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▶ 목차 ▶ 제1장 ▶ 제2장 ▶ 제3장 ▶ 제4장 ▶ 참고문헌

고무(CRM)아스팔트 바인다의 구조 및 특성

고무(CRM)아스팔트 바인다의 구조

고무아스팔트 바인다는 210±10℃ 이상으로 가열한 아스팔트 시멘트와 #10 이하의 폐타이어 고무분말(CRM) 15∼25%를 혼합반응기에 의해 자동으로 배합하고 고무분말이 팽창 (swelling)하여 아스팔트와 상호 물리적 반응이 일어날 때까지 숙성기에서 175±10℃로 30분 ∼1시간 동안 숙성시켜서 제조된다. 반응 과정에서 폐타이어 고무는 아스팔트 시멘트의 성분중 Aromatic Oil을 흡수하여 고점도가 되며, 반응 결과 고무아스팔트는 겔(Gel) 상태가 된다. 이를 그림으로 나타내면 다음과 같다.

고무(CRM)아스팔트 바인다의 특성

고무(CRM)아스팔트 혼합물의 종류

갭입도 고무(CRM)아스팔트 혼합물

갭입도 고무(CRM)아스팔트 혼합물은 175±10℃로 가열 개질화된 고무(CRM)아스팔트와 163℃±10℃로 가열된 골재 및 첨가제를 기존 아스콘 플랜트에서 특수 배합기법으로 혼합 제조된다. 갭입도 고무(CRM)아스팔트의 공극율은 3∼6%, 골재간극율(VMA)은 20%이상, 고무(CRM)아스팔트 함량은 6.5∼9.0% 범위이다.
높은 함량의 고무(CRM)아스팔트가 골재에 두껍게 피복되어 고무(CRM)아스팔트의 인성으로 인한 골재탈리 및 균열방지에 강한 제품이 된다. 고무(CRM)아스팔트 갭입도 혼합물은 일반 아스팔트 혼합물 보다 반사 균열에 탁월한 억제력을 발휘하며 소성변형 방지에도 매우 강한 특성을 지닌다. 골재 배합비에 잔 골재(#8 이하) 사용량을 줄여서 골재와 골재간의 맞물림 효과를 증대시키다, 이 골재 간의 맞물림 효과는 소성변형 방지에 대한 저항성을 높여주고 덧씌우기에 요구되는 필요한 구조적 능력을 제공하며 기존의 덧씌우기에 비해 포장 두께를 적어도 2cm 까지 줄일 수 있다. 고무(CRM)아스팔트 덧씌우기의 두께를 줄임으로 해서 전체 덧씌우기 공사의 비용이 줄고 재료 및 폐자재의 처리비용이 줄어든다. 포장의 두께가 얇기 때문에 가드 레일을 세우고 맨홀을 조정하거나 다른 Item들을 조정할 필요가 없다.

개립도 고무(CRM)아스팔트 혼합물

개립도 고무(CRM)아스팔트 콘크리트 혼합물의 생산 방법은 갭입도와 동일하나 골재 가열온도 가 155±10℃로서 고무(CRM)아스팔트와 혼합 생산하며 많은 함량의 접합재를 사용하여도 고무 (CRM)아스팔트의 점도가 높기 때문에 흘러내리지 않으며 기후 변화에도 강하고 연화점과 점착력(toughness)의 개선으로 혼합물의 안정성과 마모 방지 기능을 향상시킨다.
개립도 고무(CRM)아스팔트의 함량 배합비는 갭입도와 유사하나 공극율은 15∼20%, 골재간극율 (VMA)이 20%이상으로 투수성을 가지며 고무(CRM)아스팔트의 함량을 10%까지 증가시킬 수 있다. 고무(CRM)아스팔트의 함량 증가로 골재의 피막 두께가 두꺼워져 이로 인한 에이징(노화) 저항성 및 내구성이 증가된다. 개립도 고무(CRM)아스팔트 콘크리트 혼합물은 반사 균열의 억제에 효과적이며 특히 시멘트 콘크리트 포장의 보수에 가장 적절한 공법이다.

고무(CRM)아스팔트 혼합물의 성능 시험

소성변형 저항성 시험(휠 트래킹 시험)

휠트래킹 시험은 다음 그림과 같이 다짐 공시체는 30cm×30cm×5cm의 규격으로 가압 롤러의 직경이 46cm이며 다짐 속도가 17-23cm/sec로 다져서 가열 및 온도 조절 장치가 부착된 고온 항실 실내에서 반복 차륜 하중에 대한 동적 안정도 및 변형률을 측정하는 시험이다.(시험기관 : 한국도로공사)

시험 온도 조건은 60℃, 차륜 접지압은 5.6kg/㎠, 차륜 통과 회수는 42회/분, 차륜 주행 거리는 23㎝/회, 트래킹 시간은 60분으로 한다.

☞ 결과 분석: 일반 아스팔트 혼합물에 비해 약 20배의 소성변형 저항성 보임

균열 저항성 시험(감온성 시험)

감온성 개선을 정도 측정을 위하여 회복탄성계수시험을 4°C와 25°C온도 조건에서 실시하였다. 옆의 그림과 표는 회복탄성계수 시험전경 및 시험 결과이다. 시험 결과에서 저온(5°C)에서는 개립도나 갭입도 혼합물의 회복탄성계수가 일반아스팔트 혼합물보다 작게 나타나서 저온균열의 가능성이 감소되는 것으로 나타났다. 그리고 저온(5°C) 조건에서의 회복탄성계수를 상온(25°C) 조건에서의 회복탄성계수로 나눈 값을 탄성계수비라고 할 때 탄성계수비는 개립도와 갭입도 모두 일반혼합물보다 작게 나타났다. 탄성계수비가 작다는 의미는 개선됨을 의미하며 따라서 고무(CRM)아스팔트 혼합물이 일반 혼합물보다 감온성이 개선되었음을 나타냈다.

