Abstract
Asphalt pavement accounts for more than 90% of the total pavement in Korea. Pavement is most widely constructed among construction structures. The heat transfer characteristics (Thermophysical Properties) of the asphalt pavement cause the heat island effect in downtown areas. An increasing asphalt surface temperature is one of the major causes of damage to asphalt pavement. This study examined the heat transfer characteristic factors according to solar energy accumulation in an asphalt mixture. The specimens (WC-2 & PA-13, Recycled aggregate used WC-2) used in the experiment were compacted with a Gyratory Compactor. The thermo-physical properties (thermal conductivity, specific heat capacity, thermal diffusivity, and thermal emissivity) and solar energy accumulation were evaluated. The thermal accumulation and HFM tests revealed a 1.2- to 2.0-fold difference. This indicates that the thermal conductivity of the asphalt mixture pavement changes with the accumulation of solar energy. An analysis of the correlation of thermal conductivity according to the surface temperature of the asphalt mixture showed that WC-2 was logarithmic, and PA-13 was linear. Experiments on the heat transfer characteristics of asphalt pavement that can be used for thermal failure modeling of asphalt were conducted.
국내 아스팔트 포장 도로는 전체 포장의 약 90%이상을 차지하고 있으며, 건설구조물 중에서는 가장 광범위하게 시공되어지고 있다. 아스팔트 포장의 열전달 특성은 도심지 열섬효과(Heat island effect)에 원인이 되고 있으며, 높은 아스팔트 표면 온도 증가로 인해 파손에 원인이 되고 있다. 이처럼 본 연구에서는 열 변화에 민감한 포장 재료인 아스팔트 혼합물에 태양열 에너지 누적에 따른 열전달 특성 인자를 평가하였다. 평가한 아스팔트 혼합물은 3종류로 밀입도인 WC-2와 배수성 입도인 PA-13, 순환골재를 적용한 WC-2 입도에 대해서 열전달 특성인자(열전도도, 비열용량, 열확산율)와 열에너지 누적에 따른 열전도도변화를 평가하였다. 해당 연구에서 진행한 열누적에 따른 열전도도 실험과 HFM실험 비교 결과, 1.2~2.0배의 차이를 나타냈다. 이는 아스팔트혼합물이 열에너지 누적에 따라 열전도도가 변화한다는 것을 의미한다. 실험결과를 이용하여 아스팔트 혼합물의 표면온도와 입도에 따른 열전도도의 상관관계를 분석하였으며, WC-2 입도의 경우 로그형태의 상관관계를 PA-13의 입도의 경우 선형상관관계를 나타내고 있다. 향후 이러한 열전달 특성 인자는 열에너지에 의한 아스팔트 혼합물의 파손평가 및 모형 개발 연구에 활용 가능한 선행연구가 될 것이라 판단된다.
