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Ⅰ. 개 요

1. 도로포장은 연성포장인 아스팔트 포장과 강성포장인 콘크리트포장으로 구분.

2. 아스팔트포장은 콘크리트포장에 비해 시공성 및 주행성에서 많은 장점을 지니고 있으나, 최근 차량의 대형화, 교통지체, 온도상승 등으로 심각한 소성변형의 문제 발생, 내유동성 및 내구성이 우수한 AP혼합물이 절실히 요구되고 있다.

3. 과거 아스팔트 포장에서의 변형문제는 포장층 각층의 침하문제로 해석되었으나, 현재는 아스팔트 혼합물의 유동성에 의한 소성변형 문제가 주요 원인으로 부각

4. AP혼합물의 물성을 향상시키는 방법으로는,

가. 개질재를 사용하는 방법

: 기존 아스팔트포장의 단점인 소성변형, 균열등의 단점을 개선하기 위하여

각종 혼화재(개질재)를 첨가하는 아스팔트 포장

※ 개질재(Modifer) : 필터, 고무, 플라스틱, 섬유 촉매제 등

나. 골재 맞물림 효과를 증진시키는 방법(SMA포장)

: AP자체의 성능개선보다는 골재간 맞물림효과를 극대화하여 중차량에 대한 밀림(소성변형)을 최소화하고, 균열방지를 위해 천연섬유를 첨가한 AP혼합물 등의 방법이 있으며,

4. 여기서는 현재 국내 적용성이 우수한 것으로 평가되고 있는 개질아스팔트의 특성에 대하여 기술하기로 한다.

Ⅱ. 개질 이스팔트

1. 정 의

: 기존 아스팔트포장의 단점인 소성변형, 균열등의 단점을 개선하기 위하여

개질재의 첨가 및 추가공정을 통해 품질을 향상시킴으로써

소성변형 및 균열에 대한 저항성을 향상시킨 아스팔트포장이다.

2. 종 류

가. PMA(Polymer Modified Asphalt) : 수퍼팔트

: 일반 이스팔트 + 고분자 개질재(SBS)를 물리, 화학적으로 결합하여 생산한 혼합물

1) 장 점 : SBS와 아스팔트 분자간에 그물망 사슬을 형성함으로써,

① 포장체에 가해지는 응력 흡수

② 점성 및 탄성회복력 증가(소성변형 방지)

③ 도로의 공용수명 증가

2) 단 점 : 가격 고가

SBS : 150만원/톤 〉 SBR : 100만원/톤

나. SBR 개질아스팔트

: 일반 이스팔트 + 고분자 개질재(SBR)를 물리적으로 결합하여 생산한 혼합물

1) 장 점

① 내유동성(소성변형방지)

② 내마모성 우수

2) 단 점

① 저온, 피로균열에 약함

② 골재와 개질재의 피복이 어려움.

다. Chemcrete

: 일반 아스팔트에 금속촉매를 이용하여 화학적으로 산화시켜, 생산한 혼합물

1) 내유동성 양호

2) 소성변형 저항성 우수

3) 포설 다짐온도가 일반 아스팔트보다 15-20℃ 낮아, 작업성 및 다짐효과 양호

라. Semi-Blown 아스팔트

: 일반아스팔트를 고온에서 산소와 접촉시켜, 생산한 혼합물

1) 소성변형 저항성 우수

2) 일반아스팔트에 비해 60℃에서 점도가 3-10배높다.

3) 점성을 높아 교통량이 많은 도로에 적응성 양호

Ⅲ. 재료선정 및 시공시 유의사항

1. 재료선정시 유의사항

가. 저온 및 고온에서의 아스팔트 물성변화 폭이 적을 것

나. 개질재의 사용에 따른 시공성이 양호할 것

다. 공해유발 가능성이 없을 것

라. 재활용 가능성 여부

마. 경제성

2. 시공시 유의사항

Ⅳ. 결 론

1. 개질아스팔트는 교면포장과 같이 내유동성과 내구성이 요구되는 경우에 주로 사용되며, 개질재(필터, 고무, 플라스틱, 섬유 등)을 첨가하여 아스팔트의 물성을 개선시킨 것이다.

2. 개질아스팔트는 사용 개질재에 따라 각기 재질별 특성이 상이하므로,

- 개질재 선정시는 충분한 사전검토가 이루어져야 하며,

- 배합비 결정, 생산, 시공관리에 철저를 기하여야 한다.

3. 현재 개질아스팔트는 국내 고속도로, 국도 및 수도권 주요도로에 시험시공된 바 있으며, 시험시공에 대한 공용성평가 등을 통하여 국내 아스팔트 포장에 적용시 아스팔트 성능개선에 획기적인 발전이 있을 것으로 기대된다.

