PURPOSES : This study evaluates the long-term performance of the asphalt overlay designed by the Seoul pavement design method which determines overlay thickness by considering existing pavement conditions, traffic volume, and bearing capacity of the pavement. METHODS : A total of 76 sections including 17 control sections and 59 design sections were constructed under various traffic conditions, overlay thicknesses and asphalt mixtures. The performance of the pavements has been monitored up to 60 months in terms of surface distresses, rutting, and longitudinal roughness. The service life of the pavements was estimated to be the period when the Seoul pavement condition index (SPI) becomes 6.0, i.e., a rehabilitation level. RESULTS : Overall, the service life of the pavements was 72 months in the control and 120 months for the design sections. For relatively thinner overlay sections than designed, the service life reduced significantly; 36 months for 15cm thick overlay and 120 months for 25cm thick overlay. The service life of the pavement in the bus-only lane was 78 months, which is 30 months shorter than that in mixed-traffic lanes. Out of the bus-only lanes, 56% of the pavement along bus stop was deteriorated early to be a poor condition while only 2% of the pavement in a driving lane was degraded to be poor. The overlay with Stone Mastic Asphalt (SMA) in the wearing surface had 38% longer life than that with conventional dense graded mixtures. CONCLUSIONS : Most of the overlays sections designed by the Seoul pavement design method were expected to survive 10 years, except for bus-only lanes. The control sections having 5 to 10 cm thick overlays showed significant lower performance than the design sections. Thus proper thickness and materials considering the characteristics of existing pavement and traffic volumes should be applied to secure the service life of overlays.

PURPOSES : The purpose of this study is to identify a gradation control method that minimizes the volatility of recycled aggregates to maintain the quality of reclaimed asphalt mixtures. METHODS : In this study, two types (0~13 and 0~10 mm) of recycled aggregate stockpiles with an extraction viscosity of 40,000 poise and a 19 mm hot asphalt mixture with virgin aggregates are used. The test methods are evaluated for plastic deformation resistance using the Hamburg wheel-tracking test and for low-temperature crack resistance using the dynamic modulus test. In the field, the performance is evaluated via an accelerated pavement test. RESULTS : The Hamburg wheel-tracking test shows good water resistance as well as less than 5 mm of deformation. The result of a dynamic modulus test at -5 °C shows a 92.9% low-temperature crack resistance as compared with that of the 19 mm dense grade hot-mix asphalt mixture. The result of the accelerated pavement test confirms that the performances of the 19 mm dense grade hot-mix asphalt mixture and reclaimed asphalt mixture are equal owing a 1.2 cm plastic deformation. CONCLUSIONS : By evaluating the plastic deformation resistance and crack resistance of the reclaimed asphalt mixture based on a stockpile gradation controlled at 0~10 mm via an indoor test, it is discovered that the plastic deformation resistance increases partially, whereas the crack resistance remains almost unchanged. The accelerated pavement test confirms that a performance equivalent to that of a 19 mm dense grade hot-mix asphalt mixture is achieved.

PURPOSES : This study aims to evaluate the applicability of ground penetrating radar (GPR) for surveying utility pipes under sidewalks made of concrete brick and plate-stone block pavements. METHODS : GPR tests were conducted at two test sections to detect layer boundary and utility pipes under the pavements. The central frequency of the single-channel GPR was 800, 500, 250, and 100 MHz, and the central frequency of multi-channel (8) GPR was 450 MHz. GPR signals were analyzed in terms of 1-D (A-scan) and 2-D (B-scan) profiles. RESULTS: From the A-scan data analysis, the vertical resolution of the GPR ranged from 7.3 cm for 800 MHz to 133.1 cm for 100 MHz in the concrete brick block pavement and 13.9 cm for 800 MHz to 144.2 cm for 100 MHz in plate stone block pavement. From the B-scan data analysis, 250 MHz to 500 MHz GPR was sufficient to differentiate the layer boundary at a depth of 1.0~1.5 m to detect utility pipes at a depth of 0.5~2.0 m in both block pavements. In the plate-stone block pavement, GPR signal attenuation was greater because of the wire mesh in the concrete layer. Thus, the penetration depth was approximately 80% of the concrete brick-block pavement. CONCLUSIONS : The penetration depth and vertical resolution of GPR in the sidewalk paved with blocks were comparable to those of roadway pavement. Among the GPR evaluated, the 250 MHz GPR was the most desirable, and the 500 MHz GPR was affordable for the investigation of underground pipes situated up to 2.0~3.0 m under sidewalks.

