• 한국도로학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.69-76
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• 2018

PURPOSES : This study determined the optimal usage rate of RAP (reclaimed asphalt pavement) using cold central-plant recycling (CCPR) on a road-surface layer. In addition, a mixture-aggregate gradation design and a curing method based on the proposed rate for the surface-layer mix design were proposed. METHODS : First, current research trends were investigated by analyzing the optimum moisture content, mix design, and quality standards for surface layers in Korea and abroad. To analyze the aggregate characteristics of the RAP, its aggregate-size characteristics were analyzed through the combustion asphalt content test and the aggregate sieve analysis test. Moreover, aggregate-segregation experiments were performed to examine the possibility of RAP aggregate segregation from field compaction and vehicle traffic. After confirming the RAP quality standards, coarse aggregate and fine aggregate, aggregate-gradation design and quality tests were conducted for mixtures with 40% and 50% RAP usage. The optimum moisture content of the surface-layer mixture containing RAP was tested, as was the evapotranspiration effect on the surface-layer mixture of the optimum moisture content. RESULTS : After analyzing the RAP recycled aggregate size and extraction aggregate size, 13-8mm aggregate was found to be mostly 8mm aggregate after combustion. After using surface-chipping and mixing methods to examine the possibility of RAP aggregate segregation, it was found that the mixing method contributed very little for 3.32%, and because the surface-chipping method applied compaction energy directly as the maximum assumption the separation ratio was 15.46%. However, the composite aggregate gradation did not change. Using a 40% RAP aggregate rate on the surface-layer mixture for cold central-plant recycling satisfied the Abroad quality standard. The optimum moisture content of the surface-layer mixture was found to be 7.9% using the modified Marshall compaction test. It was found that the mixture was over 90% cured after curing at $60^{\circ}C$ for two days. CONCLUSIONS : To use the cold central-plant recycling mixture on a road-surface layer, a mixture-aggregate gradation design was proposed as the RAP recycled aggregate size without considering aggregate segregation, and the RAP optimal usage rate was 40%. In addition, the modified Marshall compaction test was used to determine the optimum moisture content as a mix-design parameter, and the curing method was adapted using the method recommended by Asphalt Recycling & Reclaiming Association (ARRA).

• Computers and Concrete
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• 제33권5호
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• pp.605-619
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• 2024

The increase of reclaimed asphalt pavement (RAP) content in recycled asphalt concrete (RAC) is accompanied by the degradation of low-temperature cracking resistance, which has become an obstacle to the development of RAC. This paper aims to reveal the meso-scale mechanisms of the low-temperature fracture behavior of RAC and provide a theoretical basis for the economical recycling of RAP. For this purpose, micromechanical heterogeneous peridynamic model of RAC was established and validated by comparing three-point bending (TPB) test results against corresponding numerical simulation results of RAC with 50% RAP content. Furthermore, the models with different aggregate shapes (i.e., average aggregates circularity (${\bar{C_r}}=1.00$, 0.75, and 0.50) and RAP content (i.e., 0%, 15%, 30%, 50%, 75%, and 100%) were constructed to investigate the effect of aggregate shape and RAP content on the low-temperature cracking resistance. The results show that peridynamic models can accurately simulate the low-temperature fracture behavior of RAC, with only 2.9% and 13.9% differences from the TPB test in flexural strength and failure strain, respectively. On the meso-scale, the damage in the RAC is mainly controlled by horizontal tensile stress and the stress concentration appears in the interface transition zone (ITZ). Aggregate shape has a significant effect on the low-temperature fracture resistance, i.e., higher aggregate circularity leads to better low-temperature performance. The large number of microcracks generated during the damage evolution process for the peridynamic model with circular aggregates contributes to slowing down the fracture, whereas the severe stress concentration at the corners leads to the fracture of the aggregates with low circularity under lower stress levels. The effect of RAP content below 30% or above 50% is not significant, but a substantial reduction (16.9% in flexural strength and 16.4% in failure strain) is observed between the RAP content of 30% and 50%. This reduction is mainly attributed to the fact that the damage in the ITZ region transfers significantly to the aggregates, especially the RAP aggregates, when the RAP content ranges from 30% to 50%.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.37-44
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• 2017

