박막 아스팔트 콘크리트 오버레이(thin asphalt concrete overlay)는 많은 기관들에 의해 표준화된 시공사례가 되면서 도로포장의 보존과 수선에 있어 일반화되었음. 이러한 박막 오버레이는 다음과 같은 다양한 장점으로 인해 받아들여졌음:

   구조적으로 안전한 포장 위에 설치될 때 긴 서비스 수명을 제공함.
-    양호한 승차감을 가진 표면을 제공함.
-    세골재 배합이 사용될 때 타이어-포장 간의 접촉면에서 소음을 감소시킴.
-    환경에 대한 영향을 거의 없이 경사 및 구배의 기하학적 구조를 유지함.
-    재활용 가능함.
-    쉽게 유지관리될 수 있음.

박막 오버레이는 여러 주에서 잘 구축되어 있지만, 다른 주에서는 이제 막 시공 사례 및 절차를 개발하기 시작했음. 박막 아스팔트 콘크리트 오버레이를 구성하는 것에 대한 합의가 아직 이루어지지 않았음. 일부 기관이 최소 층 두께를 명시하는 반면, 다른 기관들은 표면에 대한 최대 층 두께를 참고함. 마찬가지로, 박막 오버레이가 언제 사용되어야 하고, 사용될 재료와 배합 설계, 효과적인 시공 사례에 대해서도 일치하지 않음. 혁신적인 도로포장 기술의 출현과 재활용 및 대안적인 재료의 사용으로 인해, 현재의 경험과 사례를 문서화하는 것은 중요함.

이 보고서의 목적은 도로포장의 유지관리, 수선 및 보존을 위한 박막 아스팔트 콘크리트 오버레이의 사용에 대한 현재의 사례 및 연구 노력을 검토하는 것임. 이 보고서는 문헌 검토 및 설문조사를 담고 있음. 문헌 검토에는 미국의 기술뿐만 아니라, 프랑스에서 개발된 초박막 부착 마모층(ultrathin bonded wearing course, UTBWC) 처리와 같은 외국 기술도 포함하였음. 설문조사는 박막 아스팔트 콘크리트 오버레이의 현재 사용을 파악하기 위해 주 교통부(departments of transportation, DOTs)와 선정된 기관들을 대상으로 수행되었음. 추가적으로, 박막 아스팔트 콘크리트 오버레이의 경험이 있는 개인들과 민간기업의 대표들을 선정하여 정보를 취합하였음. 수집된 정보에는 다음의 내용이 포함됨:

-  기관의 일반적인 정의, 두께, 설계 서비스 수명, 선정 기준
-  포장 상태와 준비가 성능에 미치는 영향
-  기관들에 의해 사용되는 현재의 배합 및 배합 설계
-  교통 수준 및 속도의 영향
-  재료 및 시공에 대한 시방서
-  시공 기법
-  품질 관리/ 품질 보증 절차
-  성능
-  기관이 연간 포장하는 차선 거리와 비용 정보
-  혁신적인 기술 및 재활용 재료의 사용
-  진행 중인 연구 및 니즈
 

박막 아스팔트 오버레이가 포장 보존수단으로, 그리고 고속도로 시스템 업그레이드 수단으로 어떻게 사용되는지 알기 위해 설문조사 수행되었음. 웹 기반의 설문조사가 미국의 50개 주와 DC, 푸에토리코, 여러 캐나다 주, 선택된 컨설턴트 및 계약자들에게 뿌려졌음. 52개의 미국령 정부 중에서 47(90%)개가 설문조사에 응답하였고, 민간 부문에서는 8개 기업이 응답하였음. 전체적으로, 60개의 설문대상 중에서 55개가 응답하여 총 응답률은 92%였음.
 

이 프로젝트에서 수집된 정보에 근거할 때, 정기적인 유지관리 및 포장 보존 도구로써 박막 아스팔트 오버레이가 빈번하게 사용되고 있다는 사실이 명확해졌음. 박막 오버레이는 대부분의 주가 관심을 가질 만한 여러 장점을 가지고 있고, 여러 사례에서 박막 오버레이는 수년 동안 표준 사례가 되어왔음. 예를 들어, 조지아와 앨라배마 주에서는 1.5인치(38mm) 이하의 두께를 가진 표면층 타설은 40년 이상 정기적으로 수행되어 왔음. 앨라배마 주는 박막 오버레이의 성능을 향상하기 우해 교통량이 많은 곳에 9.5mm 두께의 아스팔트 혼합물(stone matrix asphalt, SMA) 배합을 성공적으로 사용해 왔음.

설문조사 응답자들에 의하면, 박막 오버레이가 매력적인 이유 중 하나는, 박막 오버레이가 더 두꺼운 조밀층(dense-graded layers)보다 더 경제적이기 때문임. 박막층은 포장 관리자로 하여금 똑같은 중량으로 더 많은 차선 거리를 덧씌울 수 있도록 해 줌. 그 결과, 박막 오버레이는 다른 형태의 포장 보존 처리보다 더 낮은 생애주기 비용을 보여줌. 또한, 승차감을 개선하는데 있어 박막 오버레이의 장점은 상당한데, 왜냐하면, 승차감은 성능을 평가할 때 대중들에게 가장 중요한 요소이기 때문임. 오하이오 주 교통부는 박막 오버레이의 평탄성 수준이 오버레이 설치 전 수준으로 떨어지기 전에 16년 동안 성능을 발휘하였음을 밝혀냈음.

박막 개질 마찰층(open-graded friction course, OGFC) 오버레이는 또한 콘크리트 포장의 수명을 연장할 수 있음. 절연층으로 작동하여, 개질 마찰층은 도로포장체의 상하부의 온도 차이로 인한 응력을 감소시킴.

