간행물
한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집
- 발행기관 한국도로학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 반년간
- 수록기간 1999 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 534DDC 625
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2017년도 제19회 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 (2017년 10월) 126건
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2017.10
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국가표준 정책 변화의 일환으로 제품의 품질관리 및 생산성 향상을 위한 공급자 위주의 제품표준 등에 대하여 단체표준으로 전환하고자 2013년 국가표준 관리시스템을 전면 개편하기 시작하였고 그 결과, 가열 아스팔트 혼합물(이하 아스콘)에 대한 한국산업표준(KS F 2349)은 폐지되고 단체표준(SPS-KAI0002-F2349-5687)으로 전환되었다. 국내에서 아스콘 제품을 생산·제조 및 판매하는 인증업체는 표 1에서 보는 바와 같이 2003년 389개 한국산업표준(KS : Korean Industrial Standards)인증 업체를 시작으로 해마다 평균 약 9.5개의 신규인증업체가 증가하여 2017년 현재 총 513개 아스팔트 플랜트에서 아스콘 품목에 대한 단체표준인증을 유지하며 관련 제품 등을 생산·제조 및 판매하고 있다. 이에 본 연구에서는, 국내 가열 아스팔트 혼합물을 생산·제조 및 판매하는 전체 513개 인증업체에 대한 품질관리 현황을 확인하고자 본 연합회에서 실시하고 있는 단체표준 사후관리 정기심사 결과(2015년∼2016년) 중, 제품의 품질관리에 직접적인 영향을 줄 수 있는 주요 제조·검사설비 등에 대한 적정성 여부와 그림 1에서 나타낸 바와 같이 재료계량 검사결과(계량신뢰도) 및 생산된 아스팔트 혼합물을 공인시험기관에 의뢰한 시험결과(인장강도비 외) 등을 바탕으로 단체표준 전환 후 국내 아스팔트 플랜트의 전반적인 품질관리 현황 등을 분석하였다.
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2017.10
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국토교통부고시 제 2014-105호와 환경부고시 제 2014-33호에 따라 2016년부터 순환골재를 제품소요량 대비 40% 이상 의무적으로 사용해야함에 따라 건설 분야의 순환골재 활용은 권장사항이 아닌 의무사항이 되고 있다. 순환골재라 함은 “건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률” 제2조 제7호의 규정(건설폐기물을 물리적 또는 화학적 처리과정 등을 거쳐 제35조의 규정에 의한 품질기준에 적합하게 한 것)에 적합한 골재로 폐아스콘, 폐콘크리트, 슬래그 등이 이에 해당된다. 슬래그는 철을 제조할 때 생성되는 산업폐기물로 일반적으로 고로 슬래그 미분말이 순환골재로써 콘크리트 제조시 사용되나 본 연구에서는 제강슬래그를 활용하였다. 제강슬래그는 팽창성과 환경적인 이유로 활용이 어려웠으나 선행연구를 통해 기초물성 및 환경성을 검토하여 아스팔트 골재로써 활용성을 검증하였다. 이에 따라 본 연구에서는 순환골재인 폐아스콘와 제강슬래그를 활용하고 최적의 혼입비율을 확보하기 위하여 폐아스콘 혼입 비율을 구분하여 실용화를 목적으로 13mm 밀입도(WC-1), 20mm 밀입도(WC-3) 로 중온 재활용 아스팔트 혼합물을 설계하여 공용성능을 분석하였다. 본 연구에 사용된 재료는 P사 광양제철소에서 생산된 3개월 이상 에이징된 제강슬래그(전로슬래그 90%, 전기로슬래그 10%)를 사용하였으며 인천지역 폐아스콘을 활용하였다. 공용성능 평가를 위하여 소성변형과 밀접한 관련이 있는 변형강도 실험을 수행하였다. 실험결과, 골재의 크기가 큰 WC-3가 WC-1에 비해 변형강도가 우수하였으며 WC-1는 제강슬래그의 비율이 높을수록 변형강도가 우수하였으며 WC-3는 제강슬래그의 비율에 영향을 받지 않았다.
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2017.10
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운영중인 공항에서의 아스팔트 포장 유지보수 공사는 운항종료 후부터 익일 운항 전까지 한정된 야간시간내에 대부분 이루어진다. 그리고 포장 다짐도 측정은 시공 후 코어채취를 통한 익일 실내시험으로 확인하므로 현장에서 시공직후 다짐도 확인을 통한 품질관리는 어려운 실정이다. 아스팔트포장의 시공 다짐도 확인을 위한 밀도측정 방법은 크게 코어밀도 시험, Nuclear 시험방법, Non-nuclear 시험방법이 있으며, 아스팔트의 전기적 반응을 이용하여 임피던스 분광학(impedance spectroscopy)원리에 기반한 밀도측정 방식인 Non-nuclear 밀도측정 방식이 측정 및 보관의 편리함 뿐만 아니라 방사능 재료 관리면에 있어서 여러 장점이 있어 아스팔트 포장의 현장 밀도 측정기로 널리 연구개발 되어왔다(Stacy G Williams, 2008). 본 연구에서는 아스팔트 포장 시공 후 미국 TRANSTECH SYSTEM社의 Non-nuclear 밀도측정기(모델 : PQI 380)를 이용하여 현장밀도를 측정하고, 동일 위치에서 코어 채취를 통해 겉보기 밀도를 측정하여 두 값을 비교함으로써 Non-nuclear 밀도측정기의 시공품질관리 활용 적절성을 연구하였다. 본 연구에서는 FAA AC 150/5370-10G의 아스팔트 표층(P401) 및 아스팔트 기층(P403) 재료에 대해 총 27개의 Non-nuclear 밀도 값과 코어밀도 값을 비교하였으며, 코어는 동일위치 부근에서 3개씩 총 9곳에서 채취되었다. 코어 밀도와 Non-nuclear 밀도의 비교분석 결과 <그림1>과 같이 신뢰성 있는 상관관계(R²=0.33)는 보이지 못하였으나, <그림2>와 같이 증가, 감소의 경향은 유사하게 보이며, 동일 위치에서 시험된 3개씩의 값들의 Offset값은 비교적 유사한 것으로 분석되었다. 관련문헌 검토를 통해 Non-nuclear 밀도의 보정방법을 적용하였다. PQI 380 제작사는 5곳에서의 코어밀도와 Non-nuclear 밀도값의 Offset 평균치를 보정 후 사용을 권고하고 있으며, ASTM D 7113에서는 3∼10개의 코어 밀도값과 비교하며 각 위치별로 최소 4개의 Non-nuclear 밀도값을 측정한 후 코어밀도와 비교하기를 권고하고 있다. 또한 Slop, Offset 보정 및 Slop와 Offset 혼합 방법도 권고되고 있다(Troxler, 2000). 위 방법을 각각 적용하여 보정하였으나, 27개 시료 전체에 대한 코어밀도 값과의 상관관계는 여전히 부족한(R²=0.26∼0.33) 것으로 나타났다. 결론적으로 Non-nuclear 밀도측정 방식은 온도, 습도에 민감하여(Sebasta et al, 2003; Kvasnak et al, 2007) QA/QC 사용으로는 적절하지 못한 것으로 제시된 선행연구(Stacy G. Williams, 2008)와 동일하다고 판단되나, 동일지역에서의 Offset 값은 유사 크기를 보이므로, 기온 및 시험 위치 등 변화시마다 Offset 보정을 통한 시공품질관리 보조 수단으로의 활용은 충분할 것으로 판단되므로 지속적인 Non-nuclear 밀도값의 보정 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
104.
