• 한국도로학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.9-18
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• 2012

PURPOSES : This study evaluated the field applicability and laboratory performance of warm-mix asphalt (WMA) as an alternative technology in asphalt pavement. METHODS : The pilot road using two different types of WMA mixture and one HMA mixture was constructed in Waegwan-Seokjeok road construction site and the mixtures were sampled at the asphalt plant for laboratory testings. The field applicability was assessed in environmental aspects, such as $CO_2$ emission, and in aspects of constructibility using the existing equipment and procedure, i.e., thickness and density measurement. The laboratory testings included the moisture susceptibility test by AASHTO T283, dynamic modulus test, triaxial repeated load permanent deformation test, and the fatigue test. RESULTS : The temperatures for production and compaction of WMA were $20{\sim}30^{\circ}C$ lower than those for HMA and therefore, the noxious gas emission were significantly reduced. The field density of WMA pavements was similar or better than that of HMA pavement. From the laboratory testings, it was found that WMA mixtures exhibit comparable performance to HMA mixture in moisture susceptibility, permanent deformation, and fatigue performance. CONCLUSIONS : With these results, it would be concluded that WMA could replace the existing HMA technology without any significant issue. To support this conclusion, it is necessary to track the long-term performance of WMA in pilot road.

• 한국도로학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.19-24
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• 2014

PURPOSES : The study objective was to evaluate rheology and physical properties of SBS-modified warm-mix asphalt (WMA) binders in comparison with hot-mix asphalt (HMA) binders. METHODS : Four different SBS polymers were used to prepare polymer-modified asphalt (PMA) binders, and three different warm-mix additives (WAD) were used to prepare a total of 12 WMA PMA binders. The kinematic viscosity was measured at 115, $135^{\circ}C$. The PG was determined using DSR and BBR. The pass/fail (P/F) temperatures for high and low PG grading were evaluated for HMA PMA and WMA PMA binders. RESULTS : PG 76-22 binders could be prepared by modifying the base binder (PG 64-22) using 4.5 wt% of SBS. The kinematic viscosity (KV) of SBS PMA was increased by 3 times higher than that of base asphalt. The SBS PMA with WAD showed 10% lower KV than that of the normal SBS PMA at $115^{\circ}C$ The high P/F temperatures showed almost no difference between HMA PMA and WMA PMA binders. The high P/F temperature showed very high correlations with KV ($R^2$ > 0.97). The result of SBS modification caused increase of low P/F temperature by $2.7^{\circ}C$ on average. CONCLUSIONS : Since the PMA with WAD showed 10% lower KV than normal (HMA) PMA at $115^{\circ}C$, reducing PMA mixture temperature down to a WMA level was possible in this study. The higher KV binders showed the higher P/F temperature. There was almost no change in high P/F temperature due to the use of WAD. The SBS PMA, showing an increased low P/F temperature, might show somewhat poorer performance at low-temperature, even though the lower PG grade was staying at the same level, i.e., $-22^{\circ}C$.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6D호
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• pp.803-810
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• 2011

