Effect of Antistripping Agent on the Enhancement of Resistance to Moisture Damage of Asphalt Mixture

<연구논문(Original Article)>

아스팔트 혼합물의 내수분손상 향상에 대한 박리방지제의 효과

이은경

⋅최세영 청주대학교 응용화학과

(2009년 12월 2일 접수, 2009년 12월 11일 수정, 2009년 12월 11일 채택)

Effect of Antistripping Agent on the Enhancement of Resistance to Moisture Damage of Asphalt Mixture

Eun-Kyoung Lee

and Sei-Young Choi

Department of Applied Chemistry, Cheongju University, Cheongju 360-764, Korea (Received December 2, 2009; Revised December 11, 2009; Accepted December 11, 2009)

요 약 : 본 연구에서는 아스팔트 혼합물의 수분 손상을 감소시키기 위한 박리방지제 효과에 대하여

고찰하였다. 아스팔트 박리방지제는 tetraethylene pentamine (TEPA), Triethylenetetramine (TETA), 그리 고 bis(hexamethylene)-triamine (BHMT) 각각과 포름알데히드의 축합반응에 의하여 합성하였다. 또한 스 테아르산 또는 팔미트산과 금속 수산화물과의 반응을 통하여 금속계 박리방지제를 합성하였다. 박 리방지제가 첨가된 아스팔트 혼합물의 기계적 특성은 마샬안정도, 수침잔류안정도 및 피막률에 대 하여 분석하였다. 본 연구에서 합성된 박리방지제는 아스팔트 혼합물의 수분손상을 감소시켰다. 특 히 BHMT계 및 C/S (Calcium stearate hydroxide) 박리방지제가 가장 높은 수침잔류 안정도 및 피막률 을 보였다. 왜냐하면 각각 아민농도의 증가, 그리고 금속계면활성제의 효과적 역할로 인하여 BHMT 박리방지제와 C/S 박리방지제는 아스팔트와 골재 사이의 접착력을 향상시켜 주었기 때문이다.

Abstract: In this work, effect of antistrip additives to reduce moisture damage of asphalt mixture were studied.

Asphalt antistripping agents were prepared by condensation of formaldehyde with tetraethylene pentamine (TEPA), triethylenetetramine (TETA) and bis(hexamethylene)-triamine (BHMT), respectively. And also the metal type antistripping agent was prepatred by neutralization of stearic acid or palmitic acid with metal hydroxide. Mechanical characteristics of the asphalt mixture added antistripping agent were evaluated with Marshall stability, submerging residuals and coating rate. It was found that antistripping agent prepared in this study reduced moisture damages of asphalt mixtures. In particular, asphalt mixtures added BHMT and C/S (Calcium stearate hydroxide) antistripping agent showed highest submerging and coating rate. Because BHMT and C/S type antistripping agent was to improve bonding between asphalt and aggregate owing to increase of amine concentration and role of metal surfactant.

Keywords: antistripping agents, marshall stability, submerging residuals and coating rate

1. 서 론

1)

아스팔트 포장의 손상은 우리나라 뿐만 아니라 전 세 계적으로 시공된 아스팔트 포장에 있어서도 주된 문제 점으로 지적되고 있다[1]. 교통량과 중차량의 증가, 환 경변화 및 수분의 영향 등으로 도로포장 설계 수명을 다하지 못하고 조기에 파손되는 경우가 지속적으로 발 생되고 있다[2]. 특히, 아스팔트 포장체 내의 수분은 공용

†Corresponding author: Eun-Kyoung Lee ([email protected])

기간 동안 눈, 비, 결로현상 및 지하수의 증기유입 등

으로 인하여 자연스럽게 아스팔트 혼합물 내에 축적이

되고, 아스팔트 혼합물 내의 수분량은 주변의 온습도

환경에 따라 증발과 축적이 반복되면서 변화한다. 내부

수분이 동결융해작용을 거치면서 수분의 팽창에 따라

아스팔트 혼합물의 구조에 손상이 가해져 가역적 또는

비가역적 물성변화가 일어나게 된다. 이러한 물성변화는

교통하중 및 환경하중에 의해 발생되는 응력작용으로

인하여, 골재를 둘러싸고 있는 아스팔트의 피막이 골재

로부터 벗겨지게 되는 박리현상(Stripping)[3]이 발생하게

Table 1. Basic recipe for preparing amine type antistrip- ping agent (Unit : g)

