이 새로운 바인더의 개념은 상온에서 혼합·시공이 가능하고 스트레이트아스팔트보다 내유동·내마모성 및 골재의 파악력이 높을 뿐아니라 생애주기비용(Life Cycle Cost)이 종래보다 저가라는 것이다. 아스팔트 유제와 개질용 고분자재료가 검토되고 실내시험 결과가 보고되고 있다. 

 

  2.1.2 미국 및 유럽의 연구동향

  표층용 상온유화아스팔트 혼합물의 연구동향을 파악하기 위해 먼저 문헌조사를 실시하였다. 문헌조사는 AAPT(The Association of Asphalt Paving Technologists), AEMA(Asphalt Emulsion Manufacturers Association)를 중심으로 실시하였다. 조사대상에 해당하는 보고문은 소수이고 또한 각국마다 사정이 달라 발전과정이나 그 연대가 다르므로 일본의 동향과 같이 개발이나 연구의 경향을 정확히 파악할 수가 없었다. 

 

  ① 일본에서는 표층·중간층용 유제혼합물에 관한 것이 선행되어 검토되었다. 그러나 구미에서는 슬러리 실이나 안정처리공법 또는 표면처리 등이 선행되고 표층·중간층용 혼합물은 그 후에 검토 되었다. 

  ② 상온혼합물에 사용된 유제는 후에 양이온(Cation)계 유제가 주류를 이루었으나 음이온(Anion)계 유제를 사용한 유제 혼합물(시멘트 첨가를 포함하여)이 양이온계 유제사용의 혼합물과 함께 연구된 기간은 구미(歐美)쪽이 길었다.

  ③ 비이온(Nonion)계 유제의 개발이나 사용은 일본에서만 볼 수 있다.

  ④ 일본 및 구미(歐美) 모두 시멘트를 첨가하지 않은 혼합물이 검토된 후에 시멘트 첨가가 연구되었다. 음이온(Anion)계 유제에 시멘트를 첨가한 예는 미국뿐이었다. 

  ⑤ 일본, 구미(歐美) 모두 중교통에 대응한 혼합물이 검토되고, 개질유제가 사용되고 있다.

 

  이와 같이 제 외국의 상온 혼합식 공법의 발전과정은 일본과 다른부분이 있으며 해외에서는 표층·중간층용 유제혼합물이 검토되기 이전부터 표면처리공법이나 슬러리 실등의 유제혼합물이 널리 검토되어 왔다. 본문에서는 이들에 대하여 기술한 후에 조사대상의 표층·중간층용 유제 혼합물에 대하여 1980년이후의 동향을 중심으로 정리하였다.

 

 (1) 표층·중간층용 상온혼합물

  미국, 유럽 그리고 일본에서는 아스팔트유제를 사용한 혼합물을 중심으로 검토되고 그 밖의 소재를 사용한 공법이나 재료는 보이지 않았다. 여기에서는 1960년대~1970년대의 표층·중간층용 유제 혼합물의 연구와 1980년대 이후의 재료와 배합설계에 관한 연구를 나누어 실시하였다.

 

 1) 1960년대~70년대의 유제혼합물

  ① 양이온(Cation)계 혼합용 유제를 사용한 경교통대응의 예

     초기의 양이온계 혼합용 유제를 사용한 경교통용 유제혼합물의 실시예로서는 양이온계 혼합용 유제만 평가되고 시멘트는 첨가하지 않았다. 1965년부터 양이온계 유제에 의한 밀입도 혼합물을 시공하고, 그 후 중간층 혼합물의 시공을 거쳐 1970년에 개립도 혼합물을 시공하였다. 밀입도 혼합물은 현장혼합과 중앙플랜트 혼합의 두가지로 시공되었고, 개립도 혼합물과 중간층 혼합물은 모두 중앙플랜트 혼합의 두가지로 시공되었고, 개립도 혼합물과 중간층 혼합물은 모두 중앙 플랜트에서 시공되었다. 사용유제의 종류와 적용입도는 <표 2-2>에 나타내었다. (본지 참조)

 

다음과 같은 결론을 얻었다.

