초록
본 연구에서는 화강암 골재를 이용한 아스팔트 표층용 혼합물 및 기층용 혼합물의 동탄성계수를 평가하고, 배합설계에 사용된 데이터를 바탕으로 신뢰성이 높고, 간단한 형태의 동탄성계수 예측방정식을 개발하는 목표를 두고 있다. 기존의 마샬 배합설계가 아닌 슈퍼페이브 배합설계를 이용하여, 재료들의 기본 물성치를 정리하였다. 표층용(13mm 및 19mm)과 기층용(25mm) 밀입도 아스팔트 혼합물을 적용하였고, 국내의 대표적인 아스팔트 AP-3, AP-5 아스팔트 바인더를 이용하여 배합설계를 실시하였다. 최적아스팔트함량에 공극률 2%, 4%, 6%의 시편과 공극률 4%에 최적 아스팔트 함량에서 ${\pm}1%$의 아스팔트 함량을 이용하여 시편을 제작하였다. 5개의 다른 시험온도, -10, 5, 21, 40, $55^{\circ}C$ 및 0.05, 0.1, 1, 10, 25Hz의 5개의 하중주파수를 이용하여 일축압축 시험모드로 동탄성 계수를 평가하였다. 기존의 동탄성계수 예측용 Witczak 방정식을 표층용 및 기층용 아스팔트 혼합물 실험결과를 이용하여 국내 아스팔트 혼합물에 적용할 수 있는 수정된 예측방정식을 제안하였다. 예측방정식에 사용된 각각의 변수들에 의한 영향정도를 상호 비교 평가하였고, 제한된 실험 자료로 인해 예측방정식의 신뢰도는 약 80% 수준으로 평가되었다.
The presented work provided a predictive equation for dynamic modulus of hot mix asphalt, which showed higher reliability and more simplicity. Lots of test result by UTM at laboratory has been used to develop the precise predictive equation. Evaluation of dynamic modulus for 13mm and 19mm surface course and 25mm of base course of hot mix asphalt with granite aggregate and two asphalt binders (AP-3 and AP-5) were carried out. Superpave Level 1 Mix Design with gyrator compactor was adopted to determine the optimum asphalt binder content (OAC) and the measured ranges of OAC were between 5.1% and 5.4% for surface HMA, and around 4.2% for base HMA. The dynamic modulus and phase angle were determined by testing on UTM, with 5 different testing temperature (-10, 5, 20, 40, & $55^{\circ}C$) and 5 different loading frequencies (0.05, 0.1, 1, 10, 25 Hz). Using the measured dynamic modulus and phase angle, the input parameters of Sigmoidal function equation to represent the master curve were determined and these will be adopted in FEM analysis for asphalt pavements. The effect of each parameter for equation has been compared. Due to the limitation of laboratory tests, the reliability of predictive equation for dynamic modulus is around 80%.