아스팔트 시험포장

왜 배우는가: 아스팔트 시험포장은 본 공사 전에 실제 장비와 재료로 시공 조건을 확정하는 절차라서, 다짐 불량과 품질 편차를 시공 초기에 막는 현장 실무의 핵심이다. 시험시공 결과 해석과 확인사항은 시험 문항에서 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제125회 3교시 4번, 제92회 4교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

아스팔트 시험포장은 본 시공 전에 같은 장비와 재료로 일정 구간을 먼저 시공하여 포설 두께, 다짐 방법, 다짐 횟수, 다짐 밀도, 적정 온도를 확인하고 그 결과를 본 포장에 적용하는 절차이다.

핵심 키워드

• 시험포장
• 시험시공 구간
• 적정 장비 선정
• 포설 두께
• 다짐 횟수
• 다짐 밀도
• 적정 온도
• 본 포장 적용

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 본 공사 전에 짧은 구간을 먼저 깔아 보고, 그 결과로 시공 조건을 정하는 것이다. 현장에서 설계 배합이 같아도 장비 성능, 기온, 운반 거리에 따라 다짐 결과가 달라지기 때문에 이 과정이 필요하다.

정식 정의는 다음과 같다. 시험포장은 설계된 혼합물과 시공 장비를 실제 현장 조건에서 시험 시공하여 포설과 다짐 조건을 정하고, 품질 기준을 만족하는지 확인하는 시공 전 절차이다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다.

• 시험시공 구간: 본 포장과 같은 혼합물, 같은 장비로 시공하는 시험용 구간이다. 구간의 길이와 위치는 공사 조건에 맞춰 정한다.
• 다짐 곡선: 다짐 횟수가 늘면서 다짐 밀도가 올라가는 관계를 그린 것이다. 밀도가 더 이상 오르지 않는 횟수를 찾아 적정 다짐 횟수로 정한다.
• 적정 온도: 혼합물의 포설 온도와 다짐 시작·종료 온도 범위다. 온도가 낮으면 다짐이 되지 않고, 높으면 골재와 바인더 분리나 과다 변형이 생긴다.

배수성·저소음 아스팔트 콘크리트 포장 구조 및 설치 기준 제6조 ③항은 시공 전 시험포장으로 적정 장비를 선정하고, 포설 두께, 다짐 방법, 다짐 횟수, 다짐 밀도, 적정 온도를 확인한 뒤 이를 본 포장에 적용하라고 규정한다. 다만 유지보수 공사와 교면포장 등에서는 공사감독관과 협의하여 시험포장을 생략할 수 있다. 이 기준에서 굵은골재는 2.5mm 체 잔류 골재, 잔골재는 2.5mm 체 통과 0.08mm 체 잔류 골재로 정의한다.

3. 등장 배경과 필요성

아스팔트 혼합물은 골재 입도, 바인더 종류, 기온, 운반 시간에 따라 거동이 크게 달라진다. 설계 배합이 맞아도 현장에서 다짐이 부족하거나 과다하면 공용성이 떨어진다. 그래서 본 포장 전에 현장 조건을 반영한 검증이 필요해졌다.

특히 배수성 혼합물은 밀입도 혼합물보다 잔골재율을 낮춰 골재 간극률과 공극률을 높인 다공질 구조다. 다짐이 부족하면 공극이 과다해져 강도와 내구성이 떨어진다. 반대로 과다하게 다지면 골재가 파쇄되어 공극이 막히고, 배수 기능이 사라진다. 두 방향의 위험을 모두 줄이려면 본 포장 전에 다짐 횟수와 밀도 관계를 확인해야 한다. 이때 시공 전 시험포장 결과를 본 포장 기준으로 삼는다.

다짐 밀도는 포장의 소성변형, 박리, 균열 같은 파손과 직접 관련된다. 다짐 관리가 부족하면 공용 초기에 파손이 나타나므로, 시험포장은 장기 공용성을 확보하는 출발점이다.

기존 포장 위에 덧씌우는 경우에는 기존 포장의 건전도 평가와 손상 정도 파악이 함께 필요하다. 시험포장은 이런 조건 차이를 현장 단면에서 확인하는 수단이기도 하다. 유지보수 공사에서는 유지보수·교면포장 협의 생략 조건이 적용될 수 있으므로, 공사 성격에 따라 시험포장의 범위를 정해야 한다.

