• 한국도로학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.33-41
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• 2016

PURPOSES : This study primarily focused on evaluating the performance characteristics of 4.75-mm nominal maximum aggregate size (NMAS) asphalt mixtures for their more effective implementation to a layered flexible pavement system. METHODS : The full-scale pavements in the FDOT's accelerated pavement testing (APT) program, including 4.75-mm mixtures at the top with different thicknesses and asphalt binder types, were considered for the faster and more realistic evaluation of the rutting performance. The results of superpave indirect tensile (IDT) tests and hot-mix asphalt fracture mechanics (HMA-FM) based model predictions were used for cracking performance assessments. RESULTS : The results indicated that the rutting performance of pavement structures with 4.75-mm mixtures may not be as good as to those with the typical 12.5-mm mixtures, and pavement rutting was primarily confined to the top layer of 4.75-mm mixtures. This was likely due to the relatively higher mixture instability and lower shear resistance compared to 12.5-mm mixtures. The energy ratio (ER) and HMA-FM based model performance prediction results showed a potential benefit of 4.75-mm mixtures in enhanced cracking resistance. CONCLUSIONS : In relation to their implementation, the best use of 4.75-mm mixtures seem to be as a surface course for low-traffic-volume applications. These mixtures can also be properly used as a preservation treatment that does not necessarily last as long as 12.5-mm NMAS structural mixes. It is recommended that adequate thicknesses and binder types be considered for the proper application of a 4.75-mm mixture in asphalt pavements to effectively resist both rutting and cracking.

• 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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• 제9권1호
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• pp.57-67
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• 2007

최근 아스팔트 혼합물의 VMA 혹은 그 외 다른 체적요소의 기준값을 대체하기 위해 유효아스팔트 함량(film thickness)에 대해 논의되어 왔다. 이들 중 일부는 유효 아스팔트 함량의 기준값을 제안하였으며, 일부는 새로운 개념 또는 계산 방법을 포함하는 새로운 모델을 즉, 인덱스 모델(index model) 또는 가상 모델(virtual model)을 소개하였다. 각각의 모델은 아스팔트혼합물의 체적특성을 설명하는데 있어서 형상, 크기 등 골재의 체적특성을 정량화하는 방법을 이용한다. 본 연구에서는 인덱스 모델과 가상 모델의 장점을 결합한 개선된 가상 모델 (modified virtual model)을 제안하였다. 개선된 가상 모델을 기존의 두 가지 모델과 비교평가하기 위하여 DASR 개념에 근거하여 제작된 총 8개의 혼합물을 대상으로 IDT 시험과 APA 시험을 수행하였다. 시험 결과, 아스팔트 혼합물의 공용성과 유효 아스팔트 함량의 관계를 계산함에 있어서 본 연구에서 제안된 가상 모델은 기존의 모델들에 비해 더 적절함을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.29-40
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• 2011

15년 정도의 짧은 역사를 가지고 있는 중온 아스팔트 포장은 국내·외적으로 현재 가장 관심대상이 되는 에너지 절약과 환경보호를 추구하는 도로건설분야의 그린기술이다. 본 연구는 이러한 중온 아스팔트의 물성평가를 아스팔트 덩어리 전체 거동으로 고려한 기존 침입도, 점도, 그리고 수퍼페이브에 의한 아스팔트 시험방식으로부터 벗어나 아스팔트 피막두께에 따른 물성평가로 시각을 바꾸어 새로운 프로토콜을 제시하고 결과분석에 따른 새로운 평가기준제안을 하는 것이 목적이다. 이를 위해 기존에 개발한 DSR Moisture Damage의 실험 및 분석의 기본틀을 ARES장비를 통해 각 피막두께별 물성을 측정하고 분석하였다. 분석결과를 통해 $200{\mu}m$와 $400{\mu}m$ 사이에 물성의 급격한 변화를 볼 수 있는 한계피막두께가 존재하고 또한 가열아스팔트와 중온아스팔트가 가지고 있는 한계피막두께근처에서 발생하는 물성의 급격한 변화가 서로 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 이런 결과를 통해 기존 가열 아스팔트와 성질이 다른 중온 아스팔트를 제대로 평가하기 위해서는 $200{\mu}m$와 $400{\mu}m$ 사이 피막두께의 물성평가를 고려해야한다는 것을 제안한다.

