[논문]평창 동계 올림픽 대비 도로개량 사업 - 아스팔트 플랜트의 시설, 골재 및 아스팔트 -

이재수; 이익배; 이경하

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문제 정의

도로개량 사업에서는 현재 22개의 아스팔트 플랜트가 참여하고 있으며, 이 중에서 SMA 골재만을 대상으로 골재의 특성을 살펴보고자 한다. 표 5는 지금까지 아스팔트 혼합물의 배합설계가 완료되어 본 생산을 진행중인 플랜트를 대상으로 단입도 골재의 특성을 파악하였다.
중부선, 영동선의 도로개량 사업은 평창올림픽의 성공적인 추진을 지원하며, 노후 안전시설 조기 개선으로 안전성을 제고하기 위한 사업이다. 본 기사에서는 지난 호에 이어서 아스팔트 플랜트의 시설, 골재 및 아스팔트에 대하여 기술하고자 한다.

제안 방법

골재의 비중에 따른 골재의 특성을 분석하기 위하여 비중이 가장 큰 골재와 비중이 가장 작은 골재를 그림 15에서 비교하였다. 편장석은 골재 파쇄방법과 크러셔의 종류에 따라 차이가 있지만 여기서는 일반적인 통계적 결과를 분석하였다.
아스팔트 플랜트 시설은 골재저장소와 아스팔트 저장탱크, 채움재 및 더스트 사일로, 콜드 빈, 핫 빈 등에 대하여 시설기준을 만족하는지 조사하였다. 판정은 우수, 보통, 미흡으로 판정하였으며, 이에 대한 기준은 다음과 같이 정하였다.
현재 국내에서 적용되고 있는 개질아스팔트는 대략 5종으로 분류된다. 이 5종의 개질아스팔트에 대하여 공용성 등급의 기준에 맞는지 확인하기 위하여 표 2와 같이 고속도로에 적용중인 개질아스팔트의 공용성 등급 시험을 실시하였다. 표 2에서 공용성 등급은 PG 76-22를 만족하는 것으로 나타났다.
도로개량사업의 아스팔트 포장에서 대부분을 차지하는 SMA는 매우 높은 수준의 품질관리를 요구한다. 일부 지역의 아스팔트 플랜트는 SMA 생산경험이 없는 플랜트가 많아서 플랜트 시설부터 아스팔트 혼합물 배합설계와 생산 시 품질관리에 이르기까지 세심한 품질관리가 필요하였고, 문제점 발생 시 지속적으로 원인을 분석하여 문제점을 보완 또는 개선하였다.
아스팔트 플랜트 시설은 골재저장소와 아스팔트 저장탱크, 채움재 및 더스트 사일로, 콜드 빈, 핫 빈 등에 대하여 시설기준을 만족하는지 조사하였다. 판정은 우수, 보통, 미흡으로 판정하였으며, 이에 대한 기준은 다음과 같이 정하였다.
표 3에서는 골재와 아스팔트 중에서 어떠한 인자가 피복율에 영향을 크게 미치는지 분석하기 위하여 3개의 아스팔트와 3개의 골재에 대하여 동적 수침시험을 실시하였다.
도로개량 사업에서는 현재 22개의 아스팔트 플랜트가 참여하고 있으며, 이 중에서 SMA 골재만을 대상으로 골재의 특성을 살펴보고자 한다. 표 5는 지금까지 아스팔트 혼합물의 배합설계가 완료되어 본 생산을 진행중인 플랜트를 대상으로 단입도 골재의 특성을 파악하였다. 표 5에서 13mm 골재의 10mm 통과율은 평균적으로 15.

대상 데이터

도로개량 사업에서는 중부선과 영동선의 집중보수를 위하여 아스팔트혼합물의 생산을 희망하는 아스콘 업체를 대상으로 플랜트 시설을 조사하였다. 조사는 도로개량 사업을 시작하기 전인 2015년 10월부터 12월까지 조사를 하였으며, 조사 대상업체는 참여 희망 플랜트 26개소가 대상이며, 수도권 지역 14개소와 강원지역 12개소를 대상으로 하였다.