TETA TEPA BHMT H

O Formaldehyde

1 100 - - 20 30

2 - 100 - 20 30

3 - - 100 20 30

된다. 박리현상은 여러 경계조건에 따라 소성변형(Plasic Deformation), 포트홀(Pothole), 라벨링(Raveling) 및 균열 ( 피로균열, 저온균열 등)[4] 등 여러 형태의 도로 파손 으로 발전하게 된다. 그러므로 도로포장에 대한 심각한 파손현상이 발생되기 전에 경제성을 감안하여 예방적 차원에서 시행할 수 있는 보수 공법 및 재료개발[5]의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 이러한 경제적 손실을 막기 위해 많은 아스팔트 연구들이 진행 중인데, 그 중 에서 가장 많은 부분을 차지하고 있는 것이 바로 박리 현상의 문제이다[6-8]. 일반적으로 아스팔트 혼합물은 물과 접촉함에 따라 안정도 및 강도가 저하된다. 이는 골재가 아스팔트보다 수분에 대한 친화력이 더 좋기 때 문에 발생하는 박리현상으로 수분이 침투하여 골재와 아스팔트간의 접착력을 떨어뜨려 아스팔트 피막이 분리 되는 것이다. 박리현상의 다른 원인으로는 골재의 과도 한 먼지 피복으로 아스팔트 바인더와 골재와의 접착을 방해하며 물의 침투 경로를 제공한다. 또한 골재의 건 조불량으로 박리 잠재성이 증가한다. 박리현상은 아스 팔트 포장의 하부에서 먼저 발생되어 상부로 진전되고, 심하게 발생되면 포장이 지지력을 상실하여 과다한 소 성변형이 발생되기도 하고, 포트홀을 유발시킨다. 이로 인해 차량간의 충돌에 의한 사고 발생률이 증가하여 도 로상에 경유 등의 외부물질 유입 등으로 인해 아스팔트 포장의 박리 현상이 진전되고 포트홀 파손의 발생이 증 가되고 있다. 그러므로 도로포장의 수명을 연장하기 위 해서 포트홀 방지를 위한 개선 연구가 필요하다. 그러 므로 아스팔트의 내구성, 내유동성 및 접착성을 향상시 키기 위해서 아스팔트를 개질한다. 아스팔트 개질제에는 고무 계열, 플라스틱 계열, 산화촉매 계열, 천연 아스팔 트 계열 등이 있고 국내에서는 SBS (Styrene-Buadiene- Styrene), SBR (Styrene-Butadiene Rubber) 등의 고무계열 개질제[9]가 많이 사용되고 있으며, 플라스틱 계열의 아 스팔트 개질제는 혼합하기 위해 특수한 장비가 필요하 므로 현재 우리나라에서 잘 사용되고 있지는 않다. 산화 촉매 계열은 아스팔트 혼합물의 혼합 및 포설 이후의 기간 동안 아스팔트의 산화반응을 유도하여 경화시키는 역할을 한다. 하지만 아스팔트의 경화로 표층부의 아스 팔트 혼합물이 부서지기 쉬워 조기에 균열이 발생될 수 도 있다. 대표적 천연아스팔트 계열인 길소나이트(Gilso-

nite) 는 지층 속에 있던 원유가 화석화되는 과정을 거친 천연 아스팔트의 일종으로, 우리나라에서 소성변형 등의 포장파손을 방지하기 위하여 많이 사용되며, 아스팔트 혼합물의 혼합 시 골재와 같이 믹서에 직접 혼합하여 사용한다. 또한 국내에서는 거의 수입에 의존하고 있는 박리방지제를 아스팔트 혼합물에 적용하고 있다. 외국 의 경우 특히 포트홀과 같은 아스팔트 혼합물의 수분에 의한 파손을 방지하기 위해 박리방지제를 아스팔트 혼 합물에 첨가하여 사용하고 있다[10,11].

