• 대한토목학회논문집
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• 제30권3D호
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• pp.271-278
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• 2010

반강성 포장은 공극률이 큰 개립도 아스팔트 혼합물의 공극에 시멘트 페이스트를 침투시켜 아스팔트 포장의 연성과 콘크리트 포장의 강성을 동시에 이용하는 포장형식이다. 반강성 포장은 콘크리트 포장에 비해 평탄성이 좋고 주행에 의한 진동이나 소음을 저감할 수 있으며, 아스팔트 포장에 비해 소성변형이 적고 온도저감 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 반강성 덧씌우기 포장을 시험시공하여 반강성 포장의 온도저감 효과를 조사하였고 시편을 제작하여 옥외에서 온도 및 중량을 측정하여 반강성 포장의 온도저감 및 보수 효과를 확인하였다. 상용 3차원 유한요소해석 프로그램인 Abaqus 6.8로 반강성 포장과 아스팔트 포장을 구조해석하여 하중재하 위치에서의 수평 및 연직방향 응력과 변형률을 비교하고 다층탄성해석 프로그램 Bisar 3.0으로 검증하였다. 구조해석 결과를 바탕으로 피로균열을 예측하여 반강성 포장과 아스팔트 포장의 공용성을 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.119-127
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• 2014

본 연구에서는 유황폴리머에멀젼 (SPE)을 반강성 포장용 주입재의 아크릴레이트 대체재로서 활용가능성과 성능향상재료 (PVA섬유)에 대한 역학적 성능과 내구성능을 평가하였다. 평가결과, 반강성 포장재의 충전률은 섬유의 혼입률이 증가함에 따라 충전률이 저하되었지만, 모든 배합조건에서 평균 92~94%로 측정되어 목표 성능인 90%를 만족하였다. 반강성 포장재의 마샬안정도 값은 최대 25.4kN으로 측정되어 반강성 포장재의 국내 기준인 5.0 kN 보다 약 4.7배 우수한 것으로 나타났다. 반강성 포장재의 동적안정도 평가결과, 휠 트래킹시험에 따른 변형저항성은 SPE를 대체한 배합조건이 보다 우수하였고, 모든 배합조건에서 45분 이후에는 변형량이 일정한 값에 수렴되어 동적안정도가 31,500회/mm로 동일한 결과를 나타내었다. 파단변형률은 최대 0.53% 정도로 나타나 아스팔트 포장재보다 우수한 강성으로 나타났다. 마모저항성 및 충격저항성 검토결과 모든 배합조건에서 손실률이 9.8~6.0%로 나타나 우수한 내마모성을 나타내었으며, 섬유를 0.3% 혼입한 경우 혼입하지 않은 Plain에 비하여 2.82배의 내충격성 향상을 나타내었다. 역학적성능 및 내구성능 등을 모두 고려하여 볼 때, 이 연구 범위에서는 SPE 대체율 30%가 적정 수준이고, 혼입률 0.3% 범위에서 PVA 섬유를 적용하면 우수한 인성을 갖는 반강성 포장재 제조가 가능 할 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.69-79
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• 2008

본 연구는 보수성 그라우팅제를 사용하여 제조된 반강성포장의 성능과 보수성에 대한 평가를 실시한 결과이다. 실내 성능 시험 평가에는 2종류의 그라우팅제를 사용하였다. 시험 방법으로는 P로트 흐름치를 변화시키면서 압축강도(3시간 및 7일)와 휨 강도(7일)의 변화를 관찰하였다. 관찰결과 P로트 흐름치의 변화는 강도의 변화에 큰 영향을 미치지 않았으나 다소 영향이 있는 것으로 나타났으며, 그라우팅제의 종류에 따라서는 강도의 변화가 발생하는 것으로 나타났다. 반강성포장체에 대한 성능 시험은 모체 아스팔트포장의 공극률은 변화시키면서 실시하였다. 시험결과 아스팔트포장의 공극이 클수록 반강성포장체의 휨 강도가 크게 나타나서 휨 강도는 공극의 크기와 관련이 있는 것으로 발견되었다. 보수 성능 시험은 현장에 시공된 일반 아스팔트, 살수된 반강성포장 및 살수하지 않은 반강성포장을 비교하여 시험을 실시하였다. 시험결과 살수된 반강성포장은 일반 아스팔트포장의 최고 온도와 약 $11^{\circ}C$, 살수하지 않은 반강성포장과는 $4^{\circ}C$의 차이가 발생하여 반강성포장의 보수성으로 인한 포장체의 온도 상승 억제 효과를 확인할 수 있었다.

