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 : The purpose of this study was to reduce greenhouse gases and prevent potholes on roads by evaluating the performances of hot and warm mixed asphalt mixtures. METHODS : Quality tests were conducted using an appropriate aggregate ratio of the asphalt mixture. The tests for comparing the warm mixed asphalt mixture are the indirect tensile strength and toughness, Marshall stability and flow, tensile strength ratio, and dynamic immersion test. A performance evaluation was conducted using a mixture that satisfied the quality test results. A performance evaluation test was also conducted using the dynamic modulus and Hamburg wheel tracking test. To analyze the performance based on the amine content, the performance was compared with that of a hot mixed asphalt mixture. RESULTS : All tests for the mixture results satisfied the standard values. The optimal amine content was analyzed through the high and low frequencies of the dynamic modulus test results and stripping inflection point with the final rut depth of the Hamburg wheel tracking test. The dynamic modulus test results demonstrated better crack resistance and plastic deformation when a high amine content ratio was used. The Hamburg wheel-tracking test showed water resistance and plastic deformation resistance. The test results of the Hamburg wheel tracking indicated better deformation resistance and water resistance when a high amine content ratio was used. CONCLUSIONS : The plastic deformation and crack resistance increased with an increase in amine content. Analysis of the comprehensive test revealed that the optimal amine content was between that of additives B(50%) and C(65%). Tests with a granular amine content are planned to confirm the specific components. Also planned are a simplified viscoelastic continuum damage test and a semicircular bending test to evaluate the performance better.

PURPOSES : This research was a laboratory study for evaluating the Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) mixture added developed rejuvenator for warm mix recycling. Waste asphalt mixtures occupy about 18.2% of construction wastes in Korea. Moreover, most rejuvenators were imported from Europe or the U.S. Therefore, improving usage of RAP with a developed rejuvenator material provides environmental protection at a reduced cost. METHODS : The specimen used for this experiment was performed by only using RAP. A suitable rejuvenator for Target PG was then added. In addition, a conventional rejuvenator was selected to compare performance and specimens introduced with the same procedure as the developed rejuvenator was prepared. In order to evaluate rutting resistance and water susceptibility, we conducted a deformation strength test, a tensile strength ratio test, and a dynamic immersion test with the prepared mixtures. RESULTS: Laboratory test results indicated that both the developed additive and conventional additive improved performance of the recycled asphalt mixtures compared to mixtures without the rejuvenator. In addition, the deformation strength test and TSR test results satisfied standards for domestic recycling asphalt mixtures. The dynamic immersion test showed that the developed rejuvenator has superior scaling resistance than the conventional rejuvenator. CONCLUSIONS : In terms of rutting resistance and moisture susceptibility, the warm mix recycled asphalt mixtures with the developed rejuvenator appeared to effectively recovered performance.

PURPOSES : This study is to develop a method to evaluate lubrication of asphalt binder using WMA additives and compare their lubrication effects on two types of WMA additives and three types of asphalt film thicknesses. METHODS : This study is based on laboratory experiments and rheological analysis of the experimental results. Testing materials are aggregate diskes, asphalt, and WMA additives. The main testing method is stress sweep test by using dynamic shear rheometer (DSR). RESULTS : Sasobit gives more lubrication effects on film thicknesses 0.2mm and under but LEADCAP does on film thicknesses over 0.3mm. CONCLUSIONS : LVE-Limit is a better parameter to discern the lubrication effects on the thin film asphalt thickness. Both Sasobit and LEADCAP WMA additives provide effective lubrication at the compaction temperature.