PURPOSES: The purpose of this study is to compare the advantages and disadvantages of 3D multichannel ground penetrating radar (GPR) equipment, which is mainly used for road cavity detection. The optimal signal analysis method was also proposed for 3D GPR data. METHODS: Four types of 3D GPR equipment were used to detect road cavities in a pilot road section in Seoul. The obtained GPR signals were evaluated in the time and frequency domain using raw data. In addition, various types of filters were applied to time domain (B-scan) data to examine the optimal signal processing. RESULTS: The time and frequency domain analysis of raw data showed that all the equipment produced reverse and strong signal reflections owing to the low dielectric permittivity of air in the cavity compared with neighbor materials. Also, the asymmetric parabolic curve was observed as well. The optimal signal processing method was determined to detect road cavities: zero-setting and background removal should be applied to all equipment. Bandpass filtering can be optionally applied to remove high-frequency noise or direct waves. CONCLUSIONS: Despite the different specifications of GPR equipment in terms of signal generation and bandwidth, the GPR signals were appropriate in terms of zero-setting, noise level, and depth of investigation. Therefore, all the multichannel GPR devices evaluated were found to be suitable to detect road cavities located at depths of 1.0 and 1.5 m after the application of proper filtering process.

PURPOSES : The objective of this study is to develop a pavement rehabilitation decision tree considering current pavement condition by evaluating severity and distress types such as roughness, cracking and rutting. METHODS: To improve the proposed overall rehabilitation decision tree, current decision tree from Korea and decision trees from other countries were summarized and investigated. The problem when applying the current rehabilitation method obtained from the decision tree applied in Seoul was further analyzed. It was found that the current decision trees do not consider different distress characteristics such as crack type, road types and functions. Because of this, different distress values for IRI, crack rate and plastic deformation was added to the proposed decision tree to properly recommend appropriate pavement rehabilitation. Utilizing the 2017 Seoul pavement management system data and considering all factors as discussed, the proposed overall decision tree was revised and improved. RESULTS: In this study, the type of crack was included to the decision tree. Meanwhile current design thickness and special asphalt mixture were studied and improved to be applied on different pavement condition. In addition, the improved decision tree was incorporated with the Seoul asphalt overlay design program. In the case of Seoul's rehabilitation budget, rehabilitation budget can be optimized if a 25mm milling and overlay thickness is used. CONCLUSIONS: A practical and theoretical evaluation tool in pavement rehabilitation design was presented and proposed for Seoul City.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the potential risk level of road cave-ins due to subsurface cavities based on the deflection basin measured with falling weight deflectometer (FWD) tests. METHODS: Ground penetrating radar (GPR) tests were conducted to detect road cavities. Then FWD tests were conducted on 13 pavement test sections with and without a cavity. FWD deflections and a deflection ratio was used to evaluate the effect of geometry of the cavity and pavement for road cave-in potentials. RESULTS: FWD deflection of cavity sections measured at 60 cm or a closer offset distance to a loading center were 50% greater than more robust sections. The average deflection ratio of the cavity sections to robust sections were 1.78 for high risk level cavities, 1.51 for medium risk level cavities, and 1.16 for low risk level cavities. The relative remaining service life of pavement with a cavity evaluated with an surface curvature index (SCI) was 8.1% for the high level, 21.8% for the medium level, and 89.8% compared to pavement without a cavity. CONCLUSIONS : FWD tests can be applied to detect a subsurface cavity by comparing FWD deflections with and without a cavity measured at 60 cm or a closer offset distance to loading center. In addition, the relative remaining service life of cavity sections based on the SCI can used to evaluate road cave-in potentials.

