간행물
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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제7권 제2호 (2005년 6월) 10건
1.
2005.06
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본 연구는 노후된 시멘트 콘크리트 포장 위에 덧씌운 아스팔트 혼합물의 반사균열 지연을 위하여 바인더 2가지 일반과 개질, 바닥 보강재로 그리드 3종류와 Fabric 2종류의 효과를 평가하기 위하여 수행하였다. 보강재는 공시체 제조시 미리 슬래브 몰드 바닥에 깔고 가열 아스팔트 혼합물을 몰드에 부은 후 다짐을 하여 아스팔트 슬래브 공시체와 일체화시켜 콘크리트 블록 위에 덧씌우기 형태로 택코팅하여 부착하였다. 본 연구를 위하여 휨파괴(mode I) 및 전단파괴(mode II)반사균열 시험을 수행하였다. 시험결과, 일부의 그리드의 보강이 휨파괴 및 전단파괴에 의한 반사균열의 지연에 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 LDPE 개질아스팔트와 함께 사용하면 반사균열 지연에 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.
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2.
2005.06
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건설폐기물로부터 선별된 재생골재의 사용은 천연자원이 부족한 현실에 있어 많은 기회를 제공한다. 전 세계적으로 한정된 천연자원은 고갈되어가고 있으며 골재의 장거리 수송은 낮은 가격의 재생골재를 사용하는 것보다 더 비경제적 일 수 있다. 연간 한국에서 대략 7백만톤의 폐콘크리트가 발생하지만 이중 대략 2-3백만 정도만 재활용되고 있는 실정이다. 본 연구는 폐콘크리트로부터 얻어진 재생골재를 이용하는 방법에 대해서 제시하고자 한다. 재생콘크리트는 압축강도, 휨강도, 피로시험을 위해 w/c 40, 50, 60%에 대하여 제작했으며, 혼화재로는 플라이애쉬 (15%)를 사용하였다. 천연골재에 대한 재생골재의 대체율은 0, 25, 50%로 하였다. 이 연구의 목적은 재생골재 콘크리트의 피로수면과 천연골재 콘크리트의 피로수명을 비교하는데 있다. 본 연구를 통해 재생골재 콘크리트의 피로수명은 천연골재에 대한 재생골재의 대체율과 w/c에 상관성이 있음을 알 수 있었다.
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3.
2005.06
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본 연구는 장수명 아스팔트 포장 공법개발 연구의 일환으로 포장수명을 40년이상 지속시킬 수 있는 단면설계를 수행하였다. 본 연구의 목적은 포장체의 장수명화를 위하여 효과적이고 간편하게 포장체의 각층 단면두께 및 탄성계수를 결정하는 절차를 제시함에 있다. 포장체의 유한요소 해석을 통하여 장수명 아스팔트포장의 가상데이터베이스를 구축하였다. 이 가상데이터베이스는 포장체 각 층의 두께, 탄성계수 및 포장체 내의 처짐, 응력 및 변형률을 포함하고있다. 구축된 데이터베이스를 이용하여 포장의 장수명에 필요한 한계변형률을 만족하는 포장의 단면을 제시하였다. 연구결과, 총 아스팔트층의 두께가 410mm보다 큰 경우에는 포장층의 각층의 두께나 재료의 특성과 관계없이 항상 장수명 아스팔트 포장으로 간주할 수 있으나, 250mm보다 작을 경우에는 장수명 아스팔트 포장에서 제외되었다. 총 아스팔트층의 두께가 250mm보다 크고 410mm보다 작은 경우에는 장수명 아스팔트 포장 조건에 만족하기 위한 포장층 두께와 탄성계수값을 결정할 수 있는 절차를 제시하였다.
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4.
