인도네시아는 전체 도로의 약 96%가 아스팔트 포장으로 되어 있으며, 최근 지역 간의 경제교류 활성화 및 국민에 삶에 질을 높이기 위해 기초 기반시설인 도로 건설에 많은 예산을 투자하고 있다. 하지만 년 중 약 6개월 동안 비가 내리는 몬순기후 및 과적차량, 그리고 급격한 교통량 증가로 인해 소성변형과 포트홀, 골재 박리와 같은 수분에 의한 조기 파손이 빈번히 발생하고 있다. 또한 인도네시아는 아스팔트 플랜트가 인도네시아 전역에 고르게 분포되어 있지 않아 원거리 공사의 경우, 아스팔트 혼합물의 포설 및 시공온도를 관리하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 인도네시아의 기후 및 교통하중을 고려하여 아스팔트 포장의 성 능 및 공용수명을 향상시키고, 특히 수분에 대한 저항성을 증진시켜, 몬순기후에 적합한 중온 개질 첨가제 를 개발하였으며, 인도네시아 현지에 적용하여 현장 적용성 평가를 수행하였다. 본 연구는 한국건설기술연 구원과 인도네시아 국가 연구기관인 도로연구소(IRE, Institute of Road Engineering)와 국제 공동연구로 추진되었으며, 연구 결과, 몬순기후용 중온 개질 아스팔트 포장 기술은 인도네시아의 고온다습한 기후에서 아스팔트 포장의 소성변형 및 포트홀과 같은 수분에 대한 저항성이 높은 것으로 평가 되었다. 인도네시아에서 사용 중인 일반 아스팔트 바인더는 고온 등급이 64℃이며 수분에 대한 저항성이 낮아 인도네시아에 적용하기에는 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 인도네시아 일반 아스팔트 바인더에 수분에 대한 저항성 증진을 위한 화학적 요소와 폴리머 그리고 중온화 첨가제를 혼합하여 고온 및 수분에 대한 저항성이 높은 기술을 개발하였다(그림 1). 개발 기술의 현지 적용성 평가를 위해 WEST JAVA 섬에 위치한 Jatibarang 및 Subang 지역에 시험포장을 수행하였으며, 동시에 인도네시아 현지에 서 품질평가를 수행하였다. 인도네시아 현지 품질 평가 수행 결과 몬순기후용 중온 개질 아스팔트 기술이 인도네시아 현지 개질 아스팔트 품질기준에 부합하였으며, 시험포장 또한 성공적으로 수행되었다. 시험포 장 배합설계는 아스팔트 함량이 5.2%,시, 생산온도 144℃, 다짐온도 120℃였다. 향후 지속적인 추적조사 를 통해 소성변형, 포트홀 등 수분에 대한 파손에 대한 평가가 필요할 것으로 판단된다.