도시 열환경 개선을 위해 국내외 도로포장 분야에서 다양한 연구가 진행 중에 있으며, 태양의 근적외선 반사를 통해 노면의 온도를 저감하는 반사형 차열성 포장 공법도 그 일환으로 연구와 실용화가 진행되어 왔다. 특히 일본의 도쿄도에서는 2002년 9월에 ‘살수를 필요로 하지 않는 포장노면의 온도상승을 억제하는 신기술’을 주제로 공모를 실시하여, 국토교통성 관동지방정비국 내에 ‘환경포장 동경 프로젝트’ 일환으로 차열성 포장과 보수성 포장에 대한 소규모 공개 시험시공을 추진하였다. 국내에서는 2005년 12월부터 수행된 ‘장수명 친환경 도로포장 재료 및 설계시공 기술개발’의 세부 연구과제로 ‘도심지 열섬완화를 위한 포장시스템개발’에서 주차장 부지를 배수성 포장으로 개량한 후 차열성과 투수성 포장에 대한 시험시공 및 추적조사를 실시하였다. 이러한 연구를 토대로 서울시에서는 2009년, 2010년 공용 중인 도로에 차열성 포장 시험시공을 실시하였으나 내구성이 미흡하여 6개월만에 조기파손이 발생하였다. 본 연구는 반사형 도료를 이용한 차열성 포장의 현장공용성 향상을 위해 개선된 차열성 도료를 개발하였다. 이에 대하여 내마모성 실내시험, 포장가속시험을 통한 공용성 평가시험, 주차장 진입구간 시험시공을 통한 내마모성 및 노면온도 저감 효과를 분석하였다. 차열성 포장의 현장공용성 및 노면온도 저감 효과를 평가하기 위해 기존 아스팔트 포장(장기공용으로 골재노출), 국외 우수 반사도료 개량형(A), 미끄럼방지 도료 개량형(B)을 대상으로 시험을 실시하였다. 시험 결과 도료 A, B 모두 내마모 시험(SPS-KTS 1102-1890:2005)에 따른 품질기준(50만회, 1%이하)을 충족하였다. 포장가속시험의 경우 그림 1]의 (b)에서와 같이 시공한지 15일밖에 되지 않는 아스팔트 포장에 도포한 결과 유분이 도료를 용해시켜 충분히 경화되지 않고 분리현상이 발생하였다. 반면 장기 공용한 아스팔트 포장의 경우 약 1년간 추적 조사한 결과 도료의 부착상태가 양호하였다. 따라서 차열성 포장은 신설보다는 유분이 어느 정도 없어진 3∼6개월 후에 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 온도저감 효과는 기존 아스팔트 포장과 비교하여 약 2.5∼3.5℃로 다소 적게 나타났는데, 이는 장기간 공용으로 아스팔트 바인더가 떨어져나가 표면색이 회색에 가까웠기 때문으로 판단되었다. 따라서 차열성 포장은 아스팔트 바인더가 안정적으로 유지되고 있는 신설포장일수록 상대적으로 온도저감 효과가 크게 나타나며, 노면온도를 상승시키는 근적외선을 반사함에 따라 낮 시간 포장체의 복사열 축적이 저감되어 일몰 후 도심 열섬현상을 완화하는 효과도 기대할 수 있다.

OBJECTIVES: The objective of this study is to detect road cavities using multi-channel 3D ground penetrating radar (GPR) tests owned by the Seoul Metropolitan Government. METHODS: Ground-penetrating radar tests were conducted on 204 road-cavity test sections, and the GPR signal patterns were analyzed to classify signal shape, amplitude, and phase change. RESULTS : The shapes of the GPR signals of road-cavity sections were circular or ellipsoidal in the plane image of the 3D GPR results. However, in the longitudinal or transverse direction, the signals showed mostly unsymmetrical (or symmetrical in some cases) parabolic shapes. The amplitude of the GPR signals reflected from road cavities was stronger than that from other media. No particular pattern of the amplitude was found because of nonuniform medium and utilities nearby. In many cases where road cavities extended to the bottom of the asphalt concrete layer, the signal phase was reversed. However, no reversed signal was found in subbase, subgrade, or deeper locations. CONCLUSIONS: For detecting road cavities, the results of the GPR signal-pattern analysis can be applied. In general, GPR signals on road cavity-sections had unsymmetrical hyperbolic shape, relatively stronger amplitude, and reversed phase. Owing to the uncertainties of underground materials, utilities, and road cavities, GPR signal interpretation was difficult. To perform quantitative analysis for road cavity detection, additional GPR tests and signal pattern analysis need to be conducted.

