Recently, redevelopment and reconstruction projects have caused problems such as depletion of natural aggregates, and the use of recycled aggregate is being reevaluated as an optimal alternative. Therefore, in this study, the mechanical and deformation characteristics of Environment-Friendly Recycled Coarse Aggregate (here after, EFRCA) concrete reinforced with para-aramid fiber with high strength and high elasticity are examined. The experimental main parameters were EFRCA replacement ratio (0, 30 and 50%) and para-aramid fiber volume fraction (0, 0.75 and 1.0%). Experimental results show that the EFRCA concrete has lower compressive strength than plain concrete. However, compared with the natural aggregate, the EFRCA concrete, which exhibited low material properties, showed almost the same performance as plain concrete, such as increased flexural strength and improved ductility by incorporating para-aramid fibers. Through the experiment, it is considered that the most suitable para-aramid volume fraction is 0.75%. Based on these results, the experimental results related to the performance degradation of EFRCA concrete containing para-aramid fibers are secured and basic data for determining the reuse possibility and reinforcement method of structures are presented.

최근 철도 주변에서 엄청난 양의 폐 콘크리트 침목이 적재 되어 있음을 쉽게 발견될 수 있다. 이는 열차에서 떨어진 금속가루 및 기름 때문에 폐 침목이 환경 유해물로 분류되기 때문이다. 보통 폐 콘크리트 침목은 50MPa 수준의 고강도 콘크리트로 되어 있어, 이를 활용하면 양질의 순환골재를 확보할 수 있다. Yang 등과 Kim 등은 순환골재에 붙어있는 구모르타르(RM)를 콘크리트 배합에 필요한 신모르타르(NM)의 일부로 간주하는 수정 등가모르타르체적(EMV) 배합법을 제안한 바 있다. 순환골재를 사용한 기존 배합법에서는 콘크리트 탄성계수의 저감 및 건조수축의 증가를 가져온 반면 수정 EMV 배합법에서는 천연골재를 사용한 기준 콘크리트에 비해 동등한 물성을 확보함을 보여주었다. 본 연구를 통해 위의 두 가지 배합법에 의해 제작된 콘크리트의 열팽창계수 실험을 수행하였다. EMV 배합법에 의해 제작된 순환골재 콘크리트의 열팽창계수가 기존 배합법에 의해 제작된 순환골재 콘크리트보다 작게 나옴을 보여 주었다. AASHTO-TP60 실험방법을 이용하여 10∼50℃의 범위에서 SUS304(열팽창계수 18.3m/m/℃)를 보정시편으로 사용하였다.

OBJECTIVES: This study is to develop the optimum mixing proportions for cement concrete pavement with using recycled aggregates. METHODS: The mixture varied recycled coarse aggregates content from 50 % to 100 % to replace the natural coarse aggregates by weight. Tests for fundamental properties as a cement concrete pavement were conducted before and after hardening of the concrete. RESULTS: It was found that the variation in the amount of the recycled aggregate affected the compressive and flexural strength development, as well as the chloride ion penetration resistance. As the amount of the recycled aggregate content increased the compressive and flexural strength and the resistance to chloride ion penetration decreased. However, the resistance to freeze-thaw reaction was affected significantly. In addition, the gradation of the aggregate became worse and hence so did the coarseness factor as the recycled aggregate amount increased. CONCLUSIONS : The fundamental properties of the concrete with recycled aggregate does not seem to be appropriate when the recycled aggregate quality is not guaranteed up to a some level and its replacement ratio is over 50%. The optimized gradation of the aggregates should also be sought when the recycled aggregate is used for the cement concrete pavement materials.