몽골은 지역간에 경제교류 활성화 및 국민에 삶에 질을 높이기 위해 기초 기반시설인 도로 건설에 많은 예산을 투자하고 있다. 하지만, 급격한 교통량 증가 및 도로포장 기술의 부재로 인하여 도로포장이 공용 수명에 이르지 못하고 조기에 파손이 발생하고 있다. 특히, 년 중 5개월 이상이 영하에 온도를 나타내는 환경하중과 중차량에 의해 몽골에 아스팔트 포장에서는 시공 후 1~2년 후에 저온균열이 발생하고 있으나 이에 대한 해결방안을 찾지 못하고 있는 실정이다. 또한, 겨울철이 상대적으로 길어 일 년 중 아스팔트 포 장을 시공할 수 있는 기간이 약 4~5개월에 불과해 몽골 도로건설 확장에 큰 장애가 되고 있다. 본 연구에 서는 극한지역인 몽골에 기후조건, 차량하중 조건 및 시공조건을 고려한 극한기후 맞춤형 중온화 개질 첨 가제를 개발하여 현지에 적용하는 연구를 수행하였다. 현재 몽골에서 사용하고 있는 아스팔트 바인더에 공용성 등급은 PG 58-22로서 저온에서 아스팔트 바 인더의 유연성을 확보하기 위해 극저온 오일과 폴리머 첨가제를 사용하였으며 아스팔트 포장 시공 시 작 업성과 다짐도를 확보하기 위해 중온화 첨가제를 함께 사용하여 극한기후 맞춤형 중온화 개질 첨가제를 개발하였다(그림 1). 그 결과 극한기후 맞춤형 중온 개질 아스팔트 바인더의 공용성 등급이 PG 64-34로 향상되어 몽골 아스팔트 포장에서 발생하는 저온균열에 대한 저항성이 우수할 것으로 평가되었다. 극한기후 맞춤형 중온 개질 아스팔트 바인더의 작업성 및 현장 다짐도를 평가하기 위해 몽골 현지 울란 바토르 시의 외곽도로 시험 시공을 성공적으로 완료하였다(그림 2). 현장 배합설계 결과, 극한기후 맞춤 형 중온 개질 아스팔트 혼합물의 최적 아스팔트 함량은 6.4%로 결정되었으며 공극률은 4.5%로 나타났다. 극한기후 맞춤형 중온화 개질 첨가제는 아스팔트 함량에 4.0%(무게비)를 첨가하였다. 극한기후 맞춤형 중온 개질 아스팔트 혼합물의 생산 및 다짐온도는 가열 아스팔트 혼합물보다 약 30℃ 낮은 온도에서 수행 되었다. 시공 완료 후, 비파괴 현장 다짐 밀도 측정 장비를 사용하여 다짐도를 측정한 결과 다짐도는 약 98%인 것으로 측정되었다. 향후 극한기후 맞춤형 중온 개질 아스팔트 포장에 대한 지속적인 추적조사를 실시하여 저온균열 발생 및 기타 포장 파손에 대한 공용성 평가가 필요할 것으로 판단된다.

최근 우리나라의 도로포장은 환경의 영향, 교통량의 증가 및 차량의 중량화 등 여러 요인에 의해 설계 수명에 이르지 못하고 조기에 노후화되어 이를 위한 유지보수가 빈번히 시행되고 있다. 유지보수로 인해 발생하는 폐아스팔트 콘크리트는 주요 건설폐기물로써 이에 대한 처리는 중대한 사회적 문제로 나타나고 있으며, 유지보수 시 공사구간 통제로 인한 차량지체현상으로 사용자비용이 발생하고 있다. 본 연구에서 는 이러한 현실적 문제를 극복하고자 폐아스팔트 콘크리트를 순환골재로 이용함과 동시에 개질 유화아스 팔트를 적용한 상온 긴급보수재료 개발에 대한 실험적 분석을 수행하였다. 개질 유화 아스팔트를 사용하여 상온에서 마샬 안정도 시험을 실시한 결과 순환골재(RAP)를 사용했을 때 신규골재(VA)를 사용했을 때 보다 1-2%의 바인더 절감 효과가 나타났으며, 성능이 더 우수함을 확인 할 수 있었다. 또한, 습윤 마모 시험을 통하여 순환골재(RAP)와 신규골재(VA)를 비교한 결과 순환골재 (RAP)의 마모저항성이 더 우수함을 확인할 수 있었다.

최근 국내외적으로 이상기후로 인한 여름철 폭우, 겨울철 잦은 폭설로 이어지고 있다. 이로 인해 겨울 철 도로의 결빙을 방지하기 위하여 염화물계 제설제가 많이 사용되고 있다. 그에 따른 피해도 증가하고 있는 추세이다. 제설제는 차량부식, 도로훼손, 환경오염은 물론 호흡기질환과 피부병유발 등 환경과 인체의 건강을 해 치고 있다. 또한 날씨가 풀리면서 눈과 함께 녹아 하천으로 유입될 경우 생태계에 영향을 주는 것을 비롯 해 토양에 고농도의 염류로 쌓여 식물잎의 황화나 괴사, 조기 낙엽, 병충해 저항력 저하 등을 발생시킨다. 뿐만 아니라 도로의 지뢰 ʻ포트홀ʼ, 즉 도로에 움푹 패인 구멍 역시 제설제가 주범인 것으로 알려져 눈에 녹으면서 소금물로 변한 염화칼슘이 아스팔트의 취약한 부분을 파고들면서 구멍이 생겨 사고 위험을 높이 고 있다. 더욱이 염화물계 제설제는 교량 등 콘크리트 또는 강재구조물 부식의 원인이 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 재생 폴리에틸렌과 무기질 섬유상 재료 및 보조제를 이용하여 폐자원의 자원화 와 더불어 동절기 결빙 방지를 위해 사용되는 제설제에 대한 저항성을 향상시키는 내염해성 아스팔트 콘 크리트 개발을 목적으로 하였다. 공용성등급이 76-22 이상으로 나왔으며, 개질 아스팔트 품질기준에 모 두 적합한 것으로 나타났다. 이는, 개질제에 포함된 화합물이 아스팔트 바인더와 상호작용하여 탄성 계수 및 고온 등급을 증가시킨 것으로 판단된다. 이를 근거로 추후 아스팔트 PG등급에 따른 혼합물의 물성을 평가할 예정이다.