PURPOSES : Long-life asphalt pavements are used widely in developed countries. In order to be able to devise an effective maintenance strategy for such pavements, in this study, we evaluated the performance of the long-life asphalt pavements constructed along the national highways in South Korea. Further, an economic evaluation of the long-life asphalt pavements was performed based on a life-cycle cost analysis. We aimed to devise a model for evaluating the performance of long-life asphalt pavements using the national highway pavement management system (PMS) database as well as for analyzing the economic feasibility of such pavements, in order to promote their use in South Korea. METHODS : The maintenance history and pavement performance data were obtained from the national highway PMS database. The pavement performances for a total of 292 sections of 10 lanes (5 northbound lanes and 5 eastbound lanes) of national highways were used in this study. Models to predict the performances of hot mix asphalt (HMA) and long-life asphalt pavements under two distinct traffic conditions were developed using a simple regression method. Further, the economic feasibility of long-life asphalt pavements was evaluated using the Korea Pavement Management System (KoPMS). RESULTS : We developed service-life prediction models based on the traffic volume and the equivalent of single-axle load and found that long-life asphalt pavements have service lives 50% longer than those of HMA pavements. Further, the results of the economic analysis showed that long-life asphalt pavements are superior in terms of various economic indexes, including user cost, delay cost, total cost, and user benefits, even though their maintenance cost is higher than that of HMA pavements. A comparison of the economic feasibilities of the various groups showed that group A is superior to HMA pavements in all aspects except in terms of the maintenance criterion (crack 20% or higher) as per the NPV index. However, the long-life asphalt pavements in group B were superior in terms of the maintenance criterion (crack 25% or higher) regardless of the economic feasibility. CONCLUSIONS: The service life of long-life asphalt pavements was found to be approximately 50% longer than that of HMA pavements, regardless of the traffic volume characteristics. The economic feasibility of long-life asphalt pavements was evaluated based on the KoPMS. The results of the economic analysis were the following: long-life asphalt pavements are exceptional in terms of almost all factors, such as user cost, delay cost, total cost, and user benefit; however, the exception is the maintenance cost. Further, the economic feasibility of the long-life asphalt pavements in group B was found to be better than that of the HMA pavements (crack 25% or higher).

최근 도로하부에 생성된 동공으로 인한 도로함몰이 빈번하게 발생되고 있다. 동공의 주요 발생 요인으 로는 굴착복구 시 다짐불량, 노후 하수관 파손, 대형공사장 지하수처리 미비 등으로 알려져 있다. 서울시 에서는 도로함몰을 사전에 예방하기 위하여 지표투과레이더(GPR, Ground Penetrating Radar)를 이용 한 동공탐사를 2015년부터 본격적으로 실시하였다. GPR 시험에서는 전자기파가 유전율이 상이한 재료 경계부에서 반사되는 특성을 이용하여 포장층 두께, 지하매설물의 위치 등을 탐지할 수 있다. GPR 안테 나는 주파수 대역, 채널 수, 설치방법 등에 따라 다양한 형식을 가진다. 서울시의 경우 도로함몰로 발전할 확률이 높은 1.5m 내외의 얕은 심도의 동공을 탐지하기 위하여 250MHz 또는 500MHz 접촉식 안테나를 사용하고 있다. 조사연장이 긴 차도에는 조사 효율성이 높은 16채널 안테나를 사용하고, 좁은 폭의 차도 및 보도에는 단채널 안테나를 사용하고 있다. 본 연구에서는 서울시에서 실시한 GPR 시험으로부터 획득 한 GPR 신호로부터 동공 및 지하매설물, 자갈 등을 구분하기 위한 정성적 패턴 분석을 실시하였다. 일반 적으로 원형, 연속적인 형태를 가지는 하수관에서 반사된 GPR 신호는 위로 볼록한 포물선 형상으로 되어 있고 반사강도가 크게 나타난다. 반면 동공 대부분은 비정형, 불연속 형태이므로 신호패턴이 찌그러진 비 대칭형 포물선으로 나타내고, 반사파의 강도가 약하거나 (+)신호와 (–)신호가 뒤바뀌는 경향으로 나타났 다. 또한 지하매설물은 1.0~1.5m 사이에 위치하므로 약 30cm 두께의 아스팔트 포장층에서 1.0m 이상 깊은 곳에서 신호가 나타난다. 반면 동공의 경우 포장층 직하부에 주로 존재하므로 포물선의 상부가 포장 층에 가까이 나타났다. 그러나 포장하부에 존재하는 건설폐기물, 자갈 등도 동공신호와 유사하게 나타나 므로 탐지율을 향상시키기 위해서는 더 많은 GPR 신호 패턴이 필요하다.

