1. 서 론

아스팔트 포장은 외부로부터의 수분 침투에 의한 박리(stripping) 발생으로 공용수명이 현저히 단축되므로 이를 방지하기 위해 박리방지제(anti-stripping agent: ASA)를 사용한다. 미국, 유럽 등에서는 일찍이 박리가 아스팔트 포장에 매우 유해한 손상임을 인지하고 이를 방지하기 위하여 소석회(hydrated lime: HL)를 널리 사용하여왔다. 대표적 호수성(hydrophilic) 골재인 화강암계열의 골재가 많은 우리나라에서는 하절기 장마 후나 해빙기에 박리로 인해 포트홀 등의 손상이 매년 반복되어 오래 전부터 ASA의 사용이 절실히 필요한 실정이었으나 이것을 등한시 하여왔다.

다행이 최근에 와서 국내에서도 지난 10여 년간 소석회를 사용해온 아스팔트 포장에서 박리문제가 생기지 않음을 인지하게 되었다. 따라서 한국도로공사를 중심으로 소석회 사용을 의무화하고 있고 국토부에서도 사용을 권장하고 있으나 일부 플랜트에서 투입시설의 미비 등을 이유로 사용을 꺼려하고 있다. 또한 일부에서는 사용의 편리성과 성능의 유사성을 이유로 액상박리방지제(Liquid ASA: LA로 약칭)의 사용을 선호하고 있다. 외국에서도 여러 종류의 LA가 개발되어 사용되어 있고 근래에 국내에서 사용되고 있는 LA도 대부분 수분저항성 향상에 효과적인 것으로 알려져 있다.

그간의 연구에 의하면 소석회는 박리방지의 효과와 함께 아스팔트의 노령경화(Age hardening)를 억제하여 포장수명 증진에 기여하는 것으로 알려져 있다. 미국 유타주에서는 수명이 7-8년이 지난 아스팔트 포장에서 채취한 코어로부터 추출·회수한 바인더의 절대점도(Absolute viscosity: AV)가 소석회를 넣은 경우 일반 혼합물보다 약 50% 정도 낮게 나타남을 발견하였다(Jones, 1997). 스페인 연구(Rescasens et al., 2005)는 아스팔트 혼합물을 오븐에서 노화시킨 후 바인더를 추출·회수하여 절대점도를 측정한 결과 소석회를 사용한 경우가 사용치 않은 경우보다 절대점도가 낮게 나타났다. 이와 같이 소석회는 박리방지 효과는 물론 노화억제에도 매우 효과적이며(Lesueur, 2013; Randenberg, 1988), 영국 소석회협회에서는 소석회를 명품 아스팔트 개선제(Premier asphalt modifier)로 명명하고 있다(British lime association, 2017). 또한 미국에서는 소석회를 국내처럼 분말로 사용하기도 하고 물에 풀어 슬러리 형태로 골재에 뿌려 사용하는 등 용법도 다양화 하고 있다(Little et al., 2006; South Carolina, 2000).

최근의 연구에 의하면 아스팔트 혼합물이 노화되면 박리에 더 취약해 지는 것으로 나타났다(윤지현, 2017). 아스팔트 혼합물의 단기노화 정도가 다른 혼합물들에 대한 인장강도비(tensile strength ratio: TSR) 비교 결과 노화도가 높은 혼합물의 TSR이 저하되는 것으로 나타났다. 이 결과에 의하면 현장에서 아스팔트혼합물이 포설 전 운반․대기 중에 과다노화 되면 박리에 취약해져 인장강도비가 낮아진다는 추정이 가능하다. 게다가 과다노화는 점도뿐만 아니라 강성(G*/sin δ) 증가와 PG 시험에서 저온강성과 저온등급 상승 문제도 발생하여 결국 공용수명 단축으로 이어질 것이다.

