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| 액화석유가스(LPG) | ~30℃ |
| 휘발유 | 30~140℃ |
| 나프타 | 140~180℃ |
| 등유 | 180~250℃ |
| 경유 | 250~350℃ |
| 중유 | 350℃~ |
| 윤활유 | 잔여물 |
| 아스팔트 |
1. 개요
아스팔트(Asphalt)는 정유공장에서 석유를 분별증류했을 때 최종적으로 남는 물질 중 하나로, 상온에서 검은색의 반고체 혹은 액체 상태로 존재한다. 아스팔트 말고도 화학이나 일상적으로는 바이투먼(bitumen) 이라고 부르기도 하며, 한자어로는 토역청(土瀝靑), 지역청(地瀝靑)이라고 부르기도 한다. 매우 점성이 높고 딱딱한 반고체/반액체 수지는 피치(pitch) 라고 부르는데 아스팔트도 피치의 일종이고 석탄이나 목탄 등 다른 방식으로 만든 피치도 있다. 액체에 가깝거나 점도를 강조하지 않을 때는 타르(tar) 라고 부르기도 한다. 나무를 건류해서 만든 건 목(木)타르, 석탄을 건류한 건 콜타르(coal tar), 석유에서 나온 건 아스팔트. 즉 피치나 타르나 같은 말이고, 아스팔트나 바이투먼이나 같은 말이며, 특히 석유에서 추출된 피치(=타르)를 아스팔트(=바이투먼)라고 부르는 것이다.점도가 지나치게 높아 다루기 어렵고, 발화점이 높아 불도 잘 붙지 않으며, 불이 붙는다고 해도 불완전연소가 심해서 일산화탄소는 기본에 시커먼 유독가스가 엄청나게 나오기에 연료로 쓰이지 못하고 주로 도로 포장재로 쓰이는 등 용도가 제한되었으나, 이후 탄소나노튜브의 재료로 사용되거나 고도화 공정을 거쳐 휘발유나 경유를 뽑아내는 등# 수요처가 늘고 있는 덕에 대접이 점차 귀해지면서 가격이 조금씩 상승하고 있다.
일반적으로 아스팔트 포장이라고 부르는 것은 아스팔트 콘크리트(=아스콘)로, 자갈 등의 골재와 아스팔트를 섞어 굳힌 혼합물이다. 일반적으로 콘크리트하면 시멘트를 활용한 그것을 생각하지만, 콘크리트는 기본적으로 접착제와 골재를 섞어 만든 물질의 총칭이다. 따라서 아스팔트 콘크리트는 기존 콘크리트 재료 중에 시멘트 대신 아스팔트가 들어간 것이라고 생각하면 된다.[1]
현재 아스팔트는 대부분 정유 공장에서 생산되지만, 자연 상태에서도 아스팔트가 만들어지기도 한다. 석유가 지표면으로 새어나와 웅덩이를 만들면 휘발분은 점점 날아가고 고형분만 남는데, 이것이 바로 천연 아스팔트인 '역청(瀝靑)'이다. 고대에는 중동 지방의 시리아, 사해 등 한정된 지역에서만 산출되었으며, 배의 방수재나 무기 생산 시 접착제 등으로 요긴하게 쓰였기 때문에 매우 귀한 교역품이었다. 어찌나 역사가 오래되었는지 성경, 그것도 창세기의 노아의 방주 파트에서 언급될 정도다.[2]
2. 용도
도로 포장재와 지붕 방수재 등으로 널리 쓰인다. 정확히는 아스팔트 자체가 아니라 모래, 자갈 등의 골재를 아스팔트와 섞은 아스팔트 콘크리트(아스콘)가 도로 포장의 주재료로 쓰인다. 시멘트 콘크리트 포장, 보도블록 포장 등 다른 도로 포장도 일부 사용되지만, 한국의 포장도로 대부분은 이 아스팔트 콘크리트로 포장되어 있다. 도로뿐 아니라 공항의 활주로 및 유도로 포장으로도 아스팔트 콘크리트와 시멘트 콘크리트가 함께 쓰인다.하술할 장점들 때문에, 국가를 불문하고 시내 도로는 아스팔트 콘크리트 포장의 선호도가 압도적으로 높다. 근현대의 도시들은 상하수도를 포함한 수많은 지하 매설물들을 도로 아래 시공하고 있기에, 여기에 접근하기 위해 포장을 뜯고 공사를 할 일이 많기 때문이다. 횡단보도나 신호기 등 도로 시설물을 설치하고 정비하기 위해서도 마찬가지이다. 인구 밀도가 높은 특성상 정숙성이라는 장점도 더욱 돋보인다.