PURPOSES: The objective of this study was to determine the optimum ratio of mix design, for a reclaimed asphalt pavement (RAP) content of 100%, for spray injection application. METHODS: A literature review revealed that spray injection is an efficient and cost-effective application for fixing small defective regions of an asphalt pavement. Rapid-setting polymer-modified asphalt mixtures prepared from two types of rapid-setting polymer asphalt emulsion were subjected to Marshall stability and wet track abrasion tests, in order to identify the optimum mix designs. RESULTS and CONCLUSIONS : Different mix designs of type A and type B emulsions were prepared using RAP and virgin aggregates, in order to compare the performance and determine the optimum mix design. The performance of mixtures prepared with RAP was superior to that of mixtures containing virgin aggregates. Moreover, for optimum ratio of the design, the binder content prepared from RAP was set to 1~2% lower than that consisting of virgin aggregates. Compared to their Type A counterparts, type B mixtures consisting of a reactive emulsion performed better in the Marshall stability and wet track abrasion tests. The initial results confirmed the advantages associated with using RAP for spray injection applications. Further studies will be performed to verify the difference in the optimum mix design and performance obtained in the lab-scale test and tests conducted at the job site by using the spray injection machine.

PURPOSES: The objectives of this study were to develop a new polymer-modified emulsion for application to tack coats and to evaluate its properties by comparing it with other types of asphalt emulsions, with the goal of providing an enhanced tack coat material for use in construction. METHODS: Modified asphalt binders were developed from using SBS and SBR latex in the laboratory, and their fundamental properties, such as their penetration index and PG grade, were evaluated. Based on the properties, a new tack coat material was developed. To evaluate the newly developed asphalt emulsion, the bonding strength between the two layers of HMA was measured by applying a uniaxial tensile test and shear test. For the tests, a total of four different conditions were applied to the specimens, including the developed asphalt emulsion, latex modified asphalt emulsion, conventional asphalt emulsion, and non-tack coating. RESULTSAND CONCLUSIONS: Overall, the developed asphalt emulsion exhibits the best bonding strength behavior among all of the three types. Also, the two types of polymer-modified emulsions were found to be better for application for use as a tack coat than a conventional emulsion. Especially, at a high temperature (50℃), the conventional asphalt emulsion no longer acts as a tack coating material. Therefore, the polymer-modified emulsion should be considered for application to tack coat construction during the summer.

PURPOSES : The purpose of this study was to evaluate the performance of rapid-setting polymer-modified asphalt mixtures with a high reclaimed asphalt pavement (RAP) content. METHODS: A literature review revealed that emulsified asphalt is actively used for cold-recycled pavement. First, two types of rapid-setting polymer-modified asphalt emulsion were prepared for application to high-RAP material with no virgin material content. The quick-setting polymer-modified asphalt mixtures using two types of rapid-setting polymer-modified asphalt emulsion were subjected to the following tests: 1) Marshall stability test, 2) water immersion stability test and 3) indirect tensile strength ratio test. RESULTS AND CONCLUSIONS : Additional re-calibration of the RAP was needed for laboratory verification because the results of analyzing RAP aggregates, which were collected from different job sites, did not deviate from the normal range. The Marshall stability of each type of binder under dry conditions was good. However, the Type B mixtures with bio-additives performed better in the water immersion stability test. Moreover, the overall results of the indirect tensile strength test of RAP mixtures with Type B emulsions exceeded 0.7. Further research, consisting of lab testing and on-site application, will be performed to verify the possibility of using RAP for minimizing the closing of roadways.

