중온화 재생 첨가제를 활용한 노화 아스팔트 재생에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 국제적으로 지구 온난화와 온실가스 배출의 감소가 가장 큰 관심거리입니다. 이러한 이유로, 국내외 아스팔트 포장 부문에서 WMA 및 폐기물 재활용 아스팔트(WRAC)에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 논문에서는 침입도와 PG 등급을 통하여 재생 첨가제의 최적 함량과 그에 따른 OAC를 결정하였다. 결정된 OAC를 기초로 배합 설계 및 공용성 평가를 실시하였다. 배합설계시, 아스팔트 시험은 AP-3와 폐 아스팔트 그리고 재생 첨가제를 교반하였다. 50%에 근접한 폐 아스팔트, 즉 High RAP을 활용하여 수분 손상에 대한 저항성을 높여주었다. 공용성 평가를 위해 TSR 및 휠트랙킹 시험을 실시하였다. 아스팔트 실험 결과, 침입도에 의한 재생 첨가제의 최적 함량은 1.5%, 그리고 DSR에 의한 재생 첨가제의 최적 함량은 2.5%로 결정되었다. 그리고 그에 따른 각각의 OAC는 4.81%와 4.76%로 결정되었고, 1%의 재생 첨가제의 추가로 인해 아스팔트의 양이 줄어든다는 것을 볼 수 있었다. 공극률 4%로 하여 배합설계를 실시, TSR 시험과 휠트랙킹 시험을 실시하였다. TSR 결과, 간접인장강도의 크기가 DSR, HMA, 그리고 침입도 순으로 크게 나왔다. 수분 손상에 대한 저항성을 증가시키기 위한 High RAP 때문에, 침입도에 의한 간접인장강도도 HMA와 비슷한 결과값을 보여주었다. 휠트랙킹 결과, 영구 변형에 대한 높은 저항성을 보여주었고, DSR에 의한 결과가 가장 높았다.
결론적으로, 현장에 적용했을 경우, 경험 의존적인 침입도 방법보다 PG 등급을 활용한 것이 더 나은 측면의 결과를 보여줄 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The biggest concern on the international environmental field is the prevention of global warming and greenhouse gas emissions reductions. For these reasons, domestically and internationally, reseach for WMA and Waste Recycling Asphalt Concrete(WRAC) on asphalt pavement sector has been active.
In this study, the optimum content of rejuvenator looked by Penetration Blending and Performance Grade(PG), OAC decisions using it. Using OAC determined by two experiment, performance evaluation by mix design is conducted. When mix design, asphalt binder experiment is conducted interchanging AP-3, PAV and rejuvantor. 50% of waste asphalt binder, resistance increasing for water damage is considered by High RAP. TSR and wheel tracking tests for performance evaluation are conducted.
Asphalt binder experiment results, rejuvenator contents through penetration blending is determined to be 1.5% and through DAR is determined to be 2.5%. And OAC through penetration is 4.8%, OAC through DSR is 4.7%. By addtion rejuvenator of 1% content it can see that reducing the amount of asphalt.
It is determined OAC by porosity 4% of mix design. And based on determined OAC, TSR and wheel tracking test are conducted. Mix design results are compared and analyzed by add HMA test. As TSR results, the figure of the ITS is the order: DSR, HMA, penetration blending. Due to increase resistance to water because of the high RAP content, ITS of penetration blending and DSR results is similar the HMA. As result of Wheel tracking test, two experiment results showed higher resistance to permanent deformation than the HMA, result of DSR showed the highest resistance to permanent deformation.
In conclusion, if PG method apply to the field pavement, when compared the empirical penetraion test, it will be able to achieve the result of the better aspects.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구개요 1
• 1.2 연구의 배경 및 목적 2
• 1.3 연구내용 4
• 제 2 장 문헌적 고찰 5
• 2.1 국외 아스팔트 포장의 재활용 사례 5
• 2.2 국내 아스팔트의 재활용 사례 9
• 2.3 국내 폐 아스팔트 콘크리트의 문제점 10
• 2.4 아스팔트의 특성 및 노화에 따른 아스팔트의 변화 12
• 2.4.1 아스팔트의 화학적 구성 12
• 2.5 재생 첨가제 15
• 2.5.1 재생 첨가제의 종류 및 품질규격 16
• 2.5.2 주요 문헌 내용 18
• 제 3 장 실내실험 21
• 3.1 사용 재료 21
• 3.1.1 아스팔트 21
• 3.1.2 폐 아스팔트 22
• 3.1.3 재생 첨가제 22
• 3.1.4 신규 골재 22
• 3.2 실험 순서 및 실험 방법 24
• 3.2.1 실험 순서 24
• 제 4 장 실험결과 및 분석 39
• 4.1 아스팔트 실험 39
• 4.1.1 침입도에 의한 최적 재생 첨가제 함량 결정 39
• 4.1.2 침입도 실험에 의한 재생 첨가제의 최적 함량 결정 39
• 4.1.3 DSR 실험에 의한 재생 첨가제의 최적 함량 결정 43
• 4.2 아스팔트 혼합물의 배합설계 48
• 4.2.1 배합설계를 통한 OAC 결정 48
• 4.2.2 수분민감성 실험 결과 49
• 4.2.3 휠트랙킹 실험 결과 52
• 제 5 장 결론 55
• 참 고 문 헌 58
• ABSTRACT 60
• 감사의 글 62