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한국도로학회논문집 KCI 등재 International journal of highway engineering
- 발행기관 한국도로학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1738-7159 (Print)2287-3678 (Online)
- 수록기간 1999 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 534DDC 625
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제6권 제4호 (2004년 12월) 12건
1.
2004.12
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본 논문은 상온상태의 폐아스팔트 포장재료를 가열재활용하여 기층용뿐만 아니라 표층용으로 활용함에 있어 재생 아스팔트 바인더의 특성을 연구한 것이다. 4종류의 RAP을 가지고 RAP 자체의 기본 물성을 시험하였다. 배합설계는 표층에는 RAP을 10, 20%를 첨가하였고, 기층에는 10. 20, 30%를 첨가하였다. 재생혼합물의 신규바인더로는 AC 60-80을 선정하였다. 침입도, 점도, GPC, TFO. 저온균열 저항성을 평가하기 위한 BBR 실험을 수행하였다. 절대점도와 GPC에서의 대형입도분자(LMS)를 지수함수 회귀분석을 통해 R2이 0.95 이상이었고 이것은 절대점도 추정에 GPC 결과가 상당히 정확함을 시사해주고 있다. RAP을 첨가한 재생 아스팔트 바인더의 PG 저온 등급은 일반 신규 바인더에 비해 한 단계 높은 등급을 나타내므로 저온균열에 대한 저항성은 약간 약한 것으로 나타났다.
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2.
2004.12
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국내의 각종 시방서 및 지침에 수록되어 있는 기존 마샬 배합설계 방법은 일본 도로공단의 규격을 도입하여 사용한 것이다. 이러한 배합설계 방법은 최근의 도로 포장의 공용성에 많은 문제점을 야기시키는 원인 중의 하나로 인식되어지고 있다 따라서 현재 외국의 배합설계 과정에서 가장 많이 이용되고 있는 용적 개념의 도입을 통해 개선된 마샬 배합설계 방법을 제시하고자 한다. 본 연구를 통해 개선된 배합설계 방법은 공극률 4%에 해당하는 아스팔트 함량을 예비 최적 아스팔트 함량으로 결정한 후 포화도, VMA(골재 간극률), 안정도, 흐름값의 마샬 물성치를 만족하면 이를 최적 아스팔트 함량으로 정하는 방법이다. 이러한 배합설계 방법은 기존 방법에서는 고려하지 않는 VMA 값을 도입하였으며, 현장에서 오차가 많이 발생되는 마샬 안정도 시험을 설계 요소가 아닌 검토 요소로 정함으로써 배합설계의 오류를 줄이는 방법이다. 실내 실험을 통한 기존 방법과 개선 방법의 비교 결과. 공극률을 제외한 최적 아스팔트 함량, 밀도, 안정도, 그리고 흐름값의 마샬 물성치에서는 비슷한 결과값을 나타내었다. 이는 개선 방법을 적용할 때 다른 마샬 물성치들은 큰 변동이 없이 일정한 공극률을 가지는 혼합물 생산이 가능하다는 것을 나타낸다. 따라서 개선된 마샬 배합설계 방법은 현장에서 일정한 공극률(4%)을 가지는 혼합물의 생산을 가능하게 하고, 이는 아스팔트 혼합물의 품질 향상에 큰 도움을 줄 것으로 생각된다.
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3.
2004.12
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고속도로 건설 및 유지관리 과정중 발생되는 폐콘크리트를 현장파쇄하여 생산한 재생골재를 도로 포장용 재료로 활용하기 위한 시험시공을 실시하였다. 동상방지층의 경우 재생굵은골재, 스크리닝스 및 모래를 소요입도로 혼합하였을 때 양호한 지지력을 나타내었으며 강도가 약한 모르터가 진동 및 전압에 의해 파쇄됨에 따라 재생골재 2~20mm 통과율이 5~13%정도 증가하였다. 재생골재를 사용한 빈배합 콘크리트의 강도는 천연쇄석에 비하여 71~85% 강도를 나타내었으나 배합강도 57.5kgf/cm2를 크게 상회하였으므로 현장적용에는 문제없음을 확인하였다.
