• 한국도로학회지:도로
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• 제5권4호
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• pp.36-46
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• 2003

포장구조체에서 요구되는 강도를 갖게 하는 구조 설계의 방법은 경험적 절차부터 반역학적 절차까지 발전되어 왔다. 재생 가열아스팔트혼합물이 기존의 가열아스팔트혼합물(HMA)과 비교하여 비슷하거나 때에 따라 더 좋은 성능을 가져오므로, AASHTO설계지침서에서는 본질적으로 재생(recycled) HMA 재료와 신생(virgin) HMA 재료간의 차이가 없다고 기술하고 있으며, 기존 HMA 재료에 사용되는 덧씌우기설계법의 구조회복 분석방법(structural rehabilitation analysis method)을 재생포장설계에도 권장하고 있다. 재생 가열아스팔트의 설계를 위한 AASHTO 방법은 설계교통량, 교통량 및 수행능력예측의 신뢰수준, 공용기간, 그리고 포장상태 평가지수에 의하여 결정된 포장구조체에서 요구되는 포장두께지수(SN)에 기초한다. 포장두께지수(SN)는 포장층 두께, 상대강도계수, 각 층의 배수조건들의 곱의 조합으로서 나타내어질 수 있다. 덧씌우기로 간주될 수 있는 재생된 층의 포장두께지수(SN)는 기존 포장에서의 포장두께지수와 보강된 포장에서 요구되는 포장두께지수의 차이에 의하여 계산되어질 수 있다. 상대강도계수의 값은 AASHTO 설계지침에 명시되어 있다. AI 방법은 교통량, 노상의 회복탄성계수, 그리고 설계두께를 계산하기 위한 표층과 기층의 종류를 사용한다. 이 방법은 재생된 가열혼합물질과 기존의 가열혼합물질과는 거의 비슷한 성능을 나타낸다고 본다. 또다른 AI 방법에 의하면 재생된 층은 덧씌우기층이라고 간주하고, 현재의 포장두께와 요구되어지는 포장두께 사이의 차를 이용하여 재생될 층의 두께를 산정한다. 소요되는 덧씌우기 두께는 포장의 현장 상태지수(condition rating)와 각 종류에 따른 포장체와 포장재료가 아스팔트 콘크리트층의 등가두께로 전환되어 나타나는 방법에 근거하여 결정될 수 있다. 또 다른 방법은 포장체 각 층의 물성과 하중을 이용한 컴퓨터 프로그램에 의하여 산정된 하중-변형 응답에 의한 설계 방법을 포함한다. 이런 방법들에서는 포장체는 탄성이나 점탄성층 위에서 탄성이나 점탄성 거동을 보인다고 가정한다. 재생 상온혼합물에서의 AASHTO 설계 방법은 가열혼합물의 설계방법과 유사하다. 그러나, 재생 상온혼합물에서의 상대강도계수는 시공방법에 좌우되므로, 기술자의 판단을 근거로 하여 결정되어져야 한다. AI방법에서는 포장구조체를 다층탄성구조라고 보고, 노상의 강도와 설계 교통량을 근거로 요구되는 포장두께를 결정한다. 재생 상온혼합물 기층의 두께는 재생 상온혼합물 기충 위에서 가열아스팔혼합물에 대하여 산정된 덧씌우기 두께를 이용하여 결정할 수 있다. 아스팔트 표면의 재생은 기존 포장의 구조적 능력을 정상적으로 개선할 수 없으므로, 표면 재생의 두께를 설계하는 방법은 없다. 그러나, 임의의 덧씌우기 두께는 기존의 덧씌우기 설계법에 기초하여 산정 할 수 있다. 만약 덧씌우기가 승차감만을 개선시킨다고 여겨진다면, 혼합물에서 사용되어지는 최대 골재 크기에 기초한 최소 두께를 결정할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.191-198
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• 2001