성능/효과

골재의 아스팔트 피복 상태를 평가하기 위하여 그림 12와 같이 동적 수침 시험을 수행하였으며, 일반 아스팔트에 비하여 개질아스팔트가 피복율이 우수한 것으로 나타났다.
8%로 나타났다. 골재의 표건밀도는 13mm로 갈수록 밀도가 크며, 흡수율은 6mm로 갈수록 흡수율이 높았다. 편장석과 마모율은 13mm가 10mm보다 낮은 것으로 나타났다.
도로개량사업에서 가장 많이 사용하고 있는 10mm 골재의 표건밀도는 2.699, 흡수율은 0.77, 편장석 함유율은 6.3%, 안정성은 2.8%, 골재 마모율은 20.8%로 나타났다. 골재의 표건밀도는 13mm로 갈수록 밀도가 크며, 흡수율은 6mm로 갈수록 흡수율이 높았다.
184보다 작은 것으로 나타났고, F값은 골재는 기각치를 만족하는 반면에 아스팔트는 기각치에 미달되는 것으로 나타났다. 따라서 동적 수침 시험에 의한 피복율은 골재에 의한 영향이 아스팔트에 의한 영향보다 큰 것으로 나타났다.
마모율은 기준이 30% 이하이고 도로개량사업단에서는 골재를 엄격하게 관리하기 위하여 마모율의 관리 기준을 25% 이하로 하도록 하였다. 마모율은 D골재가 가장 낮아서 양호한 것으로 나타났고, C골재가 가장 높아서 타 골재에 비하여 골재의 마모율이 큰 것으로 나타났다.
그림 10은 터프니스 및 티네시티 시험결과로서 개질아스팔트의 종류에 따라 많은 차이가 있음을 보여주고 있다. 모든 개질아스팔트가 일반아스팔트에 비해 터프니스 및 티네시티가 높은 것으로 나타났고, B 개질아스팔트는 터프니스 및 티네시티가 매우 우수한 것으로 나타났다.
배수성 포장용 개질아스팔트의 경우에는 터프니스 및 티네시티가 매우 중요한데, 그림 11에서 개질아스팔트 A와 B가 배수성 포장용 개질아스팔트로서 매우 우수한 것으로 평가되었다. 공용성등급 시험과 아울러 터프니스 및 티네시티는 개질아스팔트의 특성을 변별력있게 나타내는 중요한 지표인 것으로 판단되었다.
그림 14는 골재원별 골재의 특성을 나타낸 것이다. 편장석 함유율은 1등급 골재의 기준이 10% 이하이며, A 골재가 가장 낮아서 A골재가 편장석이 매우 양호한 것으로 나타났다. 안정성은 기준이 12% 이하이며 C 골재가 가장 낮은 것으로 나타났고, 대부분의 골재가 비슷하게 양호한 수준으로 나타났다.
표 1에서 골재 저장시설이 6일 생산량을 만족하는 비율은 전체 평균이 35%로 부족한 편인 것으로 나타났다. 표 1에서 강원지역은 수도권지역에 비하여 시설기준 만족율이 많이 낮으며 평창, 강릉이 특히 낮은 것으로 나타나서 강원지역의 시설 보완이 필요하여 개선토록 하였다.
표 5는 지금까지 아스팔트 혼합물의 배합설계가 완료되어 본 생산을 진행중인 플랜트를 대상으로 단입도 골재의 특성을 파악하였다. 표 5에서 13mm 골재의 10mm 통과율은 평균적으로 15.2%, 10mm 골재의 5mm 통과율은 평균적으로 8.5%, 6mm 골재의 5mm 통과율은 평균적으로 67.0%로 나타났다.
그림 13은 골재원별 비중 및 흡수율을 분석한 결과로서 골재비중은 그림 13에서 A골재가 비중이 특히 크며, C골재가 비중이 가장 낮은 것으로 나타났다. 흡수율은 6mm 잔골재가 조골재에 비하여 흡수율이 높은 것으로 나타났으며, 6mm 골재 중에서는 D골재의 흡수율이 가장 크고 C골재가 가장 낮은 것으로 나타났다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

터프니스 및 티네시티 시험이란 무엇인가?

일본에서는 개질아스팔트의 규격을 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, H형으로 구분하고 있으며, 시험규격으로는 기존의 침입도 규격과 아울러 터프니스 및 티네시티 시험을 실시하고 있다. 터프니스 및 티네시티 시험1)은 아스팔트의 파악력 및 점결력을 평가하는 시험이다. 그림 10은 터프니스 및 티네시티 시험결과로서 개질아스팔트의 종류에 따라 많은 차이가 있음을 보여주고 있다.

중부선, 영동선의 도로개량 사업은 무엇인가?

중부선, 영동선의 도로개량 사업은 평창올림픽의 성공적인 추진을 지원하며, 노후 안전시설 조기 개선으로 안전성을 제고하기 위한 사업이다. 본 기사에서는 지난 호에 이어서 아스팔트 플랜트의 시설, 골재 및 아스팔트에 대하여 기술하고자 한다.

SMA 골재의 두께에 따른 통과율은 어떠한가?

표 5는 지금까지 아스팔트 혼합물의 배합설계가 완료되어 본 생산을 진행중인 플랜트를 대상으로 단입도 골재의 특성을 파악하였다. 표 5에서 13mm 골재의 10mm 통과율은 평균적으로 15.2%, 10mm 골재의 5mm 통과율은 평균적으로 8.5%, 6mm 골재의 5mm 통과율은 평균적으로 67.0%로 나타났다.

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