2017.10
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아스팔트 포장 신설 및 절삭 덧씌우기 포장 시 아스팔트층 층간 부착은 포장수명에 중요한 요소로서, 층간 부착을 위한 택코트 불량으로 인한 포장 경계면의 접착력 부족은 밀림, 신․구포장층의 분리, 조기 피로균열, 포트홀 등 파손을 유발하며 포장수명을 감소시킨다(Donovan 등, 2000; Ozer 등 2008, 조문진, 2013). 또한 층간 비 접착은 포장 공용수명을 60% 단축시키고(Roffe and Chaignon, 2002), 접착력 10% 손실은 포장수명의 50%를 단축시킨다(King and May, 2006). 택코트의 품질관리를 위해 미연방항공청에서는 시공 온도(기온 10℃ 이상), 살포량(0.2∼0.5 ) 기준을 권고하고 있으며, 도로공사표준시방서(국토부, 2016)에서는 택코트 재료 품질기준(제조 후 60일 이내), 시공 온도(기온 5°C 이상), 살포량(0.3∼0.6 ) 등을 규정하고 있으며, 살포량은 시험시공을 통해 결정하도록 권고하고 있다. 현재 아스팔트 덧씌우기포장 시 사용하는 접착강도의 기준이 없는 실정으로 도로분야에서는 KS F 4932 교면용 도막 방수재의 접착강도 기준을 준용하여 사용하고 있는 실정이다. 그리고 택코트 재료별 살포량 0,0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8에 따른 인장강도 및 전단강도 분석결과(조문진, 2013), 콘크리트 포장 위 아스팔트 포장의 경우 모든 유화아스팔트 재료에서 살포량 0.4일 경우 가장 높은 전단접착강도를 나타냈으며, 인장접착강도는 0.4∼0.6에서 최대값을 보였다. 또한 아스팔트 포장 위 아스팔트 덧씌우기의 경우 인장강도는 1.0∼1.6MPa, 전단강도는 살포량 0.4에서 최대 인장 및 전단 접착강도를 나타냈다. 공항에서의 아스팔트 층의 접착력 또한 기준이 없는 실정으로, KS F 4932 교면용 도막 방수재의 접착강도 기준 준용 대신 항공기 바퀴의 수평하중을 고려한 접착강도 확보가 필요할 것이다. 항공기 움직임 후 정지시 발생하는 수평하중을 층 간 전단력으로 환산하여 이를 만족하는 전단강도를 발현하는 살포량을 공항 아스팔트 포장에서의 택코트 살포량 기준으로 삼는 것을 연구 목표로 항공기 대표 기종별 전단력을 <표 1>과 같이 환산하였다. <표 1>과 같이 항공기 수평하중에 의한 전단력을 대표기종별로 분석한 결과 0.41∼0.52MPa 분포를 보였으며, 이는 KS F 4932 교면용 도막 방수재의 접착강도의 전단접착강도 기준 0.15MPa 보다 훨씬 높은 값을 보인 것이다. 택코트 살포량에 따른 접착특성 분석(조문진, 2013)의 결과에 비추어 볼 때 항공기 수평하중에 의한 전단력을 만족할 수 있는 경우는, 콘크리트 포장 위 아스팔트 포장에서는 급경성 유화아스팔트 재료만 만족하며 0.3 이상부터 기종별 최대 전단력인 0.52Mpa를 만족하며 약 0.4에서 최대값을 나타내다. 아스팔트 포장 위 아스팔트 포장의 경우 일반 유화아스팔트에서도 0.2∼0.8 살포량 전구간에서 전단강도 0.8MPa 이상을 보이고 있고, 0.4 이상부터 최대 인장강도를 보이고 있다. 따라서 공항에서의 택코트 적정 살포량은 기상 및 현장 여건에 따라 다를 수 있으나 0.4이 적정한 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서는 공사 현장에서의 택코트 살포량 관리를 위해 0.4 만족하는 차량형 디스트리뷰터 속도 시험을 실시하였다. 시험종이를 깔아 택코트 시공 전 후 무게 차로 포설량을 측정하였으며, 10, 20, 30km/hr 차량속도로 살포량을 측정한 결과 10km/hr에서 0.4.0∼0.42의 살포량이 측정되어 디스트리뷰터 적정속도는10km/hr로 판단된다.