2005.06
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시멘트 안정처리 기층은 강성기층으로 러팅 저항성이 크고 상부하중 분산, 피로균열저항, 기층 보조기층의 파손 감소의 효과가 있으며 경제성이 뛰어나다는 장점이 있다. 그러나 건조수축에 의한 반사균열로 인하여 국내에서는 CTB가 전혀 적용되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 국내에 CTB적용을 위한 기초연구로써 반사 균열을 최소화하기 위해 건조수축을 억제할 수 있는 저수축 시멘트 안정처리 기층 재료개발을 시도하였다. 건조수축 이론을 고찰하여 건조수축 저감방안을 수립하였고 건조수축에 미치는 영향인자를 선정하였으며, 각 혼화재의 메커니즘을 분석한 후 실내 실험 및 현장실험을 수행하였다. 예비실험을 통하여 플라이 애쉬 첨가비율은 25%로 제안하였고 시멘트량은 모든 배합이 도로공사 린 기층의 허용강도를 만족하는 7%로 하였다. 본 실험 결과를 바탕으로 강도, 건조수축율, 경제성을 고려한 결과, 플라이 애쉬 25%, 플라이 애쉬 25%에 팽창재를 10%를 혼합한 배합을 대안으로 결정하였다. 실내실험에서 결정된 대안을 현장 실험에 적용한 결과 플라이 애쉬(25%)+팽창재(10%)가 최적의 저수축 시멘트 안정 처리 기층 배합임을 제시하였다.
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5.
2005.06
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시멘트 콘크리트 포장은 시공초기의 품질관리가 포장의 장기공용성에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 시공초기에 발생되는 문제점을 최소화하기 위한 다양한 연구가 국내외에서 활발하게 진행되고 있다. 일반적으로 시멘트 콘크리트의 품질관리에서 양생은 중요한 사항이며, 포장용 시멘트 콘크리트에서도 양생시에 양생제를 사용하여 슬래브 표면에 불투수 막을 형성하여 수분증발을 방지하는 피막양생 (membrane curing)을 많이 사용하고 있다. 양생제의 역할은 콘크리트 표면의 수분증발억제에 있다. 국내에서 사용되고 있는 양생제는 시공품질관리 측면에서 살포량이 적정한지에 대한의문이 계속 제기되어 왔다. 본 연구에서는 시멘트 콘크리트 포장 시공시 살포되는 양생제의 양을 조정하여 다양한 살포량에 따른 증발량 관측을 통해 양생제 살포량과 수분증발량 변화와의 상관관계를 제시하였다. 이를 위해 2002년과 2003년 여름철에 고속도로 시공현장에서 4회에 걸쳐 다양한 양생제 살포량(0에 따른 증발량 콘크리트 포장의 온도변화, 콘크리트 표면의 강도발현속도(초음파 전달속도) 등을 측정하였다. 본 연구에서 얻은 결론은 현재 국내 시공현장에서의 양생제 살포량은 약 160ml/m2으로 나타났고, 수분증발은 억제하고 적정한 보습효과를 얻기 위한 최적 양생제 살포량은 약 400ml/m2인 것으로 분석되었다. 강도발현속도 시험결과 양생제의 살포량의 변화가 장기강도에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다.
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6.
2005.06
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거의 대부분의 문헌에서 아스팔트바인더의 유동거동을 다룰 때, 단일상 균일 유체로 일률적으로 취급하는데 이로 인한 오류가 심각하다. 본 연구에서는 개질이던 스트레이트이던 아스팔트바인더의 유동과 관련된 특성방정식을 모두 소개하고, 특히 다상 불균일 유체의 특성방정식을 새로이 소개한다. 이러한 식들의 특징 이 무엇인지를 실제 측정된 아스팔트바인더의 동전단시험 데이터를 이용하여 설명한다 특히 단일상 균일 유체와 다상 불균일 유체와의 거동차이전과 특성방정식의 차이점에 대해 집중 부각한다. 이러한 차이는 아스팔트유체를 다룰 때 어떠한 특성방정식을 사용해야 하며,특정 바인더를 분석하기 위해서는 어떤 물성을 조사해야 하는 지에 대해서 이해하게 한다. 본 연구는 개질바인더의 분석과 등급제정에 필수적인 정보를 제공한다.
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7.