최근 우리나라의 도로포장은 환경의 영향, 교통량의 증가 및 차량의 중량화 등 여러 요인에 의해 설계 수명에 이르지 못하고 조기에 노후화되어 이를 위한 유지보수가 빈번히 시행되고 있다. 유지보수로 인해 발생하는 폐아스팔트 콘크리트는 주요 건설폐기물로써 이에 대한 처리는 중대한 사회적 문제로 나타나고 있으며, 유지보수 시 공사구간 통제로 인한 차량지체현상으로 사용자비용이 발생하고 있다. 본 연구에서 는 이러한 현실적 문제를 극복하고자 폐아스팔트 콘크리트를 순환골재로 이용함과 동시에 개질 유화아스 팔트를 적용한 상온 긴급보수재료 개발에 대한 실험적 분석을 수행하였다. 개질 유화 아스팔트를 사용하여 상온에서 마샬 안정도 시험을 실시한 결과 순환골재(RAP)를 사용했을 때 신규골재(VA)를 사용했을 때 보다 1-2%의 바인더 절감 효과가 나타났으며, 성능이 더 우수함을 확인 할 수 있었다. 또한, 습윤 마모 시험을 통하여 순환골재(RAP)와 신규골재(VA)를 비교한 결과 순환골재 (RAP)의 마모저항성이 더 우수함을 확인할 수 있었다.

최근 아스팔트 포장의 개･보수 및 각종 관로 교체공사 시 발생하는 폐아스콘 발생량이 매년 증가하고 있다. 이러한 폐아스콘을 100% 순환골재로 재활용함은 물론 아스팔트 가열시 CO2 발생현상과 지하수자 원 고갈 등의 경제적․환경적 문제점을 해결하기 위한 투수성 포장재료의 제조를 통해 탄소배출량 저감, 지 하수자원 보존 및 집중호우로 인한 도심지 침수 방지에 효과적일 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 상온에서 순환골재를 재활용하기 위해여 사전 실험으로 도출된 최적의 MMA 수 지 결합재와 폐아스콘 순환골재를 전량 활용한 투수성 상온 재생아스팔트 혼합물의 물리･역학적 성능, 내 구성능 분석 및 현장 시험시공을 통한 적용성을 평가하였다. MMA계 수지 결합재와 폐아스콘 순환골재를 활용한 배합의 최적조건에서 마샬안정도는 14,280N, 흐름 값은 23.5(1/10mm)로 나타나 KS F 2385『투수성 아스팔트 혼합물』의 품질규정의 목표치를 만족하였다. 공극률 및 투수계수는 각각 평균 20.44%, 0.94 cm/sec로 측정되었다. 폐아스콘 순환골재의 입도분포 특 성에 따라 각 공시체 별로 차이를 있으나 현재 국내의 투수성 아스팔트 혼합물의 기준치를 모두 안정적으 로 만족하였다. 또한 25℃ 상온에서 변형률과 동적안정도가 평균 각각 1.21mm/min 및 4,070회/mm로 나타났으며, 공시체의 파괴는 작으며 투수성 포장재료로 가능할 것으로 판단된다. 폐아스콘 순환골재와 MMA계 수지를 이용한 투수성 상온 재생아스팔트 시험시공 후 재령별 코어채취 및 안정도를 측정한 결과, 상온 아스팔트의 품질시험 재령인 10일의 경우에는 공시체가 완벽히 하부까지 채취할 수 있었으며 채취한 공시체의 마샬안정도 및 흐름값이 12,420N과 25.6(1/10mm)로 투수성 아스팔 트 조성물의 KS 기준을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 시험시공 이후 3개월간 포장면을 모니터링 한 결과, 포장체의 균열 및 파손은 관찰되지 않았으며, 골재의 박리가 일어나는 현상 또한 보이지 않아 기존 의 기술로 포장된 면의 성능과 유사한 것으로 현장 성능이 우수한 것으로 판단된다. 한편, 시험시공 포장 체의 현장 투수성능을 시험한 결과 포장체의 투수량이 1,622(mL/15s) 이상으로 매우 우수한 것으로 사료 되며 투수성 포장체로서 성능이 충분한 것으로 판단된다.