기존의 연구에 의하면 가열아스팔트(hot-mix asphalt: HMA) 혼합물은 180°C에서 2시간 단기노화만으로도 5~6년 현장공용 혼합물에서 추출한 바인더의 절대점도와 유사한 수준이 되는 것을 보여준다(Kim et al., 2016). 180°C는 동절기 트럭적재 HMA 혼합물의 평균온도이며, 2시간은 대도시 지역에서 가장 흔히 있을 수 있는 운반 대기 시간이며 이런 온도에서의 단기노화는 장기공용성에 영향이 클 것이다(이성진 등, 2014). 이렇게 바인더가 노화되면 이의 방지를 위해 산화방지제의 사용이 필요하나 소석회가 박리방지제로 사용된 경우 그 기능을 해준다. 이러한 HMA가 포설된다면 이는 이미 5~6년 된 혼합물로 포장하는 것과 유사하여 문제지만 박리방지 목적으로 소석회가 사용된 경우는 그 노화수준이 훨씬 낮아질 수 있을 것이다.

상기 연구에 의하면 이러한 혼합물은 TSR이 낮아져 쉽게 박리됨은 물론, 바인더 경화로 균열에 취약해져 공용수명이 단축될 것이다. 특히 한국도로공사가 아스팔트 포장의 하자보수 기간을 2년에서 3년으로 늘리고 있는 실정에서 이미 공용수명이 5~6년 된 혼합물과 유사한 노화수준의 재료가 포설된다면 하자보수 점검에도 안전을 보장하기 어려울 것이다. 따라서 사전에 단기노화 억제를 위한 노력은 하자보수에 대한 안전성은 물론 국내 아스팔트 포장의 설계(기대)수명 유지를 위해서도 매우 중요한 일일 것이다. 그러므로 현장에 사용되는 액상박리방지제도 소석회와 유사하게 노화억제 기능을 보인다면 효과적인 박리방지제로 사용될 수 있을 것이다. 하지만 요즘 사용되고 있는 액상박리방지제의 노화억제 기능은 제대로 알려져 있지 않다.

이에 본 연구에서는 박리방지기능이 우수한 것으로 알려진 액상박리방지제가 이와 같이 아스팔트 혼합물의 노화억제 기능도 유사한 효과를 보이는지를 확인하기 위하여 수행되었다. 이 연구가 성공적으로 수행된다면 그 결과는 현장 플랜트에서 박리는 물론 노화억제 효과도 고려한 박리방지제 선정에 도움을 줄 것이다. 이를 위해 노화정도를 나타내는 가장 잘 알려진 특성인 절대점도를 중심으로 본 연구를 수행하였다.

2. 재료 및 방법

2.1 사용 재료

본 연구에서는 국내에서 사용되는 4가지 LA (LA1~LA4)와 한 가지 소석회의 노화억제 효과를 실험연구로 조사하였다. LA1, LA2는 밀입도 혼합물 믹싱시에 소정량을 바인더에 첨가하여 사용하였고, LA3, LA4는 SMA 혼합물 제조시 사용된 것으로 바인더에 프리믹싱 되어있는 것이다. 국토교통부 기준 표층용 WC-1 13mm 밀입도 아스팔트(Dense-graded asphalt: DGA) 혼합물을 PG64-22 아스팔트(original, RTFO, PAV 처리 후 절대점도는 각각 1,902p, 4,245p, 11,670p)로 제조하였다. 또한 굵은골재 최대치수 10mm 쇄석 매스틱 아스팔트(Stone-mastic asphalt: SMA) 혼합물은 SBS와 LDPE로 개질된 PG76-22 아스팔트를 사용하였다.

2.2 배합설계 및 단기노화

각 혼합물 별로 배합설계를 통해 최적아스팔트함량(optimum asphalt content: OAC)을 결정하고, 결정된 OAC로 비빈 혼합물을 단기노화(short-term aging: STA) 처리하였다. 단기노화 온도는 밀입도의 경우 180°C, SMA는 170°C, 185°C를 사용하였다. 180°C는 동절기 트럭에 적재·운반 시 밀입도 HMA 혼합물의 평균온도이며, 185°C는 개질아스팔트(PG76-22)를 사용하는 SMA 혼합물의 평균온도로 도로공사현장에서 제시된 값이며 170°C는 비개질 SMA 실험실 단기노화온도로 적용하였다. 이렇게 동절기 고온으로 출하된 HMA 혼합물이 장시간 운반·대기될 때 아스팔트가 심하게 노화되므로 이들 온도를 본 연구의 대상 온도로 선정하였다.

