배수성 포장 내구성, 개질제로 완성되다
배수성 포장 내구성, 개질제로 완성되다
  • 전찬민 기자
  • 승인 2020.11.02 14:05
  • 댓글 0
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[공학저널 전찬민 기자] 지난 10여 년간 배수성 아스팔트 포장은 내구성이 떨어진다는 이유로 수요가 점차 감소했다. 하지만 최근 이러한 내구성 문제를 해결한 ‘SBS 개질제’로 인해 배수성 아스팔트 포장이 다시금 각광을 받고 있다.

SBS는 아스팔트에 첨가 시 뛰어난 강도, 탄성회복력과 저온 유연성을 부여함으로써 폴리스타이렌 블록이 나타내는 특성인 고온 성능, 즉 rutting이라고 하는 소성 변형 저항성을 증대시킨다. 또한 고무 성질을 갖는 폴리부타디엔 블록이 저온에서 아스팔트 포장체의 균열 저항성을 향상시키는 역할을 한다. 이에 따라 아스팔트 포장의 동절기와 하절기의 파손, 변형을 줄임으로써 도로 수명을 2배가량 연장시킬 수 있는 것이다.

특히 배수성 포장체는 기본 성능인 배수성 이외에도 골재비산 저항성, 수분저항성, 소성변형 저항성 등의 요구 성능을 충족해야 한다. 이를 위해서는 차량 하중에 의한 변형, 파손과 수분 침투에 의한 골재 탈리를 방지하도록 폴리머 개질 아스팔트 바인더의 높은 점도와 강한 접착력이 요구된다.

배수가 용이하도록 포장체 내에 20%의 공극률을 확보하기 위해 일반 개질 아스팔트 포장보다 굵은 13mm 골재가 80% 이상 사용돼 포장체에서 골재 간에 점접촉 위주로 접촉 면적이 줄어든다. 그렇기 때문에 골재를 잡아주는 아스팔트 바인더의 힘이 보강돼야 한다.

개질 아스팔트 포장 대비 바인더의 점도를 높게 함으로써 골재 표면에 두꺼운 피막을 형성해 보다 강한 힘으로 바인딩 함으로써 하절기 고온에서의 소성변형에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다. 이와 동시에 저온에서의 균열과 차량 통행에 따른 반복 하중에 의한 피로 균열 저항성도 확보할 수 있다.

또한 아스팔트 포장에 사용되는 SBS는 일반적으로 범용 등급으로서 배수성 포장의 상기와 같은 요구 성능을 충족시키기 위해서는 일반 개질 아스팔트와는 다른 차별화된 포뮬레이션이 필요하다.

금호석유화학㈜은 SBS의 독자 개발 기술로 차별화된 포뮬레이션에 적용 가능한 신규 등급을 개발 중에 있다.

지난 1970년 한국합성고무로 설립된 금호석유화학은 1985년에 현재의 사명으로 변경 후 지속적인 성장으로 합성고무를 연간 100만 톤 이상 생산하고 있다. 또한 연간 8만 톤의 SBS 생산능력을 보유하고 있다.

금호석유화학의 SBS는 고탄성과 우수한 변형 회복성을 가진 열가소성 탄성체로 가공성이 우수해 아스팔트의 성능을 향상시키는 개질제로 활용되고 있다. 뿐만 아니라 방수시트, 자동차 부품, PVC수지 대체의 플라스틱 개질제 등에도 다양하게 활용되고 있다.

합성고무, 합성수지 등을 연구하고 있는 중앙연구소에서는 최근 배수성 포장에 SBS의 중요성이 강조됨에 따라 기존의 배수성 포장용 아스팔트 바인더의 문제점인 저온 성능을 향상시키면서 다른 물성은 유지할 수 있는 제품 개발에도 노력을 기울이고 있다.

금호석유화학 중앙연구소 고영훈 연구소장(사진)은 “국내 아스팔트 포장 중 폴리머 개질아스팔트(PMA)의 비중이 5% 선에 머물러 있어 도로 수명 연장과 조기 파손에 의한 보수비용 절감을 위해 정책적으로 PMA 포장을 장려해야 한다”고 말했다.

그는 이어 “최근 이슈가 되고 있는 배수성 아스팔트 개질제는 기술 검증을 충분한 시간을 가져야 한다”며 “앞으로 진행될 제2경부고속도로에 배수성 포장의 본격적인 시공 이전에는 성능에 대한 철저한 검증 필요할 것”이라고 덧붙였다.

한편, 금호석유화학은 국내 개질아스팔트 제조사와 한국아스팔트학회와의 상호 협력을 통해 배수성 아스팔트의 성능을 제고할 수 있는 제품 개발 연구에 집중할 예정이다.


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