PURPOSES : This study is primarily focused on evaluating the effects of the non-linear stress-strain behavior of RAP concrete on structural response characteristics as is applicable to concrete pavement. METHODS : A 3D FE model was developed by incorporating the actual stress-strain behavior of RAP concrete obtained via flexural strength testing as a material property model to evaluate the effects of the non-linear stress-strain behavior to failure on the maximum stresses in the concrete slab and potential performance prediction results. In addition, a typical linear elastic model was employed to analyze the structural responses for comparison purposes. The analytical results from the FE model incorporating the actual stress-strain behavior of RAP concrete were compared to the corresponding results from the linear elastic FE model. RESULTS : The results indicate that the linear elastic model tends to yield higher predicted maximum stresses in the concrete as compared to those obtained via the actual stress-strain model. Consequently, these higher predicted stresses lead to a difference in potential performance of the concrete pavement containing RAP. CONCLUSIONS : Analysis of the concrete pavement containing RAP demonstrated that an appropriate analytical model using the actual stress-strain characteristics should be employed to calculate the structural responses of RAP concrete pavement instead of simply assuming the concrete to be a linear elastic material.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.633-641
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• 2021

본 연구에서는 철강산업 부산물인 제강슬래그 및 폐아스팔트 콘크리트포장 파쇄물인 순환골재를 사용하여 아스팔트 혼합물용 천연골재를 대체 가능성을 파악하고 제강슬래그를 활용한 아스팔트 혼합물의 공용성 평가를 수행하였다. 일반 WC-2와 Slag WC-2(R)에 대한 평가는 동일한 조건으로 수행하였으며, 수행기관은 국가 공인시험기관(KTR) 및 한국도로학회로 각 기관의 연구용역을 통해 평가되었다. 동적안정도, 동탄성계수, 피로균열 시험결과 슬래그 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 각각 140%, 저온·고온 487·350%, Low·Middle·High Stress Level 32·325·900% 증가하는 것으로 조사되었다. 함부르크 휠 트래킹 시험결과 두 가지 혼합물의 수분저항성이 우수한 것으로 조사되었으나, 슬래그 아스팔트 혼합물 시험결과에 변곡점이 없고 변위발생량이 낮아 일반 혼합물 대비 우수한 것으로 조사되었다. 장기공용성 평가(APT) 결과 슬래그 아스팔트 혼합물에서 소성변형 발생량이 6.5% 적게 발생하였으며, 표층, 기층 및 하부층의 압축량을 분석한 결과 슬래그 포장도로의 표층 소성변형 저항성이 45% 높게 조사되었다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권6호
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• pp.489-498
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• 2020

This paper investigates mechanical properties of roller compacted concrete (RCC) involving reclaimed asphalt pavement (RAP). In this way, a set of 276 cylindrical RCC specimens were prepared with different RAP sizes (i.e., fine, coarse & total) at various ratios (i.e., 10%, 20%, and 40%). Results reveal that incorporation of RAP decreases unconfined compressive strength (UCS), modulus of elasticity (E), and indirect tensile (IDT) strength of RCC. For each RAP size, a regression model was used to maximize RAP content while satisfying the UCS lower limit (27.6 Mpa) mentioned by ACI as a minimum requirement for RCC used in pavement construction. Moreover, UCS of RAP incorporated mixes, dissimilar to that of control mixes, was found to be sensitive and insensitive to the testing temperature and curing time after 7 days, respectively. The results also demonstrate that the higher amounts of RAP, the more flexibility in RCC is. This issue was also proved by the results of modulus of elasticity test. In addition, the toughness index (TI) shows that increase in RAP content leads to up to 43% increase in energy absorbance capacity of RCC.

• 한국도로학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.27-33
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• 2018

PURPOSES : The purpose of this study is to estimate the optimum content of an inorganic additive for cold-recycled asphalt mixtures and evaluate its performance. METHODS : An indirect tensile test, a tensile-strength ratio test, and an indirect tensile-fatigue test were conducted on cold-recycling asphalt mixtures with various additives. RESULTS : The laboratory performance tests indicated that granulated blast-furnace slag mixed with inorganic and cement activators provided optimum performance. The performance results of the cold-recycled asphalt pavement were similar to the inorganic and cement activators' performance in terms of the indirect tensile strength, tensile strength ratio, and indirect tensile-fatigue test. CONCLUSIONS : Overall, the performance of a cold-recycled asphalt mixture using inorganic additives and emulsion asphalt was comparable to a warm-recycled asphalt mixture. However, more experiments aimed at improving its performance and studying the effect of the inorganic additives must be conducted.

