초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
CO2포집 탄산칼슘과 칼슘계 자극제를 이용한 탄소중립형 무기채움재를 활용한 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 제조 및 공법 개발

◎ 전체 내용
1. 칼슘계 자극제를 이용한 고로슬래그 기반 탄소중립형 친환경 순환상온 도로포장 아스팔트 콘크리트용 고로슬래그 기반 채움재 개발
2. 유화아스팔트와 개발된 고로슬래그 기반 채움재를 이용한 순환상온 아스팔트콘크리트 혼합물 개발
3. 국토부 도로포장지침 및 시방서에 준한 혼합물의 포장시공 공법 개발
4. 장기공

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
CO2포집 탄산칼슘과 칼슘계 자극제를 이용한 탄소중립형 무기채움재를 활용한 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 제조 및 공법 개발

◎ 전체 내용
1. 칼슘계 자극제를 이용한 고로슬래그 기반 탄소중립형 친환경 순환상온 도로포장 아스팔트 콘크리트용 고로슬래그 기반 채움재 개발
2. 유화아스팔트와 개발된 고로슬래그 기반 채움재를 이용한 순환상온 아스팔트콘크리트 혼합물 개발
3. 국토부 도로포장지침 및 시방서에 준한 혼합물의 포장시공 공법 개발
4. 장기공용성평가를 통한 공용재 공용성능 평가 및 확인

◎ 1단계
● 목표
칼슘계 자극제를 이용한 고로슬래그 기반 탄소중립형 친환경 순환상온 도로포장 아스팔트콘크리트용 고로슬래그 기반 채움재 개발

● 내용
○ 탄소중립형 무기채움재 개발
- 고로슬래그 미분말 원재료 전체 중량 80% 이상 사용한 결합재 개발 (시멘트 사용 X)
- 칼슘계 자극제만 사용하여 결합재 개발 (NaOH 및 Sodium Sillicate 등의 알칼리 활성화제 사용 X)
- CO2포집 탄산칼슘을 첨가한 결합재 개발
- 시멘트 대비 30% 낮은 강성 목표
- 미세구조 분석을 통해 결합재 성능 분석

◎ 2단계
● 목표
유화아스팔트와 개발된 고로슬래그 기반 채움재를 이용한 순환상온 아스팔트 콘크리트 혼합물 개발
1. 국토부 도로포장지침 및 시방서에 준한 혼합물의 포장시공 공법 개발
2. 장기공용성평가를 통한 공용재 공용성능 평가 및 확인

● 내용
○ 개발된 탄소중립형 무기채움재를 활용한 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 혼합물 개발
- 개발된 무기채움재와 유화아스팔트의 결합 성능 평가
- 개발된 무기채움재와 유화아스팔트의 최적 배합 도출
- 개발된 순환상온 아스팔트 특성 및 성능 평가
○ 포장공법 개발
- 도로포장재료(순환상온 아스팔트 혼합물)의 포장시공법개발은 규격화된 포장지침을 따라 특별한 장비 또는 포장법의 추가 없이 도로포장에 적용할 수 있도록 제품을 규격화 하는데 있음. 그러므로 상용화를 위해서는 특수한 장비 또는 공법의 추가 없이 일반화된 시공법으로 사용가능한 도로포장재료(순환상온아스팔트혼합물)를 개발하는 것이 목표임.
○ 장기공용성능 확인
- 재활용 아스팔트 혼합물은 포장 시공하여 최소 2년이상 공용 후 성능을 평가
- 공용기간 2년이라는 물리적 기간을 단축하고 빠른 성능확인을 위해 일정 시험구간에 순환상온 아스팔트 콘크리트와 일반 가열 아스팔트 콘크리트를 포장하여 실제 차량통행과 유사한 효과를 줄 수 있는 축 하중 Tire로 하중을 변화시켜 2년간의 차량 통행량과 유사한 횟수로 포장면을 노화키고 시험이 진행되는 동안 표면 레벨과 균열 및 소성변형을 분석하여 이의 값을 평가하는 포장가속시험(APT)으로 평가.

