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1. 개요
대입경 혼합물은 표층용 골재의 최대치수는 25mm를 사용하며, 기층용 골재의 최대치수는 40mm로 사용하는 혼합물을 지칭한다. 대입경 혼합물의 배합설계는 국내에서 처음으로 시도되는 배합설계로서 현재 우리나라 전역에서 크게 문제가 되고있는 소성변형을 방지하고 내구성이 우수한 혼합물을 제조하기 위한 예비단계로서 소성변형 방지를 목표로 배합설계를 실시하였다. 본고는 2000년 초반에 전국적으로 문제가 된 소성변형 방지를 위해서 국내업체와 공동 연구를 실시했던 내용의 일부를 소개한다. 20년이 경과한 지금 당시를 돌아보면서 새로운 혼합물의 개발과 대입경 혼합물의 새로운 목표를 정하고 실요화 할 수 있는 계기를 마련코자 이번 호를 통하여 소개하고자 한다.
미국 및 일본에서 시공 실적이 많이 있고 이들 국가에서 적용한 입도분포를 참조하여 배합설계에는 가급적 골재의 최대치수를 크게 하여 배합설계를 실시하였다. 이러한 입도분포는 현재 미국에서 배합설계방법으로 사용하고 있는 수퍼패이브 제1단계 혼합물 시험의 요구사항과 일치하고 있다.
특히 대입경 아스팔트 혼합물은 작은 골재 입자의 분포 및 No.200체 통과량에 아스팔트함량이 영향을 크게 받고 아스팔트함량은 혼합물의 공용성과 직간접적으로 영향이 있기 때문에 배합설계에서는 여러 종류의 입도분포를 사용하여 최적아스팔트량을 도출하며 본고에서는 대입경 혼합물의 배합설계 결과에서 나타난 최적의 입도분포 결과만을 수록하였다. 참고로 부록에는 150mm를 사용한 마샬시험 결과 및 수퍼패이브 선회다짐시험기를 사용하여 배합설계를 실시한 결과도 함께 수록하였다.
2. 사용재료 및 장비설명
(1) 아스팔트 바인더
배합설계에 사용한 아스팔트 시멘트는 침입도 규격으로는 AC 60-70(AP-5), 수퍼패이브 성능등급으로는 PG 64-22인 아스팔트 시멘트를 사용하였다.
품질시험 결과는 표-1과 같다.
표-1 아스팔트 바인더의 품질시험 결과
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시 험 종 목
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시 험 값
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시 험 방 법
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침입도 (1/100cm)
신 도 (cm)
박막가열후 침입도비(%)
박막가열후 신도 (cm)
인 화 점 (℃)
삼염화에탄 가용분 (%)
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61
150 이상
69
150 이상
326
99.7
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KS M 2252
KS M 2254
KS M 2258, 2252
KS M 2258, 2254
KS M 2010
KS M 2256
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(2) 골 재
골재는 당시 경인고속도로 확장포장공사에 사용하고 있는 재료로 산지와 비중시험 결과(표-2)는 아래와 같다.
쇄석골재 : 인천광역시 계양구 하야동 18-17
모 래 : 인천광역시 중구 항동 7가 (해사)
채 움 재 : 충북 단양군 어상천면 문공리
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골재의 종류
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겉보기비중(Gsb)
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진비중(Gsa)
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굵은골재
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2.669
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2.718
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잔골재
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2.689
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2.710
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채움재
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2.657
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(3) 사용장비
배합설계에는 마샬시험기를 사용하였다. 기층의 배합설계에는 골재의 최대치수가 40mm인 점을 고려하여 몰드의 직경 150mm의 마샬시험기를 제작하여 사용하였으며, 표층의 배합설계에는 기존(직경 100mm)의 마샬시험기를 사용하였다. 직경 150mm 마샬시험 장치는 ASTM D 5581의 규정에 따라 제작하였다.
이들의 시험방법은 부록에 수록하며, 시험장치의 모양은 관련사진에 수록한다.
3. 배합설계 및 결과
(1) 골재의 입도
배합설계에 사용된 골재의 입도는 표-3과 같고, 입도분포는 그림-1 및 그림-2와 같다.(월간지 참조)
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