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2017.10
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국내 고속도로는 아래 fig 1.(left)과 같이 1970년 개통한 경부고속도로를 시작으로 2010년대에 접어들면서 전국에 도로 네트워크를 구성하였다. 최근 노후화된 포장의 증가로 도로 포장 유지관리에 대한 필요성이 증가하고 있으며, fig 1.(right)는 보수 기법으로 아스팔트 덧씌우기의 비율이 약 62%로 지배적인 것을 보여준다. 하지만, 아스팔트 덧씌우기 또는 복합 포장의 부착 상태가 불량할 경우 포장 수명의 최대 80%까지 감소된다는 연구결과가 보고되었음에도(Khweir and Fordyce, 2003), 국내에서는 명확한 평가 기준이 마련되어 있지 않다. 따라서, 본 연구는 기존 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기의 부착 저항성 평가 방법에 대한 기준을 제시하고, 온도와 표면 거칠기에 따른 부착 거동 특성을 정의하였다. 실험 방법으로는 부착 파손의 결정적인 전단 모드에 대하여 평가하였으며, 장비는 Direct Shear Tester를 이용하여 평가하였으며, 실험의 반복성을 향상시키기 위해 포장 거칠기 모사 시편을 제작하여 평가하였다. 평가 결과 온도와 표면 거칠기에 따라 영향을 받는 것을 확인하였으며, 높은 온도에서 낮은 최대 전단강도를 보였고, 표면 거칠기에 따라서는 MTD가 가장 높은 6mm Tinning이 아닌 Undersealing 표면에서 가장 높은 최대 전단강도를 나타내었다. 다음 fig 2.는 다양한 온도에서 표면 거칠기에 따른 전단 거동을 비교한 그래프이다.
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2017.10
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최근 역청재의 살포는 포장층의 종류에 따라 다르게 적용되며 일반적으로 국내에 적용되는 프라임 코트와 택코트의 대부분은 RS(C)-3와 RS(C)-4이다. 역청재의 포설량은 국토교통부에서 제시하고 있는 양의 경우 RS(C)-3는 1∼2이며 RS(C)-4는 0.3∼0.6 이다. 이러한 역청재의 적용량은 대부분 감독관 및 현장 관리자의 결정에 따르고 있으며 각각 다른 형식의 포장공사 시방에서는 정해진 양 내에서 역청재를 적용하도로 명시하고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 다양한 유화 아스팔트의 부착성능 평가를 위해 경사전단시험을 수행하였으며 ISS(Interlayer Shear Strength)에 대한 4차 회귀 분석을 통해 각각의 유화 아스팔트 종류별 최적의 택코팅 포설량을 파악하였다. 아스팔트 유제는 택코트 적용에 가장 일반적으로 사용되는 RS(C)-4를 비롯하여 AP-3, QRS-4, BD-Coat의 총 4종류의 역청제를 사용하였다. 또한 NCHRP Report 712의 연구결과를 바탕으로 최적의 역청제 포설량을 평가하기 위해 회귀방정식을 활용했다. 시험에 사용된 아스팔트 혼합물은 높이 15cm, 직경 10cm로 제작되었으며, 유화 아스팔트는 시편의 중앙부를 상하방향 45°로 절단시킨 표면에 적용하였다. 아스팔트 유제는 0.3∼0.8의 각 0.1 단위로 적용하였으며 일축압축시험을 통해 최대 전단력을 파악하는 것을 목적으로 하였으며 각 Case마다 3구씩 시편을 제작하였다. 회귀방정식으로 최적의 역청제 포설량을 분석한 결과, AP-3, RS(C)-4, QRS-4, BD-Coat 순으로 각각 0.78, 0.51, 0.53, 0.73인 것으로 파악되었으며, 회귀분석에 의해 QRS-4를 0.7∼0.8 적용한 구간 사이에서 최대 접착력 부착강도를 나타내었고 실제 시험 결과 QRS-4를 0.7 적용한 케이스에서 가장 높은 부착강도를 나타내며 그 이상을 적용하는 경우 오히려 부착강도는 하락하는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 의거하였을 때, 역청제의 포설량이 많을수록 접착면의 부착강도가 개선되는 것은 아니며 이에 따른 전단강도는 포장의 형식에 따라 가변적인 성향을 갖는 것으로 판단하였으며 추후 연구에서 다양한 포장 형식에 따른 역청제의 최적 포설량을 파악하고자 한다.
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2017.10
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국내 법적 기준에 따라 2016년부터 거의 모든 도로 포장에 아스팔트 혼합물 물량의 40% 이상을 재활용 아스팔트 혼합물로 사용하게 되었다. 이에 따라 폐아스팔트 콘크리트를 이용한 재활용 아스팔트 혼합물의 품질확보가 중요한 이슈로 부각되고 있다. 아스팔트 콘크리트 포장은 아스팔트 플랜트에서 아스팔트 혼합물이 생산되어 현장에 시공된 후 공용 중에 환경하중, 교통하중 등에 의하여 물성이 변화되고, 누적된 피로에 의해 결국은 파손에 이르게 된다. 이에 따라 도로에서 발생된 폐아스팔트 콘크리트는 아스팔트 혼합물 생산시의 품질, 공용기간, 환경하중이나 교통하중 등에 따라 노화정도가 다르며 물성이 다양하다. 그러므로 폐아스팔트 콘크리트를 이용한 아스팔트 콘크리트 순환골재(이후 순환골재라고 함)의 품질은 폐아스팔트 콘크리트 발생 당시의 물성과 밀링 방법, 순환골재 생산과정에서의 파쇄 및 선별 방법 등에 따라 영향을 받아 변동된다. 따라서 재활용 아스팔트 포장의 조기 균열 등의 문제가 발생하지 않기 위해서는 배합설계시 순환골재의 물성에 따라 노화된 아스팔트를 회복시켜 줄 수 있는 재생 첨가제 등의 적합한 함량을 결정하고, 생산된 아스팔트 혼합물에 포함된 아스팔트의 점도 회복이 중요하다. 본 연구의 목적은 재활용 아스팔트 혼합물 배합설계시 아스팔트 점도를 회복시키기 위한 설계 방안을 제시하는 것이다. 국내 기준에서 재활용 아스팔트 혼합물에서 추출한 아스팔트의 점도는 5,000 Poise 이하이어야 한다. 이에 따라 국내에서는 혼합물 생산 및 운반의 단기노화 과정에서의 점도변화를 감안하여 대부분 설계점도를 2,000 Poise로 설정하고 배합설계를 수행한다. 그런데, 해외 연구 결과 재생 첨가제의 특성에 따라 단기노화 과정에서의 점도 변화율이 다른 것으로 나타났다. 이에 따라 본 연구에서는 혼합 전의 설계점도, RFTO 단기 노화 후의 점도, 제작된 아스팔트 혼합물에서 추출된 아스팔트 점도 등을 비교하여 적합한 배합설계 방안을 검토하였다
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2017.10
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One of the most innovative approaches for maintaining and rehabilitating the Seoul pavement is to develop and implement the maintenance of pavement under the pavement management system (PMS). This paper documents result of the survey on PMS used in Seoul. This model is uses the theory to survey the condition of the pavement ,An index called the Distress Manifesto Index (DMI) is define as used to measure the pavement distress condition of the Seoul pavement. And there is Riding Condition Index (RCI) is to define the comfort of driver who is traveling on the Seoul pavement. Pavement condition index is defined as used to evaluate pavement condition. The cost effective PMS is possible only when maintenance requirement are identified at right time with realistic prediction of overall pavement condition. For Seoul, several survey are used in order to management decisions such as Pavement Serviceability Index (PSI), Surface Condition Ratting (SCR), and Pavement Condition Rating (PCR) etc. the goal of this paper is to evaluate the condition of pavement to facilitate a better understanding of the opportunities to augment the current framework while remaining consistent with the aims of moving ahead for progress in 21stcentury. This research is based on the performance of the asphalt concrete pavement data of Seoul Pavement. Pavement are divided into three classes Class 1 consist of 10-7 SPI result data ,that the pavement is in good condition. Class 2 consist of 6.99-4.0 SPI result data , that the pavement is in average condition. Class 3 consist of 3.99-0.00 PCI result data, that the pavement is in bad condition and need to repair immediately. the performance data is from Dongsomoonlo(28) it consist of Rutting ,Cracking, and IRI data.
