PURPOSES : The aim of this study is to investigate the enhancement of performance and the mix design method for asphalt mixtures utilizing ferronickel slag, an industrial by-product METHODS : To enhance the performance of FNS asphalt, waste tire powder (CR) was incorporated, and the characteristics of FNS asphalt aggregate, along with the impact of CR, were evaluated through the mix design process. RESULTS : CR is found to be suitable with a size of 30 mesh, and the optimal usage amount is determined to be 1±0.1% of the mixture weight, considering dense grade asphalt mixture. Volumetric design considering the swelling characteristics of CR is necessary, and a mixing design with a consistent tendency can be achieved only when an appropriate VMA is secured. CONCLUSIONS : The mix design for FNS-R asphalt mixture requires an increase of approximately 1% in VMA compared to conventional dense-graded asphalt mixtures to accommodate the swelling of CR. Additionally, FNS-R asphalt exhibits improved resistance to rutting comparable to modified asphalt and meets quality standards, including stripping resistance.

PURPOSES : Preventive pavement maintenance is an economical and efficient method of infrastructure management. This study aims to improve the performance of cold thin-layer asphalt pavement, which is mainly used in earthwork pavement, and for bridge overlays and structures. METHODS : A cold asphalt mixture of modified emulsified asphalt and RAP was prepared for cold recycled thin-layer asphalt pavement. The performance of the mixture as a function of fiber reinforcement to improve flexural strength and crack resistance was evaluated. RESULTS : The use of RAP aggregate in cold asphalt mixture was found to increase the cohesive strength of the mixture and improve the wet abrasion resistance due to the effect of the residual binder. As a result of the loaded wheel test and flexural tension test with the addition of fiber reinforcement, it was found that the crack resistance of 0.4 % glass fiber was the best, and especially, the flexibility at low temperature was excellent. CONCLUSIONS : The cold recycled thin-layer asphalt pavement mixture has improved cohesive strength, flexural strength, and crack resistance compared to existing cold asphalt pavement materials, so it will contribute to economical and effective maintenance in preventive maintenance of bridge overlays and structural pavements.

PURPOSES : Recently, interest in maintaining aged concrete pavements has been increasing. An asphalt overlay is generally used for pavement maintenance, and a tack coat is used to secure interlayer adhesion. Particularly, aged concrete pavements are required for higher adhesion performance of tack coats for attaching interlayers to materials with different properties. Insufficient interlayer adhesion could cause pavement damage, such as slippage, rutting, shoving, corrugation, and pothole. In this study, we examined the performance of interface adhesion by applying a tack coat material developed for maintaining aged concrete pavement. METHODS : In this study, we examined the effect of adhesion performance at the pavement interface, using a tack coat material developed for the maintenance of aged concrete pavement. RESULTS : The developed tack coat not only accomplished the performance objectives but also improved the results by more than 12 to 43%, compared to commonly used materials. CONCLUSIONS : The use of developed tack coat is expected to improve the interlayer adhesion and reduce the delay of the maintenance process in aged concrete pavement.

PURPOSES: This paper presents the noise reduction effect of asphalt concrete pavement using steel slag aggregate. METHODS: Steel slag aggregates induce various mechanical effects because of their high stiffness and specific gravity. It is also known that the noise reduction effect is due to its high specific gravity and porous nature. In this study, the noise reduction in a steel slag asphalt concrete pavement section was measured and analyzed. RESULTS : On average, an asphalt concrete pavement with steel slag reduces road traffic noise by about 2 dB(A). In addition, the analysis of sound pressure levels by frequency showed lower sound pressure levels in steel slag asphalt concrete pavement than general HMA in all frequency ranges (from low to high frequencies). An analysis of the benefits with regard to noise, by assuming a road-traffic noise reduction of 2 dB(A) with asphalt concrete pavement using steel slag, shows that the noise abatement cost approach can save 1.6 million won a year over soundproof wall costs. In addition, the noise damage cost approach results in cost savings (with regard to noise) of between 19 and 60 million won per year depending on the population density. CONCLUSIONS: The use of steel slag aggregate as an asphalt concrete mixture material not only improves the mechanical performance but also has a noise reduction effect. It is expected that the steel slag asphalt concrete pavement can reduce the environmental burden by utilizing resources and provide a safer and more comfortable pavement condition to the road users.

PURPOSES: This paper presents a mix design method for using steel slag as an aggregate for asphalt mixtures. METHODS: Steel slag has a different density and absorption rate than natural aggregates. The asphalt content was calculated according to the steel slag characteristics, and the formula for aggregate-gradation correction was presented. RESULTS: The asphalt mix was designed using the proposed equations. Using the proposed mix design method, it was possible to design the asphalt mixture according to the target-usage amount of the recycled aggregate. CONCLUSIONS: The suggested method can be used for asphalt mix design using aggregates with different densities and absorption rates. It is expected to contribute to quality improvement by ensuring accurate calculation of mixing ratios for steel slag asphalt mixtures.

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.