그러므로 본 연구에서는 골재로 침입되어진 물과의 반응을 줄여주어 아스팔트와 골재간의 강한 결합을 유 지시켜 아스팔트의 박리현상을 최소화 할 수 있는 박리 방지제를 합성하고자 하였다. 이에 금속계 및 아민계 박리방지제를 합성하여 FT-IR을 사용하여 구조분석을 그리고 합성되어진 박리방지제를 아스팔트에 첨가하여 마샬 안정도, 수침잔류 안정도 및 피막률에 대하여 고 찰하였다.

2. 실 험

2.1. 재료

Junsei chemical 사의 TETA (triethylenetetramine)을 사용 하였으며, Kanto chemical사의 TEPA (tetraethylenepentamine) 그리고 Sigma사의 BHMT (Bis(hexamethylene)-triamine)를 사용하였다. 40% Formaldehyde는 Fisher scientific사의 것 을 사용하였고, Daejung chemical사의 Stearic acid 98%를 Palmitic acid 95% 를 사용하였다. Zinc hydroxide는 Junsei 사의 것을 Calcium hydoxide는 Shinyo pure chemical사의 것을 사용하였으며, Aluminium hydroxide는 Daejung che- mical 사의 것을 사용하였다.

2.2. 실험방법

2.2.1. 아민계 박리방지제 합성

아민류와 포름알데히드와 물 및 산촉매를 반응시킨 후, 150∼200°C에서 반응시켜 중간 부산물을 제거한 후, 박리방지제를 합성하였다. Table 1에 함량비를 나타내 었다.

2.2.2. 금속계 박리방지제 합성

Al(OH)

, Ca(OH)

및 Zn(OH)

와 H

O 및 산촉매를 1차 반응을 시킨 후, Stearic acid 및 Palmitic acid를 혼합하여 80 ∼100°C에서 2차 반응을 시켜 박리방지제를 합성하 였다. Table 2에 함량비를 나타내었다.

2.3. 분석 방법

2.3.1. 박리방지제의 구조 분석

아민계 및 금속계 박리방지제의 구조를 분석하기 위

Table 2. Basic recipe for preparing metal type antistripping agent (unit : g)

Zn(OH)

Al(OH)

Ca(OH)

H

O Stearic acid Palmitic acid

Z/S 30 - - 20 150 -

Z/P 30 - - 20 - 150

A/S - 100 - 20 150 -

A/P - 100 - 20 - 150

C/S - - 100 20 150 -

C/P - - 100 20 - 150

Figure 1. Reaction mechanism of amine-type antistripping agent.

하여 FT-IR Spectrometer (Bomem Co. Germany)를 사용 하였다.

2.3.2. 박리성 측정

박리방지제를 첨가한 아스팔트 혼합물을 물에 72 h 담지시켜 박리성을 측정하였다.

2.3.3. 마샬 안정도 및 수침잔류안정도

박리방지제를 첨가하여 제조한 아스팔트 혼합물을 KS F 2369 규격에 의하여 마샬 안정도, 흐름도, 공극률을 측정하였고, 수침잔류안정도는 다음 식 (1)을 이용하 여 측정하였다.

   

  

     ℃

× 

(1)

2.3.4. 피막률 측정

박리방지제를 첨가하여 제조한 아스팔트 혼합물을 KS F 2355 및 KS F 2360 규격에 의하여 다음 식 (2) 을 이용하여 피막률을 측정하였다.

     

 



 

×  (2)

여기에서,



   



         



     

3. 결과 및 고찰

3.1. FT-IR 에 의한 구조 분석

3.1.1. 아민계 박리방지제의 구조 분석

Figure 1 은 아민계 박리방지제의 합성 반응 메커니즘 으로 아민계와 포름알데히드와 반응으로 아민계 박리 방지제가 합성됨을 보여준다. 즉, 반응 메커니즘을 통해 아민계 박리방지제가 골재를 소수성으로 바꾸어 골재로 침입되어진 물과의 반응을 줄여주므로 박리현상 저항 성[11]을 부여하게 되는 것이다.