고속도로, 국도 시외 구간 등에서는 장점들이 덜 돋보이기에 시멘트 콘크리트 포장의 비중이 비교적 높다. 처음 고속도로를 놓을 시기의 한국에서는 이런 도로까지도 아스팔트로 포장을 해 왔으나, 유지 보수 비용 때문에 1984년 이후부터 정부에서 고속도로 시공시 콘크리트 포장 공법을 적극 장려하여 현재는 대부분의 고속도로가 콘크리트로 포장되고 있다. 고속도로에 올라가면 다른 도로에서는 들을 수 없는 특이한 주행음을 들을 수 있는 것도 이 때문이다. 다만 최근에는 기초노면은 콘크리트로 포장하되 표면에 아스팔트 포장을 덧씌우는 공법도 도입되어 사용 중이다. 2024년 기준, 한국 고속도로의 약 4분의 1이 아스팔트 포장이다.
진동과 소음을 일부러 일으켜 과속을 막거나, 미끄러지는 것을 막기 위해 도로에 홈을 넣는 일이 있다. 럼블 스트립, 그루빙 참조.
자연산 역청이 만들어지는 곳에서는 예로부터 상처에 바르는 연고로 쓰곤 했다. 기름층이 외부 감염을 막고 상처부위의 습도를 유지시켜 덧나는 것을 방지하고 빠른 치유를 촉진하는 것. 물론 오늘날에는 같은 원리를 사용한 바세린으로 완벽하게 대체되었다.
2.1. 장점
아스팔트 포장은 구조적으로 기존 흙을 파내고 좋은 골재로 채운 이후에 표면을 아스팔트로 굳혀놓은 것이다. 이런 특성상 시공비가 적게 들고, 시공이 빠르며, 포장이 비교적 유연해 승차감이 좋고 주행음이 비교적 조용하다는 장점이 있다. 아스팔트 포장도로는 시공 후 거의 바로 사용할 수 있는 반면에 콘크리트 포장은 강도가 나오기 시작하는 시점이 빠르면 5시간이며, 완전히 굳어지기까지 보통 28~30일 정도 걸린다.또한 아스팔트 포장이 된 도로가 지하 매설물 접근에 더 편리한데, 시멘트 포장 도로에서는 20~30 미터 단위로 시공하는 콘크리트 판을 통째로 갈아야 할 것을 아스팔트 포장 도로에서는 필요한 부분만큼만 파내서 공사한 후 도로 아스팔트를 부어서 굳히면 그만이므로 빠르고 경제적이다. 게다가 시멘트와 달리 아스팔트는 열만 가하면 되므로 재활용도 아주 쉽다[3].
어두운 색상 덕분에 반사되는 빛이 적어 운전자들의 눈 피로를 덜어주고, 햇빛에 쉽게 데워지는 덕분에 눈이 쌓이거나 노면이 언 후 비교적 빨리 녹는다는 장점도 있다.
한국에 한정된 장점으로는, 중공업, 특히 공정 중 부산물로 아스팔트가 나오는 정유 공업이 발달한 덕분에 자재 확보가 쉽다는 점이 있다.
2.2. 단점
유연한 만큼 내구성이 낮다. 대형 차량이 많이 지나다니는 외곽 산업도로 등을 보면 대형 차량 타이어 폭으로 오목하게 홈이 난 도로를 흔히 볼 수 있는데, 유연한 기초가 대형 차량의 무게를 받아내지 못해 내려앉은 것이다. 차량 통행, 충격 및 기상현상으로 인해 쉽게 손상되는 아스팔트 포장은 주기적으로 표면을 교체해 줘야 해 유지보수에 비용이 많이 든다. 기초 공사를 두텁게 하면 이 문제를 줄일 수 있지만 그러면 시공비가 적다는 장점이 퇴색된다.또한 유연성이 있다는 말은 중량을 지탱하는 구조물의 역할을 하지 못한다는 뜻으로, 교량에 아스팔트 포장을 하려면 다른 재료로 구조물을 만든 후 위에 아스팔트를 까는 형식으로만 시공이 가능하다. 그러나 이렇게 되면 승차감과 정숙성 확보만을 위해 교량에 추가 하중을 가하고 공사비를 증가시키는 꼴이 되므로, 일반적으로 교량에는 아스팔트 포장을 하지 않는다. 아스팔트 포장이 구조물을 덮어버려 구조물에 생긴 균열 등을 제때 찾아내기 어려워지는 추가적인 문제도 있다. #
또한 열을 가해 쉽게 녹일 수 있다는 것은 포장이 열에 약하다는 뜻이다. 게다가 자체 색상도 빛이나 열을 흡수하기가 가장 쉬운[4] 검은색이라, 햇빛을 받으면 도로 표면이 엄청나게 뜨거워진다. 무더운 여름철에 고온이 지속되면 아스팔트가 스스로 녹아 신발이나 타이어에 묻어나는 등 불편을 끼치며, 지표면의 알베도를 낮춰 지구 온난화에 기여하고 도심의 열섬 현상도 악화시키는 문제가 있다.
어두운 색상은 가로등의 효과를 감소시키는 단점도 있다. 더 밝은 표면이었다면 빛이 반사되고 재반사되어 주변까지 더 밝게 비출 수 있을 것을 아스팔트가 다 흡수해 버리기 때문. 이 때문에 터널이나 지하차도 등 시인성이 문제가 되는 곳에서는 사고 위험 증가 우려로 인해 아스팔트 포장이 선호되지 않으며, 만약 이 포장을 채택할 경우 반사판이나 여러 보조 시설물을 충분히 설치한다.
