• 한국도로학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.49-61
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• 2005

아스팔트 혼합물의 동탄성계수는 시험온도 하중주파수의 조합에 따라 각각의 동탄성계수값을 평가한다. 실험에서 얻어진 각각의 동탄성계수를 하중시간과 온도중첩원리를 이용하여 마스터곡선(Master Curve)을 결정한다. 본 연구의 주목적은 마스터곡선을 만들기 위해 필요한 3개의 다른 전이함수(Shift Factor)에 -즉, Arrhenius, 2002 AASHTO Guide, Experimental method- 따른 마스터곡선의 변화정도를 평가하는 것이다. 평가를 위해 사용된 골재는 화강암이고, 아스팔트(AP-3 및 AP-5)를 이용하여 표층용 및 기층용 아스팔트 혼합물의 동탄성계수를 평가하였다. 배합설계는 Superpave Level 1 기준을 준용하였고, 다짐은 선회다짐기를 이용하였다. UTM시험기를 이용한 동탄성계수 시험은 5개의 온도(-10, 5, 20, 40, 55도) 및 5개의 하중주파수(0.05, 0.1, 1, 10, 25 Hz)를 이용하였고, 각각의 아스팔트 혼합물의 위상각 및 동탄성계수를 평가하였다. 측정된 값을 이용하여 Sigmoidal Function방정식을 만족하는 입력변수를 결정하기 위해 전이함수 및 활성에너지 (activation energy)를 결정하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.119-133
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• 2001

켐크리트 개질 아스팔트 혼합물은 산소와 고온의 온도조건에서 급속하게 경화된다. 켐크리트 개질 혼합물을 아스팔트 포장의 표층에 적용할 경우 이러한 과다한 경화로 인하여 조기 균열이 발생되기도 한다. 이러한 조기 균열의 발생을 완화하기 위하여 켐크리트 개질 혼합물을 아스팔트 포장의 기층에 적용하고 있다. 본 연구에서는 켐크리트 개질 아스팔트와 혼합물의 공용성을 규명하기 위하여 아스팔트 바인더에 대해 동적유동시험 및 처짐보유동시험 등을 실시하였고 혼합물에 대한 일축인장 피로 및 휠트래킹, 수분손상 시험 등을 실시하였다. 또한 현장에서 채취한 시편에 대해 회복탄성계수시험을 실시하여 일반 및 켐크리트 개질 혼합물의 강성을 비교분석하였다. 이상의 시험결과로부터 켐크리트 개질 혼합물은 일반 혼합물에 비해 소성변형에 대한 저항성이 크다는 것을 알 수 있었다. 그러나 켐크리트 혼합물이 추운지방에 사용될 경우 저온균열의 문제가 발생할 가능성이 있을 것으로 사료된다. 켐크리트 혼합물을 기층에 적용하여 2년 이상 경과한 경우 켐크리트 개질 혼합물은 일반 혼합물에 비해 강성이 약 50% 정도 증가됨을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.31-43
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• 2017

