국토교통부고시 제 2014-105호와 환경부고시 제 2014-33호에 따라 2016년부터 순환골재를 제품소요량 대비 40% 이상 의무적으로 사용해야함에 따라 건설 분야의 순환골재 활용은 권장사항이 아닌 의무사항이 되고 있다. 순환골재라 함은 “건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률” 제2조 제7호의 규정(건설폐기물을 물리적 또는 화학적 처리과정 등을 거쳐 제35조의 규정에 의한 품질기준에 적합하게 한 것)에 적합한 골재로 폐아스콘, 폐콘크리트, 슬래그 등이 이에 해당된다. 슬래그는 철을 제조할 때 생성되는 산업폐기물로 일반적으로 고로 슬래그 미분말이 순환골재로써 콘크리트 제조시 사용되나 본 연구에서는 제강슬래그를 활용하였다. 제강슬래그는 팽창성과 환경적인 이유로 활용이 어려웠으나 선행연구를 통해 기초물성 및 환경성을 검토하여 아스팔트 골재로써 활용성을 검증하였다. 이에 따라 본 연구에서는 순환골재인 폐아스콘와 제강슬래그를 활용하고 최적의 혼입비율을 확보하기 위하여 폐아스콘 혼입 비율을 구분하여 실용화를 목적으로 13mm 밀입도(WC-1), 20mm 밀입도(WC-3) 로 중온 재활용 아스팔트 혼합물을 설계하여 공용성능을 분석하였다. 본 연구에 사용된 재료는 P사 광양제철소에서 생산된 3개월 이상 에이징된 제강슬래그(전로슬래그 90%, 전기로슬래그 10%)를 사용하였으며 인천지역 폐아스콘을 활용하였다. 공용성능 평가를 위하여 소성변형과 밀접한 관련이 있는 변형강도 실험을 수행하였다. 실험결과, 골재의 크기가 큰 WC-3가 WC-1에 비해 변형강도가 우수하였으며 WC-1는 제강슬래그의 비율이 높을수록 변형강도가 우수하였으며 WC-3는 제강슬래그의 비율에 영향을 받지 않았다.

최근 자연환경보전에 관한 법률이 강화되면서 도로포장용 골재 채취 및 석산의 신규개발이 제한되어 양질의 골재 수급이 어렵다. 특히 골재 소요량의 40% 이상을 재활용골재로 사용해야 하는 재활용골재 의 무 사용 환경부 고시가 시행되어 재활용골재 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 같이 재활용골재 활용에 대한 필요성이 높아짐에 따라 다양한 산업부산물 및 폐기물을 골재로 활용하기 위하여 많은 연구 진행되고 있다. 특히 산업부산물 중 제강슬래그는 연간 발생량이 약 600만 톤으로 대량 발생되고 있지만 노반재나 성토재 등 저부가가치 재료로 활용되거나 매립되어 활용성이 떨어진다. 하지만 제강슬래그의 선 행연구결과 밀도, 마모감량 등 국내 도로용 골재기준을 충분히 만족하고 있으며 폐기물 및 토양오염에 대 한 환경기준도 만족하여 도로용 아스팔트 콘크리트에 활용이 가능할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 폐아스콘과 제강슬래그를 활용한 아스팔트 포장공법을 개발하기 위하여 폐아스콘과 제강슬래그의 혼입비율과 입도를 달리한 아스팔트 혼합물을 배합하여 변형강도(Deformation strength: SD) 실험, 반복주행(Wheel tracking) 실험, 회복탄성계수(MR) 실험 등 다양한 실내실험을 수행하여 아스 팔트 혼합물에 대한 공용성능을 분석하였다. 분석된 공용성능을 토대로 폐아스콘과 제강슬래그의 혼입비 율과 합성입도를 달리하여 인천지역에 4개구간 약 50m, 전남지역에 6개구간 약 300m 시험시공을 실시하 였다. 본 연구에서는 광양제철소에서 생산된 3개월 이상 에이징된 제강슬래그(전로슬래그 90%, 전기로슬래 그 10%)와 각 시험시공 지역에서 수급된 폐아스콘을 사용하였으며 아스팔트 바인더는 본 연구를 위하여 S사에서 개발한 중온기능과 재생첨가제를 포함하여 폐아스콘과 제강슬래그 활용에 적합하게 설계된 제품 (WMRA, Warm Mixed Reclaimed Asphalt)을 사용하였다. 폐아스콘과 제강슬래그를 활용한 아스팔트 포장 시험시공의 안정도, 공극율 등 검사시험성적 결과 품 질기준에 모두 만족하여 현장적용에 문제가 없을 것으로 판단되며 추후 추적조사를 통하여 균열 및 소성 변형에 대한 지속적인 검토를 수행할 계획이다.

