유지관리 비용 절감-도로파손 최소화 가능
장마철에는 아스팔트 틈 사이로 빗물이 유입되면서 압력이 증가해 포장체의 강도가 떨어지고 그 결과 도로균열, 패임, 소성변형 등의 도로파손이 발생한다.
이에 따라 기존 아스팔트 도로보다 내구성이 강한 포장공법을 개발해 운전자의 교통안전을 확보해 나가야 한다는 주장이 제기되고 있다.
또 파손된 도로 복구에 막대한 경제적-시간적 비용손실을 감안해 국내 교통상황과 환경을 고려한 새로운 공법을 고안해야 한다는 주장도 나오고 있다.
전문가들은 기존 아스팔트 도로포장공법은 미국과 일본 등에서 도입-적용한 것으로 국내환경에 적합하지 않아 도로파손이 가속화 되고 있고 수용 가능한 교통량을 초과해 도로의 평균수명 또한 단축되고 있다고 설명하고 있다.
이에 따라 건설기술연구원은 도로파손으로 인한 교통사고를 최소화하고 국내실정에 맞는 새로운 공법을 고안키 위해 연구에 착수, 플라스틱 섬유를 이용한 ‘PET 섬유보강 아스팔트 포장’ 공법을 개발했다.
건기연은 PET 섬유보강 아스팔트를 안동지역 2개 구간에 설치해 테스트를 실시하고 있으며 수정-보안 작업이 마무리 단계로 접어들고 있어 내년 상반기에는 기술이전을 통해 국내도로에 적용한다는 계획을 세워놓고 있다.
▲ 기존 도로 문제점
아스팔트 도로포장은 승차감 확보, 시공편의성 및 유지보수의 용이성 등의 이유로 국내 도로의 약 95%를 차지하고 있고 아스팔트 도로는 적정 재료선정, 구조해석, 층 두께설계 및 공용성능 평가를 거쳐 포장되고 있다.
하지만 기존 아스팔트 포장은 미국 AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials)의 방법을 이용한 것으로 트럭의 축하중 및 타이어 공기압 등을 적절하게 반영하지 못하고 있으며 국내 현장여건 (온도 및 교통량 등)을 고려하지 않은 채 적용되고 있어 도로가 파손되는 문제로 이어진다는 지적이 있다.
또 아스팔트 재료선정과 구조해석, 공용성능 평가 또한 국내현실을 반영하지 못하고 있기 때문에 외부환경으로 인한 파손이 지속되고 있다는 것이 전문가들의 설명이다.
도로공사에 따르면 지난해 고속도로 포장보수를 위해 사용한 예산은 642억원에 달했다.
이는 1㎞당 1800만원이 투입된 것으로 2016년에는 도로노후로 인해 한해 도로포장 보수에만 1030억원이 소요될 것으로 추정하고 있다.
현재 균열, 패임, 소성변형 등의 도로파손을 최소화하기 위한 방법으로 기존 아스팔트의 접착력을 대폭 강화한 ‘개질 아스팔트’ 등을 사용하고 있으나 과다한 혼합물로 생산비용이 증대되고 있을 뿐만 아니라 품질관리 또한 어려움이 있는 것으로 나타났다.
또 최근 빗길 안전증대를 위해 빗물이 잘 빠지는 투수성 아스팔트 포장이 도입되고 있으나 사용재료의 수분에 대한 저항강도를 공용수명과 연계하는 기준이 마련돼 있지 않아 조기파손의 우려를 배제할 수 없는 것이 현실이다.
따라서 건기연은 국내 교통상황 및 환경에 적합한 ‘PET 섬유보강 아스팔트 포장’ 공법을 자체개발, 기존 아스팔트의 단점인 내구성을 강화해 운전자의 교통안전과 보수비용을 절감하는 효과를 거둘 것으로 보고 있다.
건설기술연, 안동지역 2개 구간서 테스트 중
‘PET 섬유보강 아스팔트 포장’ , 페트병 폐기물 140만t 자원화 등 효과 기대
▲ 재생플라스틱을 활용한 친환경 포장공법
그동안 도로의 균열, 패임, 소성변형 등의 파손이 교통안전을 위협한다는 지적을 받아 왔고 보수작업으로 발생하는 경제적ㆍ시간적 손실이 많은 점을 감안, 교통안전 확보 및 비용 최소화를 위해 도로포장에 대한 연구가 지속돼 왔다.
