• 한국도로학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.123-131
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• 2000

아스팔트 포장의 배합설계 방법에서 사용하고 있는 마샬시험 장치는 다짐장치와 안정도 헤드의 주요한 두 부분으로 이루어져 있다. 다짐장치는 시료의 공극과 다짐도에 영향을 미치며 안정도헤드는 마샬안정도와 흐름치에 영향을 주기 때문에 다짐장치의 규격과 타격에너지, 안정도헤드의 형상은 어떠한 경우라도 일치하여야 배합설계시 최적아스팔트 함량을 정확하게 분석 할 수 있다. 그러나, 본 연구의 결과에 의하면 국내에서 사용되고 있는 마샬시험 장치는 서로 다른 규격과 형상을 가지고 있음은 물론, 각 기관마다 다짐장치를 설치하는 조건과 각 제조회사 장치의 받침목이 서로 상이하여 시험 결과의 오차는 물론 아스팔트 포장의 공용성에도 크게 영향을 미치기 때문에 마샬시험 장치의 범 국가적인 재정비가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.13-24
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• 2004

국내의 각종 시방서 및 지침에 수록되어 있는 기존 마샬 배합설계 방법은 일본 도로공단의 규격을 도입하여 사용한 것이다. 이러한 배합설계 방법은 최근의 도로 포장의 공용성에 많은 문제점을 야기시키는 원인 중의 하나로 인식되어지고 있다 따라서 현재 외국의 배합설계 과정에서 가장 많이 이용되고 있는 용적 개념의 도입을 통해 개선된 마샬 배합설계 방법을 제시하고자 한다. 본 연구를 통해 개선된 배합설계 방법은 공극률 4%에 해당하는 아스팔트 함량을 예비 최적 아스팔트 함량으로 결정한 후 포화도, VMA(골재 간극률), 안정도, 흐름값의 마샬 물성치를 만족하면 이를 최적 아스팔트 함량으로 정하는 방법이다. 이러한 배합설계 방법은 기존 방법에서는 고려하지 않는 VMA 값을 도입하였으며, 현장에서 오차가 많이 발생되는 마샬 안정도 시험을 설계 요소가 아닌 검토 요소로 정함으로써 배합설계의 오류를 줄이는 방법이다. 실내 실험을 통한 기존 방법과 개선 방법의 비교 결과. 공극률을 제외한 최적 아스팔트 함량, 밀도, 안정도, 그리고 흐름값의 마샬 물성치에서는 비슷한 결과값을 나타내었다. 이는 개선 방법을 적용할 때 다른 마샬 물성치들은 큰 변동이 없이 일정한 공극률을 가지는 혼합물 생산이 가능하다는 것을 나타낸다. 따라서 개선된 마샬 배합설계 방법은 현장에서 일정한 공극률(4%)을 가지는 혼합물의 생산을 가능하게 하고, 이는 아스팔트 혼합물의 품질 향상에 큰 도움을 줄 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권3호
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• pp.17-34
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• 1996

본 논문의 주된 목적은 폐자원(첨가제로서 pyrolyzed carbon black과 굵을 골재로서 aircooled iron blast furnace slag)을 사용한 아스팔트 콘크리트의 기본특성을 설명하는 것이다. 최적의 아스팔트 함유량을 결정하기 위하여 Marshall Mik Design방법을 이용하였고, 최적의 아스팔트 함유량은 첨가제의 양에 따라 변하며,그 범위는 6.7%에서 7.57%로 나타났다. 최적의 아스팔트 함유량을 이용하여 아스팔트 콘크리트 시편을 제작하였고, dynamic creep 실험을 수행하였다. Pyrolyzed carbon black과 Furnace slag의 사용은 Marshall stability를 증가시켰고, 비교적 높은 온도(5$0^{\circ}C$)와 137.gkpa의 구속 압력하에서 아스팔트 콘크리트의 시간에 따른 변형률을 감소시켰고, 또한 시간에 따른 아스팔트 콘크리트의 stiffness감소 비율을 줄여주는 역할을 하였다. 본 실험결과로 부터 첨가제로서의 pyrolyzed carbon black과 굵은 골재로서의 slag의 사용은 Marshall stability, stiffness, rutting resistance에 좋은 결과를 나타내는 것으로 밝혀졌다.

• Advances in Computational Design
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• 제7권3호
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• pp.253-279
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• 2022

This study investigated and predicted the Marshall stability of glass-fiber asphalt mix, carbon-fiber asphalt mix and glass-carbon-fiber asphalt (hybrid) mix by using machine learning techniques such as Artificial Neural Network (ANN), Support Vector Machine (SVM) and Random Forest(RF), The data was obtained from the experiments and the research articles. Assessment of results indicated that performance of the Artificial Neural Network (ANN) based model outperformed applied models in training and testing datasets with values of indices as; coefficient of correlation (CC) 0.8492 and 0.8234, mean absolute error (MAE) 2.0999 and 2.5408, root mean squared error (RMSE) 2.8541 and 3.3165, relative absolute error (RAE) 48.16% and 54.05%, relative squared error (RRSE) 53.14% and 57.39%, Willmott's index (WI) 0.7490 and 0.7011, Scattering index (SI) 0.4134 and 0.3702 and BIAS 0.3020 and 0.4300 for both training and testing stages respectively. The Taylor diagram also confirms that the ANN-based model outperforms the other models. Results of sensitivity analysis show that Carbon fiber has a major influence in predicting the Marshall stability. However, the carbon fiber (CF) followed by glass-carbon fiber (50GF:50CF) and the optimal combination CF + (50GF:50CF) are found to be most sensitive in predicting the Marshall stability of fibrous asphalt concrete.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.21-30
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• 2015