• 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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• 제12권4호
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• pp.111-120
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• 2010

본 연구는 준고온 공법을 이용한 재생 아스팔트 콘크리트의 강도특성을 평가하기 위해 이루어졌다. 굵은 골재 최대치수 13mm의 화강암과 침입도 60-80인 신규 바인더 60-80을 재생 혼합물을 제조하는데 사용하였다. 배합설계는 RAP(굵은 입자 : 잔입자=6 : 4) 첨가비율 20%와 30%를 사용하였고 GPC, 침입도, 절대점도, 동점도를 준고온 첨가제(Evotherm와 Sasobit)의 첨가 함량을 결정하기 위하여 측정하였다. LD(low-density poly ethylene)를 본 연구에서 준고온 재생 아스팔트 혼합물의 개질제로 사용하였다. 본 연구에서는 8개의 준고온 재생 혼합물(2 RAP함량 ${\times}$ 2 준고온 첨가제 ${\times}$ 2 개질제)뿐만 아니라 2개의 일반 재생 혼합물, 1개의 가열혼합 일반혼합물(control)까지 총 11개의 혼합물을 제조하였다. 변형강도 시험, 간접인장강도 시험, 수분민감성 시험, wheel tracking을 통한 소성변형 시험을 준고온 재생혼합물의 기본 특성을 평가하기 위하여 수행하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.167-176
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• 2021

순환아스팔트 혼합물은 제조 시 믹서에서 혼합되는 동안 노화된 RAP(회수 아스팔트포장재)을 잘 녹이는 것이 중요하다. 순환아스팔트 혼합물은 모든 재료(RAP, 신규 아스팔트 및 신규 골재)를 동시에 믹서에 넣고 혼합하여 생산한다. 동시 혼합(IM)방법으로 제조된 순환아스팔트 혼합물의 경우 RAP에 포함된 노화된 바인더는 신규 바인더와 혼합되는 동안 적절하게 회생되지 못하기 때문에 동일한 혼합물 내에서 신규 골재 주위에 코팅된 바인더보다 더 높은 산화·노화 수준을 나타내며, 큰 강성을 보인다. 본 연구에서는 RAP의 노화된 바인더를 회생시키기 위해서 단계 혼합(SM) 방법을 적용하였다. 첫 번째 단계에서는 RAP과 신규 아스팔트를 혼합한 다음 두 번째 단계에서는 가열된 신규 골재와 함께 혼합하였다. 혼합 방법에 따른 순환아스팔트 혼합물의 수분저항성 개선효과를 비교하기 위해 간접인장강도(ITS)와 인장강도 비(TSR) 시험을 수행하여 SM 방법과 IM 방법 간에 통계적 t- 테스트를 수행했다. 수분저항성을 평가하기 위해서 세 가지 전처리 조건 즉, -18℃ 동결 후 60℃에서 24 시간 수침, 60℃에서 48 시간 수침 및 60℃에서 72 시간 수침 조건을 적용하였다. SM 방법으로 제조한 순환아스팔트 혼합물의 TSR은 IM 방법에 의한 순환아스팔트 혼합물보다 분명히 높았고, SM 방법의 변동계수는 IM보다 낮았다. 또한 통계적 t-test에 의해 SM 방법의 ITS_WET이 α = 0.05 수준에서 IM과 유의하게 다른 것으로 관찰되었다. 또한, SM 방법의 ITS_WET은 IM과 비교하여 더 가혹한 조건에서 처리할수록 훨씬 개선된 결과를 나타냈다. 따라서 단계 혼합 방법은 기존의 동시 혼합방법으로 생산된 순환아스팔트 혼합물보다 더 높은 수분저항성을 보이고, 보다 더 우수한 순환아스팔트 혼합물을 생산하기 위한 중요한 혼합 방법임을 확인하였다.

• 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.