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4.
2004.12
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미끄럼저항은 자동차의 타이 어 와 포장노면 사이에서 발생하는 미끄러짐을 방지하여 제동거리를 제어하고 주행 안전성을 확보하는데 중요한 역할을 한다. 우천시의 미끄럼저항 감소는 치명적인 교통사고를 유발할 수 있다. 노면위에 남은 토사 및 겨울철 제설재는 미끄럼저항을 감소시킬 수 있는 요소가 될 수 있다. 본 연구에서는 노면상의 잔류하는 이물질이 타이어와 포장노면사이에서 발생하는 미끄럼저항에 미치는 영향을 다양한 콘크리트 노면조직 형태 (횡방향타이닝, 종방향타이닝, 골재노출) 및 노면조직의 마모조건(신설노면, 마모된 노면)에 대하여 검토하였다. 노면상의 이물질로는 모래, 염화칼슘과 자동차에서 발생하는 폐 오일을 사용하였으며 각 경우별로 이물질의 양을 달리하여, 모래의 경우는 입도 및 양을 달리해가며 미끄럼저항에 미치는 영향을 검토하였다.
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5.
2004.12
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본 연구는 PG 등급에 따른 아스팔트 혼합물의 변형강도(SD)와 소성변형 저항성의 상관관계를 규명하고자 하였다. 마샬배합설계는 포장의 공용성과의 상관성이 낮아 본 연구에서는 수퍼페이브 배합설계를 통하여 혼합물을 제조하고 소성변형 특성과 상관성이 높은 역학적 특성을 측정하기 위해 개발된 변형강도(SD), 그리고 휠 트랙킹 시험으로 최종침하깊이(DR)와 동적안정도(DS)를 구하였다. 또한 변형강도 측정시 4(1.0) 하중봉을 사용하였으며 60℃에서 수침시간을 30, 40, 50분으로 변화시켜 가며 바인더 등급에 따라 SD를 측정하여 수침시간별 SD와 DS. SD와 DR의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 수침시간 30분의 경우가 가장 높은 R2을 나타냈으며 SD가 수퍼페이브 혼합물에서도 소성변형저항성과 아주 밀접한 상관관계를 보임을 알 수 있었다.
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6.
2004.12
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효율적인 포장의 관리를 위해서 포장상태를 객관적으로 평가하는 포장평가지수의 사용은 필수적이다. 현재 사용되고 있는 PSI, MCI, UPCI는 사용자나 관리자의 입장만을 각각 고려하여 종합적인 포장평가지수의 역할을 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 기존 평가지수들의 문제점을 파악하고 이를 개선한 새로운 포장평가지수를 개발하였다. 또한 개발된 평가지수로 실제 포장자료를 이용하여 포장재료의 성질에 따른 지수의 민감도 분석을 실시하였다. 표층두께, 아스팔트점도, 아스팔트함량의 순서로 포장평가지수에 영향을 주었다.
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7.
2004.12
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마샬배합설계에서 얻어지는 안정도나 흐름은 혼합물의 역학적 특성을 제대로 반영하지 못하며 소성변형과의 상관성이 낮다. 그러므로 안정도나 흐름의 기준을 통과하는 배합으로 제조한 혼합물에서도 소성변형이 많이 발생된다. 따라서 본 연구의 목적은 국내에서 이용되는 마샬 방법과 미국의 수퍼페이브 방법으로 배합설계를 수행하여 각 방법의 혼합물 특성치의 차이점과 문제점을 확인하는데 있다. 이를 위하여 골재 세 종류, 한 종류의 아스팔트(AC 60-80), 두 종류의 골재 입도(19mm, 13mm)를 각각의 배합설계방법에 사용하여 총 12종류의 혼합물을 배합설계를 수행하여 최적아스팔트함량을 결정하였다. 이 결정된 최적아스팔트 함량으로 혼합물을 제조하여 특성치를 비교 분석하였다. 그 결과, 마샬 방법을 통해 결정된 아스팔트 함량이 수퍼페이브 방법에 의 한 함량보다 0.1~0.3% 포인트 정도 높게 나타났다. 이것은 마샬 방법이 수퍼페이브 방법보다 아스팔트 함량을 높게 결정되도록 골재입도가 주어졌기 때문인데 이것이 소성변형에 상대적으로 취약한 직접적인 원인이 되는지는 더 많은 연구가 필요할 것이다.