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2017.10
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온실가스 배출 등으로 인한 지구 온난화, 이상기후 현상 등이 발생함에 따라 온실가스를 줄이기 위한 운동이 범세계적으로 확산되었다. 이 운동에 일조하기 위해 우리나라에서는 ‘저탄소 녹생성장 기본법’, ‘건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률’을 시행하였고, 우리나라 전체 온실가스 배출량의 16%를 차지하고 있는 도로분야에서는 지속 가능한 친환경 도로포장 기술의 개발이 진행되고 있다. 또한, 국토교통부는 “순환골재 및 순환골재 재활용제품의 의무사용에 관한 고시”를 개정 예정이며, 그 내용은 다음과 같다. 도로포장 공사구간이 1km 이상 또는 포장 면적이 9,000m2 이상인 신설 또는 확장공사의 도로, 단지, 주차장 등에 순환골재를 40%이상 의무사용 해야 하며, 향후 순환골재 의무사용 대상이 기존의 신설·확장공사뿐만 아니라 유지·관리공사를 포함하는 방향으로 확대될 예정이다. 아스팔트 콘크리트 분야에서 온실가스 배출 저감을 위한 방법으로는 순환골재 사용과 중온 아스팔트 혼합물 사용 등이 있다. 중온 아스팔트 혼합물은 가열 일반 아스팔트 혼합물 대비 생산 및 시공온도를 약 30℃ 이상 낮춰 탄소저감 효과를 볼 수 있는 혼합물을 말하며, 이 때 사용하는 첨가제를 중온 첨가제라 한다. 또한, 재생 첨가제란 재활용 아스팔트 혼합물 생산시 폐아스팔트 바인더의 물리·화학적 성질을 신규 아스팔트 바인더와 유사하게 회복시킬 수 있는 기능을 가진 첨가제를 말한다. 본 연구에서는 가열 일반 아스팔트 혼합물과 중온 일반 및 중온 재활용 아스팔트 혼합물의 실내 시험 결과를 비교하였다. 중온 일반 및 중온 재활용 아스팔트 혼합물의 실내 공용성 평가를 위해 다짐도, 동탄성계수, 피로 시험, 휠 트레킹, 수분저항성, 동적수침 시험을 수행하였다. 가열 아스팔트 혼합물 간 공용성 비교·평가시에는 동일한 공극률의 시편을 제작하여 시험을 실시하지만, 중온 혼합물의 경우에는 가열 아스팔트 혼합물과 비교해 다짐특성이 다르기 때문에 동일한 공극률에서 공용성을 비교하기에는 무리가 따른다. 다짐도, 동탄성계수, 피로 시험의 경우 현장에서 동일한 다짐 에너지를 적용한다는 가정하에 실내 시험시 선회다짐기를 사용하여 동일한 다짐 에너지로 시편을 제작하였다. 표층용 중온 재활용 혼합물의 공극률이 4%가 되게 하는 선회다짐 횟수를 기준으로 삼는 경우 중온 일반 혼합물의 공극률이 너무 작아 실내 시험 결과 비교에 문제가 있을 것이라고 판단되어 중온 일반 혼합물의 공극률이 4%가 되는 선회다짐 횟수(55회)를 기준으로 표층용 아스팔트 혼합물을 제작하였고, 기층용 혼합물의 경우 가열 일반 혼합물은 50회, 중온 재활용 혼합물은 44회를 적용하였다. 가열 일반 혼합물에 44회의 선회다짐을 한 시편의 경우 공극률이 너무 높아 시험을 진행할 수 없어 다짐횟수를 50회로 증가하였다.
110.
