CRM 再生改質아스팔트 콘크리트의 力學的 特性에 關한 實驗的 硏究 = (An) experimental study on the mechanical properties of CRM recycling asphalt concrete

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 산업폐기물로 인한 환경오염 문제를 해결함과 동시에 재생 아스팔트 콘크리트의 성능을 개선한 CRM(Crumb Rubber Modifier) 재생개질아스팔트 콘크리트를 개발하고자 하는 것으로, 이를 위하여 폐타이어분말, 폐아스팔트 콘크리트 재생골재 및 SBR Latex를 사용하여 내유동성, 내균열성, 고내구성 등의 품질특성을 갖춘 CRM 재생개질아스팔트 콘크리트를 제조하기 위한 배합설계를 마샬방법에 의하여 수행하고, 최적아스팔트함량에서의 마샬안정도, 흐름값, 회복탄성계수, 동적안정도, 간접인장강도 등의 역학적 특성을 분석하기 위한 실험적 연구를 수행하였다.
본 연구에서 수행한 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
(1) CRM 재생개질아스팔트 콘크리트의 마샬안정도 및 흐름값은 폐타이어분말 및 SBR Latex 혼입에 의하여 크게 향상되는 것으로 확인되었다.
(2) 회복탄성계수는 재생골재 혼입률이 증가할수록 감소하는 것으로 나타나 신재 아스팔트 콘크리트에 비하여 재생아스팔트 콘크리트의 피로저항성이 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 폐타이어분말 및 SBR Latex를 혼입한 경우에는 재생아스팔트 콘크리트의 피로저항성이 크게 개선되어 신재아스팔트 콘크리트보다 우수한 것으로 확인되었다.
(3) 동적안정도는 폐타이어분말 및 SBR Latex의 혼입에 의하여 신재아스팔트 콘크리트보다 우수한 것으로 나타나 소성변형에 대한 저항성이 크게 향상되는 것으로 확인되었다. 그러나 재생골재 혼입률이 50%인 경우에는 증가 경향이 다소 둔화되는 것으로 나타났는데 이것은 재생골재의 혼입률 증가에 의하여 다짐도 및 밀도가 감소하였기 때문인 것으로 판단된다.
(4) 간접인장강도는 폐타이어분말을 10%, 20% 혼입한 경우에는 신재아스팔트 콘크리트에 비하여 각각 0.9∼3.6%, 0.8∼2.7% 증가하고, SBR Latex를 3% 혼입한 경우에는 1.7∼4.4% 증가하는 것으로 나타나 재생아스팔트 콘크리트의 내균열성이 폐타이어분말 및 SBR Latex의 혼입에 의하여 크게 개선되는 것으로 확인되었다.
(5) CRM 재생개질아스팔트 콘크리트의 내균열성, 내유동성 등의 역학적 특성은 폐타이어분말 및 SBR Latex의 혼입에 의하여 크게 개선되어 신재아스팔트 콘크리트보다 우수한 품질의 확보가 가능한 것으로 확인되었다. 또한 폐타이어분말을 혼입하는 경우보다 SBR Latex를 혼입하는 경우가 적은 혼입량에서도 더 우수한 특성을 나타내었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to develop CRM recycling asphalt concrete made by improving recycled asphalt concrete, as well as to propose a way to solve environmental pollution problem by industrial wastes. To manufacture CRM recycling asphalt concrete with the properties of liquidity resistance, crack resistance and high-durability by using waste tire powder, recycled aggregate of waste asphalt concrete and SBR Latex, the author used marshall method for a mix design. An experimental study is made to analyze the mechanical properties of marshall stability, flow value, recovery elastic modulus, dynamic stability and indirect tensile strength in optimum asphalt content.
The results of this study are following.
(1) Marshall stability and flow value of CRM recycling asphalt concrete are greatly improved by including waste tire powder and SBR Latex.
(2) The fatigue resistance of recycled asphalt concrete decreases, compared with that of virgin asphalt concrete, since recovery elastic modulus decreases, as the inclusion rate of recycled aggregate increases. However, in case of including waste tire powder and SBR Latex, the fatigue resistance of recycled asphalt concrete are greatly improved and are superior to that of virgin asphalt concrete.
(3) The dynamic stability of recycled asphalt concrete is superior to that of virgin asphalt concrete by including waste tire powder and SBR Latex and it shows that resistance to rutting of recycled asphalt concrete is greatly improved. However, when the inclusion rate of recycled aggregate amounts to 50%, the rate of increase becomes slow. That's supposed to decreasing of compacting and density as increasing as the inclusion rate of recycled aggregate increases.
(4) When the inclusion rate of waste tire powder amounts to 10% and 20%, the indirect tensile strength of recycled asphalt concrete increases up to 0.9∼3.6% and 0.8∼2.7% respectively, compared with virgin asphalt concrete. When 3% SBR Latex is included, it increases by 1.7∼4.4%. We can werifv that crack resistance of recycled asphalt concrete is greatly improved by including waste tire powder and SBR Latex.
(5) The mechanical properties of modified recycling asphalt concrete such as crack resistance and liquidity resistance are greatly improved by including waste tire powder and SBR Latex. Therefore, it makes possible to secure better quality of asphalt concrete than virgin asphalt concrete. In the low rate of inclusion, it makes possible to prodece concrete of good quality than that of waste tire power.
* A thesis submitted to the committee of the Graduate School, Chungnam National University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering Conferred in February, 2002