Ⅰ. 개 요

1. 적설지역이나 노면동결의 염려가 있는 장소에서는 타이어체인이나 스파이크타이어에 의한 노면의 마모가 심하다. 따라서 적설지역에서는 내마모성이 높은 혼합물을 표층에 사용할 필요가 있다.

2. 내마모용 혼합물로 표준적으로 사용하는 혼합물에 대해서는 세립도 아스팔트콘크리트나 세립도 갭아스팔트콘크리트를 사용하면 좋다.

Ⅱ. 재료 및 배합

1. 아스팔트 량 : A/P량이 많을수록 내마모성은 향상된다.

2. 골재 : 골재가 강경할수록 마모감량이 적을수록 내마모성은 좋게 된다.

3. 내마모용 아스팔트의 종류

1) 개질 아스팔트

2) 밀입도 아스팔트 콘크리트

3) 세립도 아스팔트 콘크리트

4) 세립도 갭아스팔트 콘크니트

5) 밀입도 갭 아스팔트 콘크니트

6) 내마모용 토페카

7) 구스 아스팔트

8) 롤드 아스팔트

4, 배합물 시험 : 라벨링 시험 또는 마샬시험 실시

Ⅲ. 시공

1. 마무리 두께 : 1.5～2.0cm로 상층에 포설

2. 하층의 아스팔트 혼합물 포설후 빨리 마무리

3. 혼합물 포설후 온도강하전 신속다짐

Ⅰ. 개 요

1. 개질아스팔트는 아스팔트 혼합물의 내구성 및 내유동성을 향상시키기 위해

스트레이트 아스팔트에 개질재를 첨가하여 물성을 개선시킨 것

2. CRM(crumb rubber modified) 개질아스팔트는 폐타이어 고무가루와

아스팔트 시멘트를 혼합한 것

Ⅱ. 혼합물의 특성

1. 일반아스팔트에 비해 고온에서 높은 점도와 저온에서 낮은 강성을 가짐

2. 고온에서의 높은 점도는 소성변형에 대한 저항성이 큼

3. 저온에서의 낮은 강성은 저온균열에 대한 저항성이 큼

4. 연화점이 높고, 일반아스팔트에 비해 탄성회복력이 우수

5. 폐타이어내에 존재하는 카본블랙은 아스팔트 산화 방지

Ⅲ. 혼합물의 생산 및 시공

1. 생산

1) 아스팔트를 200℃까지 가열한 후 고무분말과 혼합하여 숙성기를 이용,

175℃에서 45분간 교반 양생

2) 혼합물의 온도는 물리적 반응기간동안 163℃이상 유지

3) 45분 경과 후 점도 확인 및 조정을 거쳐 고무아스콘 생산

2. 시공

1) 시공중단이 없도록 운반차량 확보

2) 운반차는 보온덮개 이용

3) 운반차량 바닥에 이물질이 없도록 세정액 도포

4) 다짐장비 선정에 유의(8~12톤)

5) 타이어롤러는 아스콘이 달라붙으므로 사용금지

Ⅳ. 주요 용도

1. 교통량이 많고 소성변형 발생이 예상되는 도로

2. 노후콘크리트 덧씌우기(반사균열 억제)

Ⅴ. 결 론

1. 포장의 LCC분석 결과 일반 아스팔트포장 대비 약 88% 정도로

CRM 개질아스팔트가 경제적이고, 또한 5㎝두께로 1차로를

1㎞ 포설시 약 2,000개의 폐타이어가 소요되므로

환경친화적인 재활용 공법임

2. 자원이 부족한 국내에서 그 활용성이 매우 높을 것으로 판단됨

3. 향후 각 개질재 사용에 따른 공용성에 대한 충분한 검토, 검증이

필요하고, 또한 개질재 사용시 추가비용과 연장되는 공용성과의

편익비용비 분석이 수반되어야 함

Ⅳ-1. 포장설계 및 시공의 개요

1. 도로포장은 아스팔트의 접착성으로 포장구조체를 만드는 가요성포장과 콘크리트를 이용하여 강성판으로 만드는 강성포장으로 분류된다.

2. 도로의 포장설계는 차도포장을 구성하는 각층의 재료, 두께를 결정하는 절차로서 공용개시후 설계기간동안 원하는 수준의 포장상태를 유지할 수 있도록 하여야 하고, 특히 우리나라의 기후조건, 교통조건에 적합한 한국형 포장설계법 개발이 필요하다.

3. 도로포장 시공은 아스콘 생산 → 운반 → 포설 → 다지기 → 마무리 전단계에 걸쳐 정밀시공이 중요하다.

4. 유지관리단계에서 도로의 주행성, 안전성, 쾌적성 확보를 위하여 포장상태를 정기적으로 평가하고 적절한 유지보수를 하여 포장의 공용성 향상과 도로수명을 연장시킬 수 있다.

