아스팔트 혼합물은 플랜트에서 가열, 이송, 혼합, 배출 등의 여러 가지 공정을 거쳐 생산되며, 생산된 아스팔트 혼합물은 현장으로 이송되어 포설 및 다짐의 과정을 거쳐 아스팔트 포장으로 적용된다. 이와 같 이 다양한 외부 환경에 노출된 아스팔트 혼합물의 생산 및 적용 공정은 최종 생산품이 실내에서 완성되어 재료의 균질성이 확보되는 일반적인 산업분야와는 확연히 다른데, 이러한 요인에 의하여 아스팔트 혼합물 의 생산 및 포설, 다짐 공정을 현장에서 정량적으로 모니터링하고 개선하여 재료의 잠재적인 성능을 최대 한 활용하는데 한계가 있다. 이와 같은 한계를 극복하기 위한 대안을 제시하기 위한 방법으로는 재료의 동적 거동 및 여건을 모사할 수 있는 이산요소법(Discrete Element Method, DEM)을 고려할 수 있다. 재 료가 다른 재료와 접촉할 때의 부착을 포함한 동적 거동의 특성은 이산요소법에서 접촉모형(Contact Model)을 이용하여 표현되는데, 아스팔트 혼합물과 같이 혼합재료의 가시적 구분이 가능한 재료의 생산 및 포설, 다짐까지의 공정을 모두 모니터링 하여 재료의 성능을 확보하기 위해서는 시간 또는 온도 변화 에 따른 굵은 골재, 잔골재, 아스팔트 바인더의 물성 등 개별요소의 물성을 각각 측정하여 혼합물 전체의 성능을 예측하는, 실용적 측면에서의 다상 모사(Multiphase Simulation) 기법에 적용하기 쉬운 접촉모형 을 결정하는 것이 합리적이다. 이러한 기법을 활용하면 생산과 포설 단계에서의 도로포장 재료의 동적 거 동을 분석하여 시설 및 과정을 최적화 할 수 있을 뿐만 아니라, 이미 포설되어 차량이 운행 중인 도로의 파손에 대한 초기 생산 조건의 영향을 확인할 수 있기 때문이다.
따라서 본 연구에서는 골재의 탄성계수와 바인더의 시간 및 온도 종속적인 부착성 점소탄성 특성을 반 영할 수 있는 정교한 접촉모형을 개발을 위하여, 해석적 방법으로 정해가 유도될 수 있는 비교적 단순한 점탄성 모형과 선형 부착모형을 이산요소법의 부착모형으로 개발 및 적용하고 이에 대한 가능성을 검증하 고자 하였다.

• 윤태영(한국건설기술연구원·도로포장연구실·수석연구원·공학박사)