• 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.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-12
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• 2009

폼드아스팔트를 이용한 현장 상온 재생아스팔트 혼합물에 대한 배합설계법이 아이오아 주 교통국에서 사용하기 위해 개발되었다. 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 배합설계를 위한 실내시험절차를 개선하기 위하여 배합설계에 영향을 미치는 중요한 배합설계변수들을 결정하여 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 특성을 반영할 수 있는 새로운 배합설계절차를 개발하였다. 개발된 배합설계법의 검증을 위한 한 가지 방법으로 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수를 측정하였다. 본 연구에서는 새로운 simple performance testing 장비를 이용한 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수 측정을 위한 표준시험절차를 정립하고, 7가지 재생 아스팔트 골재를 사용하여 생산된 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성 계수를 측정하여 마스터곡선을 작성하였다. 또한 재생 아스팔트 골재의 특성이 상온 재생 폼드아스팔트혼합물의 동탄성 계수에 미치는 영향을 조사하였다. 3가지 온도와 6가지의 하중주기에서 측정된 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수는 7가지 재생 아스팔트 골재에서 일관된 값을 나타내었으며, 작성된 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 마스터곡선은 가열 아스팔트 혼합물의 마스터곡선에 비해 하중주기에 대해 덜 민감한 것으로 평가되었다. 저온에서는 재생 아스팔트 골재의 잔골재 함유량이 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 고온에서는 재생 아스팔트 골재의 잔류 아스팔트 특성이 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.79-86
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• 2010

일반적으로 유화 아스팔트와 폼드 아스팔트를 사용한 현장 상온 재생 아스팔트 포장은 노후한 아스팔트 포장을 재생하는데 가장 경제적이며 친환경적인 재활용 공법이다. 최근, 현장 상온 재생 아스팔트 혼합물의 코팅, 라벨링, 잔류안정도, 양생조건을 향상시켜주는 고점착 유화 아스팔트가 개발되었다. 본 연구의 목적은 현장 상온 재생 아스팔트 포장을 위한 고점착 유화 아스팔트 혼합물과 폼드 아스팔트 혼합물의 실내시험에 대한 반응특성을 비교하는 것이다. 고점착 유화 아스팔트 혼합물은 폼드 아스팔트 혼합물과 비교하여 재활용 골재를 균일하게 코팅시켜주는 것으로 육안 관찰되었다. 현장 상온 재생 아스팔트 포장을 위한 고점착 유화 아스팔트 혼합물과 폼드 아스팔트 혼합물의 마샬안정도와 간접인장강도는 유사한 반응을 보여주었다. 하지만 진공으로 포화된 습윤상태의 고점착 유화 아스팔트 혼합물의 마샬안정도와 간접인장강도는 폼드 아스팔트 혼합물보다 우수한 것으로 나타났다. 4시간 양생 후 고점착 유화 아스팔트 혼합물의 라벨링 현상은 폼드 아스팔트 혼합물보다 적게 발생하였다. 본 실내시험에 대한 반응특성으로부터 현장 상온 재생 아스팔트 포장을 위한 고점착 유화 아스팔트 혼합물은 폼드 아스팔트 혼합물보다 우수한 저항성과 라벨링 저항성을 발휘하는 것으로 평가되었다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.251-257
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• 2008

• 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.

• 한국도로학회지:도로
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• 제14권3호
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• pp.40-51
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• 2012

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.1-7
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• 2009

