• 한국도로학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.1-9
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• 2016

PURPOSES : This study aims to show the difference of the binder aging level in the hot-mix asphalt (HMA) mixture after short-term aging (SA) under different aging conditions, such as mixture temperature and duration in hour. METHODS : Three SA times (i.e., 1 h, 2 h, and 4 h) at two temperatures (i.e., $160^{\circ}C$ and $180^{\circ}C$) were used for the normal mixtures prepared using a PG64-22 asphalt. The field long-term aging (LA) was simulated by applying the same LA procedure (65 h at $110^{\circ}C$) to all compacted specimens, prepared at the air void of 7% using each SA-treated mixture, in a convection oven. The binder aging level was measured in terms of large molecular size by gel-permeation chromatography (GPC) from the mixture and the absolute viscosity (AV) from the recovered binder. The aging levels were evaluated using those two properties after SA and LA, and then compared based on the normal SA (NSA) mixture (1 h at $160^{\circ}C$). The service life reduction caused by SA in various conditions was estimated based on the aging level of the field cores from different locations in various service lives. RESULTS : The results of the laboratory evaluation indicated that the binder of the mixture, which was treated at longer SA time and higher temperature, showed a significantly higher aging level than the NSA mixture. The binder aging level from a longer time, such as 2 h and 4 h SA, or at a higher temperature ($180^{\circ}C$), were estimated to be similar to that of the mixtures, which had already been in field service for several years. CONCLUSIONS : The HMA mixture should be produced at a moderate temperature, such as $160^{\circ}C$, and placed within a limited hauling and queuing time to avoid a significant short-term aging of the binder before placement in the field pavement. The SA for a longer time at a higher temperature than the NSA condition was found to be detrimental to the service life of the asphalt pavement.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권3호
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• pp.29-38
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• 2020

Since some warm-mix asphalt (WMA) concretes were known to show poorer rut resistance than the hot-mix asphalt (HMA) concretes, many studies were performed in efforts of improving its performance at high temperature. The reason is assumed to be due to the moisture remaining in aggregates dried at lower temperature. Therefore, not only the rut resistance, the crack resistance of WMA concrete was also in question. In this study, fatigue life of WMA concrete was evaluated in comparison with HMA using 3-point bending (3PB) beam test. The asphalt mixtures were prepared based on Korean mix-design guide using a 13 mm dense-graded aggregate and 6 binders; two HMA binders and four WMA binders. By 3PB fatigue test, normal (unmodified) and polymer-modified WMA concretes were evaluated in comparison with normal and polymer-modified HMA concretes at a low temperature (-5℃). The results showed that most of WMA concretes showed longer fatigue lives than HMA concretes, even though the same PG binders were used for HMA and WMA. This result indicates that the WMA concretes have stronger resistance against fatigue cracking than HMA at the low temperature, and this result is in contrast to the high-temperature performance test.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3D호
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• pp.271-278
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• 2010

반강성 포장은 공극률이 큰 개립도 아스팔트 혼합물의 공극에 시멘트 페이스트를 침투시켜 아스팔트 포장의 연성과 콘크리트 포장의 강성을 동시에 이용하는 포장형식이다. 반강성 포장은 콘크리트 포장에 비해 평탄성이 좋고 주행에 의한 진동이나 소음을 저감할 수 있으며, 아스팔트 포장에 비해 소성변형이 적고 온도저감 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 반강성 덧씌우기 포장을 시험시공하여 반강성 포장의 온도저감 효과를 조사하였고 시편을 제작하여 옥외에서 온도 및 중량을 측정하여 반강성 포장의 온도저감 및 보수 효과를 확인하였다. 상용 3차원 유한요소해석 프로그램인 Abaqus 6.8로 반강성 포장과 아스팔트 포장을 구조해석하여 하중재하 위치에서의 수평 및 연직방향 응력과 변형률을 비교하고 다층탄성해석 프로그램 Bisar 3.0으로 검증하였다. 구조해석 결과를 바탕으로 피로균열을 예측하여 반강성 포장과 아스팔트 포장의 공용성을 비교하였다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4267-4273
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• 2011

아스팔트와 PE 혼합물에 사용될 상용화제를 선정하기 위하여 poly(ethylene-co-acrylic acid)와 poly(ethylene-co-methacrylic acid)의 금속염인 이오노머들의 아스팔트에 대한 상용성을 광학 현미경, 열분석 및 유변학 연구를 통하여 관찰하였다. 수분 흡수를 통한 극성 분석, 광학 현미경 관찰 결과와 열분석을 통하여 후보 고분자들의 아스팔트와의 상용성을 관찰한 결과 대체적으로 극성이 높을수록 아스팔트와의 상용성이 높아짐을 알 수 있었다. 또한 유변학 관찰을 통하여 몇몇 고분자들은 아스팔트와 균일 상을 이룬다는 것을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.77-87
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• 2006

