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Ⅰ. 개 요

1. 도로포장은 연성포장인 아스팔트 포장과 강성포장인 콘크리트포장으로 구분된다.

2. 아스팔트포장은 콘크리트포장에 비해 시공성 및 주행성에서 많은 장점을 지니고 있으나, 최근 차량의 대형화, 교통지체, 온도상승 등으로 심각한 소성변형의 문제가 발생하고 있어, 내유동성 및 내구성이 우수한 혼합물이 절실히 요구되고 있다.

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

4. 아스팔트 포장의 소성변형은 공용개시후 1-2년 정도에 주로 발생하며, 그 후 공기 및 자외선과의 접촉으로 산화가 진행되어 피로균열이 발생된다.

5. 따라서, 아스팔트포장의 파괴를 방지하기 위해서는 공용개시 초기의 내유동성과, 공용 후기의 균열저항성이 높은 포장단면이 되도록 개선

Ⅱ. 소성변형 발생요인

1. 아스팔트의 종류(침입도, 점도)

2. 아스팔트 포장 물성의 계절별 변화

3. 아스팔트 혼합물의 공극율

4. 골재의 입도

5. 아스팔트의 산화특성

Ⅲ. 아스팔트 혼합물의 특성

1. 아스팔트 종류

가. 포장용으로 주로 사용되는 AP : 침입도 기준 AP-3, AP-5 2종류

나. 우리나라의 년중 AP포장층 최고온도(66℃) 를 감안할 때,

다. (미)SHRP 연구성과인 공용성등급 PG64-22, PG76-22규격이 적합하나,

PG76-22규격에 부합되는 AP는 국내에서 생산되고 있지 않음.

2. 아스팔트포장 물성의 계절별 변화

ㅇ탄성계수 추정(Franklin식 이용)

: 여름철에 기층의 탄성계수가 표층의 탄성계수 보다 높다.

3. 아스팔트 혼합물의 공극률

가. 공극의 역할

: 온도상승시 아스팔트의 팽창부피를 흡수하여 여유 공간적 기능 담당

나. 공극 미확보 ⇨ 온도상승시 AP 블리딩현상 및 골재의 윤활작용으로 소성변형 가속

다. 따라서, 배합설계시 공극율을 5％이상 확보하고,

최종 공극율(공용 1-2년후)이 3％이상이 되도록하여 소성변형 최소화

4. 골재의 입도

가. 차량하중에 대한 전단저항은 주로 5㎜이상의 골재가 담당

나. 따라서, No.4(4.75㎜)체 이하 골재의 사용을 가능한 최소치 적용.

5. 아스팔트의 산화특성

가. AP 표층 상부

: 공기(산소) 및 자외선과의 접촉으로 산화가 이루어져 경화(노화)됨.

나. AP 표층 하부(3㎝이하)

: 산화의 진행이 거의 일어나지 않음.

Ⅳ. 소성변형 최소화 방안

1. 표 층

가. 두 께

: 고온에서 기층의 탄성계수가 표층의 탄성계수가 크므로

⇨ 소성변형 취약부위 최소화(표층두께 : 10cm→ 5cm)

내유동성이 상대적으로 높은 중간층 도입.

나. 아스팔트 종류 변경

: 고온에서 소성변형에 대한 내유동성이 우수한 AP사용 (AP-3 → AP-5)

다. 공극율 확보

- 아스팔트 혼합물 배합설계시 공극율 5％ 확보

- 최종 공극율(공용 1-2년후)이 3％이상이 되도록

라. 골재입도 조정

: No.4(4.75㎜)체 이하 골재의 사용을 시방 범위내에서 가능한 최소치를 적용

마. AP함량

: 최적AP함량 결정시 가능한 6％이하가 되도록

2. 중간층

가. 두 께 : 6cm를 표준으로 함.

나. 아스팔트 : AP-5사용(침입도 60-70)

다. 골재입도 : No.4(4.75㎜)체 통과 골재량을 시방기준의 중간치 이하로 조정

라. AP 함량 : 6％이하 (5-5.6％이내 권유)

3. 시공시기

가. 가능한 가을철에 시공하고, 6-8월의 시공은 피할 것.

나. 소성변형 주 발생 계절인 하절기 도래시까지 충분한 산화기간 확보

4. 포장단면 개선(안)

- 대표적인 단면을 기준으로 검토한 것임.

- AP기층 : (총포장두께 - 표층·중간층·보조기층 소요두께)

Ⅴ. 결 론

1. 앞에서 제시한 포장단면의 구조개선(안)은

: 표층, 중간층, 기층의 아스팔트종류가 상이함에 따라,

- 혼합물 생산시 세심한 주의가 필요하고,

- 중간층 시공으로 공정추진 및 품질관리에 약간의 어려움이 예상되나,

- 소성변형 최소화를 기대할 수 있으며,

- 경제성 및 유지관리 측면에서도 현행 포장구조 보다 유리할 것으로 기대된다.

2. 이밖에 소성변형을 최소화하기 위한 방법

가. 개질재를 사용하는 방법

: 아스팔트의 단점인 소성변형, 균열등의 단점을 개선하기 위하여

각종 혼화재(개질재)를 첨가하는 아스팔트 포장

나. 골재 맞물림 효과를 증진시키는 방법(SMA포장)

: AP자체의 성능개선 보다는 골재간 맞물림효과를 극대화하여 중차량에 대한 밀림(소성변형)을 최소화하고, 균열방지를 위해 천연섬유를 첨가한 AP혼합물

3. 본 수검자가 고속도로 설계시공 감독 경험에 따르면 다음과 같은 문제점 개선이 필요

- 국내에서 생산되고 있는 아스팔트의 대부분은 공용성등급 PG 58-22에 포함되며,

- 이는 Ap-3와 Ap-5등 침입도 기준만으로 분류하고 있는 현 아스팔트 등급체계하에서는 적절한 품질관리가 이루어질 수 없다는 것을 의미하므로,

- 국내 환경조건에 맞는 공용성 등급의 온도간격 설정에 대한 분석이 필요하며,

- 아울러 공용성등급에 부합되는

국내 KS관련 품질기준 및 시험규정의 수립이 있어야 할 것이다.

Ⅰ. 개 요

1. 폼드아스팔트 공법은 아스팔트 플랜트에서 가열아스팔트 혼합물을 제조할 때 가열한 아스팔트를 거품(foam)상태로 만들어 믹서속에 분사하여 제조한 혼합물을 사용해서 시공하는 방법을 말한다.

Ⅱ. 혼합방식

1. 플랜트 혼합식 : 플랜트에 아스팔트를 거품상태로 만들어 믹서에서 분사

2. 현장 혼합방식 : 스테빌라이저를 사용 현장에서 거품상태로 만들어 가열 아스팔트 노면에 분사

Ⅲ. 폼드아스팔트 공법 특성

1. 아스팔트의 용적이 5～10배로 증가하기 때문에 혼합식에 골재를 피복하는 아스팔트의 피막이 얇게 되고 골재간의 결합력을 크게 한다.

2. 아스팔트의 점도가 감소하므로 필러와 토분을 다량으로 함유하는 혼합물에 대해서도 침투피복이 잘 되며, 또한 약간 젖은 골재에도 잘 부착한다.

3. 마샬시험에 의한 혼합물의 최적 아스팔트량은 통상적인 방법에 의한 혼합물에 비하여 감소한다.

4. 포장시공에 있어 피니셔빌리티가 좋고, 다짐도 비교적 용이하다.

5. 아스팔트의 기포(거품)가 소실되면 아스팔트 원래의 성질로 돌아간다.

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