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최근 급격하게 상승하기 시작한 원유 가격으로 원유가 점점 중질화함에 따라 고도 정제 기술이 전세계 적으로 활발히 개발되고 있다. 도로 포장 재료로서 가장 많이 사용되는 아스팔트는 기존 경질유를 정제하고 남은 부산물로서 지금까지는 특별한 처리공정 없이 사용이 가능하였다. 하지만, 저가 중질유분의 고도 정제 과정(Solvent Deasphalting Process, SDA 공정)에서 발생하는 부산물(Pitch)은 기존의 아스팔트와 매우 다른 화학적 성분과 함께 고점도의 물리적 특성 등으로 인해 작업성 및 시공성이 제한적이므로 건설 재료로 활용하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 저가 중질유분의 고도 정제 과정의 부산물을 건설재료로서 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에 사용된 Pitch는 국내 정유회사에서 SDA 공정을 거쳐 발생한 경질화 부산물로서 일반 아스팔 트의 품질기준으로 규정된 기본물성과 더불어 유변학적 특성을 분석하였다. Pitch의 기본물성 실험결과, 모든 기본 시험에서 일반 아스팔트에 비해 유연성이 현저히 감소되고 매우 단단한 재료인 것으로 평가되 었다. Pitch의 유변학적 특성 평가를 위해 DSR 레오미터를 이용한 온도와 하중빈도에 따른 동전단계수를 평가하였으며, Time-Temperature Superposition 기법을 이용하여 동전단계수 마스터곡선을 결정하였다. 그림 1에서 보이듯이, Pitch의 동전단계수는 전범위에 걸쳐 AP5 아스팔트에 비해 매우 큰 것을 알 수 있다. 이러한 Pitch의 특성을 개선하기 위해 오일계열의 첨가제를 첨가한 후 동전단계수 평가를 수행하였으며, 그림에서 나타나듯이 개선된 Pitch의 유변학적 특성이 AP5와 거의 유사한 것으로 평가되었다.
이상과 같은 실험결과를 바탕으로, 중질유분의 고도정제 과정에서 발생하는 부산물에 적절한 첨가제를 사용하다면 기존 아스팔트와 유사한 특성을 가지는 좋은 대체재료가 될 것으로 판단된다. 향후 개선된 Pitch를 아스팔트 혼합물에 적용하여 다양한 공용성 평가 및 실제 현장적용을 통해 기존 아스팔트 대체재료로서의 활용가능성에 대한 지속적인 연구를 수행할 계획이다.
