The discontinuity movements of the Portland cement concrete (PCC) layer due to temperature fluctuations and traffic loading are primary causes of the reflection cracking in asphalt overlays. The thermal expansion and contraction of the discontinuities at the PCC layer induces tension at the bottom of the asphalt overlay layer creating excessive strains which causes cracking. The additional cyclic discontinuity movements from the thermal fluctuations and traffic loads propagates the cracks initiated until failure of the overlay layer. However, the crack behaviors of asphalt mixtures varies with temperature due to its viscoelastic property. As such, there is a need to investigate the cracking behavior of asphalt mixtures with varying temperatures and loading conditions. A modified overlay tester developed to evaluate the cracking resistance of asphalt mixtures in various loading directions and different confining temperatures was used to investigate the behavior of asphalt materials with various temperatures and loading conditions. The laboratory test was conducted in 2 segments. The first segment investigates the asphalt cracking behavior subjected to horizontal loading in 3 varying temperatures (10, 25 and 40C) which simulates the cyclic thermal contraction and expansion at the discontinuity. The second segment examines the cracking propagation of the asphalt mixture subjected to vertical loading in 3 varying temperatures. A load dissipation curve per loading cycle is generated in each test along with the images taken on the face of the specimen to monitor the crack propagation. Results have shown that asphalt mixtures undergo a 3-phase cracking behavior: initiation, propagation and failure. This is evident in the load dissipation curve when the initiation phase shows a rapid reduction of peak loads in first series of loading cycles which is followed by a slow and constant load reduction over a certain number of cycles. Failure occurs when there is a sudden decline in peak load and the percent reduction of the load is achieved. Figure 1 shows a fine dense grade asphalt mixture subjected to horizontal movement at 10C. Meanwhile, the load dissipation curve is further investigated by analyzing the images captured during testing. It can be seen that the first visible crack can be identified after 40 cycles which steadily propagates up to 600 cycles. However, between 600 and 700 loading cycles, there is a sudden dip in peak load which shows that at that the stage the crack has already propagated to the top of the test specimen as shown in Figure 2. Other tests have shown that the cracking patterns and load dissipation curves vary with different testing temperatures signifying that low temperature is more susceptible to early failure with constant differential movement. Further tests signify that using a general formula, parameters are calculated which refer to fracture properties of the material.

최근 국내 콘크리트 포장의 노후화로 인하여 부분 단면 보수를 통해 매년 약 600억 원 정도의 유지보수 비용이 소요되고 있으나 짧은 수명 문제, 보수부위의 2차 파손 등으로 아스팔트를 이용한 덧씌우기 공법 에 관심이 높아지고 있다. 콘크리트 포장에 아스팔트 덧씌우기를 적용할 경우, 포장 공용성에 영향을 미 치는 주요 결함은 반사균열이다. 환경 하중 및 교통 하중으로 인해 발생한 인장 및 전단 응력으로 인하여 기존 하부 층의 균열 또는 줄눈의 형상이 그대로 반사되어 나타나는 것을 말한다. 이 균열은 포장의 주행 성과 승차감을 저하시키고 포장 파손의 가속화를 유발하여 결국 포장의 장기 공용성을 감소시키는 역할을 하게 된다. 우수한 아스팔트 덧씌우기 포장 공법을 확보하기 위해서는 균열의 발생을 모사하고 재료의 균열 저항 성을 평가할 수 있는 실험 장비 및 방법의 적용이 필수적이다. 국외의 경우 ʻTexas Overlay Testerʼ라는 이름으로 실제 아스팔트 도로에서 발생하는 반사균열의 매커니즘과 유사하게 평가할 수 있는 장비가 개발 되어 덧씌우기 혼합물의 배합 설계 및 덧씌우기 두께 설계 시 적용 중에 있다. 그러나 이는 수평 방향으로 만 실험이 가능하여 차량 하중이 유발하는 전단응력에 의한 반사균열 매커니즘의 모사는 불가능하다. 이 에 따라 기존 장비의 장점은 유지하고 단점을 개선하기 위해 ʻHeart Overlay Testerʼ라는 명칭의 반사균 열 모사 실험 장비를 개발하였다. 실험 가능한 온도 범위를 넓혀 극한 기상 상태에 대한 평가를 가능하도 록 하였으며 하중 또한 3축으로 재하 가능하게 하여 다양한 하중 조건 하에서 반사균열 모사가 가능하도 록 설계 제작하였다. 또한 이미지 프로세싱 시스템을 적용 하여 균열 진전을 관찰할 수 있다. 기본적으로 반복적인 개구변위 제어를 통해 균열을 발생시키고 하중 감소법을 이용하여 반복횟수를 시 편의 피로 수명 (균열 저항성)으로 결정하며, 그 과정에서 균열의 진전과정을 비교 평가하게 된다. 본 장 비의 활용을 통해 다양한 실험 결과 분석 방법으로 재료의 반사균열 특성을 더욱 명확하게 정의할 수 있 으며, 차후 안정적인 덧씌우기를 통한 복합포장 시스템 구축 및 도로의 기능성 향상에 도움을 줄 것으로 기대한다.

In a wide spectrum of pavement rehabilitation techniques, the application of thin asphalt overlay on existing concrete pavements have shown its ability to restore the functional capacity of the pavement system as well as maintain structural capacity. Although, prior researches stated that it does not add to the structural capacity of the existing pavement, the insulation generated by the asphalt overlay can affect the behavior of the discontinuities in the continuously reinforced concrete pavement (CRCP) system by reducing the magnitude of its movement. The investigation of crack movement behaviors of the CRCP in Chungbu Expressway was conducted in 2-phases: without overlay and with overlay. Crackmeters were installed at selected crack locations and measurements were collected. In the second phase of the investigation, crackmeters were installed at the concrete layer of the CRCP before a 2-inch asphalt overlay was applied. Results have shown that the crack movements under a thin asphalt overlay have reduced by 80% which indicates an effective insulation of the CRCP.

