Statistical Evaluation of Validity of KS Asphalt Penetration Grade System

통계적 분석을 통한 KS 아스팔트 침입도 규격의 문제점 고찰

In this study, the Korean Industrial Standard(KS) penetration grade system was examined to evaluate its statistical validity. It was found from this limited study that the system has no gap between each grade, the binder falling out of limit trespasses into other binder grade. Therefore, many products can have similar property level with an adjacent grade even though the mean value is within the specification limit. It was also found out that the equal range setup of each grade, such as 20 for 40-60, 60-80, 80-100, has no statistical foundation. Since KS penetration grade is defined without gap between each grade, the producer must maintain the coefficient of variation below the level by the ASTM system to satisfy the normal quality control limit of products. Due to its lack of a gap between grades, higher percentage of products will be duplicated even if the mean is at the median of the specification limits due to material's quality uncertainty. Especially if the mean moves toward the upper limit, a half or more of the binder grade will be overlapped with the upper binder grade. Therefore, KS penetration specification should be immediately modified by statistically valid methodologies.

본 논문은 KS의 침입도 등급 체계에 대한 통계적 타당성을 검토하였다. 각 등급의 범위는 신뢰구간에 근거하여 설정되어야 하며, 최대한 인접 등급과의 중복을 피하도록 해야 한다. 그러나 통계적 이론에 근거해 검토한 결과 KS 침입도 등급 체계에는 각 등급 사이에 간격(Gap)이 없어서 범위를 벗어나는 것은 바로 다른 바인더의 등급을 침범한다는 점을 알 수 있었다. 따라서 많은 바인더 제품들의 침입도 평균값이 규정한계 내에 있을지라도 인접한 등급과 유사한 특성을 가질 수 있다. 또한 침입도 40-60, 60-80, 80-100과 같이 등급의 범위를 모두 20으로 규정한 것은 통계적 타당성이 없다. KS 침입도 등급은 각 등급 간에 간격이 없기 때문에 생산자는 제품의 품질관리 규정을 만족하기 위하여 ASTM 체계의 제품보다 변동계수를 더 낮게 유지해야 한다. 게다가 침입도평균이 상 하한선 쪽으로 치우친다면 재료의 품질 불확실성 때문에 바인더의 1/2 또는 그 이상이 인접 바인더와 중복된 것이다. 그러므로 KS침입도 등급은 통계적으로 타당토록 바로 수정되어야 한다.