최근 아스팔트 포장의 개･보수 및 각종 관로 교체공사 시 발생하는 폐아스콘 발생량이 매년 증가하고 있다. 이러한 폐아스콘을 100% 순환골재로 재활용함은 물론 아스팔트 가열시 CO2 발생현상과 지하수자 원 고갈 등의 경제적․환경적 문제점을 해결하기 위한 투수성 포장재료의 제조를 통해 탄소배출량 저감, 지 하수자원 보존 및 집중호우로 인한 도심지 침수 방지에 효과적일 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 상온에서 순환골재를 재활용하기 위해여 사전 실험으로 도출된 최적의 MMA 수 지 결합재와 폐아스콘 순환골재를 전량 활용한 투수성 상온 재생아스팔트 혼합물의 물리･역학적 성능, 내 구성능 분석 및 현장 시험시공을 통한 적용성을 평가하였다. MMA계 수지 결합재와 폐아스콘 순환골재를 활용한 배합의 최적조건에서 마샬안정도는 14,280N, 흐름 값은 23.5(1/10mm)로 나타나 KS F 2385『투수성 아스팔트 혼합물』의 품질규정의 목표치를 만족하였다. 공극률 및 투수계수는 각각 평균 20.44%, 0.94 cm/sec로 측정되었다. 폐아스콘 순환골재의 입도분포 특 성에 따라 각 공시체 별로 차이를 있으나 현재 국내의 투수성 아스팔트 혼합물의 기준치를 모두 안정적으 로 만족하였다. 또한 25℃ 상온에서 변형률과 동적안정도가 평균 각각 1.21mm/min 및 4,070회/mm로 나타났으며, 공시체의 파괴는 작으며 투수성 포장재료로 가능할 것으로 판단된다. 폐아스콘 순환골재와 MMA계 수지를 이용한 투수성 상온 재생아스팔트 시험시공 후 재령별 코어채취 및 안정도를 측정한 결과, 상온 아스팔트의 품질시험 재령인 10일의 경우에는 공시체가 완벽히 하부까지 채취할 수 있었으며 채취한 공시체의 마샬안정도 및 흐름값이 12,420N과 25.6(1/10mm)로 투수성 아스팔 트 조성물의 KS 기준을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 시험시공 이후 3개월간 포장면을 모니터링 한 결과, 포장체의 균열 및 파손은 관찰되지 않았으며, 골재의 박리가 일어나는 현상 또한 보이지 않아 기존 의 기술로 포장된 면의 성능과 유사한 것으로 현장 성능이 우수한 것으로 판단된다. 한편, 시험시공 포장 체의 현장 투수성능을 시험한 결과 포장체의 투수량이 1,622(mL/15s) 이상으로 매우 우수한 것으로 사료 되며 투수성 포장체로서 성능이 충분한 것으로 판단된다.

현재 각 시·도 지차체의 국도 70%이상이 불투수성 면적이며, 불투수성 면적의 증가는 우천 시 수막현 상으로 인한 교통사고, 도시형 우심 피해 증가, 하천수의 감소, 지하수의 고갈 등의 물 순환 문제와 열섬 현상을 발생시키는 주요 원인으로 지목받고 있다. 이러한 시점에서 투수성 포장은 도로 및 보도에 사용이 많이 이루어 졌으나 기존의 밀입도 포장에 비해 인위적으로 형성시킨 공극으로 인하여 강우 및 강설 등에 의한 수분이 투수성 포장을 자유롭게 이동할 수 있어 수분손상에 의한 포장체의 변형 및 처짐으로 골재의 박리·박락 현상과 균열 및 포트홀 등으로 포장이 파손되는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 한편, 실온에 서 사용이 가능한 메틸메타아크릴수지(MMA: Methyl Methacrylate Reactive Resin)는 낮은 온도(영하 30℃)에서도 작업이 가능하며 염화칼슘 등의 유입에도 손상 없이 견디는 내화학성 및 내염성을 가지고 뛰 어난 접착성을 가지고 있다. MMA 수지의 경우 에폭시 수지 및 우레탄 수지와 같은 액체기와 액체 경화제 로 구성되어 있는 여타 반응성 수지와 달리 상온에서 사용가능한 결합재에 적용할 경우 MMA 수지와 분 말경화제의 배합 및 사용량에 대한 특성을 명확히 적용할 필요가 있다. 본 연구에서는 폐아스콘 순환골재를 전량 활용한 투수성 재생아스팔트 제조를 위한 MMA 수지 상온 재 생아스팔트용 결합재 개발에 앞서 MMA 수지 및 경화제의 종류에 따른 배합의 중합열과 경화속도를 분석 하여 기초자료로 활용하고자 한다. 실험 결과, 단일형 MMA 수지의 경우 경화제의 B.P.O 농도가 높고, 첨가량이 증가할수록 중합열은 증가 하였으며, 경화시간은 단축되는 경향을 보였다. B.P.O 농도 50%의 경우 2%~4%첨가량의 경화시간은 26~40분, 중합열은 82.4℃~94.6℃로 안정적인 중합 반응을 보였으며 5%의 시편에서는 100.4℃의 높은 중 합열이 발생하여 이에 따른 자동가속화반응으로 인한 점도 증가로 기포가 발생하여 공극이 생기는 현상이 발견되었다. B.P.O 농도 40%의 경우 2%~5%첨가량의 경화시간은 23~52분, 중합열은 77.6℃~98.5℃ 안 정적인 중합 반응을 보였다. 하지만 B.P.O 농도 50% 및 40% 모두 첨가량 1%이하에서는 반감기가 길어짐에 따라 단위 시간당 생성되는 자유라디칼의 수가 작아지면서 입자 핵생성 기간이 길어져 반응 초기에 생성된 입자 핵들이 화합하여 성장할 확률과 중합속도 또한 낮아지게 되어 경화시간이 60분 이상 증가하였으며 중 합열 또한 61.5~65.3℃로 낮게 나타났다. 상도형 MMA 수지의 경우 경화시간은 22~30분, 중합열은 59. 1℃~64.2℃로 농도와 첨가량에 의한 차이는 크지 않았으며, 단일형 MMA 수지에 비해 빠른 경화시간과 낮 은 중합열로 안정적인 중합반응을 보였다. 하지만 경화제 4%이상 첨가할 경우에는 농도에 관계없이 중합열 이 감소하여 10℃이상의 차이를 보였으며, 이는 경화제의 첨가량이 증가하면서 분자간의 응집력으로 인하여 균일한 분산이 이루어지지 않아 MMA 수지와 중합반응이 제대로 이루어지지 않은 것으로 판단된다.

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 20.4%, Water permeability coefficient was 0.94cm/sec and Skid Resistance test was 50BPN