산화는 아스팔트에서 대형분자(LMS : Large Molecular Size) 양의 증가를 야기하고 바인더의 경화에 주요 원인이 되므로 바인더 산화를 저감시키면 도로 및 공항 포장의 공용수명 연장을 기대할 수 있다. 바인더 산화는 혼합물을 도로에 깔기 전에 가열된 골재와 혼합하는 동안과 아스팔트 포장이 시공된 후 공용기간 동안에 일어난다. 본 연구에서는 바인더를 단기 및 장기노화 처리 후 LMS의 양적 증가를 HP-GPC (High-Pressure Gel-Permeation Chromatography)의 자료에 근거하여 해석하였다 개질 아스팔트는 LMS의 증가율이 아스팔트의 종류에 따라 다를 지라도 단기노화 후 LMS의 20-30%증가. 장기노화 후 2배 이상의 증가를 나타냈다. 본 연구에서 개질 아스팔트의 노화특성을 관찰하기 위하여 사용된 개질제는 선행 연구에서 큰 역학적 특성 향상을 보인 LDPE(Low-Density Polyethylene)와 SBS(Styrene-Butadiene-Styrene block copolymers) 를 사용하였다. LDPE로 개질한 바인더는 단 장기노화 후 LMS의 증가 비율이 상당히 낮았다. 이와 같이 낮은 LMS의 증가는 LDPE 개질 아스팔트가 노화 처리되는 동안에 일반 아스팔트보다 덜 노화가 진행된다는 것을 의미한다 이는 아스팔트 시멘트 내에 분산된 LDPE 입자가 산화 노화작용을 방해하기 때문인 것으로 보인다.

국내 아스팔트 포장은 중차량 교통량의 증가와 겨울철 및 여름철의 온도차이가 크게나는 환경조건하에서 공용되고 있다. 이러한 요인으로 인하여 포장 조기파손의 대부분인 소성변형의 문제점이 심각하며, 이에 대한 개선책으로 개질 아스팔트의 적용에 대한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 대부분의 개질 아스팔트의 사용이 표층을 절삭하고 택코팅후 시공되고 있으며, 신설도로의 포장이 아닌 유지보수에서 많이 사용되고 있다. 본 연구는 부산지방국토관리청 산하의 신설국도의 도로포장현장에 개질 아스팔트 혼합물이 적용된 기층 위에 표층용 개질 아스팔트인 SBS PMA 혼합물과 PSMA 혼합물에 대하여 2차로로 200m를 시험 시공하였으며. 나머지 구간은 일반밀입도 아스팔트 혼합물로 시공하였으며, 시공에 사용된 재료에 대한 실내시험을 통한 공용성 및 장기 공용성 평가를 실시하고자 하였다. 실내 실험은 마샬안정도시험, 강도시험과 휠트랙킹 시험을 하여 분석하였으며, 현장의 시험 시공시 온도관리 및 평탄성에 대한 평가를 기초로 향후 장기 공용성 평가와 LCC 분석을 실시하여 가장 경제적인 개질 아스팔트를 평가하여 설계에 반영하고자 한다.

본 연구는 동절기에 많이 발생하는 포장의 저온균열에 대한 폴리머 개질 아스팔트 혼합물의 저항 특성을 알아보기 위하여 수행하였다. 저온에서의 간접인장강도를 측정 분석한 결과 혼합물들이 -10°C ~ -20°C의 저온 대에서 최대 인장강도를 나타냈다. 최대 인장강도를 보이는 온도 이하에서는 시차열 응력이 인장강도 이상으로 발생하여 내부에 손상이 발생하기 때문에 나타나는 인장강도 저하현상을 ITS 시험으로 증명하여 보였다. 저온의 시험 결과는 폴리머 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비하여 보다 낮은 온도에서까지도 강도가 높게 나타나 폴리머 개질에 따른 효과를 보였으며, 바인더가 저온균열에 대한 저항에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 추운 지역에서는 저온균열을 예방하기 위하여 폴리머 개질 아스팔트의 사용이 추천된다.

