Laboratory Evaluation of the Properties of Sulfur Modified Asphalt Mixtures

황이 첨가된 개질 아스팔트 혼합물의 실내 물성 평가

This study evaluated the laboratory properties of asphalt binder and mixture modified with SPC(Sulfur Polymer Cement), which consists of sulfur as a main ingredient that is an industrial by-product made from refining process of crude oil and carbon-black as an additive. Four levels of SPC modifier ratios(0, 10, 30, 50%) were evaluated in the laboratory. Superpave(Superior Performing Asphalt Pavements) system was used to determine the PG(Performance Grade) and evaluate the property of SPC modified binder at the different temperatures. IDT(Indirect Tensile Test) was performed to evaluate the resistance of fatigue and low-temperature cracking at $10^{\circ}C\;and\;-10^{\circ}C$. Wheel-tracking test was also performed to evaluate the rutting-resistance of SPC modified asphalt mixtures. Test results showed that the more SPC modifier ratios, the better rutting-resistance and the more potential of low-temperature cracking resistance. However, SPC modifier did not show the effect on the fatigue cracking resistance.

본 연구에서는 원유 정제과정에서 발생되는 산업부산물인 황을 주성분으로 폴리머 성분의 첨가제를 혼합하여 개발된 개질 첨가제인 SPC(Sulfur Polymer Cement;가칭)를 비율별 (0%, 10%, 30%, 50%)로 첨가하여 개질 아스팔트 바인더 및 혼합물의 실내 물성 평가를 수행하였다. 개질 아스팔트 바인더의 특성을 평가하기 위해 수퍼페이브 바인더 시험법을 이용하여 아스팔트 바인더의 PG(Performance Grade) 등급을 분류하고 온도에 따른 특성을 파악하였다. 또한 개질 아스팔트 혼합물의 피로균열 및 저온균열 특성을 평가하기 위해 $10^{\circ}C$ 및 $-10^{\circ}C$에서 간접인장실험(Indirect Tensile Test)을 수행하였으며, 소성변형에 대한 저항성을 평가하기 위해 휠트랙킹 실험을 수행하였다. 실험 결과, 개질 첨가제인 SPC의 첨가 비율이 증가할수록 소성 변형에 대한 저항성이 증가하는 것으로 나타났으며, 저온 균열 저항성을 증가시킬 수 있는 잠재성을 보여주었다. 그러나 피로균열 SPC는 피로균열 저항성 향상에는 큰 효과가 없는 것으로 나타났다.