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Ⅰ. 개 요

1. 도로포장은 연성포장인 아스팔트 포장과 강성포장인 콘크리트포장으로 구분.

2. AP포장은 Con'c포장에 비해 시공성 및 주행성면에서 많은 장점을 지니고 있으나, 최근 차량의 대형화, 교통지체, 온도상승 등으로 심각한 소성변형의 문제가 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 아스팔트의 단점인 소성변형, 균열등의 문제점을 개선하기 위하여 각종 혼화재(개질재)를 첨가하는 아스팔트 포장

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

나. 골재 맞물림 효과를 증진시키는 방법(SMA포장)

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

5. 여기서는 현재 국내 적용성이 우수한 것으로 평가되고 있는 SMA포장의 특성, 재료의 품질기준, 외국의 적용현황에 대하여 알아보고자 한다.

Ⅱ. SMA (Stone Mastic Aasphalt) 포장

1. 정 의

: 골재간 맞물림효과를 최대로 하여 소성변형의 발생을 최소화하고,

AP혼합물에 천연섬유를 첨가하여 골재의 탈리 및 균열을 최소화한 아스팔트 혼합물

2. 특 성

가. 고온 및 중차량조건에서 소성변형에 대한 저항력 우수

나. 섬유소의 역활로 균열발생 및 골재 탈리현상 최소화

다. 표면 피륙조직이 거칠기 때문에 마찰저항성 우수

라. 소음감소효과

마. 기존포장보다 공용수명 연장(2-3배) 기대

3. 생산 및 시공

가. 일반 혼합물과 동일.

나. 단 전압시 타이어 로울러는 사용 안함.

Ⅲ. 재료의 품질기준

1. 아스팔트 : AP-5 사용(침입도 등급 60～70)

2. 골재

가. 굵은 골재 : 마모감량 30%이하의 것 사용

나. 잔골재 : 자연 모래 사용 않함.

3. 섬유 첨가재

가. 식물성 섬유(셀룰로오스) + 일정량 아스팔트 = 낱알 형태로 생산한 것을 사용.

나. 섬유 투입량 : 혼합물 무게의 0.3%를 표준

4. 혼합골재의 입도기준

: 공칭최대치수 - 13mm

5. 일반 AP혼합물과의 품질기준 비교

Ⅳ. SMA 적용현황

1. 독 일

가. 1968년 처음 개발

나. 1984년 독일의 표준포장공법으로 채택

다. 유럽전역에 이 공법이 적용되고 있으며,

라. 시공실적으로는 유럽지역에서만 약 160,000,000㎡가 기시공 되었음.

2. 미 국

가. 1990년 연방도로청 차원에서 도입.

나. 1994년말 현재 20개주 이상에서 SMA 공법을 도입하여 사용중에 있음.

3. 우리나라

가. 1992년 SMA공법의 국내적용방안에 대한 연구 시작

나. 1995년 남해고속도로(양산-구포간 1공구), 경부선(하, 57km)에 시험시공되었으며,

다. 1997년 중앙설계심의위원회를 통과, 현재 설계 및 현장에 확대적용되고 있다.

Ⅴ. 결 론

1. SMA포장은 종전 밀입도AP콘크리트(WC-3)와 비교해 볼때

가. 경제성측면에서는 불리하게 작용되나,

나. 공용성 및 내구성에 대한 평가 결과

- 중차량에 의한 소성변형의 저항성이 크고

- 내구성이 우수한 것으로 평가되고 있으며,

2. 확대적용을 위해서는 다음사항들이 검토되어져야 한다.

가. SMA포장의 초기공사비가 일반 WC-3에 비하여 75%가량 고가이므로,

유지관리비용을 감안한 수명-주기비용(LCC)에 대한 비교검토 필요

나. SMA포장 적용구간을 위한 조건과 공사비 산정기준 마련

다. SMA포장단면 설계를 위한 상대강도계수(ai)값 제시

Ⅰ. 개 요

1. 스톤 매스틱 아스팔트(Stone mastic asphalt)포장은 골재간의 맞물림 효과를 증대시켜 일반 아스팔트 포장보다 동적 안정도가 월등히 커서 소성변형에 강한 개립도포장의 한 형식이다.

2. 스톤 매스틱 아스팔트는 굵은 골재로만 형성된 매트릭스(matrix)에 매스틱(잔골재＋필러＋아스팔트)을 첨가한 혼합물을 말한다.