박막 아스팔트 오버레이가 성공적인 정도는 상당 부분 프로젝트의 선정과 기존 도로포장에서의 파괴 정도에 달려있음. 파괴되고 있거나 파괴된 도로포장은 박막 오버레이만으로 성공적으로 처리될 수 없음. 박막 오버레이가 타설되기 전에 안정적인 토대가 제공되어야 함. 박막 오버레이의 타설을 언제 제안하지 않느냐는 물음에 대해, 가장 많은 비율의 기관들은 중간 정도나 심각한 균열이 있는 프로젝트라고 답하였음.

더 두꺼운 층과 더 조밀한 배합과 마찬가지로, 박막 오버레이에 개질 아스팔트 바인더를 사용하는 결정은 일반적으로 교통량 또는 축 하중에 근거함. 과거에 Superpave, SMA, OGFC에 사용된 인자들의 상당수는 박막 오버레이 배합에도 적용될 수 있음. 재활용 아스팔트 포장(reclaimed asphalt pavement, RAP)의 비율 증가에 대한 연구가 진행되고 있지만, RAP이 SMA와 OGFC 층에 허용된 사례는 별로 없음.

더 미세한 골재는 증가된 표면적으로 인해 더 많은 수분 함량을 가질 수 있음. 계약자들에 의하면, 강우시에 흡수되는 수분량을 최소화하기 위해 피난처를 마련한 후 세골재와 RAP 기둥을 타설함으로써 상당한 절감이 이루어질 수 있었음.

계약자들은 또한, 박막 오버레이은 더 두꺼운 층보다 훨씬 빨리 냉각한다고 언급하였음. 이러한 이유로, 계약자는 배합이 적절하게 다져질 대까지 시공성을 유지하기 위해 더 높은 온도로 배합을 생산할 필요가 있음. 중온 배합 아스팔트(warm mix asphalt) 기술의 사용은 계약자로 하여금 생산 온도를 낮추고 여전히 시공성을 유지할 수 있도록 함.

적절하고 균질하게 살포된 택 코트(tack coat)는 박막 오버레이의 성공에 필수적임. 기존의 도로포층과의 접촉면에서 표면층의 문제는, 택 코트가 불충분하거나 연속적으로 살포되었을 때 일반적으로 발생하는 문제임.

박막 층, 특히 1인치 이하의 두께 층에서 정확한 밀도를 정하기는 어려움. 일반적으로 코어를 채취하거나 문제 층을 잘라내는 것이 가능하지만, 박막 층에서는 이러한 조치가 표본을 왜곡하거나 신뢰할 수 없는 결과를 만들어낼 수 있음. 따라서, 여러 기관들은 다짐도는 측정하지 않지만 다짐이 프로젝트 관리자가 만족할 때까지 수행되도록 하는 규정을 가지고 있음. 다른 경우에서는, 다짐장치의 타입과 다짐 횟수가 명시되기도 함.

박막 오버레이의 서비스 수명을 보고한 기관들에 의하면, 수명은 보통 7 - 11년이었음. 일부 주의 경우 서비스 수명이 12명을 넘기도 하였음. 이러한 차이점에 대한 이유로는 교통량, 날시, 기존 도로포장의 상태(파괴 정도), 서로 다른 품질 기준의 사용 등을 들 수 있음.

오하이오 주의 연구에 의하면, 박막 오버레이의 비용은 주요 도로 프로젝트의 사소한 수선 비용의 40% 수준이었고, 일반 도로에서의 사소한 수선에 대해서는 60% 정도였음. 박막 오버레이는 재료 비용을 절감할 뿐만 아니라, 교통 지연에 대한 상당한 시간을 줄일 수 있음.
 

더 많은 교통량과 더 많은 하중을 가진 곳에서 개질 아스팔트가 더 두껍게 사용되긴 하지만, 박막 오버레이를 가진 개질 아스팔트는 주마다 일관성이 없었음. 설문조사 동안에, 여러 기관들은 배합 비용을 최소화하기 위해 박막 오버레이에서 개질 아스팔트를 사용하지 않는다는 것이 밝혀졌음. 반대로, 다른 기관들은 서비스 수명을 증가시키고 배합 성능을 개선하기 위한 방안으로 개질 아스팔트를 사용한다고 응답하였음. 초기 건설비용과 성능 개선의 관점에서 비용 및 편익을 결정하기 위해 박막 아스팔트 오버레이에서 개질 아스팔트 바인더를 사용하는 것을 평가하는 연구가 필요함. 박막 오버레이에서 개질 아스팔트의 사용으로 인한 성능 및 서비스 수명의 개선은 여러 지역(다른 기후 및 지리적 위치)에서 검증될 수 있을 것임.

박막 오버레이의 사용과 관련된 주요 걱정거리 중 하나는 하부층으로부터의 반사균열로 인한 성능 감소 가능성임. 다양하게 시뮬레이션된 현장 조건 하에서 균열 예측 테스트를 실험실에서 수행하는 연구가 필요할 것임.

두꺼운 층에서 타설된 배합에 사용된 실험실 테스트 절차의 일부는 박막 층에서 타설된 배합에 대해 적합하지 않을 수 있음. 실험실에서 사용된 시험편 크기와 두께에 대한 결과를 현장 프로젝트에서 마주친 시험편 두께와의 관계를 다루는 연구가 필요할 것임.

박막 오버레이의 비용을 더 줄이기 위해, SMA 및 OGFC 배합 설계에서 재활용 아스팔트 재료를 사용하는 것에 대한 연구가 필요할 것임. 아스팔트 바인더는 배합에서 가장 비싼 요소이기 때문에, 재활용 아스팔트로부터의 바인더 기여분은 박막 오버레이의 비용을 상당히 낮출 수 있을 것임.