2000년대 초반 서해대교와 영종대교가 건설된 이후 국내에서는 섬과 섬, 육지와 섬을 연결하는 장대교량 의 건설이 지속적으로 추진되고 있다. 이러한 장대교량은 대부분 주경간을 케이블로 지지하는 현수교 또는 사장교로 건설되고 있다. 이러한 장대교량의 경우 사하중을 경감하기 위하여 교량상판은 대부분 강상판 형식 으로 건설되고 있다. 강상판에 적용되는 교면포장은 불투수성의 방수성능과 충격 및 진동에 대한 저항성이 우수해야 되기 때문에 유럽과 일본을 비롯하여 국내에서는 일반적으로 매스틱(구스) 아스팔트포장 공법을 두 께 70~80mm(매스틱/매스틱, 개질/매스틱) 내외로 적용하여 시공하고 있고(이진구, 2004), 일반적이지는 않으나 에폭시 아스팔트 또는 폴리머 콘크리트로 두께 50mm이하의 박층 교면포장을 시공하는 사례도 있다. 매스틱 아스팔트 혼합물은 불투수성으로 휨에 대한 적응성이 높기 때문에 일반적으로 강상판 교면포장에 사용되며, 일반 아스팔트 혼합물에 비해서 0.075mm(Filler)이하 미립자의 함량이 17~34% 정도로 높고, 고 점도의 TLA(Trinidad Lake Asphalt)로 인하여 230℃이상의 고온에서 혼합물을 교반하여 시공한다. 특히 고온에서의 교반을 위하여 특수 혼합기인 쿠커(Cooker)를 사용하여 현장에서 매스틱 아스팔트 혼합물을 생 산한다. 매스틱 아스팔트 혼합물은 고온에서 유동성이 우수하여 아스팔트 피니셔(Finisher)로 흘려 넣듯이 포설하기만 하여도 추가적인 다짐 없이 시공을 마무리 할 수 있다. 기존의 매스틱 아스팔트포장은 일반 아스팔트에 고점도의 TLA인 천연 아스팔트를 혼합하여 생산하는데 일반 매스틱 아스팔트포장의 경우 TLA를 전량 외국에서 수입하기 때문에 재료비가 고가이고 물리적인 성질 을 개선하기가 상당히 어려운 실정이다. 이러한 문제를 극복하기 위한 대안으로 SBS 개질재를 혼합한 개질 매스틱아스팔트 및 다양한 재료에 대해 연구 사용하고 있다. 본 연구에서는 매스틱 아스팔트 포장과 TLA, SBS개질재가 첨가되지 않는 친환경적이고 경제적인 폐아스 콘을 혼합한 재생매스틱 아스팔트를 비교해본다. 배합설계를 위해 폐아스콘에 신규골재와 신규 바인더를 첨 가한 재생 매스틱 아스팔트를 고온에서의 안정성을 평가하는 관입량 시험과 혼합물의 반죽질기를 평가하여 시공성능을 가늠하기 위한 류엘 유동성 시험, 혼합물의 배합설계 및 품질 관리시 내유동성을 평가하는 동적 안정도 시험을 하였다.