박층 아스팔트 포장공법 적용을 위해 10 ㎜ 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재 입도 기준을 제시하고자 하 였다. 골재 입도는 강성, 안정도, 내구성 등 물성뿐 아니라 피로, 마찰, 수분 저항성 등을 포함한 아스팔 트 혼합물의 거의 모든 특성에 영향을 미친다. 기존에 사용하는 밀입도 아스팔트 혼합물 골재 입도의 경 우 Fuller와 Thompson이 제안한 퓰러 모델(Fullerʼs Model)에 기반을 두고 있다. 본 연구에서 적용코자 하는 박층 밀입도 아스팔트 포장의 경우 포장두께가 얇아짐에 따라 균열에 취약해질 수 있으므로 아스팔 트 혼합물 품질에 각별한 주의가 필요하다. 국내 아스팔트 혼합물은 가열 아스팔트 혼합물 기준(SPS-KAI0002-F2349)을 적용하며 13 ㎜와 20 ㎜ 밀입도 아스팔트 혼합물에 대한 기준은 있으나 박층 포장용 10 ㎜ 밀입도 기준은 포함되어 있지 않다. 퓰 러 모델을 이용하여 10 ㎜ 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재 입도 산정시 최대밀도선과 근접한 입도곡선을 보였다. 최대밀도선과 근접한 밀입도 아스팔트 혼합물의 경우 골재 최대크기가 작고 좁은 구간에 분포되 어 연약한 혼합물이 되는 경향을 나타내었다. 본 연구에서는 골재 다짐시험을 통ㅎ나 골재 입형 및 입도 특성에 기반한 10 ㎜ 밀입도 아스팔트 혼합물 합성입도를 제시하였다. 제시입도와 최대밀도선 입도에 의 해 제작된 혼합물 비교결과 제시 입도로 제작한 혼합물이 최대밀도선 입도 혼합물 대비 간접인장강도는 약 11%, 터프니스는 약 15% 향상되어 혼합물 안정성 확보에도 효과적임을 확인할 수 있었다.

교면 슬래브에 균열의 발생 및 수분의 침투는 구조물 내부의 철근 및 철골을 부식시키며, 아스팔트 콘 크리트 층의 파손, 특히 동절기 노면 결빙 방지를 위해 살포된 염화칼슘의 염해 피해 등을 고려할 시 교면 방수는 필수적인 항목이다. 피해를 방지하고자 적용하는 공법 중 방수성·내유동성·내마모성이 우수한 구스아스팔트 포장을 시공하는 방법이 있다. 하지만 설비비용과 운반, 포설장비에 드는 비용이 비경제적인 단점이 있으며, 강상판 위에 시공하였을 시 고온의 열이 전달되어 구조물의 변형을 유발하고 시공 후에는 잔류 응력 및 잔류 변형의 형태로 남게 된다. 고온 시공은 변형에 대한 우려 뿐 아니라 계속해서 높은 온도를 유지해야하기 때문에 작업의 안정성이 떨어지고 있다. 플랜트에서 아스팔트를 제작 후 포설 시까 지 항시 고온을 유지 하여야 하기 때문에 안전을 요하며 작업으로 한순간의 사고로 이어질 수 있는 위험 작업군으로 분류되고 있다. 여기에 온실가스배출 이라는 추가적인 단점을 볼 수 있다. 고온에서의 아스팔트 생산 및 포장 과정에서 이를 위하여 혼합물의 가열을 위해 많은 양의 연료가 소모되고, 이산화탄소와 황산화물 등 유해가스가 많이 발생한다. 아직 해결되지 않은 문제점으로 인하여 국내에서는 방수층 용도로 기층 포장에만 적용하고 있는 실정이다. 본 연구는 기존 구스아스팔트의 포장 및 방수층의 물리적 기능을 살리면서 60℃~80℃의 중온시공이 가능한 포장 공법에 대한 내용이다. 기존의 구스아스팔트와 동일한 골재입도 및 아스팔트함량을 적용하되 중온에서 최적의 구스함량으로 골재를 코팅한 후 반응성 아스팔트를 사용하여 중온에서 시공이 가능토록 하였다. 고온시공을 중온시공이 가능하도록 함으로써 유지보수 및 시공성의 효율성을 높였으며 탄소저감 과 공사비의 절감에 유리한 공법으로 판단된다.

우리나라는 연 강수량의 60% 이상이 여름철인 6∼9월에 집중되며 국지적 집중호우로 인해 치수에 상당한 어려움을 겪고 있다. 또한 1960년대부터 급속한 산업화와 도시화에 따라 도시 지역에서 불투수성의 도로 포장면의 비율이 증가하고 있어 방재 성능이 크게 약화되는 문제가 발생하였다. 지표 불투수로 인한 문제를 해결하기 위해 국내·외 지자체에서 사회·환경적 문제에 대한 해결방안으로 투수성 콘크리트 포장을 시행하고 있으나, 투수성능을 증진시키기 위하여 잔골재가 적게 들어가는 투수성 콘크리트 포장은 일반 콘크리트 포장에 비해 내구성이 약화되는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 국·내외 투수성 콘크리트 배합설계 및 기준을 조사하고, 투수성능 증진을 위해 잔골재를 첨가하지 않은 콘크리트 배합을 진행하였으며, 공극률 및 시멘트 페이스트량 결정을 위해 아스팔트 마샬 배합설계법의 최적 아스팔트함량 결정방법을 착안하여 배합설계를 수행하였다. 배합별 혼합물의 투수성능 및 내구성 평가를 위해 압축강도, 실내 투수시험 등을 진행하였으며, 최종적으로 투수성능을 유지하는 고내구성의 투수성 콘크리트 배합설계(안)을 제시하는데 그 목적이 있다.