일반 가열 아스팔트 혼합물 생산 시 높은 온도로 이산화탄소 및 대기오염물질이 발생함으로써, 유럽 및 선진국들은 탄소배출 저감 이 가능한 중온 아스팔트(warm mix asphalt, WMA)를 사용하는 추세이다. 아스팔트 콘크리트의 생산온도를 낮출수록 이산화탄소 발생 량과 연료 소비량을 저감시킬 수 있어 중온 아스팔트 콘크리트에 대한 수요성은 증가하고 있으나 국내외로 중온 아스팔트 콘크리트의 생산온도는 120℃의 한계성을 극복하지 못하고 있는 실정으로 120℃ 이하의 생산기술을 확보하기 위해서는 기능성 개질재 제조기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 110±10℃의 생산온도에서 저온화 고분자형 개질재를 첨가하여 폴리머 개질 저온 아스팔트(Polymer Cool Mix Asphalt, PCMA)를 생산하였으며, PCMA 혼합물의 마샬안정도, 공극률, 동적안정도 및 인장강도비 등을 시험 평가하여 10년 이상의 공용 내구연한 확보를 확인하였다. 또한, 일반 가열 아스팔트 혼합물, 타사 중온화 첨가제를 적용한 아스팔트 혼합물 및 PCMA 혼합물의 비교평가를 실시하였으며 PCMA 혼합물의 피로균열지수(Cracking Tolerance Index) 및 노화계수(Aging Coefficient)가 비교적 매우 우수한 것으로 나타났다. 2024년 8월, 베트남 바리어붕따우성에서 PCMA 혼합물 생산 및 시공을 실시한 결과, 목표 생산온도인 110±10℃의 조건을 확보하였으며, 현장 포설시에도 특이사항 없이 시공이 완료되었다.

교통량이 증가하고 교량과 같은 특수구조물에 아스팔트 포장이 시공되는 사례가 증가함에 따라 일반적으로 사용되는 아스팔트보다 높은 성능을 가진 아스팔트에 대한 수요가 증가하고 있다. 일반 아스팔트 혼합물은 내구연한이 지나면 재생첨가제 등을 사용하여 다 시 도로포장재료로서 재활용할 수 있는 방안이 마련되어 있으나, 개질 아스팔트가 사용된 폐아스팔트 혼합물은 매립재로 사용하는 것 이외에는 별다른 대안이 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 국토부 지침에 규정된 재활용 아스팔트 혼합물 배합설계법을 적용하여 개질 폐아스팔트 혼합물을 재활용할 수 있는지를 검토해보고자 하였다. 이를 위해 개질 아스팔트를 활용하여 혼합물을 제작하였으며, 현장에서 수거되는 폐아스팔트 혼합물의 노화상태를 모사하기 위해 AASHTO R 30을 참고하여 강제 노화를 실시하였다. 노화 및 추출 과정에서 아스팔트의 물성 변화를 확인하기 위해 절대점도, DSR, MSCR 시험을 실시하였다. 시험결과, 추출 후 바인더의 절대점도는 감소하였으나 G*(복합전단계수)와 δ(위상각)은 증가하는 경향을 보였다. 소성변형 저항성을 확인하기 위해 MSCR(다중 응력 크리프 및 회복) 시험을 실시한 결과,  이 2배 가까이 증가하여 소성변형 저항성이 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 추출시 사용 되는 용매가 개질첨가제를 추출하지 못하여 기인한 결과로 판단된다. 따라서 개질 폐아스팔트 혼합물을 재활용하기 위해서는 기존과 는 다른 별도의 배합설계법이 개발되어야 할 것으로 판단되었다.

PURPOSES : This study was conducted to evaluate the physical properties of the RAP 50 asphalt mixture containing polymer modified rejuvenator and warm-mix additive to improve the recycling rate of RAP and reduce CO2 emission. METHODS : Mix design of Polymer Modified Warm-mix Asphalt Mixture(RAP 50), and Hot Mix Asphalt Mixture(RAP 30) were produced and the properties of asphalt mixture such as Marshall Stability, ITS, Deformation Strength, TSR, and Dynamic Stability were compared between the two asphalt mixtures. RESULTS : The RAP 50 asphalt mixture showed superior or similar performances compared to the RAP 30 asphalt mixture in all the tests conducted. The results of the Marshall stability and dynamic stability in particular were 13,045N and 3,826 pass/mm, which were 11.37% and 76.7% greater than the RAP 30 asphalt mixture, which indicated that high plastic deformation resistance may be expected. CONCLUSIONS : The results obtained from laboratory tests on the two types of mixtures indicated that the use of polymer modified rejuvenator and warm-mix additive not only allows to increase the proportion of RAP but also improves its properties under lower temperature condition than RAP 30 asphalt mixture. Additionally, it was confirmed that plastic deformation resistance was high and moisture resistance and crack resistance were improved for a RAP 50 asphalt mixture.

