최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

PURPOSES : In this study, an eco-friendly mastic asphalt backfill material is developed to reduce production and construction temperatures by 40 ℃ compared with those recorded when using conventional hot-mix mastic asphalt backfill materials. METHODS : To reduce the production and construction temperatures, SIS polymer modifiers and gum rosin were selected, and gum rosin-modified SIS materials were applied to the mastic asphalt binder mix design. SIS is less viscous than SBS at high temperatures owing to its thermal characteristics, and incorporating gum rosin into SIS causes the latter to exhibit a loose and soft structure. To improve the performance of the mastic asphalt modified with SIS and gum rosin, three different filler mixes, i.e., 100% PMMA, 50% PMMA and 50% calcium carbonate, and 40% PMMA and 60% calcium carbonate were applied. RESULTS : The rosin-modified SIS reduces the viscosity of the developed mastic asphalt binders. In particular, incorporating 3.7% of gum rosin is beneficial to the mastic binder and does not degrade its low-temperature performance. Similarly, using 100% PMMA as a filler improves the performance but results in workability issues at high temperatures. CONCLUSIONS : Rosin-modified SIS and PMMA are promising alternatives for increasing the workability at high temperatures while maintaining the target performance of grade PG82-22 binders if the appropriate ratio of calcium carbonate is mixed with PMMA and an alternative filler comprising calcium carbonate is used.

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 : The purpose of this study was to evaluate the newly developed Guss mastic asphalt mixtures, called EQ-mastic asphalt mixtures, which contain melted additives for decreasing cooking time. METHODS : A series of experiments were performed to investigate the effectiveness of the melted additives in EQ-mastic asphalt mixtures. Both the existing Guss mastic asphalt mixture and the EQ-mastic asphalt mixture were produced with the same amounts of asphalt binders, aggregates, and fillers, but the existing Guss mastic asphalt mixture contained 3% Trinidad lake asphalt (TLA). The EQ-mastic asphalt mixture contained 3% of additives, including TLA and polyolefin. The physical material performances of both mastic asphalt mixtures were obtained by conducting the Luer fluidity test, penetration test, dynamic stability test, and low-temperature bending test. The results of the tests for the existing Guss mastic and EQ-mastic asphalt mixtures were compared. RESULTS : The fluidity, penetration, dynamic stability, and low-temperature bending strains of both the existing Guss mastic and EQmastic asphalt mixtures all satisfied the standard values provided in the production and construction guides of the Guss mastic asphalt pavement. CONCLUSIONS : When melted additives containing polyolefin are used in the production of Guss mastic asphalt mixtures, the cooking time decreases, so that the corresponding energy consumption and asphalt fume amount can be reduced. Therefore, an EQ-mastic asphalt mixture is proposed for use as an eco-friendly pavement material.

매스틱(Mastic) 아스팔트 포장은 독일에서 최초 개발된 Guss 아스팔트 포장으로 국내에는 강상판 데크 (steel deck) 교량의 아스팔트 포장시 중간층(intermediate course)용으로 도입되었다. 하지만 강상판 교 면포장용으로 사용되던 매스틱 아스팔트 포장이 근래에는 노후 콘크리트 포장을 절삭하고 덧씌우는 일반 구간 아스팔트 포장의 중간층용으로도 사용되고 있다. 매스틱 포장의 특징은 방수가 잘되고 진동이 심한 강상판 데크의 진동흡수에 적합토록 유연성이 큰 것이다. 하지만 이를 콘크리트 포장위의 덧씌우기 (overlay)에 사용 시 주목적인 방수 외에 반사균열(reflection cracking) 문제에 대한 저항성 여부는 구명 된 바가 없다. 따라서 본 연구의 목적은 매스틱 아스팔트를 중간층으로 사용 시 반사균열 저항성이 어느 정도인지를 실내시험을 통하여 파악하는 것이다. 이를 위하여 10mm 콘크리트 조인트 위에 2개 층의 아 스팔트 층을 상하(중간층과 표층)로 70mm 포설하는 구조를 모사한 시험체(test body)를 만들고 Mode II (전단 모드) 반사균열 시험을 실내에서 수행하였다(그림 1). 비교 대상은 일반 밀입도 아스팔트 (dense-graded asphalt: DGA) 콘크리트 상하층, SMA 아스팔트 콘크리트 상하층, 매스틱 중간층과 DGA 및 SMA를 표층으로 하는 층상구조로 하였다. 또한 관행적으로 사용해 온 DGA 아스팔트 콘크리트 단층과 SMA 및 매스틱 단층도 참고적으로 비교하였다. 시험 결과 매스틱을 중간층으로 한 시험체의 반사 균열 저항성이 그 외의 덧씌우기 층상구조보다 반사균열 저항성이 우수한 것으로 확인되어, 매스틱 층은 방수기능 외에도 응력흡수 층으로 좋은 역할을 하는 것으로 판명되었다.

