첨가를 통한 성능 개선은 한계에 직면하게 되었으며 이를 극복하고자 화학적 반응을 이용한 반응형 아스팔트 바인더에 대한 관심이 높아지고 있다.(Lee, 2005) 에폭시 아스팔트 포장은 에폭시 수지와 경화제를 아스팔트 바인더와 혼합하여 사용하는 대표적인 반응형 아스팔트 포장으로 1967년 미국 캘리포니아주의 San Mateo 교량에 적용된 이후 주로 장경간 교면포장 등 높은 수준의 재료 물성을 필요로 하는 곳에 사용되고 있다(www.
경화제를 사용하면 경화시간에 어떤 특성을 가지는가? 경화물의 성질, 가사시간, 점도, 경화온도, 경화시간, 발열 등 경화제의 종류에 따라 차이를 보이게 된다. 특히 경화시간의 경우 에폭시 수지의 경화 특성으로 포설 이후에도 에폭시 반응이 진행되어 에폭시 아스팔트 혼합물의 최종적인 성능 발현은 시공 후에도 충분한 양생시간을 필요로 하는 특성이 있다.
에폭시 아스팔트 포장의 단점은 무엇인가? 에폭시 아스팔트 포장은 에폭시 수지의 함량이 높으면 성능이 향상되지만 경제성 확보가 어려운 단점이 있다. 고가의 에폭시아스팔트 포장은 장경간 교량의 교면포장 등 제한적 용도에만 사용될 수밖에 없음으로 용도에 맞게 에폭시 수지의 사용량을 조절하여 경제성을 확보하고자 하는 방안이 사용된다.
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참고문헌 (9)

  1. Baek, Y. J., Jo, S. H., Park, C. W. and Kim, N. S. (2012). "A development of strength prediction model of epoxy asphalt concrete for traffic opening." International Journal of Highway Engineering, Korean Society of Road Engineers, Vol. 32, No. 6D, pp. 599-605 (in Korean). 

  2. Boudart, M. (1968). Kinetics of chemical process, Elsevier Science & Technology Books, pp. 13-16. 

  3. Fogler, H. S. (2011). Elements of chemcal reaction engineering 4th, Peason Education Korea Co.,Inc, pp. 54-57. 

  4. Huang, G. C. and Lee, J. K. (2011). "Cure kinestics and dynamic mechanical properties of an epoxy/polyoxypropylene diamine system." Polymer., The Polymer Society of korea, Vol. 35, No. 3, pp. 196-202 (in Korean). 

  5. Jo, S. H. and Kim, N. S. (2013). "A development of prediction model for traffic opening time of epoxy asphalt pavement using nonlinear curve fitting." Journal of Korea Society of Dieaster Information., Korean Society of Disaster Information, Vol. 9, No. 3, pp. 324-331 (in Korean). 

  6. Lee, C. H. (2009). Handbook of epoxy formulation, Kyowoosa, pp. 64-65 (in Korean). 

  7. Lee, S. H. (2005). Hanbook of modified & special asphalt pavement, Goomibook inc, pp. 12-13 (in Korean). 

  8. Available at: www.chemcosystems.com. 

  9. Yu, J., Cong, P., Wu, S. and Cheng, S. (2009). "Curing behavior of epoxy asphalt." Journal of Wuhan University of Technology-Mater, Wuhan University, Vol. 24, No. 3, pp. 462-465 (in Chinese). 

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