PURPOSES : The objective of this study is to verify the effect of fiber grid reinforcement on the long-term performance of asphalt pavement overlaid on old concrete pavement by performing field investigation, laboratory test, and finite element analysis. METHODS : The reflection cracking, roughness, and rutting of fiber grid reinforced overlay sections and ordinary overlay sections were compared. Cores were obtained from both the fiber grid reinforced and ordinary sections to measure bonding shear strength between the asphalt intermediate and asphalt overlay layers. Fracture energy, displacement after yield, shear stiffnesses of the cores were also obtained by analyzing the test results. Finite element analysis was performed using the test results to validate the effect of the fiber grid reinforcement on long-term performance of asphalt pavement overlaid on the old concrete pavement. The fatigue cracking and reflection-cracking were predicted for three cases: 1) fiber grid was not used; 2) glass fiber grid was used; 3) carbon fiber grid was used. RESULTS : The reflection-cracking ratio of fiber grid reinforced sections was much smaller than that of ordinary sections. The fiber grid reinforcement also showed reduction effect on rutting while that on roughness was not clear. The reflection-cracking was not affected by traffic volume but by slab deformation and joint movement caused by temperature variation. The bonding shear strength of the fiber grid reinforced sections was larger than that of the ordinary sections. The fracture energy, displacement after yield, and shear stiffnesses of the cores of the fiber grid reinforced sections were also larger than those of the ordinary sections. Finite element analysis results showed that fatigue cracking of glass or carbon fiber grid reinforced pavement was much smaller than that of ordinary pavement. Carbon fiber grid reinforcement showed larger effect in elongating the fatigue life of the ordinary overlay pavement compared to glass fiber grid reinforcement. The binder type of the overlay layer also affected the fatigue life. The fiber grid reinforcement resisted reflection-cracking and the carbon fiber grid showed the greater effect. CONCLUSIONS :The results of field investigation, laboratory test, and finite element analysis showed that the fiber grid reinforcement had a better effect on improving long-term performance of asphalt pavement overlaid on the old concrete pavement.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.283-290
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• 2020

다공성 아스팔트포장은 혼합물 속의 공극으로 인해 수막이 제거되어 교통사고가 현저히 줄고 및 타이어 교통소음이 크게 저감되어 선진외국에서는 많이 이용되고 있으나 국내에서는 다공성 아스팔트포장의 내구성에 대한 우려 때문에 적용이 지연되고 있다. 본 연구에서는 다공성 아스팔트포장에 대한 내구성을 향상시켜 나갈 수 있는 통계적 방안을 찾고자 수행되었다. 다공성 아스팔트 혼합물의 내구성을 나타내는 지표로는 일반적으로 알려져 있는 칸타브로시험으로 선정하였다. 다공성 아스팔트혼합물의 규격에 만족하는 바인더와 골재로 제작된 아스팔트 혼합물에 대하여 칸타브로시험을 실시하였다. 칸타브로실험은 4개 조에 대하여 각 3회 반복 실시하여 각각 칸타브로 손실률을 구하였다. 실험결과 4개 조의 평균값들은 기준값을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 그리고 실험결과의 통계적 분석과정인 분산분석을 통해 내구성의 품질에 차이가 있는 실험 조를 정량적으로 구분할 수 있고 이를 통해 문제점을 찾아내어 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 준공 시에 품질에 따라 페널티나 인센티브를 제공하는 방안도 자발적인 품질개선을 유도할 수 있고 이를 위한 지불계수도 한정된 자료의 통계적 분석을 통해 산정될 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 지불계수의 운영을 통해 시공자의 적극적인 품질향상을 유도할 수 있고 또한 품질관리 기준의 적정성 평가를 통해 지속적으로 다공성 아스팔트 혼합물의 내구성을 증진시켜 나갈 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.227-236
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• 2007

선회다짐기를 이용하여 아스팔트 혼합물의 배합설계를 하는 경우 선회다짐기의 설계 다짐횟수가 필요하다. 본 연구는 이러한 선회다짐기의 설계 다짐횟수를 결정하는데 그 목적이 있다. 선회다짐횟수의 선정을 위하여 세 가지 방법을 이용하였다. 첫 번째 방법은 Marshall 다짐기로 75회 다짐된 혼합물의 밀도와 동일한 밀도를 주는 선회다짐횟수를 선정하는 것이며, 두 번째 방법은 Marshall 다짐기로 75회 다짐된 혼합물의 변형강도와 동일한 변형강도를 주는 선회다짐횟수를 선정하는 것이다. 세 번째 방법은 선회다짐횟수에 따른 공극률을 측정하여 공극률 4%에 해당하는 다짐횟수를 찾아 결정하는 방법이다. 실내 실험을 위해 총 10가지 종류의 아스팔트 혼합물(1가지 골재$\times$10가지 입도$\times$1가지 아스팔트 바인더)이 제작되었다. 세 가지 방법을 종합한 결과, 아스팔트 혼합물의 배합설계를 위한 설계 선회다짐횟수는 100회로 결정되었다. 이러한 결과는 외국에서 사용되고 있는 설계 선회다짐횟수와 유사한 경향을 보이는 결과로, 향후 국내에서 선회다짐기를 이용한 아스팔트 혼합물의 배합설계가 이루어질 경우 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.425-433
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• 2006