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8.
2004.12
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콘크리트 포장의 장기 공용성은 시공조건과 환경조건에 크게 좌우된다. 즉 초기에 무작위 균열이나 균열틈이 많이 벌어진 경우 포장수명을 저감시키는 원인이 된다. 시공당시의 온도와 습도, 시멘트와 골재의 종류, 양생조건들은 콘크리트포장의 품질에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 그 중에서도 대기온도와 수화열의 증가에 의한 높은 온도차이는 심각한 초기균열을 발생시키는 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 차광막을 사용하여 콘크리트 슬래브의 온도를 제어하여 초기균열이 발생할 가능성을 낯추고 슬래브질이의 온도차이에 의해 발생되는 curling stress를 줄일 수 있었고, 강도에 있어서는 차광막 설치 구간이 일반시공구간보다 장기강도를 크게 할 수 있음을 확인하였다. 또한 콘크리트포장의 포설 후 72시간의 강도 및 응력을 예측하는 프로그램인 HIPERPAV를 사용하여 초기에 균열이 발생할 가능성을 비교해본 결과 차광막을 설치한 구간이 본 시험시공의 예에서 균열이 발생하지 않을 가능성(reliability)이 차광막을 설치하지 않은 구간(일반시공구간) 72.5%. 차광막설치 구간 95%로 나타나 차광막설치 구간이 차광막을 설치하지 않은 구간보다 균열이 발생하지 않을 가능성을 크게 증가시킬 수 있을 것으로 분석되었다.
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9.
2004.12
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본 연구는 차도용 칼라 역청 콘크리트의 적용성을 평가하기 위하여 수행되었다. 칼라 역청 포장은 차도가 아닌 보행자 도로나 자전거 도로에 사용되어 왔다 본 연구에서 바인더 개질 및 혼합물 강성의 증진을 위하여 두 가지폴리머가 사용되었다. 또한 갭입도 혼합물에서 나타나는 침강현상을 방지하기 위하여 폐신문지를 사용하였다 마샬안정도, 간접인장강도, 동결-융해 및 인공노화 처리 전 후의 인장강도비, 소성변형 저항성, 피로수명을 측정하였다. LDPE 개질된 칼라 역청 콘크리트는 일반 아스팔트 혼합물에 비해 높은 안정도와 인장강도를 나타냈으며, 특히 소성변형 저항성에서 많은 향상을 가져왔다. Rosin 개질된 칼라 역청 콘크리트는 일반 아스팔트 혼합물보다 높은 안정도와 동결융해저항성을 보였으며, 특히 간접인장강도에서 많은 향상을 보였다. LDPE +Rosin의 개질은 거의 대부분의 역학적 특성의 증가를 가져왔다. 따라서 본 연구에서 사용된 칼라 역청 콘크리트 혼합물은 기존 AP-3를 사용한 아스팔트 콘크리트 혼합물과 비교해 역학적 특성이 비슷하였으며, 모든 혼합물은 차도용 시방 규정을 만족하였다. 그리고, 이를 LDPE와 Rosin으로 개질할 경우 포장의 공용성능이 더욱 향상될 것으로 보여 차도용으로 충분히 사용 가능함을 확인하였다.
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10.
