• 한국도로학회논문집
• /
• 제1권2호
• /
• pp.135-154
• /
• 1999

Compaction of asphalt pavement is one of the important processes to make good quality one. There are many laboratory-compaction methods to simulate field compaction, including Marshall compaction, Hveem compaction, gyratory compaction, and etc. The most common method used to determine the fundamental properties of asphalt mixture for design is Marshall method which is using impact energy. However, there is major difference between field compaction using kneading compaction and Marshall compaction using impact energy. Therefore, the gyratory compactor, which currently is the best to simulate the field compaction, was employed. The fundamental properties of asphalt specimen compacted by gyratory compactor and Marshall compactor were determined using laboratory test. From the tests, slag mixture with carbon black or pyrolyzed carbon black showed better performances, such as, in low susceptibility to temperature, high resistance against water and rutting, and high resilient modulus and indirect tensile strength.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.135-144
• /
• 2009

본 연구는 마샬 시험기를 이용하여 아스팔트 혼합물의 균열저항성을 평가할 수 있는 보다 간편하고 합리적인 측정시스템을 개발하는데 목적이 있다. 균열저항성 평가를 위한 파라메타로서 파괴에너지를 이용하였다. 마샬 시험기는 기본적으로 공시체 외부에 거치한 LVDT를 이용하여 수직변형률을 측정하는 시스템이며, 이 같은 외부 수직변형률 측정방식은 하중 스트랩 부분에서 발생하는 국부적인 변형으로 인해 측정오차를 야기할 가능성이 있다. 따라서 추가적인 계측 시스템을 설치하지 않고 기본적인 마샬 시험기를 이용하여 혼합물의 파괴에너지를 측정하기 위해서는 공시체 외부에 거치한 LVDT를 이용한 수직변형률 측정값이 파괴에너지 산정에 적용가능한지 여부를 검증하여야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 공시체 중앙부분에서의 수평변형률과 외부에 거치한 LVDT를 이용한 수직변형률을 측정하는 두 가지 방식의 간접인장강도실험을 수행하여 그 차이를 비교 분석하였다. 실험결과, 외부 수직변형률 측정의 문제점으로 지적되었던 하중 스트랩 부분에서 발생하는 국부적인 변형은 파괴시점 이전에는 극히 적은 것으로 나타나 파괴에너지 계산에 오차를 유발하지 않음을 보여주었다. 또한 외부 수직변형률 측정의 실험변동성을 확인한 결과, 변동계수가 15% 이하로 마샬시험기를 이용한 균열저항성 평가시스템에 이용 가능함을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제33권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2023

This study explores a new energy partitioning approach to determine the fracture toughness of 3-D printed pristine/recycled high density polyethylene (HDPE) blends employing the essential work of fracture (EWF) concept. The traditional EWF approach conducts a uniaxial tensile test with double-edge notched tensile (DENT) specimens and measures the total energy defined by the area under a load-displacement curve until failure. The approach assumes that the entire total energy contributes to the fracture process only. This assumption is generally true for extruded polymers that fracture occurs in a material body. In contrast to the traditional extrusion manufacturing process, the current 3-D printing technique employs fused deposition modeling (FDM) that produces layer-by-layer structured specimens. This type of specimen tends to include separation energy even after the complete failure of specimens when the fracture test is conducted. The separation is not relevant to the fracture process, and the raw experimental data are likely to possess random variation or noise during fracture testing. Therefore, the current EWF approach may not be suitable for the fracture characterization of 3-D printed specimens. This paper proposed a new energy partitioning approach to exclude the irrelevant energy of the specimens caused by their intrinsic structural issues. The approach determined the energy partitioning location based on experimental data and observations. Results prove that the new approach provided more consistent results with a higher coefficient of correlation.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제4권4호
• /
• pp.23-39
• /
• 2002

