• 한국산림과학회지
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• 제106권1호
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• pp.70-76
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• 2017

임도포장공법 중 현재 많이 시공되는 콘크리트 포장은 하부지반의 침식으로 인해 균열이 많이 발생하며, 경사가 급한 경우 결빙으로 인하여 임도로서 역할을 수행할 수 없으며, 그리고 콘크리트가 갖고 있는 유해성(6가 크롬 등) 때문에 산림을 건강의 목적으로 생각하는 국민정서에 반하는 단점이 있다. 이러한 측면에서 본 연구는 콘크리트 포장의 문제점을 보완하기 위해 친환경 고화재를 이용하여 경북 고령군 쌍림면에 시설된 임도 85 m에 시험포장을 실시하여 임도포장의 공정과 비용, 강도와 다짐도를 조사하였다. 임도포장공정은 요소작업별로 준비작업, 노면 터파기, 노면 고르기, 하부지반 다짐, 거푸집 설치, 유용토 채취 및 선별, 믹싱, 포설, 다짐, 양생으로 이루어지며, 일위대가를 통한 개략적인 단가산출을 한 결과 콘크리트 포장의 경우는 일반적으로 노무비, 재료비, 경비를 합한 총 38,681원/$m^3$, 친환경 고화재의 경우 총 합계 38,245원/$m^3$으로 시공비용은 비슷하게 나타났다. 또한 양생기간에 따른 강도 특성을 알아보기 위하여 비파괴시험인 슈미트 해머 시험을 실시한 결과 양생기간 7일은 10.5~13.5 MPa, 14일은 18.1~22.7 MPa, 28일은 20.8~23.0 MPa로 양생기간 14일에서 강도증가 폭이 가장 높게 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.69-75
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• 2015

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the effectiveness of a geogrid reinforced subbase of permeable flexible pavement structures with respect to permanent deformation. METHODS : Experimental trials employing a repeated triaxial load test scheme were conducted for both a geogrid reinforced subbase material and a control specimen to obtain the permanent deformation properties based on the VESYS model. Along with this, a finite element-based numerical analysis was conducted to predict pavement performance with respect to the rutting model incorporated into the analysis. RESULTSAND CONCLUSIONS : The results of the experimental study reveal that the geogrid reinforcement seems to be effective in mitigating permanent deformation of the subbase material. The permanent deformation was mostly achieved in the early stages of loading and then rapidly reached equilibrium as the number of load applications increased. The ultimate permanent deformation due to the geogrid reinforcement was about 1.5 times less than that of the control specimen. Numerical analysis showed that the permeable, flexible pavement structure with the geogrid reinforced subbase also exhibits less development of rutting throughout the service life. This reduction in rutting led to a 20% decrease in thickness of the subbase layer, which might be beneficial to reduce construction costs unless the structural adequacy is not ensured. In the near future, further verification must be conducted, both experimentally and numerically, to support these findings.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1-9
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• 2012

PURPOSES: A viscoelastic axisymmetric finite element analysis code has been developed for stress analysis of asphalt pavement structures. METHODS: Generalized Maxwell Model (GMM) and 4-node isoparametric element were employed for finite element formulation. The code was developed using $C^{+}^{+}$ computer program language and named as KICTPAVE. For the verification of the developed code, a structural model of a pavement system was constructed. The structural model was composed of three layers: asphalt layer, crushed stone layer, and soil subgrade. Two types of analysis were considered for the verification: (1)elastic static analysis, (2)viscoelastic time-dependent analysis. For the elastic static analysis, linear elastic material model was assigned to all the layers, and a static load was applied to the structural model. For the viscoelastic time-dependent analysis, GMM and linear elastic material model were assigned to the asphalt layer and all the other layers respectively, and a cyclic loading condition was applied to the structural model. RESULTS: The stresses and deformations from KICTPAVE were compared with those from ABAQUS. The analysis results obtained from the two codes showed good agreement in time-dependent response of the element under the loading area as well as the surface deformation of asphalt layer, and horizontal and vertical stresses along the axisymmetric axis. CONCLUSIONS: The validity of KICTPAVE was confirmed by showing the agreement of the analysis results from the two codes.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.41-50
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• 2011

