아스팔트란, 석유원유의 성분 중에서 휘발성 유분이 대부분 증발하였을 때의 잔류물로 흑색 또는 흑갈색을 띤다. 주로 수소 및 탄소로 구성되어 있고, 소량의 질소·황·산소가 결합된 화합물들로 이루어져 있다. 화학적으로 극히 복잡한 구조를 가지고 있으며, 아직 밝혀지지 않은 점이 많다.

종류로는 아스팔트에는 천연적으로 산출되는 것과 석유에서 인공적으로 생산되는 것이 있다. 전자를 천연 아스팔트, 후자를 석유 아스팔트라고 한다. 석유 아스팔트는 천연 아스팔트에 비하여 불순물이 적으며, 사용목적에 따라 적당히 그 성질을 조절할 수 있으므로 오늘날 사용되고 있는 것은 대부분이 석유 아스팔트이다.

개질 및 특수아스팔트에 대해 살펴보기에 앞서 아스팔트의 특징을 확인하는 것이 좋을 것이다. 아스팔트의 특징은 온도가 높으면 액체 상태가 되고, 저온에서는 매우 딱딱해지며, 아스팔트의 종류에 따라 이 감온성(感溫性)이 달라진다. 또 아스팔트는 가소성(可塑性)이 풍부하고 방수성·전기절연성·접착성 등이 크며, 화학적으로 안정한 특징을 가지고 있다. 쇄석(碎石)이나 모래·돌가루 등에 아스팔트를 5∼6% 혼합해서 다지면 단단하고 끈질긴 것이 되므로 도로포장 재료나 아스팔트 타일 등의 바닥재료로서 가장 알맞은 것이 된다.

아스팔트는 검은색이지만, 최근에는 착색 아스팔트라고 하는 자유롭게 착색할 수 있는 것이 생산되고 있다. 이 착색 아스팔트는 아스팔트 속에서 흑색 성분을 제거한 것이거나 또는 아스팔트와는 전혀 별개인 합성수지에 착색가공한 것으로, 도로포장의 색구분이나 노면 위에 마크를 만드는 데 이용된다. 이처럼 아스팔트는 기존의 콘크리트에 비해 매우 유용하게 사용되나 자주 관리해주어야 하며, 교통량 증가나 기온상승으로 변형이 발생하기도 한다.

겨울에는 저온균열의 문제가 있다. 따라서 이러한 변형에 대한 대책으로 각종 개질재를 이용한 개질아스팔스의 필요성이 제기된다.

아스팔트 개질의 목적은 아스팔트 혼합물의 다짐을 용이하게 하기 위하여 높은 시공온도에서 점도를 낮추는 것이다. 이로 기대할 수 있는 효과는 소성변형과 밀림, 온도균열의 감소, 박리감소 등이다. 개질재의 종류는 여섯 가지정도가 있다. 첫째, 채움재로서, 공극을 채워 최적아스팔트량 감소, 골재의 입도조정, 안정도 증진한다. 석회, 크러셔의 분말, 플라이애쉬, 포틀랜드 시멘트 등이 이에 해당된다. 둘째, 폴리머로서, 점성 및 탄성회복력 증진(elastomer), 아스팔트의 스티프니스 증진(plastomer)에 목적이 있다.

종류로는 천연고무, SBR, SBS, 고무분말, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, EVA, PVC 등이 있다. 아스팔트 혼합물의 인장강도와 점착력 보강하고 아스팔트 유출방지한다. 석면, 암면, 유리섬유, 광물질 섬유, 폴리프로필렌, 폴리에스터 등이 사용된다.

넷째, 산화제로서, 연한 아스팔트가 사용된 아스팔트 혼합물의 강성증진이 그 목적이다. 종류로는 망간염이 있다. 다섯째, 산화방지제로서 사용목적은 아스팔트의 산화경화를 줄임으로써 혼합물 내구성 증진이다.

예를들면 납합성물, 카본, 칼슘염 등이 있다. 여섯째, 박리방지제로서, 골재와 아스팔트 박리방지한다.

개질재를 선정할 대는 고려해야 할 사항들이 있다. 첫째, 개질하고자 하는 특성에 적합해야 한다. 둘째, 개질재의 사용에 따른 시공성이 양호해야 한다.

셋째, 재활용 가능성 여부를 따져봐야 한다. 넷째, 경제성(LCC 측면)이을 확인해야 한다. 다섯째, 공해유발가능성이 없도록 해야 한다.

개질 이스팔트의 종류로는 네 가지가 일반적으로 사용된다. 첫째, 수퍼팔트로 불리우는 PMA(Polymer Modified Asphalt)이다.

일반 이스팔트에 고분자 개질재(SBS)를 물리, 화학적으로 결합하여 생산한 혼합물이다. 장점은 SBS와 아스팔트 분자간에 그물망 사슬을 형성함으로써, 포장체에 가해지는 응력 흡수, 소성변형 방지, 도로의 공용수명 증가를 가져온다.

단점은 가격이 고가이다. 둘째, SBR 개질아스팔트이다. 일반 이스팔트와 고분자 개질재(SBR)를 물리적으로 결합하여 생산한 혼합물이다. 장점으로는 내유동성이 우수하여 소성변형을 방지하고 내마모성이 우수하다. 단점은 저온, 피로균열에 약하며, 골재와 개질재의 피복이 어렵다는 것이다. 셋째, 일반 아스팔트에 금속촉매를 이용하여 화학적으로 산화시켜, 생산한 혼합물인 Chemcrete이다. 내유동성 양호하고 소성변형 저항성 우수하며 포설온도가 일반 아스팔트보다 15-20℃ 낮아, 작업성이 양호하다는 것이 장점이다.

마지막으로, 일반아스팔트를 고온에서 산소와 접촉시켜, 생산한 혼합물인 Semi-Blown 아스팔트이다. 소성변형 저항성 우수, 점성이 높아 교통량이 많은 도로에 적응성 양호하며, 일반아스팔트에 비해 점도가 3-10배높다는 특징을 가지고 있다. 특수아스팔트는 골재사이의 공극을 크게 하여 우수를 신속하게 배제하고, 교통소음을 감소시킬 목적으로 제조된 기능성 아스팔트1.67배의 아스팔트이다.

골재 사이에 빈틈을 만들어 빗물이 잘 빠지고 교통 소음을 줄이도록 기능성을 높였다. 도로 변형이나 갈라짐이 작고 자동차의 제동거리도 짧아지는 효과가 있다.