온도 조건	일반아스팔트 밀입도(13㎜)	고무아스팔트
온도 조건	일반아스팔트 밀입도(13㎜)	갭입도(19㎜)	개립도(13㎜)
① 회복탄성계수 5°C(MPa)	9,541	3,651	3,351
② 회복탄성계수 25°C(MPa)	3,266	2,037	1,563
탄성계수비 ①/②	2.92	1.79	2.14

저온 균열에 대한 저항성 시험(간접인장강도 시험)

저온 균열에 대한 저항성 시험은 저온조건인 5°C에서 간접인장강도 시험을 통하여 실시하였다. 간접인장강도 시험전경 및 결과는 다음과 같다. 간접인장강도 시험 결과 일반혼합물은 저온에서의 강성이 매우 큰 관계로 완전히 파괴되었고 CRM아스팔트는 개립도와 갭입도 모두 약간의 균열만 났다. 다음의 그래프는 간접인장강도 시험시 응력-변형률관계로써 일반혼합물은 인장강도가 30,000MPa로 강도 개립도나 갭입도보다 매우 크나 항복강도를 넘어서면 인장강도는 급격히 떨어지는 취성파괴를 나타냈고, 개립도와 갭입도는 완만한 곡선형태를 그리며 항복점의 뚜렷한 구분이 없고 항복점을 지나도 강도가 완만하게 감소하는 인성파괴 형태를 나타냈다. 또한 최대수직변위가 일반 혼합물이 2mm인 반면에 개립도와 갭입도는 7∼8mm로 이 변위내에서는 에너지를 흡수할수 있는 능력을 가지고 있어서 저온균열에 대한 저항성이 큰 것으로 나타났다.
에너지 흡수능력은 응력-변형률 곡선의 면적으로 측정할 수 있는데, Fracture Toughness는 갭입도가 일반혼합물보다 2.7배 정도 큰 것으로 나타나서 저온 수축균열 및 물성차이로 인한 반사균열 에너지를 흡수할 수 있다.

소음 감소 측정

일반적으로 갭입도나 개립도 고무아스팔트 혼합물 표면은 타이어 소음을 줄이는 것으로 이해되고 있다. 이는 아주 쉽게 알수도 있는데 아주 부드럽고 흐르는 듯한 아스팔트 표면 위를 운전해보면 안다. 개립도 및 갭입도 혼합물은 타이어 아래에 공기 주머니를 형성하여 소리를 흡수하는데 이는 고막(acoustic ceilings)이 소리를 흡수하는 방식과 유사하다.

(1) 국내 소음 측정 결과

- 측정기관 : 한양대학교 교통공학과 도로 및 공항연구실(책임연구원 서영찬 교수)
- 측정일시 : 1999년 4월 6일 14:00 - 16:00
- 측정지점 : 배재중고등학교의 폐타이어 고무아스팔트포장(1998.9 시공)과 인근 일반아스팔트 포장에서 실시
- 측정방법 : 폐타이어고무 아스팔트와 일반아스팔트 포장에서 차량 정지시 실외 평균 암소음(64.5dB)과 주행시 실외소음을 측정함, 측정기는 IEC(International ElectroTechnical Commission, 국제공인규격) A-type의 소음측정기(모델번호 NA-24 IEC 651 type-2)를 사용하여 소음도를 측정
- 측정결과 : CRM(87.11 dB(A))은 일반아스팔트포장(91.17 dB(A))에 비해 약 4 dB(A)정도의 소음 감소 효과를 보임

<참고>3dB, 50%의 소음감소는 다음과 같은 효과 있음
- 교통량의 반감 효과
-속도 25% 감소 효과
-소음원으로부터 거리를 2배 멀게 느껴지게 하는 효과

(2) 외국 소음 측정 결과

다음은 고무아스팔트의 소음 감소 효과에 관한 세계 각국의 시험 결과를 미국 ARPG (Asphalt Rubber Producers Group)에서 정리한 보고서를 번역, 요약한 것이다. 이 보고서의 원문은 미국RPA(Rubber Pavement Association)의 인터넷 http://www.rubberpavements.org/library/
noisereduction.htm에 있으며 본 요약 뒤에 첨부하였다.

들어가기
최초 발견: 1981, 벨기에, 브뤼셀, "Drainasphalt" 라고 하는 고무아스팔트 혼합물
고무아스팔트는 그 동안의 각종 연구 결과 65% 에서 85%의 교통소음 감소 효과 있음이 증명됨

☞ 소음감소 연구

· Drainasphalt(Open Graded Hot Mix)
장소 및 연도 : Motorway South of Ghent(브뤼셀, 벨기에), 1981년
연구자 : E. Nakkel, 독일 본의 아스팔트포장위원회회장
결과 : 8-10dB 소음 감소 및 75%의 소음 감소

· Drainasphalt(Open Graded Hot Mix)
장소 및 연도 : 세느강변도로(파리,프랑스), 1984년
연구자 : Michel Amilhat, Societe des Autoroute du Nord et de l'Est de La France
결과 : 3-5dB(no Trucks), 2-3dB(5% Trucks), 50-75% 소음감소, 이러한 결과로 인하여 파리순환도로에 고무아스팔트 개립도 덧씌우기가 적극 추천됨