목차 (Table of Contents)

• 목차
• List of Tables = iii
• List of Figures = iv
• 국문초록 = v
• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구배경 = 1
• 1.2 연구동향 = 3
• 1.2.1 폐타이어 재활용의 국내·외 연구동향 = 3
• 1.2.2 폐아스팔트 콘크리트 재활용의 국내·외 연구동향 = 4
• 제2장 이론적 배경 = 7
• 2.1 폐타이어의 특징 = 7
• 2.1.1 타이어 고무의 물리적 특성 = 7
• 2.1.2 타이어 고무의 화학적 특성 = 10
• 2.2 개질재의 종류 및 특성 = 18
• 2.2.1 Filler계의 첨가에 의한 개질 = 18
• 2.2.2 Extender(유황계) 첨가에 의한 개질 = 18
• 2.2.3 고무계의 첨가에 의한 개질 = 21
• 2.3 혼합물내 아스팔트 개질재의 기능 = 30
• 2.3.1 동적·정적 하중에 의한 점-탄성거동 특성 = 30
• 2.3.2 아스팔트 개질재의 기능 = 30
• 2.3.3 열가소성 고무아스팔트 혼합물의 특성 = 32
• 제3장 CRM 재생개질아스팔트 콘크리트의 배합설계 = 36
• 3.1 개요 = 36
• 3.2 사용재료 및 시험방법 = 36
• 3.2.1 사용재료 = 36
• 3.2.2 시험방법 = 39
• 3.3 CRM 재생개질아스팔트 콘크리트의 배합설계 = 43
• 3.3.1 배합설계의 목표치 = 43
• 3.3.2 혼합골재의 비율결정 = 44
• 3.3.3 재생첨가제의 혼입량 결정 = 45
• 3.3.4 골재 및 결합재 배합비 = 46
• 3.3.5 이론 최대밀도 계산 = 50
• 3.3.6 배합설계결과 = 51
• 제4장 CRM 재생개질아스팔트 콘크리트의 역학적 특성 = 53
• 4.1 마샬안정도 및 흐름값 = 53
• 4.2 회복탄성계수 = 59
• 4.3 동적안정도 = 61
• 4.4 간접인장강도 = 63
• 제5장 결론 = 65
• 참고문헌 = 67
• ABSTRACT = 72