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.

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 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.

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℃.

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.

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.

최근 도로 파손 발생 이전에 유지관리 차원에서 최소 비용으로 최대 효과를 볼 수 있는 예방적 유지보수공법에 대한 관심이 증가하고 있다. 예방적 유지보수공법 중에서 많이 사용되는 것이 표면처리공법으로 유화 아스팔트 바인더 또는 개질 유화 아스팔트 바인더가 사용되고 있다. 일반적으로 유화 아스팔트 바인더는 상온 시공이 가능하지만 공용 수명이 짧은 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 유화 아스팔트 계열 바인더의 단점을 보완하기 위하여 우레탄으로 개질된 아스팔트 바인더를 개발하고자 하며, 우레탄 개질 아스팔트 바인더 주재에 대한 저장 안정성 및 점도 실험을 수행하였다. 실험 결과 프로세스 오일의 양은 아스팔트 바인더 혼합물 중량에 대하여 30% 이상 필요한 것으로 나타났다. 아로마계, 나프탄계 및 파라핀계의 프로세스 오일을 혼합한 아스팔트 바인더 혼합물과 이소시아네이트를 혼합 할 경우 재료 분리가 발생했다. 재료 분리가 발생하지 않은 주재에 대한 점도 시험 결과 TDI(Toluene Diisocyanate)를 첨가하여 주재를 생산하는 것이 MDI(Diphrnyl Methane Diisocyanate)를 첨가한 경우보다 점도 기준을 만족시키는데 유리한 것으로 나타났다.