HP-GPC를 이용한 폴리머개질 아스팔트의 노화특성 분석

Evaluation of Aging Characteristics of Selected PMA using HP-GPC

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.

Oxidation causes increment of the quantity of large molecular size or LMS in asphalt and is a major reason for hardening of asphalt binder. An extended service life of pavement on a road is expected by reducing oxidation of binder. Oxidation of binder occurs during hot mixing with aggregates before placement on road and then during in-service after the asphalt pavement is constructed. Quantitative increase of LMS as result of aging after RTFO and PAV was analyzed based on the data from high-pressure gel-permeation chromatography (HP-GPC). Polymer modified asphalt (PMA) after RTFO procedure showed 20-30% increment in LMS and then after PAV procedure more than twice, although the percentage of increment was different according to asphalt brand and grade. The PMAs containing LDPE or SBS, which showed a great mechanical property improvement in previous studies, were selected for characterizing PMA aging In this study. Considerably reduced increment of LMS was observed from the PMA containing LDPE after RTFO and PAV procedures. The GPC result showing the binder with less LMS increment means that the asphalt while being mixed with LDPE was aged less during the aging treatment. The dispersed particle of LDPE in asphalt cement seems to disturb oxidative aging reaction and evaporation.