2017.10
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서 론 빠른 경제성장과 함께 <2016년 국토교통부> 자동차 등록대수는 2180만을 돌파하였다. 이처럼 많은 차량들이 도로를 사용하게 됨에 따라 기존의 아스팔트도로와 콘크리트도로가 많이 노후와 되어있는 추세이며, 이에 도로의 유지.보수 관리의 중요성이 높아지게 되었으며, 유지.보수간에 가장 많이 사용되는 공법 중에 하나인 덧씌우기 공법에 사용하는 택코트의 성능을 검토하기 위해 수행되었다. 실험 방법 및 사용재료 2.1 사용재료 실험에 사용된 택코트는 일반적으로 사용되어지는 RSC-4와 택코트 필름을 사용하였으며, 부착강도를 측정하기 위해 양생시간을 동일하게 하여 Pull of test를 통해 부착강도를 측정하였다. 2.2 실험 방법 휨몰드와 마샬 몰드를 사용하여 각각 택코트 RSC-4와 필름을 사용하여 공시체를 제작하였다. 1층 다짐 후 24시간 양생 후 2차 다짐을 한 후에 48시간 부착강도를 측정하였다. 그림1은 본 실험에 사용된 시편의 제작과정이며, 그림2는 부착강도 테스트 후의 모습이다. 결과 및 고찰 3.1 동일한 양생조건에서 콘크리트 위에 부착한 택코트 종류에 따른 부착강도 그림4은 휠트래킹 몰드로 만든 콘크리트에 부착한 택코트 종류에 따른 부착강도를 나타낸 그래프이다. 3.2 동일한 양생조건에서 아스팔트 위에 부착한 택코트 종류에 따른 부착강도 그림 5는 마샬 몰드로 만든 아스팔트 공시체 위에 부착한 택코트 종류에 따른 부착강도를 나타낸 그래프이다. RSC-4의 경우에는 살포 후 30분간 상온양생을 실시하였다 결 론 일반적으로 사용되어지고 있는 택코트 인 RSC-4의 경우 유화아스팔트라는 성질 때문에 충분한 양생이 필요하여 공기가 늘어나게 되어 실제 현장에서 규정에 맞게 사용하기가 힘든 실정이다. 도로 유지.관리 공법중 하나인 덧씌우기 공법에 사용되는 택코트의 종류와 부착하는 재료에 따른 부착 강도평가 실험결과는 다음과 같다. 1) 콘크리트 위에 각각 RSC-4와 택코트 필름을 부착하여 Pull-off-test 장비를 이용하여 부착강도를 평가한 결과 각각 0.77, 0.76 으로 비슷한 결과를 나타냈다. 2) 아스팔트에 부착한 RSC-4와 택코트 필름을 부착하여 부착강도를 평가했을때와 비슷한 경향을 나타냈다. 각각 1.241, 1.304로 택코트 필름과 보호필름을 사용한 쪽이 더 높게 나타났다. 이는 공사기간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 트래피커빌리티를 고려하였을 때 택코트 필름과 보호 필름을 사용하여 더 효율적으로 유지.보수를 할 수 있을 것으로 판단된다
111.
2017.10
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비가열식 상온 도로포장 재활용 공법인 상온 현장 재활용 공법(CIR), 상온 플랜트 재활용 공법(CCPR), 상온 전체 포장층 재활용 공법(FDR)들은 경제적으로 시공 비용이 저렴하고 공사기간을 단축시키며 환경오염 영향을 적게 미치는 장점이 있다. 상온 재활용 공법에 사용되는 아스팔트 바인더는 크게 유화아스팔트(emulsified asphalt)와 폼드 아스팔트(foamed asphalt)가 적용되며, 이들은 재생 아스팔트 혼합물의 재생첨가제 또는 안정제로서의 기능을 하기도 한다. 유화아스팔트는 물속에 아스팔트 바인더 입자(1-3μm)가 계면활성제(surfactant)에 의해 상분리 현상을 일으키지 않고 분산 상태를 유지하고 있는 액체 상태의 아스팔트이기 때문에 상온에서 별도의 가열 없이 편리하게 사용할 수 있다. 하지만 상온 재활용 아스팔트 콘크리트에 대한 공학적 구조 해석을 위한 정량적 데이터가 부족하여 공학적 공용성 분석이 이루어지지 못해 널리 활성화 되는데 한계점을 가지고 있다. 본 연구는 상온 재활용 아스팔트 콘크리트용 개질 유화아스팔트의 개발을 목적으로 개질재(천연고무, 합성고무 등)에 의한 유화아스팔트 바인더의 정량적 물성 성능 평가를 위하여 기초적 실험평가를 실시하였다. 아스팔트 바인더(AP-3)를 개질 첨가제인 천연고무, 합성고무 A와 B를 각각 3% 첨가하여 개질시키고 유화 과정을 시켜 개질 유화아스팔트를 제조하였다. 이렇게 제조된 개질 유화아스팔트의 증발잔류물(평균 61%)에 대해 침입도와 연화점 시험을 실시하였다. 시험결과 천연고무와 합성고무 B로 개질 유화아스팔트의 연화점이 66℃과 67℃로 합성고무 A(51℃)보다 높게 나타났고, 침입도는 천연고무로 개질된 유화아스팔트가 49로 합성고무(A) 66와 합성고무(B) 74로 측정되었다. 천연고무로 개질된 유화아스팔트의 물성 성능이 가장 우수하였고 혼합성 및 저장안전성도 양호하였다. 천연고무, 합성고무 A와 B를 적용한 개질 유화아스팔트의 물성 성능평가를 통해 기초적 자료를 확보하였고, 향후 상온 재활용 아스팔트 콘크리트 혼합물에 대한 공용성능 평가를 통해 공학적 공용성 분석을 진행할 예정이다.
112.
