This study investigated the tracking loss rate and shear bond strength under various conditions to evaluate the properties of a trackless tack coat used in asphalt pavement maintenance and conducted a field investigation in which the trackless tack coat was used. Typically, the loss rate and bond strength of a tack coat depend on various conditions. Therefore, to evaluate the loss rate of the tack coat, a wheel-tracking attachment loss rate and tack lifter test were conducted by simulating high-temperature exposure conditions, and the shear bond strength was measured according to the surface condition of the bottom layer. In addition, field investigations of cracks, rutting, and potholes were conducted at 11 sites five years after the application of the trackless tack coat. The results of the wheel-tracking loss rate evaluation showed that the loss rate differed depending on the conditions of the bottom layer, and the loss rate of the trackless tack coat was very low at the same temperature as that of the rapid strength concrete (RSC). In addition, in the results of tack lifter test at 65℃, which had the highest loss rate by wheel tracking loss rate test, it was found that loss rate of trackless tack coat was 0%–29% lower than that of RSC for the same exposure time. As a result of evaluating the effect of the bottom layer's condition on the shear bond strength, it was found that the trackless tack coat was about 20% higher than RSC under the same conditions. In addition, when foreign substances such as dust were present in the bottom layer, the shear bond strength was reduced by approximately 28%. Field investigations of the trackless-applied section showed that potholes and rutting did not occur, and alligator cracks and linear cracks occurred in some sections; however, it was judged that there was little direct relationship with the trackless tack coat. The trackless tack coat was found to have a slight loss owing to tracking, even at relatively high temperatures, and the shear bond strength was excellent. In addition, if the construction process is properly conducted, an advantage will be attained in securing the performance life of asphalt pavements.

To develop a heat-generating asphalt pavement utilizing a phase-change material (PCM), this study evaluated the application method of a PCM as an asphalt material and the thermal and physical properties of asphalt mixtures. The selection of PCM materials according to the phase-change temperature range suitable for thermal asphalt pavements and the encapsulation method for application to asphalt materials were examined, and encapsulated PCMs (ePCMs) using various materials were produced. The thermal and physical properties were evaluated through chamber experiments and strength tests by applying the ePCMs to asphalt mixtures. The characterization results of the ePCMs showed that ePCM-C had the highest latent heat, thermal stability, and physical stability in the asphalt binder and mixture. The chamber test results showed that ePCM-C, which had high latent heat, had the longest temperature delay time under all conditions. The mixing ratio was calculated by volume to substitute low-density ePCM into the mixture; as the ePCM content increased, the asphalt content also increased. The results of the Marshall stability and indirect tensile strength tests indicated that as the ePCM content increased, the strength and crack resistance properties decreased. Asphalt mixtures containing ePCMs have demonstrated the ability to maintain temperature for a long time within a specific temperature range. If an ePCM is improved such that it is not damaged under the production conditions of asphalt mixtures, it is expected to be sufficiently utilized as a technology for preventing road freezing.

This study aimed to manufacture emulsified asphalt for free-heated asphalt mixtures with high solid contents using the high internal phase ratio (HIPR) technique and utilize it as basic research data by evaluating the basic properties. The optimal emulsifier was selected by considering the physical and chemical properties of the emulsifier used in the emulsified asphalt, and the solid content in the emulsified asphalt was increased using the HIPR technique. Emulsified asphalt was produced with solid contents of 90%, 80%, 70%, and 62% (current standard) in emulsified asphalt, and the basic properties of the emulsified asphalt were evaluated for each content. In addition, a free-heated asphalt mixture for the surface layer was produced by applying the emulsified asphalt produced for each content, and the performance was evaluated based on the quality standard items presented in the current guidelines of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport. When utilizing the HIPR technique, we could manufacture up to 90% of the asphalt solid content in the emulsified asphalt; however, applying it to unheated asphalt mixtures because of the increase in viscosity was impossible. We determined that it could be applied up to a maximum solid content of 80%. In addition, in the free-heated asphalt mixture test, the ratio of the air void increased as the solids content increased, but the strength decreased. An examination of the fracture surface after the strength test revealed that it was brown, which is a characteristic color of emulsified asphalt. This was because the curing time became insufficient as the solid content increased, resulting in insufficient time for strength development. To ensure the performance of the free-heated asphalt mixture, we observed that the viscosity of emulsified asphalt with a high solid content should be reduced; securing the curing time accordingly was an important factor, and it was determined that additional research is necessary.