· 방음벽 설치 관련
Horst Pochhacker, 1980년 독일 본에 시공한 Drainasphalt에 관해 1988년 회의에서 설명 : 고무아스팔트 덧씌우기를 이용하면 방음벽 설치비용의 10% 밖에 들지 않음
E. Nakkel, Drainasphalt의 두께가 두꺼울수록 소음감소 효과가 증가한다고 보고, 즉 4cm의 포장이 2cm 포장보다 조용하며 최소 3dB, 50%의 소음감소 효과가 있음

· 2.3inch(6cm) 고무아스팔트 혼합물 포장
장소 및 연도 : Dordrecht 시험도로(벨기에), 1988년
연구자 : Heerkens와 Von Meier
결과 : 72mph(120km)에서 일반밀입도 아스콘 포장도로에 비해 3.5dB, 시멘트 포장도로에 비해 9dB의 소음감소 효과 있음(60-80%의 소음감소)

· Draining Mix
장소 및 연도 : 유럽, 1989년
연구자 : Van de Veld, 보고서 도로공사에서의 고무아스팔트 Bituman의 사용
결과 : 35mph(60km)-60mph(100km)의 속도범위에서 3dB-10dB의 소음감소 즉 50-90%의 소음감소 효과 있음

· Gap Graded AR Hot Mix(1inch)
장소 및 연도 : 피닉스시(아리조나주), 1990년
연구자 : Western Technologies
결과 : 10dB 소음감소, 소음강도 8배 또는 88% 감소에 해당

· Open Graded AR Hot Mix Overlay on Cement Concrete Pavement(ADOT)
장소 및 연도 : Tucson 남부 19번 국도(미국), 1989년
연구자 : Western Technologies
결과 : 시멘트 포장 80.4dB, 고무아스팔트 포장 73.7dB, 즉 6.7dB, 78%의 소음 감소

· 고무아스팔트 회의(오스트리아,1988)
장소 및 연도 : 오스트리아 A-9고속도로, Pyhrnam Autobahn, Inntal Mortorway, 1988년
연구자 : Helmut Prager, 오스트리아 도로엔지니어
결과 : 4-5cm가 3cm보다 소음감소 효과 좋음, 오래된 돌길에 덧씌우기할 때 3dB, 50% 이상 소음감소

· Drainasphalt Overlay(1985, 1987), AR 6.6% 사용
장소 및 연도 : Autobahn, 1988년
연구자 : E. Reinish
결과 : 6dB, 75% 소음감소

· 합동연구
장소 : Inntal Mortorway A-12(오스트리아 Innsbruck 과 Angath 사이)
연구자 : Nievelt, Stehno, Stickler, Ertle
결과 : 4.1-5.5dB, 60-70%의 소음감소, 비가와서 노면이 젖은 밤중에 소음감소가 가장 크게 나타남, 평균 소음 감소 4.8dB, 65%로 기록됨

결론
최대 소음감소 : 10dB, 90% , 최소 소음감소 : 3dB, 50%
어떠한 경우에도 고무아스팔트는최소 50%의 소음감소 효과가 있음
고속도로 허용 최대소음은 64dB, 대부분의 고속도로 소음은 79dB 이상임, 따라서 고무아스팔트를 이용하여 잘 설계된 도로에는 소음 요인을 제거하기 때문에 소음 억제를 위한 방음벽이 필요 없게 된다.

미끄럼 저항성(Skid Resistance) 시험

- 측정기관 : 한양대학교 교통공학과 도로 및 공항연구실(책임연구원 서영찬 교수)
- 측정일시 : 1차 1999. 3. 28, 10:00 - 17:00, 2차 1999. 4. 15, 14:00-18:00
- 측정지점 : 1차 서울시 노들길 인공폭포앞(1998.6.20시공), 국도 1호선 시흥대로
(1998.9.10 시공)

2차 홍성군 지방도 619호선 대흥 - 광시 구간(1997. 8월 시공)
- 측정방법 : BPT와 모래치환깊이 측정방법을 사용하여 서울시 노들길(인공폭포앞)의 BPT와 모래치환깊이 시험은 폐타이어고무아스팔트포장과 일반포장, 미끄럼방지포장에서 5회씩 측정했으며 국도 1호선 시흥대로 및 홍성군 지방도 619호선에서는 폐타이어고무아스팔트포장과 일반포장에서 5회씩 측정하여 폐타이어고무아스팔트포장과 일반포장, 미끄럼방지포장을 비교하였다.

- 측정결과 : 폐타이어 고무아스팔트포장(CRM)의 소음도 및 노면 마찰특성 조사결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.

(1) 서울시 노들길(인공폭포앞)에서 CRM(SN=49.65)은 일반아스팔트포장(SN=46.67)에 비해 약 3정도 높은 SN 값을 보여주었다.

(2) 국도 1호선(시흥대로)에서는 도로의 종단구배로 인하여 전반적으로 SN값이 낮게 측정되었으나 여기서도 CRM(SN=33.34)은 일반아스팔트포장(SN=30.66)에 비해 약 3정도 높은 SN 값을 보여주었다.

(3) 홍성군 지방도 619호선에서는 CRM 구간(SN=48.5)은 일반아스팔트포장(SN=37.9)에 비해 약 11정도의 높은 SN 값을 보여 주었다.

