• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.68-75
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• 2016

본 연구에서는 반강성포장용 개립도 아스팔트 혼합물의 배합조건을 결정하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 두 종류의 아스팔트 및 함량에 따른 총 12가지의 기본배합을 설정하였고, 국내 KS 기준에 따라 마샬안정도, 공극률 및 투수계수, 칸타브로 시험을 수행하였다. 시험결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 마샬안정도는 스트레이트 아스팔트와 개질 아스팔트의 함량이 각각 5.0% 및 5.5%까지는 증가하였으나 함량이 더 높아질 경우에는 증가량이 미미하거나 감소되는 경향을 나타내었다. 공극량의 경우 아스팔트 함량 증가에 따라 감소되고 투수계수도 감소되는 경향을 나타내었는데 상관계수가 86% 수준으로 평가되었다. 칸타브로 손실률 평가 결과 아스팔트 함량이 3.5%에서 6.0%로 증가될수록 감소되었고 개질 아스팔트는 스트레이트 아스팔트에 비해 손실률을 18.8%~33.1% 감소시킬 수 있었다. 국내 규정에서 제시하는 품질기준과 시험 결과를 종합해 볼 때 개질 아스팔트 함량 4.5%가 모체 개립도 아스팔트 제조에 유효한 배합으로 평가되었다.

• 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.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.178-178
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• 2011

도로소음은 다양한 소음원에 의해 발생하며, 도로를 이용하는 사람과 도로 주변사람에게 큰 불편을 초래한다. 보다 쾌적한 환경을 원하는 현대인에게 있어 도로 소음의 경감은 중요한 환경 공해로 작용한다. 도로 소음을 줄이기 위해서는 여러 가지 방법이 있을 수 있으며, 이 중 도로 포장의 개선을 통해 도로 소음을 경감할 수 있으며, 이와 같은 포장을 저소음 포장이라고 한다. 저소음 포장은 주행하는 차량의 타이어와 노면이 마찰하면서 발생하는 소음을 최소화하기 위한 것으로 소음 발생의 메커니즘을 바탕으로 하고 있다. 저소음 포장중 가장 널리 사용되고 있는 방법은 공극을 늘리는 것이다. 약 20%의 공극은 타이어와 노면 사이의 에어펌핑음을 최소화 하며, 소리를 흡수하는 역할로 약 3dB의 소음 가소 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 소음을 감소시키는 또 하나의 방법은 노면의 표면 조직을 매끈하게 하여 타이어와 노면의 충격음을 줄이는 방법이다. 노면의 평탄성을 개선하기 위해 포장에 사용되는 골재의 최대크기를 줄이는 소입경 포장을 소음 가소의 목적으로 유럽 등지에서 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 저소음 기능을 위해 공극률을 크게 하고 소입경 골재를 사용하는 소입경 저소음 포장의 현장 적용을 위한 배합 설계를 수행하였다. 소입경 저소음 포장의 최대 골재 크기는 현장 적용성과 경제성을 고려하여 10mm 골재를 사용하였으며, 수도권에서 입수한 4곳의 산지 골재를 분석하여 골재 합성 입도를 산정하였다. 10mm 저소음 포장의 골재 입도 범위는 공극률 15~18%를 목표로 하며, 이를 만족하기 위하여 배합 설계를 수행한 결과 5mm 통과 중량 백분율이 약 30%로 하는 개립도가 적당한 것으로 나타났다. 공극이 증가함에 따라 포장의 내구성 향상을 위해 사용된 고점도 바인더는 아스팔트 혼합물의 생산 및 시공온도를 증가시키게 된다. 또한 굵은골재의 비율이 높은 개립도 아스팔트 혼합물의 경우 운반과정과 포설 과정에서 온도가 빨리 떨어지는 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 중온 첨가제의 사용을 통해 생산 및 다짐온도를 낮추고자 하였다. 소입경 저소음 포장의 배합설계 과정은 배수성 포장의 배합설계 과정과 유사하나, 칸타브로 손실률과 흐름실험의 변곡점을 기준으로 할 경우, 칸타브로 손실률과 흐름 손실률이 매우 작아 변곡점을 판단하기 어렵기 때문에 칸타브로 손실률과 흐름 손실률의 기준 만족 여부로 판별하고, 최적 아스팔트 함량은 공극률을 기준으로 산정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 중온 첨가제를 사용할 경우는 중온 첨가제로 인한 점도의 변화를 감안하여 혼합 및 다짐 온도를 결정하고 배합 설계를 수행하며, 중온 첨가제의 특성과 양에 따라 최적 아스팔트 함량이 변화하게 된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.181-181
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• 2011

