• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.205-219
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• 2008

Low-density polyethylene (LDPE)와 Styrene-butadiene-styrene (SBS)를 넣은 개질 아스팔트 혼합물은 바인더에 중량 비로 $3{\sim}6%$ 첨가하여 여러 가지 특성을 획기적으로 향상시킨 아스팔트 재료이다. 아스팔트 재료의 개질목적은 일반 혼합물의 균 열저항과 소성 변형과 같은 전형적인 약점을 향상시키기 위해서이다. 이 재료들은 많은 장점들을 가지고 있으며 플랜트 적용이 간편하고 현장적용성이 우수한 특정을 가지고 있다. 여러 해 동안의 경험을 통해 습식 개질 아스팔트와 건식 아스팔트 혼합물이 현장에서 실용화할 수 있게 발전되었다. 본 연구에서는 이를 종합적으로 평가하여 그 장단점을 일반 아스팔트 혼합물과 비교 평가하여 LDPE, SBS 개질 아스팔트 혼합물의 특성을 체계적으로 밝히는 것을 본 연구의 목적으로 한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.129-144
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• 2000

골재의 입도에 따른 SBS 개질 아스팔트 혼합물의 점탄성 물성 및 피로공용 특성을 소개하였다. 아스팔트 바인더와 혼합물의 열역학적 거동분석을 위해 DSR 시험과 일축인장 크립시험을 실시하였다. 골재의 입도와 SBS 개질재가 피로공용성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 7종의 아스팔트 혼합물에 대해 일축인장 피로시험을 실시하였다. DSR 및 일축인장 크립시험결과, 골재의 입도에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 고온에서 소성변형에 대한 저항성이 큰 것으로 나타났다. Superpave 아스팔트 바인더 규격의 피로인자 $G^*sin\delta$는 아스팔트 혼합물의 피로 공용성 평가에 사용하기에는 부적절한 것으로 사료된다. 일축인장피로시험결과, 골재의 입도(밀입도, Superpave입도, SMA입도)에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 혼합물에 비해 약 10배 이상 피로수명이 큰 것으로 나타났다. 장기노화후의 경우에 있어서도 SBS 개질 혼합물의 피로수명이 일반 혼합물에 비해 높게 나타났다. 골재의 입도변화는 SBS 개질재에 비해 피로공용성에 미치는 영향이 적었다. SMA 혼합물에 첨가한 셀룰로오스 섬유는 혼합물의 점탄성 물성이나 피로공용성에 미치는 영향이 미미하였으나, Draindown을 방지하는 데는 효과적이었다. SMA 입도에 SBS 개질아스팔트를 사용할지라도 Draindown 방지를 위해서는 셀룰로오스 섬유를 첨가할 필요가 있을 것으로 사료된다.

• Elastomers and Composites
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• 제43권2호
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• pp.72-81
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• 2008

포장도로의 소성변형을 줄여보고자 개질아스팔트가 나타나고 있다. 본 연구에서는 타이어 고무 등을 이용하여 개질된 아스팔트의 물성을 알아 보았다. 마샬안정도와 인장강도가 각각 98% 및 43% 증가하여 타이어 고무의 개질효과를 알 수 있었다. 점도, 침입 및 열 분석에서 아스팔트의 변형저항성이 향상되었음을 알 수 있었다. IR 및 GPC 실험에서 개질제의 구조가 아스팔트의 구조와 유사할 경우 두 화합물 사이에 화학결합이 발생하여 분자들의 크기가 증가함으로써 개질효과가 커짐을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.163-172
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• 2006

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.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.15-24
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• 2004

산화는 아스팔트에서 대형분자(LMS : Large Molecular Size) 양의 증가를 야기하고 바인더의 경화에 주요 원인이 되므로 바인더 산화를 저감시키면 도로 및 공항 포장의 공용수명 연장을 기대할 수 있다. 바인더 산화는 혼합물을 도로에 깔기 전에 가열된 골재와 혼합하는 동안과 아스팔트 포장이 시공된 후 공용기간 동안에 일어난다. 본 연구에서는 바인더를 단기 및 장기노화 처리 후 LMS의 양적 증가를 HP-GPC (High-Pressure Gel-Permeation Chromatography)의 자료에 근거하여 해석하였다 개질 아스팔트는 LMS의 증가율이 아스팔트의 종류에 따라 다를 지라도 단기노화 후 LMS의 20-30%증가. 장기노화 후 2배 이상의 증가를 나타냈다. 본 연구에서 개질 아스팔트의 노화특성을 관찰하기 위하여 사용된 개질제는 선행 연구에서 큰 역학적 특성 향상을 보인 LDPE(Low-Density Polyethylene)와 SBS(Styrene-Butadiene-Styrene block copolymers) 를 사용하였다. LDPE로 개질한 바인더는 단 장기노화 후 LMS의 증가 비율이 상당히 낮았다. 이와 같이 낮은 LMS의 증가는 LDPE 개질 아스팔트가 노화 처리되는 동안에 일반 아스팔트보다 덜 노화가 진행된다는 것을 의미한다 이는 아스팔트 시멘트 내에 분산된 LDPE 입자가 산화 노화작용을 방해하기 때문인 것으로 보인다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권3호
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• pp.282-289
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• 2009