중온아스팔트는 이산화탄소 발생 저감을 목표로 한 친환경공법으로서 활성화 될 것으로 기대되었다. 그러나 직접비의 상승과 일부 중온 아스팔트의 성능 저하가 발생하여 기대만큼 활성화 되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 이러한 점을 고려하여 일반아스팔트와 동일한 가격 성능이 기대되는 중온아스팔트 개발하기 위하여 연구를 수행하였다. 본 연구의 목적은 중온 아스팔트를 활성화하기 위하여 일반 아스팔트와 동등한 비용으로 포장공사에 적용할 수 있는 중온 아스팔트를 개발하는 것이다. 본 연구에서 동등함 의의미는 일반 아스팔트 대비 5%의 직접 비용 상승을 의미한다. 5%의 상승은 중온 아스팔트의 환경적 장점과 에너지 저감으로 인한 간접비용을 고려했을 때 경쟁력 있는 것으로 산출되었다(이현종 등, 도로학회지, 2011). 현재 판매되고 있는 일반 아스팔트 혼합물은 표층이 M/T당 평균 83,000원, 기층이 70,000 원, 중간층이 76,000원으로 가격이 형성되어 있다(한국물가정보, 2013.07). 한편 중온아스팔트 혼합물은 표층이 M/T당 평균 93,670원, 기층이 79,000원, 중간층이 88,000원으로 약 12%의 비용 상승이 발생 하는 것으로 조사 되었다. 첨가제 투입으로 인한 비용 상승을 최소로 하기 위하여 중온 첨가제 제조는 첨가제가 아스팔트 바인더 내에 혼입되어 아스팔트 바인더와 골재간의 마찰을 최소화하고 혼합작업시 아스팔트와 골재면의 미끄럼 작용을 활성 할 수 있는 화학 약품과 보조 첨가제를 변경하여 시편을 제작하였다. 이렇게 제조된 중온 첨 가제는 100℃에서 13mm 밀입도 혼합물에 혼합하여 시편을 제조하여 다짐하고 130℃로 다짐한 일반아스 팔트 혼합물과 각종 성능을 비교하는 방법으로 화학 성분과 보조 첨가제의 최적 배합을 발견하였다. 다짐 은 다짐의 영향을 최소화하기 위하여 50회로 다짐하였다. 개발 수행 중인 중온첨가제의 성능을 바인더 중 량의 3, 6, 9%로 변화시켜 시편을 제조하여 밀도, 간접인장강도시험, 마샬안정도시험, 수분민감도시험을 실시하였으며 휠트래킹시험기를 이용한 동적안정도시험을 하여 소성변형저항성을 평가하였다. 시험결과 밀도와 수분민감도는 증가하였으며 동적안정도가 감소하였으나 감소량이 소성변형에 저항성 있는 것으로 판단되어 본 연구로부터 개발된 최저비용의 첨가제가 중온첨가제로 사용될 수 있는 것으로 나타났다. 한 편, 첨가제량은 6%가 최적 함량으로 발견되었다. 본 연구는 한정된 조건과 실내시험으로 발견된 사항으로 성공적으로 현장에서 사용되기 위해서는 개발된 중온첨가제외 비교 분석, 현장시험을 통한 추적조사를 실시함으로써 성공적으로 현장에 적용될 것이다.

국토해양부의 ‘저탄소 중온 아스팔트 포장 생산 및 시공 잠정지침’(국토해양부, 2010)을 지침으로 확정 하는 기준에서 중온화 첨가제의 사용기준이 중량을 계량할 수 있는 자동식 투입장비를 사용하도록 제정되고 있다. 현재의 비닐백을 사용한 인력투입 방식은 중온화 첨가제의 계량, 투입에 과다 인력이 소요되고, 투입 중의 잘못으로 생산이 불균일하게 될 수 있다. 따라서, 가열 아스팔트 포장의 대체를 위해서 중온화 첨가제의 자동화 투입이 필수적이다. 이에 따라 중온화 첨가제 투입중량의 자동기록이 가능한 자동 투입장비를 제작하여 현장 적용하였다. 투입장비는 그림 1과 같이 모듈 1과 모듈 2로 나뉘어지며, 1차저장소, 슈트, 운송장치, 사이클론, 2차저장조, 계량조 등으로 이루어진다. 모듈 1은 1차 저장소, 슈트, Blower, 유출구, 연결호스, 컨트롤 패널을 한 개의 모듈로 묶어 이동 및 설 치가 용이 하도록 하였으며, 1차 저장소의 중온화 첨가제가 슈트를 통해 블로워의 바람으로 플랜트로 압 송되도록 되어 있다. 모듈 2는 사이클론, 2차 저장조, 계량조 순서로 일체화된 박스로 제작되었으며, 플 랜트의 믹서 윗 층에 위치한다. 1차 저장소에서 압송된 중온화 첨가제가 사이클론 방식으로 2차 저장소에 모아지며, 이동식 컨트롤 패널 또는 플랜트 오퍼레이팅실에서 입력한 중량으로 계량된다. 계량은 로드셀을 이용하여 계량조 하단부의 믹서로 연결되는 부분에 자동 개폐 밸브 설치하였다. 2차 저장조에 중온화 첨가제의 양이 30% 이하면 자동으로 Roots Blower 를 가동하여 90% 까지 중온화 첨가제를 채운다. 부산시 아스팔트 플랜트에 적용한 결과 계량이 원활하게 이루어졌으나 1차 저장소 하단 부분에서 중온 화 첨가제의 뭉치는 현상이 발생하여 중온화 첨가제의 형상을 변경하였으며, 유출구의 크기를 크게 증가 시켰다. 또한, 중온화 첨가제가 500kg 이상이 저장될 경우 여름철에 막히는 현상이 일시적으로 발생하는 경우가 있어 1차 저장소에 부분적인 압밀을 방지하기 위한 설비를 보완하고 있다. 중온화 첨가제는 아스팔트 함량의 1.5%가 사용되므로 계량의 정밀도가 중요하며, 현재의 시스템은 목 표하는 정밀도을 유지할 수 있는 적합한 방식인 것을 확인하였으며, 중온화 첨가제가 지속적인 열과 압력에 노출되어 뭉치는 원인을 현장 적용을 통해 해결하고 있으며, 이에 따라 건식 첨가제의 투입을 위한 표준 방식으로 제공할 수 있을 것으로 판단한다.