국내 도로포장의 주요 파손형태는 주변환경 및 반복 교통하중 조건에 의한 소성변형(rutting), 피로균열, 반사균열, 온도균열 등이 있는데, 포장이 설계수명에 도달하기 이전에 주로 발생하며 이로 인한 도로포장의 유지관리에 막대한 국가예산이 낭비되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 토목섬유 아스팔트 포장 시스템을 체계적으로 정립하기 위해 휠트래킹 시험과 균열저항성 시험을 수행하여 토목섬유 아스팔트 포장의 소성변형 및 균열 저항성을 분석하였다. 이러한 실험결과를 통해 아스팔트 포장에서의 토목섬유 보강 효과가 평가되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.23-31
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• 2005

본 연구는 장수명 아스팔트 포장 공법개발 연구의 일환으로 포장수명을 40년이상 지속시킬 수 있는 단면설계를 수행하였다. 본 연구의 목적은 포장체의 장수명화를 위하여 효과적이고 간편하게 포장체의 각층 단면두께 및 탄성계수를 결정하는 절차를 제시함에 있다. 포장체의 유한요소 해석을 통하여 장수명 아스팔트포장의 가상데이터베이스를 구축하였다. 이 가상데이터베이스는 포장체 각 층의 두께, 탄성계수 및 포장체 내의 처짐, 응력 및 변형률을 포함하고있다. 구축된 데이터베이스를 이용하여 포장의 장수명에 필요한 한계변형률을 만족하는 포장의 단면을 제시하였다. 연구결과, 총 아스팔트층의 두께가 410mm보다 큰 경우에는 포장층의 각층의 두께나 재료의 특성과 관계없이 항상 장수명 아스팔트 포장으로 간주할 수 있으나, 250mm보다 작을 경우에는 장수명 아스팔트 포장에서 제외되었다. 총 아스팔트층의 두께가 250mm보다 크고 410mm보다 작은 경우에는 장수명 아스팔트 포장 조건에 만족하기 위한 포장층 두께와 탄성계수값을 결정할 수 있는 절차를 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.121-129
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• 2010

본 연구는 합리적인 단지 내 도로포장의 표준단면을 제시하기 위해 국내외 단지 내 도로포장 설계기준, 주요 파손형태를 조사하고 다양한 포장설계 단면을 대상으로 구조해석을 수행하였다. 이때, 현장에서 사용된 보조기층재와 노상토의 시편을 채취하여 CBR 및 MR 시험을 실시하였으며, 측정한 물성치를 구조해석에 적용하였다. 다양한 현장조건을 고려한 구조해석 결과를 분석하여, 표준단면의 포장층 두께를 보조기층 20cm, 아스팔트기층 5cm, 그리고 표층 5cm로 제안하였다. 또한, 민원이 예상되는 도시지역에서는 일반적으로 아스팔트 기층을 포설한 후 공사차량을 개방하여 작업종료 후에 표층을 포설하게 되는데 이러한 여건을 고려하여 단지 내 아스팔트 콘크리트 포장 표준단면의 포장층의 두께를 보조기층 20cm, 아스팔트 기층 7cm, 그리고, 표층 5cm로 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.49-61
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• 2006

본 연구에서는 포장의 설계수명과 공용년수를 증대시켜 아스팔트 포장의 유지보수비용을 감소시킬 수 있는 장수명 아스팔트 포장 공법을 제안하였다. 이를 위한 고강성 바인더를 개발하여 다양한 실내 물성시험을 수행하였으며 고강성 기층재의 평가를 위해 실내 공용성시험 및 포장가속시험을 실시하여 기존의 일반아스팔트 혼합물과 비교 평가하였다. 그 결과 고강성 기층재는 일반 아스팔트 혼합물에 비해 강성이 증가하였고 수분손상 피로균열 및 소성변형 저항성 등에서 우수한 것으로 평가되었다. 또한, 장수명 아스팔트 포장의 설계를 위해 구조해석을 실시하여 DB를 구축하였으며 이 자료를 이용해 다중회귀분석 프로그램인 SPSS로 포장체 거동모형을 개발하였다. 여기서 개발된 포장체 거동모형과 실내 외 시험결과를 기초로 장수명 아스팔트 포장 설계를 위한 소프트웨어를 개발하였으며 포장의 최적단면 및 구성을 설정하였다. 이렇게 설정된 장수명 포장의 아스팔트 층 단면 두께는 29cm로 이 단면의 경제성을 확인하기 위하여 생애주기 비용분석을 실시하였다. 그 결과 장수명포장이 기존 고속도로(경부)와 초기시공비용이 동일하면서 생애주기 비용측면에서 유리한 것으로 확인되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.139-145
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• 2011