2004.12
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노후콘크리트 포장 수명을 연장하기 위한 방안으로 아스팔트 덧씌우기가 일반적이나 반사균열을 억제하기 어렵다는 단점이 있다. 반사균열을 억제하기 위하여 줄눈부 보수, 응력 완화층 설치가 적용되는 경우가 있으나 반사균열의 진전 속도를 늦추는 제한적인 성공을 보여 왔다. 콘크리트포장 슬래브를 원위치에서 파쇄하여 기층재료로 활용하고 그 위에 덧씌우기 포장을 건설하는 러블라이제이션 공법은 기존 덧씌우기 보강 공법을 갖고 있는 반사균열 문제를 완벽하게 해결할 수 있는 장점을 가지고 있다. 러벌라이제이션 공법을 적용할 경우 파쇄된 노후 콘크리트 포장층 상부층은 40mm-70mm로 파쇄되나 하부층은 100mm이상 되는 경우가 일반적이다. 국내 고속도로와 같이 상대적으로 두꺼운 콘크리트 포장 슬래브를 사용하는 경우 전체 포장 두께를 파쇄하기에 어려움이 있다. 따라서 파쇄된 노후 콘크리트 포장층이 반사균열을 유발시키지 않는 도로기층으로써의 역활을 확보하기 위한 적정 파쇄 깊이를 파악하기 위하여 본 연구에서는 미국 DOT에서 제안한 일반적인 파쇄규격(40mm-70mm)을 기준으로 파쇄 깊이를 0cm, 10cm, 20cm,로 변화시켜가며 반사균열 실내 모사 실험을 수행하여 반사균열 저항 특성을 분석하고 적정파쇄 깊이를 검토하였다.
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11.
2004.12
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본 연구는 한국형 포장설계법 과제의 일환으로 수행된 콘크리트슬래브의 건조수축특성에 대한 연구로서 형상비 및 굵은 골재의 종류를 달리해 현재까지 252일간 수행된 실험결과이다. 실제 포장용 콘크리트 슬래브의 형상비에 접근하기 위한 방안으로 시편 일부 면의 수분 증발을 막기 위해 일부 면에 3중 코팅 처리와 랩 처리를 하였다. 예비실험결과 본 실험에서 채택한 수분방지 코팅 처리가 3달 정도까지는 신뢰성이 있음을 알 수 있었다. 동일한 형상비에서 사암을 사용한 콘크리트 시편의 건조수축이 석회암인 경우보다 형상비에 따라 1.32~1.80배 크게 측정되었다. 측정된 건조수축 변형률을 기존의 ACI와 CEB-FIP의 건조수축 모델식과 비교한 결과 두 식 모두 과소평가됨이 확인되었다. 최종적으로 재령 및 형상비 등을 고려한 다중 비선형 회귀분석을 통해 본 실험에 적합한 콘크리트시편의 건조수축 모델식을 제시하였다.
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12.
2004.12
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본 연구는 다양한 표면처리 공법에 따른 소음도를 비교 분석하여 소음 감소효과에 적합한 타이닝 방법을 제안하였다. 기존 문헌조사 결과 종방향 타이닝이 소음감소 효과에 우수한 결과를 보인다는 것을 바탕으로 국내 시험도로 일부구간에 표면처리 방법을 적용하였다. 승용차의 경우 일정간격 18mm 종방향 타이닝이 다른 비교구간보다 약 2~3dB(A) 소음 감소효과가 있다. 덤프트럭으로 외부소음을 측정하여 주파수 분석한 결과 200~600Hz 사이에서 peak frequency point가 발생하는 것을 알 수 있었다 또한, 승용차의 경우 1000Hz부근에서 소음 발생이 가장 큰 것으로 나타났다 차량 내부 소음 측정결과 표면처리 방법에 따라 소음 정도가 큰 폭으로 변화하지 않았으나, 차량 외부에서는 크게 변화하였다. 따라서 표면처리 방법은 소음도에 중요한 영향을 미치는 인자로 볼 수 있다. 표면처리에 따른 미끄럼 저항값 측정결과 종방향 타이닝이 횡방향 타이닝에 비해 낮게 나타났지만 전체적으로 양호한 결과를 보였다. 본 실험 결과는 시공 초기의 값이므로 공용 이후의 지속적인 조사가 필요하다.
4,600원
