아스팔트 포장 재활용공법

왜 배우는가: 아스팔트 포장은 공용 중 파손과 보수가 반복되며 폐아스팔트 콘크리트(RAP) 발생량이 많아, 자원 순환과 공사비 절감을 위해 재활용공법 이해가 실무에서 필수다. 도로및공항기술사 시험에서도 용어와 논술 모두에서 재활용 종류와 이용방안을 묻는 문제가 반복 출제된다.

출제 이력: 제117회 2교시 2번, 제109회 1교시 11번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

아스팔트 포장 재활용공법은 기존 아스팔트 포장의 파손층을 절삭·회수하여 새 혼합물의 재료로 다시 쓰는 공법이다.

• 폐아스팔트 콘크리트(RAP, Reclaimed Asphalt Pavement)
• 순환골재(recycled aggregate)
• 재생첨가제(rejuvenator)
• 구재 아스팔트(aged asphalt binder)
• 재생아스팔트(rejuvenated asphalt)
• 현장 재생(in-place recycling)
• 플랜트 재생(plant recycling)
• 순환 아스팔트 혼합물(RHMA, recycled hot mix asphalt)

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 낡은 도로를 깨서 다시 깔 재료로 쓰는 것이다. 헌 포장을 버리지 않고 골재와 아스팔트를 되살려 쓰므로 자원 절약과 폐기물 감량이 동시에 이루어진다.

정식 정의는 다음과 같다. 「순환아스팔트 혼합물」은 아스팔트 도로포장의 유지보수나 굴착공사 시 발생한 폐아스팔트 콘크리트를 기계 파쇄 또는 가열 파쇄하여 아스팔트 콘크리트용 순환골재를 생산한 후, 소요 품질을 얻도록 보충재(천연골재, 아스팔트 또는 재생첨가제 등)를 더하고 재생장비로 생산한 혼합물이다.

폐아스팔트 콘크리트는 아스팔트 포장도로를 절삭 또는 철거한 것과 생산·시공 과정에서 폐기되는 것으로, 파쇄·분쇄, 이물질 분리·선별, 체가름을 하지 않은 상태를 말한다. 재활용 이전의 원재료다.

아스팔트 콘크리트용 순환골재는 폐아스팔트 콘크리트를 중간처리(파쇄, 체가름)한 골재다. 골재 표면에는 노화된 아스팔트막이 남아 있다.

구재 아스팔트는 용매로 순환골재를 골재와 아스팔트로 분리하고, 분리된 아스팔트에서 용매를 제거한 노화 아스팔트다. 점도가 높고 물성이 떨어진 상태다.

재생첨가제는 노화된 구재 아스팔트의 점도를 회복시키려고 혼합물 제조 시 더하는 재료다. 재생아스팔트는 구재 아스팔트에 신재 아스팔트나 재생첨가제를 넣어 혼합물 품질기준에 맞도록 물성을 조정한 아스팔트다.

3. 등장 배경과 필요성

아스팔트 포장은 사용 중 소성변형, 균열, 골재 탈리로 주기적으로 절삭 덧씌우기를 한다. 이때 발생하는 폐아스팔트 콘크리트를 버리면 매립 부담이 커진다. 반대로 신재 골재와 아스팔트는 채취와 정제 비용이 계속 올라간다.

이 두 문제를 함께 풀기 위해 재활용이 필요해졌다. 건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률은 건설폐기물을 품질기준에 맞게 처리한 순환골재의 사용을 제도화한다. 「순환골재 품질기준」도 아스팔트 콘크리트용 순환골재의 품질과 저장, 품질관리 항목을 규정한다.

재활용은 경제성과 환경성 외에 자원 순환 측면에서도 의미가 크다. 외부에서 들여오는 석유계 아스팔트와 천연골재 사용량을 줄일 수 있다. 따라서 답안에서는 재활용 필요성을 자원 절감, 폐기물 감량, 공사비 절감의 세 가지로 정리하는 것이 좋다.

4. 구성요소·원리·절차

재활용 아스팔트 혼합물은 폐아스팔트 콘크리트(RAP, Reclaimed Asphalt Pavement)를 파쇄한 순환골재에 재생첨가제, 신재 아스팔트, 필요하면 천연골재를 보충해 만든다. 핵심은 노화된 구재 아스팔트의 점도를 회복시켜 새 바인더와 같은 성능을 확보하는 것이다. 공법별 구성요소는 다음 표와 같다.

표의 각 구성요소는 재생 혼합물의 품질을 결정한다. 재활용률이 높을수록 노화 바인더 비율이 커지므로 재생첨가제와 신재 아스팔트의 배합 조정이 필수다.

재활용 원리는 가열과 점도 회복이다. 노화된 아스팔트는 산화와 경화로 굳어지므로, 재생첨가제가 구재 아스팔트에 확산되어 점도를 낮추고 유동성을 되살린다. 재생아스팔트는 구재 아스팔트에 신재 아스팔트 또는 재생첨가제를 더해 물성을 혼합물 품질기준에 맞춘 결과물이다.

재활용 혼합물은 순환골재, 재생첨가제, 신재 아스팔트를 배합해 노화 바인더의 물성을 회복시킨 혼합물이다.

공법 절차는 다음과 같다.

• 폐아스팔트 콘크리트를 현장 또는 처리시설에서 절삭·반입하고 이물질을 분리한다.
• 최대 골재 크기 20mm 이하로 파쇄하고 입도별로 저장한다. 선입선출을 지킨다.
• 순환골재의 추출 시험으로 아스팔트 함량과 입도를 파악한다.
• 배합설계에서 재생첨가제량과 신재 아스팔트량, 천연골재 보충량을 정한다.
• 플랜트에서 순환골재를 가열 또는 상온으로 공급하고 재생첨가제와 신재 아스팔트를 투입해 혼합한다.
• 생산된 혼합물을 운반·포설·다짐하고 품질을 검사한다.

현장 재생과 플랜트 재생의 원리 차이를 구분해야 한다. 현장 재생은 기존 포장을 가열 또는 상온에서 절삭·재혼합하는 방식이다. 플랜트 재생은 파쇄한 골재를 공장에서 가열·혼합하는 방식이다. 가열식 현장 재생에서는 노화를 막기 위해 적외선이나 열풍으로 천천히 가열한다.

5. 관련 법령·기준·표준

재활용 아스팔트 혼합물의 기준은 「순환골재 품질기준」(국토교통부 고시·공고 체계)에 있다. 이 기준은 「건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률」의 품질기준에 따라 순환골재의 용도별 품질을 정한다. 아스팔트 콘크리트용 순환골재는 6절에서 다룬다.

순환골재 품질기준의 아스팔트 콘크리트용 항목은 다음과 같다.

품질관리는 표 6.2 항목과 빈도에 따른다. 폐아스팔트 콘크리트의 처리기준은 「아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침」 부속서의 폐아스팔트 콘크리트 처리기준을 따른다. 본 기준에 없는 사항은 「도로공사 표준시방서」와 「아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침」을 따른다.

순환골재의 용도 체계는 인증 제도로도 관리된다. 「순환골재 품질인증 및 관리에 관한 규칙」은 도로공사용, 콘크리트용, 순환 아스팔트콘크리트 제조용으로 심사 용도를 나눈다.

개정 연혁으로 순환골재 품질기준은 3년마다 타당성을 재검토하도록 규정되어 있다. 재검토 기준일은 2022년 1월 1일이다.

관련 용어의 구분은 다음 표와 같다.