| 분별증류로 얻는 석유 제품 | |
| [ruby(LPG,ruby=액화석유가스,color=white)] | ~30℃ |
| 휘발유 | 30~140℃ |
| 나프타 | 140~180℃ |
| 등유 | 180~250℃ |
| 경유 | 250~350℃ |
| 중유 | 350℃~ |
| 윤활유 | 잔여물 |
| 아스팔트 | |
1. 개요
Asphalt정유공장에서 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.
연료로 사용하기가 힘들고, 연소 시 불완전연소가 심해서 일산화탄소를 비롯한 유독가스 및 매연이 자주 발생되기에 주로 도로 포장재로 쓰이는 등 용도가 제한되었으나, 이후 탄소나노튜브의 재료로 사용되거나 고도화 공정으로 휘발유나 경유를 뽑아내는 등 # 수요처가 늘게된 덕에 현재는 가격이 조금씩 상승하고 있는 물질이 되었다.
그리고 일반적으로 아스팔트 포장이라고 부르는 것은 아스팔트 콘크리트로 골재와 아스팔트를 섞은 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 성경에서도 몇 차례 언급될 정도다.
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. 한국의 포장도로 대부분은 이 아스팔트로 포장하지만, 일부는 시멘트 콘크리트로 포장한 도로도 있긴 하다.[2] 공항 활주로에도 아스팔트 포장과 콘크리트 포장이 둘 다 쓰인다.아스팔트 포장은 구조적으로 기존 흙을 파내고 좋은 골재로 채운 이후에 표면을 아스팔트로 굳혀놓기만 한 것이라, 주기적으로 표면을 교체해야 한다. 그럼에도 오래가는 시멘트보다 아스팔트가 도로 포장에서 선호되는 이유가 있다. 근현대도시들은 상하수도를 포함한 많은 지하매설물들을 도로 아래 시공한다. 시멘트 포장 도로는 20~30m단위로 시공하는 콘크리트 판을 통째로 갈아야 한다. 그러나 아스팔트 포장은 필요한 부분만큼만 파내서 공사한 후 도로 아스팔트를 부어서 굳히면 되니 그만큼 경제적이다. 게다가 시멘트와 달리 아스팔트는 열만 가하면 되므로 재활용도 아주 쉽다.
시공비가 적게 들고 먼지가 나지 않고 어느 정도 유연하여 승차감이 좋다. 때문에 과거에는 한국에서 아스팔트로 포장된 고속도로가 많았으나, 포장 강도가 약해서[3] 유지 보수 비용이 많이 든다. 1984년 이후부터 정부에서 고속도로 시공시 콘크리트 포장 공법을 적극 장려하여 현재는 대부분의 고속도로가 콘크리트로 포장되고 있다. 최근에는 다시 기초노면은 콘크리트로 포장하되 표면에 아스팔트 포장을 덧씌우는 공법이 도입되고 있다. 승차감 확보 및 사소한 손상으로부터의 콘크리트 보호, 장시간 운전하는 운전자들의 눈의 피로 방지를 동시에 도모할 수 있다.
현재 한국 고속도로의 65%가 아스팔트 포장이다. 선진국일수록 아스팔트 고속도로 비중이 높은 경향이 있다. 일본은 95% 이상, 미국은 80% 이상이 아스팔트 고속도로라 한다. 한국은 고속도로에 후술할 터널과 다리가 많아서 콘크리트 포장이 꽤 많은 편이다.
시내 도로는 대부분 아스콘으로 포장한다. 먼지가 안 나며, 소음이 적고, 청소가 쉽다. 빠르게 공사할 수 있고, 밑에 수도나 전기선 등이 지나고 횡단보도나 신호기 등 시설물을 설치할 때 뜯고 공사할 일이 많기 때문이다.
빠른 시공 시간도 아스팔트 포장의 장점이다. 아스팔트 포장도로는 시공 후 거의 바로 사용할 수 있는 반면에 콘크리트 포장은 강도가 나오기 시작하는 시점이 빨라도 5시간이며, 완전히 굳어지기까지 보통 28~30일 정도 걸린다. 대신 아스팔트 포장은 열에도 약한데다가 자체 색상도 빛이나 열을 흡수하기가 가장 쉬운 색인 검은색이라 무더운 여름철에 고온 현상이 지속되면 신발이나 타이어에 아스팔트가 묻어나기도 한다. 이 현상을 아스팔트가 녹았다라고 표현한다. 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.