실험실에서 아스팔트 혼합물로 공시체를 제조하여 각종 특성 시험을 하는 목적은 현장에 포설된 혼합물의 특성을 추정하기 위해서이다. 예를 들어 어떤 지역에 포설된 아스팔트 혼합물의 인장강도비(TSR)를 추정하는 경우 같은 골재와 바인더를 가지고 실험실에서 공시체를 제조하여 TSR을 평가한다. 이 경우 실험실에서 제조하는 공시체는 최대한 포설된 포장체와 유사한 상태로 제조되어야 하므로 혼합물을 현장상태와 유사한 조건으로 단기노화 시키고 다짐 도를 포장체와 근사하게 만들기 위하여 공극률도 조정해야 한다. 이 경우 실험실의 단기노화는 플랜트에서 적재된 혼합물이 현장 도착후 페이버에 하차 될 때까지의 시간과 평균온도로 인공적으로 노화 처리하는 모사(simulation) 과정이다.

만일 현장에 장비를 갖춘 이동식 실험실이 있다면 하차 시 혼합물을 무작위로 샘플 채취하여 현장에서 선회다짐기로 다지는 것이 가장 포설된 포장체와 유사한 공시체 제조하는 방법일 것이다. 하지만 그렇지 못하다면 실험실에서 인공 단기노화로 혼합물을 현장상태와 최대한 유사한 상태로 만들고 현장과 유사한 밀도로 공시체를 제조하여 각종 특성 실험을 수행해야 한다. 이것이 단기노화의 이유이다.

같은 혼합물이 한 온도에서 시간에 따라 얼마나 노화에 차이가 나는지를 평가하기 위하여 단기노화 시간은 3가지로 1, 2, 4시간(h)로 가정하였다. 즉, 1h는 플랜트에서 출하된 혼합물이 현장에서 하차되는데 걸리는 매우 이상적인 시간(optimistic time), 2h는 가장 있음직한 시간(most likely time), 그리고 4h는 최악으로 있어서는 안 될 비관적 시간(pessimistic time)이다(Kim et al., 2018b). STA가 끝난 밀입도 혼합물은 공극률 7%로, SMA 혼합물은 공극률 5%로 공시체를 제조하여 장기노화 시켰으나 본 연구범위에서 장기노화는 제외하였다. Table 1은 본 연구에 사용된 혼합물별 노화조건을 보여주고 있다. 또한 160°C에서 1h 단기노화 처리시 절대점도는 바인더만으로 RTFO 처리한 값과 유사하므로 이를 표준단기노화(normal short-term aging: NSTA)로 지정하고 타 단기노화 후 절대점도 값을 이 값을 기준으로 평가하였다.

Table 1. Aging conditions by mixture

2.3 GPC와 절대점도 추정

노화가 끝난 혼합물로부터 혼합물 샘플을 10~20g 채취하여 GPC 시험에 사용하였다(Kim et al., 2006). GPC시험을 통하여 각 샘플의 chromatogram으로부터 대형분자(Large molecular size: LMS) 비율(%)을 구하고 3개의 LMS 값의 평균을 분석에 사용하였다. Fig. 1은 혼합물을 공시체 별로 시료팬에 담아 오븐에서 STA 시키는 모습, Fig. 2는 GPC 시험 장치를 보여준다.

Fig. 1.

STA sample in canister

Fig. 2.

GPC test system

Chromatograph로부터 LMS를 구하는 방법은 Fig. 3을 통해 보여준다. 아스팔트가 노화되면 대형분자의 비율이 증가하여 그림에서와 같이 앞부분의 면적이 original 바인더보다 더 증가한다. 따라서 이 비율의 비교를 통해 노화도를 평가 할 수 있으며, 이 LMS는 아스팔트의 절대점도, G*/sin δ 등 물리적 성질은 물론 변형강도, 인장강도 등과도 밀접한 상관관계가 있는 것으로 나타났다(Kim and Burati, 1993; Kim et al., 1993, 2011; 김남호 등, 2011). 본 연구에서는 기존 연구(Kim et al., 2017)에 제시된 Table 2의 data로 회귀 분석한 Fig. 4의 회귀 모델(식 (1))을 이용하여 LMS로부터 DGA 혼합물 바인더의 AV를 추정하였다. 그리고 SMA 혼합물 바인더의 AV는 권오선(2018)이 제시한 식 (2)를 사용하였다.

