2.3.3.1 고 무 

<표 2.1>에서와 같이 여러 가지 고무재료(또는 엘라스토머)가 아스팔트 시멘트 바인더의 개질에 사용된다. 많은 재료가 다른 상품명으로 더 친숙하게 상업용으로 쓰이고 있다. 고무재료는 사실상 매우 복잡해서 아스팔트 시멘트와 혼합될 때 순수한 폴리머로써 그 성질을 말할 수가 없다. 더구나 그의 성질은 개질재가 아스팔트 혼합물에, 특히 얇은 피막으로 사용될 때 희석되거나 변하기까지 한다. 각각의 개질재는 상이한 아스팔트 시멘트와 다르게 반응할 수 있다. 특별한 조합이 생기면 원하는 성질의 증진을 예측하기가 매우 어렵다. 그로 해서 개질된 아스팔트 바인더의 시험이 필요하게 된다. 
아스팔트 혼합물에 고무 개질재를 사용하는 기본적인 목적은 높은 공용온도에서 단단한 혼합물이 되게 하며, 중간 공용온도에서 피로균열에 저항할 수 있는 탄성이 있는 혼합물이 되게 하고, 낮은 공용온도에서 온도균열에 저항할 수 있는 더 낮거나 변하지 않는 강성을 얻기 위함이다. 기대하는 목적이 고무 개질재의 사용으로 달성될 수 있는지를 확인하기 위하여 앞으로는 수퍼페이브 배합설계와 평가방법의 사용이 바람직하다. 
SBR라텍스는 드럼이나 벌크로 공급되는 황색을 띤 백색의 액체이다. 첨가량은 아스팔트 시멘트에 대한 중량비로 건조 고무 고형분의 2~3% 범위이다. 라텍스는 정유소의 혼합장치에서 가열 아스팔트 시멘트에 첨가할 수 있으며, 개질된 바인더가 아스팔트 플랜트에 공급된다. 수분은 아스팔트 플랜트의 혼합과정에서 증발되며, 이 때 발생하는 증기는 사이클론 분리기를 통하여 제거된다. 라텍스는 아스팔트 플랜트에서도 첨가할 수 있다. 첨가 순서는 원하는 결과를 얻는 데 예민하다. 라텍스를 첨가하기 전에 원 아스팔트 시멘트로 골재를 완전히 피복해야 한다. 배치식 플랜트에서는 보통 원 아스팔트 시멘트를 투입하고나서 8~10초후 첨가한다. 전체 웨트믹싱시간은 일반적인 웨트믹싱시간보다 약 10초간 길게 한다. 드럼식 플랜트에서는 원 아스팔트 시멘트의 투입지점과 드럼의 배출구 사이의 한 지점에서 라텍스를 첨가한다. SBR라텍스를 사용할 때 혼합물의 포설과 다짐에 별다른 변경은 일반적으로 필요치 않다. 
SBS 블록 공중합체(block copolymer)는 포대나 벌크로 조각, 분말 또는 분쇄재료와 같은 고체상태로 사용된다. 일반적인 사용량은 아스팔트 시멘트에 대한 중량비로 약 5%이다. 177~193℃를 유지하는 가열 아스팔트 시멘트에 이 개질재를 혼합하는 데에 고전단(high shear) 혼합장치가 사용된다. 개질 아스팔트 바인더는 정유소에서 제조되어 보통 아스팔트 시멘트와 같이 아스팔트 플랜트에 공급된다. 저장중 교반(攪拌, agitation)은 필요치 않다. 대부분 배합설계에서는 혼합과 다짐중 아스팔트 시멘트가 정해진 점도범위에 들어가도록 규정하고 있으므로 시험실 작업을 실시하는 동안 혼합과 다짐온도를 높게 할 필요가 있다. 그러나, 현장경험으로는 이러한 고점도 개질 바인더로 제조한 아스팔트 혼합물을 취급하고 다질 때 보통의 혼합물 온도에서 특이한 어려움은 보이지 않았다. 취급의 용이성은 시험실 점도측정에 사용된 낮은 전단력에 비하여 현장에서 제조하는 동안 상대적으로 높은 전단력 때문이라 믿어진다. 그러므로 혼합과 다짐온도에 대한 공급자 권고사항을 시험실과 현장에서 따라야 한다. 
회수한 고무는 주로 타이어에서 얻어진다. 미국에서는 매년 약 2억 8,500만개의 타이어가 버려진다. 이 가운데 약 5,500만개는 재처리되거나 재사용되며, 약 4,200만개가 발전용 연료나 아스팔트 혼합물용 첨가제와 같은 여러 가지 대체용도로 전환된다. 나머지 1억 8,800만개의 타이어는 저장, 매립 또는 불법투기에 추가된다. 통계에 의하면 1992년에 버려진 타이어가 20억 내지 30억개로 추산되었다. 몇몇 주에서는 폐타이어 문제를 규정하는 것을 법제화하였다.
타이어에서 얻어지는 고무분말(crumb rubber)은 대기중에서 분쇄하거나(실온 또는 약간 높은 온도에서) 극저온에서 분쇄할 수 있다(낮은 취성온도에서 분쇄하며, 액체질소가 자주 사용된다). 대기중 분쇄 고무분말은 스폰지와 같은 표면을 가지고 있다. 매우 많은 표면적 때문에 이러한 고무는 아스팔트 시멘트와 비교적 빨리 작용한다. 어떤 극저온 분쇄고무는 바람직하지 않은 입자조직(구조)을 가지는 수가 있다. 이러한 방법은 깨끗하고, 편평한 표면을 만들어, 결과적으로 가열 아스팔트 시멘트와의 반응속도를 줄일 수 있다. 한 연구에서는 극저온 분쇄고무는 대기중 분쇄고무에 비하여 탄성회복이 낮은 것으로 나타났다.
아스팔트 시멘트를 개질하기 위해 고무분말을 사용하는 것은 과거 25년 넘게 개발되어 왔다. 아스팔트 혼합물에 고무분말을 사용하는 방법은 일반적으로 습식방식과 건식방식이라고 일컬어지는 두 가지가 있다. 