(4) CRM이 일반 밀입도포장에 비해 높은 마찰력을 보이는 것은 주로 MTD(모래깊이) 값이 크기 때문인데, 이것은 골재 입도로 인한 조면 조직 (Macro Texture)이 잘 발달되어 있기 때문으로 판단된다.

· BPT(British Pendulum Tester)
노면 미끄럼저항을 분석하기 위해 BPT장비를 이용하여 시험 구간에서의 마찰지수(BPN) 측정

· 모래치환깊이
노면의 조면 조직변화를 분석하기 위해 시험구간에 대해 모래깊이시험을 실시

<미끄럼 저항 측정 관련 참고 자료>

· SN과 모래깊이측정법(MTD), BPN의 상관관계 도출 공식

SN=0.884BPN+5.16MTD-17.8

주) BPN : 수막상태(포장면에 두꺼운 수막이 형성된 상태)에서 측정하였으며 표준온도 20°C의 마찰지수로 보정, 보정방법은 부록 참조
주) MTD (Mean Texture Depth : 평균 조면조직깊이)는 다음식을 이용하여 계산하였다.

V 4V

MTD= --- = -----

A D²

V : 모래체적(25cm³) A : 넓힌 모래원의 넓이

D : 넓힌 모래원의 평균직경(4회의 평균직경)

☞ 미끄럼 방지 포장 관련 참고 자료
도로안전시설 설치 및 관리 지침-미끄럼 방지 포장편-, 건설교통부, 1997, pp7-9,18-19 미끄럼 저항 증진을 위한 표면 처리의 공법은 표면에 신재료를 추가하는 형식과 표면의 재료를 제거하는 형식으로 구분되며 형식별 특징은 다음과 같다.

가. 표면에 신재료를 추가하는 형식

1) 개립도 마찰층
개립도(OGFC : Open-Graded Friction Course) 마찰층은 미국에서 플랜트 믹스의 실코우트(seal coat)로부터 발전하였다. 실코우트는 미끄럼 저항을 개선하는 효과는 있으나 교통량이 많을 경우 비교적 수명이 짧다는 결점이 있었다. 그러나 실코우트는 미끄럼 저항을 향상시키는 데 매우 효과적임이 입증되어 플랜트 믹스로 실코우팅하는 것이 시험되었다. 이러한 처리 방법이 개량되어 훗날 미국 연방도로청(FHWA)에 의해 OGFC라 불리는 공법으로 발전하여 미국, 유럽 등지에서는 가장 일반적인 미끄럼방지 포장으로 정착되었다.
개립도 마찰층은 투수성 포장과 달리 원래의 적용 목적이 미끄럼 저항을 개선하는 데 있기 때문에 층 두께가 얇으며, 또 포장체 내부의 배수나 저소음화는 중요하게 생각하지 않는다. 유럽에서는 5cm 두께와 20%의 공극률을 사용하고 있고, 미국에서는 2.5cm이하의 두께와 15%의 공극률을 추천하고 있다. FHWA가 권장하는 골재 입도는 표2.1에서 보는 바와 같다.
미국 각주의 설치 및 시공 경험을 토대로 작성된 문헌, 보고서에 따르면 개립도 마찰층은 다음과 같은 장단점을 가지고 있다.

(1) 장점
- 표면 배수가 신속하므로 수막 현상이니 위험을 최소화할 수 있다.
- 물튀김이나 물보라로 인한 시각 장애 문제를 최소화할 수 있다.
- 우천, 고속 주행시의 미끄럼 저항성을 개선할 수 있다.
- 야간, 우천시 자동차 전조등의 노면 반사가 줄어들고, 노면 표시의 시인성도 개선할 수 있다.
- 개립도 마찰층 자체에는 소성변형(rutting)이 잘 일어나지 않는다.
- 포장 두께가 비교적 얇기 때문에 양질 골재의 사용량을 줄일 수 있다.
- 타이어와 노면 사이에서 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

FHWA에서 권장하는 개립도 마찰층 골재 입도

체 눈의 크기(mm)	통과 백분율(%)
12.50	100
9.50	95∼100
4.75	30∼50
2.36	5∼15
0.075	2∼5

(2) 단점
- 인력 시공인 경우 두께가 얇으므로 평탄성 확보에 어려움이 있다.
- 석유류 등이 노면에 떨어지게 되면 혼퇓물이 박리되어 흩어질 수 있다.
- 패칭(patching) 등의 보수가 까다롭다.
- 적설, 동결시에 동결 방지제 살포량이 많아진다.
- 상황에 따라서는 반사 균열이 빨리 나타날 수 있다.
- 개립도 마찰층을 통과할 물이 흘러 제거될 수 있도록 길어깨에 적절한 배수시설을 해주어야 한다.

이와 같은 장점과 단점을 가지고 있으면서도 안전성 면에서 좋은 대안임을 받아들여 미국과 유럽 등지에서는 이의 적용을 확대하고 연구 발전시키고 있으며, 일본에서도 관련 연구를 수행하고 있다. 한편 우리나라의 경우는 흙먼지가 많고, 동절기에 빙설대책으로 사용하는 모래 살포로 인하여 개립도 마찰층의 공극을 메울 우려가 크므로 이를 반영한 연구개발이 필요하다.

노면이 제공해야 할 최소한의 마찰력은 도로의 기하구조 및 교통조건에 따라 다르므로 표3.1의 최소 마찰계수 기준표에서 도로 및 교통조건에 따라 도로를 S1∼S4의 4개 등급(S 등급)으로 분류하였다.
이 기준표에서 위험도를 3등급으로 분류한 것은 이것을 고려하기 위함이며, 등급이 높을수록 미끄럼에 의한 사고가 빈번한 경우이다.