2017.10
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이상기후의 원인으로 주목되는 온실가스 배출 억제를 위하여 세계 각 국가들은 1992년 유엔기후변화협약 발효, 2005년 교토의정서 발효, 2015년 파리기후협약을 체결하였다. 온실가스 배출 저감을 위한 각종 협약에 따라 우리나라는 2008년부터 2020년까지 온실가스 감축목표를 30%로 설정하였다. 국내의 경우 2016년을 기준으로 생산된 아스팔트 콘크리트는 약 2,300만톤이며, 이중 재활용 아스팔트 혼합물로 재사용된 양은 약 187만톤으로 전체 생산량 대비 약 8.1%에 불과하다. 국내 아스팔트 플랜트 504개 중 208개가 재활용 아스팔트 플랜트로 인증, 운영되고 있으며 추후 사회적, 기술적, 제도적인 변화를 통하여 재활용 아스팔트 혼합물의 사용량이 증가될 것으로 기대된다. 현재 상온 재활용 아스팔트 혼합물은 대부분 시멘트를 첨가하여 생산하고 있다. 시멘트를 첨가제로 사용할 경우 저렴하고 높은 강도를 발현할 수 있지만 시멘트 생산 및 운반과정에서 다량의 이산화탄소가 발생하고 높은 시멘트 사용률로 포장의 조기 균열 발생과 장시간 양생이 필요함에 따라 조기 교통개방이 불가능한 문제점이 발생하고 있다. 따라서 상온 재활용 아스팔트 혼합물 생산 및 시공과정에서 폐 아스팔트의 재사용 및 온실가스 배출 저감에 따른 경제적 효과와 함께 양생시간의 단축과 조기강도 발현을 위한 무기질 첨가제의 연구가 필요하다. 본 연구는 상온 재활용 아스팔트에 적용하는 첨가제를 개발하기 위해 무시멘트와 무기질 첨가제를 적용한 2가지 혼합물을 중온 재활용 아스팔트 혼합물의 실내 공용성 시험 결과와 비교평가 하였다. 실내 공용성 시험을 위하여 선회다짐기와 마샬다짐기를 이용하여 시편을 제작하였으며, 공극률, 간접인장강도, 수분저항성(TSR)시험, 동탄성계수, 피로시험 등의 실내 공용성 평가를 진행하였다. 동탄성계수 시험은 아스팔트 혼합물의 거동과 재료의 특성을 분석하기 위한 시험으로 5개의 온도조건(-10, 5, 20, 40, 54℃)과 6개의 하중 주기(0.1, 0.5, 1, 5, 10, 20Hz)를 통하여 혼합물의 E 와 Master Curve를 도출하였으며, 피로 시험은 10Hz의 사인파 응력을 20℃의 조건에서 시험을 수행하였다. 간접인장강도와 수분저항성(TSR) 시험은 KS F 2398를 준수하여 수행하였다. 상온 재활용 아스팔트는 혼합할 때 물을 사용하여 다짐을 하기 때문에 양생과정 중 수분증발로 추가 공극이 발생한다. 따라서 KS F 2398에 명시된 7±0.5%를 맞추어 수분저항성 시험을 진행하기에는 어려움이 있으므로 시편 공극률의 70∼80% 사이로 수분처리 후 실험을 실시하였다.
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2017.10
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최근 철도 주변에서 엄청난 양의 폐 콘크리트 침목이 적재 되어 있음을 쉽게 발견될 수 있다. 이는 열차에서 떨어진 금속가루 및 기름 때문에 폐 침목이 환경 유해물로 분류되기 때문이다. 보통 폐 콘크리트 침목은 50MPa 수준의 고강도 콘크리트로 되어 있어, 이를 활용하면 양질의 순환골재를 확보할 수 있다. Yang 등과 Kim 등은 순환골재에 붙어있는 구모르타르(RM)를 콘크리트 배합에 필요한 신모르타르(NM)의 일부로 간주하는 수정 등가모르타르체적(EMV) 배합법을 제안한 바 있다. 순환골재를 사용한 기존 배합법에서는 콘크리트 탄성계수의 저감 및 건조수축의 증가를 가져온 반면 수정 EMV 배합법에서는 천연골재를 사용한 기준 콘크리트에 비해 동등한 물성을 확보함을 보여주었다. 본 연구를 통해 위의 두 가지 배합법에 의해 제작된 콘크리트의 열팽창계수 실험을 수행하였다. EMV 배합법에 의해 제작된 순환골재 콘크리트의 열팽창계수가 기존 배합법에 의해 제작된 순환골재 콘크리트보다 작게 나옴을 보여 주었다. AASHTO-TP60 실험방법을 이용하여 10∼50℃의 범위에서 SUS304(열팽창계수 18.3m/m/℃)를 보정시편으로 사용하였다.
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2017.10
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This study evaluates the healing performance of asphaltmixture via microwaves heating method. Three different conductive additive types with various percentages were used, includingsteel wool fibers (SF), carbon fibers (CF), and graphite (G). The healing performance of asphalt mixture wasinvestigated through 10 damage-heal cycles of semi-circular samples using three-point bending test. The infraredcamera was also employed to recordthe heat transmitting in the test samples. The test results indicated that the healing effectiveness reduced after every healing cycles. It was found that microwave radiation provided great healing performance for almost all test samples. Among all types of conductive additives, SF mixtures achieved the highest healing performance with the healing level of higher than 50 percent after 10 cycles. However, microwaves heating may promote the faster aging of asphalt binder at late cycles which lead to the brittle behavior of samples. Finally, homogenous mixing is a critical factor to avoid the cluster formation of conductive additives which causes the overheating of asphalt binder.
115.
2017.10
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국내에서는 88고속도로 이후 수많은 고속도로들이 콘크리트 포장을 사용하였으며 그 중 콘크리트 포장으로 시공된 국내 고속도로의 경우 그 동안 대부분 절삭 덧씌우기를 통해 유지보수를 시행해왔다. 하지만 절삭 덧씌우기가 콘크리트 부분의 열화를 가속화 시키며 수명 또한 짧다는 연구들이 나오고 그 동안 절삭 덧씌우기를 선택하게 되었던 이유인 중앙분리대가 기존보다 높아지면서 비절삭 덧씌우기로 전환되는 추세이다. 하지만 그 동안 절삭 덧씌우기가 비절삭 덧씌우기에 비해 경제적으로 얼마나 효과가 있는지는 정확이 점증되지 못했다. 따라서 본 연구에서는 비절삭 덧씌우기가 절삭 덧씌우기에 비해 경제적으로 우수한지 시공비와 이용자비용을 고려하여 비교해보고자 하였다. 이를 위해 11Km의 가상의 콘크리트 포장 구간을 만들어 그 위에 각 공법에 대한 시나리오를 만든 후 20년간 보수로 인해 비용이 얼마나 드는지 산출하였다. 시공비용의 경우 한국도로공사의 실시설계 자료의 시공단가를 사용하였으며, 이용자 비용은 CA4PRS를 사용하여 추정하였다. 이용자 비용은 보수기간 동안 차단되는 구간에 의해 발생하는 사회적 비용이다. 이를 산출하기 위해 CA4PRS, Real Cost, ROADSIM 등 다양한 경제성 분석 Tool들을 문헌고찰을 통해 조사하였으며 본 연구에는 CA4PRS가 가장 적합하다고 판단되었다. CA4PRS는 미국 California DOT에서 개발하였으며 미국의 연방도로청인 FHWA에서 승인을 받아 사용되어오고 있다. CA4PRS는 다양한 보수공법들 혹은 재시공시 공사구간의 여러 가지 중요한 요소들을 반영하여 이용자 비용을 산출할 수 있도록 도움을 준다. 이 뿐만 아니라 공사기간과 관리자비용을 분석하는 데도 도움을 준다. CA4PRS의 구동 화면은 그림 1과 같다. CA4PRS에는 교통량, 공사전후의 통행속도와 교통용량, 차량별 시간가치, 시간대별 교통량, 공사 중 교통량 감소 등 다양한 변수들이 필요하였으며 최대한 실제 자료를 활용하려 노력하였다. 절삭 덧씌우기와 비절삭 덧씌우기에 대한 20년간의 시나리오를 세워 발생하는 시공비용과 이용자 비용을 산출하고 사회적 할인율을 적용하여 현재가치로 환산 후 비교분석을 하였다. 그 결과는 그림 2와 같으며 절삭 덧씌우기가 비절삭 덧씌우기에 비해 20% 정도 비용이 절감되는 것으로 나타났다.
