본 연구는 준고온 공법을 이용한 재생 아스팔트 콘크리트의 강도특성을 평가하기 위해 이루어졌다. 굵은 골재 최대치수 13mm의 화강암과 침입도 60-80인 신규 바인더 60-80을 재생 혼합물을 제조하는데 사용하였다. 배합설계는 RAP(굵은 입자 : 잔입자=6 : 4) 첨가비율 20%와 30%를 사용하였고 GPC, 침입도, 절대점도, 동점도를 준고온 첨가제(Evotherm와 Sasobit)의 첨가 함량을 결정하기 위하여 측정하였다. LD(low-density poly ethylene)를 본 연구에서 준고온 재생 아스팔트 혼합물의 개질제로 사용하였다. 본 연구에서는 8개의 준고온 재생 혼합물(2 RAP함량 × 2 준고온 첨가제 × 2 개질제)뿐만 아니라 2개의 일반 재생 혼합물, 1개의 가열혼합 일반혼합물(control)까지 총 11개의 혼합물을 제조하였다. 변형강도 시험, 간접인장강도 시험, 수분민감성 시험, wheel tracking을 통한 소성변형 시험을 준고온 재생혼합물의 기본 특성을 평가하기 위하여 수행하였다.

상대적으로 강성이 큰 바인더가 높은 소성변형 저항력과 인장강도를 보이므로 바인더 강성이 아스팔트 혼합물의 러팅과 인장강도에 대해 중요한 인자라 할 수 있다. 혼합물의 인장 특성은 25℃에서 간접인장강도(ITS) 시험으로, 그리고 소성변형 저항성은 가장 보편적으로 60℃에서 반복주행(WT) 시험에 의해 측정된다. 변형강도(SD)는 60℃에서 아스팔트 콘크리트의 소성변형 저항성 추정을 위해 새롭게 개발된 특성이다. ITS와 SD는 정적재하 시험에 의해 측정되어 매우 간단하지만, WT는 상대적으로 긴 시간과 노력을 필요로 하는 반복 하중에 의해 얻어진다. 이 3가지 특성은 모두 바인더 강성에 의존하기 때문에, 한가지로부터 다른 하나의 특성을 추정하는 것이 가능할 것이다. 본 연구는 ITS 또는 SD시험에 의한 WT 소성변형 특성, 그리고 SD에 의한 ITS 추정의 가능성을 조사하였다. ITS에 의한 WT 추정결과 R2≒0.6으로 ITS가 높으면 WT 침하깊이가 낮은 경향을 보이는 것으로 관찰됐다. SD에 의한 ITS 추정은 R2≒0.64를, SD에 의한 WT 추정은 R2≒0.84를 보여 3가지 중에서 가장 높은 상관관계를 나타내었다. 결론적으로 SD에 의한 소성변형 저항성 추정 가능성이 상대적으로 높으며, 비록 R2이 다소 낮기는 하지만 WT와 ITS 결과 간에도 어느 정도의 상관성이 있다.

SMA 혼합물은 소성변형 저항성이 매우 큰 혼합물로 알려져있다. 하지만 실내 시험에서는 이를 측정할 수 있는 시험법이 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 소성변형에 대하여 높은 저항성을 가지는 SMA 혼합물의 변형강도치와 반복주행시험과의 상관성 분석을 통하여 SMA에 변형강도의 적용성을 고찰하는 것이다. 이를 위해 SMA 혼합물의 배합설계를 거쳐 최적 아스팔트함량의 혼합물에 대하여 변형강도 시험과 반복주행 시험을 수행하였다. 연구결과, 변형강도는 SMA 혼합물의 소성변형 특성을 보이기에는 매우 낮은 수준을 나타냈다. 따라서 김테스트에 의한 변형강도는 간접인장강도나 마샬 안정도와 마찬가지로 SMA 혼합물의 소성변형 저항성을 제대로 반영되지 못하는 것을 확인하였다. 또한 반복주행시험의 결과인 동적안정도나 최종침하깊이도 역시 SMA 혼합물의 소성변형 저항성을 평가하는데 문제가 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 아스팔트 혼합물의 소성변형 특성을 비교적 잘 반영하는 변형강도치가 안정적으로 배합설계시 기준강도를 만족할 수 있는 배합강도를 통계적 분석에 의해 제시하기 위하여 이루어졌다. 따라서 실제의 도로 혼합물의 AFA시험과의 변형강도의 상관관계로부터 얻어진 혼합물의 임계치 (일반도로 3MPa, 간선도로 4MPa)와 국내 32개 조합의 아스팔트 혼합물의 변형강도 값을 통해 변동계수(Vc)를 계산하고 이를 이용하여 배합강도를 산정하였다. 공시체를 3개 사용할 경우 직경 100mm 공시체의 일반도로와 간선도로의 혼합물의 배합강도는 3.2MPa와 4.25MPa로 설정되었다. 또한, 이 값은 재하속도 30mm/min의 장비에서 얻어진 값이므로 재하속도가 50mm/min로 고정된 마샬안정도 시험기 사용시에는 더 높은 값인 3.5MPa와4.5MPa이 각각의 기준으로 설정되었다.

본 연구는 아스팔트 혼합물의 변형강도에 대한 적정 하중재하속도를 선정하기 위하여 수행하였다. 이를 위하석 직경(D) 40mm, 하단의 원형 절삭반경(r)을 10.0mm의 하중봉으로 Kim test의 하중재하속도를 분당 10mm, 30mm, 50mm, 70mm로 하여 변형강도를 측정하고 반복주행시험을 수행하여 얻어진 소성변형 특성치와의 상관관계에 대하여 회귀분석을 수행하였다. 하중재하속도별 변형강도 값은 하중재하속도가 증가함에 따라 변형강도도 증가하는 경향을 보였다. 이것은 하중재하속도가 변형강도에 미치는 영향이 큰 요소임을 알 수 있었다. 하중재하속도에 따른 변형강도와 반복주행시험 결과인 최종침하깊이 및 동적안정도와의 상관성 분석을 통해 30mm/min의 하중재하속도가 가장 적합한 것으로 나타났다. 하중 30mm/min 하중재하속도가 불가능한 시험기의 30mm/min 하중재하속도에서의 변형강도는 제안된 환산계수를 적용해야 한다.