최소 마찰계수 기준표

구 분

정 의

최소 요구 마찰계수

마찰계수의

종류

위험도

(마찰력 확보가 매우 중요한 구간)

1) 설계 속도 60km/시 이상인 도로의 교통신호 또는 횡단보도 접근부

2) 도시 지역도로의 교통신호, 횡단보도 또는 비슷한 위험개소의 접근부

3) 5% 이상의 내리막 구배에서 곡선 반경이 "도로의 구조·시설 기준에 관한 규정"에서 정한 값보다 작게 설계된 곳

4) 고속도로로서 S2의 1), 2)항에 해당하는 구간

BPN

(마찰력 확보가 중요한 구간)

1) 설계 속도 60km/시 이상이 되는 도로로서 곡선 반경이 "도로의 구조·시설 기준에 관한 규정"에서 정한 값보다 작게 설계된 곳

2) 5% 이상의 내리막 구배가 100m 이상인 곳

3) 고속도로 일반구간

4) 상업용 자동차 교통량이 250대/차로/일이상인 도로의 주요 교차로 접근부

BPN

(평균 조건)

직선 또는 곡선 반경이 큰 구간으로서 다음에 해당되는 도로

1) 주요 간선도로 또는 자동차 전용도로

2) 상업용 자동차 교통량이 250대/차로/일이상인 일반도로

BPN

S4(마찰력이 중요하지 않은 구간)

교통량이 적은 도로의 일반직선 구간

BPN

바. 마샬안정도 시험
마샬안정도 시험은 아스팔트 혼합물의 소성흐름에 대한 저항력을 측정하는 시험으로 마샬안정도 시험결과는 다음 표와 같고 밀입도 혼합물이 가장 크게 나타났고 CRM혼합물의 갭입도 개립도 순으로 나타났다.

마샬안정도 시험 결과

구 분		밀도(g/cm3)	아스팔트함량(%)	안정도(kg)	흐름치(1/100cm)
일반아스팔트	일반 밀입도	2.381	5.7	942	24
고무아스팔트	CRM 갭입도	2.342	8.0	698	19
고무아스팔트	CRM 개립도	2.038	9.5	171	55

마샬안정도는 아스팔트 함량과 골재 입도 변화에 따라 크게 좌우되므로 마샬안정도 자체로는 소성변형에 대한 저항성을 판단할 수 없으며 일반적인 경우에서도 밀입도 혼합물이 가장 크게 나타나고 갭입도와 개립도 순으로 나타나는 경향이 있는 것으로 발표되어져 있다. 특히 CRM 개립도 혼합물의 경우 안정도가 매우 낮은 값을 나타내는 반면에 흐름치는 매우 높은 값을 나타내는 양상을 띄고 있어서 균열에 대한 저항성은 좋은 것으로 나타났다. 일반 밀입도 아스팔트 혼합물과는 달리 갭입도와 개립도 고무아스팔트 혼합물에 있어서 마샬안정도 값은 중요한 판단 기준이 되지 않는다.

고무(CRM)아스팔트 혼합물의 생산 및 시공

고무(CRM)아스팔트 바인다 생산

(1) 일반 사항
고무(CRM)아스팔트는 폐타이어 고무가루와 아스팔트 시멘트를 혼합해서 아스팔트의 성질을 개선한 것으로서 포장의 균열과 소성변형에 대한 저항성을 기대할 수 있어야 한다.
고무(CRM)아스팔트 포장은 필요한 경우 희석재와 탈리방지제를 혼합하여 화학 반응을 거친 균질의 혼합물로서 유형별로 다음 표와 같은 물리적 특성을 충족시켜야 하며 유형 결정은 공급자와 협의하여야 한다.

CRM 아스팔트 바인다 규정

구분			유형1	유형2	유형3
절대점도	cps (ASTM 2196) 175℃, 3 Spindle, 20RPM	최소	1,500	1,500	1,500
절대점도	cps (ASTM 2196) 175℃, 3 Spindle, 20RPM	최대	5,000	5,000	5,000
침입도	1/10mm (KSM 2252) 25℃, 100g 5초	최소	25	25	50
침입도	1/10mm (KSM 2252) 25℃, 100g 5초	최대	75	75	100
침입도	1/10mm (KSM 2252) 4℃, 250g 60초	최소	10	15	25
연화점	℃ (KSM 2250)	최소	57	55	52
탄성회복력	%(ASTM D3407)	최소	20	10	10

※ 유형 1 : 더운 지역 최고 43℃이상 (7월평균), 최저 -1℃이상 (1월평균)
유형 2 : 보통 지역 최고 43℃이하 (7월평균), 최저 -9℃이상 (1월평균)
유형 3 : 추운 지역 최고 27℃이하 (7월평균), 최저 -9℃이하 (1월평균)

(2) 재료

(가) 아스팔트 시멘트
아스팔트는 KSM 2201의 요건을 충족시켜야 한다. 아스팔트 등급 선택은 적절한 조화와 화학 반응의 특성을 확실히 하기 위해서 고무(CRM)아스팔트 공급 업체가 실시한 실내 시험에 의하여 결정한다.

