GMA 방수포장...도로 파손 획기적으로 감소시켜

물 침투 차단하는 GMA 방수포장, 포장자체로 방수한다

    아스팔트 포장이 소성변형과 균열 등 파손의 문제가 지속적으로 발생되고 있는 가운데 파손을 획기적으로 줄이는 포장기술이 개발돼 기대를 모으고 있다.

이제는 도로 이용자가 쾌적하고 안전한 주행 요구수준을 충족시킬 만큼 아스팔트 혼합물 생산과 포장기술이 발전됐다. 기존 아스팔트 포장의 소성변형, 균열 등 파손되는 단점을 해결하기 위해 아스팔트 바인더의 품질성능이 향상됐기 때문이다.

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아스팔트 포장은 약 3~6%의 공극이 있어 포장표면에 눈, 비 등이 오면 대부분 흘러 내려가지만 소량의 수분이 포장층 아래로 침투하게 된다. 포장층에 침투한 물은 포장층 아래로 빠져나가게 되지만 교량과 콘크리트 포장의 절삭한 구간에서는 침투한 물이 빠져나가지 못하고 체류하게 돼 포트홀과 백태 등의 포장파손, 슬라브 열화 등이 발생해 구조물과 포장수명을 저하시키게 된다.

도로 신설 시에는 시방규정에 따라 교량 슬라브 등 방수층을 적정하게 설치해 설계수명을 확보할 수 있다. 하지만 유지보수공사에서는 각 공법에 맞는 완벽한 시방규정 준수가 현실적으로 어려워 교면포장 파손이 발생하게 되는 것이다.

최근 이러한 포장 파손을 방지하는 방수아스팔트 포장 공법이 개발돼 주목을 받고 있다. 그 기술은 바로 GMA 방수아스팔트 공법이다.

GMA 방수아스팔트 공법은 별도로 방수층을 설치하지 않고 부착성능과 탄성회복력이 월등한 고성능폴리머(SIS)와 석유수지 등을 첨가해 아스팔트 혼합물간 강력한 부착과 결합력을 형성시킨다. 이 공법은 방수재 품질성능을 확보해 포장체 내부로 물 침투를 차단함으로써 포장파손을 억제하고 내구성을 높였다.

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별도 방수층을 설치하지 않고 포장자체로 방수가 돼 방수층 시공과 양생으로 인한 문제점이 발생하지 않는다. 이를 통해 포장파손이 최소화되고 작업시간이 단축돼 유지보수공사의 교통차단시간을 20%정도 줄이고 공사비 절감이 가능한 것이 특징이다.

또한, 재포장 시에도 GMA 방수아스콘이 파손되지 않아 표층만 보수하면 일반 방수공법 대비 10~20%의 비용을 절감할 수 있고, 방수층 시공과 하자 원인을 최소화해 내구성도 높일 수 있다.

이러한 GMA 방수아스팔트 공법을 개발한 ㈜지케이기술연구소는 설립 이후 한국교통대학교와 강원대학교의 산학협력단, 창업교육센터에 기반을 두고 꾸준히 아스팔트 바인더의 성능개선을 위해 연구 개발을 진행했다. 특히 2012년 국내외 최초로 아스팔트에 SIS와 석유수지를 첨가해 공용성 등급 PG82-34의 바인더를 적용한 ‘GMA 방수아스팔트’를 개발했다.

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고기능성 SIS 바인더는 저온(-10℃)에서 일반 아스팔트에 비해 SIS 바인더가 부착성능시험 시 최대 하중값은 4배, 변형 성능값은 3배 높다. 상온(25℃)에서 일반 아스팔트 바인더는 급격한 부착파괴가 발생하나 SIS 개질재가 첨가된 GMA바인더는 10배 이상 변형 성능값 발휘한다. 부착 강도와 변형성능은 혼합물의 파괴인성을 증가시키고 교량거동에 따른 외력을 흡수하게 된다.

또한 GMA 방수아스팔트 혼합물은 골재입도 개선과 AP 바인더 함량을 대폭 증진시켜 치밀한 구조를 만든다. 이를 통해 물 침투를 불가능하게 하고 바인더의 강력한 부착력으로 방수성능을 확보한다. 일반적으로 골재 세립분 함량 증가 시 아스팔트 바인더 함량이 증가하게 돼 아스팔트가 혼합물로부터 분리되거나 플러싱(flushing) 현상과 소성변형이 발생하는데 GMA 방수아스팔트는 이러한 현상이 발생하지 않는다.

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지케이기술연구소는 방수아스팔트 포장 외에 아스팔트 바인더의 공용성 등급을 높이고 품질성능을 향상시켜 개질아스팔트 및 중온아스팔트를 생산·시공하고 있다. 또한 추가적으로 다른 포장공법을 상용화하기 위해 배합설계와 시험시공 중에 있다.

지케이기술연구소 김영강 자문(한국도로포장 대표, 사진)은 “도로포장은 생명체와 마찬가지로 생로병사의 순환과정과 수명을 가지게 되는데 포장상태와 손상정도에 따라 일상적 보수, 리모델링, 재포장을 하게 된다”며 “기존 아스팔트 포장의 표층을 절삭 후 덧씌우기를 하다보면 절삭면 하부의 포장층이 약화돼 포장수명이 단축되는 현상이 발생한다. 그래서 포장수명이 단축되는 현상을 개선하는데 중점적으로 모든 역량을 집중하고 있다”고 말했다.

그는 이어 “도로포장에 적용하는 거의 모든 방수와 포장공법은 시방규정을 준수해 시공하게 되면 최상의 품질성능을 발휘할 수 있다. 그러나 현실적으로 유지보수공사에서는 완벽한 시방규정 준수가 쉽지만은 않은 것이 사실이다”며 “포장파손이 최소화되고 포장수명을 늘리는 경제적인 공법개발이 필요하고 포장설계 시에 예상되는 문제점을 찾아 최적의 대안공법을 적용하는 합리적인 사고와 접근이 필요하다”고 덧붙였다.

한편, 지케이기술연구소는 안전하고 쾌적한 도로주행을 위해 도로이용자 관점에서 노력해 왔으며, 앞으로도 도로포장의 파손을 줄이고 도로 수명을 늘리는 경제적인 포장공법 개발에 정진할 계획이다.

[공학저널 전찬민 기자]

 

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