116.
2017.10
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국내 고속도로 포장의 종류는 크게 콘크리트 포장과 아스팔트 포장으로 구분 할 수 있다. 현재 콘크리트 포장은 공용 중 노후화로 인해 서비스지수가 일정수준 이하로 낮아질 경우 다양한 보수공법을 적용하여 개량 및 유지보수를 시행하여 공용기간을 연장시키는 방법을 택하고 있다. 이러한 노후화된 콘크리트 포장에 대한 보수공법 중 아스팔트 덧씌우기 공법은 기존 콘크리트 포장 위에 아스팔트를 약 50∼80mm정도 덧씌우기하여 기존 콘크리트 포장체는 기층재로 표층재는 신설AP로 하는 복합단면형태이다. 이러한 복합단면은 소음저감, 평탄성확보 등의 장점과 함께 하부 콘크리트의 줄눈부 거동으로 인한 반사균열 발생이 가장 큰 단점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 복합단면포장에 있어 경계면 접합처리 방식이 반사균열 발생에 미치는 영향을 검토하고자 일반포설 구간과 택코팅 동시포설 구간에 대한 하부 콘크리트의 깊이별 온도 및 줄눈부 거동을 2016년 11월 17일부터 2017년 8월 7일까지 계측하여 분석하였으며 그 결과, 표 1과 그림 1과 같이 분석되었다.
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2017.10
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2010년 인천공항으로 향하던 공항버스가 인천대교 부근에서 노측용 방호울타리를 뚫고 넘어서 추락하는 사고가 발생되었다. 사고 장소에 설치된 방호울타리는 평지부에서 실차충돌시험을 거쳐 성능이 검증된 방호울타리로서 시험성적에는 문제가 없는 제품이었다. 하지만 실차충돌시험을 수행할 당시에는 ‘도로안전시설 설치 및 관리지침-차량방호 안전시설 편, 국토교통부’에 따라 평지부에서 시험을 수행하였으나, 실제 도로현장에서는 대부분의 방호울타리가 평지부가 아닌 성토부에 설치되어 가드레일 지주의 수평지지력이 성능시험 조건보다 매우 취약하다는 문제가 제기되었다. 이를 계기로 국토교통부는 실차충돌시험을 평지부가 아닌 현장조건과 동일한 성토부에서 수행하도록 2012년 지침을 개정하였으며, 시험기관에서는 실차충돌시험 시에 지주의 수평지지력 시험을 수행하여 시험성적서에 지지력 값을 명기하도록 하였다. 따라서 현장에 설치하고자 할 경우에는 설치현장의 수평지지력 시험을 수행하여 시험성적서의 지지력보다 낮은 경우에는 지주를 보강하여 시험장지지력의 90% 이상 만족하도록 하였다. 특히, 2012년 지침이 개정되기 이전에 평지부에서 실차충돌시험을 거친 방호울타리의 경우에는 지지력이 상대적으로 높기 때문에 반드시 현장지지력 시험을 거쳐 지주 보강방안을 마련하도록 하였다. 공인시험기관의 평지부에서 수차례 수평지지력 시험을 수행한 결과, 지침 개정 이전에 평지부에서 실차충돌시험을 수행한 방호울타리는 수평지지력을 4.5tonf으로 가정하고 현장의 성토부에 설치할 경우에는 지주 지지력이 4.5tonf의 90% 이상 확보하도록 규정한 것이다. 지주의 수평지지력 시험은 지주를 성토부의 시작점(B.P)에 지주를 설치하고, 유압실린더나 윈치 등 적절한 가력장비를 이용하여 지주를 수평방향으로 인장 또는 압축하여 지주가 성토부 방향으로 변형되도록 힘을 가한다. 횡하중 가력높이는 지표면으로부터 650mm로 하고 가능한 지주가 더 이상의 하중에 저항하지 못할 때까지의 하중-변위 관계를 계측한다. 충돌시험장에서 계측된 지주의 하중-변위 관계는 제품의 시험성적서에 명기하고 변위가 350mm일 때의 하중을 지주의 수평지지력으로 본다. 만일 최대하중이 변위 350mm 이전에 나타난다면 그 하중을 수평지지력으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 방호울타리의 지주 보강방안을 개발하여 한국도로공사 도로교통연구원에서 수평지지력 시험을 수행하였다. 보강방안은 보강지주 길이가 0.9m와 1.2m로 두 가지 타입에 대하여 각각 보강 전·후로 지지력 지지력시험을 수행하여 비교하였다. 시험결과 보강길이 0.9m의 경우에는 보강 전·후 466%의 보강효과를 보였으며, 1.2m의 경우에는 보강 전·후 300%의 보강효과를 보였다.
118.
