Analysis of the Cause of Defects in Asphalt Pavement Using Steel Slag as Auxiliary Base Material

보조기층재로 제강슬래그가 사용된 아스팔트 포장면 불량 원인 분석

This research has focused on identifying a significant cause of the pavement cracks and irregularities of roads in Changwon city which have been constructed using steel slag, an auxiliary-based material. It is important to note that the cracks and irregularities yield logistics inconvenience, the risk of traffic accidents, and increased road maintenance costs. X-ray diffraction analysis tests have been conducted in this study on the sample collected by pavement cutting and excavating the three target roads. It is well known that the primary cause of the expansion of steelmaking slag is the hydration reaction between CaO and MaO. While the reaction of CaO is completed within a few months, that of MgO is pretty slow depending on the firing temperature. The test results reveal that the MgO content of the testing samples is approximately 47% of the total average, and that of CaO is around 14% of the total average. Hence, these results make it possible to be understood that the expansion induced by the slow hydration reaction of MgO results in road uplift in the long term, resulting in the cracks and irregularities of roads.

본 연구에서는 창원시 관내 도로 중 제강슬래그가 보조기층재로 사용된 도로에서 지속적인 포장면 크랙과 요철이 발생하여 물류운송의 불편 및 사고의 위험도가 증가하며 유지보수 예산 및 행정력 손실 등의 어려움이 있어 포장면 크랙 및 요철 발생 원인을 파악하고자 하였다. 3개 대상 도로에서 포장 절단 및 굴착을 실시하고 시료를 채취하여 수침 팽창시험과 X선 회절분석시험을 수행하였다. 제강슬래그의 주요 팽창원인은 CaO와 MgO의 수화반응 결과이며, CaO는 수개월 내에 수화반응이 종료되나 MgO는 소성되는 온도에 따라 반응 속도가 매우 느린 것으로 알려져 있다. X선 회절분석 시험 결과 3개 도로에서 채취된 시료의 MgO 함유량은 전체 평균 약 47%, CaO 함유량은 전체 평균 약 14%로 높은 MgO 함유량을 보였으며, MgO에 의한 느린 수화반응으로 인한 팽창이 장기적으로 도로 융기를 유발하고 그로인하여 도로 포장면에 크랙 및 요철이 발생된 것으로 판단된다.