일반적으로 도로 포장체의 파손은 다양한 요소에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그 중 가장 주된 포장체 파손형태로서 영구변형(permanent deformation)과 피로균열(fatigue crack)을 들 수 있으며 이들은 포장체의 공용수명을 단축시키는 주요원인이 된다. 도로 포장체의 영구변형을 정확히 예측하는 것은 도로포장체의 내구성을 파악하여 이를 기반으로 포장을 설계하는 포장설계법의 수립에 있어 매우 중요하다. 포장하부구조의 재료거동은 본질적으로 전단강도(${\tau}_{max}$)와 밀접한 연관성을 가지므로 포장하부구조 내 발생한 전단응력${\tau}$의 전단강도에 대한 발생비를 고려하여 영구변형 모델을 설정할 필요가 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 전단응력비 개념을 도입한 대형반복삼축압축시험을 통하여 도로하부 재료 중 국내에서 사용되는 대표적인 입상의 보조기층 재료에 대한 영구변형 특성을 알아보았으며 이를 기초로 영구변형 모델의 수립에 필요한 모델 매개변수를 시험을 통해 새롭게 제안하고자 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.57-66
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• 2002

도로포장설계시 일반적으로 동상방지층을 노상층에 포함시키지 않고 단지 노상층의 CBR을 산정하여 그 강도에 적합한 도로포장구조를 결정하고 있다. 그러나, 현재 추세는 동상방지층을 노상층에 포함시켜 포장구조를 설계하고 있다. 동상방지층을 포함한 노상층의 평균 CBR을 사용하는 경우 노상층만의 CBR에 비해 상대적으로 큰 강도를 나타내므로 포장구조 두께는 감소한다. 그러나, 동상방지층을 포함한 노상층의 평균 CBR 산정식이 별도로 규정되어 있지 않으므로 CBR 결정에 많은 혼선을 가져오고 있다. 따라서, 본 연구에서는 동상방지층을 포함한 노상층의 평균 CBR을 산정하기 위하여 실내 및 현장 CBR 시험을 실시하였다. 실험결과를 근거로 노상층의 평균 CBR 산정에 편리한 수정식을 제안하였다. 또한, 노상층만의 CBR을 사용한 포장설계시와 동상방지층을 포함한 노상층의 평균 CBR을 사용한 포장설계시 포장두께를 비교하여 경제성을 검토하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.45-52
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• 2017

PURPOSES : The main purpose of this study is to develop a high elastic modulus and low-shrinkage roller-compacted concrete base (RCCB) in order to prevent fatigue cracking and reflective cracking in the asphalt surface layer of composite pavement. Using a rigid base material with low shrinkage can be a solution to this problem. Moreover, a strong rigid base with high elastic modulus is able to shift the location of critical tensile strain from the bottom of the asphalt layer to the bottom of the rigid base layer, which can prevent fatigue cracking in the asphalt layer. METHODS : Sensitivity analysis of composite pavement via numerical methods is implemented to determine an appropriate range of elastic modulus of the rigid base that would eliminate fatigue cracking. Various asphalt thicknesses and elastic moduli of the rigid base are used in the analysis to study their respective influences on fatigue cracking. Low-shrinkage RCC mixture, as determined via laboratory testing with various amounts of a CSA expansion agent (0%, 7%, and 10%), is found to achieve an appropriate low-shrinkage level. Shrinkage of RCC is measured according to KS F 2424. RESULTS : This study shows that composite pavements comprising asphalt thicknesses of (h1) 2 in. with E2 > 19 GPa, 4 in. with E2 > 15 GPa, and 6 in. with E2 > 11 GPa are able to eliminate tensile strain in the asphalt layer, which is the cause of fatigue cracking in this layer. Shrinkage test results demonstrate that a 10% CSA RCC mixture can reduce shrinkage by 84% and 93% as compared to conventional RCC and PCC, respectively. CONCLUSIONS : According to the results of numerical analyses using various design inputs, composite pavements are shown to be able to eliminate fatigue cracking in composite pavement. Additionally, an RCC mixture with 10% CSA admixture is able to reduce or eliminate reflective cracking in asphalt surfaces as a result of the significant shrinkage reduction in the RCC base. Thus, this low-shrinkage base material can be used as an alternative solution to distresses in composite pavement.

• Elastomers and Composites
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• 제42권2호
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• pp.93-101
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• 2007

본 연구에서는 폐타이어를 재활용한 투수성 도로포장재의 내구성을 향상시키기 위하여 이 포장재에 사용되는 폴리우레탄(PU) 접착제를 개발하고 다른 첨가제의 투입에 따른 물성 변화를 조사하였다. PU중합은 무용제형의 벌크중합법을 사용하였으며 첨가제로는 카본블랙, 탄산 칼슘$(CaCO_3)$ 및 자외선(UV)안정제를 사용하였다. 물성으로는 도로포장재에 요구되는 압축강도를 통하여 환경조건에 따른 저항성을 측정하였다. 중합된 PU 중에 에스터기로 형성된 폴리올과 가교를 형성할 수 있는 사슬연장제가 포함된 경우에 $$4.9kgf/cm^2$로 높은 압축강도를 나타내었으며, 이것은 기존에 사용하던 1액형 PU접착제보다 약 $15kgf/cm^2$ 향상된 결과이다. 또 첨가제로서 카본블랙과 탄산칼슘을 각각 20 wt%를 함께 투입하였을 때가 가장 높은 강도를 보였으나, UV안정제를 사용했을 경우에는 뚜렷한 내후성의 향상을 관찰할 수는 없었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.21-25
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• 2009