PURPOSES : In this study, we propose a mini-trench method, which involves using warm mix Guss mastic asphalt as a backfill material and an installation temperature of 160 ℃. The method is verified via a heat transfer analysis of a pavement using the finite element method. METHODS : First, the density, thermal conductivity, and specific heat required for heat transfer analysis were determined based on previous studies. Subsequently, the boundary conditions for convection and radiation to perform the heat transfer analysis were determined. The pavement temperature, which is the initial condition of the analysis, was determined based on the summer pavement temperature distribution using the temperature prediction program of the Korean pavement Research Program. Heat transfer analysis was performed by determining the temperature of the backfill material based on 160 °C and 200 °C for the heat load temperatures. The temperature change was observed on the backfill surface, and the temperature change of the conduit was observed directly. RESULTS : When the pavement surface temperature for traffic opening is 50 °C, the backfill thickness ranges from 50 to 250 mm, the warm mix Guss mastic asphalt requires 2 h to 5 h, 15 min until traffic opening, and the hot mix Guss mastic asphalt requires 2 h, 30 min to 6 h, 40 min until traffic opening. The limit temperature of the conduit evaluated based on KS C 8454 shows that the warm mix Guss mastic asphalt does not satisfy the standard when the backfill concrete cover is 50 mm thick, whereas the hot mix Guss mastic asphalt does not satisfy the standard when the concrete cover is 50 and 100 mm thick. CONCLUSIONS : The backfill depth of the mini-trench using warm mix Guss mastic asphalt as a backfill material should be less than 100 mm, considering the traffic opening time. Meanwhile, the thickness of the backfill concrete should be 100 mm or less.

PURPOSES : The purpose of this study was to evaluate newly developed Guss mastic asphalt with polymer modifier as a elastomer and a plastomer in to polymer content. METHODS : As polymer modifiers, 10%, 20% of elastomer and 10%, 20% of plastomer, and 10% of elastomer and 10% of plastomer are all added to the binder, and the physical properties of the Guss mastic asphalt mixture with these binders are changed. The properties of mixtures with workability, penetration depth and dynamic stability were compared with the existing Guss mastic asphalt mixture. RESULTS : When using the elastomer and the plastomer, the dynamic stability of the Guss mastic asphalt mixture was improved compared to the conventional asphalt mixture, and when the amount of the elastomer was 20%, the workability was reduced. In addition, when 10% of the elastomer and 10% of the plastomer were used, the workability was not significantly deteriorated and the dynamic stability was increased. CONCLUSIONS : In order to improve the dynamic stability of the Guss mastic asphalt mixture using the polymer-modified binder, it is effective to use an elastomer and a plaststomer.

PURPOSES : This study evaluates the mechanical properties of high-viscosity polymer-modified asphalt binders using PG and MSCR tests. METHODS : Using the Superpave asphalt binder performance grade (PG) and multi-stress creep recovery (MSCR) test methods, the linear (dynamic shear modulus, stiffness, and viscosity) and non-linear properties — i.e., non-recoverable compliance (Jnr) and recoverable shear strain % recovery — of 16 different types (SBS, SIS, PE, PP) of polymer-modified asphalt binders were assessed. RESULTS : Based on the viscosity testing results. Most PG 82 binders did not meet the criterion of 3 Pa ·s. This indicates that they need to increase the mixing and compaction temperatures to reduce the high viscosity. The MSCR % Jnr results demonstrated that PG 76, PG 82–22, and PG 82-28/34 binders were below 1.0, 0.5, and 0.2, respectively. In addition, the MSCR % recovery results showed that PG 76, PG82-22, and PG82-28/34 were above 35 %, 55 %, and 80 %, respectively. CONCLUSIONS : It was found that the % Jnr decreased with an increase in the high-temperature PG of the asphalt binder, whereas the % recovery increased as the low-temperature PG of the binder increased.

