4.4  역학시험 

   대입경 혼합물의 소성변형, 교통하중 재하시의 탄성 복원력 및 균열특성과 같은 역학적 특성을 분석하기 위하여 영국 노팅햄대학의 S. F. Brown 교수가 개발한 Nottingham Asphalt Tester (NAT, 그림-6)를 사용하여 크리프시험, 회복탄성계수 및 간접인장강도시험을 실시하였다. NAT는 포장이 공용중에 겪는 다양한 온도(0～60℃)를 조절하여 소성변형과 균열특성 및 회복탄성계수를 측정할 수 있는 포장용 시험장비로 용도가 매우 다양한 시험장비이다.

   시험에 사용한 표층혼합물은 시험시공에 사용한 WC-3 혼합물과 LS-25 혼합물, SMA 혼합물을 비교하였으며, 기층 혼합물로는 시험시공 당시 사용한 LS-40 혼합물 및 캠크리트 혼합물을 비교하였다.

 (1) 크리프 시험

   크리프 시험은 60℃에서 비구속 반복시험으로 실시하였다. 시험 실시전에 공시체를 2시간 동안 온도 양생실에서 양생하여 공시체의 온도가 전체적으로 평형이 되도록 하였다. 공시체에 250Kpa의 수직하중을 3,600초 동안 가하고 이후 4,500 초까지 하중을 제하하여 이때 발생한 영구변형량을 측정하여 각 혼합물의 영구변형 특성을 비교 분석하였다.

   그림-7 및 그림-8은 표층 및 기층으로 사용한 각 혼합물의 크리프 시험 결과를 나타낸 것이다. 표층의 시험결과는 LS-25 혼합물이 WC-3 혼합물에 비하여 영구변형이 작게 나타나서 소성변형에 저항성이 클 것으로 판단된다. 또한, 기층에 사용한 LS-40 혼합물도 캠크리트 기층에 비하여 영구변형량이 작게 나타나서 소성변형에 우수한 혼합물로 판단된다.

(2) 회복탄성계수 시험

   회복탄성 계수시험은 ASTM의 규정에 따라 5℃, 25℃ 및 40℃에서 실시하였다. 그림-9 및 그림-10은 표층 및 기층 혼합물의 회복탄성계수시험 결과이다.

   그림-9의 결과에서 볼 수 있는 것처럼 LS-25 혼합물의 회복탄성계수가 WC-3 혼합물에 비하여 낮기 때문에 저온에서 균열발생의 우려가 낮으며 온도변화에 따라 계수의 변화율이 WC-3에 비하여 완만하여 감온성(感溫性)도 우수한 것으로 판단된다. 한편, LS-25와 SMA 혼합물을 비교할 때 SMA 혼합물이 LS-25에 비하여 저온에서 균열발생 우려가 작으나 감온성은 비슷한 것으로 나타나서 경제성을 고려할 때 LS-25 혼합물이 더 유리한 것으로 판단된다.

3) 휠 트래킹 및 라벨링 시험

   소성변형에 대한 저항성과 수분 및 바퀴하중에 의한 포장의 박리현상에 대한 저항성을 평가하기 위해서 휠 트래킹 시험과 라벨링 시험을 실시하였다. 한국도로공사에 의뢰하여 실시한 시험 결과는 표-6과 같다.

표-6 휠 트래킹시험 및 라벨링시험 성과비교

표-4.6에 의하면 동적안정도에서 고속도로용 일반 아스팔트 혼합물에 비하여 월등히 우수함을 알 수 있다. 일반적으로 중(重)교통 도로용 내유동성의 혼합물을 설계할 때 목표로 하는 동적안정도(動的安定度)는 일반 아스팔트 혼합물의 2배 이상으로 설정된다. 현재 고속도로에 사용하고 있는 밀입도 혼합물에 비하여 약 7배정도 동적안정도가 크게 나타나는 것으로 보아 소성변형 방지에 대단히 우수한 성능을 가질 것으로 판단된다.