국내 투수 콘크리트 포장을 시공할 시 발생하는 주요 문제점으로는 포장의 다짐도 만족과 다짐형식 및 방법에 의해 표면 공극 막힘 현상이 발생하는 현상을 꼽을 수 있다. 본 연구는 이에 투수성 콘크리트 포장 을 다짐할 시 다짐 에너지의 영향과 다짐 롤러 타입이 공극막힘에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고 그 에 따른 개선책을 제시하는 것에 목적을 두었다. 본 연구를 수행하기 위해 두 가지 실험을 진행하였다. 첫 번째, 하중 유도 진동 실험을 실시하여 동일한 크기의 하중을 재하하는 조건 하에 서로 다른 진동시간을 설정하여 다짐 에너지의 영향을 확인하였다. 두 번째, 실제 포장 슬래브를 모사하여 형식이 다른 다짐롤 러를 적용하여 표면 공극 막힘이나 압축강도, 마모저항성 그리고 투수계수를 측정하여 다짐에 의한 성능 변화를 비교하였다. 실험 결과는 다음과 같다. 다짐 에너지가 증가할수록, 단위중량과 압축강도는 증가하나, 공극률과 투수 계수는 감소하는 경향이 나타났다. 물 분사를 실시하면서 철제 표면을 가진 다짐롤러로 다짐을 진행하였 을 시에는 물/시멘트 비의 변화로 인하여 시멘트 페이스트가 발생하여 표면 공극 막힘 현상이 발생하였 다. 그러나 반면 롤러 표면을 오일로 코팅하였거나 고무 롤러를 적용하여 다짐을 실시한 경우, 슬래브 표 면 공극 막힘률이 기존 방법을 사용하였을 시보다 상당히 개선되었으며 시편의 압축강도와 마모저항성 및 투수 성능에 있어서도 더욱 높은 결과치를 나타내었다.

지구 온난화로 인한 이상기후로 발생하는 경제손실과 화석연료 중심의 에너지 소비구조로 인한 자원고 갈의 가속화로 오늘날 선진국을 중심으로 온실가스 감축, 에너지 자립도를 높이기 위한 녹색성장이 주목 받고 있으며, 한국 정부도 국제 변화에 부응하고자 저탄소 녹색성장을 추진하고 있다. 그 일환 중 저탄소 친환경 도시의 교통대안으로 자전거 이용이 주목 받고 있으며, ʻ10대 자전거 거점 도시ʼ 조성, 국가 자전거 도로 구축 사업 등이 장려되어 향후 자전거도로의 연장은 더욱 증가할 전망이다. 그러나 자전거 이용 활성화 노력의 비해 국내의 자전거도로 포장은 라벨링, 종·횡방향 균열, 단차, Blow up 등의 파손으로 상태가 불량하며 부적절한 유지관리로 이용자의 만족도를 충족시키지 못하고 있다. 이에 중앙대학교에서는 자전거도로 포장의 주요 파손발생율을 저감시키고자 배합설계, 다짐 방법의 개선, 적절한 줄눈 간격의 설정 등에 관한 연구를 진행하고 있으며, 본 연구에서는 과다한 줄눈 간격으로 인한 횡방향 균 열 발생율 저감에 초점을 맞추었다. 현재 자전거도로의 줄눈 간격은 일반 도로와 같이 6.0m를 적용하고 있 다. 자전거도로는 환경하중만을 고려하고 포장 두께는 10~15cm로, 차량하중이 재하되고 포장 두께가 20~30cm인 일반도로의 줄눈 간격을 적용하는 것은 부적절하다고 판단된다. 이에 본 연구에서는 포러스 콘 크리트 포장을 적용한 자전거도로 포장의 줄눈 간격에 따른 거동 변화를 분석하여 적정 줄눈 간격을 제시하 고자 하였다. 연구 수행을 위해 <그림 1>과 같이 폭 1.5m, 줄눈 간격을 각각 1.5m, 3.0m, 6.0m를 적용한 테스트베드를 마련하였고, 슬래브의 Center, Edge, End, Corner에 변형률계를 설치하여 슬래브에서 발생 하는 거동을 분석하고자 하였다. 또한 포장 깊이에 따라 써머커플을 매설하여 포장 내부의 온도변화를 측정 하고자 하였다. 테스트베드는 2014년 7월에 시공되었으며, 2015년 1월까지 거동 측정을 실시하였다.

The bicycle road network in South Korea has increased from 4908 to 18281km between 2006 and 2013. Pervious concrete, as a typical bicycle pavement, allows rainwater to seep through the surface instead of running off. However, due to the low binder content and low water-cement ratio of pervious concrete, it is susceptible to durability problems such ravelling due to abrasion and freeze-thaw failure. This research aims to develop a pervious concrete mix which will obtain sufficient permeability, strength and durability. In this research, four types of mixtures were investigated with varying fine aggregate and admixture content. The physico-mechanical properties of the pervious concrete were investigated including strength, void ratio, permeability, abrasion and freezing-thawing durability of the concrete mixtures. Furthermore, time delay for placement was investigated. Results imply that the fine aggregate content increased the compressive strength of the pervious concrete while its permeability performance is reduced but within the allowable limit. The mixture with fine aggregate has higher freezing-thawing durability and abrasion resistance. The preliminary results of the effects of time delay to the performance of concrete show a deterioration in the compaction capability of the pervious concrete.