최근 10년간 전세계적으로 아스팔트 포장을 재활용하는 기술이 급속도로 확산되고 있으며 노후 아스팔트 포장을 폼드 아스팔트 또는 유화 아스팔트를 사용하여 현장에서 바로 100% 재활용하는 현장 상온 재생 아스팔트 포장기술이 다양하게 적용되고 있다. 특히, 아이오와 주에서는 교통량이 적은 지방도로에서 기존 포장의 수명을 연장 시켜주는 현장 상온 재생 아스팔트 공법을 많이 적용하고 있다. 일반적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층은 수분의 침투나 교통하중으로부터 보호하거나 포장설계를 만족시키기 위해 가열 아스팔트 포장으로 덧씌우기를 한다. 일반적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층 위에 가열 아스팔트 포장으로 덧씌우기 할 시기는 대부분에 감독자들은 일정한 양생기간 또는 최대 함수비에 근거하여 결정하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 감독자가 최적에 덧씌우기 아스팔트 포장 시기를 결정할 수 있도록 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 현장 함수비를 간단하게 측정하여 덧씌우기 시기를 결정할 수 있는 수분 감소계수를 개발하는 것이다. 먼저, 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 함수비를 TDR 함수량계를 사용하여 측정하였고 현장 상온 재생 아스팔트 포장이 시공되는 기간 동안에 강우량, 대기온도, 습도, 바람속도 등 기상정보를 수집하였다. 마지막으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장의 초기 함수비, 대기온도, 습도, 바람속도를 변수로 하는 수분 감소계수를 개발하였다. 실제 현장 상온 재생 아스팔트 포장에서 측정한 값을 사용하여 개발한 수분 감소계수는 감독자가 연속적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 함수비를 측정하지 않고 최적의 덧씌우기 포장 시점을 결정할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.77-85
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• 1992

아스팔트 콘크리트 포장체는 기후변화에 따라 각 층의 물성이 변화하는 특성을 갖고 있다. 따라서 아스팔트 콘크리트 포장체의 설계 및 해석에 있어서는 물성변화 특성을 고려한 대표적 기후조건에서 포장재료의 물성치를 적용하여, 포장체의 설계 또는 구조해석을 실시하여야 할 것이다. 본 연구에서는 아스팔트 콘크리트 포장체의 설계 및 해석과 관련하여 우리나라에 적합한 대표적 기후조건인 설계온도를 추정하기 위하여, damage effect 분석에 의한 설계온도 추정 알고리즘을 제안하고 이를 전산화하였다. 분석대상 지역은 서울, 대전, 부산 3지역으로 하고 각 지역의 기후특성자료와 정부, 호남, 남해고속도로의 6개 포장단면에 본 연구 제안의 알고리즘 해석과정을 적용하여 국내조건의 설계온도를 추정하였으며, 추정한 설계온도 조건에 적합한 아스팔트 콘크리트 포장체의 파괴기준식을 제안하였다. 연구결과 우리나라의 설계온도는 $17^{\circ}C$가 적합함이 밝혀졌다. 설계온도 $17^{\circ}C$는 아스팔트 콘크리트 표층온도 $23.6^{\circ}C$에 해당되기 때문에 현재 국내에서 사용되는 재료 온도 $20^{\circ}C$에서의 아스팔트 콘크리트 표층 재료의 물성치(AASHTO의 경우)는 과대 평가되고 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 연구에서의 설계온도 추정치, $17^{\circ}C$는 SHELL Design Chart에 의한 결과와 유사함을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.25-33
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• 2002