PURPOSES : The objective of this study is to develop new pothole repair materials using polyurethane-modified asphalt binder, and to evaluate them relative to current pothole repair materials in order to improve the performance of repaired asphalt pavement. METHODS : In the laboratory, polyurethane-modified asphalt binder is developed, and then asphalt binder is added to produce pothole repair materials. In order to evaluate the properties of this new pothole repair material, both an indirect tension strength test and a direct tension strength test are performed to measure the material strength and bond strength, respectively. Additionally, the basic material properties are evaluated using the asphalt cold mix manual. The strength characteristics based on curing times are evaluated using a total of 7 types of materials (3 types of current materials, 2 types of new materials, and 2 types of moisture conditioned new materials). The indirect tension strength tests are conducted at 1, 2, 4, 8, 16, and 32 days of curing time. The bond strength between current HMA(Hot Mix Asphalt) and the new materials is evaluated by the direct tension strength test. RESULTS AND CONCLUSIONS : Overall, the new materials show better properties than current materials. Based on the test results, the new materials demonstrate less susceptibility to moisture, faster curing times, and an improved bond strength between HMA and the new materials. Therefore, the use of the new materials reported in this study may lead to enhanced performance of repairs made to asphalt pavement potholes.

현재 아스팔트 도로 분야에서 신규건설 수요는 점차 감소되고 있으며, 기존 공용중인 도로의 사용기간 이 증가함에 따라 도로포장의 파손이 증가하기 때문에 도로의 재포장 및 유지보수의 수요가 증가하는 실 정이다. 기존 도로의 유지보수 적용 시 교통통제가 야기하는 도로 사용자의 불편 및 경제적 손실을 고려 해야하며, 또한 유지보수를 위한 비용을 시공 후 공용성과 비교하여 고려해야 한다. 미국 주 교통국에서 는 이러한 문제점들을 고려하여 현장 상황에 적합한 유지보수 공법을 선정하여 적용하고 있으며, 칩실과 포그실로 대표되는 아스팔트 표면처리공법(Asphalt Surface Treatments)의 사용이 증가하고 있다. 칩실 은 여러 유지보수 공법 중 경제적이고 효과적인 공법으로 시공 후 3~4시간 후에 교통을 개방한다. 때문 에 칩실의 초기 양생시간(3~4시간)이 칩실의 충분한 공용성 발현에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 칩실의 초기 공용성을 평가하기 위하여 CRS-2 일반 유화아스팔트와 5 종의 폴리머 개질 유화아스팔트 (PME-A, -B, -C, -D, -E)를 사용하여 칩실 시편을 제작한 후 증발 시험(Evaporation Test), 점착력 시험(Bitumen Bond Strength, BBS Test), Vialit Test, MMLS3 골재 탈리 시험을 통하여 칩실의 초기 골재 부착력 특성을 평가하였다. 그림 1에서 Vialit Test의 골재 탈리 결과와 BBS Test로 얻어지는 각 유 화아스팔트의 점착력을 비교하였고, 미국 알래스카 주 교통국에서 칩실의 공용성 판단 요소로 제시한 10% 골재 탈리율 기준을 MMLS3 시험 결과와 Vialit Test 시험결과 사이의 관계식을 통하여 13%로 수정 하여 실험 결과에 적용하여 평가하였다

PURPOSES: The study objective was to evaluate rheology and physical properties of SBS-modified warm-mix asphalt (WMA) binders in comparison with hot-mix asphalt (HMA) binders. METHODS : Four different SBS polymers were used to prepare polymer-modified asphalt (PMA) binders, and three different warm-mix additives (WAD) were used to prepare a total of 12 WMA PMA binders. The kinematic viscosity was measured at 115, 135℃. The PG was determined using DSR and BBR. The pass/fail (P/F) temperatures for high and low PG grading were evaluated for HMA PMA and WMA PMA binders. RESULTS: PG 76-22 binders could be prepared by modifying the base binder (PG 64-22) using 4.5 wt% of SBS. The kinematic viscosity (KV) of SBS PMA was increased by 3 times higher than that of base asphalt. The SBS PMA with WAD showed 10% lower KV than that of the normal SBS PMA at 115℃ The high P/F temperatures showed almost no difference between HMA PMA and WMA PMA binders. The high P/F temperature showed very high correlations with KV (R2 > 0.97). The result of SBS modification caused increase of low P/F temperature by 2.7℃ on average. CONCLUSIONS : Since the PMA with WAD showed 10% lower KV than normal (HMA) PMA at 115℃, reducing PMA mixture temperature down to a WMA level was possible in this study. The higher KV binders showed the higher P/F temperature. There was almost no change in high P/F temperature due to the use of WAD. The SBS PMA, showing an increased low P/F temperature, might show somewhat poorer performance at low-temperature, even though the lower PG grade was staying at the same level, i.e., -22℃.