2000년대 초반 서해대교와 영종대교가 건설된 이후 국내에서는 섬과 섬, 육지와 섬을 연결하는 장대교량 의 건설이 지속적으로 추진되고 있다. 이러한 장대교량은 대부분 주경간을 케이블로 지지하는 현수교 또는 사장교로 건설되고 있다. 이러한 장대교량의 경우 사하중을 경감하기 위하여 교량상판은 대부분 강상판 형식 으로 건설되고 있다. 강상판에 적용되는 교면포장은 불투수성의 방수성능과 충격 및 진동에 대한 저항성이 우수해야 되기 때문에 유럽과 일본을 비롯하여 국내에서는 일반적으로 매스틱(구스) 아스팔트포장 공법을 두 께 70~80mm(매스틱/매스틱, 개질/매스틱) 내외로 적용하여 시공하고 있고(이진구, 2004), 일반적이지는 않으나 에폭시 아스팔트 또는 폴리머 콘크리트로 두께 50mm이하의 박층 교면포장을 시공하는 사례도 있다. 매스틱 아스팔트 혼합물은 불투수성으로 휨에 대한 적응성이 높기 때문에 일반적으로 강상판 교면포장에 사용되며, 일반 아스팔트 혼합물에 비해서 0.075mm(Filler)이하 미립자의 함량이 17~34% 정도로 높고, 고 점도의 TLA(Trinidad Lake Asphalt)로 인하여 230℃이상의 고온에서 혼합물을 교반하여 시공한다. 특히 고온에서의 교반을 위하여 특수 혼합기인 쿠커(Cooker)를 사용하여 현장에서 매스틱 아스팔트 혼합물을 생 산한다. 매스틱 아스팔트 혼합물은 고온에서 유동성이 우수하여 아스팔트 피니셔(Finisher)로 흘려 넣듯이 포설하기만 하여도 추가적인 다짐 없이 시공을 마무리 할 수 있다. 기존의 매스틱 아스팔트포장은 일반 아스팔트에 고점도의 TLA인 천연 아스팔트를 혼합하여 생산하는데 일반 매스틱 아스팔트포장의 경우 TLA를 전량 외국에서 수입하기 때문에 재료비가 고가이고 물리적인 성질 을 개선하기가 상당히 어려운 실정이다. 이러한 문제를 극복하기 위한 대안으로 SBS 개질재를 혼합한 개질 매스틱아스팔트 및 다양한 재료에 대해 연구 사용하고 있다. 본 연구에서는 매스틱 아스팔트 포장과 TLA, SBS개질재가 첨가되지 않는 친환경적이고 경제적인 폐아스 콘을 혼합한 재생매스틱 아스팔트를 비교해본다. 배합설계를 위해 폐아스콘에 신규골재와 신규 바인더를 첨 가한 재생 매스틱 아스팔트를 고온에서의 안정성을 평가하는 관입량 시험과 혼합물의 반죽질기를 평가하여 시공성능을 가늠하기 위한 류엘 유동성 시험, 혼합물의 배합설계 및 품질 관리시 내유동성을 평가하는 동적 안정도 시험을 하였다.