아스팔트

아스팔트(asphalt)란 흑색 또는 흑갈색의 결합성이 있는 고형 또는 반고형의 물질로서 탄화수소화합물이다. 화학적으로 극히 복잡한 구조를 가지고 있으며, 그 주성분은 천연 혹은 석유의 증류에 의하여 얻는다.

역사

아스팔트는 진리라는 뜻을 지닌 헬라어의 '아스팔레이라'라는 단어에서 유래되었는데 그 단어의 의미는 굳건함, 확실함, 안전이다. 아스팔트 포장의 기원은 락 아스팔트의 발견과 그의 의용으로부터 시작되었다. 1712년 스위스 의사인 다이리니스 박사에 의해 락 아스팔트가 발견되었다. 그 계기로 유럽 각지에서 발견된 락 아스팔트는 포장을 비롯하여 여러 가지 목적에 이용되게 되었다. 가열하므로써 유동성을 띠고, 상온으로 되돌아오면 단단해지는 동시에 "풀"과 같은 역할을 하는 아스팔트는 당시로서 귀중한 것이었다. 아스팔트를 포장에 대량으로 사용한 것은 1834년, 파리의 가로 포장 사업이었다. 레온 말로는 이 락 아스팔트를 분쇄, 가열하여 현재의 시트 아스팔트와 같은 포장을 파리의 시내에 1845년에 시공을 하였다. 이것은 근대 가열포장의 시초이다. 이어서 1869년에는 델라노에 의해 영국에 소개되었고 런던의 시내의 도로 포장에도 이용되었다. 당시 사용된 락 아스팔트는 석회암에 6%~15%의 아스팔트가 들어있는 것으로 포장에 이용하기 위해서는 이것을 잘게 분쇄하고 가열하여 포설, 전압하여 사용하였다. 1817년에는 프랑스에서 말이 이끄는 롤러가 출현하였고, 스팀롤러를 이용하기 시작한 것은 1859년의 일이다. 1838년 미국에 처음으로 락 아스팔트가 수입되었고 그 일로 뉴욕에서 23.400㎡가 락 아스팔트로 포장이 시공되었다. 1870년에는 벨지움의 화학자인 데스메트가 뉴욕시의 시청앞 가로의 포장을 시공하였다. 뉴욕시에서의 포장은 모래, 석회성분 및 트리니데드의 레이크 아스팔트를 사용한 포장이고 이것은 1870년 특허공법으로 되었다. 이것이 레이크 아스팔트를 처음으로 사용하기 시작한 것이며, 이것이 혼합물의 배합을 인위적으로 실시한 포장의 최초의 일이다. 19세기의 락 아스팔트 포장은 1830년대 부터 1980년까지 계속된다. 하지만 16세기말 이미 발견되었던 레이크 아스팔트의 이용 가치가 확인됨 동시에 석유 잔사유의 출현으로 서서히 락 아스팔트의 사용은 줄어들게 되었고 20세기 초 석유 아스팔트의 이용에 이르기까지 레이크 아스팔트의 시대가 계속되었다. 레이크 아스팔트 시대가 되면서 인위적으로 골재의 배합과 아스팔트의 첨가가 필요하게 되었고, 배합설계가 실행되었다.

개요

아스팔트(asphalt) 혹은 비투멘(bitumen)은 천연의 석탄 또는 석유에서 산출되는 검정 혹은 갈색의 점성 액체 또는 점탄성 고체로서, 분자량이큰 탄화수소 및 이의 유도체를 주성분으로 하는 역청질 물질이다. 석유계 아스팔트는 이들이 갖고 있는 독특한 물리 화학적 성질로 인하여 수 세기동안 다양한 산업분야에서 응용되어 왔다. 아스팔트의 주성분은 탄화수소화합물이며, S, N, O 등의 관능기를갖는 소량의 heterocyclic 화합물들이 포함되어 있고, 극히 소량의 금속(Fe, Mg, Ni, Ca 등)들이 카르복실산염, porphyrine 등과의 착염 형태, 혹은 산화물형태로 존재하고 있다. 그러나 상세 원자 조성은 원유의 원산지, 그리고 후처리 공정에 따라서 다르다.

