Construction guidelines for porous asphalt have been revised to satisfy a porosity of at least 16% according to quality standards. Porous asphalt is widely used for pavements on highways and major urban roads, providing advantages such as improving drainage, preventing hydroplaning, and reducing road noise through a porous structure. It suppresses hydroplaning on the road surface, improves skid resistance during rainfall, shortens vehicle braking distance because rainwater does not accumulate, secures nighttime visibility, and prevents accidents. Porous asphalt reduces the noise surrounding a road to approximately 3–5 dB by absorbing the air vibration caused by the air compression of tires driving on the road with high porosity. For these reasons, it is applied to roads near residential areas and sound insulation sections in urban areas. However, porous asphalt is also accompanied by structural weaknesses. Owing to the characteristics of porous asphalt, the adhesion between aggregates is weakened due to the mixing characteristics of open-graded aggregate skeleton with low fine aggregate content, resulting in various problems such as a decrease in the stability of the mixture, binder draindown, cracks, raveling, and the decrease in durability due to moisture penetration. If the load in the pores is not dispersed or the binder flows downward, structural destruction is promoted, leading to a reduction ins long-term pavement life. Porous asphalt mixtures have large voids and weak interaggregate bonding strength, which reduces the stability of the mixture. Because the binder draindown and durability decreases owing to moisture penetration, reinforcement of the mixture is necessary to ensure long-term performance. Currently, most of the fibers used in porous asphalt are natural fibers, such as cellulose and synthetic fibers; however, there is a limit to securing the structural stability of the mixture within the pores. In this study, a new fiber was developed based on CALPET to compensate for the limitations of existing fiber reinforcements, and its applicability was reviewed by comparing and analyzing the physical characteristics of the porous asphalt mixture. The mixing of CALPET resulted in a 7% reduction in cantabro loss compared to cellulose fibers, and a statistically significant improvement in dynamic stability test results by inorganic components of CALPET.

최근 폭염·폭우 등 극한기후의 증가와 공항 포장의 고하중·고타이어압 하중 조건으로 인해 조기 열화 및 파손 위험이 커지는 상황에 서 본 연구는 국내 포장 입도의 공항 에어사이드 표층 적용 가능성을 평가하고 국내 실정에 맞는 품질관리 및 적용 기준 마련을 목적 으로 수행되었다. 이를 위해 국내 바인더 3종(PG 64-22, 76-22, 82-22)에 대해 DSR, BBR, MSCR 시험을 실시하여 고온 소성변형 저 항성과 개질 바인더 적용 적합성을 검토하고, FAA Gradation 1, 2와 국내 입도(WC-2, WC-4, WC-5, SMA-13 mm)를 사용한 혼합 물을 제작하여 동탄성계수(E*), 함부르크 휠트래킹(HWTT), 수분저항성(TSR), 피로균열 저항성 등 주요 역학적 성능을 평가하였다. 그 결과, 국내 WC 및 SMA 혼합물은 FAA 입도 혼합물과 비교해 동등하거나 일부 항목에서 상회하는 성능을 나타내어 공항 포장용 재료로서의 적용 가능성을 확인하였다. 향후 철저한 플랜트 관리, 적정 배합설계, 공인시험 기반 품질관리 체계가 확보된다면, 국내 재 료 수급 및 생산 여건을 반영한 합리적인 공항 아스팔트 포장 품질관리 기준 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 아스팔트 포장 도로에서는 교통 환경 변화와 지구온난화로 인한 이상기후 현상에 따라 소성변형, 균열 및 탈리 등의 조기파손으로 공용수명에 영향을 미치고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고점도 바인더를 사용한 기능성 포장을 통해 내구성과 장기공용성을 증진 시키려는 연구가 수행되고 있으나, 고점도의 개질 아스팔트는 높은 점도로 인해 생산 및 시공 과정에서 바인더의 유동성을 확보를 위해 170℃ 이상의 생산 및 다짐 온도가 요구된다. 이에 따라 악취 및 대기오염물질 발생량이 증가하고, 아스팔트의 단기노화를 촉진하여 장기공용성 저하를 불러오는 문제가 발생하기 때문에 고온의 생산 조건에서 발생하는 문제점을 해결하기 위한 방안으로 중온 아스팔트 및 섬유보강 방식 등을 활용하고 있으며, 이 중 중온 아스팔트는 화학첨가제 방식과 기포 아스팔트 방식 등의 연구를 통해 상용화가 되어있다. 반면, 섬유보강 방식은 시멘트 콘크리트에 한정되어 적용되고 있으나, 아스팔트 콘크리트에는 분산성과 경제성 등의 이유로 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 아스팔트 혼합물에 합성섬유를 사용하여 내구성을 개선한 섬유보강 아스팔트 혼합물을 통해 고온 생산 환경에서 발생하는 문제 해결 가능성을 평가하고자 한다.