국내외적으로 지구 온난화와 에너지 절약에 관한 관심이 커지고 있는 가운데 아스팔트관련 산업에서도 이러한 친환경 소재 및 기술 개발에 관심을 가지고 있다. 기존 가열 아스팔트에 비해 낮은 온도에서 생산할 수 있는 기술인 중온 아스팔트는 이러한 친환경 소재관련 기술 개발의 결과로서 지속적인 개발연구의 대상이 된다. 이러한 연구대상중의 하나는 중온 아스팔트 바인더의 접착능력을 측정하는 것이다. 그리고 또한 이러한 접착능력 평가와 아스팔트 혼합물 성능을 직접 연결하는 노력도 필요하다. 본 논문은 중온 아스팔트 바인더와 골재의 접착능력에 관한 내용을 다루고 있고, 그 접착능력을 평가하기 위한 시험방법을 제시하고 있다. 본 연구에서는 기존 DSR 수분손상시험을 사용해 가열 및 중온 아스팔트 바인더와 골재사이 접착부분의 물성을 비교 평가했고, 또한 아스팔트 혼합물 성능과의 관계성을 구하기 위해 인장강도 비를 측정해서 확인해 보았다. 본 연구를 통해서 나온 결론은 다음과 같다. 기존의 수퍼페이브 표준 아스팔트 바인더 시험법에서 사용하는 선형점탄성 $G^*$ 값보다는 85% 선형점탄성 $G^*$에서의 전단응력 값이 가열 아스팔트 바인더 또는 중온 아스팔트 바인더와 골재의 접착성을 좀 더 적확하게 평가하기 위한 물성 값이 될 수 있다. 그리고 얇은 아스팔트 피막두께의 접착능력을 평가하는 것이 실재 아스팔트 바인더와 골재의 접착능력을 좀 더 잘 반영할 수 있는 방법이 될 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.63-74
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• 2014

PURPOSES: This research is to evaluate the mechanical performance of different types of Hot Mix Asphalt (HMA) pavement cells prepared for MN/Road field testing section through an extensive experimental analysis of air voids and simple statistical evaluation tools (i.e. hypothesis test). METHODS: An extensive experimental work was performed to measure air voids in 82 asphalt mixture cores (238 samples in total) obtained from nine different types of road cell located in MN/Road testing field. In order to numerically and quantitatively address the differences in air voids among the different test Cells built in MN/Road, a simple statistical test method (i.e. t-test) with 5% significance was used. RESULTS: Similar trends in air voids content were found among the mixtures including conventional HMA, Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) and Warm Mix Asphalt (WMA) combined with taconite aggregate this provides support to the use of RAP and WMA technology in the constructions of asphalt pavement. However, in case of acid modified HMA mixtures, significant differences in air void content were observed between on the wheel path and between wheel path location, which implies negative performances in rutting and thermal cracking resistances. Conclusions : It can be concluded that use of RAP and WMA technology in the construction of conventional asphalt pavement and the use of PPA (Poly Phosphoric Acid) in combinations with SBS (Styrene Butadiene Styrene) in asphalt binder production provide satisfactory performance and, therefore, are highly recommended.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.41-48
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• 2011

아스팔트 혼합물을 중온에서 생산하여 다짐할 수 있는 중온 아스팔트 기술이 개발되었다. 중온 아스팔트 기술은 유해가스를 줄일 수 있어 친환경적 아스팔트 포장 기술로 인정받고 있으며 전 세계적으로 그 사용량이 점점 증가하고 있다. 최근, 국내에서도 순수 국산화 기술로 중온 아스팔트 혼합물용 첨가제를 개발하여 이에 대한 품질평가와 중온 아스팔트 혼합물에 대한 성능평가를 수행하고 있다. 2008년도부터 다수의 신설 국도 구간에 자체 개발한 중온 아스팔트 첨가제를 사용하여 생산한 중온 아스팔트 혼합물을 이용하여 시험포장을 성공적으로 완료하였다. 2010년 대전지방국도관리청 산하 신설 국도포장의 중간층에 두 종류에 중온화 첨가제(일반 중온화 첨가제(WMA), 폴리머 개질 중온화 첨가제(WMA-P))를 사용한 두 종류에 중온 아스팔트 혼합물과 한 종류에 가열 아스팔트 혼합물을 각각 생산하여 시험포장을 완료하였으며 시함포장에 사용한 혼합물을 사용하여 본 연구를 수행하였다. 현장 아스팔트 플랜트에서 생산된 두 종류의 중온 아스팔트 혼합물(WMA, WMA-P)과 일반 가열 아스팔트 혼합물(HMA)을 각각 채취하였으며 실내에서 실제 도로에서 발생하는 차량하중과 환경을 모사할 수 있는 소형 포장 가속시험기(MMLS3)를 사용하여 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성과 수분민감도를 비교 평가하였다. 소형 포장 가속 시험결과 현장 아스팔트 플랜트에서 생산한 중온 아스팔트 혼합물은 가열 아스팔트 혼합물보다 우수한 소성변형저항성과 수분민감도를 보여 주었다. 순수 국산화 기술로 중온 아스팔트 혼합물용 첨가제는 가열 아스팔트 혼합물 보다 낮은 온도에서 중온 아스팔트 혼합물을 생산하고 다짐하는데 효과적인 것으로 평가되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.133-142
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• 2011