Figure 2 은 아민계 박리방지제의 FT-IR 그래프를 나 타낸 것이다. Figure 2(a)는 BHMT로 합성한 아민계 박 리방지제로써, 3,388 cm

부근에서 NH

의 존재를 확인 할 수 있었으며, 2,919 cm

에서 C-H의 결합을 확인할 수 있었다. 또한 알데히드의 존재도 확인할 수 있었다.

Figure 2(b) 은 TEPA로 합성한 아민계 박리방지제로써, 3,349 cm

에서 아민과 아마이드기의 존재를 확인할 수 있었다. 또한 Figure 2(a)과 마찬가지로 C-H와 NH

의 존재도 확인할 수 있었다. Figure 2(c)은 TETA로 합

성한 아민계 박리방지제로서, 1,567 cm

부근에서 C-H

의 결합과 아미노기의 결합이 존재함을 확인할 수 있으

(a)

(b)

(c)

Figure 2. Infrared spectra of amine-type antistripping agent (a) BHMT, (b) TEPA, and (c) TETA.

Figure 3. Reaction mechanism of metal-type antistripping agent.

며, 3,357 cm

부근에서 NH

와 알데히드의 존재도 확 인할 수 있었다. 또한 CH

OH (methylolic groups) 도 남

아있음을 확인할 수 있었다. 그러므로 FT-IR 분석을 통 해 아민, C-H의 결합 및 아미노기의 존재를 확인할 수 있었으며, Figure 1에서 제시된 바와 같이 아민계 박 리방지제가 합성이 되었다는 것을 확인할 수 있었다.

3.1.2. 금속계 박리방지제 IR 분석

Figure 3 은 금속계 박리방지제의 반응식으로써 반응 을 통해 물이 제거됨을 확인할 수 있다. 금속계 박리 방지제는 아스팔트와 골재사이의 강한 접착능력을 부 여한다. 이로 인해 박리성을 감소시키는 역할을 갖게 된다[12]. Figure 4(a)는 Stearic acid와 Al(OH)

를 반응 시켜 합성한 금속계 박리방지제 FT-IR 그래프를 나타 낸 것이다. 1,014 cm

부근에서 C-O 결합을 확인할 수 있었고, 2,915 cm

에서 C-H 및 O-H의 결합을 확인 할 수 있었다. Figure 4(b)은 Stearic acid와 Ca(OH)

를 반응시켜 합성한 금속계 박리방지제의 IR 그래프로써, 1,112 cm

에서 1,300 cm

∼1,000 cm

사이에서 확인할 수 있는 C-O의 존재를 알 수 있었고, 2,915 cm

에서 C-H 결합 및 알데히드의 존재를 확인할 수 있었다. 또 한 3,646 cm

부근에서 O-H 결합도 확인할 수 있었다.

Figure 4(c) 는 Stearic acid와 Zn(OH)

를 반응시켜 합성 한 금속계 박리방지제의 FT-IR 그래프로 C-O 결합을 확인할 수 있었으며, 이 또한 2,914 cm

에서 C-H 결 합을 확인할 수 있었다. Figure 5(a)는 Palmitic acid와 Al(OH)

를 반응시킨 금속계 박리방지제의 FT-IR 그래 프로써, Figure 4와 마찬가지로 C-O, C-H 및 O-H의 결 합을 확인할 수 있었다. Figure 5(b)는 Palmitic acid와 Ca(OH)

를 반응시켜 합성한 금속계 박리방지제의 FT-IR 그래프로 1.011 cm

에서 C-O의 존재를 확인할 수 있었고, 2,915 cm

에서 C-H의 결합을 확인할 수 있 었다. 마지막으로 Figure 5(c)은 Palmitic acid와 Zn(OH)

를 반응시켜 합성한 금속계 박리방지제로써, Figure 5(b) 와 유사한 FT-IR 그래프로, C-H, C-O의 결합을 확 인할 수 있었다. 그러므로 Figure 3에서 제시된 바와 같 이 C-H의 결합, O-H의 결합, 및 C-O의 결합의 존재를 FT-IR 그래프를 통하여 확인할 수 있으므로 금속계 박리방지제가 합성되었음을 확인할 수 있었다.