휠트랙킹 시험으로 얻어지는 동적안정도는 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성을 나타내는 기본 척도로서 사용된다. 일반적으로 아스팔트 혼합물의 침하깊이가 클수록 동적안정도는 작고 반면에 침하깊이가 얕을수록 높은 동적안정도를 얻는다. 그러나 기존의 동적안정도의 산출방법은 단지 침하깊이-주기 곡선의 마지막 단계의 기울기에 근거하여 결정하기 때문에 항상 이와 같지는 않다. 특히 초기 단계에 깊게 침하되었어도 마지막 단계에서 완만한 기울기의 곡선을 보이는 혼합물의 동적 안정도는 최종적으로는 침하가 덜 깊으나 점진적으로 균등하게 침하되는 혼합물보다 더 높은 동적안정도가 산출되어 더 좋은 혼합물로 계산되는 모순이 있다. 즉, 기존 방법은 침하깊이-주기 곡선에서 마지막 부분의 기울기보다 완만하면, 최종 침하깊이가 큰 혼합물의 동적안정도가 얕은 혼합물의 동적안정도보다 더 큰 것으로 산출된다. 따라서 합리적인 동적안정도의 산출 방법의 확립이 필요하다. 본 연구에서는 합리적인 동적안정도를 결정하기 위하여 침하깊이의 초기, 중기, 마지막 단계를 고려한 몇 가지의 동적안정도의 산출 방법을 제시하였다. 제시된 새로운 산출 방법이 변형강도와 좋은 상관성 및 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성을 잘 나타냈다. 또한 새로운 방법은 계산이 비교적 쉽고 간단하다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.91-102
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• 2005

아스팔트 바인더 Stiffness와 혼합물의 변형강도 및 동적크리프 특성과의 상관성 분석을 토대로 혼합물의 소성변형 저항성 (내변형성) 추정을 위한 Kim test의 적용성을 고찰하였다. 본 연구는 골재 2종류, AC 60-80 및 이를 개질한 총 8종류의 바인더로 총 16가지 혼합물을 제조하였다. DSR로 각 바인더의 $G^*/sine\delta$를 측정하였으며 Kim test의 변형강도와 동적크리프 시험의 최종변위(FD)와 동적안정도(DS)를 각 혼합물로부터 측정하였다. 바인더의 $G^*/sine\delta$와 소성변형 관련 3가지 특성($S_D$. FD, DS)과의 상관성 분석 결과 $G^*/sine\delta$와 $S_D$와 상관성이 가장 높은 것으로 나타났다 $(R^2=0.88)$ 이는 혼합물에 내재해 있는 내변형성의 차이를 Kim test가 더 잘 구분해 낼 수 있음을 의미한다. 또한 DS와 $S_D$의 회귀분석 결과, $R^2$이 약 0.84 이상을 보여 변형강도는 동적크리프 시험의 동적안정도와 좋은 상관성을 가짐을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통하여 아스팔트 혼합물의 내변형성 평가시 Kim test의 활용 가능성이 매우 높음을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.1-13
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• 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.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.37-46
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• 2004

본 연구는 소성변형을 예측하기 위하여 현재 가장 널리 사용되고 있는 반복주행 (Wheel tracking: WT) 시험을 통해 얻어진 변형량-사이클 곡선의 동적안정도(Dynamic stability : DS)를 정립하기 위한 연구이다. 기존에 반복주행시험을 통해 얻어진 곡선에서 동적안정도를 구하는 방법은 표준화되어 있기는 하지만 불합리한 점이 많아 이를 보다 합리적으로 정립하기 위한 방안을 제시하고자 하였다. 슬래브 $305{\times}305{\times}70mm$의 공시체를 롤러콤팩터로 다짐하여 공극률 약 $4\pm0.5%$로 맞추어 제조하여 반복주행시험을 실시하였다. 기존에 동적안정도를 구하는데 사용하던 방법보다는 본 연구에서 사용한 방법으로 동적안정도를 구하는 것이 침하 깊이와의 상관성을 보다 잘 반영하고, 소성변형 저항성이 좋은 것과 나쁜 것간의 차이가 보다 확실히 나타남을 알 수 있었다. 추후 본 연구에서 개발된 방법으로 계산하여서 동적안정도가 큰 혼합물이 실제 현장에서도 공용성이 우수한지를 추적 조사하는 연구가 뒤따라야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.947-954
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• 2014

일반적으로 Mohr-Coulomb 파괴 이론을 바탕으로 한 재료 파괴는 최대수직응력이나 최대전단응력 상태에서 파괴가 일어나는 것이 아니라 수직응력과 전단응력의 임계결합상태에서 파괴된다. 이에 본 연구에서는 배수성 아스팔트 혼합물 2종과 SMA 10mm혼합물 및 일반 밀입도 아스팔트 19mm를 이용한 $45^{\circ}C$와 $60^{\circ}C$에서 삼축압축시험을 실시하였다. Mohr-Coulomb의 파괴 이론을 바탕으로 삼축압축시험 결과를 정리한 결과 내부마찰각은 $38.9^{\circ}{\sim}46.9^{\circ}$로 다소 불규칙하게 측정되었으나 점착력의 경우 온도와 시편의 수침여부에 따라 다르게 나타났다. 또한, 아스팔트 혼합물의 간접인장강도시험과 삼축압축시험 상관관계를 알아보기 위해 삼축압축시험 결과로 평가된 점착력과 내부마찰각을 이용하여 계산된 이론적인 간접인장강도와 시험을 통해 직접 측정된 간접인장강도를 분석하였다. 두 간접인장강도 값은 비례하는 경향을 보였다.