본 연구에서는 화강암 골재를 이용한 아스팔트 표층용 혼합물 및 기층용 혼합물의 동탄성계수를 평가하고, 배합설계에 사용된 데이터를 바탕으로 신뢰성이 높고, 간단한 형태의 동탄성계수 예측방정식을 개발하는 목표를 두고 있다. 기존의 마샬 배합설계가 아닌 슈퍼페이브 배합설계를 이용하여, 재료들의 기본 물성치를 정리하였다. 표층용(13mm 및 19mm)과 기층용(25mm) 밀입도 아스팔트 혼합물을 적용하였고, 국내의 대표적인 아스팔트 AP-3, AP-5 아스팔트 바인더를 이용하여 배합설계를 실시하였다. 최적아스팔트함량에 공극률 2%, 4%, 6%의 시편과 공극률 4%에 최적 아스팔트 함량에서 ${\pm}1%$의 아스팔트 함량을 이용하여 시편을 제작하였다. 5개의 다른 시험온도, -10, 5, 21, 40, $55^{\circ}C$ 및 0.05, 0.1, 1, 10, 25Hz의 5개의 하중주파수를 이용하여 일축압축 시험모드로 동탄성 계수를 평가하였다. 기존의 동탄성계수 예측용 Witczak 방정식을 표층용 및 기층용 아스팔트 혼합물 실험결과를 이용하여 국내 아스팔트 혼합물에 적용할 수 있는 수정된 예측방정식을 제안하였다. 예측방정식에 사용된 각각의 변수들에 의한 영향정도를 상호 비교 평가하였고, 제한된 실험 자료로 인해 예측방정식의 신뢰도는 약 80% 수준으로 평가되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.1-13
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• 2008

본 연구에서는 다양한 아스팔트포장의 공용수명을 예측하기 위한 포장상태 평가의 사례를 제시하였다. ARAN(Automatic Road Analyzer)을 이용하여 균열 및 소성변형 감과 감전 포장의 표면파손 현황에 대한 조사를 실시하고 HPCI(Highway Pavement Condition Index)를 산정하였다. 포장 파손현황을 분석한 결과 가장 빈번한 형태의 파손은 Top-down 균열로 나타났다. FWD(Falling Weight Deflectometer)로부터 측정한 처짐데이터를 사용하여 포장의 탄성계수를 역산정하여 실내에서 구한 동탄성계수와 비교하였다. 그 결과를 역학적-경험적 방법과 AASHTO 93 설계법에 적용하여 포장의 지지력을 평가하였으며, 지지력은 설계수명 동안 충분한 것으로 평가되었다. 현재 포장의 주된 파손은 표층부의 Top-down 균열이므로 포장상태 평가로 계산된 HPCI와 기존 공용성 자료에 근거하여 포장의 잔존수명을 예측하였다. 포장상태 평가와 함께 포장의 조기파손 원인분석을 위해 대상구간의 코어 시편을 채취하여 공극률, 입도, 아스팔트 함량, 피로저항성 등의 물성을 측정하였다. 바인더를 태워 아스팔트 함량을 측정하는 방법은 현장시료의 경우 부정확한 것으로 나타났다. 실내시험결과 조기 균열이 발생한 가장 큰 이유는 다짐부족과 골재의 입도 부정확 등 시공시의 품질관리가 미흡한 것이 주된 원인으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.69-77
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• 2010