Ⅱ. 스톤 매스틱 아스팔트포장의 구성 및 기본원리

1. SMA혼합물의 구성

2. SMA혼합물의 기본원리

1) 아스팔트 바인더 접착력 : 골재의 이탈방지 역할

2) 골재 : 압축력과 전단력에 저항(Interlocking)

3) 섬유첨가제 : 아스팔트의 안정유지

4) 채움재 : 굵은골재사이의 공극채움

Ⅲ. SMA 혼합물 구성인자의 특성

1. 골재의 특성

1) SMA는 갭입도 형의 혼합물로 5mm이상의 비교적 굵은골재 사용

2) 굵은골재사이의 공극은 채움재(Filler)와 아스팔트 바인더가 채워진다.

3) SMA혼합물은 차량하중에 의한 전단변형을 골재의 Interlicking에 의하여 저항

2. 섬유첨가재

1) SMA혼합물의 생산ㆍ운반ㆍ포설시 매스틱(Mastic)의 흘러내림 방지

2) 아스팔트의 흡수율이 좋은 셀룰로오스 화이버 사용

3. 배합설계

1) SMA 배합설계는 마샬배합 설계방법 적용

2) 골재간극율(V.M.A) 2～3% 범위 결정

3) 섬유첨가제 사용시 다짐온도는 170℃까지 허용(일반적 다짐온도 : 145～150℃)

Ⅳ. SMA 시방기준

1. 재료의 품질기준

1) 아스팔트 : 침입도 60～70을 사용

2) 골재 : 굵은골재 품질기준에 적합한 것

3) 채움재 : 석회석분의 사용을 원칙(중량으로 약 10% 사용), 회수더스트는 사용금지

4) 섬유첨가제 : 식물성 섬유(셀룰로오스) 사용

혼합물중량의 0.3% 투입

2. 재료의 입도

1) SMA포장의 입도기준에 적합할 것

2) 5mm이상의 굵은골재의 함량을 높인 것

3) 입형이 좋고, 단립도 쇄석 사용

3. 배합설계 기준

1) AP함량 : 6%이상

2) 공극율 : 3%정도가 적당

4. 골재의 입형

1) 골재의 맞물림효과가 클 것

2) 쇄석골재 사용

3) 입형이 좋을 것

5. 포설 및 다짐

1) 85%이상의 선다짐 실시

2) 포설대상 구간의 표면온도는 10℃이상이 유리

3) 다짐온도는 170℃이하

Ⅴ. SMA혼합물의 교면포장 적용

1. 교면포장의 구성

1) 상부층(표층)

① 양호한 주행성 확보

② 내유동성

③ 내균열성 및 미끄럼 저항성

2) 하부층

① 상판의 요철에 대한 레벨링층 역할

② 평탄성 확보

③ 처짐추종성과 수밀성 확보

2. SMA혼합물의 평가

1) 회복탄성계수(MR) 시험

2) 간접 인장강도 시험

3) 휨 시험

4) 휠 트래킹 시험

Ⅵ. 결론

1. SMA포장에 영향을 미치는 가장 중요한 요소는 골재의 양호한 입형, 낮은 편장석 함유율, SMA혼합물 생산시 설계된 합성입도의 유지와 철저한 현장 다짐에 있다.

2. SMA포장은 소성변형의 발생을 최소화 할 수 있고, 획기적인 미끄럼 저항성의 개선, 소음감소효과등으로 도로이용자에게 교통사고 감소효과와 쾌적한 주행성을 제공함으로써 양질의 서비스수준을 제고할 수 있다.

3. SMA포장은 종전 밀입도AP콘크리트(WC-3)와 비교해 볼때

가. 경제성측면에서는 불리하게 작용되나,

나. 공용성 및 내구성에 대한 평가 결과

- 중차량에 의한 소성변형의 저항성이 크고

- 내구성이 우수한 것으로 평가되고 있으며,

4. 확대적용을 위해서는 다음사항들이 검토되어져야 한다.

가. SMA포장의 초기공사비가 일반 WC-3에 비하여 75%가량 고가이므로,

유지관리비용을 감안한 수명-주기비용(LCC)에 대한 비교검토 필요

나. SMA포장 적용구간을 위한 조건과 공사비 산정기준 마련

다. SMA포장단면 설계를 위한 상대강도계수(ai)값 제시