algorithms for deriving and analyzing retroreflectivity influence factors through regression analysis. METHODS : An experimental road lane was created to examine the trends of retroreflectivity and LiDAR intensity values, and a controlled indoor experiment was conducted to identify influencing factors. The optimal algorithm was developed by regression analysis of the experimental data. RESULTS : The significance probability (P-value) through SPSS linear regression analysis was 0.000 for measured height, 0.001 for perpendicular angle, 0.157 for vertical angle, and 0.000 for LiDAR intensity, indicating that measured height, vertical angle, and LiDAR intensity are significant factors because the significance probability is less than 0.05, and vertical angle is not significant. The NNR regression model performed the best, so the measurement data with height (1.2m, 2m, 2.2m) and vertical angle (11.3°, 12.3°, 13.5°) were analyzed to derive the optimal LiDAR Intensity measurement height and vertical angle. CONCLUSIONS : For each LiDAR measurement height and vertical angle, the highest correlation between LiDAR Intensity and retroreflectivity was found at a measurement height of 1.2 meters and a vertical angle of 12.3°, where the model learning accuracy (R2) was the highest.

PURPOSES : This study aims at evaluating the use of an electromagnetic density gauge (EDG) to measure the in situ density and air-void content of asphalt concrete (AC) pavement. METHODS : In situ AC pavement density and air-void readings were obtained from two sites (Daegu and Ulsan) using an EDG. Calibration of the EDG was conducted by first obtaining density values at three different positions, on each pavement where core samples were extracted afterward. The core samples were then tested to obtain laboratory density and air-void values. The density measured using the EDG was then subtracted from the laboratory values to obtain the offset calibration values, which were then adopted to calibrate the in situ measurements using the EDG. Moreover, to analyze the effect of moisture on the pavement surface, EDG measurements were conducted under dry and wet conditions to compare the in-situ readings. RESULTS : The in-situ density readings of AC tend to be higher in moist/wet conditions. By applying the calibration value to the EDG readings, the density error percentage was reduced from 0.61% to 0.096%, and 0.64% to 0.16% for Daegu and Ulsan sites, respectively. Consequently, the air-void content error percentage was reduced from 12.8% to 1.04%, and from 10.07% to 1.78% for Daegu and Ulsan sites, respectively. CONCLUSIONS : The electromagnetic density gauge (EDG) is an effective tool for the non-destructive measurement of in situ pavement density. By applying offset calibration values, the error in the field readings was reduced, and the accuracy of the EDG measurements was improved.

PURPOSES : The objective of this study is to address various problems, such as an increase in material cost and premature failure (e.g., cracks and potholes) of porous pavements, and to develop multifunctional asphalt and asphalt mixtures to ensure the long-term commonality of porous asphalt pavements. METHODS : A basic quality test of two types of porous asphalt mixtures was performed. One type consisted of the existing porous asphalt mixture, using domestically presented grading, and the other a porous asphalt mixture using high-viscosity modified asphalt with enhanced low-temperature properties, aimed at improving strain resistance and developed by applying the grading suggested by the Federal Highway Administration (FHWA). RESULTS : The cantabros loss rate was 19.62 % for conventional modified asphalt (PG 82-22) and 5.95 % for the developed highviscosity modified asphalt (PG 88-28), indicating that both mixtures passed the criteria. Regarding the drain-down loss rate, mixtures using both types of asphalt were found to pass all quality standards. The average permeability coefficients for each porous asphalt mixture were 0.023 and 0.018 and both types of porous asphalt mixtures satisfied the quality standard of 0.01 cm/s, as given by the Asphalt Concrete Pavement Guidelines of the Ministry of Land, Infrastructure, and Transport. CONCLUSIONS : As a result of the mix design of the two porous asphalt mixtures, the mixture developed in this study was found to be superior to the conventional porous asphalt mixture using conventional porous asphalt grading and modified asphalt.

PURPOSES : This study establishes a pay adjustment factor scheme that will penalize or provide incentives to contractors after pavement construction in Seoul City. METHODS: Random sampling was conducted, wherein acceptable quality characteristics (AQCs) of the field mixture such as the aggregate gradation, asphalt binder content, pavement thickness, field air void, and IRI (International Roughness Index) were determined. Using the acquired field data, the percent within limit (PWL) values of each AQC were determined. RESULTS : Weight factors were used to consider the effect of each AQC, since field data varies depending on the field condition. The total pay factor (PF) was determined by combining the PF material and PF construction. PF material considers the asphalt binder content and the aggregate gradation, while PF construction considers the field air void, pavement thickness, and field IRI. CONCLUSIONS: A pay adjustment factor was established by determining the PWL of each AQC and calculating the corresponding pay factor. Based on the results, it is found that PWL is a reasonable and acceptable method for evaluating the pavement quality and determining the pay factor.