본 연구는 노후된 폐아스콘으로부터 폐아스팔트를 추출하여 ASTM방법을 이용해서 폐아스팔트의 화학적 조성을 성분별로 분리하고, 이들을 신제아스팔트의 구성성분과 비교하여 노후시 변화하는 성분들을 파악하였다. 이러한 분석결과를 토대로 폐아스팔트의 성상복원을 위한 재생첨가제를 제조하여 재생첨가제를 10%, 20% 첨가했을 때 폐아스팔트의 복원정도를 침입도$(25^{\circ}C)$, 신도, 연화점, 점도의 네 가지 시험을 수행하여 폐아스팔트의 물성 변화 특성을 고찰하였다. 연구결과에 의하면 아스팔트의 노화시 아스팔텐의 함량이 하고, 방향족성분의 함량이 감소함을 알 수 있었고, 증가한 아스팔텐의 함량을 줄여주기 위해 아스팔트의 방향족 성분자 화학적으로 비슷한 아로마틱기유를 사용하여 재생첨가제를 제조했다. 그리고 제조된 재생첨가제를 노화가 진행된 폐아스팔트에 무게 비로 20% 첨가했을 때, 신제아스팔트 (AP-3)와 유사한 정도로 성상이 복원됨을 확인할 수 있었다.

본 연구는 노후된 폐아스콘으로부터 폐아스팔트를 추출하여 ASTM방법을 이용해서 폐아스팔트의 화학적 조성을 성분별로 분리하고, 이들을 신제아스팔트의 구성성분과 비교하여 노후시 변화하는 성분들을 파악하였다. 이러한 분석결과를 토대로 폐아스팔트의 성상복원을 위한 재생첨가제를 제조하여 재생첨가제를 10%, 20% 첨가했을 때 폐아스팔트의 복원정도를 침입도(25℃), 신도, 연화점, 점도의 네 가지 시험을 수행하여 폐아스팔트의 물성 변화 특성을 고찰하였다. 연구결과에 의하면 아스팔트의 노화시 아스팔텐의 함량이 하고, 방향족성분의 함량이 감소함을 알 수 있었고, 증가한 아스팔텐의 함량을 줄여주기 위해 아스팔트의 방향족 성분자 화학적으로 비슷한 아로마틱기유를 사용하여 재생첨가제를 제조했다. 그리고 제조된 재생첨가제를 노화가 진행된 폐아스팔트에 무게 비로 20% 첨가했을 때, 신제아스팔트 (AP-3)와 유사한 정도로 성상이 복원됨을 확인할 수 있었다.

The purpose of this study is to investigate the field application of Permeability recycled asphalt using Waste Asphalt Concrete and Resin. After the test construction, it was not cause problem, such as this stripping, falling and crack of pavement. Also, it was confirmed to be performance of equal or higher than of existing technology.

최근 도로의 개･보수 공사 뿐만 아니라 도시가스, 상수도 및 오폐수 관거 등의 교체공사로 인하여 건설 산업 부산물 중에 폐아스콘의 발생량이 상당한 부분을 차지하고 있다. 이러한 폐아스콘의 처리 및 건설공사 골재부족 현상 심각성이 대두됨에 따라 자원순환을 위한 정부의 패러다임 전환 정책이 강화되고 있다. 한편 실온에서 사용이 가능한 MMA(Methyl Methacrylate) 수지를 이용한 투수성 재생아스팔트의 역학적 성능에 대한 기초실험을 실시한 결과 MMA 수지를 이용한 투수성 재생아스팔트의 마샬안정도 및 흐름값 모두 KS 기준을 만족하는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서는 폐아스콘을 처리한 순환골재와 MMA 수지를 이용한 투수성 재생아스팔트의 내구성능을 확인하기 위하여 마모저항성 및 동적안정도에 대하여 분석하였다. 배합조건에 따른 마모저항성 시험결과, 모든 배합조건에서 시험체의 질량 손실률이 18%이하로 나타났다. 투수성 재생아스팔트의 경우 골재와 골재 사이의 결합재 및 공시체의 수밀한 정도에 의해 칸타브로 손실률의 차이가 크게 발생하나, 본 실험에서의 제조된 공시체는 모두 우수한 내마모성을 나타내는 것으로 나타났다. 투수성 재생아스팔트의 동적안정도를 평가하기 위하여, 상온 25℃에서 휠트래킹 시험방법으로 동적안정도를 평가한 결과, PCRA-1(L사 MMA)의 경우가 PCRA-2(N사 MMA)의 경우 보다 완만한 변형률을 나타내었으며 최종 변형량의 차이가 약 0.44 ~ 3.37mm의 차이가 나타났다. KS 규격에 준하는 시험체 3개의 평균값으로 산정된 변형량의 차이는 약 1.75mm로서 PCRA-2의 시험체가 약 1.94배 더 큰 변형량을 나타내었다. 한편 PCRA-1의 시험체는 약 5분까지는 급격히 중앙부 처짐량이 증가하는 경향을 나타났으나, 그 후 60분까지 서서히 처짐량이 증가하였다. 따라서, PCRA-1의 배합이 변형에 대한 저항성이 우수한 것으로 판단된다.