건기연은 지난 2009년 연구에 착수한 이래 ‘PET 섬유보강 아스팔트 포장’ 공법을 개발했다.
이 공법은 인성(잡아당기는 힘에 견디는 성질)과 강성(무게를 견디는 힘)을 기존 아스팔트보다 2.5배 강화시켜 도로파손을 최소화할 수 있으며, 내구성이 보강돼 도로수명(평균6.8년)을 1.5배 연장 가능케 한다는 것이 건기연 측의 설명이다.
건기연에 따르면, PET 포장공법에 첨가물로 쓰이는 PET 섬유는 페트병ㆍ폐플라스틱을 이용한 재생섬유로 아스팔트 재료 혼합시 투입해 아스팔트 도로의 응집력을 강화할 뿐 아니라 탄력성을 지닌 PET 섬유의 고유성질을 이용해 하중(Loading)을 견디는 힘이 증대된다는 것이 특징이다.
또 폐플라스틱 섬유를 섞어 만든 아스팔트는 온도 변화에 영향을 받지 않아 유연성과 안정성 유지가 가능하며 방수 효과도 있어 균열(틈)로 물이 유입되는 것을 막아 포장체의 균열을 최소화할 수 있다는 것이다.
기존 아스팔트 경우, 도로가 파손되면 응집력이 약해져 충격을 가하는 경우 주변 아스팔트가 쉽게 떨어져 나가는 문제점이 있다.
그러나 PET 섬유를 첨가한 아스팔트는 혼합물 및 골재간의 맞물림 힘이 증대돼 연속적인 파손을 방지케 하고 탄성력 또한 강화돼 과적차량 등으로 발생하는 도로의 충격을 완화하게 된다.
건기연 관계자는 “PET섬유는 아스팔트 혼합시 투입되는 첨가물이며 첨가된 섬유는 옛 선조들이 집을 지을 때 볏짚 또는 갈대를 넣어 흙의 강도와 내구성을 강화하는 것과 유사한 방법”이라며 “PET 섬유보강 포장공법으로 2차로 아스팔트 도로를 1km를 건설하는 경우 기존 보다 내구성을 향상시킨 개질 아스팔트도로 포장에 비해 최소 약 4200만원의 비용이 절감 된다”고 말했다.
그는 또 “페트병을 재활용해 2020년까지 140만t의 폐기물을 자원화 할 수 있고 폐기물을 처리할 때 발생하는 온실가스도 48만t을 줄여 약 1조6천억원의 경제적 효과를 거둘 수 있다”며 “도로포장체 균열은 100% 막을 수 없기 때문에 도로의 기본설계에 맞게 배수 시설이 뒷받침 돼야 도로의 내구성을 확보할 수 있다”고 강조했다.
새 포장공법은 건기연이 현재 재활용 아스팔트 시험포장을 2차에 걸쳐서 현장 추적조사를 하고 이번 달에 3차 현장 시험포장을 실시, 실내 및 현장 성능평가 결과를 완료할 예정이어서 내년 상반기(4~5월)에 상용화될 것으로 전망된다.
※소성변형(塑性變形, plastic deformation) 재료에 외력(하중)을 가하면 재료는 변형하는데, 어느 한도를 넘으면 가했던 하중을 제거해도 변형은 그대로 남아 원래의 형태로는 돌아가지 않게 된다. 이 성질을 소성이라고 한다. 소성에 의하여 생긴 변형을 소성변형이라고 한다.
※공용성능 기간(Performance Period) 초기 포장체가 보수를 필요로 하기 전, 즉 공용한계에 도달하는 기간을 말하며 공용성능 평가는 포장체가 보증될 수 있는 시간적 범위로 수명-주기 비용(LCC)을 고려해 설정한다.
※개질 아스팔트(Asphalt) 기존 아스팔트 혼합물의 내구성 및 내유동성을 향상시킬 목적으로 일정량의 개질재를 첨가하여 물성을 개선시킨 아스팔트이다. 개질 아스팔트는 고무혼입 아스팔트, 수지혼입 아스팔트, 세미블론 아스팔트 등을 총칭한다.