• 도로교통
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• 통권90호
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• pp.39-45
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• 2002

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.68-75
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• 2016

본 연구에서는 반강성포장용 개립도 아스팔트 혼합물의 배합조건을 결정하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 두 종류의 아스팔트 및 함량에 따른 총 12가지의 기본배합을 설정하였고, 국내 KS 기준에 따라 마샬안정도, 공극률 및 투수계수, 칸타브로 시험을 수행하였다. 시험결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 마샬안정도는 스트레이트 아스팔트와 개질 아스팔트의 함량이 각각 5.0% 및 5.5%까지는 증가하였으나 함량이 더 높아질 경우에는 증가량이 미미하거나 감소되는 경향을 나타내었다. 공극량의 경우 아스팔트 함량 증가에 따라 감소되고 투수계수도 감소되는 경향을 나타내었는데 상관계수가 86% 수준으로 평가되었다. 칸타브로 손실률 평가 결과 아스팔트 함량이 3.5%에서 6.0%로 증가될수록 감소되었고 개질 아스팔트는 스트레이트 아스팔트에 비해 손실률을 18.8%~33.1% 감소시킬 수 있었다. 국내 규정에서 제시하는 품질기준과 시험 결과를 종합해 볼 때 개질 아스팔트 함량 4.5%가 모체 개립도 아스팔트 제조에 유효한 배합으로 평가되었다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2001년도 학술발표회 논문집
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• pp.195-199
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• 2001

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.181-181
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• 2011

도로는 국내 물류를 담당하는 중요한 기반시설로 국내 경제성장의 중추적인 역할을 담당하고 있다. 특히, 1970년대 개통된 경부고속도로는 우리나라의 대동맥으로 산업 성장의 파급효과를 가져오는 기반이 되었고, 공학적인 차원에서도 도로 포장재료를 경험 및 과학적으로 분석하여 적용하는 계기로 도로공학발전의 초석이 되었다. 과거에 적용된 도로 포장재료는 기술자의 경험에 의존하여 배합설계가 진행되었으며, 중차량의 비중이 많은 지역은 강성포장을 적용하고, 상대적으로 중차량이 적은 구간은 연성포장을 적용하는 설계를 따랐다. 하지만, 강성포장을 대표하는 시멘트 콘크리트 포장은 시공상의 복잡함과 시멘트 콘크리트 특성상 강도발현을 위해서 일정기간 이상의 양생일수가 필요하므로, 도로건설의 인프라 구축이 시급한 지역에서는 사용의 제약이 따른다. 연성포장을 대표적하는 재료로는 아스팔트 콘크리트 포장을 들 수 있다. 강성포장보다는 상대적으로 시공상의 편리함과 일정기간의 양생이 필요하지 않아 도로 포장재료로서 그 적용성이 우수하다. 과거에는 아스팔트 콘크리트 포장의 종류가 단순화되어 표층, 기층에 대표되는 몇몇 혼합물이 도로 포장재료로 사용되었다. 도로공학의 학문적 발달과 함께 도로포장의 전반적인 기술이 향상되고 있다. 과거의 도로 기능은 국가 경제발전을 위한 산업용 원자재의 운반이 주요 기능을 담당하고 있는 반면, 국민의 경제적 수준이 증대되고 자가용의 보급이 보편화되면서 도로 이용의 주체가 국민 개개인으로 변화되고 있고, 그 요구조건도 다양화되고 있다. 이에 발맞추어 도로공학의 기술적 향상으로 다양한 기능을 발휘할 수 있는 도로포장재료가 개발되고 있으며, 대표적인 제품으로는 배수성 포장, 반강성 포장, 보수성 포장, 탄성 포장, 저소음 포장 등이 있다. 본 연구에서는 기능성 포장의 하나인 저소음 포장의 특성 중 생산성능을 평가하였다. 생산성능이란 저소음포장을 현장 플랜트에서 생산하였을 경우의 특성을 분석하는 과정으로, 실내 실험으로 최적화된 재료의 배합은 이상적인 조건을 적용하여 결정된 것으로 입고된 현장 골재 및 생산 플랜트 조건에 따른 그 배합 및 물성이 변동을 가져올 수 있다. 특히, 저소음 포장은 기존의 아스팔트 포장과 달리 적용되는 골재, 아스팔트의 재료가 고성능을 발휘하기 위하여 특수한 재료를 적용해야 한다. 배합설계에서도 개립도 아스팔트 혼합물에 적용되는 내구성분석 절차를 따라야 하므로, 실내 배합설계 혼합물과 현장 생산 혼합물간의 물리적 특성에 차이를 나타낼 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 실내 및 현장 혼합물의 전반적인 물리적 특성의 차이를 분석하여 저소음 포장의 현장 생산성능을 확인하였다. 분석요소로는 혼합물의 기초물성면에서는 밀도, 공극률을 분석하였으며, 실내 내구성면에서는 마샬안정도, 잔류안정도를 분석하여 실내 및 현장 혼합물의 물성차이를 분석하였다. 기초물성을 평가할 수 있는 밀도와 공극률에서는 생산 현장 혼합물이 실내 혼합물 보다 높은 밀도와 낮은 공극률을 나타내고 있으며, 이에 상관하여 강도특성을 분석할 수 있는 마샬안정도도 생산 현장 혼합물이 다소 높은 강도를 발휘하였다. 또한, 수분에 대한 안정성을 평가하는 인자인 잔류 안정도에서는 실내 및 현장 혼합물 모두 우수한 성능을 발휘하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.57-65
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• 2013