PURPOSES : The purpose of this study is to evaluate of field application and laboratory performance of warm-mix asphalt (WMA) according to the dosage rate of organic-based WMA additive. METHODS: Three asphalt mixtures, i.e., hot mix asphalt (HMA), WMA with the dosage rate of 1.5%, WMA with the dosage rate of 1.0%, were sampled from the asphalt plant when the field trial project were constructed. With these mixtures, the laboratory testings were performed to evaluate the linear viscoelastic characteristics and the resistance to moisture, rutting and fatigue damage. RESULTS : From the laboratory test results, it was found that the WMA with the reduced dosage rate of additive would be comparable to HMA and WMA with the original dosage rate in terms of the dynamic modulus, tensile strength ratio, rutting resistance. However, the fatigue reisistance of WMA with the reduced dosage rate was slightly worse but it should be noted that the fatigue performance is necessarily predicted by combining the material properties and pavement structure. CONCLUSIONS: Through the field construction and laboratory testings, the dosage rate of organic-based WMA additive could be reduced from 1.5% to 1.0% without the significant decrease of compactability and laboratory performance. The long-term performance of the constructed pavement will be periodically monitored to support the findings from this study.

PURPOSES: The liquid-type chemical warm-mix asphalt (WMA) additive has been developed. This study evaluates the basic properties of the additive and the mechanical properties of WMA asphalt and mixture manufactured by using the newly developed chemical additive. METHODS: First, the newly developed WMA additive was applied to the original asphalt by various composition of additive components and dosage ratio of additive. These WMA asphalt binders were evaluated in terms of penetration, softening point, rotational viscosity, and PG grade. Based on the binder test results, one best candidate was chosen to apply to the mixture and then the mechanical properties of WMA mixture were evaluated for moisture susceptibility, dynamic modulus, and rutting and fatigue resistance. RESULTS : According to the binder test, WMA asphalt binders showed the similar properties to the original asphalt binder except the penetraion index of WMA additive was a little higher than original binder. From the Superpave mix design, the optimum asphalt content and volumetric properties of WMA mixture were almost the same with those of hot mix asphalt (HMA) mixture even though the production and compaction temperatures were 30℃ lower for the WMA mixture. From the first set of performance evaluation, it was found that the WMA mixture would have some problem in moisture susceptibility. The additive was modified to improve the resistance to moisture and the second set of performance evaluation showed that the WMA mixture with modified chemical additive would have the similar performance to HMA mixture. CONCLUSIONS : Based on the various laboratory tests, it was concluded that the newly developed chemical WMA additve could be successfully used to produce the WMA mixture with the comparable performance to the HMA mixture. These laboratory evaluations should be confirmed by applying this additive to the field and monitoring the long-term performance of the pavement, which are scheduled in the near future.

PURPOSES : The main purposes of this study are to examine the influences of polyethylene wax-based WMA additive on the optimum asphalt content of warm-recycled asphalt mixture based on the Marshall mix design and to evaluate performance of warm-recycled asphalt mixture containing 30% RAP with polyethylene wax-based WMA additive. METHODS: Physical and rheological properties of the residual asphalt were evaluated in terms of penetration, softening point, ductility and performance grade (PG) in order to examine the effects of polyethylene wax-based WMA additive on the residual asphalt. Also, To evaluate performance characteristics of the warm-recycled asphalt mixtures using polyethylene wax-based WMA additive along with a control hot-recycled asphalt mixture, indirect tensile strength test, modified Lottman test, dynamic immersion test, wheel tracking test and dynamic modulus test were conduced in the laboratory. RESULTS : Based on the limited laboratory test results, polyethylene wax-based WMA additive is effective to decrease mixing and compacting temperatures without compromising the volumetric characteristics of warm-recycled asphalt mixtures compared to hot-recycled asphalt mixture. Also, it doesn't affect the optimum asphalt content on recycled-asphalt mixture. All performance test results show that the performance of warm-recycled asphalt mixture using polyethylene wax-based WMA additive is similar to that of a control hot-recycled asphalt mixture. CONCLUSIONS: Overall, the performance of warm-recycled asphalt mixture using polyethylene wax-based WMA additive is comparable to hot-recycled asphalt mixture.

