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[ 상온 유화아스팔트 기술 ④ ]

작성일 : 2021.08.29 06:23 수정일 : 2022.06.22 04:50 작성자 : 관리자 (c)

그밖의 감소요인으로는 실업대책 사업으로서의 상온혼합식 공법에 종사한 노동자의 고령화도 들 수 있고, 더욱이 포장의 고급화 지향으로도 생각할 수 있다. 그 결과 상온혼합식의 각 공법은 1970년대에 중교통화의 흐름중에서 시가지의 경교통 노선에서의 포장으로 바뀌어가면서 서서히 감소하였다. 또한 상온혼합식 포장에 사용되고 있는 유제혼합물의 검토는 1970년대에 들어오기까지 시공과 실적을 통하여 실시되고 있으며 1969년의 보고문에는 유제 혼합물의 조건과 주의사항을 아래와 같이 정리하고 있다. 

① 유제혼합물은 운반중에 수분의 분해유출이 적어야 한다.

② 포설후의 혼합물은 초기에 골재비산이 적어야 하고, 또한 수분은 신속히 증발하여 경화 안정되어야 한다.

③ 간이플랜트로 혼합하는 경우가 많고, 관리가 불충분할 때는 다짐밀도가 높은 포장표면을 얻지 못하는 경우가 많다.

④ 교통하중에 견딜 수 있는 높은 안정도를 갖는 혼합물을 얻기까지는 비교적 장시간을 필요로 한다.

⑤ 포장두께를 두껍게 하면 수분이 증발하지 않고 아스팔트와의 부착이 용이하게 되지 않는다. 이 때문에 전압다짐이 되지않고 공용개시일이 늦어진다. 이 보고문에서는 당시의 구미(歐美)제국의 사정도 전하고 있으며 시멘트 등의 첨가제의 사용을 제안하고 있으며 『아스팔트의 가요성에 시멘트의 강성이 완전하게 결합한 재료야말로 획기적인 미래의 재료이고 상온혼합물의 결점을 없애는 것이 아니겠는가』라고 기술하고 있다. 그 후 1990년대에는 실제로 이와같은 재료의 검토가 실시되게 되었다.

 

(3) 1970년대

  상온 유제혼합물의 성능향상을 위해서는 유제 자체의 향상외에 첨가제로서의 시멘트의 혼합이나 그 밖의 첨가제의 연구가 불가결하였다. 그러나 자동화 진행에 대하여 유제 혼합물의 성능향상에 관한 보고문은 보이지 않았다. 시멘트를 유제혼합물에 첨가하는 공법은 유제혼합물이 모습을 감추어버리는 속에서 표층혼합물에 적용되지는 않고 기층이나 철도의 슬래브궤도에 적용되기 시작하였다. 이것에 의해 비이온(Nonion)계 혼합용 유제가 발명되는 등 유제의 제조기술과 혼합, 시공기술은 진보하게 되었다.

  유제 혼합물에 시멘트를 첨가하는 생각은 양이온(Cation)계 유제 개발 후 1960년대부터 서서히 보이기 시작하였다. 이번 조사에서는 일본에서 가장 오래된 시멘트 첨가 사례로서 [그림 2-2]의 포장구성에 의한 시공예가 있다. 10년 경과후에도 양호한 상태를 유지하고 있다고 보고하고 있다.

또한 유제혼합물의 결점은 함수량이 많은 것이며, 고농도이어서 상온 시공이가능한 강도를 충분히 낼 수 있는 유제의 출현이 필요하였다. 도로포장에 시멘트 혼합이 일반적으로 도입된 것은 석유쇽크 (1973년)이후의 시멘트·역청안정처리 공법이 최초이었다. 

 

 

 조립 1호  5cm
 시멘트혼입유제 혼합물 (*)  12cm
 아스팔트 머캐덤  5cm
 파쇄 골재  15cm
 모래  15cm
 설계 CBR = 3  

[그림 2-2] 시멘트혼입 유제혼합물 포장구성에 의한 시공예

 

(4) 1980년대

  각 상온혼합식 공법의 시공량이 감소함과 동시에 혼합용유제의 출하량은 1970년의 27만톤을 경계로하여 1985년에 3.5만톤으로 급격히 감소하였다. 혼합용유제의 용도의 대부분은 이 노상재생 시멘트·정도의 사이에 년간 200만~300만㎡의 사이로 추정되고 있다. 양이온(Cation)계 유제를 사용한 시멘트계 고화제를 사용하지 않는 상온혼합식 포장은 일부를 제외하고 볼 수 없으며 혼합용 유제는 극히 한정된 지방도의 시멘트 혼합 안정처리기층이나 간이포장의 표층에 간신히 명맥을 이어갈 뿐이다.

 

(5) 1990년대

  1980년대 후반부터 1990년대 초에 걸쳐서는 금번 문헌조사에 따른 보고문은 보이지 않았다. 그러나 최근 2~3년, 에너지 절약과 환경에의 배려가 가능한 점에서 포장의 상온화 보고문수는 증가 경향인 것으로 보인다. 중교통 대응의 시멘트 첨가 유제 혼합물이 검토되고, 개발 경위, 회복탄성계수(Resilient Modulus)나 압열시험등의 역학성능과 시험포장의 추적결과가 보고되고 있다. 

  최근 포장의 상온화 시스템은 과거 1960~70년대의 실업대책 사업과는 달리 사회적 필요에 따라 중교통 대응이 가능하고 또한 가격이 싼 재료로서의 상온 포장재료가 모색되고 있다.

 

 1) 중교통 대응의 시멘트 첨가 유제 혼합물

  표층·중간층에 적용되는 내유동성이 우수한 중교통 대응의 시멘트 첨가 유제혼합물은 1986년부터 연구가 시작되어 1993년에 발표되었다. 1960년대와 1990년대에 실시된 유제혼합물의 시험항목과 시험결과를 비교해 보면 1960년대의 혼합물에서는 마샬안정도와 흐름치만을 측정하고 있는데에 비하여 1990년대의 유제에 의한 상온혼합식 포장에서는 <표 2-1>과 같이 동적안정도와 휨성상에 대해서도 검토되고 있다.

 

 2) 슬러리 실(Slurry Seal)과 마이크로 서피싱(Micro Surfacing)

  슬러리 실은 유제와 물, 세골재 및 필러를 혼합한 액상의 혼합물을 5mm정도로 깔아 마무리 하는 아스팔트포장의 보수공법의 한가지로 표면처리공법의 일종이다. 일본에서 슬러리 실은 1960년대 전반부터 검토되어 1971년부터는 급경성 슬러리 실이 검토되어 왔다. 최근에는 슬러리 실보다 최대입경이 큰 골재를 사용하거나 유제의 성상을 개선한 마이크로 서피싱으로 발전되고 있다. 

 

 3) 최근의 상황

  상온 혼합식공법의 유제 혼합물에 의한 표층 및 중간층용 혼합물은 1970년대에는 교통량의 증대와 포장의 고급화 지향 때문에 가열혼합물로 바뀌었다. 최근에는 유제의 분해시간을 조정하여 교통개방까지의 시간을 단축하고 더욱이 중교통 대응의 혼합물이 모색되고 있다. 일본도로공단과 (사)일본아스팔트 유제협회등은 1992년부터 고성능이며 시공이 간단한 고속도로의 표층용 바인더(binder)의 개발을 공동으로 실시하고 있다.