본 연구는 아스팔트 혼합물에 사용되는 재료들을 산업부산물로 활용함으로써, 경제성 확보 및 공용성 능의 개선 효과를 확인하기 위한 것으로써, 천연골재를 대체하기 위해 제강공정에서 발생되는 전기로 산 화슬래그 골재를 분쇄, 선별하여 사용하였으며, 석회석 등의 채움재는 자동차유리를 분쇄 선별하여 사용 하였다. 아스팔트 바인더의 성능개선을 위하여 폐자동차의 폴리머 재료도 활용하였다. 실내시험 및 현장 적용 결과, 전기로 슬래그 골재의 일반적인 물성이 천연골재와 유사한 것으로 나타났으며, 폐유리를 이용 한 채움재 또한 석회석을 대체하는데 문제가 없을 것 판단된다. 표 1과 2는 각 재료별 물성시험결과로 관 련기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한 각 재료별 유해성을 평가하기 위한 중금속 용출 시험결과에서도 관련기준에 적합한 것으로 나타 났다. 표 3 및 표 4는 중금속 용출 실험결과이다. 각 재료를 이용하여 혼합물을 제작하고 실시한 물성시험결과 표 5에서와 같이 안정도가 천연골재를 활 용한 일반아스팔트 혼합물에 비해 우수한 것으로 나타나, 전기로 산화 골재 등을 활용하여 경제적이고 우 수한 품질의 생산 및 시공이 가능할 것으로 판단된다.

자동차의 경우 제조단계부터 폐기단계까지의 전 과정에 걸친 환경부하를 줄이기 위한 노력이 활발히 진 행되고 있다. 특히, 국내외 폐차 법규가 확정되면서 폐차의 친환경적인 처리를 위해 플라스틱, 고무재료 등 에 대한 재활용 실용화 기술에 많은 연구가 진행되고 있으며, 폐유리의 경우는 화학성분 중 70% 이상이 실리카(SiO2) 성분으로 시멘트와의 반응시 포졸란 작용 및 기타 충전재의 역할이 기대되기 때문에 폐유리 를 콘크리트 품질 개선을 위한 환경 친화적 혼화재로서 활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 학계에서 일부 발표되었으나 현재 많이 사용되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차 폐부품인 폐유리의 재활용 방 안을 모색하기 위하여 폐유리 미분말을 결합재(Binder)의 10~30%를 치환하여 대체율에 따른 모르타르와 콘크리트의 기초물성 실험 수행과 폐유리 잔골재를 일반 세척사의 10~30% 치환한 콘크리트의 기초물성 실험을 통해 도로 소구조물 및 콘크리트포장 활용 가능성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 본 연구의 실험방법은 폐유리 미분말의 모르타르의 물성 검토를 위해 모르타르 제조직후 플로우를 검 토하고 재령 7, 28일의 압축강도를 측정하였고, 콘크리트의 물성 검토를 위해 재령 7, 28일의 압축강도와 재령 28일에서의 염소이온침투저항성 시험을 수행하였다. 또한 폐유리 잔골재의 모르타르의 물성 검토를 위해 모르타르 제조직후 플로우를 검토하고 재령 3, 7, 28일의 압축강도를 측정하였다.

본 연구는 폐차 처리과정에서 발생하는 폐부품인 폐유리 및 폴리머 재료와 제강과정에서 발생하는 부산물 인 슬래그를 도로포장 재료로 활용하기 위해 수행하였으며, 기초연구를 통해 아스팔트 혼합물의 골재와 채 움재를 대체하고 아스팔트 바인더 성능의 개선을 위한 첨가제를 개발하여 현장에 적용하고 모니터링을 실시 하였다. 사용된 골재는 천연재료를 대체하기 위해 전기로 산화 슬래그 골재를 분쇄 선별하여 표 1과 같은 기 초물성 값을 얻었으며, 폐유리는 분쇄하여 표 2와 같이 채움재 사용기준의 적합여부를 확인하였다.

본 연구는 산업부산물인 제철 산업의 전기로 산화슬래그골재를 이용하여 천연골재를 대체하고 자동차 산업에서 발생하는 폐유리를 분쇄하여 채움재로 활용하는 연구로써, 환경친화적인 아스팔트 포장 재료를 개발하였으며, 폐PVB로 아스팔트 바인더의 물리적 성능을 개선하여 현장적용성을 검토하였다. 최적의 공극률을 결정하기 위한 반복적인 배합설계를 거쳐서 13-5mm(40%), 5-0mm(57%), 폐유리미분말 채움재(3%), 아스팔트(4.1%)의 투입량을 결정하였으며, 마샬안정도는 약 10,000N의 강도를 발현하였으며, 간접인장강도는 1.00~1.16 MPa의 범위를 나타내고 있었다. 혼합 및 다짐온도 조건은 실내 최적 배합설계에서 적용한 결과를 동일하게 적용하였다. 현재 전기로 산화슬래그는 제철 인근의 토목현장에 사용되고 있으며, PVB 필름과 차량 폐유리는 토목·건축용 자재로 일부 사용되고 있으므로 향후 도로현장이 추가 수요처로 안정된 소비가 기대된다. 본 연구에서 더욱 기대되는 것은 PVB 필름으로 개발될 중온형 아스팔트 바인더에 전기로 산화 슬래그 골재의 높은 강성과 고분말 폐유리 미분말의 충진성이 조화되어 기존 제품과 차별화된 친환경 고내구성 포장체의 한 분야를 개척할 수 있을 것으로 기대된다.

고로슬래그 미분말을 순환골재 모르타르 및 콘크리트의 제조에 활용할 경우, 순환골재에서 용출된 Ca(OH)2가 고로슬래그에 대한 자극제 역할을 수행하여 수화반응을 개선할 수 있을 것으로 판단되고 고로슬래그를 통해 알칼리 저감 효과를 얻을 것으로 예상되어 본 연구를 진행하게 되었다. 그 결과 고로슬래그 미분말을 혼입․사용한 순환 잔골재 모르타르는 재령 3일에서는 고로슬래그 혼입율에 따라 강도가 감소하는 결과를 나타냈다. 이는 고로슬래그의 수화반응이 일어나지 않았기 때문으로 판단되며 또한, 순환 잔골재 혼입률에 관계없이 고로슬래그 미분말의 혼입률이 증가함에 따라 재령 3일 측정한 수화활성도도 저하되는 것으로 나타났다. 재령 7일에서는 순환 잔골재에서 용출된 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 자극제 역할을 수행하여 고로슬래그 미분말을 혼입한 배합의 압축강도 발현이 천연 잔골재를 사용한 모르타르보다 서서히 증가하는 결과를 보이기 시작하였으며 이로 인해 재령 7일 측정한 고로슬래그 미분말을 단계별로 혼입한 배합의 수화활성도가 고로슬래그를 혼입하지 않은 배합보다 높아지는 것으로 나타났다. 재령 28일에서는 고로슬래그 미분말 혼입률 30% 배합에서는 고로슬래그의 수화반응으로 인해 천연 잔골재를 사용한 배합보다 높은 압축강도를 보이기 시작하였으며 이때 측정한 수화활성도는 천연 잔골재를 사용한 배합과 특별한 차이를 보이지 않았으며, 이는 지속적으로 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 공급되지 못하였기 때문으로 판단된다.