도심지의 도로포장은 버스 등 중차량 교통하중과 포장 유지보수 시기가 지나 급속히 진행 되고 있는 포 장표면의 노후화뿐만 아니라 도로하부 시설물 보수를 위한 잦은 굴착복구가 진행되고 있다. 이로 인해 포 장체의 구조적 지지력이 감소하여 전형적인 도심지형 도로파손인 포트홀, 균열, 침하 및 소성변형이 급증 하고 있다. 또한 빈번히 발생하는 도심지의 도로파손 유지보수로 적지 않은 예산이 소요되고 있기 때문에 효율적인 유지보수를 통한 공용성 확보가 절실히 요구된다. 따라서 본 연구에서는 도로포장의 표면상태와 포장층의 구조적 지지력과의 연관성을 파악하여 효과적인 유지보수 방안을 제시하고자 한다. 우선 도로포 장 하부상태와 표면상태 분석결과를 도심지 도로파손 원인 분석 및 대응방안 수립 근거자료로 활용하기 위 해서 서울시의 23개 장기공용성구간(Long Term Performance Pavement)중 공용기간이 5년 경과된 구간 을 선정하였다. 선정된 대상구간의 포장 표면상태 조사(Visual Inspection) 결과인 Rutting, Crack, IRI 및 그에 기반한 SPI지수와 FWD시험으로 부터 산출된 잔존수명과의 비교 분석을 수행하였다. 특히, 표면 조사와 동일구간에 현장코어를 통해 얻어진 아스팔트층 두께와 30cm로 가정한 보조기층 두께 및 대표온 도 20℃를 이용, 역산프로그램을 사용하여 포장층의 탄성계수와 잔손수명을 추정하였다. 대상 구간의 잔 존수명과 도로포장 표면상태와의 관계를 도출하기 위해 지지력 기반 우선순위와 표면상태 기반 우선순위 를 비교하였다. 그 결과 표면상태와 지지력의 상관관계는 다음 그림1에 나타난 바와 같이 Rutting, Crack 에 대한 R-square 값이 0.65이상으로 상관성이 비교적 높은 수준이며 IRI(종단평탄성)는 상관성이 가장 낮았다. 이는 포장층이 지지력이 도로 노면의 평탄성에 미치는 영향이 상대적으로 적기 때문이며, 따라서 Rutting, Crack, IRI의 지수가 모두 포함된 SPI는 상대적으로 낮게 나타난 것으로 판단된다. 따라서 포장 표면상태를 나타낸 지수만을 고려하여 유지보수를 시행할 경우 포장층의 지지력이 충분하지 못한 경우에는 예상보다 빠른 시기에 혹은 동일 시기라도 심각한 상태의 포장손상이 나타날 가능성이 높다. Rutting과 Crack에 대한 지지력의 상관도를 볼 때 이미 진행된 도로파손의 유지보수시 표면상태 뿐만 아니 라 포장층 자체의 지지력을 함께 고려하여 유지보수를 시행하여야 향상된 공용성을 기대할 수 있다.