3.2. 박리성 분석

Figure 6 은 아민과 물의 흡착을 설명하기 위한 모형도

[13] 를 제시한 것이다. Figure 6(a)는 친수기와 소수기를

(a)

(b)

(c)

Figure 4. Infrared spectra of metal-type antistripping agent (a) A/S, (b) C/S, and (c) Z/S.

(a)

(b)

(c)

Figure 5. Infrared spectra of metal-type antistripping agent (a) A/P, (b) C/P, and (c) Z/P.

모두 가지고 있는 아민계 박리방지제 입자이며, Figure

6(b), (c) 제시된 바와 같이 아스팔트와 골재사이 결합 에서 친수기인 골재부분은 아민계 박리방지제의 친수성

부분과 소수기인 아스팔트는 아민 박리방지제의 소수

Figure 6. Model to explain the mechanism of water absorption as the concentration of amine increases[13].

성을 갖는 부분과 결합하게 된다. 아민들은 자신의 반대 극성을 갖는 골재의 모든 부분에 결합을 하게 되고, (e) 에서 보는 바와 같이 아민의 증가로 인해서 친수성을 갖는 부분이 증가하게 되고, (f)에서와 같이 아민과 물 과의 강한 수소결합을 하게 된다. 그러므로 아민과의 강한 수소결합으로 인해 아스팔트와 골재는 강한 결합 을 이루게 된다.

본 연구에서 합성한 아민계 박리방지제 및 금속계 박 리방지제 첨가에 따른 아스팔트 혼합물의 박리성을 확 인하기 위해서 아스팔트 혼합물에 아민계 박리방지제 및 금속계 박리방지제를 첨가한 것과 박리방지제를 첨가 하지 않은 아스팔트 혼합물을 물에 담지함으로써 박리 성을 확인하였다.

박리방지제를 첨가하지 않은 아스팔트 혼합물을 물에 담지 시킨 결과 2 h 후부터 박리현상을 Figure 7(A)에 나타내었다. 골재가 아스팔트보다 수분에 대한 친화력 이 높기 때문에 아스팔트와 결합하고 있는 골재는 물과 결합하여 아스팔트 피막이 분리된다. 즉, 박리방지제를 첨가하지 않은 아스팔트 혼합물은 골재 표면으로 아스 팔트와 골재 사이로 수분이 침투하여 친수성을 갖는 골재와 수분이 결합하여 골재와 아스팔트 사이에의 접 착성을 잃게 되어 골재를 둘러싸고 있는 아스팔트 피막 의 박리현상이 발생한 것으로 해석된다. Figure 8은 아 민계 박리방지제를 첨가한 아스팔트 혼합물을 72 h 동

Figure 7. Stripping test of asphalt mixtures non-added astis- tripping agent.

안 물에 담지시킨 것으로써, 박리방지제를 첨가하지 않

은 것에 반해 골재를 둘러싸고 있는 아스팔트 피막의

박리저항성 효과가 나타남을 확인할 수 있다. 앞서

Figure 6 에서 언급한 바와 같이 아민계 박리방지제가 친

수성인 골재에 결합을 하게 되고, 이후 아민들의 농도

가 증가함에 따라 모든 골재 부분에 결합을 하게 되어

물과의 강한 수소결합을 이루게 된다. 그러므로 골재는

Figure 8. Stripping test of asphalt mixtures added (A) TEPA, (B) TEPA, and (C) BHMT antistripping agent.

Figure 9. Stripping test of asphalt mixtures added (A) A/P, (B) C/P, and (C) Z/P, (D) A/S, (E) C/S, (F) Z/S antistrip- ping agent.

