미국의 인적자원의 이동, 물류의 이동에서 도로가 차지하는 역할은 압도적이다. 이중에서 대부분의 도 로가 아스팔트로 시공되어 왔으면, 콘크리트의 포장의 경우에도, 아스팔트 콘크리트로 덧씌우기 포장을 하여 그 수명을 연장하고 있다.
미국 내에서 아스팔트 포장의 시공품질 평가를 위해서 여러 가지 방법이 연구 ․ 적용되어 왔다. 워런티 (Warranty), 레시피 타입의 설계시공법, 성능설계 등의 시도가 있어왔다. 이중 현재 적용되는 방법은 시 공후 아스팔트 콘크리트의 다짐도, 즉 공극률의 기준을 적용한다. 여기에는 공극률이 아스팔트 포장의 공 용성과 관련이 있다는 가정에서 출발한다. 그러나, 공극률뿐만이 아니라 다양한 인자가 아스팔트 포장의 공용성에 영향을 미친다. 이에 포장의 공용성 성능에 근거하여 다짐후의 아스팔트 포장의 품질을 평가를 기준으로 시공자에게 적절하게 대금을 지금하는 방법이 꾸준히 연구되고 있다.
성능설계는 설계와 시공법을 시공업체가 자유롭게 선택하도록 하여, 아스팔트 포장의 품질 향상과 동 시에 건설비용을 저감할 수 있을 것으로 기대되어, 궁극적인 아스팔트 포장법으로 여겨진다. 하지만, 시 공후 아스팔트 포장의 장기 공용성 평가의 정확성을 확보가 절실히 필요하다.
이를 위해서 Westrack project가 1990년대에 시작되었다. Westrack의 가속시험결과를 바탕으로 아스팔트 공용성 모델, 피로균열 모델과 영구변형 모델이 제안되었지만, 제한된 실험결과를 바탕으로 하여 일 반적인 적용에는 무리가 있다. 그렇지만 성능기반설계의 구체적인 개념과 적용방법을 제시하였다. 공용성 에 기반하여, 유지보수 계획을 수립하고, 이에 따른 생애주기비용(LCC)을 계산하여 설계안과 비교하여, 상/벌계수를 산정하여, 시공자에게 대금을 지불하도록 계획하였다.
이후 아스팔트 설계 프로그램인 MEPDG가 개발되어, MEPDG의 수많은 시뮬레이션 결과를 이용하여 NCHRP 9-22 프로젝트에서 closed-form solutions을 제안하여 엑셀쉬트를 이용하여 공용성 예측을 할 수 있도록 제안하였다. 동탄성계수가 영구변형과 피로균열의 대표한다는 가정에서 출발하여, 여전히 공용 성평가에 대한 의문이 제기되고 있다. 그렇지만, 시공후 현장 코어로 동탄성계수 및 기본 물성을 획득하 여, 공용성 평가의 정확도를 높이고자 하였다. 생애주기비용 대신에 내구연한을 산정하여 상/벌계수를 산 정하도록 하였다.
위에서 살펴본 바와 같이 공용성 예측 모델이 성능기반설계의 핵심이다. 이에 노스캐롤라이나주립대학 의 아스팔트 연구팀은 점탄성이론에 손상이론을 접목하여 피로균열 모델을, 중첩의 원리를 이용하여 영구 변형모델을 개발하였다. 이를 바탕으로 성능기반설계법을 개발하는 프로젝트를 수행하고 있다.

• 최영태(한국철도기술연구원 선임연구원)