In this study, Analyzed characteristic about permeability cold-mixed recycled asphalt concrete using waste asphalt concrete and MMA. As a result, porosity was 19.4% and permeability coefficient was 0.4cm/sec. Marshall stability test had the highest MMA 4% and a hardener 3%.

최근 도심지의 노후 된 포장 재정비 및 지하매설물 굴착 복구로 인한 폐아스콘 발생량이 지속적으로 증가하고 있으며, 이러한 건설폐기물 처리의 심각성이 대두됨에 따라 자원순환을 위한 정부의 패러다임 전환 정책이 강화되고 이에 따른 산업인프라 구축이 활발히 진행되고 있다. 한편 폐아스콘 순환골재를 활용한 투수성 재생 아스콘 제조를 통해 탄소배출량 저감, 지하수자원 보존 및 집중호우로 인한 도심지 침수 방지에 효과적일 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 투수성 재생아스팔트 혼합물의 제조 및 역학적 특성 규명에 앞서 폐아스콘순환골재의 물리적 특성을 분석하였다. 본 연구에서 사용되는 폐아스콘 순환골재는 G사에서 처리 및 생산된 골재로서 순환골재의 입도 크기별로 25~13mm, 13~8mm 및 8mm 이하의 것으로 분류하여 사용하였다. 25mm이하 폐아스콘 순환골재의 물리적 성질을 KS F 2503 ｢굵은골재의 밀도 및 흡수율 시험｣에 준하여 분석한 결과 밀도 및 흡수율이 각각 2.62 g/cm3, 1.45%로 나타났다. 폐아스콘 순환골재의 품질은 KS F 2572 ｢아스팔트 콘크리트용 순환골재｣에 준하여 실험하였으며, 구재아스팔트 함량 4.43%, 구재아스팔트 침입도(25℃, 1/10mm) 21, 씻기 시험에서 손실되는 양 1.0%, 유기이물질 0.07%, 무기이물질 0.11% 함유하는 것으로 나타나 아스팔트 콘크리트용 순환골재 품질규격에 적합한 것으로 확인되었다. 또한 폐아스콘 순환골재의 체가름시험 결과 골재입도는 25~13mm에서 25mm 100%, 20mm 85%, 13mm 72.5%, 10mm 54.6%, 5.0mm 39.6%, 2.5mm 27.3%, 0.6mm 15.9%, 0.3mm 11.5%, 0.15mm 7.3%, 0.08mm 2.8%, 골재입도 13~8mm에서 25~13mm 100%, 10mm 81.4%, 5.0mm 30.9%, 2.5mm 23.7%, 0.6mm 15.3%, 0.3mm 11.7%, 0.15mm 7.8%, 0.08mm 3.4%, 골재입도 8mm이하에서 25~10mm 100%, 5.0mm 93%, 2.5mm 74.5%, 0.6mm 41.9%, 0.3mm 29.6%, 0.15mm 19.1%, 0.08mm 6.9%의 체통과율이 확인되었으며, 향후 투수성 재생아스콘의 골재로 사용하기 위하여 입도별에 따른 투수성능 및 혼합물의 역학적 특성을 평가하여야 할 것으로 판단된다.