본 연구에서는 국토해양부 기준으로 제시된 선회 다짐횟수를 가열아스팔트 혼합물과 중온아스팔트 혼합물을 이용하여 검증하는데 그 목적이 있다. 다짐횟수 검증을 위하여 굵은골재최대치수 13mm와 19mm 1등급 골재와 가열아스팔트 혼합물용 PG64-22와 PG76-22, 중온아스팔트 혼합물용 PG70-22 아스팔트를 사용하였다. 또한, 각각의 바인더 별로 권장 다짐온도를 기준으로 4가지 온도에서 선회다짐 100회와 마샬다짐 75회의 다짐량을 비교하였다. 두 다짐기를 공극률 상으로 평가할 때 전반적으로는 선회다짐기의 다짐이 다소 더 잘 되었다. 공극률에 대한 분산분석 결과 두 다짐기 사이에 19mm 혼합물에서는 통계적 유의차가 나타났고 13mm의 경우 유의차가 나타나지 않았다. 특히 일정 다짐온도 이하에서 다졌을 경우 두 다짐기 모두 다짐이 불량하여 다짐온도를 확보하여 다짐하는 것이 매우 중요한 것으로 나타났다. 따라서, "가열 아스팔트 혼합물의 생산 및 시공"에서 제시한 선회 다짐횟수 100회는 지침에서 제시한 아스팔트 혼합물의 다짐온도를 준수한다면 마샬다짐기 양면 75회 다짐과 유사하거나 다소 좋은 다짐 량을 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1101-1107
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• 2016

폐아스팔트 콘크리트(RAP)의 발생이 증가함에 따라 이를 자원으로 재활용 할 수 있는 재생 아스팔트 콘크리트에 대한 관심이 높아지고 있다. 폐아스팔트 콘크리트를 아스팔트 콘크리트용 순환골재로 사용할 경우 품질저하로 인해 사용량을 제한하거나 재생첨가제를 사용하도록 하고 있다. 본 연구에서는 공정상의 편리성을 위해 재생첨가제가 포함된 중온 재생 아스팔트 바인더(WMRA)를 사용하여 RAP의 사용비율을 50% 까지 증가시킬 수 있는 재생 아스팔트 콘크리트의 실내 공용성능 평가를 수행하였다. 마샬안정도 실험 결과 RAP 30% 사용시에는 WMRA 바인더와 스트레이트 아스팔트 바인더 사용시 큰 차이가 없었으나 RAP 혼합비율이 50%로 늘어날 경우 WMRA 바인더 사용시 흐름값 34.7 (1/10 mm)로 기준을 만족시킬 수 있는 것으로 나타났다. 간접인장강도 실험의 터프니스 계산 결과 RAP 사용비율 50% 일 때 WMRA 바인더 사용시 스트레이트 아스팔트 바인더 사용시에 비해 55% 높은 값을 나타내어 균열저항성이 향상된 것을 알 수 있었다. 또한 반복직접인장실험을 통해 직접적인 균열저항성 비교 결과 WMRA 재생 아스팔트 콘크리트의 피로균열 저항성이 263% 증가하는 것으로 나타나 WMRA 바인더가 RAP 사용비율을 50%까지 높일 수 있어 RAP의 재활용에 효과적인 것으로 나타났다.