1. 습식방식(아스팔트-고무)
습식방식은 공사에 바인더를 투입하기 전에 아스팔트 시멘트에 고무분말을 혼합한다. 개질된 아스팔트는 보통 “고무-아스팔트”라 부른다. 일반적으로 아스팔트에 대한 중량비로 18~26%의 고무분말(18메쉬 또는 그 이하)이 191~218℃에서 1~2시간 아스팔트 시멘트와 반응한다. 두 가지 재료의 화학적이고 물리적인 가능한 결합을 증진시키기 위하여 높은 온도에서 혼합된다. “습식방식”을 적용한 첫 번째 기술은 “맥도날드 방식(McDonald Process)”이라 불리운다. 이 방식은 응력흡수막(stress absorbing membrane, SAM)과 응력흡수중간층(stress absorbing membrane interlayer, SAMI)을 시공하거나, 균열채움재를 제조하는 데에도 사용된다. SAM은 바인더로써 고무-아스팔트를 사용하는 실코트(seal coat)이다. 아스팔트 혼합물층 사이에 하나의 층으로 SAM을 포설할 때, 이것을 SAMI라 부른다. 

2. 건식방식(고무-개질 혼합물)
이 방식은 아스팔트 시멘트를 투입하기 전에 골재에 고무분말을 혼합한다. 골재에 대한 중량비로 약 3~5%의 굵은 고무입자(최대크기 1.6~6.4mm)를 일반적으로 사용한다. 고무입자를 골재로 수용하기 위하여 천연골재는 보통 갭(gap)입도로 한다. 건식에 사용되는 고무분말의 양은 습식에 비하여 2~4배로 될 수 있다. 미국에서 “건식방식”의 첫 번째 시공방법을 “플러스라이드 방식(PlusRide Process)”이라 불렀다. 고무로 개질한 혼합물의 통상적인 탄성보다 더 높기 때문에 포장면으로부터 쉽게 결빙을 제거하는 것을 목표로 하였다. 
습식방식을 사용하여 만족할 만한 고무-아스팔트 바인더를 제조하기 위해서는 아스팔트 시멘트와 고무분말의 규정된 조합에 맞는 소화(消化)온도와 시간을 정할 필요가 있다. 혼합과 소화과정을 통하여 다른 시간간격으로 고무-아스팔트의 점도를 점검한다. 상당히 일정한 점도에 달성했다고 하는 것은 초기반응이 거의 끝나고 바인더를 사용할 수 있게 되었다는 것을 알려주는 것이다. 이러한 초기반응은 잘 알 수 없지만 아스팔트 시멘트와 고무입자 사이의 화학적, 물리적 변화에 기인하여 고무가 팽창하고 점도가 증가하는 것으로 보인다. 초기반응 이후 아스팔트 시멘트와 고무의 계속적인 혼합은 고무입자가 혼합중 파괴됨에 따라 점도를 감소시키기 시작한다. 그러나 고무입자의 파괴는 빠르지 않고, 높은 온도에서 수 시간이 소요된다.
고무-아스팔트의 혼합체가 점성이 너무 크면 보통 증량재 오일을 첨가한다. 그러나, (아스팔트 시멘트에 대한 중량비로) 10% 이하의 고무분말을 사용 할 경우는 증량재 오일은 필요치 않다.
초기반응이 끝나면 고무-아스팔트 혼합체는 될 수 있는대로 신속하게 사용하여야 한다. 사용전까지 계속해서 교반하여야 한다. 혼합체는 저장탱크에서 식게 허용되며, 사용에 앞서 쉽게 재가열된다.
고무-아스팔트 바인더를 아스팔트 혼합물에 사용할 때 혼합온도 범위는 다음과 같다.
밀입도 아스팔트 혼합물 : 163~191℃
개립도 아스팔트 혼합물 : 135~163℃ 

연돌의 배기는 높은 혼합온도 때문에 더 많아질 수 있다. 고무-아스팔트 바인더가 들어있는 아스팔트 혼합물은 사일로에 넣어 장시간 저장해서는 안된다.