최근 도로의 개･보수 공사 뿐만 아니라 도시가스, 상수도 및 오폐수 관거 등의 교체공사로 인하여 건설산업 부산물 중에 폐아스콘의 발생량이 상당한 부분을 차지하고 있다. 이러한 폐아스콘의 처리 및 건설공사 골재부족 현상을 해결하기 위하여 폐아스콘을 전량 사용한 재생 아스팔트의 연구가 활발히 진행되고 있다. 한편 CO₂의 발생량을 줄이기 위해 무시멘트를 사용한 상온 재생아스팔트의 역학적 성능에 대한 기초실험을 실시한 결과 채움재로 시멘트를 사용한 상온 재생아스팔트와 동등 이상의 마샬안정도를 확보하고 흐름값 및 공극률 모두 KS 기준을 만족하는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서는 폐아스콘을 처리한 순환골재와 무시멘트 결합재를 이용한 상온 재생아스팔트의 내구성능을 확인하기 위하여 동적안정도 특성을 분석하였다. 배합 및 온도조건에 따른 휠트래킹 시험방법으로서 동적안정도를 평가한 결과, 모든 배합조건에서 약 5분까지는 급격히 중앙부 처짐량이 증가하는 경향을 나타내었으며, 그 후 60분까지 서서히 처짐량이 증가하여 일정수치에서 수렴하는 경향을 나타났다. 한편, 무시멘트계 결합재를 채움재로 사용하는 것이 OPC를 채움재로 사용하는 것보다 변형에 대한 저항성이 우수한 것으로 판단된다. 동적안정도(DS) 검토 결과, 60℃ 기준에서는 변형량과 동적안정도가 모든 배합조건에서 21,000회/mm로 동일하게 나타났으며, 20℃ 기준에서는 OPC보다 2배 우수한 동적안정도를 나타내었다. 실험 온도조건이 높은 경우, 채움재의 종류에 상관없이 아스팔트 유제의 유동성이 증가되어 동적안정도가 동일하게 나타났지만, 상온의 온도조건에서는 무시멘트계 결합재를 사용한 경우 상온 재생아스팔트 혼합물의 매트릭스가 치밀해져 동적안정도가 우수한 것으로 판단된다.

Currently, portable equipment for recycling of waste asphalt concrete (ASCON) has been used. However, any air pollution control devices are not attached in the simple portable one. Thus, a lot of air pollutants have been produced from recycling processes of waste ASCON which resulted from aging of paved roads or repavement of roads. This study deals with a preliminary result of concentration analysis of air pollutants obtained from a pilot and a real recycling processes of waste ASCON using simple portable recycling equipment. Air pollutants were taken from 4 steps of the pilot recycling process including an initial heating by liquid petroleum gas (LPG), intermediate heating and melting (H&M) process, final H&M process, and pavement processes using recycled ASCON at the recycling site. Also, air pollutants were taken front 4 steps of the real recycling processes including an initial H&M, final H&M and mixing, loading of recycled ASCON to dump trucks, and at the recycling site after leaving the loaded dump trucks for real pavement sites. The air pollutants measured in this study include volatile organic compounds (VOCs), aldehydes, particulate matter (PM: PM1, PM2.5, PM7, PM10, TSP (total suspended particulate)). The identified concentrations of VOCs increased with increasing time or degree for H&M of waste ASCON. In particular, very high concentrations of the VOCs at the status of complete melting, which is exposed to the air, of the waste ASCON just before paving tv the recycled ASCON at the recycling site. Also, considerable amount of VOCs were identified from the recycling equipment after the dump trucks leaded by recycled ASCON leaved the recycling site for the pavement sites. The relative level of formaldehyde exceeded 80% of the aldehydes Identified in the recycling processes. This is because the waste ASCON is exposed to direct flame of LPG during H&M processes. The PM concentrations measured in the winter recycling processes, such as the loading and rotation processes of waste ASCON into/in the recycling equipment for H&M, were much higher than those in the summer ones. In particular, the concentrations of coarse particles such as PM7 and PM10 during the winter recycling were very high as compared those during the summer one.