개념 한 쪽
아스팔트 혼합물은 골재와 역청(아스팔트) 및 필러로 구성된 혼합체로, 공극률과 안정도 등 물성치를 통해 품질을 판정한다.
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출제기준 단원 「아스팔트 혼합물」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공극률 직접 계산 | 1 | 주어진 이론최대밀도와 겉보기밀도로 공극률을 산출하게 한다 |
| 이론최대밀도 및 공극률 결합 계산 | 1 | 아스팔트·골재 비율과 비중으로 이론최대밀도를 구한 뒤 공극률을 계산하게 한다 |
| 마샬시험 적용 범위 판정 | 1 | 마샬 안정도시험의 굵은 골재 최대입경 적용 여부를 묻는다 |
아스팔트 혼합물의 공극률은 혼합물 내부의 빈 공간 비율을 뜻한다. 공극률은 이론최대밀도(Gmm)와 겉보기밀도(Gmb)의 차이를 이론최대밀도로 나눈 뒤 백분율로 환산하여 구한다. 즉 공극률 = (Gmm - Gmb) / Gmm × 100 공식을 사용하여 계산한다.
이론최대밀도는 혼합물 구성성분의 비율과 각 성분의 비중을 이용해 도출한다. 예를 들어 아스팔트와 골재의 함량 및 비중을 알고 있으면 역수들의 가중평균으로 이론최대밀도를 계산하고, 이를 공극률 산정의 분모로 사용한다.
마샬 안정도시험은 혼합물의 안정도, 즉 교통하중 등에 대한 변형 저항성을 평가하는 방법을 제시한다. 이 시험은 표준적인 공시체 크기와의 적합성 때문에 굵은 골재의 최대입경이 기준 이하인 가열 혼합물에 적용되며, 제시된 기준에서는 최대입경 25mm 이하인 혼합물에 적용한다고 규정한다.
아스팔트 혼합물의 배합설계에서는 안정도, 흐름값, 공극률, 골재의 체가름 등이 주요 검토 항목이다. 인장강도는 마샬 배합설계의 직접적인 평가 항목에 포함되지 않으므로 배합설계 시 주요 측정치와 구분하여 기억해야 한다.
문제에서 이론최대밀도 2.40g/cm3과 겉보기밀도 2.25g/cm3이 주어지면 공극률은 (2.40-2.25)/2.40×100으로 계산하여 6.25%로 산출한다. 계산 과정은 뺄셈→나눗셈→백분율 환산 순서로 일관되게 적용한다.
아스팔트 함량 5%, 골재 평균비중 2.56, 아스팔트 비중 1.0인 경우 이론최대밀도는 100 ÷ (5/1 + 95/2.56)으로 계산하여 약 2.371이 되고, 겉보기밀도 2.28을 대입하면 공극률은 (1 - 2.28/2.371)×100 ≈ 3.84%로 약 4%로 산출한다. 이 유형 문제는 이론최대밀도 도출을 선행해야 한다.
마샬 안정도시험의 적용 범위를 묻는 문제에서는 '굵은 골재 최대입경 25mm 이하'라는 수치를 기억하여 정답을 고른다. 이 시험은 혼합물의 압축형 안정도를 측정하므로 안정도와 마샬시험을 연결해 암기하면 유리한다.
아스팔트 혼합물의 겉보기 밀도가 2.25g/cm3이고, 최대밀도가 2.40g/cm3이라면 아스팔트의 공극률은?
정답 ② · 문제는 아스팔트 혼합물의 공극률을 주어진 겉보기 밀도와 최대밀도로 계산하는 것이다. 공극률은 (최대밀도 - 겉보기밀도) / 최대밀도 × 100으로 정의되므로 계산은 (2.40 - 2.25) / 2.40 × 100 = 0.15 / 2.40 × 100 = 6.25%가 된다.
공극률=(최대밀도-겉보기밀도)/최대밀도×100로 계산하면 6.25%가 된다.
아스팔트 혼합물의 겉보기 밀도가 2.28 이고 아스팔트의 양이 5%, 골재의 평균비중이 2.56일 때 공극률은 약 얼마인가? (단, 아스팔트 비중은 1임)
정답 ④ · 문제는 아스팔트 혼합물의 공극률을 이론 최대비중과 겉보기 밀도를 이용해 계산하는 문제이다. 먼저 이론 최대비중 Gmm을 질량 백분율과 각 성분의 비중 역수 가중평균으로 구하면 Gmm = 100 / (5/1 + 95/2.56) ≈ 2.371이다.
공극률(P)은 1에서 이론 밀도(아스팔트 혼합물 이론 최대 비중)를 겉보기 밀도로 나눈 값의 비율로 계산하며, 아스팔트 비중 1, 골재 비중 2.56, 아스팔트 함량 5%를 대입하여 약 4%를 얻는다.
역청제의 아스팔트 혼합물의 마샬 안정도시험은 굵은골재 최대입경 얼마 이하의 가열 혼합물에 대하여 적용하는가?
정답 ④ · 문제는 마샬 안정도시험의 적용 대상인 아스팔트 혼합물의 굵은 골재 최대입경 상한을 묻고 있다. 마샬 안정도시험은 가열 혼합 아스팔트에 적용되며, 규정상 굵은 골재의 최대입경 상한은 25mm로 정해져 있어 이 범위 이내의 혼합물에 시험을 실시할 수 있다.
마샬 안정도시험은 굵은 골재 최대 입경 25mm 이하의 가열 혼합 아스팔트 혼합물에 적용한다.
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