국가 기간산업의 중추 역할을 수행하는 일반 국도는 대부분 일반 아스팔트 포장으로 되어 있으며, 최근 들어 고온 및 중차량의 증대로 인해 포장의 수명이 급격히 줄어들고 있는 실정이다. 이런 이유로 많은 경우 신설포장에 대해서는 SMA. 개질아스팔트 등 특수포장이 적용되고 있다. 그러나 어떤 경우에 특수 포장을 채택할 것인가에 대한 적용 기준이 명확히 제시되어 있지 않아 설계 실무자들이 포장형식 선정을 위한 의사 결정에 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 이에 대한 부분적인 해결책으로 과거 10여 년 동안 수행된 국도 포장유지관리시스템의 자료를 이용하여 교통량에 따른 일반 아스팔트포장의 수명을 분석하였다. 분석결과 신설포장은 9.5년, 덧씌우기 포장은 5.6년으로 나타났다. 또한 현재의 포장 수명에 대한 분포 자료를 이용하여 설계 수명인 10년을 공용하기 위한 교통량을 신뢰수준에 따라 제시하였다. 그 결과 90%의 신뢰수준에서는 8.2ton 표준 축하중 2,300 ESAL, 80% 신뢰수준에서는 8.2ton 표준 축하중 1,500 ESAL로 나타났다 즉, 여기서 제시된 교통량보다 많은 구간에 대해서는 특수 포장의 적용을 검토할 것을 제안한다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2016년 정기학술대회
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• pp.349-352
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• 2016

기존의 가열식 일반아스팔트 공법은 동결 등에 원인으로 포장재의 수명이 짧아져 잦은 유지보수가 필요한 문제점을 갖고 있으며, 이로 인해 내구성이 뛰어난 포장공법의 필요성이 대두되고 있다. 불투수성 방수아스팔트는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안의 하나로 아스팔트 혼합물이 골재와 골재 사이를 강력하게 부착하며, 골재간의 공간을 메우고, 골재표면을 두껍게 코팅하여 골재 상호간의 강한 접착을 유지시켜주는 열가소성 폴리머를 사용한 포장공법이다. 본 연구는 불투수성 방수아스팔트 혼합물 개발을 위한 연구의 일환으로 석회석함유량, 유제함유량, 다짐강도, 실험온도 차이에 따른 불투수성 방수아스팔트 혼합물의 압축강도 특성을 실험을 통해 비교 검토하였다. 결과 분석을 통해 각각의 변수에 따른 압축강도 특성을 파악하였으며, 불투수성 방수아스팔트 혼합물 배합설계에 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.41-48
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• 2011

환경보호에 부응하고 고에너지효율성을 갖춘 중온아스팔트혼합물이 가열아스팔트혼합물의 대안으로 부각되고 있다. 본 연구의 목적은 아스파민을 혼합하여 제조한 중온아스팔트혼합물을 실험적으로 평가하고, 역학적-경험적 포장설계법인 MEPDG를 이용하여 설계한 결과를 일반아스팔트혼합물 설계와 비교하는 것이다. 실험재료는 최대공칭치수 12.5mm인 골재와 PG64-28바인더가 사용되었으며, 기존 혼합물, 0.3%와 0.5%의 아스파민을 혼합한 중온아스팔트혼합물에 대한 회복탄성계수실험이 실시되었다. 실험결과를 MEPDG 설계의 입력변수로 하여 분석한 결과, 아스파민을 사용한 중온아스팔트혼합물의 소성변형량이 일반혼합물에 비해 훨씬 적어 소성변형에 대한 저항성이 향상됨을 알 수 있었다.