2.2.2 SBS

포대나 벌크로 조각, 분말 또는 분쇄재료와 같은 고체상태로 사용된다. 일반적인 사용량은 아스팔트 바인더에 대한 중량비로 약 5%이다. 고속전단 믹서를 사용하여 아스팔트 바인더를 177~193℃로 가열하여 이 온도를 유지하면서 혼합한다. 개질 아스팔트 바인더는 정유 공장에서 제조되어 보통 아스팔트 바인더와 같이 아스팔트 플랜트에 공급된다. 저장 중 교반은 필요치 않다. 대부분 배합설계에서는 혼합과 다짐 중 아스팔트 바인더가 정해진 점도범위에 들어가도록 규정하고 있으므로 시험실 작업을 실시하는 동안 혼합과 다짐온도를 높게 할 필요가 있다. 

2.2.3 플라스틱

플라스틱 고분자의 취급, 저장 및 사용법은 고무 고분자와 매우 유사하다. 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene, LDPE)은 개질재로 사용되어 왔다. 신재나 재생된 폴리에틸렌 모두 사용될 수 있다. 개질된 아스팔트 바인더는 폴리에틸렌과 원 아스팔트 바인더를 포함하는 2상(相)의 바인더 체계이다. 폴리에틸렌 함유량은 개질된 아스팔트 바인더의 중량비로 보통 4~6%이다. 아스팔트 플랜트에서 개질 아스팔트 바인더의 제조에는 (이동식 혼합기 위에 장착된) 특수 제조 장치를 사용하는 특허를 가진 고전단 혼합방식이 사용되고 있다. 액체 아스팔트 바인더에서 폴리에틸렌이 위쪽으로의 층분리와 분자이동을 방지하기 위하여 개질된 아스팔트 바인더는 교반하면서 저장되어야 한다. 개질된 아스팔트 바인더는 높은 점도를 가지므로 혼합과 포설온도는 개질하지 않은 일반아스팔트 혼합물에 비하여 19℃ 정도 높게 하여야 한다. 폴리에틸렌 첨가제는 132℃ 이하에서 결정화하므로 개질된 아스팔트 혼합물의 다짐은 이 온도 아래에서는 별로 효과가 없다.
에틸 비닐 아세테이트(ethyl vinyl acetate, EVA)는 반투명 내지 백색의 자유롭게 흐르는 입상체(pellet)의 것으로 아스팔트 개질재로 사용되며, 포대나 벌크상태로 반입된다. 사용량은 아스팔트 바인더의 중량비로 2~5%이다. EVA는 149~171℃로 유지된 가열 아스팔트 바인더에 첨가된다. 적당한 혼합용으로 (저 전단, 교반용기와 같은) 은근한 교반이나 순환이 필요할 뿐이다. 혼합된 것은 분리되지 않고 수 주간동안 저장할 수 있다. 

2.2.4 조합

둘 또는 그 이상의 고분자 조합형태는 아스팔트 포장의 공용성에 하나의 개질재료로는 낼 수 없는 그 이상의 효과를 발휘할 수 있다. 예컨대, 플라스틱 고분자는 여름철 소성변형에 대한 저항성을 증진시키면서, 차가운 기후의 온도균열에는 별다른 차이를 나타내지 않는다. 플라스틱 고분자에 고무 고분자를 첨가하면 추운 기후 특성을 향상시킬 수 있다. 그러나 서로 다른 두 가지 고분자 형태는 화학적으로 서로 용해되지 않으며, 조합은 오히려 해로울 수가 있다. 그러므로 역효과를 찾아내기 위하여 조합에 대한 철저한 조사가 필요하며 둘 이상의 고분자를 사용할 경우 재료비가 상승하게 된다.

2.3 화학적 특성

고분자 가운데 아스팔트 개질재로 많이 사용되고 있는 SBS는 단상의 폴리스티렌(polystyrene) 블록, 비교적 긴 폴리부타디엔(polybutadiene) 블록, 단상 폴리스티렌 블록 순서로 공중합체 배열되었기 때문에 붙여진 이름이다. 

[그림 2-1] SBS의 화학적 모형    

폴리스티렌은 비닐 고분자이고, 구조적으로 긴 탄화수소 사슬에 있는 탄소에 페닐기가 결합(두 탄소중의 하나)되어 있다. 폴리스티렌은 스티렌 단량체를 유리라디칼 중합하여 제조한다. 폴리부타디엔은 디엔 고분자(diene polymer)로서 탄소-탄소 이중결합을 두 개 갖고 있는 단량체인 부타디엔을 중합하여 제조한다. 폴리스티렌과 폴리부타디엔 및 그 결합으로 생성된 SBS의 화학적 특성은 <표 2-1>, <표 2-2> 및 <표 2-3>과 같다.

<표 2-1> SBS, 폴리스티렌, 폴리부타디엔의 화학적 특성

아스팔트에 방향족분이 적고 아스팔텐이 많으면 SBS와의 상용성이 저하하여 불안정하게 되어 분리가 발생하기 쉽다. 그러나 방향족분이 너무 많으면 SBS의 응집력이 저하하고, 터프니스·테나시티가 작아지는 등의 결점이 발생한다. SBS의 첨가량이 많으면 필요한 방향족분이 부족하기 때문에 상용성 저하의 원인이 된다. 그렇기 때문에 각종 개질아스팔트의 제조에는 목적에 따라 SBS 및 방향족분과 아스팔텐의 적절한 조화가 필요하다. 각 재료의 성분에 따른 역학적 물성(동적전단응력, 연화점), 분산성, 저장안정성을 비교하여보면 <표 2-2>와 같다.

<표 2-2> SBS 물성에 따른 개질아스팔트 특성 비교

<표 2-3> 첨가제 종류 및 함량별 SBS 특성 비교