도로는 국내 물류를 담당하는 중요한 기반시설로 국내 경제성장의 중추적인 역할을 담당하고 있다. 특히, 1970년대 개통된 경부고속도로는 우리나라의 대동맥으로 산업 성장의 파급효과를 가져오는 기반이 되었고, 공학적인 차원에서도 도로 포장재료를 경험 및 과학적으로 분석하여 적용하는 계기로 도로공학발전의 초석이 되었다. 과거에 적용된 도로 포장재료는 기술자의 경험에 의존하여 배합설계가 진행되었으며, 중차량의 비중이 많은 지역은 강성포장을 적용하고, 상대적으로 중차량이 적은 구간은 연성포장을 적용하는 설계를 따랐다. 하지만, 강성포장을 대표하는 시멘트 콘크리트 포장은 시공상의 복잡함과 시멘트 콘크리트 특성상 강도발현을 위해서 일정기간 이상의 양생일수가 필요하므로, 도로건설의 인프라 구축이 시급한 지역에서는 사용의 제약이 따른다. 연성포장을 대표적하는 재료로는 아스팔트 콘크리트 포장을 들 수 있다. 강성포장보다는 상대적으로 시공상의 편리함과 일정기간의 양생이 필요하지 않아 도로 포장재료로서 그 적용성이 우수하다. 과거에는 아스팔트 콘크리트 포장의 종류가 단순화되어 표층, 기층에 대표되는 몇몇 혼합물이 도로 포장재료로 사용되었다. 도로공학의 학문적 발달과 함께 도로포장의 전반적인 기술이 향상되고 있다. 과거의 도로 기능은 국가 경제발전을 위한 산업용 원자재의 운반이 주요 기능을 담당하고 있는 반면, 국민의 경제적 수준이 증대되고 자가용의 보급이 보편화되면서 도로 이용의 주체가 국민 개개인으로 변화되고 있고, 그 요구조건도 다양화되고 있다. 이에 발맞추어 도로공학의 기술적 향상으로 다양한 기능을 발휘할 수 있는 도로포장재료가 개발되고 있으며, 대표적인 제품으로는 배수성 포장, 반강성 포장, 보수성 포장, 탄성 포장, 저소음 포장 등이 있다. 본 연구에서는 기능성 포장의 하나인 저소음 포장의 특성 중 생산성능을 평가하였다. 생산성능이란 저소음포장을 현장 플랜트에서 생산하였을 경우의 특성을 분석하는 과정으로, 실내 실험으로 최적화된 재료의 배합은 이상적인 조건을 적용하여 결정된 것으로 입고된 현장 골재 및 생산 플랜트 조건에 따른 그 배합 및 물성이 변동을 가져올 수 있다. 특히, 저소음 포장은 기존의 아스팔트 포장과 달리 적용되는 골재, 아스팔트의 재료가 고성능을 발휘하기 위하여 특수한 재료를 적용해야 한다. 배합설계에서도 개립도 아스팔트 혼합물에 적용되는 내구성분석 절차를 따라야 하므로, 실내 배합설계 혼합물과 현장 생산 혼합물간의 물리적 특성에 차이를 나타낼 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 실내 및 현장 혼합물의 전반적인 물리적 특성의 차이를 분석하여 저소음 포장의 현장 생산성능을 확인하였다. 분석요소로는 혼합물의 기초물성면에서는 밀도, 공극률을 분석하였으며, 실내 내구성면에서는 마샬안정도, 잔류안정도를 분석하여 실내 및 현장 혼합물의 물성차이를 분석하였다. 기초물성을 평가할 수 있는 밀도와 공극률에서는 생산 현장 혼합물이 실내 혼합물 보다 높은 밀도와 낮은 공극률을 나타내고 있으며, 이에 상관하여 강도특성을 분석할 수 있는 마샬안정도도 생산 현장 혼합물이 다소 높은 강도를 발휘하였다. 또한, 수분에 대한 안정성을 평가하는 인자인 잔류 안정도에서는 실내 및 현장 혼합물 모두 우수한 성능을 발휘하였다.