[스크랩] 아스팔트혼합물

1. 역청재료      1.1 개요 역청이란 일반적으로 "2황화 탄소에 용해되는 탄화수소의 혼합물로서 고체 또는 반고체의 물질"을 말하며, 역청을 성분으로 하는 것을 역청재료라 부른다. 도로용 역청재료에서 포장용 아스팔트, 커트백 아스팔트, 유화 아스팔트 및 포장 타르 등이 있으며, 그 밖에 개질 아스팔트가 있다.      1.2 포장용 아스팔트      (1) 종류 아스팔트 시멘트(Asphalt cement, Straight asphalt) 라고도 부른다. 침입도(Penetration)에 따라 표1과 같이 10종으로 나누며, 지역적인 특성에 따라 선택하여 사용한다(KS M 2201).         표1. 포장용 아스팔트 종   류 0 - 10 10 - 20 20 - 40 40 - 60 60 - 80 80 - 100 100 - 120 120 - 150 150 - 200 200 - 300 그림1) 침입도 시험      미국의 포장용 아스팔트 규격(ASTM)에서는 다음과 같이 5종으로 나눈다.                AC-40-50                AC 60-70 (AP-5, 열대지방)                AC 85-100 (AP-3, 온대, 한대지방)                AC 120-150                AC 200-300     (참고) 미국 연방규격 SS-A-706(1943)에 의하면 포장용 아스팔트 시멘트를     침입도에 따라 다음과 같이 분류한다.                침입도 200~350 AP-00    침입도 70~85 AP-4                침입도 150~200 AP-0    침입도 60~70 AP-5                침입도 120~150 AP-1    침입도 50~60 AP-6                침입도 100~120 AP-2    침입도 40~50 AP-7                침입도 85~100 AP-3      (2) 혼합온도 아스팔트 혼합물 제조시 적합한 온도를 정하기 위해서는 아스팔트 점도와 온도와의 관계를 구해두어야 한다. 아스팔트의 점도-온도 관계는 점도를 대수눈금에 잡고, 온도를 산술눈금에 잡아 그래프를 그리면 거의 직선이 된다. 여기서 가영혼합에 적절한 아스팔트의 점도는 세이볼트퓨롤도(Saybolt-Furol viscosity) 75~150초(동점도 150~300 센티스토크스)이다. 또한 마샬시험에 있어서는 혼합, 다짐에 있어 각각 점도는 80±10초, 140±15초로서 이 점도에 상당하는 온도범위에서 공시체를 만들도록 ASTM에 규정하고 있다. 자료에의하면 침입도 85~100의 사용온도는 다음과 같다.           최적혼합 온도 143~162도      마샬시험 최적혼합 온도 153~160도      마샬시험 최적다짐 온도 140~148도 아스팔트를 공급하는 제조회사에 의뢰하여 사용하는 아스팔트의 120, 140, 160, 180도에 대한 세이볼트퓨롤도를 제출받아 점도-온도 관계그라프를 작성하여 활용하는 방법을 추천하고 있다.      침입도 85-100 : 120~165도      침입도 60~70 : 130~170도      1.3 커트백 아스팔트 침입도 60~120의 아스팔트 시멘트에 석유용제를 섞어 연하게 만든 아스팔트이다. 그의 점도는 사용하는 아스팔트의 성질, 용제의 조성과 양에 따라 다르며, 상온에서 액상이다.      RC : rapid curing (급속 경화)      MC : medium curing (중속 경화)      SC : slow curing (완속 경화) KS M 2020(커트백 아스팔트)에서는 RC와 MC에 대하여 점도에 따라 -0, -1, -2, -3, -4, -5의 각 6종으로 분류하고 있다. [참고 1] 프라임코트(prime coat) : 입상재료 보조기층(기층)의 방수성을 높히고, 그 위에 포설하는 아스팔트 혼합물층과의 접착을 좋게 하기위하여 보조기층(기층) 위에 역청재료를 살포하는 것. 이러한 재료를 프라이머(primer)라고 한다. 