최근 노후화된 구조물의 재건축 또는 재개발과 같은 건설 사업의 급속한 팽창으로 인하여 발생되는 건 설폐기물의 발생량은 점차적으로 증가하고 있으며, 향후 건설폐기물 처리는 점차 사회적으로 매우 중요한 부분을 차지할 것으로 예상된다. 또한 국내의 천연골재 부존량은 제한적이며, 이는 빠른 시일 내에 고갈 될 전망이다. 따라서 본 연구에서는 천연골재를 대체할 수 있는 순환골재를 활용하여 포장용 콘크리트에 적용하기 위한 연구의 일환으로, 천연골재 중량대비 50%, 70% 및 100%를 순환골재로 치환하여 재령 28 일의 압축강도 및 염소이온침투에 대한 저항성을 분석하였다. 또한 염소이온침투 저항성 실험은 ASTM C 1202에 의거하여 수행하였다. 그림 1 및 그림 2는 각 변수별 압축강도 및 염소이온침투 저항성을 비교하 고 있다. 압축강도 실험결과, 순환골재를 50% 치환한 R50 변수의 압축강도는 30MPa 수준으로 분석되었다. 또 한 순환골재 치환 70% 및 100% 변수인 R70 및 R100 변수는 R50 변수보다 약 10.9% 및 11.3% 감소한 압축강도 값을 나타내었다. 또한 염소이온침투 저항성 실험결과, R50 변수의 통과전하량은 2,862쿨롱의 값으로 ASTM C 1202 평가기준에 따라“보통”으로 분석되었다. 반면, R70 및 R100 변수의 염소이온침 투 저항성 실험결과, 3,592 및 4,466쿨롱의 통과전하량 R50 변수보다 다소 높은 통과전하량 값을 나타내 었으며 이는 평가기준에 의거하여“보통” 및“높음”으로 분석되었다. 순환골재 치환율 증가에 따라 압축 강도는 감소하였고, 통과전하량은 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 포장용 콘크리트에 순환골재의 다량 치환으로 순환골재의 낮은 밀도 및 높은 흡수율에 기인한 것으로 판단된다. 또한 순환골재를 포장용 콘크 리트에 적용하기 위해서 추가적인 역학적 특성 및 내구 특성을 분석하여 적용함이 바람직할 것으로 사료 된다.

PURPOSES: The objective of this study was to determine the optimum ratio of mix design, for a reclaimed asphalt pavement (RAP) content of 100%, for spray injection application. METHODS: A literature review revealed that spray injection is an efficient and cost-effective application for fixing small defective regions of an asphalt pavement. Rapid-setting polymer-modified asphalt mixtures prepared from two types of rapid-setting polymer asphalt emulsion were subjected to Marshall stability and wet track abrasion tests, in order to identify the optimum mix designs. RESULTS and CONCLUSIONS : Different mix designs of type A and type B emulsions were prepared using RAP and virgin aggregates, in order to compare the performance and determine the optimum mix design. The performance of mixtures prepared with RAP was superior to that of mixtures containing virgin aggregates. Moreover, for optimum ratio of the design, the binder content prepared from RAP was set to 1~2% lower than that consisting of virgin aggregates. Compared to their Type A counterparts, type B mixtures consisting of a reactive emulsion performed better in the Marshall stability and wet track abrasion tests. The initial results confirmed the advantages associated with using RAP for spray injection applications. Further studies will be performed to verify the difference in the optimum mix design and performance obtained in the lab-scale test and tests conducted at the job site by using the spray injection machine.

최근 재건축 및 재개발 사업의 급속한 팽창으로 인하여 건설폐기물의 발생이 급격히 증가할 것으로 예 상되며, 향후 건설폐기물의 처리에 대한 중요성이 더욱 증대될 것으로 예상된다. 국립환경과학원에 따르 면 건설폐기물 중 폐 콘크리트가 차지하는 비중은 68.5%로 가장 많은 비율을 차지하고 있다. 폐 콘크리트 의 경우 대부분 재자원화로 인하여 순환골재로 생산되고 있으며, 최근 이렇게 생산된 순환골재를 활용한 많은 연구 결과가 보고되고 있다. 그림 1은 향후 천연골재 부존량 및 골재 수요량을 나타내고 있으며, 그 림 2는 폐 콘크리트 발생 예측량을 나타내고 있다. 순환골재를 사용한 콘크리트는 일반콘크리트에 비해 불순물이 포함될 가능성이 크며, 순환골재 표면에 미 제거된 시멘트페이스트로 인해 높은 흡수율을 야기시켜 콘크리트의 성능저하와 더불어 단위수량이 많 이 소요된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 이물질을 제거한 순환골재를 활용하여 포 장용 콘크리트 개발의 일환으로 포장용 콘크리트의 요구 성능기준 중 하나인 휨강도 특성을 콘크리트의 휨 강도 시험 방법(KS F 2408)에 의거하여 실험을 수행하였다.