장마철에는 아스팔트 틈 사이로 빗물이 유입되면서 압력이 증가해 포장체의 강도가 떨어지고 그 결과 도로균열, 패임, 소성변형 등의 도로파손이 발생한다.
이에 따라 기존 아스팔트 도로보다 내구성이 강한 포장공법을 개발해 운전자의 교통안전을 확보해 나가야 한다는 주장이 제기되고 있다.
또 파손된 도로 복구에 막대한 경제적-시간적 비용손실을 감안해 국내 교통상황과 환경을 고려한 새로운 공법을 고안해야 한다는 주장도 나오고 있다.
전문가들은 기존 아스팔트 도로포장공법은 미국과 일본 등에서 도입-적용한 것으로 국내환경에 적합하지 않아 도로파손이 가속화 되고 있고 수용 가능한 교통량을 초과해 도로의 평균수명 또한 단축되고 있다고 설명하고 있다.
이에 따라 건설기술연구원은 도로파손으로 인한 교통사고를 최소화하고 국내실정에 맞는 새로운 공법을 고안키 위해 연구에 착수, 플라스틱 섬유를 이용한 ‘PET 섬유보강 아스팔트 포장’ 공법을 개발했다.
건기연은 PET 섬유보강 아스팔트를 안동지역 2개 구간에 설치해 테스트를 실시하고 있으며 수정-보안 작업이 마무리 단계로 접어들고 있어 내년 상반기에는 기술이전을 통해 국내도로에 적용한다는 계획을 세워놓고 있다.
▲ 기존 도로 문제점
아스팔트 도로포장은 승차감 확보, 시공편의성 및 유지보수의 용이성 등의 이유로 국내 도로의 약 95%를 차지하고 있고 아스팔트 도로는 적정 재료선정, 구조해석, 층 두께설계 및 공용성능 평가를 거쳐 포장되고 있다.
하지만 기존 아스팔트 포장은 미국 AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials)의 방법을 이용한 것으로 트럭의 축하중 및 타이어 공기압 등을 적절하게 반영하지 못하고 있으며 국내 현장여건 (온도 및 교통량 등)을 고려하지 않은 채 적용되고 있어 도로가 파손되는 문제로 이어진다는 지적이 있다.
또 아스팔트 재료선정과 구조해석, 공용성능 평가 또한 국내현실을 반영하지 못하고 있기 때문에 외부환경으로 인한 파손이 지속되고 있다는 것이 전문가들의 설명이다.
도로공사에 따르면 지난해 고속도로 포장보수를 위해 사용한 예산은 642억원에 달했다.
이는 1㎞당 1800만원이 투입된 것으로 2016년에는 도로노후로 인해 한해 도로포장 보수에만 1030억원이 소요될 것으로 추정하고 있다.
현재 균열, 패임, 소성변형 등의 도로파손을 최소화하기 위한 방법으로 기존 아스팔트의 접착력을 대폭 강화한 ‘개질 아스팔트’ 등을 사용하고 있으나 과다한 혼합물로 생산비용이 증대되고 있을 뿐만 아니라 품질관리 또한 어려움이 있는 것으로 나타났다.
또 최근 빗길 안전증대를 위해 빗물이 잘 빠지는 투수성 아스팔트 포장이 도입되고 있으나 사용재료의 수분에 대한 저항강도를 공용수명과 연계하는 기준이 마련돼 있지 않아 조기파손의 우려를 배제할 수 없는 것이 현실이다.
따라서 건기연은 국내 교통상황 및 환경에 적합한 ‘PET 섬유보강 아스팔트 포장’ 공법을 자체개발, 기존 아스팔트의 단점인 내구성을 강화해 운전자의 교통안전과 보수비용을 절감하는 효과를 거둘 것으로 보고 있다.
건설기술연, 안동지역 2개 구간서 테스트 중
‘PET 섬유보강 아스팔트 포장’ , 페트병 폐기물 140만t 자원화 등 효과 기대
▲ 재생플라스틱을 활용한 친환경 포장공법
그동안 도로의 균열, 패임, 소성변형 등의 파손이 교통안전을 위협한다는 지적을 받아 왔고 보수작업으로 발생하는 경제적ㆍ시간적 손실이 많은 점을 감안, 교통안전 확보 및 비용 최소화를 위해 도로포장에 대한 연구가 지속돼 왔다.
