광물성 채움재이지만 석회(石灰, lime)는 기본적으로 박리문제를 줄이기 위하여 아스팔트 혼합물에 박리 방지제로써 첨가된다. 

카본블랙(carbon black)은 입자가 대단히 미세하여 “미세 채움재(microfiller)”라 생각할 수 있다. 카본블랙은 고무타이어에 대한 강화제와 같은 다른 산업에 널리 쓰이므로 다른 등급이나 형태가 사용될 수 있다. 아스팔트 혼합물에 사용되는 등급은 중간 미크론 크기의 입자(그램당 약 1014개 입자)로 이루어진다. 이 재료는 매우 미세하여 공기중에 날 수 있어, 공해문제를 일으킬 수 있다. 그래서, 카본블랙은 아스팔트 플랜트에서 용이하게 취급할 수 있는 작은 덩어리(pellet)를 만들기 위하여 높은 비등점의 말텐오일(maltene oil)과 혼합된다. 카본블랙 덩어리의 첨가량은 아스팔트 시멘트에 대한 중량비로 10~15% 범위이다. 원하는 고온특성을 유지하면서 낮은 기후에서 원하는 저온특성을 얻기 위하여, 일부 도로기관에서는 일반적으로 사용하는 보통 등급보다 더 연한 등급의 아스팔트 시멘트를 사용하고 있다. 카본블랙은 폴리에칠렌 백이나 벌크 용기에 넣어 공급될 수 있다.

카본블랙은 정유공장이나 아스팔트 플랜트에서 아스팔트 시멘트와 사전에 혼합할 수 있다. 카본블랙의 경화효과를 위해서 상쇄되는 것을 감안하여 혼합온도를 6~11℃ 올릴 필요가 있다. 카본블랙으로 강화된 아스팔트 시멘트 바인더는 소성변형에 대한 혼합물의 저항성을 향상시키고, 마모저항성을 향상시키며, 기후에 노출되면서 산화경화(酸化硬化)와 취성화(脆性化)를 줄여준다고 주장하고 있다. 아스팔트 혼합물에 카본블랙의 사용은 여러 연구자에 의하여 평가되고 있다.

2.3.2 증량재 (增量材) 

아스팔트 바인더의 증량에 대한 개념은 1973년 오일쇼크 이후에 나왔다. 그 당시 아스팔트 시멘트의 가격은 계속 상승하고, 품귀현상까지 나타났다. 

미 연방도로국(FHWA)은 황이나 리그닌(lignin)으로 부분적으로 대체함으로써 아스팔트 바인더의 양을 늘이는 연구를 추진하였다. 또한 황으로 아스팔트 시멘트를 완전 대체하는 것도 검토되었다. 황과 리그닌 두 가지는 다른 산업의 큰 부산물로서 황은 천연가스의 탈황(脫黃)으로 얻으며, 리그닌은 펄프와 제지과정에서 얻어진다. 황의 공급과 가격은 1973년 석유파동 이후 크게 변동하였으며, 그로 해서 황의 사용은 산발적으로 되었다. 오늘날(1996)에는 아스팔트 시멘트의 가격이 낮아지고 황의 가격이 상승하여 황은 아스팔트 시멘트와 경쟁할 수 없게 되었다. 아스팔트 혼합물에 리그닌의 상업적인 사용 역시 무시할 정도로 되었다. 리그닌의 대부분은 플랜트에서 연료로 태워진다. 

황은 풍부한 비금속성 화학원소이다. 노랑색이며, 실온에서 결정체의 고체이다. 약 116℃에서 자유롭게 흐르는 담황색의 액체로 녹는다. 154℃ 이상에서 액체 황은 높은 점성을 갖는다. 121~143℃ 범위에서 보통 아스팔트 혼합물의 제조와 시공에 쓰이며, 황으로 증량한 아스팔트(sulfur extended asphalt, SEA) 바인더의 점도는 아스팔트 시멘트 단독의 점도보다 낮다. 황은 아스팔트 기층, 중간층 및 표층용 혼합물의 개질에 사용되어 왔다. 

황의 겉보기 중량(겉보기 비중은 20℃에서 2.07)은 아스팔트 시멘트의 약 2배이므로 SEA바인더의 겉보기 중량은 황 함유량이 증가함에 따라 증가한다. 황 함유량은 바인더에 대한 중량비로 10~50% 범위이나, 대부분 주로 채용되는 대체율은 바인더에 대한 중량비로 20~35%(용적비로 약 10~17.5%)이었다. 황은 고체나 액체상태로, 보통 열차나 트럭에 의해 벌크상태로 공급된다. 황은 아스팔트 혼합물의 혼합작업 직전에 아스팔트에 첨가되어야 한다. 액체 황 체제에서는 분리된 액체 황 저장탱크, 황 펌프, 계량장치, 그리고 경우에 따라 사전 혼합장치가 필요하다. 고체 황 체제에서는 적치장, 컨베이어 장치, 소형 크러셔, 오거나 버켓 피이더와 송풍기가 설치되어야 한다. 아스팔트 플랜트에서 골재와 혼합에 앞서 황과 아스팔트를 혼합하는 데 여러 가지 방법과 장치가 개발되어 있다. 산화 황(SO2)이나 황화 수소(H2S)가스의 조성을 방지하기 위하여 적절한 환기와 조합된 양호한 온도관리가 매우 중요하다. SEA바인더와 혼합물에 대한 검토는 여러 연구자들에 의해 보고되었다. 일반적으로, SEA포장의 공용성은 통상적인 아스팔트 포장과 동일한 것으로 보였다. 황의 일부만이 바인더를 개질하고, 나머지분은 결정(結晶)으로 되어 채움재와 같이 작용하는 것으로 믿어진다. 

