초록 ▼

■ MPAM 중온 아스팔트 바인더의 공용 특성
▶ 아스팔트 질량대비 MPAM 중온 개질 첨가제 치환율 및 혼합온도에 따른 PG시험결과 MPAM 중온 개질 첨가제 치환율이 증가함에 따라 PG는 64-22에서 82-22으로 아스팔트 공용성 등급이 상향되었으며, 최적의 혼합온도 및 MPAM 중온 개질제 치환량은 각각 130℃ 및 아스팔트 질량대비 4%에서 PG가 76-22로 일반 아스팔트 바인더의 공용성 등급 64-22보다 고온등급이 2단계 상향되었다.
▶ DSR 시험기를 이용하여 MPAM 중온 개질제 치환율에 따른 고온특

■ MPAM 중온 아스팔트 바인더의 공용 특성
▶ 아스팔트 질량대비 MPAM 중온 개질 첨가제 치환율 및 혼합온도에 따른 PG시험결과 MPAM 중온 개질 첨가제 치환율이 증가함에 따라 PG는 64-22에서 82-22으로 아스팔트 공용성 등급이 상향되었으며, 최적의 혼합온도 및 MPAM 중온 개질제 치환량은 각각 130℃ 및 아스팔트 질량대비 4%에서 PG가 76-22로 일반 아스팔트 바인더의 공용성 등급 64-22보다 고온등급이 2단계 상향되었다.
▶ DSR 시험기를 이용하여 MPAM 중온 개질제 치환율에 따른 고온특성을 평가하기 위해 64℃-76℃의 온도대역에서 복소전단계수(G*) 변화를 측정한 결과 전 온도대에서 일반아스팔트 바인더에 비해 MPAM 중온 개질제를 첨가한 아스팔트 바인더가 Complex modulus가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 64℃에서의 MPAM중온 개질제 치환률 4%의 G *값이 3.62 kPa로 MPAM 중온 개질제 치환률 0%인 일반아스팔트의 G *값 1.21 kPa 보다 3배 스티프니스가 증가하여 MPAM 중온 개질제가 아스팔트를 개질화시켜 고온 공용성능을 향상시키는 것을 알 수 있었다.
▶ BBR 시험기를 이용하여 -12℃에서 MPAM 중온 개질제 치환율에 따른 저온특성을 평가하기 위해 Relaxation modulus를 시험한 결과 MPAM 중온 개질제 함량이 증가할수록 초기 Relaxation modulus는 원아스팔트에 비해 적게 나타났다. 이는 MPAM 중온 개질제를 첨가한 아스팔트 바인더는 저온 공용성에서 우수한 특성을 나타내고 있었다.
■ MPAM 중온 개질 첨가제를 혼합한 아스팔트콘크리트의 공용 특성
▶ 온도에 따른 다짐특성은 아스팔트 바인더 시험으로부터 얻어진 목표 첨가제 함량 4%(PG76-22)를 기준으로 하여 90～160℃범위에 10℃씩 변화시키며 실측밀도 및 공극률 변화를 평가한 결과 100℃ 이하의 온도에서는 공극률이 증가하여 다짐도가 급격하게 저하되는 것을 알 수 있었다. 한편, 100℃부터 160℃까지 온도를 증가시키면서 다짐한 경우 100℃ 이상의 온도에서는 공극률의 변화가 4%에서 3%로 감소할 뿐 큰 다짐효과를 얻지 못함으로써 100℃ 이상의 온도에서는 다짐온도 증가에 따른 다짐효과가 크지 않음을 알 수 있었다. 따라서 배합설계의 목표 공극률인 4%를 확보할 수 있는 MPAM의 최적 다짐온도조건은 100℃로 평가되었다.
▶ 마샬안정도는 MPAM를 첨가한 MPAM4가 12175N으로 일반 가열아스팔트 혼합물의 마샬안정도 11507N 보다 약 6% 증가하였고, 동적안정도는 MPAM4가 4150회/mm로 일반가열아스팔트 혼합물의 926회/mm 보다 약 4배 증가하여 MPAM 중온 개질제를 첨가한 아스팔트 콘크리트의 내유동성이 우수하게 평가되었다.
▶ MPAM 중온 개질제 첨가량을 증가시키며 수침후마샬안정도 및 TSR 시험을 수행한 결과 수침후마샬안정도는 MPAM를 첨가한 MPAM4가 89.6%으로 일반 가열아스팔트 혼합물의 수침후마샬안정도 76% 보다 높게 측정되었고, TSR은 MPAM4가 82%로 일반가열아스팔트 혼합물의 75% 보다 우수하게 평가되어 MPAM 중온 개질제를 첨가한 아스팔트 콘크리트의 수분민감성이 우수하게 평가되었다.