본 논문은 아스팔트 포장의 소성변형 저항성 추정을 보다 쉽게 하기 위하여 새로운 시험법 및 장비를 개발하기 위한 연구이다. 본 연구에서는 다양한 종류의 아스팔트 혼합물을 사용하여 소성변형 저항성과의 상관성이 높게 나타나는 변형강도를 개발하기 위하여 하중봉의 직경(D) 3, 4cm, 각 봉의 하단을 다양하게 원형절삭(r)한 김 테스터를 개발하였다. 이를 이용하여 마샬시험과 같이 공시체를 $60^{\circ}C$에 수침처리하고 같은 속도의 정하중을 공시체에 다짐방향으로 가하여 최대하중 ($P_{max}$)과 이때의 수직 변위 (y)를 구하였다. 변형강도는 개발된 식 $K_D = 4P_{max}/{\pi}(D-2(r-\sqrt{2ry-y^2}))^2$으로 구하였으며 소성변형 특성치와 평균 $R^2$이 0.77이상의 높은 상관성을 보였다. 따라서 이 시험방법은 마샬안정도보다 훨씬 소성변형과의 상관관계가 큰 측정치를 얻을 수 있는 방법임을 알 수 있었으며, 특히 기존의 마샬시험기를 그대로 사용하고 공시체도 기존의 방법대로 제조 및 처리하도록 하여 적용이 빠를 것으로 판단된다. 향후 다양한 골재입도, 최대치수, r 등에서도 타당성과 상관성 검증을 통해 시험법을 표준화한다면 실용화 가능성이 매우 클 것이다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제4권4호
• /
• pp.13-21
• /
• 2002

본 연구에서는 아스팔트 혼합물의 특성을 평가하는 대표적인 방법인 마샬안정도와 간접인장강도 시험시 양생온도와 양생시간 및 시험온도에서의 처리시간이 결과에 미치는 영향을 비교분석 하였다. 마샬안정도 시험은 공시체를 $60^{\circ}C$로 유지되는 수조에 30분 수침 후 수행하지만, 공시체의 양생시간에 관한 기준은 없다. 간접인장강도 시험의 경우는 시험온도는 $25^{\circ}C$라고 정해져 있지만 마샬안정도 시험과 마찬가지로 양생시간에 관한 기준은 없다. 또한 간접인장강도 시험을 하기 전 공시체의 온도를 $25^{\circ}C$로 맞추기 위하여 항온항습기 등과 같은 장치에 일정시간 보관해야 하는데 이것 역시 정해진 규정이 없다. 연구결과, 공시체의 양생온도에 따라 안정도와 간접인장강도 값은 많은 차이를 나타냈다. 따라서, 실험실 온도가 $25^{\circ}C$보다 높거나 낮으면, 혼합물의 양생이 제대로 되지 않아 시험결과의 신뢰성이 떨어질 것이다. 양생온도 변화에 따른 시험값 변화를 최소화하기 위하여. 마샬안정도 시험시 공시체를 $60^{\circ}C$ 수조에 수침해야 하는 시간과 간접인장강도 시험 전 공시체를 $25^{\circ}C$에 보관해야 하는 시간을 제안하였다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제61권3호
• /
• pp.43-53
• /
• 2019

It is well-known fact that the stone-mastic asphalt (SMA) mixture has shown superior rut resistance, compared with the dense-graded asphalt (DGA) mixture in highway pavements. However, the SMA is measured to be inferior to DGA mixes when tested by well-known high-temperature test methods, such as the wheel tracking (WT), asphalt pavement analyzer, the Marshall Stability and Kim Test. Therefore, this study examined the reasons why it was measured to be inferior, and devised a potential procedure by which the superiority of SMA could be measured at $60^{\circ}C$. The strength against deformation ($S_D$), which was known to show very high correlation with WT results for DGA mixes, was measured by the Kim Test on the specimen confined in the compacted mold. In standard Kim Test, which used the specimen without confinement, the DGA was measured to show higher $S_D$ than the SMA. But by confining specimen, it was found that the $S_D$ of SMA was measured to be higher than that of DGA. Therefore, the confined static test protocol devised in this study was found to be feasible for evaluating rut resistance of SMA mix.

• 한국농공학회지
• /
• 제32권E호
• /
• pp.67-73
• /
• 1990

Many distress mechanisms in pavement are known to be caused by the poor mechanical properties of bituminous concretes. Among many mechanical properties, tensile strength is one of the more important indicates that represent the resistance of pavement to traffic loading. However, there has been no relationship established between the strength and distress mechanisms. Therefore, this study was conducted to evaluate a correlation between the tensile strength value and the intensity of distress in bituminous concrete. Distress data were collected from an extensive field investigation over 77km of a four-lane highway in South Carolina, USA, and from laboratory prepared specimens in two phases of study. Strength data were obtained from a total of more than 400 field cores taken from the same highway and from 640marshall specimens of surface course mixture prepared in the laboratory. These data were analyzed using statistical test techniques. It was found from statistical analyses that the tensile strength of bituminous concrete had a strong relation with the pavement condition in the field. In the analysis of rutting and stripping, low strength concrete showed a higher distress rate in the mixture, and mixtures under distress in the field showed obviously reduced strength values. Stripping was found to be the most significant distress mechanism that was correlated with low strength bituminous concrete. Rutting appeared more frequently in a low strength pavement section of the highway as a sign of failure due to traffic loading.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.23-30
• /
• 2006