아민으로 인해 물과의 결합을 방지할 수 있고, 아스팔 트와의 결합을 강하게 유지시켜 줄 수 있어 골재들이 수분에 의해 아스팔트 피막이 박리되는 현상을 보완해 준 것으로 사료된다.

특히, Figure 8(C), 즉 BHMT를 반응시켜 합성한 박 리방지제가 가장 우수한 박리저항성을 갖는다. 이는 FT- IR 결과인 Figure 2(a), (b), 그리고 (c)에서 제시된 바와 같이 3,000∼3,500 cm

사이에서의 BHMT를 반응시킨 아민의 농도가 증가함에 따라 골재의 반대편 지점의 아 민과의 흡착[13]으로 인하여 강한 수소결합이 형성되어 골재의 박리저항성이 가장 우수한 것으로 판단된다.

Figure 9 은 금속계 박리방지제를 첨가한 아스팔트 골 재의 표면으로써, 아스팔트를 첨가하지 않은 것에 반해 아스팔트 피막이 골재에서 박리되는 현상이 발생하지 않 았고, 모두 우수한 박리저항성 효과를 보였다. 이는 금 속계 박리방지제의 탄화수소 부분은 아스팔트와 금속 부분은 골재와 결합하여 다리 역할을 해줌으로써 아스 팔트와 골재간의 강한 접착능력[12]을 부여하여 아스팔 트와 골재의 혼합시 계면에서의 결합력을 증가시킴으 로써 박리현상에 대한 아스팔트의 저항을 증가시켜준 것으로 해석된다. 특히, C/S 박리방지제가 첨가된 아스 팔트 혼합물의 박리저항성이 가장 우수하였다. 이는 C/S 박리방지제가 골재와 반대의 전기적 전하[14,15]를 주어 아스팔트와 골재간의 접착성을 증대시켜 주어 수분민 감성을 감소시켜 아스팔트가 골재에서 박리되는 현상 이 발생하지 않는 것으로 해석된다.

3.3. 박리방지제가 첨가된 아스팔트 혼합물의 물성 3.3.1. 아민계 박리방지제가 첨가된 아스팔트 혼합물

의 물성

본 연구에서 합성한 아민계 박리방지제를 첨가한 아 스팔트 혼합물의 마샬 안정도, 흐름값, 공극률, 수침잔류 안정도 및 피막률의 결과값을 Table 3에 나타내었다.

현재 수입 시판되고 있는 박리방지제(C/AA)가 첨가된 아스팔트 혼합물과 비교했을 때, 본 실험에서 합성한 아

민계 박리방지제를 넣은 아스팔트 혼합물의 마샬 안정 도는 우수하였고, 흐름값 및 공극률은 유사한 값을 보 였다. 또한 수침잔류 안정도는 본 연구에서 합성한 아 민계 박리방지제를 첨가한 아스팔트 혼합물이 높은 수 침잔류안정도 값을 보였다. 아민계 박리빙지제들의 극 성 작용기들은 골재 표면에 강하게 흡착하고 긴 사슬 알킬 그룹들은 소수성인 아스팔트에 흡착[16]하여 골재 와 아스팔트 사이의 결합력이 증대되어 박리현상을 감 소시켜 높은 수침잔류안정도 값이 나타난 것으로 사료 된다. 특히, BHMT를 반응시켜 합성한 박리방지제가 가 장 높은 수침잔류안정도 값을 나타내었다. 또한 수침잔 류안정도의 값과 같이 BHMT를 첨가한 아스팔트 혼합 물의 피막률이 95%로 가장 높은 값을 보이고 있음을 알 수 있다. 이는 앞서서 FT-IR 결과에서 BHMT를 반응 시켜 합성한 박리방지제의 3,000∼3,500 cm

아민의 농 도가 가장 높은 값을 나타냄을 볼 수 있었다. 즉, 아민 의 농도 증가에 따라 박리방지제가 아스팔트 혼합물내 에서 친수성을 갖는 골재와 소수성을 갖는 아스팔트 사이에서 보다 강한 수소결합이 형성되어 아스팔트와 골재의 계면을 강하게 결합시켜줌으로써 아스팔트 피 막이 골재로부터 박리되는 현상을 최소화시킨 것으로 해석된다.

