Effect of Maximum Aggregate, Porosity, and Temperature on Crack Resistance and Moisture Susceptibility of Porous Asphalt Mixtures

Porous asphalt pavement (PAP) has many functions, such as reducing accidents and decreasing noise. On the other hand, vulnerability is inevitable because PAP contains approximately 20% porosity. This study evaluated the effects of the maximum aggregate size (MAS), temperature, and porosity on the PAP durability. The indirect tensile strength measures durability. This study tested the samples that stayed dry and were moisturized by freezing and thawing for mixtures having the same porosity of 20% and MAS of 13mm, 10mm, and 8mm. The same test was performed on a mixture of 20% and 22% voids made of the same material with a MAS of 10mm. As a result, for 20% porosity, significant differences in the changes in MAS and temperature were found. A clear difference was observed between 8mm and 13mm under dry conditions, but there were no other significant differences in the MAS change. Furthermore, there was a clear difference in temperature for the change in porosity and temperature, but the gap in 2% porosity at 20% did not show a clear difference. Therefore, it is necessary to develop a more durable PAP through quantitative evaluations of the factors affecting the PAP durability.

최대입경, 공극률, 온도가 다공성 아스팔트 혼합물의 균열저항성 및 수분민감성에 미치는 영향

다공성 아스팔트 포장은 혼합물 속에 포함된 20%정도의 공극으로 인해 도로의 수막현상을 억제하여 교통사고를 줄이고 교통소음을 획기적으로 줄이는 등 다양한 순기능을 갖는다. 그러나 다공성 아스팔트 혼합물은 혼합물 속에 포함된 20% 정도의 공극 때문에 혼합물의 내구성이 취약하게 되며, 이러한 취약한 내구성이 다공성 포장의 적용을 확장하는데 제약요인이 되고 있다. 본 연구의 목적은 다공성 포장의 내구성을 향상시키기 위해 최대입경, 온도 그리고 공극률의 변화가 혼합물의 균열저항성 및 수분민감성 등 혼합물의 내구성에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 다공성 아스팔트 혼합물의 내구성을 평가하기 위해 간접인장강도를 균열저항성 및 수분민감성의 척도로 설정하였다. 공극률이 20%로 동일하고 최대입경이 13mm, 10mm, 8mm인 혼합물에 대하여 상온과 동결융해를 경험한 시료에 대하여 간접인장강도 시험을 실시하였다. 그리고 최대입경 10mm인 동일한 재료로 공극이 20%와 22%인 혼합물에 대하여 동일한 시험을 실시하였다. 실험결과 공극률은 20%로 동일하고 최대입경의 변화와 온도의 변화에 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 특히 실험온도에 대해서는 상온과 저온에서 유의한 차이를 보였다. 최대입경의 변화에 대해서는 상온에서 8mm보다 13mm가 분명히 높은 강도를 보이고 저온에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 그리고 공극률과 온도의 변화에 대한 실험에서는 온도에 대해서는 유의한 차이를 보였지만 20%와 22% 사이의 2% 공극 차이는 내구성에 유의한 차이를 보이지 못했으며 서로간의 교호작용도 없는 것으로 나타났다. 앞으로 다공성 아스팔트 혼합물의 내구성에 미치는 요소들의 정량적인 평가를 통해 보다 내구성 있는 다공성 아스팔트포장을 개발해 나갈 필요가 있다.