특징

아스팔트는 온도가 높으면 액체상태가 되고 저온에서는 매우 딱딱해진다. 아스팔트의 종류에 따라 이 감온성이 달라진다. 또 아스팔트는 가소성이 풍부하고 방수성, 전기절연성, 접착성 등이 크고, 화학적으로 안정한 특징을 가지고 있다. 쇄석이나 모래. 돌가루 등에 아스팔트를 5%~6% 혼합해서 다지면 단단하고 끈질긴 것이 되므로 도로포장 재료나 아스팔트 타일 등의 바닥재료로서 가장 알맞는 것이 된다. 아스팔트는 검은색이지만, 착색아스팔트라고 하는 자유롭게 착색할 수 있는 것이 생산되고 있다. 이 착색 아스팔트는 아스팔트 속에서 흑색성분을 제거한 것이거나 또는 아스팔트와는 전혀 별개인 합성수지에 착색가공한 것으로 도로 포장의 색 구분이나 노면 위에 마크를 만드는 것에 사용된다, 아직 여러 단계로 개량 중에 있다.

아스팔트 혼합물

종류 및 특징

• 표층은 교통 하중에 접하는 최상부의 층으로 굵은골재의 비율과 입도분포에 따라 밀입도, 내유동 아스팔트 콘크리트로 나누며, 최대골재의 크기에 따라 13㎜, 20㎜ 로 구분된다.
• 중간층은 기층의 요철을 보정하고 표층에 가해지는 하중을 기층에 균일하게 전달하는 역할을 하며, 최대골재의 크기는 20㎜ 이고, 표층용 품질기준을 적용한다.
• 기층은 보조기층과 접하는 층이며, 최대골재크기가 25㎜, 30㎜, 40㎜ 등으로 구분된다.

포장층	아스팔트 혼합물 종류	용도	특징
표층용	밀입도 아스팔트 콘크리트	표층에 일반적으로 사용	표층용 아스팔트 포장에 주로 사용됨 특히 최대입경 20㎜의 아스팔트 혼합물은 내유동성이 좋음
	밀입도 아스팔트 콘크리트	중교통량 이하 내마모용 표층에 사용	내마모성이 우수함. 세립분이 많아서 내유동성이 비교적 낮음
	내유동 아스팔트 콘크리트	대형차 교통량이 많은 도로의 표층에 사용	내구성과 내유동성이 우수하며, 소성변형 발생가능성이 높은 지역에사용
중간층용	중간층용 아스팔트 콘크리트	중간층에 사용	중간층용 아스팔트 포장에 주로 사용됨
	내유동 아스팔트 콘크리트	표층 및 중간층에 사용	MC-1과 비슷한 입도이며, 중간층에 사용할 수 있음
기층용	기층용 아스팔트 콘크리트	기층에 사용	소성변형 저항성이 높지만, 생산 및 시공시 재료분리가 높을 수 있음
	기층용 아스팔트 콘크리트	기층에 일반적으로 사용	기층용 아스팔트 포장에 주로 사용됨
	내유동 기층용 아스팔트 콘크리트	중교통량의 기층에 사용	소성변형 저항성이 높음

혼합물 선벙 방법

• 아스팔트 혼합물의 선정에 있어서는 기상 조건, 지역 조건, 지역 구분, 교통량 구분, 차선의 수, 재료 조건, 1층의 마무리 두께, 시공성 등을 고려한다.

• 일반적으로 아스팔트 혼합물의 최대 골재크기와 잔골재율은 아스팔트 혼합물의 시공성 및 성능과 밀접한 관련이 있다.

• 최대 골재크기가 크거나 잔골재율이 작을수록 내유동성이 증가되어 소성변형에 대한 저항성이 높아지며, 최적 아스팔트 함량이 작아져서 경제적인 장점이 있으나, 균열 저항성이 낮아지고, 생산과 포설 시에 아스팔트 혼합물의 재료분리 가능성이 높아지는 단점이 있다.

• 최대 골재크기가 작거나 잔골재율이 높을수록 시공시 아스팔트 혼합물의 재료분리가 적어지고, 균열저항성이 증가되지만, 소성변형에 대한 저항성이 낮아지고, 최적 아스팔트 함량이 높아진다.

• 따라서, 고속국도나 일반국도와 같이 중교통량이 많은 도로에는 최대 골재크기를 크게하고, 지방도와 같이 중교통량이 적은 도로는 최대 골재크기를 작게 하는 것이 장기적인 공용성 유지에 유리하다.

• 일반적으로 트럭 등의 대형차 교통량이 많은 도로의 표층에는 잔골재율이 적은 내유동성을 갖는 아스팔트 혼합물이 적합하며, 교통량이 적은 도로에는 유연성과

내구성이 있는 아스팔트 혼합물을 사용하고, 겨울철에 타이어 체인 등으로 표면이 마모될 수 있는 적설 지역의 도로는 잔골재율이 높은 내마모성을 중시한 아스팔트 혼합물을 적용한다.

같이 보기

• 도로
• 포장도로
• 아스팔트 콘크리트
• 콘크리트
• 아스팔트 도로
• 콘크리트 도로

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