Research on permeable pavement like asphalt and concrete pavement with porous structure has been increasing due to environmental and functional need such as reduction of run off and flood, and increase and purification of underwater resource. This study was performed to evaluate permeability, strengths and durability of permeable polymer concrete (PPC) using recycled aggregate that is obtained from waste concrete. Also, 6mm length of polypropylene fiber was used to increase toughness and interlocking between aggregate and aggregate surrounded by binder. In the test results, regardless of kinds of aggregates and fiber contents, the compressive strength and permeability coefficient of all types of PPC showed the higher than the criterion of porous concrete that is used in permeable pavement in Korea. Also, strengths of PPC with increase polypropylene fiber volume fraction showed slightly increased tendency due to increase binder with increase of fiber volume fraction. The weight reduction ratios for PPC after 300 cycles of freezing and thawing were in the range of 1.6~3.8 % and 2.2~5.6 %, respectively. The weight change ratio was very low regardless of the fiber volume fraction and aggregates. The weight reduction ratios of PPC with fiber and aggregate were in the range of 1.3~2.7 % and 2.2~3.2 % after 13 weeks and was very low regardless of the fiber volume fraction and aggregates.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.1-9
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• 2005

본 연구는 재생 아스팔트 혼합물의 취 약 특성을 파악하고 이를 보완하기 위한 기초연구이다. 본 연구의 목적은 재생혼합물 내의 신 구 재료에 묻어 있는 바인더의 노화상태를 균등하게 할 수 있는 여러 가지 혼합방법을 제안하고 바인더의 노화특성을 개선하기 위한 방안을 제시하는 것이다. 재생혼합물의 굵은골재 및 매트릭스의 바인더 노화특성 분석은 Gel-permeation chromatography(GPC)를 통해 수행되었다. 재생혼합물 내 바인더의 노화상태 분석을 위한 혼합물 제조에는 원형골재(13mm 강자갈)가 굵은골재로 사용되어 RAP 굵은골재와의 구분이 용이토록 하였다. GPC를 통한 재생혼합물 내 바인더의 노화상태를 분석한 결과 신 구 바인더의 노화 정도에 차이가 있음을 확인하였다. 따라서 이를 개선하기 위해 본 연구에서는 5가지 혼합방법(AE)을 검토하였으며 D방법(RAP과 신규바인더를 선 비빔 후 신규골재 투입)에 의한 혼합방법의 개선으로 재생혼합물 내의 노화 정도의 차이가 크게 작아지는 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.65-73
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• 2004

마샬배합설계에서 얻어지는 안정도나 흐름은 혼합물의 역학적 특성을 제대로 반영하지 못하며 소성변형과의 상관성이 낮다. 그러므로 안정도나 흐름의 기준을 통과하는 배합으로 제조한 혼합물에서도 소성변형이 많이 발생된다. 따라서 본 연구의 목적은 국내에서 이용되는 마샬 방법과 미국의 수퍼페이브 방법으로 배합설계를 수행하여 각 방법의 혼합물 특성치의 차이점과 문제점을 확인하는데 있다. 이를 위하여 골재 세 종류, 한 종류의 아스팔트(AC 60-80), 두 종류의 골재 입도(19mm, 13mm)를 각각의 배합설계방법에 사용하여 총 12종류의 혼합물을 배합설계를 수행하여 최적아스팔트함량을 결정하였다. 이 결정된 최적아스팔트 함량으로 혼합물을 제조하여 특성치를 비교 분석하였다. 그 결과, 마샬 방법을 통해 결정된 아스팔트 함량이 수퍼페이브 방법에 의 한 함량보다 0.1$\sim$0.3% 포인트 정도 높게 나타났다. 이것은 마샬 방법이 수퍼페이브 방법보다 아스팔트 함량을 높게 결정되도록 골재입도가 주어졌기 때문인데 이것이 소성변형에 상대적으로 취약한 직접적인 원인이 되는지는 더 많은 연구가 필요할 것이다.