순환골재를 도로의 기층재료나 보조기층용 골재로 활용하기 위하여 1980년대 초부터 미국과 유럽의 여러 나라에서 연구가 진행되었다. 우리나라에서도 1990년대 도심지 재개발 및 아파트 재건축의 증가로 건축폐기물이 다량으로 발생하여 이에 대한 대책을 마련하기 위한 방안으로 재활용 논의가 있었으나 실용화되지 못하였고 1994년 자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률이 제정되어 일정 공사금액 이상의 건설사업자가 건설현장에서 배출되는 건설폐자재를 재활용화 하도록 규정한 이후에 구조물 채움재나 도로의 보조 기층재, 성토 및 복토용으로 활용되다가 최근에 포장재료로 활용하기 위한 연구가 수행되고 있다. 건설폐자재의 활용은 자원재활용과 함께 자연환경을 보호하고 부족한 골재난을 해소할 수 있으며 양질의 재료를 이용하여 포장의 공용성을 확보할 수 있어 여러 측면에서 효과적이다. 본 연구에서는 순환골재를 이용하여 자원을 재활용하고 에너지 소비를 절감 할 수 있는 상온 재생 아스팔트 혼합물 개발을 위한 연구 수행결과를 정리 하였다.

• 공업화학
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• 제25권4호
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• pp.409-413
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• 2014

폐아스팔트를 적정 처리하여 KS F 2572 규격을 만족하는 아스팔트용 순환골재를 회수한 후 신골재와 결합재(수분+유화아스팔트+에멀젼계 재생첨가제)의 최적의 혼합비율을 설계하여 현장 시공규격에 맞는 재활용 상온아스콘 혼합물을 생산하고자 하였다. 결합재의 최적 혼합비율 결정을 위한 실험 결과 수분함량이 증가함에 따라 전단강도는 감소하였으며, 수분함량이 3.0 wt%일 때 마샬안정도가 최대값을 보였다. 두 결과를 토대로 최적 수분함량은 3.0 wt%로 설정하였다. 또한 유화아스팔트의 함량에 따른 마샬안정도와 흐름치는 첨가량 0.5~2.5 wt%의 범위에서 모두 기준에 만족하였고, 공극률은 0.7~2.5 wt%의 범위에서 만족하였으므로 최적 첨가량은 공통으로 만족된 범위인 0.7~2.5 wt%의 가운데 지점인 1.6 wt%로 설정하였다. 재활용 상온아스콘 혼합물용 결합재의 최적 에멀젼계 첨가제 함량은 재활용 상온아스콘 혼합물의 마샬안정도와 포화도를 고려하여 0.1 wt%로 설정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.767-776
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• 2004

폴리머콘크리트는 시멘트 콘크리트에 비해 강도와 내구성에 탁월한 성능을 가지고 있기 때문에 건설현장에서도 다양한 용도로 개발되어 널리 사용되고 있다. 그러나 폴리머콘크리트는 그 결합재로 쓰이는 수지의 비용이 높아 경제적인 면에서는 다소 불리하여 기존의 수지를 대체할 수 있는 결합재에 관한 연구가 진행되고 있다. PET를 재활용한 폴리머콘크리트는 산업폐기물을 재활용하여 경제적인 건설 신소재를 개발할 수 있어 그 영역이 점차 확대 될 것으로 전망된다. 본 연구에서는 프리캐스트 제품 및 구조부재로의 응용과 자원 재활용을 목적으로 PET 재생 불포화 폴리에스터수지를 이용하여 고강도의 폴리머콘크리트를 제조하고 이에 대한 응력-변형률 거동 특성을 파악하여 실험결과와 이론적 근거를 바탕으로 PET 재활용 폴리머콘크리트의 응력-변형률 곡선의 모델식을 얻고자 하였다. 실험 결과 수지 사용량의 증가에 따라 최대 응력과 최대 변형률이 함께 증가하였으나 증가폭에 한계가 있는 것으로 나타났으며 응력-변형률 곡선의 기울기는 상온보다는 고온양생이 더 크게 나타났다. 실란의 첨가는 강도증진의 효과뿐만 아니라 최대하중 이후의 압축 연화거동에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 위와 같은 응력-변형률 거동 특성을 통하여 PET 재활용 폴리머콘크리트 응력-변형률 곡선의 수정 모델식을 제안하였으며 PET 재활용 폴리머콘크리트의 특성을 정확히 예측하였다.