□ 연구개발성과
○ 문헌조사 및 lab-scale실험을 통해 상온아스팔트콘크리트 경화 mechanism규명
○ 순환상온아스팔트콘크리트에 적합한 무기 채움재 선별
○ 다양한 활성화제 및 산업부산물을 활용한 친환경 아스팔트 채움재 개발
○ 20ton/hr급 무기결합재 생산시스템 개념설계 및 공정 최적화 기술 개발
○ 개발된 무기채움재와 유화아스팔트의 결합성능 평가
○ 개발된 무기채움재와 유화아스팔트의 최적배합 도출
○ 개발된 순환상온아스팔트콘크리트의 특성 및 성능평가
○ 순환상온아스팔트콘크리트 혼합물 조성과 성능검증
○ 순환상온아스팔트콘크리트의 생산 최적화 및 품질 향상
○ 학술대회 발표 및 SCI논문 개재를 통한 연구업적 증진
○ 장기공용성평가(포장가속시험, 실내공용성평가)를 통한 장기공용성능 검증

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1) 연구개발성과의 활용방안
○ CO2 포집 CaCO3 및 산업 부산물인 고로슬래그 미분말를 활용함으로써 아스팔트 신설 도로를 비롯한 기존 아스팔트 포장 공사, 공사 우회 도로, 도시가스 관로, 상하수도 관로 교체 공사등의 도로포장 공사의 실용화가 가능함.
○ 향후 본 연구를 통해 개발된 순환상온 아스팔트 콘크리트를 주차장, 체육시설 및 신설 도로 포장 등의 재료로의 용도 전환이 가능하며, 보강용 소재(섬유 등)의 활용에 대한 추가적인 방안도출이 가능함.
○ 본 연구결과를 통해 획득된 기술을 관련기업과 산업체에 기술이전을 실시하여 국가산업발전에 기여함은 물론 학술지에 게재 및 발표 등을 통한 적극적 홍보를 수행함.

2) 연구개발성과의 기대효과
○ 무기채움재 사용으로 기존 순환상온 아스팔트 콘크리트의 단점을 보완하고 품질향상
○ 탄소발생량 ZERO인 친환경 자재로만 구성된 순환상온 아스팔트 콘크리트를 제조함으로 폐자원의 친환경적 선순환을 기대
○ CO2 포집 CaCO3 및 산업 부산물인 고로슬래그 미분말를 사용함으로써 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 포장의 생산단가 절감효과를 기대.
○ CO2 포집 CaCO3 및 산업부산물과 칼슘계 반응자극제를 활용한 순환상온 아스팔트 콘크리트 개발로 CO2 감소 및 폐기물 처리 등의 환경에 대한 부하저감은 물론 관련 산업체로의 기술이전을 통한 경비 및 국가의 관련 산업경쟁력 제고에 크게 기여.
○ 건설산업부산물의 중간처리업체로 개발기술을 활용함으로써 제품 생산 및 순환상온 아스팔트 콘크리트 포장의 새로운 일자리 창출이 가능.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• (1) 사업화 대상 기술의 우수성 ... 8
• (2) 추가 연구개발 필요성 ... 9
• (3) 정부정책과의 연관성 ... 12
• (4) 연구개발과제의 최종 목표 ... 13
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 15
• (1) 자료 수집 및 분석 ... 15
• (2) 상온아스팔트의 백화현상(밝아지는 현상)연구 ... 16
• (3) Concrete dampproofer ... 16
• (4) 상온재생아스콘 채움재개발 ... 17
• (5) 순환 상온 아스팔트콘크리트 혼합물 개발 ... 30
• (6) 채움재와 AP emulsion의 화학적 특성 분석 ... 33
• (7) 참고 문헌 ... 38
• (8) 탄산칼슘 순도에 따른 채움재 특성변화 ... 39
• (9) 20ton/hr급 무기결합재 생산시스템 개념설계 및 공정 최적화 ... 40
• (10) 특허출원 1건, 특허 등록 1건 ... 41
• (11) 채움재 KS인증 획득 완료 ... 41
• (12) 우수재활용제품(GR)인증 획득 완료 ... 42
• (13) 개발된 무기채움재와 유화아스팔트의 최적 배합 도출 및 결합 성능 평가 ... 42
• (14) 개발된 순환상온아스팔트콘크리트의 특성 및 성능 평가 ... 45
• (15) 순환상온아스팔트콘크리트 혼합물 조성과 성능검증 ... 47
• (16) 공용도로의 임시포장용 기층 납품 ... 51
• (17) 수요처 발굴 ... 52
• (18) 장기공용성(APT) 평가 실시 ... 54
• (19) 연구성과물의 향후 활용방안 및 사업화 계획 ... 57
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 59
• 1) 연구수행 결과 ... 59
• 2) 목표 달성 수준 ... 80
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 81
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 81
• 2) 자체 보완활동 ... 82
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 83
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 86
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 87
• 1) 연구성과 총괄 ... 87
• 2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 89
• 끝페이지 ... 92