PURPOSES: The objective of this study was to develop an asphalt pavement response model for a subsurface cavity section using the 3D finite element method and a statistical approach. METHODS: It is necessary to analyze the structural behavior of asphalt pavement with a subsurface cavity to evaluate the degree of risk for a road cave-in. A 3D finite element model was developed to simulate the subsurface cavity underneath asphalt pavement and was verified using the ILLIPAVE program. Finite element analysis was conducted for asphalt pavement sections with different asphalt layer thickness/modulus, and cavity depth and length, to generate the artificial pavement response database. The critical pavement response considered in this study was the tensile strain at the bottom of the asphalt layer because fatigue cracking is the main cause of road cave-in. The relationship between the critical pavement response and influencing factors was investigated using the pavement response database. The statistical regression approach was adopted to develop the asphalt pavement response model for predicting the critical pavement response of asphalt pavement with a subsurface cavity. RESULTS : It was found from the sensitivity analysis that the asphalt layer thickness or modulus, and cavity depth or length, are the major factors affecting road cave-in incidents involving asphalt pavement. The asphalt pavement response model showed high accuracy in predicting the tensile strain at the bottom of asphalt layer. It was found from the verification study that the R square value between finite element model and pavement response model were 0.969 and 0.978 in the cavity and intact sections, respectively. CONCLUSIONS: The work reported in this paper was intended to figure out the pavement structural behavior and to develop a pavement response model for the occurrence of cavities underneath asphalt pavement using 3D finite element analysis. In the future, critical pavement response will be utilized to establish the criteria of risk of road cave-in based on various different conditions.

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 purpose of this study is to estimate the optimum content of an inorganic additive for cold-recycled asphalt mixtures and evaluate its performance. METHODS: An indirect tensile test, a tensile-strength ratio test, and an indirect tensile-fatigue test were conducted on cold-recycling asphalt mixtures with various additives. RESULTS: The laboratory performance tests indicated that granulated blast-furnace slag mixed with inorganic and cement activators provided optimum performance. The performance results of the cold-recycled asphalt pavement were similar to the inorganic and cement activators’ performance in terms of the indirect tensile strength, tensile strength ratio, and indirect tensile-fatigue test. CONCLUSIONS : Overall, the performance of a cold-recycled asphalt mixture using inorganic additives and emulsion asphalt was comparable to a warm-recycled asphalt mixture. However, more experiments aimed at improving its performance and studying the effect of the inorganic additives must be conducted.

PURPOSES : The objective of this study is to develop a simple regression model in designing the asphalt concrete (AC) overlay thickness using the Mechanistic-empirical pavement design guide (MEPDG) program. METHODS: To establish the AC overlay design equation, multiple regression analyses were performed based on the synthetic database for AC thickness design, which was generated using the MEPDG program. The climate in Seoul city, a modified Hirsh model for determining dynamic modulus of asphalt material, and a new damaged master curve approach were used in this study. Meanwhile, the proposed rutting model developed in Seoul city was then used to calibrate the rutting model in the MEPDG program. The AC overlay design equation is a function of the total AC thickness, the ratio of AC overlay thickness and existing AC thickness, the ratio of existing AC modulus and AC overlay modulus, the subgrade condition, and the annual average daily truck traffic (AADTT). RESULTS: The regression model was verified by comparing the predicted AC thickness, the AADTT from the model and the MEPDG. The regression model shows a correlation coefficient of 0.98 in determining the AC thickness and 0.97 in determining AADTT. In addition, the data in Seoul city was used to validate the regression model. The result shows that correlation coefficient between the predicted and measured AADTT is 0.64. This indicates that the current model is more accuracy than the previous study which showed a correlation coefficient of 0.427. CONCLUSIONS: The high correlation coefficient values indicate that the regression equations can predict the AC thickness accurately.

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.

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.