PURPOSES : This study is to develop a method to evaluate the compaction effects of asphalt binders using WMA additives and compare their compaction effects on two types of WMA additives, two types of testing temperatures, and three types of asphalt film thicknesses. METHODS : This study is based on laboratory experiments and rheological analysis of the experimental results. Testing materials are aggregate disks, asphalt, and WMA additives. The main testing method is the stress sweep test by using dynamic shear rheometer (DSR). In addition, the testing parameters obtained from the stress sweep results to evaluate lubrication effects are complex modulus and LVE-Limit. RESULTS : At both the first compaction condition (110℃, 0.3mm) and second compaction condition (80℃, 0.2mm) assumed, LEADCAP showed better compaction effects than Sasobit. CONCLUSIONS : The temperature 30℃ lower than general compaction temperatures can provide a better sensitivity for the evaluation of compaction effects. If a testing temperature and film thickness are grouped for the proper compaction conditions in the testing results, the compaction performance of each WMA additive can be more clearly discriminated in the grouped testing results matched with the grouped conditions.

본 연구의 목적은 중온화 첨가제(LEADCAP®)를 사용한 중온 아스팔트 바인더의 노화 방법에 따른 물성 변화 특성을 평가하고자 하였다. 아스팔트 바인더의 노화 거동을 모사하기 위해 단기노화인 RFTO를 실시하였으며, 햇빛에 의한 자연 노화 거동을 알아보기 위해 자외선 경화기를 이용하여 자외선에 의한 열화거동을 모사하였다. 이러한 열화 중온 아스팔트 바인더의 역학적인 물성과 유변동학적인 특성을 시험하기 위해서 만능시험기(UTM)과 동적전단유동기를 이용하여 직접인장력과 유변동학적인 거동을 평가하였다. 또한, 열분석 장비를 이용하여 온도에 따른 중온 아스팔트 바인더의 특성을 평가하여, 자외선 노출에 따른 열화가 발생하여도 온도에 따른 물성 변화가 많이 발생하지 않음을 발견하였다. 70℃에서 중온화 첨가제가 첨가한 단기노화 중온 아스팔트 바인더의 경우, PG 등급에서의 고온 등급의 기준값을 만족함을 알 수 있었다. 또한 저온에서 중온 아스팔트 바인더의 인장 특성을 평가한 결과, 인장강도 향상과 함께 인장력이 증가됨을 알 수 있었다.

본 특집기사는 미국 NCAT(National Center for Asphalt Technology)에서 실험한 보고서(Hurley 및 Prowell, Evaluation of Sasobit for Use in Warm Asphalt, 2005)를 정리한 것으로 아스팔트 중온포장에 대해 연구하는 사람들에게 어느 정도 도움을 주고자 일부 내용을 번역하였다. 특히, 골재와 바인더 믹싱 및 현장다짐시 온도를 낮추어 궁극적으로 CO2를 저감하고자 하는 노력이 많은 아스팔트 포장관련 종사자 및 연구자들에 의해 활발히 수행되고 있다. 본 기사에서는 중온에서도 작업성을 원활하게 하기 위해 사용되는 많은 첨가제 중 Fischer-Tropsch 왁스인 Sasobit에 대해 살펴보고자 한다. 여기서 관심을 두고자 하는 점은 중온 아스팔트를 실제로 활용할 시 과연 일반 아스팔트 포장과 비교했을 때 어느 정도의 공용성(Performance)을 확보할 수 있느냐 하는 점이다. NCAT의 실내실험을 통해 알아낸 결과로는 진동다짐기를 이용하는 것이 보다 현실적이라는 것과 중온다짐에 따른 아스팔트의 동탄성 계수의 변화가 적다는 것이다. 또한 APA(Asphalt Pavement Analyzer)를 통해 소형변형의 가능성이 높지 않음을 알 수 있었으며, 중온 아스팔트를 사용함에 따른 일반적인 문제점인 수분민감성이 커지는 현상에 대해서 실험을 통해 검증한 결과, 박리방지제를 쓰는 것이 좋다는 결론을 얻었다. 전반적으로 Sasobit의 실내공용성 평가는 우수하다고 보고되고 있다.