국내 아스팔트 포장은 중차량 교통량의 증가와 겨울철 및 여름철의 온도차이가 크게나는 환경조건하에서 공용되고 있다. 이러한 요인으로 인하여 포장 조기파손의 대부분인 소성변형의 문제점이 심각하며, 이에 대한 개선책으로 개질 아스팔트의 적용에 대한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 대부분의 개질 아스팔트의 사용이 표층을 절삭하고 택코팅후 시공되고 있으며, 신설도로의 포장이 아닌 유지보수에서 많이 사용되고 있다. 본 연구는 부산지방국토관리청 산하의 신설국도의 도로포장현장에 개질 아스팔트 혼합물이 적용된 기층 위에 표층용 개질 아스팔트인 SBS PMA 혼합물과 PSMA 혼합물에 대하여 2차로로 200m를 시험 시공하였으며. 나머지 구간은 일반밀입도 아스팔트 혼합물로 시공하였으며, 시공에 사용된 재료에 대한 실내시험을 통한 공용성 및 장기 공용성 평가를 실시하고자 하였다. 실내 실험은 마샬안정도시험, 강도시험과 휠트랙킹 시험을 하여 분석하였으며, 현장의 시험 시공시 온도관리 및 평탄성에 대한 평가를 기초로 향후 장기 공용성 평가와 LCC 분석을 실시하여 가장 경제적인 개질 아스팔트를 평가하여 설계에 반영하고자 한다.

본 연구는 동절기에 많이 발생하는 포장의 저온균열에 대한 폴리머 개질 아스팔트 혼합물의 저항 특성을 알아보기 위하여 수행하였다. 저온에서의 간접인장강도를 측정 분석한 결과 혼합물들이 -10℃의 저온 대에서 최대 인장강도를 나타냈다. 최대 인장강도를 보이는 온도 이하에서는 시차열 응력이 인장강도 이상으로 발생하여 내부에 손상이 발생하기 때문에 나타나는 인장강도 저하현상을 ITS 시험으로 증명하여 보였다. 저온의 시험 결과는 폴리머 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비하여 보다 낮은 온도에서까지도 강도가 높게 나타나 폴리머 개질에 따른 효과를 보였으며, 바인더가 저온균열에 대한 저항에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 추운 지역에서는 저온균열을 예방하기 위하여 폴리머 개질 아스팔트의 사용이 추천된다.

켐크리트 개질 아스팔트 혼합물은 산소와 고온의 온도조건에서 급속하게 경화된다. 켐크리트 개질 혼합물을 아스팔트 포장의 표층에 적용할 경우 이러한 과다한 경화로 인하여 조기 균열이 발생되기도 한다. 이러한 조기 균열의 발생을 완화하기 위하여 켐크리트 개질 혼합물을 아스팔트 포장의 기층에 적용하고 있다. 본 연구에서는 켐크리트 개질 아스팔트와 혼합물의 공용성을 규명하기 위하여 아스팔트 바인더에 대해 동적유동시험 및 처짐보유동시험 등을 실시하였고 혼합물에 대한 일축인장 피로 및 휠트래킹, 수분손상 시험 등을 실시하였다. 또한 현장에서 채취한 시편에 대해 회복탄성계수시험을 실시하여 일반 및 켐크리트 개질 혼합물의 강성을 비교분석하였다. 이상의 시험결과로부터 켐크리트 개질 혼합물은 일반 혼합물에 비해 소성변형에 대한 저항성이 크다는 것을 알 수 있었다. 그러나 켐크리트 혼합물이 추운지방에 사용될 경우 저온균열의 문제가 발생할 가능성이 있을 것으로 사료된다. 켐크리트 혼합물을 기층에 적용하여 2년 이상 경과한 경우 켐크리트 개질 혼합물은 일반 혼합물에 비해 강성이 약 50% 정도 증가됨을 알 수 있었다.

켐크리트 개질 아스팔트 혼합물은 산소와 고온의 온도조건에서 급속하게 경화된다. 켐크리트 개질 혼합물을 아스팔트 포장의 표층에 적용할 경우 이러한 과다한 경화로 인하여 조기 균열이 발생되기도 한다. 이러한 조기 균열의 발생을 완화하기 위하여 켐크리트 개질 혼합물을 아스팔트 포장의 기층에 적용하고 있다. 본 연구에서는 켐크리트 개질 아스팔트와 혼합물의 공용성을 규명하기 위하여 아스팔트 바인더에 대해 동적유동시험 및 처짐보유동시험 등을 실시하였고 혼합물에 대한 일축인장 피로 및 휠트래킹, 수분손상 시험 등을 실시하였다. 또한 현장에서 채취한 시편에 대해 회복탄성계수시험을 실시하여 일반 및 켐크리트 개질 혼합물의 강성을 비교분석하였다. 이상의 시험결과로부터 켐크리트 개질 혼합물은 일반 혼합물에 비해 소성변형에 대한 저항성이 크다는 것을 알 수 있었다. 그러나 켐크리트 혼합물이 추운지방에 사용될 경우 저온균열의 문제가 발생할 가능성이 있을 것으로 사료된다. 켐크리트 혼합물을 기층에 적용하여 2년 이상 경과한 경우 켐크리트 개질 혼합물은 일반 혼합물에 비해 강성이 약 50% 정도 증가됨을 알 수 있었다.

