아스팔트포장은 도로나 주차장 등의 바닥을 아스팔트 혼합물로 덮어서 만드는 방법입니다. 아스팔트포장은 보통 아스팔트 표층과 기층, 그리고 노반으로 이루어져 있습니다. 아스팔트포장은 여러 가지 종류가 있는데, 오늘은 일반아스팔트, 중온아스팔트, 개질아스팔트, 중온개질아스팔트, 저온아스팔트에 대해 알아보겠습니다.
1. 일반아스팔트
일반아스팔트는 가장 기본적인 아스팔트포장으로, 150~180℃의 고온에서 아스팔트와 골재를 혼합하여 포장하는 방법입니다. 일반아스팔트는 온도에 따라 물성이 변하는 점탄성체로, 저온에서는 고체, 상온에서는 점탄성체, 고온에서는 액체로 행동합니다. 일반아스팔트의 물성은 침입도와 연화점 등으로 측정하며, 침입도 규격에 따라 AP-3와 AP-5로 구분됩니다.
1-1. 일반아스팔트의 장점
- 시공이 용이하고 실적이 많습니다. 가장 일반적인 포장공법으로, 국내외에서 널리 사용되고 있습니다.
- 유지보수가 용이합니다. 아스콘 단가가 저렴하고, 포장 손상 시 보수가 쉽습니다.
- 아스콘의 물성을 향상시킬 수 있습니다. 아스팔트에 다양한 첨가제나 개질제를 사용하여 내구성이나 수명을 높일 수 있습니다.
1-2. 일반아스팔트의 단점
- 온도에 따라 물성이 변합니다. 고온에서는 부드러워져 변형되거나 흐르기 쉽고, 저온에서는 딱딱해져 균열이 발생하기 쉽습니다.
- 산화작용을 겪습니다. 아스팔트에 포함된 아스팔텐이 산소와 반응하여 경화되고, 물성이 악화됩니다.
- 유해가스를 배출합니다. 고온에서 생산하고 시공하기 때문에 연료나 전력의 사용량이 많고, 대기오염을 유발합니다.
2. 중온아스팔트
중온아스팔트는 일반아스팔트보다 낮은 온도인 100~140℃에서 아스팔트와 골재를 혼합하여 포장하는 방법입니다.
2-1. 중온아스팔트의 장점
- 유해가스 배출량과 에너지 소모량을 감소시킵니다. 일반 아스팔트보다 낮은 온도에서 생산하고 시공하기 때문에 연료나 전력의 사용량을 줄일 수 있습니다. 또한 유해가스 배출량도 줄여서 대기오염을 감소시킬 수 있습니다.
- 포장 시기를 동절기까지 연장할 수 있습니다. 일반 아스팔트보다 낮은 온도에서도 골재와의 코팅이 가능하기 때문에 기후조건이 열악한 추운 지역이나 겨울철에도 아스팔트 포장을 할 수 있습니다.
- 산화작용을 감소시켜 균열발생을 억제할 수 있습니다. 일반 아스팔트보다 낮은 온도에서 생산하고 시공하기 때문에 아스팔트의 산화작용이 감소됩니다. 산화작용은 아스팔트의 물성을 악화시키고 균열발생을 촉진하는 원인입니다.
2-2. 중온아스팔트의 단점
- 추가적인 설비나 장치가 필요합니다. 중온아스팔트를 생산하기 위해서는 일반 아스팔트 플랜트에 폼드아스팔트나 화학첨가제 등을 주입하거나 혼합하는 설비나 장치가 필요합니다. 이러한 설비나 장치의 구매 및 설치비용은 중온아스팔트의 비용을 증가시킵니다.
- 다른 시공방법이나 기준이 필요합니다. 중온아스팔트를 시공하기 위해서는 일반 아스팔트와 다른 온도관리나 품질관리 등에 대한 지침이나 규정이 필요합니다. 이러한 시공방법이나 기준의 개발 및 확산에는 시간과 비용이 듭니다.
- 장기적인 공용성에 대한 확신이 부족합니다. 중온아스팔트의 내구성이나 수명, 재활용성 등에 대한 연구가 부족하거나 논란이 있습니다. 이러한 공용성에 대한 불확실성은 중온아스팔트의 도입을 어렵게 만듭니다.