3.3.2. 금속계 박리방지제가 첨가된 아스팔트 혼합물 의 물성

본 연구에서 합성한 금속계 박리방지제를 첨가한 아

스팔트 혼합물의 물성값을 Table 4에 나타내었다. 아민

계 박리방지제를 첨가한 경우와 마찬가지로 마샬 안정

도, 흐름값 및 공극률이 높은 값을 보이는 것을 확인할

Table 3. Properties of asphalt mixture added amine type antistripping agent

Marshall stability (25°C) kg Flow (1/100 cm) Porosity (%) Submerging residuals (%) Coating rate (%)

C/AA 275 28 11.2 78.1 92

BHMT 282 30 11.2 82.6 95

TETA 281 28 11.3 82.5 94

TEPA 279 30 11.4 82.4 94

C/AA: Imported antistripping agent

Table 4. Properties of asphalt mixture added metal type antistripping agent

Marshall sability (25°C) kg Flow (1/100 cm) Porosity (%) Submerging residuals (%) Coating rate (%)

pC/AA 275 28 11.2 78.1 92

A/P 289 31 11.3 83.3 96

C/P 290 31 11.4 83.7 96

Z/P 292 31 11.4 82.8 95

A/S 291 32 11.2 84.5 97

C/S 301 31 11.2 84.7 98

Z/S 299 32 11.5 84.2 97

pC/AA: Imported antistripping agent

수 있다. 마샬 안정도값은 수입 시판되고 있는 박리방 지제(pC/AA)보다 모두 우수한 값을 보임을 알 수 있다.

또한 금속계 박리방지제를 첨가한 아스팔트 혼합물 모 두 pC/AA보다 수침잔류안정도 및 피막률이 높음을 알 수 있다. 이는 금속계 박리방지제의 유기부분(-CH

(CH)

-) 그리고 무기금속부분(COO-M)은 각각 유기 및 무기 분 자인 아스팔트와 골재 사이에 다리 역할을 할 수 있게 끔 해준다[12]. 즉, 금속계 박리방지제는 아스팔트와 골 재사이의 접착력을 강화 또는 향상시켜 주기 때문에 높 은 수침잔류안정도 및 피막률을 보인 것으로 판단된다.

특히 금속계 박리방지제 중 C/S가 가장 우수한 수침 잔류안정도 및 피막률을 보이고 있다. 이는 탄화수소 부분은 소수기의 아스팔트와 금속부분인 칼슘이온이 다른 알루미늄 및 아연 이온보다 친수기인 골재와 보다 강하게 결합하여 효과적인 계면활성제의 중간 다리역 할을 해줌으로써 아스팔트와 골재사이의 계면 결합을 강하게 부여하여 박리현상을 최소화시킨 것으로 해석 된다.

4. 결 론

아스팔트 혼합물에서 발생하는 박리현상을 감소시키 기 위해 아민계 및 금속계 박리방지제를 합성하여 FT- IR 구조분석, 마샬 안정도, 박리성, 수침투안정도 및 피 막률을 고찰한 결과, 아민계 및 금속계 박리방지제는

아스팔트와 골재사이에서의 결합 및 접착성을 증대시켜 박리현상을 감소시켰다. 아민계 박리방지제의 경우, 아 민의 농도 증가로 인해, 골재와 아스팔트 사이에서의 강 한 인력으로 수분에 의한 민감성을 감소시켜 주었으며, 금속계 박리방지제의 경우 아스팔트와 골재사이의 계 면에서 금속과 아스팔트 사이의 강한 결합 즉, 효율적 인 계면활성제의 역할로 골재에서 아스팔트가 박리되 는 현상을 방지시켜 주어 높은 수침잔류안정도 및 피 막률값을 나타내었다.

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