PURPOSES : The purpose of this study was to evaluate the performance of rapid-setting polymer-modified asphalt mixtures with a high reclaimed asphalt pavement (RAP) content. METHODS: A literature review revealed that emulsified asphalt is actively used for cold-recycled pavement. First, two types of rapid-setting polymer-modified asphalt emulsion were prepared for application to high-RAP material with no virgin material content. The quick-setting polymer-modified asphalt mixtures using two types of rapid-setting polymer-modified asphalt emulsion were subjected to the following tests: 1) Marshall stability test, 2) water immersion stability test and 3) indirect tensile strength ratio test. RESULTS AND CONCLUSIONS : Additional re-calibration of the RAP was needed for laboratory verification because the results of analyzing RAP aggregates, which were collected from different job sites, did not deviate from the normal range. The Marshall stability of each type of binder under dry conditions was good. However, the Type B mixtures with bio-additives performed better in the water immersion stability test. Moreover, the overall results of the indirect tensile strength test of RAP mixtures with Type B emulsions exceeded 0.7. Further research, consisting of lab testing and on-site application, will be performed to verify the possibility of using RAP for minimizing the closing of roadways.

• 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.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.305-308
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• 2008

This paper describes a research study on the durability and strength properties of thin quiet-permeable asphalt concrete. Such asphalt mixes have high porosity, which offers significantly better drainages than normal mix designs. However, these materials also exhibit poor durability and strength limiting their use in pavement application. To remedy this, fiber and polymer modifiers have been proposed. All samples were added to modified binder which were prepared with or without the modifiers and fiber using Marshall mix procedures and were experimentally tested using various standardized testing procedures including percent air void for porosity, cantabro test and marshall stability. In general, the results of marshall stability showed that modified mixtures were equivalent to unmodified mixtures. Especially, the result of cantabro tested modified mixtures was superior to unmodified mixtures.

• 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.

• Advances in materials Research
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• 제13권1호
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• pp.63-86
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• 2024

Asphalt concrete (AC), is a mixture of bitumen and aggregates, which is very sensitive in the design of flexible pavement. In this study, the Marshall stability of the glass and carbon fiber bituminous concrete was predicted by using Artificial Neural Network (ANN), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), and M5P Tree machine learning algorithms. To predict the Marshall stability, nine inputs parameters i.e., Bitumen, Glass and Carbon fibers mixed in 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100 percentage (designated as 100GF:0CF, 75GF:25CF, 50GF:50 CF, 25GF:75CF, 0GF:100CF), Bitumen grade (VG), Fiber length (FL), and Fiber diameter (FD) were utilized from the experimental and literary data. Seven statistical indices i.e., coefficient of correlation (CC), mean absolute error (MAE), root mean squared error (RMSE), relative absolute error (RAE), root relative squared error (RRSE), Scattering index (SI), and BIAS were applied to assess the effectiveness of the developed models. According to the performance evaluation results, Artificial neural network (ANN) was outperforming among other models with CC values as 0.9147 and 0.8648, MAE values as 1.3757 and 1.978, RMSE values as 1.843 and 2.6951, RAE values as 39.88 and 49.31, RRSE values as 40.62 and 50.50, SI values as 0.1379 and 0.2027 and BIAS value as -0.1 290 and -0.2357 in training and testing stage respectively. The Taylor diagram (testing stage) also confirmed that the ANN-based model outperforms the other models. Results of sensitivity analysis showed that the fiber length is the most influential in all nine input parameters whereas the fiber combination of 25GF:75CF was the most effective among all the fiber mixes in Marshall stability.

• Advances in concrete construction
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• 제10권6호
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• pp.515-526
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• 2020

Cold-mixed asphalt mixture is a widely recommended asphalt pavement materials with potentially economic and environmental benefits. Due to the reduction of natural non-renewable mineral resources, powder minerals with similar properties are considered as new mineral fillers in asphalt mixtures. This study explored the feasibility of using cement to replace natural limestone powder (LP) in emulsified asphalt concrete modified by styrene-butadiene styrene copolymer. The experimental tests, including compressive strength, Marshall stability as well as moisture susceptibility test, were used to investigate the mechanical properties, the Marshall stability, flow value, as well as the moisture damage. In addition, the influence of material composition on the performance of asphalt concrete is explained by the microstructure evolution of the pore structure, the interface transition zone (ITZ), and the micromorphology. Due to mineralogical reactivity of cement, its replacement part of LP improved the mechanical properties, Marshall stability, but it will reduce the moisture susceptibility and flow value. This is because with the increase of the cement substitution rate, the pore structure of the asphalt concrete is refined, the width of ITZ becomes smaller, and the microstructure is more compact. In addition, asphalt concrete with a larger nominal particle size (AC-16) has relatively better performance.