- 양이온계 유제 혼합물의 혼합상태는 양호하였다.

- 밀입도 혼합물 중의 유제의 분해는 어렵고, 두께 50mm정도가 한계이다. 

- 분해속도는 시멘트와 같은 첨가제를 가함으로서 해결할 수 있었다. 

- 바인더의 유실과 경화속도는 개립도혼합물에서 문제로 된다. 함수비의 조정은 바인더의 유실방지에 효과가 있다.

- 첨가제의 사용은 혼합물의 경화에 필요한 경우도 있다.

- 골재에의 바인더의 피복이 나쁜 경우 혼합전의 골재에 수분을 주는 것과 골재 입도의 조정에 의해 개선되는 경우가 있다.

- 미리 혼합전에 함수시킨 골재의 사용과 온도관리는 골재에의 유제피복의 문제를 해결하는데 도움이 된다.

 

양이온계 혼합용 유제를 사용한 표층·중간층용 혼합물의 연구는 시멘트첨가에 이어서 개질유제 사용으로 변화하였다. 또한 연구성과는 일반적인 가열혼합물에 적용되는 동적다짐을 부정하고 유제혼합물에 적용하는 새로운 배합설계법의 개발을 제기하고 있다. 

  ② 음이온계 유제와 시멘트를 사용한 예

  조기분해형과 완속분해형의 음이온계 시멘트혼합용 유제를 사용하고 시멘트를 첨가(0～3%)한 표층혼합물의 예를 소개한다. 니딩 다짐기(Kneading Compactor)로 다진 공시체를 사용하여 양생조건을 바꾼 반복재하 삼축압축시험을 실시하고 회복탄성계수 시험에 의한 평가로 검토하고 있다. 표층에 사용할 목적으로 워싱턴(Washington)주의 Class B 표층 혼합물의 입도(19mm 표층용 밀입도)를 사용하고 있다. 공시체중에 잔류하는 수분의 영향을 검토하기 위하여 48.9℃, 3일간의 양생을 실시하고 온도와 상대습도를 변화시켜 공시체 양생을 실시하였다.

 

시험결과는 다음과 같다.

- 포틀랜트 시멘트는 유제 혼합물의 분해속도를 빠르게 하는 촉매로서 사용할 수 있다. 시멘트량의 첨가는 3%까지 유효하다. 그러나 시멘트는 스티프니스(Stiffness)를 증가시켜 현장적용을 위하여는 추가시험이 필요하다.

- 회복탄성계수는 시멘트의 첨가에 의해 최대 200%까지 증가하고 이것은 유제의 종류에 따라 다르다. 

- 조기분해형 유제는 완속분해형 유제와 비교하면 소량의 시멘트첨가량으로 효과가 나타난다. 

- 유제혼합물의 분해거동을 해칠 수 있는 조건에서도 포틀랜드 시멘트를 1%이상 첨가하면 충분히 사용할 수 있다.

 

  최근의 유제혼합물의 동향은 주로 제 1회 에멀젼(Emulsion) 세계회의의 보고문에서 사용할 수 있는 아스팔트유제와 혼합물의 배합설계법을 중심으로 보고한다.

 

 1) 아스팔트 유제

  ① 유제 규격

  미국과 영국의 규격에서는 음이온계 유제로서 전하를 규정하지 않고 양이온계 유제만의 전하(+)를 규정하고 있다. 프랑스, 스페인, 영국 그리고 오스트레일리아에서는 음이온, 양이온 모두 전하를 규정하고 있고, 독일에서는 어느것도 전하의 규정은 없다. 분해시간에 의한 분류는 영국과 오스트레일리아를 제외한 각국에서 분류를 하였다. 

  ② 개질 유제와 고농도 유제

  고분자 재료를 첨가한 개질유제와 증발잔류분이 60%이상의 유제는 각국에서 보인다. 또 증발 잔류분이 70%를 상회하는 유제는 보이지 않고 이러한 특수한 유제의 규격도 각국 어디에나 보이지 않았다. 고농도유제는 함수비가 높은 골재를 상온혼합물에 사용하는 경우에는 불가결 하였으나 점도가 크게 되는 경우를 볼 수 있다.