여기서 EAV=estimated absolute viscosity (p), LMS=large molecular size (%)이다.

Fig. 3.

Schematic illustration of an LMS in a chromatogram

Table 2. LMS and absolute viscosity of the binders from DGA mixes after STA conditioning

Fig. 4.

Relation of absolute viscosity and LMS

3. 결과 및 고찰

3.1 박리방지제가 노화에 미치는 영향분석

단기노화(STA)된 혼합물로부터 측정된 LMS를 이용하여 식 1, 2로 추정된 절대점도(Estimated absolute viscosity: EAV)를 Table 3에서 보여준다. 밀입도(DGA) 혼합물은 Fig. 5에서 보듯이 180°C에서 STA 시간이 1, 2, 4h로 길어짐에 따라 정도의 차이는 있지만 EAV는 모두 증가되는 경향을 보였다.

Table 3. Estimated absolute viscosity (EAV) from LMS according to anti-stripping additive (ASA) due to different short-term aging (STA) conditioning (김영삼 등 2018; Kim et al., 2018a)

Fig. 5.

Absolute viscosity change due to STA for DGA mixes

표준단기노화(NSTA: 160°C 1h)에 의한 점도는 4,123p (Table 2)이며 이를 1로 놓고 점도비율(Ratio)을 비교하였다. 같은 DGA에 ASA 무첨가(No) 혼합물의 180°C 1, 2, 4h 단기노화에는 그 비율이 1.2, 5.5, 20.7배 증가되었다. 반면 소석회가 첨가된 경우는 같은 1, 2, 4h에 0.9, 2.7, 5.5배 증가되어 그 증가율이 훨씬 낮은 것을 알 수 있다. 비록 4h은 현장에서 있어서는 안 될 경우라 제외한다고 하여도 가장 흔히 있을 수 있는 2h에도 소석회를 첨가하지 않을 경우 절대점도가 22,772p로 소석회 첨가한 경우의 11,260p의 2배 높다. 이는 무개질 밀입도 일반아스팔트 혼합물에 소석회가 첨가되면 아스팔트의 노화를 현저히 억제하는 효과가 있음을 보여주는 한 예라 할 수 있다.

반면 액상박리방지제인 LA1의 점도는 ASA No 혼합물보다 2, 4h에 다소 낮으나, LA2는 LA1과 1, 2h에는 유사하나 4h에서 LA1은 물론 No보다도 더 높았다. 따라서 밀입도에 사용된 두 종류의 LA는 모두 ASA를 첨가하지 않는 경우와 비교시 2h를 제외하고는 노화억제 효과가 거의 없어 보인다.

LA1, LA2를 소석회(HL) 첨가 혼합물과 비교하면 1, 2, 4h에서 모두 노화가 많이 되었으며 특히 4h에서의 LA2의 점도는 소석회보다 4.4배 높게 나타났다. 그리고 1h에 소석회는 NSTA에 0.9배인데 LA1이나 LA2는 2.2와 1.4며, 2h에는 3.2, 3.7로 소석회의 2.7보다 높았다. 따라서 액상박리방지제는 노화억제 면에서는 무첨가 혼합물보다 효과를 보이지 못하는 것으로 나타났다. 특히 소석회를 사용치 않으면 온도가 높고 시간이 길수록 그 차이가 더 커짐도 알 수 있어 소석회가 노화억제에 더 효과적임을 보였다. 이는 동절기 180°C 이상으로 HMA를 2시간 이상 운반·대기하는 경우 소석회의 사용이 반드시 권장되어야 할 사항임을 보여주는 근거라 할 수 있다.