(나) 폐타이어 고무분말(CRM)

구분		내 용
일반사항		분쇄한 타이어 고무는 상온분쇄 공법에 의해 자동차나 트럭의 타이어로 생산되어야 한다. 고무분말에는 섬유질이나 금속, 광물질 그리고 고무 이외의 다른 이 물질이 섞여 있으면 안된다. 고무는 충분히 건조 되어서 고온의 아스팔트 시멘트에 첨가될 때 거품이 생기지 않도록 하여야 한다. 고무 입자가 덩어리 지는 것을 막기 위해서 중량의 4%까지 활석이나 다른 적당한 차단제가 첨가될 수 있다.
물 리 적 요 건	고무의입자와크기	샘플 50g을 사용하여 KSF- 2502에 따라 시험하였을 때 그 결과로 나오는 고무 등급은 각 고무유형에 대한 표 (2)와 같은 등급 한계치를 만족시켜야 한다.
	섬유질 함유량	분쇄고무는 A등급 혹은 B등급으로 명명 되어야 한다. A등급에서 섬유질 함유량은 고무중량의 0.1% 미만이어야 하며 , B등급은 고무중량의 0.5%미만이어야 한다. 섬유질 함유량은 입도 시험 중에 일어나는 섬유질 덩어리의 중량에 의해 구한다. 고무입자는 중량을 측정하기 전에 섬유질 덩어리를 제거하여야 한다.
	함수량	각 고무 유형과 등급에서 함수량은 고무중량의 0.75% 미만이어야 한다.
	광물성함유량	각 고무 형태와 등급에서 광물성 함유량은 1리터의 비이커에 물을 가득 채운 상태에서 50g의 고무분말을 침전시킨 후에 결정된 중량의 0.25%를 넘어서는 안된다.
	금속성함유량	고무샘플 50g을 자석으로 휘저었을 때 육안으로 보이는 금속 입자가 고무에 포함되지 않아야 한다.

(다) 탈리방지제
적절한 방수력을 만들어 내기 위해 현장 배합 입도 공식에서 요구될 경우, 열에 잘 견디고 특히 공급업체에서 사용이 인가된 탈리방지제를 현장 배합 입도 공식에서 요구되는 비율만큼 아스팔트 고무 재료에 혼합해야 한다. 탈리방지제는 분쇄 고무를 혼합하기 전에 아스팔트 시멘트에 첨가하여야 한다.

(3) 배합설계

배합설계는 고무(CRM)아스팔트 공급 업체에서 하며 분쇄 고무의 비율은 전체 혼합물 중량의 15-25% 범위에서 결정되어야 한다 고무(CRM)아스팔트 공급 업체는 적어도 포장 시공 3일전에 현장 기술자에게 배합성적표를 제공하여야 한다. 배합 성적표에는 다음과 같은 내용이 기록되어야 한다.

(가) 아스팔트 시멘트
· 아스팔트 시멘트의 종류
· 아스팔트 시멘트의 등급
· 희석제의 종류 및 등급
· 고무(CRM)아스팔트 혼합물의 총중량에 대한 아스팔트 시멘트와 희석제의 비율

(나) 폐타이어 고무분말 · 고무분말의 종류 · 고무분말의 등급 · 고무(CRM)아스팔트 혼합물의 총중량에 대한 고무분말의 비율

(4) 생산 장비 및 제조공정

(가) 혼합반응기(Heat and Blender)
순간 가열 방법으로 아스팔트를 고온으로 가열하는 장치와 고무분말을 혼합하는 장비로써 기술자의 지도에 따라 배합설계에 명시된 비율로 균일한 품질의 고무아스팔트 바인다를 생산할 수 있어야 한다. 주혼합용기의 최대용량은 570ℓ이며 아스팔트 시멘트 공급펌프와 완성된 제품을 이송할 별도의 펌프를 갖추어야 한다.

(나) 숙성기(Reaction Tank) 반응, 펌핑, 혼합물에 바인다를 첨가할 때까지 162℃-190℃의 온도 유지를 위한 자동 가열 장치를 갖추고 있어야 하며 최대 탱크 용량은 16,000ℓ이다. 숙성기에는 아스팔트 시멘트와 고무분말의 균일한 혼합을 유지시켜주는 내부 교반장치가 있어야 한다.

(다) 공급시스템
현장 배합에 의해 요구되는 비율로 바인다를 골재에 첨가할 수 있는 펌프와 계량장치를 갖춘 고무(CRM)아스팔트 공급시스템을 갖추어야 한다.

(라) 혼합과 물리적 반응
아스팔트와 고무분말은 혼합반응기에서 혼합하여 교반장치가 있는 숙성기로 이송되어 30∼60분내 물리적 반응을 일으켜야 한다. 혼합물의 온도는 물리적 반응 기간 동안 최소 163℃를 유지하여야 하며 반응이 끝난후에는 175℃±10℃를 유지하여야 한다.

(마) 점도확인 및 조정
공급자는 30분 경과 후 최초로 점도를 확인해야 하며 물리적 반응을 일으켜 기준 점도가 나올 때까지 확인하고 점도를 조정해야 한다. 점도가 낮으면 고무를 추가로 서서히 100kg단위로 첨가해서 교반 후 점도를 체크하면서 조정해야 하며, 점도가 높으면 아스팔트를 서서히 첨가, 점도를 체크하면서 조정해야 한다.

(바) 운반
물리적 반응이 완료된 후 측정 점도가 맞으면 미터기로 측량하여 현장 배합에 의한 비율로 아스팔트 콘크리트 생산장비인 프랜트 혼합실에 고무아스팔트 바인다를 공급하여야 한다.

(사) 생산 지연
바인다의 사용이 지연될 때에는 고무(CRM)아스팔트를 식혀야 한다. 재사용시는 사용전 서서히 175±10℃까지 가열해야 하며 이때 점도를 재확인하고 사용해야 한다.