뜨겁게 녹아있는 황은 가열된 아스팔트 바인더나 다른 뜨거운 액체와 같은 위험성을 가지고 있다. 황에 불을 붙이면 탄다. 흡연이나 화염이나 불꽃과 같은 인화의 모든 요인은 액체 황 근처에서 허용되어서는 안된다. SEA혼합물의 온도를 항상 149℃이하로 유지하는 것이 매우 중요하다. 그 이상으로 되면 황화 수소, 산화 황 및 황 증기의 발산이 급격히 증가하여 건강상 위험을 초래할 수 있다. 

리그닌은 상업용 아스팔트 혼합물 제조의 증량재로는 사용되지 않았다. 그러나 아스팔트 시멘트의 대체재료나 증량재로의 가능성이 있는 것으로 시험실에서 검토되었다.

2.3.3 폴리머

고무와 플라스틱 재료가 폴리머로 인용되는 것을 표 1에서 볼 수 있다. 간단히 말하여, “폴리머”란 많은(poly) 단위 분자(monomer, 單量體)를 서로 화학적으로 반응시켜 긴 체인이나 덩어리로 이루어진 매우 큰 분자이다. 모노머의 배열이나 화학구조가 만들어지는 폴리머의 물리적인 성질(물성)을 결정한다. 공중합체(共重合體, copolymer)는 변칙적이거나 블록 정열로 될 수 있는 두 가지 다른 모노머의 조합으로 이루어진다. 예컨데, 폴리스티렌(polystyrene)은 단단하고, 깨어지기 쉬운 플라스틱인 반면, 폴리부타디엔(polybutadiene)은 연하고 고무와 같은 탄력성이 있다. 이러한 두 가지 분명히 서로 다른 모노머가 임의적으로 혼합되어 함께 반응하면, 매우 다른 특성을 가지는 공중합체라고 부르는 새로운 폴리머가 만들어진다. 폴리머는 넓은 범위의 물성을 얻기 위하여 다양하게 제조될 수 있다. 그러나, 폴리머는 두 가지 일반적인 범위, 즉 엘라스토머(elastomer, 彈性重合體)(고무)와 플라스토머(plastomer, 可塑性重合體)(플라스틱)로 나눌 수 있다. 

아스팔트 개질재로 쓰이는 엘라스토머나 고무에는 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber, SBR) 라텍스(latex), 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 (styrene-isoprene-styrene, SIS) 블록 공중합체, 폴리클로로프렌(polychloroprene) 라텍스와 고무분말(타이어를 분쇄하여 얻는) 개질재가 포함된다. 엘라스토머는 응력이 제거될 때 신속하게 그 형태를 회복하거나, 긴장함으로써 작용하는 응력으로 생기는 변형에 저항한다. 이러한 폴리머는 그것이 긴장할 때까지 아스팔트 시멘트에 매우 작은 힘을 추가해준다. 그러나, 그 인장력은 신장(伸張)과 함께 증가한다.

아스팔트 개질재로 쓰이는 플라스토머나 플라스틱에는 폴리에칠렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 에칠 비닐 아세테이트(ethyl-vinyl acetate, EVA), 염화폴리비닐(polyvinyl chloride, PVC), 에칠렌 프로필렌(ethylene propylene, EPDM)과 폴리오레핀(polyolefin)이 포함된다. 플라스토머는 변형에 저항하는 질기고, 단단한 3상구조로 되어 있다. 이러한 폴리머는 재하에 대하여 신속한 초기 강도를 나타내나, 변형에 대하여 깨어지기도 한다.

가요성이 있고, 탄성이 있는 아스팔트 포장은 아스팔트 시멘트를 개질하는 데에 엘라스토머를 사용할 때 보통 이루어진다. 반대로 플라스토머는 일반적으로 아스팔트 포장의 스티프니스 계수를 증가시킨다. 그러나, 이 두 가지 경우에 개질효과는 특정한 폴리머의 함유량, 분자 중량, 화학적 구성과 분자구조에 크게 좌우된다. 원 아스팔트 시멘트 바인더의 원산지, 정제과정과 등급 역시 마찬가지로 중요하다. 

엘라스토머(고무)와 플라스토머(플라스틱)의 많은 조합이 원하는 상황에 맞도록 개질 아스팔트 바인더에 특수한 성질을 제공할 수 있다. 이들을 정리하면 다음과 같다.