Ⅳ-2. 용어 설명

[동결 깊이(심도)]

0℃ 온도선이 포장표면으로부터 포장층 아래로 관입되는 깊이

[동결 지수]

동결 기간중의 기온과 시간과의 적(積)의 누계치

[AASHO(American Association of State Highway Officials)]

미국도로교통공무원 협의회 전신

[AASHTO(American Association of State Highway and

Transportation Officials)]

미국도로교통공무원 협의회

[전략적 도로연구사업(Strategic Highway Research Program : SHRP)]

미국연방정부 차원에서 도로품질 저하를 극복하기 위해 단기간에 집중적인 연구개발을 실시하기로 계획한 사업

[Superpave(Superior Performing Asphalt Pavement)]

SHRP의 연구성과중 아스팔트에 관련된 연구성과로서 아스팔트 및 아스팔트 혼합물에 대한 재료규격, 시험방법, 혼합물의 배합설계방법, 공용성 평가방법등을 총칭한다.

[서비스 지수 PSI(Present Serviceability Index)]

AASHO 도로시험에 의해서 창안된 개념으로 포장의 서비스능력과 포장의 공용성을 나타내는 지수

[등가단축하중(ESAL)]

설계기간동안의 혼합교통량을 설계교통량으로 환산하기 위하여 8.25ton 단축하중 교통량으로 환산한 하중

[다웰바(Dowel Bar)]

콘크리트 포장 Slab의 하중전달장치로 줄눈을 가로질러 하중을 전달하기 위해 설치하며 일반적으로 원형 철근을 사용한다.

[화이트 베이스(White Base)]

아스팔트 포장의 기층으로서 사용하는 시멘트 콘크리트 슬래브

[블랙 베이스(Black Base)]

아스팔트 포장의 기층으로서 사용되는 가열 혼합식에 의한 아스팔트 안정처리기층

[교면포장]

교통하중의 반복재하 및 충격과 극심한 기상변화에 대한 직접노출, 그리고 빗물, 제설염화물 침투로 인한 교량상판의 조기열화 현상을 극소화하여 교량의 내하려 손실 방지와 통행차량의 주행성을 확보하기 위하여 내구성이 크고 내유동성의 아스팔트 포장 또는 콘크리트 포장으로 교량상판위를 덧씌우기하는 보호공법

[구스아스팔트(Guss Asphalt)]

교온 아스팔트 혼합물의 유동성을 이용, 피니셔와 인두로 포설하여 로울러 다짐을 하지 않고 마무리를 하는 아스팔트 혼합물로서 매스틱 아스팔트(Mastic Asphalt)와 동일하다.

[개립도 아스팔트콘크리트(Open Graded Asphalt Concrete)]

가열아스팔트 혼합물의 일종으로 세골재비율이 5～20%이며 미끄럼 저항용 혼합물의 대표적인 것으로 흔히 사용된다.

[밀입도 아스팔트 콘크리트]

굵은 골재, 잔골재, 필러 및 아스팔트의 가열 혼합물로서 합성입도에서 No.8 체 통과분이 35～50%의 것

[조립도 아스팔트 콘크리트]

굵은골재, 잔골재, 필로 및 아스팔트의 가열혼합물로서 합성입도의 No.8 체 통과분이 20～35%의 것

[매캐덤 공법]

한층의 마무리 두깨와 거의 같은 입경의 부순돌을 깔아서 이들이 서로 충분히 얽힐 때까지 다짐하고, 공극을 채움골재로 전충하여 마무리하는 공법

[시멘트 안정처리공법]

현지재료 또는 여기에 보충재료를 가한 것에 시멘트를 첨가하여 혼합하고 깔아서 다짐하는 공법을 말한다. 시멘트 안정처리한 것을 소일시멘트(Soil-cement)라 할 때도 있다.

[역청안정처리공법]

현지재료 또는 여기에 보충재료를 가한 것에 역청재료를 첨가하여 혼합하고 깔아서 다짐하는 공법

[입도조정공법]

좋은 입도가 되도록 몇가지 종류의 골재를 혼합하여 포설하고 다짐하는 공법

[침투식 공법]

골재와 역청재료를 교대로 살포하여 골재의 얽힘과 역청재료의 결합력을 발휘하도록 충분히 다짐하는 공법

[실코우트]

표층 또는 기층위에 역청재료를 살포하고 그 위를 부순돌이나 모래를 덮어서 만드는 표면처리

[골재의 최대치수]

중량으로 적어도 90% 이상을 통과시키는 최소치수의 체의 공칭치수로 나타낸 골재의 치수

[시공줄눈]

콘크리트 포설 작업에 있어서 작업을 일시 중지해야 할 때 설치하는 줄눈

[회복탄성계수]

노상 또는 기타 포장재료의 탄성계수의 측정값으로 AASHO T274 시헙법에 의하여 측정한다.

[설계 CBR]

균일한 포장두께로 시공할 구간을 결정하기 위하여 구간내 각 지점의 CBR로부터 결정되는 노상토의 CBR