2014년 6월 말 제2롯데월드 건축공사장 주변에서 작은 규모의 도로침하가 발생했다. 이런 사례가 외국 의 싱크홀 사례와 대비되어 SNS, 매스컴 등을 통해 전파되면서 시민불안이 확산되었고, 이에 서울시는 전국 최초로 2014년 8월 말 경 도로함몰 특별관리대책을 수립하고 노후하수관, 지하수, 굴착공사, 노면하 부 동공 등에 대한 종합적인 예방대책을 시행해 오고 있는 바, 현 시점에서 노면하부 동공탐사는 도로함 몰 예방의 유일한 대책이 되고 있다. 서울시는 노면하부 동공탐사에 대한 해외의 우수한 기술을 조기 도 입하여 도로함몰 개연성이 높은 주요 간선도로 61㎞ 구간을 2014년 11월 경에 시범적으로 동공탐사를 실 시, 국내 최초로 동공 37개소를 발견하였다. 이에 따라 발견된 동공을 대상으로 도심지 도로함몰의 원인 을 밝히고 발생 메커니즘을 규명하기 위하여 2015년 2월부터 6월까지 굴착조사를 실시하였다. 동공으로 분석된 구간에 대하여 굴착조사를 실시한 결과 25개는 동공이었고 나머지 4개는 동공이 아닌 것으로 확 인 되었다. 동공으로 확인된 25개에 대한 원인을 살펴보면 주로 ʻ물이 흐르는 관로의 결함ʼ(11개, 44%)과 ʻ굴착복구 미흡ʼ(14개, 56%)인 것으로 나타났다. 동공의 구조를 살펴보면 차량하중 등의 상재하중에 저항 하면서 지지력을 발휘하는 상부 토피, 동공 부피의 대부분을 차지하는 몸체, 동공 발생의 원인부로 연결 되는 꼬리로 구성되어 있다. 동공 몸체는 투수계수가 높고 유실이 쉬운 모래･자갈층인 기층 및 보조기층 에 주로 형성되어 있었다. 동공 뿌리는 대부분 토사유실 속도가 느린 점질토층에 형성되어 있다. 또한 일 부 도로함몰 사고 사례를 분석한 결과“차수대책 미흡”으로 인해 토류벽(또는 구조물) 배면의 지하수와 세립토가 공사장 내부로 유입되면서 발생한다는 사실을 확인하였다. 이러한 현장굴착조사 결과를 종합한 동공발생 원인은 ① 물이 흐르는 관로의 결함, ② 굴착복구 미흡(준공 후 장기경과), ③ 굴착공사 부실(굴 착 진행 중) 등 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 동공이 생성되는 형태, 즉 흙이 유출되는 경로는 ① 하수 관 유입형, ② 매설관 하부 공간 유입형, ③ 매립재 공간 유입형, ④ 공사장 내부 유입형1(물+세립토), ⑤ 공사장 내부 유입형2(사질토)으로 분류할 수 있다. 이러한 도로동공의 발생과정을 고려한 도로함몰 예방 대책은 다음과 같다. 첫째 물이 흐르는 관로의 결함의 경우는 관로 연결부, 맨홀과 관로 접합부 등에 대하 여 규정된 시공법을 의무준수 하여야 한다. 둘째 굴착복구 미흡의 경우는 기존의 도로포장 구조를 그대로 복구하고 그 하부지반 복구는 재료와 다짐에 대한 시공법을 의무준수 하여야 한다. 셋째 굴착공사 부실의 경우는 ① 굴착 전에는 지하수위, 지질 등의 사전 지반조사 실시하고, ② 공사 중에는 실제지반 시추조사 등을 실시하고, 필요 시 차수대책 시행해야 하며, ③ 복구 시에는 복구재료, 다짐 등의 시공법을 의무준수 하고, ④ 준공 직후에는 지반의 동공유무 탐사 실시 등으로 동공발생을 사전에 예방하는 것이 무엇보다 중요하다.