3. 개질 아스팔트
개질아스팔트는 일반아스팔트의 성능을 개선하기 위해 각종 혼화재 즉, 개질재를 첨가한 아스팔트 및 포장을 통칭합니다. 개질재는 기존 아스팔트 혼합물의 내구성 및 내유동성을 향상시킬 목적으로 straight asphalt에 일정량을 첨가하여 아스팔트 물성을 개선시키고, 아스팔트 포장의 균열 발생등의 문제점을 극복하기 위하여 아스팔트에 개질재를 적용하고 있습니다.
3-1. 개질아스팔트 분류
개질아스팔트는 개질방법과 생산방법에 따라 여러 가지 종류로 분류할 수 있습니다.
가. 개질방법에 따른 분류
- 고분자 개질 (PMA) : 공중합체로서 열가소성 수지 계통의 개질재를 말한다. 예를 들어 SBS (Styrene Butadiene Sryrene)와 SBR (Styrene Butadiene Rubber)가 있다. 고분자 개질은 아스팔트의 유동성과 신도를 증가시키고, 소성변형과 균열억제 효과가 있다.
- 화학적 개질 : 금속촉매를 이용하여 아스팔트를 화학적으로 산화시켜 성능을 향상시키는 방법이다. 예를 들어 Chemcrete가 있다. 화학적 개질은 소성변형 저항성이 우수하나, 균열에 취약하다.
- 산화에 의한 개질 : 아스팔트를 고온에서 산소와 접촉시켜 강제 산화시켜 성능을 향상시키는 방법이다. 예를 들어 Semi-Blown Asphalt가 있다. 산화에 의한 개질은 소성변형 저항성이 우수하나, 균열에 취약하다.
- 천연 AP혼합에 의한 개질 : 물리적으로 혼합하여 생산하는 방법이다. 예를 들어 Gilsonite와 Guss Asphalt가 있다. 천연 AP혼합은 혼합물의 강도와 부착력을 증진시키고, 포장수명을 연장한다.
- 공법에 의한 개질 (SMA) : 2.5mm 이상 굵은 골재 및 섬유보강재를 사용하는 특수공법이다. SMA는 내마모성과 내소성변형성이 뛰어나다.
나. 생산방법에 따른 분류
- 사전배합 (Pre Mix) : 정유공장에서 아스팔트를 생산할 때 개질재를 투입하여 일반 AP를 개질 AP생산규격에 맞게 생산한 제품으로, 아스콘 생산 시 품질관리가 용이하나, 별도의 저장탱크가 필요하다.
- 현장배합 (Plant Mix) : 아스콘 공장에서 아스콘을 생산할 때 믹서기에 개질재를 투입하여 생산하며, 아스콘 생산시 품질관리여부 확인이 곤란하고, 별도의 개질재 투입장비 설치가 필요하다
3-2. 개질아스팔트 장점
- 온도변화에 대한 저항성이 높습니다.
- 소성변형과 균열에 강하며, 마모저항성과 골재와의 부착력이 우수하다는 점이 있습니다.
3-3. 개질아스팔트 당점
- 비용이 비싸고, 시공이 복잡합니다.
- 재활용이 어렵습니다.
4. 중온개질아스팔트
중온개질아스팔트는 개질아스팔트를 중온에서 혼합하여 포장하는 방법입니다. 중온개질아스팔트는 습식 (Pre-Mix) 방식과 건식 (Plant-Mix) 방식으로 제조할 수 있습니다. 습식 방식은 정유공장에서 아스팔트 바인더에 개질재를 투입하고 4~6시간 교반하여 생산하는 방식입니다. 건식 방식은 아스콘 생산시 골재와 함께 개질재를 투입하고 3~40초 교반하여 생산하는 방식입니다. 중온개질아스팔트는 중차량 통행이 많은 도로구간에 주로 사용되며, 장대교량, 공항 등에도 적용되고 있습니다.
4-1. 중온개질아스팔트 장점
중온개질아스팔트는 장점으로는 개질아스팔트의 성능을 유지하면서 에너지 소모가 줄어들고, 연기와 냄새가 감소하여 환경오염이 줄어든다는 점이 있습니다.