건기연은 지난 2009년 연구에 착수한 이래 ‘PET 섬유보강 아스팔트 포장’ 공법을 개발했다.
이 공법은 인성(잡아당기는 힘에 견디는 성질)과 강성(무게를 견디는 힘)을 기존 아스팔트보다 2.5배 강화시켜 도로파손을 최소화할 수 있으며, 내구성이 보강돼 도로수명(평균6.8년)을 1.5배 연장 가능케 한다는 것이 건기연 측의 설명이다.
건기연에 따르면, PET 포장공법에 첨가물로 쓰이는 PET 섬유는 페트병ㆍ폐플라스틱을 이용한 재생섬유로 아스팔트 재료 혼합시 투입해 아스팔트 도로의 응집력을 강화할 뿐 아니라 탄력성을 지닌 PET 섬유의 고유성질을 이용해 하중(Loading)을 견디는 힘이 증대된다는 것이 특징이다.
또 폐플라스틱 섬유를 섞어 만든 아스팔트는 온도 변화에 영향을 받지 않아 유연성과 안정성 유지가 가능하며 방수 효과도 있어 균열(틈)로 물이 유입되는 것을 막아 포장체의 균열을 최소화할 수 있다는 것이다.
기존 아스팔트 경우, 도로가 파손되면 응집력이 약해져 충격을 가하는 경우 주변 아스팔트가 쉽게 떨어져 나가는 문제점이 있다.
그러나 PET 섬유를 첨가한 아스팔트는 혼합물 및 골재간의 맞물림 힘이 증대돼 연속적인 파손을 방지케 하고 탄성력 또한 강화돼 과적차량 등으로 발생하는 도로의 충격을 완화하게 된다.
건기연 관계자는 “PET섬유는 아스팔트 혼합시 투입되는 첨가물이며 첨가된 섬유는 옛 선조들이 집을 지을 때 볏짚 또는 갈대를 넣어 흙의 강도와 내구성을 강화하는 것과 유사한 방법”이라며 “PET 섬유보강 포장공법으로 2차로 아스팔트 도로를 1km를 건설하는 경우 기존 보다 내구성을 향상시킨 개질 아스팔트도로 포장에 비해 최소 약 4200만원의 비용이 절감 된다”고 말했다.
그는 또 “페트병을 재활용해 2020년까지 140만t의 폐기물을 자원화 할 수 있고 폐기물을 처리할 때 발생하는 온실가스도 48만t을 줄여 약 1조6천억원의 경제적 효과를 거둘 수 있다”며 “도로포장체 균열은 100% 막을 수 없기 때문에 도로의 기본설계에 맞게 배수 시설이 뒷받침 돼야 도로의 내구성을 확보할 수 있다”고 강조했다.
새 포장공법은 건기연이 현재 재활용 아스팔트 시험포장을 2차에 걸쳐서 현장 추적조사를 하고 이번 달에 3차 현장 시험포장을 실시, 실내 및 현장 성능평가 결과를 완료할 예정이어서 내년 상반기(4~5월)에 상용화될 것으로 전망된다.
※소성변형(塑性變形, plastic deformation) 재료에 외력(하중)을 가하면 재료는 변형하는데, 어느 한도를 넘으면 가했던 하중을 제거해도 변형은 그대로 남아 원래의 형태로는 돌아가지 않게 된다. 이 성질을 소성이라고 한다. 소성에 의하여 생긴 변형을 소성변형이라고 한다.
※공용성능 기간(Performance Period) 초기 포장체가 보수를 필요로 하기 전, 즉 공용한계에 도달하는 기간을 말하며 공용성능 평가는 포장체가 보증될 수 있는 시간적 범위로 수명-주기 비용(LCC)을 고려해 설정한다.
※개질 아스팔트(Asphalt) 기존 아스팔트 혼합물의 내구성 및 내유동성을 향상시킬 목적으로 일정량의 개질재를 첨가하여 물성을 개선시킨 아스팔트이다. 개질 아스팔트는 고무혼입 아스팔트, 수지혼입 아스팔트, 세미블론 아스팔트 등을 총칭한다.
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