(아) 생산 기록
고무(CRM)아스팔트 공급업체는 바인다 생산 기록을 기술자에게 제공하여야 한다.

고무(CRM)아스팔트 혼합물의 생산

(1) 골재

(가) 일반사항
고무(CRM)아스팔트 혼합물용 골재는 단단하고 내구성 있는 분쇄된 돌조각으로 구성되어야 한다. 골재에는 유기질이나 부패한 재료, 진흙 덩어리, 달라붙은 먼지, 유독한 재료가 들어 있지 않아야 한다. 미세한 골재 부분으로 천연 또는 제조된 모난 모래가 사용될 수 있다. 둥근 천연모래는 사용될 수 없다. 광물 충전물이 사용될 경우에는 KSF 3501이나 2359의 요건을 충족시켜야 한다.

(나) 물리적 요건
· 표면 : # 8 스크린에 남아있는 골재는 적어도 한면이 깨어지거나 분쇄된 표면을 가지고 있는 다음 골재물성 시험기준 표의 입자들로 구성되어 있어야 한다.
· 마모율 : 골재는 KSF 2508에 따른 500회전 테스트를 받았을 때 마모율이 다음 표의 기준을 초과하지 않아야 한다.

항목	기 준
파쇄된 표면 (# 8 남는 골재)	깨진면이 2면이상	최소 85%이상
파쇄된 표면 (# 8 남는 골재)	깨진면이 1면이상	최소 90%이상
마모율	500회	35% 이하
아스팔트 피막 박리 시험에 의한 피복면적(%)	KSF2355	95 이상
편평 및 세장편 함유량(%)	도로연구소 연구보고서	20 이하

· 골재의 입도 : 골재의 허용 입도(통과율)는 KSF 2502에 따라 테스트 했을 때 다음 표와 같은 기준을 지켜야 한다.

골재의입도

배합설계	개립도(Open-Graded)		갭입도(Gap-Graded)
체크기	3/8"	1/2"	3/8"	3/8"	3/4"
1"	100	100	100	100	100
3/4"	100	100	100	100	95-100
1/2"	100	95-100	100	100	70-90
3/8"	85-100	75-95	78-92	75-95	50-70
# 4	25-55	25-55	28-42	25-45	25-45
# 8	5-15	5-15	15-25	15-25	15-25
# 30	0-10	0-10	5-15	5-15	5-15
# 200	0-5	0-5	3-7	3-7	2-6

(2) 배합설계
배합설계는 고무(CRM)아스팔트 공급업체, 인가 받은 연구소에서 수행해야 하고 현장 배합 기준을 결정하는 기초로 사용되어야 한다. 사용된 설계방법은 다음 표의 기준을 따라야 한다. 배합 설계는 적어도 시공 3일전에 기술자에게 제출되어야 한다. 기술자는 배합설계에 포함된 정보에 기초를 두고 골재 등급 결정과 아스팔트 고무 접합재 함유량에 대한 테스트에 허용되는 오차를 염두에 두고 현장 배합 기준 공식을 인가해야 한다. 배합 설계는 현장 배합을 위한 기초로 사용된다. 갭입도 아스팔트 혼합물은 마샬 배합 설계 방법으로 설계될 수 있으나 평가 기준은 일반아스팔트 혼합물의 기준과 다르다. 일반적으로 고무(CRM)아스팔트 혼합물은 일반아스팔트 혼합물보다 아스팔트 함량이 높게 결정되어야 한다. 마샬물성 기준은 다음과 같다.

마샬물성 기준치

마샬 물성치	갭입도	개립도
공극률(%)	3 - 6	12이상
VMA(%)	18이상	22이상

기술자는 혼합물 배합 설계 결과를 토대로 다음의 허용 오차 기준에 따라 골재 입도와 아스팔트 함량의 현장 배합 승인 여부를 결정해야 한다.

현장배합 허용 오차

체크기	허용오차(%)
1/2 이상	± 8
3/8 #4	± 7
#8과 #30	± 5
#200	± 2
아스팔트 함량	± 0.4

배합 설계에는 골재와 고무(CRM)아스팔트 바인다에 대한 모든 요건이 충족되었다는 사실을 보증하기 위한 충분한 테스트 결과와 기록이 포함되어야 한다.

(3) 현장 배합 기준
배합 설계에서는 현장 배합 기준을 권장해야 하며 다음과 같은 정보를 열거해야 한다.
(가) 골재
· 종류와 검증(사용된 재료 각각에 대해)
· 등급(사용된 재료 각각에 대해)
· 혼합백분율
· 혼합물 등급

(나) 고무(CRM)아스팔트 바인다
· 아스팔트 시멘트의 종류와 등급
· 고무분말의 종류
· 아스팔트 고무접합재에 대한 고무분말의 백분율
· 필요한 경우 첨가제의 종류와 총량

(다) 피막박리 방지제
· 피막박리 방지제의 출처
· 피막박리 방지제의 비율(%)
유동체의 피막 박리 방지제를 위해서는 아스팔트 시멘트의 중량 기준으로 석회 또는 포트랜드 시멘트를 위해서는 골재의 중량 기준으로 한다.