Bahia et al. (1998)은 여러 실험을 통하여 현재의 수퍼페이브 공용성 등급체계로는 모든 개질바인더의 등급을 규정화할 수 없다는 결론을 맺고 있다. 이러한 결론은 개질아스팔트 바인더에 적합한 올바른 등급체계를 개발하도록 동기를 부여한다. 본 개발의 중요개념은 고온에서의 소성변형깊이와 바인더성질 사이의 상관관계로부터 시작된다. 여기에 제안된 개질아스팔트 바인더를 위한 새로운 등급체계는 Huh et al. (2000)이 연구한 비 개질바인더의 등급체계와 다소 동일하다. 따라서 본 연구는 개질과 비개질바인더 둘 다에 공히 적용 가능한 탈일 고온등급 이론식을 제공하고, 독립적 연구에 의해 발표된 실험실 및 현장 소성변형 데이터를 이용하여 제시된 식의 효용성을 점검한다. 이로 인해 관측되는 성공적인 결과는 가까운 장래에 정확한 등급체계를 정립할 수 있는 가능성을 시사해준다.

Bahia et al. (1998)은 여러 실험을 통하여 현재의 수퍼페이브 공용성 등급체계로는 모든 개질바인더의 등급을 규정화할 수 없다는 결론을 맺고 있다. 이러한 결론은 개질아스팔트 바인더에 적합한 올바른 등급체계를 개발하도록 동기를 부여한다. 본 개발의 중요개념은 고온에서의 소성변형깊이와 바인더성질 사이의 상관관계로부터 시작된다. 여기에 제안된 개질아스팔트 바인더를 위한 새로운 등급체계는 Huh et al. (2000)이 연구한 비 개질바인더의 등급체계와 다소 동일하다. 따라서 본 연구는 개질과 비개질바인더 둘 다에 공히 적용 가능한 탈일 고온등급 이론식을 제공하고, 독립적 연구에 의해 발표된 실험실 및 현장 소성변형 데이터를 이용하여 제시된 식의 효용성을 점검한다. 이로 인해 관측되는 성공적인 결과는 가까운 장래에 정확한 등급체계를 정립할 수 있는 가능성을 시사해준다.

골재의 입도에 따른 SBS 개질 아스팔트 혼합물의 점탄성 물성 및 피로공용 특성을 소개하였다. 아스팔트 바인더와 혼합물의 열역학적 거동분석을 위해 DSR 시험과 일축인장 크립시험을 실시하였다. 골재의 입도와 SBS 개질재가 피로공용성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 7종의 아스팔트 혼합물에 대해 일축인장 피로시험을 실시하였다. DSR 및 일축인장 크립시험결과, 골재의 입도에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 고온에서 소성변형에 대한 저항성이 큰 것으로 나타났다. Superpave 아스팔트 바인더 규격의 피로인자 $G^*sin\delta$는 아스팔트 혼합물의 피로 공용성 평가에 사용하기에는 부적절한 것으로 사료된다. 일축인장피로시험결과, 골재의 입도(밀입도, Superpave입도, SMA입도)에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 혼합물에 비해 약 10배 이상 피로수명이 큰 것으로 나타났다. 장기노화후의 경우에 있어서도 SBS 개질 혼합물의 피로수명이 일반 혼합물에 비해 높게 나타났다. 골재의 입도변화는 SBS 개질재에 비해 피로공용성에 미치는 영향이 적었다. SMA 혼합물에 첨가한 셀룰로오스 섬유는 혼합물의 점탄성 물성이나 피로공용성에 미치는 영향이 미미하였으나, Draindown을 방지하는 데는 효과적이었다. SMA 입도에 SBS 개질아스팔트를 사용할지라도 Draindown 방지를 위해서는 셀룰로오스 섬유를 첨가할 필요가 있을 것으로 사료된다.