▶ 5℃에서의 간접인장강도시험 결과 균열에 대한 저항특성 및 파괴시 인장변형율은 MPAM 중온개질제 첨가량을 증가 시 크게 감소하여 균열에 대한 공용성이 좋게 평가되었다.
▶ 아스팔트 혼합물 생산 시 CO₂발생량 및 연료 사용량을 측정한 결과 CO₂발생량은 가열 아스팔트 혼합물은 2.5% 이었으며, MPAM 중온 아스팔트 혼합물은 1.7% 으로 약 32% 감소하였고, 연료사용량은 가열 아스팔트 혼합물은 7.7L/ton 이었으며, MPAM 중온 아스팔트 혼합물은 5.0L/ton 으로 약 35% 절감되는 것으로 나타났다.
▶ 현재의 일반 혼합물 생산방식의 제조조건을 그대로 적용하여 현장플랜트 생산 적용 가능성을 평가한 결과 국내 아스콘 업체의 플랜트 조건에서 중온개질제를 적용한 아스팔트 콘크리트의 생산이 가능하고, 문제점이 없는 것으로 확인되었으며, 실제 도로 대상으로 덧씌우기 공사구간에 시험포장한 결과 일반 가열아스팔트 혼합물 시공 시 사용된 장비만으로 충분히 포설 및 다짐이 가능하여 실제 현장적용에 문제가 없는 것으로 평가되었다.
▶ 도로의 공용성 평가에서 중요한 시험 중에 하나인 평탄성 시험을 3단계로 구분하여 시험하였으며 시험결과 아스팔트 콘크리트 포장구간의 경우 침하량이 3mm 이내로 작게 평가되었으며, 추적조사 결과에서 볼 수 있듯이 MPAM 중온아스콘은 시험포장구간에 전혀 소성변형 및 포트홀 등이 발생하지 않았다. 따라서, 실내시험과 추적조사 결과 아스팔트 콘크리트는 고온에서의 혼합물 내유동성에 개선효과가 크다는 것을 확인할 수 있었다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 산학연 공동기술개발사업 최종보고서 제출서 ... 2
• 산학연 공동기술개발사업 사업비사용실적보고서 ... 3
• 산학연 공동기술개발사업 1차년도 사업비사용실적보고서 ... 4
• 산학연 공동기술개발사업 2차년도 사업비사용실적보고서 ... 8
• 개발결과의견서 ... 12
• 최종보고요약서(초록) ... 13
• 목차 ... 15
• 제1장 서론 ... 17
• 제1절 개발의 필요성 ... 17
• 제2절 개발 목표 및 내용 ... 18
• 2.1 개발목표 ... 18
• 2.2 개발 내용 및 범위 ... 18
• 2.3 개발의 평가방법 및 평가항목 ... 19
• 제3절 기대효과 ... 20
• 3.1 기술적 측면 ... 20
• 3.2 경제 · 산업적 측면 ... 20
• 3.3 사회적 측면 ... 21
• 제2장 과제개발 내용 및 결과 ... 22
• 제1절 문헌연구 ... 22
• 1.1 중온아스팔트의 개요 ... 22
• 1.2 중온아스팔트의 종류 ... 23
• 1.3 중온아스팔트의 포장의 장점 ... 31
• 1.4 기술개발 현황 ... 34
• 제2절 아스팔트 바인더 및 혼합물의 평가방법 ... 41
• 2.1 아스팔트 바인더의 평가방법 ... 41
• 2.2 아스팔트 혼합물의 평가방법 ... 56
• 2.3 중온 아스팔트 혼합물 생산시 CO2 배출량 측정방법 ... 65
• 제3절 중온 아스팔트 바인더 제조기술 개발 ... 71
• 3.1 중온 첨가제 선정 ... 71
• 3.2 MPAM 중온 아스팔트 바인더 제조 ... 75
• 3.3 공용성 등급(PG) 분석 ... 76
• 3.4 회전점도특성분석 ... 77
• 3.5 동적 전단 유변 물성 분석 ... 79
• 3.6 저온 및 상온공용(피로균열) 특성분석 ... 84
• 제4절 중온 아스팔트 콘크리트 개발 ... 88
• 4.1 배합설계 ... 88
• 4.2 혼합물의 다짐 특성 ... 95
• 4.3 내유동성 분석 ... 97
• 4.4 수분민감성 분석 ... 99
• 4.5 내균열성 분석 ... 101
• 제5절 중온아스팔트 콘크리트 현장 적용성 기술개발 ... 104
• 5.1 중온 아스팔트 혼합물 생산시 CO2 배출량 측정 ... 104
• 5.2 도로포장 시험 시공 ... 108
• 5.3 도로공용성 평가조사 ... 116
• 제3장 사업성과 ... 124
• 제1절 기술적 성과 ... 124
• 제2절 경제적·산업적 성과 ... 125
• 제4장 결론 ... 126
• 참고문헌 ... 129