2017.10
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국내의 기후변화에 따른 국지성 호우가 빈번히 발생하면서 도로 포장 파손이 증가함에 따라 사고발생 저감 및 사용자 안전성을 확보하기 위한 신속한 유지관리 시스템이 요구되는 실정이다. 고속도로의 경우, 포장의 유지관리를 위해 도로포장 유지관리 시스템(PMS, Pavement Maintenance System)을 운영하고 있으나 조사 주기가 최소 2년 이상이며 고가의 자동화 장비를 이용하기 때문에 신속한 노면 조사 및 대응에 어려움이 있으며 도로 포장의 국부적인 표면손상 및 포트홀, 단차 등의 평탄성 불량구간이 발생할 경우 신속한 유지보수가 어려운 실정이다. 본 연구는 일반 차량에 쉽게 장착 할 수 있는 가속도 센서 및 전방 영상센서 등을 활용하여 노면의 이상 유무를 감지하고 도로 관리자에게 전송함으로써 신속한 보수 및 대응이 가능한 시스템을 개발하였다. 본 연구의 목적은 개발된 노면 측정 시스템을 이용하여 콘크리트 포장과 아스팔트의 차종 및 주행 속도별 가속도 데이터를 활용하여 포장형식별 특성을 파악하고, 도로의 주행쾌적성 평가를 위한 적용 가능성을 검증하는데 있다. 가속도 센서를 활용한 노면 상태 조사 시스템의 검증을 위해 본 연구에서는 포장 형식별로 가속도 데이터의 결과를 비교하고자 한국도로공사에서 보유하고 있는 시험도로에서 차종별, 속도별 주행시험을 실시하여 가속도 데이터의 RMS(Root Mean Square)값을 비교 검토하였다. 주행 속도에 따른 포장형식별 RMS값을 분석한 결과, 콘크리트 포장구간에서는 화물차를 제외한 차종들에서 속도에 따른 가속도 값의 변화가 최대 0.05g정도로 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 하지만 화물차는 속도가 증가할수록 RMS값도 증가하였으며 이는 화물차의 차체 및 서스펜션 등의 영향으로 화물차에서 발생하는 가속도 값이 승용차에 비해 커지는 것을 확인할 수 있었다. 아스팔트 포장구간의 경우는 SUV와 승합을 제외하고 소형, 중형, 대형, 화물차 등에서 모두 속도에 따라 RMS값이 점차적으로 증가하는 것으로 나타났으나 증가폭은 0.02g 미만으로 실제 노면의 이상 상태를 감지하기 위한 가속도 값에는 영향을 거의 주지 않는 것으로 나타났다. 콘크리트 포장구간이 아스팔트 포장구간에 비해 같은 속도일 경우 가속도 값이 약 2배정도 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
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최근 호우 및 산사태 등 자연재해로 인한 도로유실 피해가 증가하고 있으며, 특히 지역특성상 산림이 많이 분포된 지역은 피해가 큰 실정이다. 또한, 유실부 긴급복구 방법은 일시적 교통개방이며, 지속된 교통개방이 어려운 상태이다. 이에 본 연구에서는 도로유실 긴급복구를 위한 연구의 일환으로 골재망을 활용한 다공질 콘크리트 긴급복구 공법의 장비조합을 제안하고자 하였으며, 최소한의 장비로 현장배합 및 도로유실 긴급복구에 활용하고자 한다. 장비, 재료 운반 및 하차수단으로 카고크레인 및 일반 적재트럭으로 2식의 차량을 제안하며, 운반 구성은 현장배합용으로 시멘트, 몰탈믹서, 1㎥물통과 유실부 복구를 위한 골재망, 시멘트페이스트 적재 박스와 골재망 적치는 카고크레인으로 대처하며, 현장지반정리용 0.2B/H, 다공질콘크리트 일부다짐용 콤펙터를 활용하였다. 그림1 및 그림2는 제안한 2식의 차량으로 활용되는 계획을 각각 나타내며, 그림3은 제시한 장비조합의 긴급복구 계획을 나타내고 있다. 도로유실 긴급복구 골재망 활용 다공질 콘크리트의 현장배합 및 시공을 위한 장비조합을 제시하고자 하였으며, 이에 따른 결과는 다음과 같다. 1) 제시한 장비조합은 대형 중장비가 아닌 중 · 소형 장비, 재료로써 운반 및 사용이 용이하며, 신속하고 항구적인 골재망 활용 다공질콘크리트 긴급복구 공법에 적합하다 판단된다. 2) 제시한 장비조합은 Mock-up시험 등을 통한 검증필요가 예상되며, 유실위치 및 규모에 따른 추가 장비구성 및 시공방법 변경에 대한 추가적인 계획이 필요할 것으로 사료된다.
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복층터널의 중간슬래브는 터널 라이닝에 브래킷을 설치하여 그 위에 거치되는 구조이므로, 브래킷의 파손 시 중간슬래브 낙하 및 라이닝 손상에 따른 인적, 물적 피해가 크게 발생할 수 있기 때문에 브래킷의 설계는 복층터널에서 매우 중요한 사항이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 복층터널의 중간슬래브 지지를 위한 브래킷의 설계와 이의 적용성 검증을 위한 실험 계획을 수립하였다. 중간슬래브의 브래킷은 총 4 종류로 구분하여 설계하였으며, 이는 일반 구간, 팽창줄눈 구간, 비상대피시설로 계단 구간, 비상대피로 차로 구간이다. 브래킷은 차량 진행방향으로 연속적으로 설치하는 방법과 줄눈을 설치하여 불연속적으로 설치하는 방안이 있다. 연속적으로 설치할 경우 구조적으로 더 안정적이지만 브래킷의 유지보수 시 부분적으로 보수를 수행하기 어렵기 때문에 2m 간격으로 줄눈을 설치하는 것으로 설계하였다. 설계에 대한 검증을 위하여 실험계획을 수립하였다. 그림 1과 같이 라이닝의 양단에 브래킷을 설치하여 반력벽 없이 브래킷 설계에 대한 검증 실험을 수행할 수 있도록 하였으며, 상사비 0.5를 적용한 축소 실험체를 제작하여 파괴 형상까지 분석할 수 있도록 하였다. 실험체의 제작 과정을 그림 2에서 보여주며, 향후 하중 재하에 따른 거동 분석 실험을 수행할 계획이다.