투수블록은 일반 콘크리트 블록과 다르게 블록 표면 전체에서 물을 투과시키는 블록 또는 특정 위치에서 물을 투과시키는 블록으로 정의된다. 국내 대부분의 도시지역은 불투수성 재료로 포장된 면적의 증가로 인하 여 빗물이 침투될 수 있는 공간이 줄어들고 이로 인해 빗물이 지표로 흡수되지 않아 좁은 우수관으로 빗물이 넘쳐 차량통행에 지장을 주는 한편 도심지 수해발생 증가 및 지하수 고갈의 문제가 발생하고 있다. 미국,일 본 등 국외에서는 수 십 년 전부터 투수성포장이 도입되어 도심 환경을 개선시키는데 일조하고 있다. 최근 국내에서도 투수성 블록이 가진 다양한 장점(도시홍수 예방, 열섬현상 완화, 지하수 함양, 지하생태 보전 등) 이 대두되면서 그 수요가 크게 증가하고 있지만 공용기간에 따른 투수성능 지속성 등에 대한 특성 분석 및 연구가 미진한 상태이다. 2013년「서울시 투수블록포장 설계, 시공 및 유지관리 기준(Ver 2.0)」에서는 차도 용 및 보도용 블록에 대하여 자체투수블록의 경우 보도용 휨강도 4 (MPa) 이상 및 압축강도 16 (MPa) 이상, 차도용 휨강도 5 (MPa) 이상 및 압축강도 20 (MPa) 이상 그리고 틈새투수블록의 경우 보차도용 휨강도 5 (MPa) 이상 및 압축강도 20 (MPa) 이상을 기준으로 하고 있다. 또한 모든 투수블록의 투수계수는 0.1 (mm/sec) 이상을 기준으로 현장에 적용 평가하고 있다. 본 연구에서는 이러한 투수블록의 용도에 따라 현장 에 시공된 보도용･차도용 투수블록의 공용기간에 따른 현장투수성능 지속성을 평가하여 보차도용 투수블록 의 공극막힘 현상, 투수성능 변화 등 보도용 및 차도용 투수블록의 수명예측자료를 확보하고자 하였다. 보차도용 투수블록 투수성 수명예측자료를 통해 투수성능 유지시점을 도출하고 현장에 적용된 투수블 록의 기능을 초기상태로 유지하며 그 고유의 기능이 저하됨이 없이 유지될 수 있기 위한 방안을 검토하고 자 하였다. 또한 현장시험을 통하여 각각의 환경조건인 유동인구 및 가로수 유무, 차량통행 등 환경적인 요인으로 인한 공극막힘현상의 분석을 통해 지속성 검증시험의 효과를 분석하고 초기 투수성능과 공용이 후의 투수성능의 상관성을 분석하였다.

PURPOSES : The objective of this study is to propose a quality control and quality assurance method for use during asphalt pavement construction using non-destructive methods, such as ground penetrating radar (GPR) and an infrared (IR) camera. METHODS: A 1.0 GHz air-coupled GPR system was used to measure the thickness and in situ density of asphalt concrete overlay during the placement and compaction of the asphalt layer in two test construction sections. The in situ density of the asphalt layer was estimated based on the dielectric constant of the asphalt concrete, which was measured as the ratio of the amplitude of the surface reflection of the asphalt mat to that of a metal plate. In addition, an IR camera was used to monitor the surface temperature of the asphalt mat to ensure its uniformity, for both conventional asphalt concrete and fiber-reinforced asphalt (FRA) concrete. RESULTS: From the GPR test, the measured in situ air void of the asphalt concrete overlay gradually decreased from 12.6% at placement to 8.1% after five roller passes for conventional asphalt concrete, and from 10.7% to 5.9% for the FRA concrete. The thickness of the asphalt concrete overlay was reduced from 7.0 cm to 6.0 cm for the conventional material, and from 9.2 cm to 6.4 cm for the FRA concrete. From the IR camera measurements, the temperature differences in the asphalt mat ranged from 10℃ to 30 ℃ in the two test sections. CONCLUSIONS: During asphalt concrete construction, GPR and IR tests can be applicable for monitoring the changes in in situ density, thickness, and temperature differences of the overlay, which are the most important factors for quality control. For easier and more reliable quality control of asphalt overlay construction, it is better to use the thickness measurement from the GPR.