2019년 기준 국내 인체 항생제 사용량(DDD/1,000명/일)은 26.1로 OECD 29개국 중 세 번째로 높으며, 2024년에는 가축 및 반려동물에 약 850톤의 항생제가 판매되는 등 다량으로 사용되고 있다. 특히 낙동강 인근 하수 및 축산폐수 처리장 방류수에서는 sulfonamide 계열 항생제가 높은 빈도와 농도로 검출되며, 기존의 생물학적 처리공정만으로는 완전히 제거되지 않아 수계로 유출된다. 항생제는 주로 복합 혼합물 형태로 환경에 유입되며, 물질 간 상호작용 (가산효과, 상승작용, 길항작용 등)에 따라 독성이 달라질 수 있다. 이에 본 연구에서는 sulfonamide 계열 항생제 3종(sulfamethoxazole, sulfamethazine, sulfathiazole)을 대상으로, 이들의 혼합물이 물벼룩(Daphnia magna)에 미치는 급성독성을 평가하였다. 급성독성 시험 결과, 단일 물질의 48hr-EC₅₀은 sulfamethoxazole(SMX) 50.17 mg/L, sulfamethazine(SMZ) 45.83 mg/L, sulfathiazole(STZ) 26.73 mg/L로 나타났으며, 혼합물은 M1(SMX+SMZ) 45.94mg/L, M2(SMZ+STZ) 31.65 mg/L, M3(SMX+STZ) 42.52 mg/L, M4(SMX+SMZ+STZ) 52.16 mg/L로 확인되었다. 또한, 비시험 독성 예측방법인 UN-GHS 모델과 Similar Mode of Action(MOA) 기반 분석을 통해 혼합 독성을 예측하였다. UN-GHS 모델을 이용한 예측은 실험값과 유사한 경향을 보였으나, 최대 21%의 상대오차가 발생하여 단순 가산으로 환경 내 독성영향을 평가하는 데 한계가 있음을 검증하였다. Similar MOA 분석 결과, M1은 단순 가산효과, M2는 상승작용, M3⋅M4는 길항작용을 보였다. 이는 항생제 혼합물이 항상 상승효과를 보이지 않음을 시사한다. 길항작용은 동일 표적 또는 수용체 경쟁, 연관 경로 내 영향, 혹은 한 물질의 독성 억제 등으로 발생할 수 있다. 본 연구 결과, 혼합물질의 독성은 단일물질 기반 비시험 예측법으로 정확히 평가하기 어렵고, 혼합물질의 조성과 종류에 따라 오차가 발생함을 규명하였다. 따라서 향후 연구에서는 다양한 조건에서의 실험적 데이터를 축적하고 보정인자를 도출하여 모델 신뢰도를 향상시킬 필요가 있으며, 다양한 작용 기작과 성분을 가진 혼합물을 대상으로 실험적 검증을 수행함으로써 혼합물의 실제 독성을 보다 정확하게 평가해야 한다.

바이오차는 현재 토양개량제이자 탄소격리재로 사용되고 있으며, 건축산업에서 탄소격리에 관한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오차를 시멘트 복합체에 함유하여 탄소격리효과의 가능성을 조사하는 것을 목표로 한다. 목질계 바이오차는 고탄소 물질로 수분을 흡수하는 특성이 있으며 시멘트 복합체에 함유하고자 할 때 시멘트와 비슷한 입도를 가져야한다. 혼입방법에 따라 바이오차를 함유한 시멘트 모르타르의 압축강도 특성을 평가하였으며, 시멘트를 바이오차로 1∼5% 치환하는 경우 Plain 대비 5∼12%까지 압축강도가 증진되는 것을 확인하였다.

To develop a heat-generating asphalt pavement utilizing a phase-change material (PCM), this study evaluated the application method of a PCM as an asphalt material and the thermal and physical properties of asphalt mixtures. The selection of PCM materials according to the phase-change temperature range suitable for thermal asphalt pavements and the encapsulation method for application to asphalt materials were examined, and encapsulated PCMs (ePCMs) using various materials were produced. The thermal and physical properties were evaluated through chamber experiments and strength tests by applying the ePCMs to asphalt mixtures. The characterization results of the ePCMs showed that ePCM-C had the highest latent heat, thermal stability, and physical stability in the asphalt binder and mixture. The chamber test results showed that ePCM-C, which had high latent heat, had the longest temperature delay time under all conditions. The mixing ratio was calculated by volume to substitute low-density ePCM into the mixture; as the ePCM content increased, the asphalt content also increased. The results of the Marshall stability and indirect tensile strength tests indicated that as the ePCM content increased, the strength and crack resistance properties decreased. Asphalt mixtures containing ePCMs have demonstrated the ability to maintain temperature for a long time within a specific temperature range. If an ePCM is improved such that it is not damaged under the production conditions of asphalt mixtures, it is expected to be sufficiently utilized as a technology for preventing road freezing.