일반적으로 SMA 혼합물은 바인더 함량이 높아 DGA 혼합물보다 노화가 덜 되는 것으로 알려져 있다. 그렇듯이 SMA 13mm 비 개질(No polymer) 혼합물의 1h 단기노화 후 AV는 2,820p로 170°C에서 단기노화 되었어도 160°C 1h의 DGA의 4,123p에 비하여 약 70% 수준이다. 하지만 그 외의 SMA는 모두 개질아스팔트를 사용하였고, 폴리머 첨가는 PG 등급을 높이고 절대점도도 높이므로 개질 SMA의 절대점도가 월등히 높게 나타났다. 따라서 비 개질 바인더와의 단순비교는 어려운 실정이므로 같은 76-22 개질 바인더끼리의 비교를 위하여 1h 단기노화에서 가장 점도가 낮은 LDPE+HL의 6,569p를 기준(1.0)으로 계산한 비율로 Fig. 6에 비교하였다.

Fig. 6.

Absolute viscosity change due to STA for DGA and SMA mixes

두 가지 폴리머와 두 가지 액상박리방지제(LA3, LA4)와 한 가지 소석회가 사용된 SMA 10mm 혼합물은 폴리머 종류에 따른, 그리고 ASA 종류에 따른 절대점도를 비교하였다. 두 가지 액상박리방지제를 비교해보면 LA3보다는 LA4가 전체적으로 절대점도가 훨씬 높게 나타났다. 점도의 비율로 보면 LA3의 1, 2, 4h에 5.9, 7.4, 13.3배에 비해 LA4는 각각 12.2, 45.4, 88.1배 높게 나타나 그 심각성을 보여준다. 이와 같은 LA4의 과다노화는 가열되면서 노화를 촉진시키는 어떤 촉매 같은 재료가 포함되었는지를 의심하게 한다.

또한 이를 소석회와 비교하면 LA3, LA4 모두 절대점도가 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 같은 SBS 폴리머가 사용된 76-22 바인더임에도 소석회가 사용된 경우는 두 가지 LA에 비해 그림에서 현격히 덜 노화되어 점도가 낮은 것을 볼 수 있다. 그리고 같은 개질바인더이지만 LDPE가 사용된 경우와 LA4를 비교하면 극단적인 4h의 경우를 제외하더라도 2h에 22배 그리고 1h에도 12배 높게 나타났다. 그리고 같은 소석회가 사용된 SBS와 LDPE를 비교해보면 LDPE의 경우가 더 낮아 노화가 덜 되는 것으로 나타났다. 이와 같이 LDPE 개질아스팔트의 점도가 낮게 나타난 것은 소석회의 사용이 아니더라도 LDPE 개질아스팔트가 노화가 덜 되는 것으로 나타난 기존의 연구와 유사한 결과라 할 수 있다(김광우 등, 2004).

따라서 단기노화가 심하게 일어나는 현장조건에서는 소석회가 점도 증가를 억제하는 우수한 효과를 보임을 발견하였다. 특히 약한 노화조건에서는 그 차이가 적으나 심한 조건에서 LA는 모두 노화억제력이 거의 나타나지 않아 보이며 비개질의 경우 소석회를 사용치 않은 바인더와 유사하였다. Fig. 7은 ASA별로 3가지 시간의 평균 절대점도를 보여준다. DGA 180°C에서는 소석회가 가장 낮고, 그 다음 LA1, No, LA2 순이나 모두 소석회의 2.3~3.2배 높았으며 LA들은 No와 큰 차이가 없었다. SMA 185°C에서는 LDPE HL이 가장 낮고, 그 다음 SBS HL, LA3, LA4순이었다. SBS HL의 경우 같은 HL이나 LDPE에 비해 2배 높아 폴리머 간 차이를 보였고, LA들은 HL들과 큰 차이가 났다. 특히 LA4는 3가지 시간 평균임에도 LDPE HL의 21배 높은 점도를 보였다. 즉, DGA의 LA2와 개질 SMA의 LA4는 모두 과다한 노화가 확인되어 그 심각성이 컸다.

Fig. 7.