• 시험포장의 목적은 장비, 두께, 다짐, 온도를 현장에서 검증하는 데 있다.
• 배수성 혼합물은 공극률 관리가 핵심이므로 시험포장의 필요성이 더 크다.
• 시험 결과를 본 포장 시공 조건으로 고정하여 품질 편차를 줄인다.

4. 구성요소·원리·절차

아스팔트 시험포장은 본 포장에 앞서 실제 시공 장비와 재료로 일정 구간을 시공해 포설 두께, 다짐 방법, 다짐 횟수, 다짐 밀도, 적정 온도를 확인하는 절차다. 시험 결과를 본 포장 시공 조건으로 그대로 적용한다는 점이 핵심이다.

구성요소는 다음과 같이 나눈다.

시험포장의 원리는 다짐 에너지와 밀도의 관계에서 나온다. 같은 혼합물이라도 다짐 횟수가 늘면 밀도가 높아지다가 일정 횟수 이후 증가가 둔화된다. 따라서 시험 구간에서 다짐 횟수별 밀도 변화를 확인하여 최적 다짐 횟수를 정한다. 혼합물 온도는 점도와 관계가 있다. 온도가 너무 높으면 바인더가 흘러내리고, 너무 낮으면 다짐이 되지 않는다. 그러므로 포설 시작 온도와 다짐 완료 온도를 함께 확인한다.

절차는 다음 순서로 진행한다.

• 시험 구간 위치와 길이를 정하고 기존 노면을 청소하고 택코팅을 시공한다.
• 설계 배합의 혼합물을 생산하고 운반 중 온도 저하를 측정한다.
• 포설 두께를 정하고 피니셔로 포설한다.
• 롤러 종류와 다짐 순서를 정하여 횟수별로 다짐한다.
• 다짐 횟수별 밀도를 코어나 방사능 밀도계로 측정한다.
• 밀도 증가가 둔화되는 횟수를 최적 다짐 횟수로 정하고 그 조건을 본 포장에 적용한다.

다짐 밀도는 공극률로 평가한다. 현장 다짐도는 다음과 같이 구한다.

$$ 다짐도(\%) = \frac{현장 밀도}{기준 밀도} \times 100 $$

여기서 현장 밀도는 코어로 측정한 밀도(g/㎤), 기준 밀도는 실내 배합 설계 밀도(g/㎤)다. 예를 들어 현장 밀도가 2.35g/㎤, 기준 밀도가 2.45g/㎤이면 다짐도는 \frac{2.35}{2.45} \times 100 = 95.9\% 이다. 이 값이 기준 다짐도 이상인지 확인하여 본 포장의 다짐 조건을 정한다.

시험포장은 포설 두께·다짐 방법·다짐 횟수·다짐 밀도·적정 온도를 본 포장에 적용할 조건으로 확정하는 절차다.

5. 관련 법령·기준·표준

배수성·저소음 아스팔트 콘크리트 포장은 「도로법」 제50조의2 및 「도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙」에 따라 구조와 설치 기준을 정한다. 이 기준의 제6조제3항은 배수성·저소음포장을 시공하기 전에 시험포장을 실시하여 적정 장비를 선정하고, 포설 두께, 다짐 방법, 다짐 횟수, 다짐 밀도, 적정 온도를 확인한 뒤 본 포장에 적용하도록 규정한다. 다만 유지보수 공사와 교면포장 등에서는 공사감독관과 협의하여 시험포장을 생략할 수 있다.

기준 수치와 조건은 다음 표로 정리한다.

위 표에서 시험포장 관련 조건은 기준 제6조제3항이 직접 규정한다. 택코팅과 개질 아스팔트는 표층 접착과 내구성을 위한 조건이다. 골재 체 기준은 용어 정의로서 혼합물 품질을 판단할 때 기준이 된다.

시험포장 결과 기록과 시공 관리는 도로 공사 시방서와 현장 품질관리 기준을 함께 따른다. 다짐 밀도와 온도의 세부 허용 범위는 해당 공사의 시방서에 따른다. 이 기준은 제정 이후 재검토 주기가 정해져 있으므로 적용 시점의 최신 고시본을 기준으로 삼는다.