• 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.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.9-15
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• 2004

아스팔트 혼합물의 균열 저항성은 일반적으로 인장 강도, 스티프니스와 같은 단일 물성치를 측정함으로써 평가된다. 그러나, 아스팔트 혼합물의 균열 성능을 평가함에 있어서 단일 물성치의 이용은 의문시되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 아스팔트 혼합물의 균열 저항성과 관련이 있는 주요 특성치를 좀 더 심도 있게 규명하고자 하였다. 이를 위해 다양한 하중 조건 하에서 파괴 시험 크리프 시험, 강도 시험이 일반 아스팔트 혼합물과 개질 아스팔트 혼합물에 대해서 수행되었다. 시험 결과, 혼합물의 균열 저항성은 주로 미세 손상 축적 속도에 영향을 받음을 알 수 있었으며, 이 값은 파괴 에너지 한계에 영향을 주지 않으면서 m값에 반영됨을 알 수 있었다. 또한, 짧은 하중 재하 시간 (탄성거동) 동안 얻어지는 스티프니스는 혼합물의 균열 저항성의 차이를 규명하는데 한계가 있음을 알 수 있었다. 따라서 아스팔트 혼합물의 균열 저항성을 보다 명확히 평가하기 위해서는 혼합물의 크리프 거동과 파괴 한계점을 동시에 고려하는 것이 필수적임을 알 수 있었다. 또한 수퍼페이브 간접 인장 강도 시험으로부터 구한 잔여 소멸 에너지는 비교적 손쉬운 실험을 통해 아스팔트 혼합물의 균열 저항성의 상대적인 차이를 보여줄 수 있는 유용한 물성치임을 알 수 있었으며, 장기 크리프 시험에서 얻어지는 파괴 변형률은 아스팔트 혼합물의 크리프 거동과 파괴 한계점을 동시에 고려함으로써 균열 저항성을 평가할 수 있는 유용한 물성치 임을 알 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.51-58
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• 2008

최근 국내외에서 도로포장설계법에 경험적/역학적 개념을 적용한 설계법의 개발 및 이의 활용을 위한 연구가 매우 활발하게 진행 중에 있다. 미국의 경우 AASHTO 2002 설계법, 우리나라의 경우 한국형 도로포장설계법의 개발이 진행 중에 있고, 개발되는 설계법에 도로포장재료의 역학적 물성치 평가가 상당히 중요한 역할을 하게 구성되어 있다. 따라서 설계법에 이용될 국내 아스팔트 혼합물의 재료물성의 평가가 매우 시급한 실정이다. 이 재료의 물성치를 평가하는 방법 중 최근에 많이 적용되는 방법이 동탄성계수시험이다. 본 연구에서는 아스팔트 포장체의 시간에 따른 노화특성을 고려한 아스팔트 포장체의 동탄성계수를 평가하였고, 이를 이용하여 동탄성계수 예측방정식을 제안하였다. 시험에 이용된 아스팔트 혼합물은 KS 표준규격에 사용되는 9종(SMA 및 SBS 포함)과 3종류의 아스팔트 바인더를 이용하였다. 보통 공장에서 배합, 생산되어 현장으로 이동하고 다짐이 완료되기까지 걸리는 시간을 고려하면 단기노화조건은 $135^{\circ}C$ 4시간이 적절할 것으로 판단되며, 공정이 빠르고 관리가 잘되는 조건을 반영 한다면 $135^{\circ}C$ 2시간이 적절할 것이다. 장기노화 시험은 공용단계의 아스팔트 바인더의 노화를 시험하였다. 전체적으로 노화가 진행되면서 동탄성계수가 높아짐을 알 수 있다. 최대입경이 클수록 그 정도는 작아지는데 그 이유는 아스팔트 바인더의 효과 보다 골재의 효과가 그 비중이 증가함에 따른 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.425-433
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• 2006

본 연구에서는 화강암 골재를 이용한 아스팔트 표층용 혼합물 및 기층용 혼합물의 동탄성계수를 평가하고, 배합설계에 사용된 데이터를 바탕으로 신뢰성이 높고, 간단한 형태의 동탄성계수 예측방정식을 개발하는 목표를 두고 있다. 기존의 마샬 배합설계가 아닌 슈퍼페이브 배합설계를 이용하여, 재료들의 기본 물성치를 정리하였다. 표층용(13mm 및 19mm)과 기층용(25mm) 밀입도 아스팔트 혼합물을 적용하였고, 국내의 대표적인 아스팔트 AP-3, AP-5 아스팔트 바인더를 이용하여 배합설계를 실시하였다. 최적아스팔트함량에 공극률 2%, 4%, 6%의 시편과 공극률 4%에 최적 아스팔트 함량에서 ${\pm}1%$의 아스팔트 함량을 이용하여 시편을 제작하였다. 5개의 다른 시험온도, -10, 5, 21, 40, $55^{\circ}C$ 및 0.05, 0.1, 1, 10, 25Hz의 5개의 하중주파수를 이용하여 일축압축 시험모드로 동탄성 계수를 평가하였다. 기존의 동탄성계수 예측용 Witczak 방정식을 표층용 및 기층용 아스팔트 혼합물 실험결과를 이용하여 국내 아스팔트 혼합물에 적용할 수 있는 수정된 예측방정식을 제안하였다. 예측방정식에 사용된 각각의 변수들에 의한 영향정도를 상호 비교 평가하였고, 제한된 실험 자료로 인해 예측방정식의 신뢰도는 약 80% 수준으로 평가되었다.