Average absolute viscosity for 3 STA times by ASA types for DGA and SMA mixes

결론적으로 박리방지제는 종류에 따라 노화도에 미치는 영향에 차이가 크며 본 연구에서 사용된 액상박리제는 노화억제 효과가 거의 없거나 더 노화를 시키는 것으로 발견되었다. 다시 말해 액상박리방지제는 박리방지효과는 있으나 노화억제 기능은 거의 나타나지 않으며 ASA 비 첨가 일반혼합물과 유사한 정도의 노화도를 보인 것으로 나타났다. 반면 LA4는 앞서 언급하였듯이 소석회의 경우와는 정 반대로 고온 하에서 시간이 길어질수록 노화가 촉진되는 어떤 물질이 포함되어 있는지를 의심하게 한다.

대도시 지역에서 동절기에 180°C 이상으로 생산된 HMA 혼합물을 2h 이상 걸려 포설시 노화 저감을 위하여 신중한 노화방지 재료의 선정이 필요함을 알 수 있었다. 특히 ASA 재료의 선정시 박리방지효과는 물론 노화저감 효과도 고려해야 함을 발견하였다. 또한 본 연구는 만일 특정 ASA가 박리방지효과는 좋으나 노화저지효과가 없다면 노(산)화방지제의 추가 사용을 고려해야 할 것임을 보여준 결과라 할 수 있다.

3.2 단기노화에 의한 공용수명 단축

공용수명이 증가되면서 아스팔트 혼합물의 장기노화로 포장체가 경화되며 절대점도가 높아진다. Fig. 8은 국내 아스팔트포장에서 채취한 코어로부터 추출·회수한 바인더의 절대점도와 공용수명과의 관계를 보여준다(Kim et al., 2016). 그림에서 절대점도 증가는 현장공용(Field service) 연수와 대수함수적인 관계를 가지므로 혼합물 바인더의 점도를 알면 공용수명을 추정할 수 있다. 이 그림에서의 data는 대부분 개질 아스팔트가 사용되기 이전의 포장이라 개질 아스팔트 노화의 비교는 어렵지만 일반 밀입도를 적용하여 점도 값 증가의 심각성을 알 수 있다.

Fig. 8.

Relation of field service life and absolute viscosity in the field pavement

즉, 단기노화에 의해 절대점도가 증가되면 이로부터 해당 혼합물의 노화도가 기존포장에서 몇 년이나 노화된 혼합물과 유사한지를 추정할 수 있다. Table 4는 Fig. 8 회귀식의 x 값에 절대점도를 대입하여 산정한 대표적인 공용연도를 보여준다. 이표에 의하면 절대점도가 11,750p이면 공용연도가 6년으로 추정되며 이는 국내에서 널리 쓰이며 본 연구에서 사용한 AP-5 (PG64-22)로 PAV를 처리한 점도 11,670p (2.1 사용재료에 명시)와 매우 유사하다. PAV는 바인더로 현장에서 5~7년 된 바인더를 모사하기 위한 표준 시험법이므로 Fig. 8의 식에 의한 Table 4의 추정치는 상당히 신뢰성이 있는 것이라 할 수 있다.

Table 4. Service life reduction estimated by absolute viscosity of the binder in mixture.

Table 4에 의하면 DGA 혼합물이 단기노화 후 절대점도가 약 13,000p (Table 2, 2h, LA1) 이라면 이는 현장에서 이미 약 6.4년 된 혼합물과 같은 점도인 것이다. 이는 신규 아스팔트 혼합물이지만 이미 6년 이상 된 포장혼합물과 같이 바인더가 경화된 상태이므로 이것으로 포설된 포장은 조기손상이 발생될 것이다. 다시 말해 만일 10년 설계수명인 포장에 이미 6년 이상 된 재료가 포설되면 기대수명은 4년이 안 될 것이다.

그러므로 상기의 6년 이상은 단축된 공용수명(reduced service life or service life reduction: SLR) (Kim et al., 2016)이라 할 수 있고 Fig. 8의 식은SLR=3.7711.ln(AV)―29.342 로 쓸 수 있어 이는 절대점도에 의한 공용수명 단축연수 계산식이라 할 수 있다. 예를 들어 단기노화에 이미 AV = 20,000p가 넘는 경우는 SLR = 3.7711 ln(20,000)―29.342=8.0년 이상, 65,000p가 넘는 혼합물은 SLR= 12.45년 이상이다. 또한 180°C, 1h 단기노화 시 LA1이 사용된 경우 절대점도가 9,060p로 SLR= 5.02년이다. 하지만 소석회가 사용된 경우 같은 1h에 3,570p로 SLR=1.51년이다. 이는 LA1대신 소석회의 사용으로 공용수명 단축기간을 낮출 수 있어 3.5년 가까운 수명연장이 가능함을 보여준다.