본 논문에서는 텍사스 휴스턴에 소재하는 William P Hobby공항의 아스팔트 덧씌우기 포장두께를 설계하기위한 재료 특성화와 구조평가 연구결과에 관한 최근의 사례결과를 나타내고 있다. Hobby 공항의 12R-30L 활주로는 포틀랜드시멘트 콘크리트 포장위에 두꺼운 아스팔트 덧씌우기 층으로 구성되어 있으며 최근 부분적인 표면 밀림 현상이 관측되었다. 아스팔트 혼합물 현장코아 시료를 사용하여 표면 밀림현상 원인을 분석하기 위하여 공기량, 아스팔트 함량 및 골재 입도 분석이 수행되었다. 미연방 항공우주국의 탄성층 해석 프로그램인 LEDFAA가 새로운 아스팔트 덧씌우기층의 포장구조 상태를 평가하기 위하여 사용되었다. 이를 위하여 두 가지의 포장구성 상태가 존재한다고 가정하였다. 즉 PCC 포장위에 아스팔트 콘크리트 덧씌우기층, 그리고 아스팔트 콘크리트 포장. 실험실 시험결과를 근거로 아스팔트 바인더 함유량에 대한 200번째 체 통과 골재비는 $1.1{\sim}2.2$이며 비율이 높을수록 혼합물은 연성을 보이는 것으로 나타났다. 따라서, 12R-30L 활주로의 표면밀림 현상은 과도한 세립골재 함유율로 인한 연성혼합물이 원인인 것으로 나타났다. 구조 평가결과에 의하면 아스팔트 포장으로 포장구조를 가정한 해석 결과는 PCC층에 비하여 좀 더 두꺼운 아스팔트 층일때 더 실질적인 구조적 수명을 나타내었다. 아스팔트층 하부의 PCC포장은 고급기층재료 역할을 수행하기 때문인 것으로 해석된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.213-224
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• 2008

트럭 축하중에 의한 도로포장체의 응력과 변형은 대부분 다층 탄성 이론에 의해 예측된다. 대부분의 다층 탄성 이론에 의한 이론적 계산값이 연성 포장 재료의 점탄성적 거동특성, 동적 트럭 축하중, 비균등 타이어 접지압 및 형상등을 해석에 고려하지 못하므로, 계측값에 비해 매우 작은 값을 예측하므로서 도로 포장 두께설계가 과소 설계될 우려가 크다. 이와 같은 도로 포장체 구조해석시 이용되는 중요한 변동요소를 포장 재료의 물성 모델 측면, 비균등 접지압 및 형상 측면, 동적 유한요소해석 측면에서 분석하여 이용 가능한 모델을 본 논문에서 제안하였다. 경계조건 및 민감도 분석을 수행을 통한 효과적인 3차원 연성포장의 유한요소해석모델을 결정하는 방법론을 제안하였으며, 최적 유한요소모델 분석결과와 현장에서 취득한 결과와의 상호비교를 통하여 모델의 유의성을 검증하였으며, 동적 접지하중조건, 점탄성물성 모델 등을 3차원 유한요소 모델에 접목하고, 최적 경계조건을 결정하였다.

• 국제학술발표논문집
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• The 5th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.596-601
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• 2013

In the current pavement construction practice, the state agencies traditionally determine the quality of the as-constructed pavement mix based on individual mixture material parameters (e.g., air voids, cement or asphalt content, aggregate gradation, etc.) and consider these parameters as key variables to influence payment schedule to the contractors and the present and future quality of the as-constructed mixture. A set of empirically pre-determined pay adjustment schedule for each parameter that was differently developed and being used by the individual agencies is then applied to a given project, in order to judge whether each parameter conforms to the designated specifications and consequently the contractor may either be rewarded or penalized in accordance with the payment schedule. With an improved quality assurance system, the Performance Related Specification, the individual parameters are not utilized as a direct judgment factor; rather, they become independent variables within a performance prediction function which is directly used to predict the performance. The quantified performance based on the prediction model is then applied to evaluate the pavement quality. This paper presents the brief history of the quality assurance in asphalt pavement construction including the Performance Related Specifications, statistical performance models in terms of fatigue and rutting distresses, as an example of the performance prediction models, and envisions the possibilities as to how this Performance Related Specification could be utilized in other infrastructures construction quality assurance.