서울시 도로포장은 대부분 30년 이상 노후화된 포장으로서 이미 구조적 손상이 많이 진행된 상태이고, 설계당시의 포장 단면 두께가 현재의 교통량을 반영하지 않아 상당히 부족한 상태이다. 또한 기후변화로 인한 강수량 증가 등 환경적 요인으로 인해 포장 파손이 최근 급격히 증가하고 있다. 현재 서울시 도로포 장의 아스팔트 덧씌우기 평균수명은 평균 6.6년으로서 국도 및 고속도로의 10년에 비해 상당히 짧은 수준 이고 재포장 후 5년 이내에 다시 보수를 해야 하는 조기파손 구간도 전체 구간에서 45%를 차지하고 있다. 덧씌우기 재포장구간의 내구수명을 증대시키고, 조기파손을 억제하기 위해서는 조기파손을 유발하는 원 인에 대한 분석이 필요하다. 이를 통해 단면두께 부족 또는 기층부 손상으로 인해 조기 파손이 유발되는 경우에는 전단면 재포장 및 단면두께 보강을 실시해야 한다. 전단면 재포장 또는 덧씌우기를 시행하기 위 해서는 서울시 자체의 포장단면 설계 기준이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 서울시 도심도로의 교통 및, 재료, 환경 특성 등을 고려하고, 시공여건 등을 감안한 서울형 아스팔트 포장 단면두께 설계기준을 개 발하고자 하며, 아스팔트 포장의 신설과 유지보수 업무에 적용하고자 한다. 이를 통해 아스팔트 포장도로 의 전반적인 공용수명을 연장하고 조기파손의 발생을 최소화하는데 본 연구의 목적이 있다. 본 설계기준은 신설과 재포장을 모두 포함하는 것으로 계획하였으며, 신설포장의 경우 미국에서 최근 개발되어 사용되고 있는 역학적-경험적 설계법을 사용하여 다양한 교통량, 재료특성 및 환경특성 하에 단면설계를 수행하고 이를 통해 교통량 조건 별 표준 설계단면을 개발하였다. 이를 바탕으로 재포장 설계 의 경우에는 기존 포장층의 파손(균열 깊이 및 강성)을 고려하여 재포장 단면두께를 산정할 수 있는 간편 한 설계식을 개발하여 제시하였다. 본 연구를 통해 개발된 설계기준을 검증하기 위하여 다양한 포장단면 에 대한 시험시공을 실시하였고, 향후 지속적인 추적조사를 통한 단면설계 기준을 수정 보완할 계획이다.

PURPOSES : In this study, a fracture-based finite element (FE) model is proposed to evaluate the fracture behavior of fiber-reinforced asphalt (FRA) concrete under various interface conditions. METHODS: A fracture-based FE model was developed to simulate a double-edge notched tension (DENT) test. A cohesive zone model (CZM) and linear viscoelastic model were implemented to model the fracture behavior and viscous behavior of the FRA concrete, respectively. Three models were developed to characterize the behavior of interfacial bonding between the fiber reinforcement and surrounding materials. In the first model, the fracture property of the asphalt concrete was modified to study the effect of fiber reinforcement. In the second model, spring elements were used to simulated the fiber reinforcement. In the third method, bar and spring elements, based on a nonlinear bond-slip model, were used to simulate the fiber reinforcement and interfacial bonding conditions. The performance of the FRA in resisting crack development under various interfacial conditions was evaluated. RESULTS : The elastic modulus of the fibers was not sensitive to the behavior of the FRA in the DENT test before crack initiation. After crack development, the fracture resistance of the FRA was found to have enhanced considerably as the elastic modulus of the fibers increased from 450 MPa to 900 MPa. When the adhesion between the fibers and asphalt concrete was sufficiently high, the fiber reinforcement was effective. It means that the interfacial bonding conditions affect the fracture resistance of the FRA significantly. CONCLUSIONS: The bar/spring element models were more effective in representing the local behavior of the fibers and interfacial bonding than the fracture energy approach. The reinforcement effect is more significant after crack initiation, as the fibers can be pulled out sufficiently. Both the elastic modulus of the fiber reinforcement and the interfacial bonding were significant in controlling crack development in the FRA.

PURPOSES: Performance evaluation of four types of asphalt concrete overlays for deteriorated national highways. METHODS : Pavement distress surveys for crack rate and rut depth have been conducted annually using an automated pavement survey vehicle since 2007. Linear and non-linear performance prediction models of the asphalt concrete overlays were developed for 43 sections. The service life of the asphalt overlays was defined as the number of years after which a crack rate of 30% or rut depth of 15mm is observed. RESULTS: The service life of the asphalt overlays was estimated as 17.4 years on an average. In 90.7% of the sections, the service life of the overlays was 15 years or more which is 1.5 times the life of conventional asphalt concrete overlays used in national highways. The performance of the overlays was dependent on the type of asphalt mixture, traffic volume levels, and environmental conditions. CONCLUSIONS : The usage of stone mastic asphalt (SMA) and polymer-modified asphalt (PMA) for the overlays provided good resistance to cracking and rutting development. It is recommended that appropriate asphalt concrete overlays must be applied depending on the type of existing pavement distress.