인도네시아는 전 세계에서 여섯 번째로 많은 탄소 배출국으로, 2023년 기준 약 729 MtCO₂를 배출하며 아세안 국가 중 가장 높은 배출량을 기록하고 있다(Global Carbon Atlas). 이러한 탄소 배출은 주로 화석연료 사용과 산림 벌채로 인해 발생한다. 인도네시아 정부 는 파리기후협정에 따라 2030년까지 온실가스 배출을 29% 감축하는 목표를 설정했으며, 이를 달성하기 위해 다양한 저탄소 기술 도입 이 필수적이다. 특히, 도로 건설 분야에서는 탄소 저감과 시공 효율성을 동시에 향상시킬 수 있는 중온 아스팔트(Warm Mix Asphalt) 기술이 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 인도네시아에 적합한 중온 아스팔트 기술의 적용 가능성을 평가하기 위해, 국내 골재와 중온첨가제를 사용하여 인도 네시아 현지 바인더(IN 6070, 침입도 60-70)와 국내 아스팔트 바인더(PG64-22, 침입도 60-80)를 각각 비교 분석하였다. 인도네시아 시방 기준에 따라 배합설계를 수행하였으며, 합성입도는 인도네시아 시방기준과 유사한 입도(WC-2)를 적용하였다. 또한 현지 바인더와 국내 바인더를 비교하여 성능 차이를 분석하고, 중온첨가제를 사용한 경우와 그렇지 않은 경우의 혼합물 특성도 평가하였다. 아스팔트 바인더 시험 결과, 인도네시아 바인더는 국내 바인더와 유사하였으며, 중온첨가제를 적용한 경우 점도가 모두 낮아지는 경 향을 보였다. 혼합물 시험 결과(국내 골재 사용) 두 바인더 모두 유사한 성능을 나타냈으며, 중온첨가제를 사용한 경우 가열 아스팔트 대비 약 30℃ 낮은 온도에서도 공극률이 유사하였고, 품질 기준을 모두 만족하였다. 향후 인도네시아의 골재와 바인더에 국내 중온첨 가제를 적용한 시험 결과가 본 연구와 유사하게 나타난다면, 국내 중온첨가제를 인도네시아 도로 건설에 적용할 수 있을 것으로 판단 된다.

본 연구에서는 온도 반응형 발열 아스팔트 포장 공법 개발을 위하여 온도 반응형 신소재의 아스팔트 적용 방안과 이를 아스팔트 재 료에 적용하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 발열 아스팔트 포장에 적합한 상변화 온도 범위에 따른 PCM 재료 선정 및 아스팔트 재 료에 적용하기 위한 캡슐화 방안을 검토하고 다양한 소재를 활용한 캡슐화된 PCM 신소재(ePCM)를 제작하였다. 이에 대한 발열 특성 및 물리적 특성 평가를 수행하였다.

2022년 기준 국내 폐타이어 발생량은 약 37만톤으로 그 중 88.9% 인 약 32만 9천톤이 재활용되는 것으로 조사되었다. 하지만 이 중 약 75%가 시멘트소성로용 등 열이용 분야에 사용되었다. 폐타이어는 대부분 고무와 플라스틱으로 이루어져 있기 때문에, 고온에서 분 해되면서 다양한 유해가스와 오염물질이 발생할 수 있고, 이러한 공해물질은 적극적으로 관리되지 않으면 대기오염, 수질 오염 등 다 양한 환경문제를 발생시킬 수 있다. 때문에 친환경적이고 지속적인 재활용에 대한 필요성이 대두되고 있다. 폐타이어 고무 분말을 아스팔트 혼합물의 골재 일부로 치환하여 재활용하는 접근 방식은 환경에 미치는 영향을 완화할 뿐만 아니라 천연 자원의 고갈 측면에서도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 따라서 타이어분말을 아스팔트 혼합물에 적용하는 것은 환경 문제를 해결하고 자원 효율성을 높이는 두 가지 이점을 가지고 있다. 폐타이어 분말을 아스팔트 바인더와 아스팔트 혼합물에 적용할 경우 미치는 영향을 평가하기 위하여 TTI의 반사균열 저항성 시험, FN Test를 진행하였다.