슈퍼페이브(Superpave ; Super Performing Asphalt Pavement)

Ⅰ. 개 요

1. 기존의 아스팔트 시험법은 기본적으로 침입도에 근거한 아스팔트품질관리 1980년대에 이르러 연화점 관리기준을 추가하여 온도변화에 따른 아스팔트의 물성변화 특성에 관한 간접적인 기준을 보완하여 사용하고 있다.

2. 침입도에 의한 아스팔트 품질관리는

- 경험치에 근거한 방법으로

- 아스팔트 생산과정의 변화 및 원유생산지별 특성 무시되어

- 아스팔트의 대표적 품질관리측면의 시험기준으로 사용하기에는 한계

3. 즉, 25°c에서의 침입도 결과만으로는

- 아스팔트의 물리적 성질을 측정하는 것이 아니고 경험적으로 해석하는 것이기 때문에

- 포장공용중 온도변화에 따른 공용성(Performance serviceability) 특성을 예측할 수 없고,

4. 미 연방정부 차원의 전략적 도로 연구사업(Strategic Highway Research Program : SHRP)의 연구성과중 아스팔트에 관련된 아스팔트 및 아스팔트 혼합물에 대한 재료규격, 시험방법, 혼합물의 배합설계방법, 공용성 평가방법등을 총칭하여 Superpave라 명명하였다.

 

 

Ⅱ. 아스팔트 시멘트의 거동특성

1. 강성과 연약성 : 온도와 밀접한 관계에 있다.

2. 점성과 탄성의 성질을 동시에 가진 점ㆍ탄성 재료특성

3. 산화적 경화특성(노후경화) : 산소와 반응하여 경화하는 현상

 

Ⅲ. 기존 아스팔트 품질관리기준 형태

아스팔트의 점․탄성 성질중 점성적인 특성에 주안점을 두고 있으며, 다음과 같이 크게 4가지 관리기준을 사용

1. 침입도에 의한 방법

2. 점도에 의한 방법

3. 박막가열후의 점도에 의한 방법

4. 위 3가지 방법중 2개를 동시에 적용하는 방법

 

Ⅳ. SUPERPAVE

1. 개 요

- 기존 아스팔트 품질규격인 점성적 특성에 탄성적 특성까지 포함

- 아스팔트포장에서 덥고 추운 전체 온도범위를 고려하여 공용성에 기초

- “공용성 등급에 의한 아스팔트 구분(PG)"이라고도 함.

2. SUPERPAVE 시험규격 : 기본 6가지 시험항목

 

 

1) Aging(노화도)

2) Bending beam(휨시험)

3)Dynamic shear(동전단)

4) Direct tension(직접인장)

5) Flash point(인화점)

6) Viscosity(점도)

3. SUPERPAVE 특징

가. 개질 및 개질되지 않은 아스팔트 모두에 적용

나. 측정된 아스팔트 Binder의 물리적특성은 공용특성과 관련

다. 저장, 단기노화, 장기노화 3단계로 분류하여 시험

라. 해당지역의 전체 온도범위를 고려

마. 소성변형, 피로균열, 온도균열 손상을 제어

4. SUPERPAVE의 Binder 등급(PG:Performance Grade)

가. 고온등급 : PG 46～82까지 7등급으로 구분 (PG 46, PG52, … 6씩 더함)

나. 저온등급 : -10～-46까지 7등급으로 구분 (-10, -16, -22, … 6씩 더함)

 

 

Ⅲ. 결 론

1. 슈퍼페이브 혼합물 시험방법은 제1단계(Level 1), 제2단계(Level 2), 제3단계(Level 3)로 나누며, 제2, 제3단계 시험은 장비가 고가이고 시험법이 복잡하다.

2. 고온 및 중차량 조건에서 혼합물이 견딜수 있도록 아스팔트 결합재의 물성을 강화하는 개념으로써 공용성등급에 의한 아스팔트를 현장에 적용함으로소성변형과 같은 문제점을 개선할 수 있다.

3. 현재 우리나라에서 생산되는 아스팔트의 공용등급은 대부분 PG58-22로 분류되며 이는 침입도 기준만으로 분류되는 현 아스팔트 등급체계로는 적절한 생산 및 품질관리가 이루어지지 못함을 의미하므로 우리나라의 환경조건에 맞는 공용성 등급, 온도조건등을 연구분석하여 슈퍼페이브에 부합되는 국내 KS 품질기준과 시험 규정의 수립이 요망된다.

4. SUPERPAVE의 특징은

- 기존의 밀입도 아스팔트 혼합물의 입도 분포특성을 그대로 적용하고

- 고온 조건 및 중차량 조건에서 혼합물이 충분히 견딜 수 있도록

아스팔트 결합재의 물성치를 판단하는 개념으로서

- 기존의 소성변형과 피로 및 온도균열등의 문제점을 크게 개선할 수 있을 것이다.

5. 국내에서 생산되고 있는 아스팔트의 대부분은

- SUPERPAVE의 공용성등급 PG 58-22에 포함되며,

- 이는 Ap-3와 Ap-5등 침입도 기준만으로 분류하고 있는 현 아스팔트 등급체계하에서는 적절한 품질관리가 이루어지지 못하는 것을 의미하므로

- 국내 환경조건에서도 SUPERPAVE에 의한 공용성 등급의 온도간격 설정에 대한 분석이 필요하다고 하겠으며,

- 아울러 SUPERPAVE에 부합되는 국내 KS관련 품질기준 및 시험규정의 수립이 있어야 할 것이다.