PURPOSES : The purpose of this study is to verify the influences on the compactibility evaluation of WMA (Warm Mix Asphalt) mixture by laboratory experiments. METHODS : Two types of WMA additives (chemical and wax types) and two types of compactors (marshall and gyratory) are used in laboratory experiments. In addition, two types of WMA processes (wet and dry) are tested to verify the impact of manufacturing process. RESULTS : The laboratory results show that the effects of compaction method on compactibility are different depending on the type of additive. The compaction method has a significant impact on WMA mixture with chemical type additive to extent that it determines whether required criterion is satisfied, but only little on WMA mixture with wax type additive. In the case of wet process for WMA mixture manufacturing, it is hard to assess the air void of HMA mixture made of same asphalt binder used in WMA mixture since the additive has already been added in asphalt binder. And the test results show that air voids of HMA mixture vary within properties of asphalt binder. CONCLUSIONS : Through this study, it is found that compactibility of WMA mixture is affected by the compaction methods depending on the additive types and by the WMA mixture manufacturing process. Therefore, those are recommended to be considered when evaluating compactibility of WMA mixtures.

PURPOSES : Asphalt pavements are damaged by various causes, such as cracks, potholes due to climate, and traffic environment. Asphalt aging has a significant effect on cracks, which may also form potholes. The purposes of this study are to estimate the change in asphalt binder and mixture performance and to correlate the physicochemical changes of the asphalt binder and mixture performance with aging. METHODS : The aging process of the asphalt was determined in the laboratory, based on the methods used in previous studies. In terms of consistency (stiffness), crack-resistance performance, moisture susceptibility, SK investigated the binder part, and Shoreki investigated the mixture part depending on the aging time. RESULTS : The consistency (stiffness) and brittleness of both the asphalt binder and mixture tended to increase with aging. In particular, the crack-resistance performance of the asphalt binder (G*sinδ, ductility, and ΔTc) and mixture (flexural fatigue test and Cantabro test) deteriorated because of asphalt aging. Furthermore, the aging mechanisms (oxidation and polymerization) were identified based on the chemical structure analysis. CONCLUSIONS : It is confirmed that the aging affected the chemical composition change and the physical properties of the asphalt. Asphalt pavements are significantly affected by the aging characteristics of the binder. It is concluded that the crack-resistance performance of the mixture decreases with aging due to these physical and chemical changes.

최근 국내에서는 교면포장의 파손에 따른 교량 바닥판의 열화 및 운전자 안정성의 문제가 대두되고 있다. 기존 아스팔트 재료는 교량에서 발생하는 열악한 환경에 적용하기에는 한계가 있어 교량 바닥판을 보호하고 상대적으로 큰 처짐에 대하여 장기간 견딜 수 있는, 피로저항성이 우수한 고내구성 교면포장 아스팔트 혼합물의 개발이 필요하게 되었다. 이에 SBS 첨가물과 첨가제를 사용하여 생산성 및 작업성이 우수하고 피로균열저항성이 뛰어난 교면포장용 아스팔트 바인더를 개발하였다. 새로운 아스팔트 바인더는 회전점도시험 (RV test), 인화점시험 (Flash point test), 동적전단시험(DSR test), 저온빔시험(BBR test) 등을 통하여 PG 70-34의 공용등급으로 확인되었다. 본 연구에서 개발된 아스팔트 바인더를 사용한 혼합물의 공용성을 평가하기 위하여, 피로시험, 휠트래킹시험, 수분손상시험 등을 실시하였으며 실물크기의 윤하중시험을 통하여 소성변형 저항성 및 피로균열 저항성에 대하여 평가하였다. 실내공용성 시험을 통하여 교면포장용 아스팔트 혼합물이 SBS 개질 혼합물에 비하여 3배 이상의 피로수명을 가졌다. 또한, 윤하중시험에서도 소성흐름이 발생하지 않았고, 피로균열은 250,000회 이상을 재하하여도 PG 64-22 혼합물의 38% 밖에 나타나지 않았다.

본 연구에서는 일반 아스팔트 포장에 비해 설계수명을 2배 이상 증대시켜 보수주기를 증진하고 보수비용 및 사용자 비용을 절감할 수 있는 장수명 아스팔트 포장에 대한 포장가속시험 (APT)을 수행하였다 먼저 본 연구에서 개발된 장수명 포장용 고강성기층 혼합물에 대한 기초적인 물성시험을 수행하였다. 포장의 지지력을 비교하고 피로 및 소성변형에 대한 저항성을 평가하기 위하여 일반 및 고강성 기층으로 구성된 총 4개의 시험단면을 건설하였다. 또한 일반 및 고강성 단면은 각각 얇은 단면과 두꺼운 단면으로 구성되었다. 다양한 교통하중에 대한 아스팔트 기층하단의 인장변형률을 측정하였으며 시험결과 고강성 단면의 인장변형이 일반단면에 비해 적게 발생되는 것을 확인하였다. 기층 단면이 얇은 포장단면에 대한 APT 시험결과 윤하중이 180,000회 재하될 때까지 균열은 발생하지 않았다. 기층단면이 두꺼운 포장에 대해 윤하중 90,000회 재하시 일반단면은 5.3mm, 고강성 단면은 3m의 소성변형이 발생하였다. 본 연구에서 개발된 고강성 혼합물은 소성변형 및 피로균열에 대한 저항성이 우수하기 때문에 장수명 포장용 기층재로서 적합한 것으로 판단된다. 또한 다양한 구조해석 결과 일반 혼합물 대신 고강성 혼합물을 사용할 경우 포장의 하중지지력이 증가하기 때문에 아스팔트층의 단면두께를 최소 5cm 이상 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

PP 및 PTFE 실관막을 이용하여 xylene-HAc(acetic acid)-water계, MIBK-ethanol-water계 및 TBP-ethanol-water계에서의 압력차 변화, 수용상 및 유기상 유속 변화에 따른 아세트산 및 에탄올의 투과추출 실험을 행하였다. xylene-HAc-water계에서 구한 막상에서의 물질전달계수로 부터 실관막의 굴곡률을 구할 수 있었는바, PP 재질의 Celgard X10-400 및 PTFE 재질의 Tex TA001실관막의 굴곡률은 각각 1.82 및 1.43이었다. 에탄올의 투과추출시 투과 flux 및 총괄물질전달계수는 추출 용매로서 MIBK를 사용한 경우가 TBP를 사용한 경우보다 큰 것으로 나타났으며 이러한 경향은 유기상 유속이 증가함에 따라 뚜렷이 나타났다. 또한 총괄물질전달계수는 유기상 유속의 증가에 따라 비선형적으로 증가하였는 바, 이들 사이에 Ko∝Vor-0.35인 관계가 있음을 확인하였다. 에탄올의 투과추출에 있어서 Gore Tex TA001실관막을 사용한 경우 율속단계는 막상에서의 물질전달이었다.