A Study on Mechanical Characteristics of Fiber Modified Emulsified Asphalt Mixture as Environmentally-Friend Paving Material

섬유보강 친환경 상온아스팔트 혼합물의 역학적 특성에 관한 연구

Emulsified Asphalt Mixture(EAM) is more environmentally-friendly and cost-effective than typical Hot Mix Asphalt (HMA) because EAM does not produce carcinogenic substances, e.g., naphtha, kerosene, during the both of manufacturing and roadway construction process. Also, it does not require heating the aggregates and asphalt binder. However, EAM has some disadvantages. Generally EAM has a less load bearing capacity and more moisture susceptibility than conventional HMA. The study evaluated a Fiber modified EAM (FEAM) to increase load bearing capacity and to decrease moisture susceptibility of EAM. Modified Marshall mix design was developed to find Optimum Emulsion Contents (OEC), Optimum Water Contents (OWC), and Optimum Fiber Contents (OFC). A series of test were performed on the fabricated specimen with OBC, OWC, and OFC. Tests include Marshall Stability, Indirect Tensile Strength, and Resilient modulus test. Comparison analyses were performed among EAM, Fiber modified EAM (FEAM), and typical HMA to verify the applicability of EAM and FEAM in the field. Test results indicated that both of EAM and FEAM have an enough capability to resist medium traffic volume based on the Marshall mix design criteria. Also the study found that fiber modification is effective to increase the load bearing capacity and moisture damage resistance of EAM.

상온아스팔트 혼합물은 생산공정이나 시공 중에 naphtha나 kerosene을 사용하는 컷백 아스팔트와 같이 환경오염물질을 생성하지 않고 골재와 아스팔트 바인더를 가열하지 않기 때문에 가열아스팔트 혼합물에 비하여 환경친화적이며 경제적이다. 그러나 일반적으로 상온아스팔트 혼합물은 가열아스팔트 혼합물에 비해 내구성이나 수분민감성에서 미흡한 점이 많다. 본 연구에서는 상온아스팔트의 수분민감성과 내구성을 증진시킬 수 있는 섬유보강 상온아스팔트 혼합물(FEAM)에 대한 평가를 하였다. 최적 유화아스팔트량(OEC), 최적함수량(OWC) 그리고 최적 섬유보강제 첨가량(OFC)를 결정하기 위해서 마샬배합설계를 수정 개발하였다. 최적의 섬유보강 상온아스팔트 혼합물과 일반 상온아스팔트 혼합물을 제작하여 마샬안정도 시험, 간접인장강도 시험 및 회복탄성계수 시험을 실시하였고 그 결과를 가열아스팔트 혼합물의 결과와 비교하였다. 결과로 FEAM과 EAM 모두 마샬배합설계 기준으로 중간 교통량에 충분한 것으로 판명되었다. 또한 섬유보강에 의하여 일반 상온아스팔트 혼합물의 수분민감성과 내구성이 증진하는 효과도 얻을 수 있는 것으로 판명되었다