PURPOSES: The main distress of asphalt pavements in monsoon climate regions are caused by water damage and plastic deformation due to repeated rain season and increased heavy vehicle traffic volume. In this study, the mechanical properties of polymer-modified warm mix asphalt (PWMA) materials are evaluated to use in monsoon climate regions such as Indonesia. METHODS: Comprehensive laboratory tests are conducted to evaluate moisture resistance and permanent deformation resistance for three different asphalt mixtures such as the Indonesian conventional hot-mix asphalt (HMA) mixture, the polymer-modified asphalt mixture, and the polymer-modified warm mix asphalt (PWMA) mixture. Dynamic immersion test and indirect tensile strength ratio test are performed to evaluate moisture resistance. The wheel tracking test is performed to evaluate rutting resistance. Additionally, the Hamburg wheel tracking test is performed to evaluate rutting and moisture resistances simultaneously. RESULTS: The dynamic immersion test results indicate that the PWMA mixture shows the highest resistance to moisture. The indirect tensile strength ratio test indicates that TSR values of PWMA mixture, Indonesian PMA mixture, and Indonesian HMA mixture show 87.2%, 84.1%, and 67.9%, respectively. The wheel tracking test results indicate that the PWMA mixture is found to be more resistant to plastic deformation than the Indonesian PMA. The dynamic stability values are 2,739 times/mm and 3,150 times/mm, respectively. Moreover, the Hamburg wheel tracking test results indicate that PWMA mixture is more resistant to plastic deformation than Indonesian PMA and HMA mixtures. CONCLUSIONS: Based on limited laboratory test results, it is concluded that rutting resistance and moisture susceptibility of the PWMA mixture is superior to Indonesian HMA and Indonesian PMA mixtures. It is postulated that PWMA mixture would be suitable for climate and traffic conditions in Indonesia.

비가열식 상온 도로포장 재활용 공법인 상온 현장 재활용 공법(CIR), 상온 플랜트 재활용 공법(CCPR), 상온 전체 포장층 재활용 공법(FDR)들은 경제적으로 시공 비용이 저렴하고 공사기간을 단축시키며 환경오염 영향을 적게 미치는 장점이 있다. 상온 재활용 공법에 사용되는 아스팔트 바인더는 크게 유화아스팔트(emulsified asphalt)와 폼드 아스팔트(foamed asphalt)가 적용되며, 이들은 재생 아스팔트 혼합물의 재생첨가제 또는 안정제로서의 기능을 하기도 한다. 유화아스팔트는 물속에 아스팔트 바인더 입자(1-3μm)가 계면활성제(surfactant)에 의해 상분리 현상을 일으키지 않고 분산 상태를 유지하고 있는 액체 상태의 아스팔트이기 때문에 상온에서 별도의 가열 없이 편리하게 사용할 수 있다. 하지만 상온 재활용 아스팔트 콘크리트에 대한 공학적 구조 해석을 위한 정량적 데이터가 부족하여 공학적 공용성 분석이 이루어지지 못해 널리 활성화 되는데 한계점을 가지고 있다. 본 연구는 상온 재활용 아스팔트 콘크리트용 개질 유화아스팔트의 개발을 목적으로 개질재(천연고무, 합성고무 등)에 의한 유화아스팔트 바인더의 정량적 물성 성능 평가를 위하여 기초적 실험평가를 실시하였다. 아스팔트 바인더(AP-3)를 개질 첨가제인 천연고무, 합성고무 A와 B를 각각 3% 첨가하여 개질시키고 유화 과정을 시켜 개질 유화아스팔트를 제조하였다. 이렇게 제조된 개질 유화아스팔트의 증발잔류물(평균 61%)에 대해 침입도와 연화점 시험을 실시하였다. 시험결과 천연고무와 합성고무 B로 개질 유화아스팔트의 연화점이 66℃과 67℃로 합성고무 A(51℃)보다 높게 나타났고, 침입도는 천연고무로 개질된 유화아스팔트가 49로 합성고무(A) 66와 합성고무(B) 74로 측정되었다. 천연고무로 개질된 유화아스팔트의 물성 성능이 가장 우수하였고 혼합성 및 저장안전성도 양호하였다. 천연고무, 합성고무 A와 B를 적용한 개질 유화아스팔트의 물성 성능평가를 통해 기초적 자료를 확보하였고, 향후 상온 재활용 아스팔트 콘크리트 혼합물에 대한 공용성능 평가를 통해 공학적 공용성 분석을 진행할 예정이다.