상온 아스팔트는 70년대 초반 석유위기 인하여 아스팔트 가격이 상승하여 대안으로 발전을 맞이 하였으나 이후 가열 아스팔트에 밀려 크게 활성화 되지 못하였다. 활성화 되지 못했던 중요한 이유 중에 하나는 상온 아스팔트는 양생시간이 필요하고 양생 후에도 가열 아스팔트에 비하여 공학적 성능이 우수하지 않았기 때문이다. 이산화탄소 배출을 억제하고 새로운 상온 화학 기술이 진보하고 아스팔트 재활용에 대한 관심이 고조 되면서 새로운 상온 아스팔트 공법이 개발되고 있다. 본 연구는 중속 경화(Medium setting: MS) 상온 아스팔트를 사용하여 혼합물을 제조하여 관련 시험을 수행하였다. 시험 결과 기존 상온 아스팔트에 비하여 양생 속도가 신속하고 성능이 향상되어 새로운 포장공법으로 기대된다.

본 연구에서는 산업부산물인 폐 EPDM을 50mesh 이하로 제조한 미세분말 형태의 R-EPDM(Recycling EPDM)을 주성분으로 아스팔트와 안정성을 높이기 위한 첨가제인 분산제와 유화제 및 폴리머 계통의 유동성 향상제를 혼합한 R-EPDM 개질아스팔트 혼합물의 실내 물성 평가를 수행하였다. R-EPDM 개질아스팔트 바인더의 특성을 파악하기 위해 슈퍼패이브 시험법을 이용하여 바인더의 PG(Performance Grade)등급을 분류하였으며, 선회다짐기를 사용한 R-EPDM 개질아스팔트 혼합물의 배합설계를 통하여 최적아스팔트(OAC) 함량을 결정하였다. OAC로 제작된 R-EPDM 개질아스팔트 혼합물의 소성변형 및 동결융해 저항성을 평가하기 위하여 반복주행시험과 수분민감성시험을 수행하였으며, R-EPDM 개질아스팔트 혼합물의 소성변형 및 수분민감성에 대한 저항성이 일반아스팔트(AP-5) 혼합물보다 우수함을 알 수 있었다.

본 연구는 배수성 아스팔트 포장에 사용하기 위하여 국내에서 개발한 개질 아스팔트 바인더 및 혼합물의 실내 및 현장 공용성을 평가한 연구이다. 국내에서 개발된 개질 아스팔트 2종에 대한 DSR, BBR 및 다양한 바인더 시험을 실시하여 공용성능이 상대적으로 우수한 1종의 개질 아스팔트를 선정하였다. 선정된 개질 아스팔트와 기존에 일본에서 사용되는 개질 아스팔트를 사용하여 각각에 대하여 배합설계를 실시하고, 배수성 아스팔트 혼합물을 생산하여 실내 공용성을 비교하기 위해 휠트래킹 시험, 수분손상 시험, 피로시험 등을 수행하였다. 그 결과, 공용특성 측면에서 국산의 개질 아스팔트가 일본 개질 아스팔트와 비슷하거나 경우에 따라서는 우수함을 확인하였다. 실내시험결과를 바탕으로 현장 시험시공을 실시하였고, 추적조사를 통하여 시간에 따른 공극률과 소음특성의 변화를 측정하였다. 그 결과 시공 초기에는 배수 및 소음 저감 능력이 우수하였으나 2년이 경과한 후 소음 저감 능력이 감소하여 SMA 포장과 비슷한 수준의 소음저감효과를 나타내었다.