3. 재활용
철, 금, 알루미늄과 더불어 인류가 가장 활발히 재활용하는 재료 중 하나가 아스팔트다.시멘트와 달리 아스팔트의 응고는 비가역적 화학반응이 아니며[5][6], 가열해 반고체 상태로 무르게 만든 아스팔트가 식어서 고체 상태가 된 것뿐이다. 그냥 녹은 초콜릿이 다시 굳는 것과 같다고 보면 되는 것. 때문에 도로를 포장한 아스팔트는 뜯어내서 다시 가열하는 것만으로도 어느 정도 재활용하여 도로 포장에 재사용할 수 있다[7].
또한 원래부터 끈적한 타르에 자갈을 섞어 포장재로 쓰는 재료의 특성상 도로에 흔히 보이는 이물질(토사, 잡석 등)이 좀 섞여도 재활용에 지장이 없다. 심지어 오랜 시간이 흘러도 화학적으로 변질되지 않기 때문에 재활용에 제한사항이 거의 없는 것이나 다름없어서[8] 파손된 도로 포장을 벗겨내고 그 자리에서 바로 가열해서 재포장하는 전문 장비도 있다.
4. 여담
- 아스팔트 포장 시공이 완료된 이후 얼마 안 가서 비가 올 경우 아스팔트에서 연기가 올라오는 광경을 볼 수 있는데, 이는 아스팔트 표면의 고열이 빗방울을 급속 증발시켜 나타나는 현상으로 포장 직후 시기가 맞을 때에 딱 한번만 발생한다. 그 뒤로는 아스팔트가 식어서 빗방울을 급속도로 증발시킬 만한 열이 나오지 않기 때문이다.
- 여기서 나오는 수지인 피치가 상온에서 액체라는 것을 증명하기 위한 피치 낙하 실험이 진행 중인데, 역사상 가장 오랫동안 지속되고 있는 실험으로 유명하다. 1930년부터 현재까지 진행 중.
- 저준위 방사성 폐기물들 대부분은 자연 방사선 그 이하 수준인 것도 많고 바륨이나 세슘같은 위험한 원소가 묻어있는 것도 아니기 때문에 일반적인 쓰레기처럼 처리하다가 아스팔트나 콘크리트의 골자재로 섞여 들어가는 경우가 있다.
- 아스팔트라는 단어는 본 뜻이 아닌 은어로도 종종 쓰인다. 게임 용어인 고인물에서 더 나아간 석유에서도 더욱 정도가 극한으로 심해지면 아스팔트라는 호칭이 붙기도 하며, 정치적 목적의 시위 및 집회 현장을 아스팔트라 칭하기도 한다.
5. 관련 문서
[1] 실제로 시멘트 콘크리트, 아스팔트 콘크리트 뿐 아니라 무시멘트 콘크리트(시멘트를 사용하지 않은 칼슘계 콘크리트), 산업계에 활용되는 실리콘 콘크리트, 심지어 치아에 활용되는 콘크리트도 있다.[2] 창세기 6:14 (새한글) '너는 고페르나무로 방주를 하나 만들고, 그 방주에 방을 여럿 만들어라. 그러고는 배 안팎에 역청을 발라라.' 여기서 언급하는 역청이 지표로 스며나온 타르를 의미하며, 이후로도 여러 차례 언급된다.[3] 물론 완벽하게 처음처럼 성능을 내는 건 아니다. 아무래도 자외선에 의한 손상도 있고, 방향족 손실도 있으므로, 결국 열화되어 재활용할 때는 약품처리가 추가로 필요하다.[4] 통상의 아스팔트 콘크리트는 받는 햇빛의 80~95%를 열로 흡수한다. #[5] 시멘트도 완전히 비가역적인 것은 아니다. 시멘트는 기본적으로 1450도쯤에서 생산되므로 거기까지 온도를 올려야 하는 게 문제이고, 결정질도 달라져서 새로운 공정 조건을 찾아야 하는 것도 문제라서 일반적으로 사용되지 않는 것. 석회석이 남아도는데 굳이 콘크리트에서 시멘트 페이스트만 분리하는 공정을 거쳐서 재활용할 이유가 없을 뿐이다. 쉽게말에 비경제적이다.[6] 거기에 매립할 경우 중금속을 포함한 유해물질이 유출되는 아스팔트와 다르게, 콘크리트는 pH가 좀 증가할 뿐이라는 것도 다르다.[7] 물론 위에서 언급한 대로 성능이 100% 그대로 발휘되는 건 아니며, 대개 추가적인 약품처리가 필요하다.[8] 사실은 완전 무한은 아니고 기한이 좀 지나면 방향족이 증발하여 아스팔트 성능이 저하되고 경도가 약해 자동차가 지나다니면서 깎여나가서 표면의 아스팔트가 죄다 벗겨져 나가게 된다.