(라) 혼합물 전체의 중량과 건조 골재의 중량에 대한 고무(CRM)아스팔트 접합재의 권장 함유량
(마) 혼합물 제조의 권장온도
(바) 권장 저장 온도
(사) 밀도 지침

(4) 골재 혼합 플랜트 및 생산 관리

(가) 일반 조건
· 고무(CRM)아스팔트 혼합 장비를 설치할 공간이 있어야 한다
· 현장 배합 설계 기준에 맞는 골재와 아스팔트를 확보해야 한다.
· 고무(CRM)아스팔트 바인다를 공급할 삼방 발브(3Way Valve)가 설치되어야 한다.
· 골재와 혼합물 온도 관리 기준을 준수해야 하며 혼합물 생산기록을 유지하여야 한다.

(나) 생산 공정상 유의점
· 제품 특성에 따라 배합비 준수 : (철저한 계량)
· 온도 관리 기준 철저 준수
· 골재 정량, 입도, 정품, 사용 준수
· 바인다 생산 공정에 맞추어 생산 준비 철저
· 혼합물 100% 코팅된 입자 생산 준수

(다) 고무(CRM)아스팔트 혼합물 포장 시공
① 보수 시공시 일반 사항
· 기존 포장도로 표면의 포트홀(POTHOLE), 약한 부분, 중요 파손 부분은 일반 아스팔트 혼합물로 메워서 보수한다.
· 크랙이 6㎜이상이거나, 시공 죠인트 반사균열이 6㎜이상은 밀폐제 또는 충진재로 막아서 보수한다.
· 10㎜ 이상 소성변형(Rutting)구간은 절삭작업을 하고 청소를 실시한다.
· 접착성 코팅을 하기전에 표면을 완전히 쓸어서 깨끗하게 한다.
· 소성변형으로 노면을 절삭할 경우 잔존물을 완전히 제거하고 택코팅한다.
② 택코팅
· 재료와 타잎, 등급, 또는 특별 용도에 있어서의 적정 비율 등은 접합재 공급 업체와 협의 결정하여야 하며 충분히 양생된 다음에 포설한다.
· 택코팅 재료를 AP-3 또는 RSC-4를 사용할 경우 1㎡당 0.4ℓ를 살포하여야 하며, RSC-4를 사용한 장비를 사용시는 고온의 AP-3 투입시 탱크 속에 물이 없도록 조치한다.
③ 운반
· 운반차는 운반 거리, 공사량을 감안 시공 중단이 없도록 충분히 확보한다.
· 공급자의 주문이 있을 경우 기온이나 장거리 운송으로 인한 혼합물의 급격한 열손실을 방지하기 위해 운반차에는 보온 덮개를 덮는다.
· 운반 차량의 바닥에는 먼지나 진흙, 골재와 같은 이물질이 없어야 한다. 화물차 바닥에 들어 붙는 것을 막기 위해 바닥에 세정액이나 실리콘 유제를 가볍게 도포한다.(등유나 경유는 접합재에 나쁜 영향을 주므로 바르는 것은 좋지 않다.)
④ 포설 및 다짐관리
· 포장 두께가 얇아 시공 속도가 빠르고 다짐 온도 기준에 맞추어야 하므로 최초 1차 다짐 장비는 휘니샤 바로 뒤에 붙여야 한다.
· 다짐 장비는 12톤 스틸로라(자주식 진동 탄뎀)를 2대를 투입하여야 하며, 접착력 증가 때문에 타이어 로라를 사용해서는 안되고 개립도(Open Graded)포장은 진동로라를 사용하지 않는다.
· 1, 2회 다짐은 최소한 온도기준을 지켜 신속히 하여야 하며 예정 밀도 96% 이상 되도록 3회 이상 충분히 다짐한다.
· 다짐이 끝나면 석회수(물 6,000ℓ에 석회석 25kg 희석)를 충분히 살포하면서 양생하여야 하며 60℃ 이하일 때 교통을 개방한다.
⑤ 온도 관리
· 다음 표의 혼합물의 온도 관리 기준을 따라야 한다. 공사시 권장 최소 대기 온도는 10℃이며 만일 10℃에서 공사를 시작했는데 예기치 않게 0℃로 내려 간다면 혼합물 온도가 143℃가 유지될 경우 마무리 공사를 할 수 있다.
· 비가 오거나 비가 와서 물이 고이거나 노면이 젖은 상태에서 포설해서는 안되며 감독의 지시를 따라야 한다.

혼합물 온도관리 기준

구분	기준 온도(℃)
골재 가열온도	162 - 190
아스팔트 가열온도	190 - 230
바인다 숙성온도	162 - 190
혼합물 생산온도	개립도 131 - 149 갭입도 142 - 176
현장 포설온도	개립도 131 - 149 갭입도 142 - 162
다짐온도	1회 개립도 131이상 2회 개립도 121이상 갭입도 142이상 갭입도 132이상
교통개발온도	60℃ 이하
동절기특이사항	혼합물의 생산온도와 포설온도를 +10℃ 높인다.

고무아스팔트 혼합물 시공 감독 및 품질 관리

(1) 고무(CRM)아스팔트 혼합물 포장 시공 감독의 중요성
다음과 같은 것을 위해서 시공 감독이 철저히 이루어져야 한다.
1. 시공 재료 및 시공 품질 확보
2. 최종 제품이 설계 및 시방서와 일치하는지 검증
3. 주민 불편 최소화
4. 시공 안전성
5. 예견되는 문제를 미리 파악하고 문제가 발생하기 전에 해결

아스콘 플랜트에서의 주요 감독 사항

구분	감 독 사 항
1. 계량기	권위있는 회사나 기관에서 납품되고 조정된 것인지 확인
2. 골재빈	각 빈마다 적합한 크기의 골재가 들어 있는지 확인
3. 아스팔트, 고무분말, 골재	종일 내내 샘플 채취 및 확인