한국도로공사에서는 전 세계적인 기후위기 대응에 동참하고, 탄소중립기본법, 탄소중립 녹색성장 기본계획 등 정부의 탄소중립 정책 에 부응하기 위하여 “생애전주기 친환경 대응체계”를 구축하였으며, 이에 도로포장의 생애주기 동안 발생되는 탄소배출량을 산출하기 위한 생애전주기평가(Life Cycle Assessment, LCA)의 필요성이 점차 대두되고 있다. 한국도로공사에서는 매년 고속도로 포장상태 모니터링 데이터를 활용하여 공용성을 예측함으로써 포장 유지관리 전략에 활용하고 있으나 이는 거시적인 측면에서의 포장 공용성 모델로 고속도로 포장의 형식, 재료, 공법 등을 고려한 미시적 측면에서의 공용성 모델 개발 및 개발 절차 정립이 필요할 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 고속도로 장기공용성 관측구간(Long Term Pavement Performance, LTPP) 데이터베이스(DB)를 활용하여 고속도로 JCP 공용성 모델을 개발하기 위한 기초연구를 수행하였다. 본 연구에서는 포장상태지수(Highway Pavement Condition Index, HPCI), 표면손상(Surface Distress, SD), 종단평탄성(International Roughness Index, IRI)를 종속변수로, 각 구간별 누적 교통 및 기후인자를 독립변수로 설정하여 다양한 교통 및 환경 영향인자에 따 른 고속도로 JCP 공용성을 예측하기 위하여 기술통계분석, 상관분석, 분산분석, 다중회귀분석을 수행하였다. 고속도로 JCP 공용성에 대한 다중회귀분석 결과, HPCI 모델의 수정된 R2이 0.614.로 SD 모델(0.413)이나 IRI 모델(0.317)에 비하여 높은 설명력을 보이는 것으로 나타났으며, 개별 모델의 회귀식은 통계적으로 유의한 것으로 나타났다.

이수식 쉴드 TBM 공법에서 발생하는 부산물인 필터케이크를 유동성 채움재로의 재활용 가능성을 평가하기 위해 다양한 기초 실험을 수행하였다. 필터케이크를 굵은골재 및 잔골재와 혼합하여, 필터케이크의 함량 비율을 증가시키면서 세 가 지 배합(Case 1, Case 2, Case 3)을 구성하였다. 강도 발현을 위한 바인더로는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 물- 시멘트비(w/c)를 변화시켜 플로우 시험, 블리딩 시험, 압축강도 시험을 통해 유동성 채움재로서의 가능성을 평가하였다. 시험 결과, 필터케이크 함량이 증가할수록 혼합물의 유동성은 저하되었으며, 이를 보완하기 위해 혼합수의 양을 증가시 키며 적정한 범위의 유동성을 확보하도록 하였으나, 혼합수의 양이 많아질수록 압축강도가 크게 감소하는 경향을 보였 다. 특히, 필터케이크 함량이 가장 높은 Case 3에서는 이러한 현상이 두드러지게 나타났으며, 반면 필터케이크 함량이 적 은 Case 1에서는 상대적으로 높은 강도가 발현되었다. 또한, 필터케이크 함량이 적을수록 혼합물의 유동성은 혼합수량에 민감하게 변화하였다. 블리딩은 필터케이크의 혼합 비율에 영향을 받았으며, 필터케이크 함량이 가장 높은 Case 3에서 블리딩이 가장 적게 발생하였다. 이는 필터케이크의 높은 수분 흡수율이 블리딩 감소에 영향을 미친 것으로 판단된다. 즉, 유동성, 강도, 블리딩 사이의 균형을 맞추기 위한 적절한 배합비 설정을 통해 TBM 공법 부산물인 필터케이크는 유 동성 채움재로 재활용 가능성이 높을 것으로 평가하였다.

현재 도로포장 유지보수 과정으로부터 노화된 폐 아스팔트가 발생하며, 순환 아스팔트로서 재활용하기 위해 아스팔트 오일을 첨가제 등과 함께 혼합하여 노화된 아스팔트의 성상 회복 및 유동성을 개선하여 도로포 장 재료로 활용하고 있다. 또한 아스팔트 오일의 사용은 저온영역의 성능 개선에도 영향을 미쳐 개질아스팔트 제작에도 활용하고 있으며, 개질 아스팔트는 SBS(Styrene Butadiene Styrene), SBR(Styrene Butadiene Rubber)등 고무계열의 폴리머와 오일 등을 원 아스팔트에 혼합하여 아스팔트 바인더의 공용성을 향상시키는 기술로서 폴리머는 아스팔트의 고온 영역의 물성, 오일은 저온영역의 물성을 개선하는데 사용된다. 이 중 폴 리머에 관한 연구는 활발히 이루어지고 있는 반면 아스팔트에 사용하는 오일에 관한 연구는 상대적으로 연 구가 부족한 실정이다. 따라서 오일의 사용으로 인한 아스팔트의 물성 변화에 관한 실험적인 검토가 필요 하다고 판단된다.