4-2. 중온개질아스팔트 단점
단점으로는 일반아스팔트보다 혼합시간이 길어지고, 표면의 건조가 늦어져서 교통개방 시간이 지연될 수 있다는 점이 있습니다.
5. 저온아스팔트
저온아스팔트는 일반아스팔트보다 더 낮은 온도인 60~100℃에서 아스팔트와 골재를 혼합하여 포장하는 방법입니다. 저온아스팔트는 장점으로는 에너지 소모가 크게 줄어들고, 연기와 냄새가 거의 발생하지 않아 환경오염이 최소화된다는 점이 있습니다. 또한, 아스팔트의 품질과 성능이 안정적이고, 교통개방 시간이 단축된다는 점도 있습니다. 단점으로는 일반아스팔트나 중온아스팔트보다 비용이 비싸고, 특수한 첨가제나 장비가 필요하다는 점이 있습니다.
5-1. 저온아스팔트 제조방법
저온아스팔트는 여러 가지 방법으로 제조할 수 있는데, 대표적인 방법은 다음과 같습니다.
- 폼 아스팔트 (Foam Asphalt) : 아스팔트에 물과 압력을 가하여 거품을 만들어 골재와 혼합하는 방법
- 유기 왁스 (Organic Wax) : 아스팔트에 유기 왁스를 첨가하여 점도를 낮추고 골재와 혼합하는 방법
- 화학 첨가제 (Chemical Additive) : 아스팔트에 화학 첨가제를 넣어 점도를 낮추고 골재와 혼합하는 방법
- 제오타임 (Zeolite) : 아스팔트에 제오타임을 첨가하여 열과 수분을 발생시켜 점도를 낮추고 골재와 혼합하는 방법
아스팔트포장은 도로나 주차장 등의 바닥을 만드는데 필수적인 자재입니다. 아스팔트포장은 일반아스팔트, 중온아스팔트, 개질아스팔트, 중온개질아스팔트, 저온아스팔트 등 여러 가지 종류가 있으며, 각각의 특징과 장단점이 있습니다. 아스팔트포장을 할 때는 포장할 구간의 교통량, 기후, 비용, 환경 등을 고려하여 적절한 종류의 아스팔트를 선택하는 것이 중요합니다.
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3. 개질 아스팔트
개질아스팔트는 일반아스팔트의 성능을 개선하기 위해 각종 혼화재 즉, 개질재를 첨가한 아스팔트 및 포장을 통칭합니다. 개질재는 기존 아스팔트 혼합물의 내구성 및 내유동성을 향상시킬 목적으로 straight asphalt에 일정량을 첨가하여 아스팔트 물성을 개선시키고, 아스팔트 포장의 균열 발생등의 문제점을 극복하기 위하여 아스팔트에 개질재를 적용하고 있습니다.
3-1. 개질아스팔트 분류
개질아스팔트는 개질방법과 생산방법에 따라 여러 가지 종류로 분류할 수 있습니다.
가. 개질방법에 따른 분류
- 고분자 개질 (PMA) : 공중합체로서 열가소성 수지 계통의 개질재를 말한다. 예를 들어 SBS (Styrene Butadiene Sryrene)와 SBR (Styrene Butadiene Rubber)가 있다. 고분자 개질은 아스팔트의 유동성과 신도를 증가시키고, 소성변형과 균열억제 효과가 있다.
- 화학적 개질 : 금속촉매를 이용하여 아스팔트를 화학적으로 산화시켜 성능을 향상시키는 방법이다. 예를 들어 Chemcrete가 있다. 화학적 개질은 소성변형 저항성이 우수하나, 균열에 취약하다.
- 산화에 의한 개질 : 아스팔트를 고온에서 산소와 접촉시켜 강제 산화시켜 성능을 향상시키는 방법이다. 예를 들어 Semi-Blown Asphalt가 있다. 산화에 의한 개질은 소성변형 저항성이 우수하나, 균열에 취약하다.
- 천연 AP혼합에 의한 개질 : 물리적으로 혼합하여 생산하는 방법이다. 예를 들어 Gilsonite와 Guss Asphalt가 있다. 천연 AP혼합은 혼합물의 강도와 부착력을 증진시키고, 포장수명을 연장한다.
- 공법에 의한 개질 (SMA) : 2.5mm 이상 굵은 골재 및 섬유보강재를 사용하는 특수공법이다. SMA는 내마모성과 내소성변형성이 뛰어나다.