2005.06
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반복적인 교통하중은 아스팔트 포장에 손상을 누적시키는 반면, 휴식기 동안 아스팔트 혼합물에는 축적된 손상의 회복현상이 지속적으로 일어난다. 이러한 손상회복 현상은 아스팔트 포장의 피로수명을 증가시킨다. 본 연구에서는 간접인장시험을 이용하여 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 측정할 수 있는 시험방법을 개발하고, 이를 통해 일단 아스팔트와 개질 아스팔트를 포함하는 총 네 가지 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 평가하였다. 본 연구에서 개발한 손상회복시험은 반복재하시험과 일련의 MR시험으로 구성된다. 반복재하시험과 MR 시험 동안 회복변형 (resilient deformation)을 측정하고 응력과 변형률을 이용하여 DCSE (Dissipated Creep Strain Energy)를 구하고 이를 통해 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 평가할 수 있는 파라메터로서 DCSE/DCSEapplied를 이용한 정규화된 손상회복속도 (normalized healing rate)를 제안하였다. 실험결과, 아스팔트 혼합물의 손상회복속도는 온도가 증가함에 따라 지수 함수적으로 증가함을 알 수 있었으며, 아스팔트 혼합물의 손상회복특성은 폴리머 개질과 같은 아스팔트 바인더의 특성보다는 아스팔트 함량과 같은 혼합물의 구조적인 특성에 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다.
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8.
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국내 고속도로 장기공용성 조사구간의 파손자료와 기후자료 및 포장물성 자료를 이용하여 줄눈 콘크리트 포장의 스폴링 모형이 개발되었다. 줄눈 콘크리트 포장 장기공용성 조사구간 22개소의 스폴링 파손 상태가 1999년과 2004년에 각각 조사되어 총44개의 스폴링 파손 자료가 수집되었으며 각 위치에서의 기후자료 및 포장의 형태 및 물성 자료 또한 수집되었다. 수집된 자료들의 민감도 분석을 통하여 스폴링 발생에 영향이 큰 인자들을 찾아내었으며, 그 인자들을 다중 회귀분석하여 스폴링 파손 모형이 개발되었다. 개발된 스폴링 모형은 외국의 모형과 비교할 때 합리적인 스폴링 발생 추이를 보였다.
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9.
2005.06
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동절기에 대기온도가 영하로 내려감에 따라 포장하부층의 동결 및 응해가 반복되어 포장체의 구조적 성능이 저하된다. 이를 방지하기 위하여 동상에 대한 많은 연구가 수행되었으며, 그 결과, 우리나라 전역의 동결지수선도가 작성되어 동상방지층 설계 등의 도로건설에 이용되고 있다. 하지만, 포장층의 두께와 재료, 그리고 지형에 따른 동결심도의 변화에 대한 조사가 체계적으로 이루어지지 않아 현행 동상방지층 설계의 유효성에 대한 평가가 시급한 실정이다. 본 논문에서는 한국도로공사 시험도로에서 측정되는 대기온도 자료와 콘크리트 및 아스팔트 포장의 깊이별 온도 및 함수량 자료를 이용하여, 시험도로의 동결지수 및 동결가능 깊이를 조사하였다. 또한, 조사된 결과를 기존의 동결심도 추정식에 의한 결과와 비교하였다. 본 연구는 시험도로에서 측정된 동결 관련자료에 대한 초기연구로서 , 장기적인 자료의 축적과 분석을 통하여 보다 신뢰성 있는 결과가 도출될 수 있을 것으로 판단된다.
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10.
2005.06
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반복주행시험에서 얻은 침하깊이와 동적안정도는 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성 평가를 위하여 널리 사용되고 있다. 하지만 바퀴의 재질에 따라 다르게 얻어지는 실정이다. 따라서 본 연구는 반복주행시험시 핵심요소라 할 수 있는 바퀴의 재질에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 2종류(7.5mm, 15mm)의 고무바퀴와 고무를 씌우지 않은 강재(Steel)바퀴 한 종류를 사용하였으며, 반복주행시험을 통하여 바퀴재질에 따른 혼합물의 소성변형 저항성을 평가하였다. 또한 반복주행시험에서 얻은 침하깊이와 동적안정도를 Kim test의 변형강도와의 상관성 분석을 통하여 반복주행 시험용 최적 바퀴를 선정하는데 이용하였다. 고무두께가 15mm, 7.5mm, 0mm에 대한 상관성 분석결과 각각 0.7, 0.8. 0.9 이상이 나와 고무를 사용하지 않은 강재바퀴가 변형강도와의 상관성이 가장 높은 값을 보여주어 향후 반복주행시험시 강재바퀴의 사용이 소성변형을 예측하는데 가장 유리 할 것으로 판단된다.
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