최근 도심지의 돌발적인 도로함몰로 인명해가 발생하고, 시민들에게 불안감을 야기하는 사례가 빈번히 발생하여 사회적 이슈로 부각되고 있다. 이에, 2015년 세종대학교 산학협력단을 주관으로 국토교통부, 국토교통과학진흥원이 지원하는「도로함몰 위험도 평가 및 분석기술 개발」에 대한 연구가 시작되었다. 본 연구는 장기적이고 근본적으로 도로함몰을 예방하기 위한 도로함몰 위험도 탐지시스템 및 분석 프로그램 개발, 도로함몰 위험도 평가기술 개발, 재난 예방형 도로관리 시스템 구축을 목표로 현재 3차년도 연구가 진행 중이다. 현재, 지표투과레이더와 노면영상 수집장치가 포함된 도로함몰 복합탐지 시스템을 구축하여 운용 중에 있으며 (그림 1), 해당 장비로부터 수집된 데이터를 이용하여 도로 지하시설물 및 동공탐사를 할 수 있도록 분석 자동화 알고리즘을 개발하고, 현장적용을 위한 GUI를 구축하여 그 성능을 검증하였다.

서울시 도로포장은 대부분 30년 이상 노후화된 포장으로서 이미 구조적 손상이 많이 진행된 상태이고, 기후변화로 인한 강수량 증가 등 환경적 요인으로 인해 포장 파손이 최근 급격히 증가하고 있다. 또한 설계당시의 포장 단면 두께가 현재의 교통량을 반영하지 않아 상당히 부족한 상태이다. 서울시의 버스교통량이 증가함에 따라 중차량에 의한 교통하중이 증가하고 기존 도로포장에 버스전용차로를 도입하여 중차량 교통하중이 집중되는 현상이 발생하고 있다. 이에 서울시는 도로파손을 해결하기 위해 아스팔트 도로포장의 두께와 다양한 아스팔트 혼합물을 적용하고 있다. 하지만 중차량 교통하중 집중현상, 교차로 및 버스정류장에서는 차량속도 감속으로 인해 소성변형이 발생하고 있다. 최근, 해외의 여러 기관에서는 소성변형 예측 모형 개발 또는 기존 모형을 개선하여 소성변형으로 인한 도로포장 파손을 예측하는 연구가 진행중이다. 이러한 모형들은 소성변형을 발생시키는 주요 원인을 고려하여 개발하였으며 이는 소성변형에 대한 도로포장의 수명 및 성능 변화를 예측하여 유지보수 공법과 적용 시기를 결정한다. 본 연구에서 개발한 소성변형 예측 모형은 하중재하 속도 및 횟수, 아스팔트 포장층 온도, 전단응력과 강도의 비율을 고려하여 개발하였다. 전단응력과 강도의 비율은 아스팔트 혼합물의 응집력과 마찰각의 영향을 받는 것으로 나타났으며 이를 고려하여 아스팔트 혼합물 물성을 활용한 다중 회귀분석을 적용하였다. 개발된 소성변형 예측 모형을 검증하기 위해 Westrack 자료를 활용하였으며 2.35%의 오차율을 보였고 LTPP 자료를 활용하였을 때는 1.19%의 오차를 보여 매우 높은 신뢰성을 보였다. 개발된 소성변형 예측 모형을 활용하여 아스팔트 혼합물 배합설계와 지불계수에 적용하였다. 배합설계의 경우, 교통량 및 차량속도와 같은 인자를 고려하여 최적의 아스팔트 바인더 함량을 결정할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 소성변형 예측 모형을 적용하여 설계 공용수명 대비 공용수명의 비율을 적용하여 아스팔트 혼합물의 지불계수를 결정할 수 있다

PURPOSES:The objective of this study is to evaluate the performance of asphalt mixtures containing inorganic additive and a high content of reclaimed asphalt pavement (RAP).METHODS:The laboratory tests verified the superior laboratory performance of inorganic additive compared to cement, in cold recycled asphalt mixtures. To investigate the moisture susceptibility of the specimens, tensile strength ratio (TSR) tests were performed. In addition, dynamic modulus test was conducted to evaluate the performance of cold recycled asphalt mixture.RESULTS:It was determined that NaOH solution mixed with Na2SiO3 in the ratio 75:10 provides optimum performance. Compared to Type B and C counterparts, Type A mixtures consisting of an inorganic additive performed better in the Indirect tensile strength test, tensile strength ratio test, and dynamic modulus test.CONCLUSIONS:The use of inorganic additive enhances the indirect strength and dynamic modulus performance of the asphalt mixture. However, additional experiments are to be conducted to improve the reliability of the result with respect to the effect of inorganic additive.