최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

온실가스 배출량을 최소화하기 위하여 가열 없이 생산이 가능한 상온 아스팔트 포장 공법도 2000년 초부터 개발되어 활용되고 있으 나, 기술적 한계로 인해 성능 확보가 어려워 대부분 기층용으로 활용중에 있다. 상온 아스팔트 혼합물은 유화아스팔트를 사용하는데 양생하는 동안 혼합물 내부에 있는 물이 증가됨에 따라 혼합물 내부의 높은 공극률이 발생하게 되어 포장의 성능을 확보하는데 한계 가 있다. 따라서 본 연구에서는 유화 아스팔트 내 아스팔트 고형분 함량을 증가시켜 물 함량을 최소화함으로서, 양생시간을 단축하고 낮은 공극률 확보를 통한 상온 아스팔트 혼합물의 성능의 변화를 평가하였다. 시험결과, 고형분 함량이 변화에 따라 공극률 및 간접인 장강도, 터프니스 물성이 변화가 나타났다. 하지만 고함량 고형분의 유화 아스팔트를 상온 아스팔트 혼합물에 적용하기 위해서는 최적 함수비 결정방식 및 양생방식 등에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 나타났다.

시멘트 콘크리트 포장의 양생 공정에서는 피막양생제를 살포하는 것이 가장 일반적이며 양생포와 같은 덮개를 콘크리트 포장 위에 덮어 온도와 습도를 유지하는 방법으로 콘크리트 포장의 강도를 발현시키기도 한다. 콘크리트 포장의 미끄럼 저항 및 배수, 주행안전 성을 향상시키기 위해서는 양생 공정 이전에 표면 타이닝 공정을 수행하는 것이 일반적이지만 양생 이후에 그루빙을 실시하기도 한다. 본 연구에서는 콘크리트 포장 품질에 지대한 영향을 주는 양생 작업과 표면 그루빙 작업의 일원화 방법 개발을 위한 기초 연구로써 3D 스케치 프로그램과 3D 프린터를 이용하여 타원형, 삼각형, 사각형 모양의 홈으로 그루빙을 형성하면서 동시에 양생포로 사용이 가 능한 그루빙 양생 플레이트를 설계하여 제작하였다. 그루빙 양생 플레이트의 적용성을 분석하기 위해 콘크리트 공시체를 제작하여 실 내 실험을 수행하였으며 양생 플레이트의 그루빙 홈 형상에 따른 콘크리트 포장 표면 그루빙 형성 상태를 분석하였다.

본 논문에서는 건설 현장 관리의 과제를 다루고 IoT 기술 활용을 위한 기술 적용에 대해 정리하였다. 도로 포장 장비의 유휴 시간을 모니터링하는 IoT 장치를 설계 및 구현하여 효율적인 장비 관리 시스템을 개발하는 것을 목표한다. 또한, 본 연구에서는 통신방식 선 정, 사용자 친화적인 플랫폼 설계, 데이터 수집 및 분석을 위한 진동센서 기반 IoT 디바이스 개발을 통한 실시간 관리에 중점을 두고 있다. 플랫폼을 통해 공사현황을 실시간으로 모니터링하고 장비 유휴시간을 관리해 효율성을 높일 수 있으며, IoT 디바이스는 90% 이 상의 데이터 정확도를 보장한다. 현장 테스트를 통해 장비 사용 추적 효과가 확인되어 보다 효율적인 건설 관리에 기여하고자 한다.

본 연구에서는 온도 반응형 발열 아스팔트 포장 공법 개발을 위하여 온도 반응형 신소재의 아스팔트 적용 방안과 이를 아스팔트 재 료에 적용하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 발열 아스팔트 포장에 적합한 상변화 온도 범위에 따른 PCM 재료 선정 및 아스팔트 재 료에 적용하기 위한 캡슐화 방안을 검토하고 다양한 소재를 활용한 캡슐화된 PCM 신소재(ePCM)를 제작하였다. 이에 대한 발열 특성 및 물리적 특성 평가를 수행하였다.