건축현장에서 건물 방음 및 단열재의 씰링 용도로 일반 pressure-sensitive adhesive(PSA) tape이 주로 사용되고 있다. 일반 PSA tape은 먼지와 같은 이물질에 의해 점착력이 쉽게 감소하고 두께가 얇기 때문에 외부 자극에 의한 변형 및 파손이 쉽게 발생하여 방음재의 씰링 역할을 제대로 수행하지 못하는 결과가 발생하며, 이는 부실공사의 원인이 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 FKM과 SBS를 이용하여 아스팔트를 개질하여 점착제로 적용하고자 하였다. 본 연구에서는 아스팔트의 점착력을 향상 시켜주기 위하여 선형과 방사형의 styrene-butadiene-styrene(SBS) 3, 6, 9 wt.%, 폐불소고무(FKM: fluoroelastomers) 10, 20, 30 wt.%를 아스팔트에 첨가하여 개질 아스팔트를 제조하였고 이들의 연화점, 점도, 인장강도 및 점착력 등의 물리적 특성을 평가하였다. SBS 개질 아스팔트는 SBS가 첨가됨에 따라 연화점 및 점도가 상승하는 거동을 나타냈으며 순수 아스팔트 보다 높은 점착력을 나타내었다. FKM 개질 아스팔트의 경우는 FKM이 첨가 되어도 연화점 및 점도 변화가 없었으며 FKM과 아스팔트의 낮은 계면 결합력으로 점착력이 증가하지 않았다. 온도가 증가할수록 개질 아스팔트의 점도는 감소하였지만 SBS 개질 아스팔트의 경우에는 온도상승에 따른 점도 감소가 적어 상당히 넓은 온도 범위에서 점착력을 유지하였으며 선형 SBS가 6 wt.% 첨가된 것이 최적의 점착 특성을 나타내었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.85-96
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• 1999

본 연구는 아스팔트 콘크리트 덧씌우기에서 야기되는 반사균열에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 개질재 및 보강재를 사용하여 제조한 혼합물의 성능을 평가하기 위하여 수행하였다. 아스팔트 개질재로는 LDPE와 SBS 및 카본블랙을 이용하였고. 보강재로는 합성섬유(PF), 비닐(PV), 그리드(GG)를 이용하였다. 배합설계를 통해 얻은 최적아스팔트 함량으로 아스팔트 혼합물 슬래브를 제조하였다. 아스팔트 혼합물을 몰드에 붓기 전에 몰드 바닥에 비닐이나 그리드를 미리 깔아 보강 층으로서 만들었다. 갭(균열)이 있는 시멘트 콘크리트 위에 부착된 아스팔트 혼합물 공시체에 유압식 동적하중기를 이용하여 반복하중을 재하하였다. 반복하중에서 균열진전을 측정하여 각 처리 혼합물의 균열 지연효과를 평가하였다. 본 연구의 시험 결과로부터 특정 조합의 아스팔트 혼합물이 휨 파괴(Mode I)에 의한 반사균열 지연에 상당히 효과적인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2D호
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• pp.285-292
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• 2006

본 연구에서는 국내에서 개발된 Full-Scale 포장가속시험기(HAPT; Hanyang Accelerated Pavement Tester)를 소개하고, 이 시험의 시험운영과 함께 개질아스팔트 혼합물과 일반 밀입도 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성 비교 연구를 수행하였다. 포장가속시험은 일반 밀입도와 3종의 개질아스팔트 각각에 대해 3가지 온도조건(25-30, 40, $50^{\circ}C$)에서 소성변형 저항성을 평가하였으며, 이 평가 결과들은 DSR실험등 바인더의 실내실험 결과들과도 비교하였다. 포장가속시험을 통한 소성변형 발생량을 분석한 결과, 시험 대상이 된 모든 개질아스팔트 구간에서 일반 밀입도에 비해 소성변형 저항성이 큰 것으로 나타났다. 특히 고온조건에서는 그 차이가 매우 크게 나타났다. 일반 밀입도 아스팔트포장을 대상으로 포장온도 증가에 따른 소성변형 저항성을 분석한 결과 온도가 어느 이상 되면 소성변형 저항성이 급격히 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 소성변형에 관련한 중요한 인자로 제시되는 $G^*/sin{\delta}$는 소성변형 저항성을 잘 나타내고 있는 것으로 나타났다. 반면에 회복탄성계수는 소성변형 저항성을 나타내는 인자로 바람직하지 않음도 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.257-261
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• 2011

새로운 아스팔트 개질 방법을 소개한다. 일반 아스팔트에 플라스틱 고분자의 단량체인 디메틸페놀(DMP)를 혼입하여 아스팔트 내부에서 외부의 반응촉매 투입 없이 공기 중의 산소분자에 의하여 열가소성 고분자인 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)가 자율적으로 중합되면서 아스팔트의 소성변형 내구성이 크게 향상된 개질아스팔트를 얻었다. 인장실험에서, 아스팔트 내에서 생성된 PPO에 의해, 기계적 특성에서 가장 중요한 두 가지 요소인 티네시티와 터프네스가 순수 아스팔트보다 각각 두 배 반 그리고 세 배 가량 증가하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.35-42
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• 2002

본 연구는 동절기에 많이 발생하는 포장의 저온균열에 대한 폴리머 개질 아스팔트 혼합물의 저항 특성을 알아보기 위하여 수행하였다. 저온에서의 간접인장강도를 측정 분석한 결과 혼합물들이 $-10^{\circ}C의 저온 대에서 최대 인장강도를 나타냈다. 최대 인장강도를 보이는 온도 이하에서는 시차열 응력이 인장강도 이상으로 발생하여 내부에 손상이 발생하기 때문에 나타나는 인장강도 저하현상을 ITS 시험으로 증명하여 보였다. 저온의 시험 결과는 폴리머 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비하여 보다 낮은 온도에서까지도 강도가 높게 나타나 폴리머 개질에 따른 효과를 보였으며, 바인더가 저온균열에 대한 저항에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 추운 지역에서는 저온균열을 예방하기 위하여 폴리머 개질 아스팔트의 사용이 추천된다.