살포량은 1.0~1.2 리터/m2 일반적으로 커트백 아스팔트 MC-0, MC-1, MC-2 또는 유화 아스팔트 RS(C)-3를 사용한다. [참고 2] 택코트(tack coat) : 역청재료 또는 시멘트 콘크리트 슬래브 등을 사용한 아래층과 아스팔트 혼합물로 된 윗 층과를 결합시키기 위하여 아래 층의 표면에 역청재료를 살포하는 것. 살포량은 0.3~0.4 리터/m2. 일반적으로 유화 아스팔트 RS(C)-4를 사용하나, 커트백 아스팔트 RC-0, RC-1, RC-2도 사용한다.      1.4 유화 아스팔트 아스팔트를 미립자로 만들어 물에 분산시킨 것이 아스팔트 유제 또는 유화 아스팔트이다. 암갈색의 윤기나는 액체로 골재에 뿌리면 물과 아스팔트가 분리되는 현상을 유제의 분해라 하며, 일반적으로 분해하는 속도는 유화제가 많으면 분해가 늦고 또 온도가 낮으면 분해가 늦다. KS 에서는 다음과 같이 유화 아스팔트를 분류하고 있다 　 양이온계(Cation계) 음이온계(Anion계) 용    도 RS(C)-1 RS(A)-1 보통 침투용, 포면처리용(동계 제외) RS(C)-2 RS(A)-2 동절기 침투용, 동절기 표면처리용 RS(C)-3 RS(A)-3 프라임코트용, 소일시멘트 양생용 RS(C)-4 RS(A)-4 택코트용 MS(C)-1 MS(A)-1 조립도 골재 혼합용 MS(C)-2 MS(A)-2 밀입도 골재 혼합용 MS(C)-3 MS(A)-3 소일 아스팔트 혼합용 　 또한 미국의 ASTM규격에서는 유화 아스팔트를 다음과 같이 분류하고 여러 가지 용도에 쓰인다. 　 양이온계(Cation계) 음이온계(Anion계) CRS-1 RS-1 CRS-2 RS-2 - MS-1 CMS-2 MS-2 CMS-2h MS-2h - HFMS-1 - HFMS-2 - HGMS-2h - HGMS-2s CSS-1 SS-1 CSS-1h SS-1h               1.5 블로운 아스팔트 아스팔트에 중합또는 축합 등의 작용을 일으키게 하여 분자량이 큰 물질로 변화시킨 것으로 일반적으로 공기를 불어넣어 만든 것이다. 상온에서 고체로 콘크리트 포장의 줄눈 채움재, 방수재로 쓰인다.      1.6 개질 아스팔트 포장의 내구성 향상을 목적으로 아스팔트에 고무, 수지 등의 고분자재료를 첨가하여 점도, 타프니스 테나시티, 감온성 등을 개선시킨 고무 아스팔트, 수지 아스팔트, 블로잉(blowing)에 의해 감온성을 개선시킨 세미블로운 아스팔트(Semi-blown asphalt) 등이 있다. 2. 광물성 채움재 광물성 채움재(Mineral filler)란 석회석 분말, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수더스트, 전기로 제강더스트 또는 암석을 분쇄한 것으로 아스팔트 콘크리트를 제조할 때 필수적인 재료이다. (1) 품질 - 입도 : 600마이크로m(No.30)체 100% 통과, 75마이크로m(No.200)에 70%이상 통과 - 수분 : 1%이하 (2) 역할 - 골재 간극을 채워 안정도를 높힌다. - 아스팔트와 혼합된 아스팔트 페이스트(Asphalt paste 또는 filler bitument) 상태로 골재를 피복하여 감온성을 적게 한다. - 아스팔트의 점성을 개선한다. (유동 및 취성 방지) (3) 배합량 - 일반적인 밀입도 아스팔트 콘크리트의 75마이크로m(No.200)체 통과량은 4~8%로 규정되어 있으며, F/A(아스팔트에 대한 75마이크로m체 통과량의 중량비)는 0.8~1.2를 목표로 한다. - 회수더스트를 채움채로 사용할 때에는 별도의 사일로에 저장하여 ㅕ석회석분의 혼합량보다 적게 혼합되도록 하여야 한다. [주] 회수더스트 : 아스팔트 플랜트에서 아스팔트 콘크리트 제조시 드라이어에서 가열된 골재로부터 발생하는 미립분으로, 집진장치에서 포집하여 채움재로 재 사용한다. 3. 아스팔트 콘크리트의 종류      3.1 개요 표층에는 통하중이나 기상작용의 영향을 많이 받는 부분으로 여기에는 가열 아스팔트 혼합물을 사용한다. 아스팔트 혼합물의 종류는 용도, 교통조건, 기상조건 등을 고려하여 적절한 것을 선정한다.      3.2 미국 아스팔트협회의 분류 아스팔트 혼합물은 골재 입도중 잔골재 비율, 즉 2.36mm(No.8)체 통과율에 따라 표2와 같이 나눈다. 표2. 