유연하다는 점은 단점도 된다. 특히 기초 공사를 두텁게 하지 않으면 무거운 차량이 많이 지나다녔을 때 도로가 내려앉는다. 대형 차량이 많이 지나다니는 외곽 산업도로 같은 데를 보면 대형 차량 타이어 폭으로 오목하게 홈이 난 도로도 볼 수 있다.
다만 아스팔트는 터널에서는 선호되지 않는다. 아스팔트 색상이 콘크리트에 비해 어두워서 깜깜한 터널에 사용된다면 사고 위험이 높기 때문이다. 터널 내 도로에서는 아스팔트보다 콘크리트가 선호된다. 터널에 사용될 때는 반사판이나 여러 보조 시설물을 충분히 설치한다.
진동과 소음을 일부러 일으켜 과속을 막거나, 미끄러지는 것을 막기 위해 도로에 홈을 넣는 일이 있다. 아스콘 도로에는 홈을 파 봤자 유연한 아스콘의 특성상 차가 지나다면서 곧 뭉개져 지워지기 때문에 소용이 없어서 콘크리트 도로에 하여야 하며, 터널 내부는 그런 홈을 파야 하는 장소에 들어간다.
3. 재활용
철, 금, 알루미늄과 더불어 인류가 가장 활발히 재활용하는 재료 중 하나가 아스팔트다.시멘트와 달리 아스팔트의 응고는 비가역적 화학반응이 아니며, 가열해 반고체 상태로 무르게 만든 아스팔트가 식어서 고체 상태가 된 것 뿐이다. 그냥 녹은 초콜릿이 다시 굳는 것과 같다고 보면 되는 것. 때문에 도로를 포장한 아스팔트는 뜯어내서 다시 가열하는 것만으로도 100% 재활용하여 도로 포장에 재사용할 수 있다.
또한 원래부터 끈적한 타르에 자갈을 섞어 포장재로 쓰는 재료의 특성 상 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[4] 파손된 도로 포장을 벗겨내고 그 자리에서 바로 가열해서 재포장하는 전문 장비도 있다.
4. 여담
- 일본에서는 야쿠자들이 시멘트 공구리가 아니라 아스팔트를 시체랑 같이 고온에서 완전히 뭉개질 때까지 돌려버려서 건설자재로 도로에 깔아버린다는 괴담이 있다.[5]
- 여기서 나오는 수지인 피치가 상온에서 액체라는 것을 증명하기 위한 피치 낙하 실험이란게 현재에도 진행중에 있는데 세상에서 가장 느린 실험으로 유명하다.
- 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.
- 도로 대부분이 아스팔트 포장도로인 대한민국에서는 거리로 나와 특정 세력과 진영에 대한 투쟁·타도·척결 및 결사반대 등을 외치며 집회와 시위를 벌이는 극단주의 강경파를 비유적으로 일컫는 정치·사회적 용어로 쓰이기도 한다. 실제로 거리 시위에 적극적인 이들은 "우리가 거리를, 아스팔트를 저들(반대파)보다 먼저 점령해야 한다"는 주장을 유튜브 등에서 공공연히 펴고 있다.
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]
중공업, 특히 부산물로 아스팔트가 나오는 정유 공업이 발달한 한국 산업 특성상 자재로 쓸 수 있는 아스팔트가 많을 수밖에 없다
[3]
기초 공사를 두텁게 잘 하면 큰 문제가 없다. 돈이 많이 들어서 그렇게 안 하는 것이지.
[4]
사실은 완전 무한은 아니고 기한이 좀 지나면 방향족이 증발하여 아스팔트 성능이 저하되고 경도가 약해 자동차가 지나다니면서 깎여나가서 표면의 아스팔트가 죄다 벗겨져나가게 된다.
[5]
3000도면 철이 녹고도 남는다. 게다가 이를 실행할 거라면 아스팔트와 골재와 시신을 담을 크기의 거대한 세라믹 전기로가 필요한데, 그런 게 제철소 외에 있을 리가 없다. 가열 교반기로 사람 시체를 갈아버리는 것 또한 어림도 없는 일이다. 일반적인 아스팔트 콘크리트 혼합물 생산온도는 섭씨 160도 정도이고 개질 아스팔트도 높아봐야 섭씨 180도인데, 섭씨 185도만 넘어가도 아스팔트가 타버려서 성능이 개판이 된다.