정유산업의 발달로 인하여 탈황과정에서 대량 발생되는 부산물인 황은 연간 120만톤 이상 발생되고 있으나 그 활용처가 제한되어 있어 수요처확보가 요구되는 실정이다. 이러한 부생유황은 내구성이 우수한 재료로서 건설재료에 활용가능성이 높아 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편, 아스팔트 및 콘크리트 포장의 단점을 보완하고 장점을 강화시킨 반강성 포장의 적용이 증대되고 있으나 균열억제 등의 목적으로 사용되는 아크릴레이트의 높은 비용으로 경제성이 저하되어 대체 재료의 개발이 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부생유황의 재활용 방안 제시와 sulfur polymer emulsion (SPE)을 혼입한 반강성 포장용 주입재의 공학적 성능검토 연구를 수행하였다. 평가 결과, 아크릴레이트를 SPE로 30%까지 대체한 주입재는 대체하지 않은 주입재에 비하여 우수한 유하시간과 강도특성을 나타내었다. 그러나 SPE 대체율이 50% 이상인 주입재는 오히려 성능이 떨어지는 경향을 나타내어 SPE의 적정 대체율은 30% 수준인 것으로 나타났다. SEM 분석을 이용하여 1종 보통포틀랜드시멘트 (OPC) 페이스트와 비교 연구를 수행한 결과, 초속경 시멘트를 사용한 주입재는 약 3시간의 재령에서 OPC의 7일 재령에 해당되는 수화 특성을 나타내었고 SPE의 혼입 여부와 상관없이 그 특성을 유지하는 것으로 나타났다. SPE를 30% 수준으로 대체한 주입재의 염해저항성은 OPC 수준에 해당되어 아크릴레이트만을 주입한 주입재에 비하여 월등히 우수한 성능을 보였다. 유하시간, 강도특성, 염해저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 이 연구의 범위에서는 SPE 대체율 30%가 적정 수준의 대체율인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.44-50
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• 2016

본 연구에서는 상변화물질(PCM)을 반강성 포장체를 구성하는 초속경시멘트 페이스트 주입재에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 반강성포장용 주입재의 아크릴레이트를 PCM으로 치환에 따른 총 6종류의 주입재 배합에 대하여 경화 전 후 특성을 실험을 통해 평가하였다. 아크릴레이트를 PCM으로 치환하여 유동성을 평가한 결과 본 연구에서 목표로한 유하시간 10~13초를 모두 만족시킬 수 있는 것으로 나타났다. 응결시간의 경우 PCM으로 치환하더라도 초속경 시멘트의 성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났고, PCM 치환 60%이상의 경우 초결시간이 다른 배합에 비해 1~2분 빨리 발생되었다. 압축강도 및 부착강도의 경우 Plain 배합과 유사한 강도특성을 나타내었고, 본 연구에서 목표로 하는 압축강도 36MPa, 부착강도 2MPa를 모두 만족시켰다. PCM으로 치환한 배합은 아크릴레이트만을 사용한 배합에 비해 우수한 염소이온침투저항성을 나타내었으나, OPC수준에는 미흡하였다. 반강성포장용 주입재에 대한 물리 역학적 성능평가 결과, 이 연구의 범위내에서는 PCM 대체율 20% 수준이 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.157-165
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• 2009