아스팔트 혼합물의 분류명칭 아스팔트협회명칭 일반호칭 No.8 체통과율(%) 용도 1) Macadam 머캐덤 0~5 - 2) Open graded 개립도 아스팔트콘크리트 5~20 투수성, 배수성 3) Coarse graded 조립도 아스팔트콘크리트 20~35 도로 기층용 4) Dense graded 밀입도 아스팔트콘크리트 35~50 도로 표층용 5) Fine graded 세립도 아스팔트콘크리트 50~65 보도, 공원 6) Stone sheet 토페카(Topeka) 65~80 테니스코트 7) Sand sheet 샌드 아스팔트 80~95 - 8) Fine sheet 시이트 아스팔트 95~100 -      3.3 우리나라의 실용상 분류 건설교통부 재정('97) "아스팔트포장 설계시공요령"에서는 표-3과 같이 나누며, 표층에는 일반적으로 이 표의 2)의 혼합물이 가장 많이 쓰인다. 표-3. 혼합물의 종류   일반지역 적설지역 중간층 1) 조립도 아스팔트 콘크리트(19) 표층 2) 밀입도 아스팔트 콘크리트(19,13) 3) 세립도 아스팔트 콘크리트(13) 4) 밀입도 갭 아스팔트 콘크리트(13) 5) 밀입도 아스팔트콘크리트(19F, 13F) 6) 세립도 갭 아스팔트콘크리트(13F) 7) 세립도 아스팔트 콘크리트(13F) 8) 밀입도 갭 아스팔트 콘크리트(13F) 마 모 층 내마모용   6) 세립도 갭 아스팔트콘크리트(13F) 7) 세립도 아스팔트 콘크리트(13F) 미끄럼방지용 9) 개립도 아스팔트 콘크리트(13)   [주]*)안의 번호는 혼합물의 정리번호를, ()안의 숫자는 골재의 최대입경을, F는 채움재(석분)을 많이 사용하고 있는 것을 말한다. 4. 아스팔트 포장의 균열과 소성변형 포장은 교통의 반복하중에 의해 노면에 변화가 생기고 종국에는 피로하여 파손에 이른다. 포장의 파손은 노상토의 지지력, 교통량, 포장두께---이 세가지의 규형이 깨어짐으로 일어난다. 또한 대형차 교통량이 많은 도로의 아스팔트 혼합물의 변형에 의해 공용성을 해치는 수가 많다. 최근에는 과적차량의 통행이 크게 문제가 되고 있다. 아스팔트 포장의 파손형태는 매우 다양하며 그에 따라 원인도 매우 복잡하나 포장의 파손중 최근 크게 문제로 되고있는 균열과 소성변형에 대한 발생원인을 열거하면 다음과 같다. (1) 균열 발생의 원인      1) 교통하중(반복, 고속)      2) 기증 이하의 지지력 부족(보조기층의 변위가 커짐)      3) 아스팔트량의 부족, 아스팔트의 노화      4) 물의 작용      5) 다짐부족(공극률 과대)      6) 저온(기상) (2) 소성변형 발생의 원인      1) 중 교통량(시공 직후 급속히 증대하는 중차량, 저속운행)      2) 부적당한 혼합물(배합, 품질, 시공변동)      3) 표층과 하층과의 사이 택코트 과다      4) 아스팔트량 과다      5) 고온(기상) 이와 같이 아스팔트 포장의 파손에는 여러 가지 인자가 관계되어 있으며, 이들이 정량적으로 어느 만큼 직접 영향을 주고 있는가도 명확하지 않다.      (3) 소성변형 발생의 방지대책 1) 사용하는 혼합물로는 밀입도 아스팔트 콘크리트(최대치수 19mm) 또는 개질 아스팔트 혼합물, SMA와 같은 특수 혼합물을 선정한다. 2) 골재의 입도는 입도범위의 중앙값 이하를 목표로 하고, 75마이크로m(No.200)체 통과분은 적게 한다. 또한 2.36(No.8)체 통과분은 45%를 넘지 않도록 한다. 3) 아스팔트량에 대한 75마이크로m체 통과량의 비율(F/A)은 0.8을 목표로 한다. 4) 설계 아스팔트량은 마샬시험 결과 공통범위의 중앙값과 하한값의 중간값을 목표로하여 결정한다. 5) 마샬안정도는 75회 다짐으로 750kg을 기준으로 하고, (안정도/흐름치)는 25이상을 목표로 한다. 6) 회수더스트분은 혼합량은 75마이크로m(No.200)체 통과량 중 30% 이내로 한다. 7) 스크리닝스(Screenings, 깬모래)의 사용량은 잔골재의 50%정도, 전체 골재의 20%정도로 한다. 8) 사용하는 아스팔트는 남부지방에서는 침입도 85-100(AP-3)의 아스팔트 대신에 침입도 60-70(AP-5)의 것을 사용한다. 9) 포설에 있어 소요의 다짐온도에서 충분히 다진다.

출처 : 박샘과미스고

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