Improvement of Marshall Mix Design and Comparative Evaluation with Current Marshall Mix Design Method

마샬 배합설계 방법의 개선과 기존 방법과의 비교 평가

The Marshall mix design method used in Korea, which was described in the design & construction regulation, had been introduced from Japan Highway Cooperation standard guide. Most engineers have thought that it is the major reason that causes pavement distresses. Therefore, there is a need to modify the current Marshall mix design through using the volumetric design concept, which is most widely used in asphalt mix design. The modified mix design determines the preliminary optimum asphalt content at 4% VTM (Voids in Total Mix). If the Marshall properties, which are VFA, VMA, stability, and flow, were satisfied with the requirements, the preliminary optimum asphalt content is determined as the final optimum asphalt content. The modified Marshall mix design considers VMA. while the current Marshall mix design does not consider VMA. By considering the Marshall stability and flow as the criteria instead of design factors, the modified Marshall mix design is able to decrease the errors occurred in Marshall stability test The test was performed to compare the Marshall properties between current and modified Marshall mix design. The left results showed that there was no difference in the Marshall properties, except for VTM. Thus, the modified Marshall mix design can produce the asphalt mixtures with the constant VTM (4%), and it can improve the asphalt mixture quality in Korea.

국내의 각종 시방서 및 지침에 수록되어 있는 기존 마샬 배합설계 방법은 일본 도로공단의 규격을 도입하여 사용한 것이다. 이러한 배합설계 방법은 최근의 도로 포장의 공용성에 많은 문제점을 야기시키는 원인 중의 하나로 인식되어지고 있다 따라서 현재 외국의 배합설계 과정에서 가장 많이 이용되고 있는 용적 개념의 도입을 통해 개선된 마샬 배합설계 방법을 제시하고자 한다. 본 연구를 통해 개선된 배합설계 방법은 공극률 4%에 해당하는 아스팔트 함량을 예비 최적 아스팔트 함량으로 결정한 후 포화도, VMA(골재 간극률), 안정도, 흐름값의 마샬 물성치를 만족하면 이를 최적 아스팔트 함량으로 정하는 방법이다. 이러한 배합설계 방법은 기존 방법에서는 고려하지 않는 VMA 값을 도입하였으며, 현장에서 오차가 많이 발생되는 마샬 안정도 시험을 설계 요소가 아닌 검토 요소로 정함으로써 배합설계의 오류를 줄이는 방법이다. 실내 실험을 통한 기존 방법과 개선 방법의 비교 결과. 공극률을 제외한 최적 아스팔트 함량, 밀도, 안정도, 그리고 흐름값의 마샬 물성치에서는 비슷한 결과값을 나타내었다. 이는 개선 방법을 적용할 때 다른 마샬 물성치들은 큰 변동이 없이 일정한 공극률을 가지는 혼합물 생산이 가능하다는 것을 나타낸다. 따라서 개선된 마샬 배합설계 방법은 현장에서 일정한 공극률(4%)을 가지는 혼합물의 생산을 가능하게 하고, 이는 아스팔트 혼합물의 품질 향상에 큰 도움을 줄 것으로 생각된다.