상온아스팔트 혼합물은 생산공정이나 시공 중에 naphtha나 kerosene을 사용하는 컷백 아스팔트와 같이 환경오염물질을 생성하지 않고 골재와 아스팔트 바인더를 가열하지 않기 때문에 가열아스팔트 혼합물에 비하여 환경친화적이며 경제적이다. 그러나 일반적으로 상온아스팔트 혼합물은 가열아스팔트 혼합물에 비해 내구성이나 수분민감성에서 미흡한 점이 많다. 본 연구에서는 상온아스팔트의 수분민감성과 내구성을 증진시킬 수 있는 섬유보강 상온아스팔트 혼합물(FEAM)에 대한 평가를 하였다. 최적 유화아스팔트량(OEC), 최적함수량(OWC) 그리고 최적 섬유보강제 첨가량(OFC)를 결정하기 위해서 마샬배합설계를 수정 개발하였다. 최적의 섬유보강 상온아스팔트 혼합물과 일반 상온아스팔트 혼합물을 제작하여 마샬안정도 시험, 간접인장강도 시험 및 회복탄성계수 시험을 실시하였고 그 결과를 가열아스팔트 혼합물의 결과와 비교하였다. 결과로 FEAM과 EAM 모두 마샬배합설계 기준으로 중간 교통량에 충분한 것으로 판명되었다. 또한 섬유보강에 의하여 일반 상온아스팔트 혼합물의 수분민감성과 내구성이 증진하는 효과도 얻을 수 있는 것으로 판명되었다

• 한국도로학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.67-74
• /
• 2017

PURPOSES : The objective of this study is to ascertain the curing period of cementless cold central plant recycled asphalt base-layer, using mechanical analyses and specimen quality tests on the field. METHODS : Cold central plant recycled asphalt base-layer mixture was produced in the plant from reclaimed asphalt, natural aggregate, filler for the cold mix, and the modified emulsion AP using asphalt mix design and plant mix design. In order to examine the applicability of the curing period during the field test, the international standards for the possibility of core extraction and the degree of compaction and LFWD deflection were analyzed. Moreover, Marshall stability test, porosity test, and indirect tensile strength test were performed on the specimens of asphalt mix and plant mix design. RESULTS : The plant production process and compaction method of cementless cold central plant recycled asphalt base-layer were established, and the applicability of the optical moisture content for producing the mixture was verified through the field test. In addition, it was determined that the core extraction method of the conventional international curing standard was insufficient to ensure performance, and the LFWD test demonstrated that the deflection converges after a two-day curing. However, the back-calculation analysis reveals that a three-day curing is satisfactory, resulting in a general level of performance of dense asphalt base-layer. Moreover, from the result of the specimen quality test of the asphalt mix design and plant mix design according to the curing period, it was determined that the qualities satisfied both domestic and international standards, after a two-day curing. However, it was determined that the strength and stiffness after three-day curing are higher than those after a two-day curing by approximately 3.5 % and 20 %, respectively. CONCLUSIONS:A three-day curing period is proposed for the cementless cold central plant recycled asphalt base-layer; this curing period can be demonstrated to retain the modulus of asphalt-base layer in the field and ensure stable quality characteristics.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.1-13
• /
• 2004

본 논문은 정하중하에서 김테스트를 사용하여 아스팔트 콘크리트의 소성변형과 변형강도가 공시체에 크기에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 2가지 골재(편마암, 화강암)와 6가지 아스팔트를 사용하여 총14개의 밀입도 혼합물을 사용하였다. 마샬 배합설계를 통해 최적아스팔트 함량을 구하고 결정된 최적아스팔트 함량으로 마샬공시체 (S=10cm)와 자이레토리 공시체(S=15cm)를 제작하여 마샬안정도시험, 휠트래킹시험, 개발된 김테스트(Kim test)를 수행하였다. SAS 분석을 통하여 공시체의 지름이 김테스트의 결과에 중요한 변수가 아닌 것을 알았으나 공시체의 두께는 $K_D$에 주용한 변수가 되는 것을 알았다. $K_D$값에 y값이 사용되어 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 공시체의 두께를 6.6cm 이상으로 제작하여 김테스트에 적용 할때에는 마샬안정도에서와 같이 y 값에 따른 보정계수를 사용하거나 시험시 6.6cm 미만으로 제작하여야 할 것이다. 향후 보정계수 사용에 관한 연구도 가능할 것으로 판단된다.