나. 생산방법에 따른 분류
- 사전배합 (Pre Mix) : 정유공장에서 아스팔트를 생산할 때 개질재를 투입하여 일반 AP를 개질 AP생산규격에 맞게 생산한 제품으로, 아스콘 생산 시 품질관리가 용이하나, 별도의 저장탱크가 필요하다.
- 현장배합 (Plant Mix) : 아스콘 공장에서 아스콘을 생산할 때 믹서기에 개질재를 투입하여 생산하며, 아스콘 생산시 품질관리여부 확인이 곤란하고, 별도의 개질재 투입장비 설치가 필요하다
3-2. 개질아스팔트 장점
- 온도변화에 대한 저항성이 높습니다.
- 소성변형과 균열에 강하며, 마모저항성과 골재와의 부착력이 우수하다는 점이 있습니다.
3-3. 개질아스팔트 당점
- 비용이 비싸고, 시공이 복잡합니다.
- 재활용이 어렵습니다.
4. 중온개질아스팔트
중온개질아스팔트는 개질아스팔트를 중온에서 혼합하여 포장하는 방법입니다. 중온개질아스팔트는 습식 (Pre-Mix) 방식과 건식 (Plant-Mix) 방식으로 제조할 수 있습니다. 습식 방식은 정유공장에서 아스팔트 바인더에 개질재를 투입하고 4~6시간 교반하여 생산하는 방식입니다. 건식 방식은 아스콘 생산시 골재와 함께 개질재를 투입하고 3~40초 교반하여 생산하는 방식입니다. 중온개질아스팔트는 중차량 통행이 많은 도로구간에 주로 사용되며, 장대교량, 공항 등에도 적용되고 있습니다.
4-1. 중온개질아스팔트 장점
중온개질아스팔트는 장점으로는 개질아스팔트의 성능을 유지하면서 에너지 소모가 줄어들고, 연기와 냄새가 감소하여 환경오염이 줄어든다는 점이 있습니다.
4-2. 중온개질아스팔트 단점
단점으로는 일반아스팔트보다 혼합시간이 길어지고, 표면의 건조가 늦어져서 교통개방 시간이 지연될 수 있다는 점이 있습니다.
5. 저온아스팔트
저온아스팔트는 일반아스팔트보다 더 낮은 온도인 60~100℃에서 아스팔트와 골재를 혼합하여 포장하는 방법입니다. 저온아스팔트는 장점으로는 에너지 소모가 크게 줄어들고, 연기와 냄새가 거의 발생하지 않아 환경오염이 최소화된다는 점이 있습니다. 또한, 아스팔트의 품질과 성능이 안정적이고, 교통개방 시간이 단축된다는 점도 있습니다. 단점으로는 일반아스팔트나 중온아스팔트보다 비용이 비싸고, 특수한 첨가제나 장비가 필요하다는 점이 있습니다.
5-1. 저온아스팔트 제조방법
저온아스팔트는 여러 가지 방법으로 제조할 수 있는데, 대표적인 방법은 다음과 같습니다.
- 폼 아스팔트 (Foam Asphalt) : 아스팔트에 물과 압력을 가하여 거품을 만들어 골재와 혼합하는 방법
- 유기 왁스 (Organic Wax) : 아스팔트에 유기 왁스를 첨가하여 점도를 낮추고 골재와 혼합하는 방법
- 화학 첨가제 (Chemical Additive) : 아스팔트에 화학 첨가제를 넣어 점도를 낮추고 골재와 혼합하는 방법
- 제오타임 (Zeolite) : 아스팔트에 제오타임을 첨가하여 열과 수분을 발생시켜 점도를 낮추고 골재와 혼합하는 방법
아스팔트포장은 도로나 주차장 등의 바닥을 만드는데 필수적인 자재입니다. 아스팔트포장은 일반아스팔트, 중온아스팔트, 개질아스팔트, 중온개질아스팔트, 저온아스팔트 등 여러 가지 종류가 있으며, 각각의 특징과 장단점이 있습니다. 아스팔트포장을 할 때는 포장할 구간의 교통량, 기후, 비용, 환경 등을 고려하여 적절한 종류의 아스팔트를 선택하는 것이 중요합니다.
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