Performance Evaluation of perpetual Asphalt Pavements Using an Accelerated Pavement Tester

포장가속시험기를 이용한 장수명 아스팔프포장의 공용성 평가 연구

In this study, accelerated pavement tester(APT) was performed on long-life asphalt pavements that can save maintenance and user costs by increasing the design life twice longer than conventional asphalt pavements. Basic material testings are first conducted on a high modulus base(HMB) mixture developed in this study. Four different pavement sections including thin and thick conventional and thin and thick HMB courses are constructed to compare the load-carrying capacities and to investigate the fatigue and rutting performances using an accelerated pavement tester. Tensile strain values at the bottom of base courses under the various loading levels are measured. The tensile strain values of the HMB sections are lower than those of the conventional sections. It is observed from the APT performed on the thin pavement sections that no significant cracks are developed up to the 180,000 cycles of a wheel load. In terms of rutting, only 3mm of rutting is developed in the thick HMB section while 5.3mm of rutting is developed in the thick conventional section at the 90,000 cycles of the wheel load. The HMB material developed in this study can be successfully used in the long-life asphalt pavements because of its excellent fatigue and rutting performances. It is estimated from a series of structural analysis that the use of the HMB material instead of the conventional base materials may reduce the asphalt thickness at least 5cm because of its better load-carrying capacity.

본 연구에서는 일반 아스팔트 포장에 비해 설계수명을 2배 이상 증대시켜 보수주기를 증진하고 보수비용 및 사용자 비용을 절감할 수 있는 장수명 아스팔트 포장에 대한 포장가속시험 (APT)을 수행하였다 먼저 본 연구에서 개발된 장수명 포장용 고강성기층 혼합물에 대한 기초적인 물성시험을 수행하였다. 포장의 지지력을 비교하고 피로 및 소성변형에 대한 저항성을 평가하기 위하여 일반 및 고강성 기층으로 구성된 총 4개의 시험단면을 건설하였다. 또한 일반 및 고강성 단면은 각각 얇은 단면과 두꺼운 단면으로 구성되었다. 다양한 교통하중에 대한 아스팔트 기층하단의 인장변형률을 측정하였으며 시험결과 고강성 단면의 인장변형이 일반단면에 비해 적게 발생되는 것을 확인하였다. 기층 단면이 얇은 포장단면에 대한 APT 시험결과 윤하중이 180,000회 재하될 때까지 균열은 발생하지 않았다. 기층단면이 두꺼운 포장에 대해 윤하중 90,000회 재하시 일반단면은 5.3mm, 고강성 단면은 3m의 소성변형이 발생하였다. 본 연구에서 개발된 고강성 혼합물은 소성변형 및 피로균열에 대한 저항성이 우수하기 때문에 장수명 포장용 기층재로서 적합한 것으로 판단된다. 또한 다양한 구조해석 결과 일반 혼합물 대신 고강성 혼합물을 사용할 경우 포장의 하중지지력이 증가하기 때문에 아스팔트층의 단면두께를 최소 5cm 이상 줄일 수 있을 것으로 판단된다.