PURPOSES : This research was a fundamental study on the application of an integral TiO2 solution to asphalt concrete pavement. The integral TiO2 solution was produced in pilot production equipment; application of the integral TiO2 solution to asphalt pavement was conducted to examine the pollution-reducing capability of photocatalytic compounds such as TiO2. The photocatalytic TiO2 reacted with air pollutants, converting them into small amounts of relatively benign molecules. METHODS : In this study, laboratory experiments were conducted using five various testing methods. Tensile strength ratio (TSR) and British pendulum test (BPT) were conducted in order to evaluate the properties of asphalt pavement subsequent to the integral TiO2 solution coating. In addition, methylene blue testing, a measurement of nitrate on the coated pavement, and nitrogen oxide (NOx) reduction testing were conducted in order to evaluate photocatalytic reaction. Lastly, a UV-A lamp was used as a light source for photocatalytic reactions. RESULTS : Test results indicated no change in the properties of asphalt pavement following the integral TiO2 solution coating. In order to evaluate the performance of asphalt pavement as a function of TiO2, the moisture susceptibility and skid resistance were investigated. The moisture susceptibility and skid resistance satisfied there quirements related to pavement quality and safety specification. Furthermore, the effects of reduction of air pollution were significantly improved as determined via the methylene blue test and NOx reduction test. The TiO2-paved asphalt specimen exhibited approximately 43% reduction of NOx. CONCLUSIONS : This study has suggested that applying TiO2 rarely impacts asphalt pavement performance measures such as moisture susceptibility and skid resistance, and that its application may be a better means of reducing air pollution. Further studies, such as proper TiO2 dosage rates and compatibility with various pavement types, are required to broaden and generalize its application.

국내 대기오염물질 중 도로공간에서 발생하는 오염원은 약 34.4%로 다소 많은 비중을 차지하고 있다. 이러한 대기오염을 정화하는 방법의 한 예로는 TiO2의 광촉매 작용을 이용하여 도로공간에서 발생하는 오염물질 제거방법이 있다. 현재 국내･외의 다양한 분야에서 광촉매를 활용한 연구가 활발히 진행 중이 며, 그 중 토목분야에서는 배기가스에 인한 도로 오염물질 배출을 저감하기 위한 연구가 진행되고 있다. TiO2는 빛을 이용하여 광화학 반응을 촉진시키는 물질로서 활성도가 높고 화학적으로 안정적이며, 인체 에 무해하여 대기정화, 수질정화, 셀프클리닝(self-cleaning), 초 친수성 제품 등 다양한 활용분야에 사 용되고 있다. 하지만 TiO2는 백색 분말로 이루어진 특성이 있어, 바람에 흩어지거나 물에 혼합되면 회수 가 어렵고 손실의 우려가 크다. 이에 대해 광촉매 분말의 고정화가 필요한 동시에 활성에 영향을 주는 비 표면적 확보와 바인더의 내구성 및 무해성이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 1액형 광촉매를 도포한 아 스팔트 포장체의 광활성 거동을 파악하기 위한 기초연구를 수행하였으며, 광촉매 시료는 국내 B사의 광 촉매 물질을 수용액 중에서 마이셀화 시키는 음전하성 계면활성제와 무기질 바인더가 혼합된 1액형 TiO2 혼합물을 사용하였다. 본 실험에서는 수용성 미디움에서 표면의 광촉매 활성 시험 – 메틸렌 블루 분해법(KS L ISO 10678)과 노면의 미끄럼저항성 시험방법(KS F 2375)를 진행하였다. 메틸렌 블루 분해법을 통해 아스팔트 시편에 도포된 TiO2의 용량에 따른 광분해율의 변화를 파악 할 수 있었으며, 약 400g/m2 의 적정 도포량을 도출 하였다. 또한 광촉매 수용액이 도포된 아스팔트 표층의 미끄럼 저항성 측정 결과, 광촉매가 도포되지 않 은 시편과 비교하여 미끄럼 저항성이 1~2% 감소하는 것으로 나타났다. 이는 광촉매가 아스팔트 포장체의 미끄럼 저항성에 미치는 영향이 미비하다는 것을 의미한다.

This study provides a simple introduction to photo-catalyst technology to self-clean the organic dirts and degrade the air pollution in urban environment. Moreover, it shows the spray coating technique was applied to effective coating on the surface of concrete specimen by using as-developed integral photocatalyst solution. In order to examine photo-catalytic activity and degradation effectiveness on the surface of the concrete specimen, the UV-LED lamp was used as a light source to activate the photo-catalysis. Methyl-orange dye was used as an indicating method to speculate the photo-catalytic reaction and UV-VIS spectrometer to determine the molar content of the organic dye.