4. 결 론

본 연구는 가열아스팔트 혼합물에 사용된 액상 박리방지제(liquid anti-stripping additive: LA)와 소석회(hydrated lime: HL)의 노화억제 효과를 평가한 연구로서 4가지 LA (LA1~LA4)와 한 가지 소석회를 밀입도(dense-graded asphalt: DGA)와 SMA 혼합물에 사용하여 다양한 온도와 시간으로 단기노화 처리하였다. 단기노화(short-term aging: STA) 처리 혼합물로부터 GPC를 이용하여 대형분자(large molecular size: LMS) 비율을 측정하고, 이로부터 추정절대점도(estimated absolute viscosity: EAV)를 구하여 노화억제 효과를 비교분석한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.

1. 밀입도 혼합물의 표준단기노화(NSTA)에 비하여 박리방지제 무첨가(No) 혼합물의 180°C 1, 2, 4h 단기노화에는 그 비율이 1.2, 5.5, 20.7배 증가된 반면 소석회가 첨가된 경우는 같은 시간에 0.9, 2.7, 5.5배로 그 증가율이 훨씬 낮았다. 이는 일반 밀입도 아스팔트 혼합물에 소석회가 첨가되면 아스팔트의 노화를 현저히 억제하는 효과가 있음을 보여준 것이다.

2. LA1, LA2, HL을 첨가한 밀입도 혼합물을 비교하면 1, 2, 4h에서 LA1, LA2는 노화가 심하게 되었으며 특히 4h에서의 LA2의 절대점도는 소석회 첨가시보다 4.4배 높게 나타났다. 따라서 액상 박리방지제는 노화억제 면에서는 무첨가 혼합물과 유사하여 노화억제 효과가 거의 없었다. LA3, LA4가 사용된 SMA 혼합물에서도 DGA와 유사하게 LA의 노화억제 효과가 나타나지 않았다. 하지만 소석회를 사용한 경우는 온도가 높고 시간이 길수록 두 혼합물에서 모두 노화억제에 더 효과적임을 보였다.

3. 결론적으로 박리방지제는 종류에 따라 노화도에 미치는 영향에 차이가 크며 사용된 액상박리방지제는 대부분 노화억제 효과가 거의 나타나지 않거나 더 노화를 촉진시켰다. 즉 박리방지효과는 좋은 것으로 알려져 있으나 노화억제 기능은 나타나지 않아 박리방지제를 사용치 않은 혼합물과 유사한 노화도를 보였다.

4. 소석회 미 첨가 밀입도 혼합물의 단기노화 후 점도는 현장에서 수년 된 혼합물 점도와 유사하게 나타나 신규 혼합물이지만 이미 수년 된 포장과 같이 바인더가 경화된 상태여서 이로 포설된 포장은 조기손상으로 공용수명 단축 가능성이 높다. 대신 소석회가 사용된 혼합물은 노화도가 낮아 공용수명단축기간을 낮출 수 있어 수명연장에 도움이 됨을 보여주었다. 따라서 박리방지를 위해 LA를 사용하지만 본 연구에 사용된 LA는 노화억제 효과가 거의 나타나지 않으며, 소석회는 박리방지와 함께 노화억제에도 우수한 효과를 보임을 확인하였다.

5. 본 연구는 한정된 재료와 시험방법에 의한 절대점도 비교 연구이며 본 연구의 결론은 사용된 재료에 대한 기술적 분석의 결과이므로 일반화된 결론으로 단정 짓기는 어렵다. 어쩌면 본 연구는 그간 간과하여온 문제점을 발견하고 이를 문제 제기한다는 의미가 있을 것이다. 그러므로 향후 보다 다양한 재료와 심도 있는 연구를 통해 보다 일반화된 결과를 도출할 필요가 있어 보인다.