현재까지 발표된 연구에 따르면 순환골재에는 약 20~40 중량%의 잔류 모르타르가 존재하는 것으로 알 려져 있으며, 순환골재에 포함된 잔류 모르타르의 함량에 따라 콘크리트의 강도 및 탄성계수 등의 물리적 거동에도 영향을 미치게 된다. 이러한 잔류 모르타르가 포함된 순환골재를 사용하여 ASTM C-1260의 규 정에 따라 알칼리 실리카 반응성 평가를 진행하게 될 경우, 포함되어 있는 잔류 모르타르 함량이 많아짐 에 따라 원골재의 비율이 줄어들게 되어 올바른 실험 결과값을 얻을 수 없는 경우가 발생하게 된다. 이러 한 문제점으로 인하여 순환골재를 재활용하기에 앞서 원골재의 내구적 특성을 파악하는 것이 매우 중요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 순환골재에 포함된 잔류 모르타르가 골재의 알칼리 실리카 팽창에 미치는 영향 을 평가하기 위해 동일한 모암을 가지며 잔류 모르타르 함량이 다른 순환골재 2종을 1M 농도의 염산 용 액으로 잔류 모르타르를 제거하여 염산처리 전 ․ 후 골재의 화학적 구성성분을 분석하고(그림 1), ASTM C-1260 규정에 따라 알칼리 실리카 반응성을 평가 및 분석하였다. 실험결과 흡수율이 6%를 초과하는 재 생골재 RA1의 경우 ASR 팽창거동은 원골재 대비 44%까지 감소하였으며, 흡수율 3% 미만인 순환골재 RA2의 경우 78%까지 감소하였다(그림 2). 따라서 본 연구에 사용된 골재의 경우, 원골재에 부착된 잔류 모르타르 함량의 대소에 따라 ASR시편의 팽창성은 실제 골재의 팽창성에 비해 50%이하로 감소되어 거동 할 수 있는 것으로 조사되었다.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the effect of the residual mortar of recycled concrete aggregate on the expansion behavior during alkali silica reaction (ASR). METHODS: In order to evaluate the net effect of residual mortar on ASR expansion behavior, two aggregate samples with the same original virgin aggregate source but different residual mortar volumes were used. ASTM C1260 test was used to evaluate the ASR expansion behavior of these two aggregates and the original virgin aggregate. RESULTS: The greater the amount of residual mortar in recycled concrete aggregates, the less is the induced ASR expansion. Depending on the amount of residual mortar in recycled concrete aggregate, the ASR expansion of recycled concrete aggregate may be less than half of that of the original virgin aggregate. CONCLUSIONS: The residual mortar of recycled concrete aggregate may lead to the under estimation of the ASR expansion behavior of the original virgin aggregate.

PURPOSES : The purpose of this study was to evaluate the performance of rapid-setting polymer-modified asphalt mixtures with a high reclaimed asphalt pavement (RAP) content. METHODS: A literature review revealed that emulsified asphalt is actively used for cold-recycled pavement. First, two types of rapid-setting polymer-modified asphalt emulsion were prepared for application to high-RAP material with no virgin material content. The quick-setting polymer-modified asphalt mixtures using two types of rapid-setting polymer-modified asphalt emulsion were subjected to the following tests: 1) Marshall stability test, 2) water immersion stability test and 3) indirect tensile strength ratio test. RESULTS AND CONCLUSIONS : Additional re-calibration of the RAP was needed for laboratory verification because the results of analyzing RAP aggregates, which were collected from different job sites, did not deviate from the normal range. The Marshall stability of each type of binder under dry conditions was good. However, the Type B mixtures with bio-additives performed better in the water immersion stability test. Moreover, the overall results of the indirect tensile strength test of RAP mixtures with Type B emulsions exceeded 0.7. Further research, consisting of lab testing and on-site application, will be performed to verify the possibility of using RAP for minimizing the closing of roadways.

현재 국내에서는 천연골재 수급의 어려움과 건설폐기물 재사용의 일환으로 기존의 천연골재를 순환골 재로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며 국가적 차원으로도 순환골재의 사용을 의무화 하였다. 향후 순환골재의 사용량이 늘어날 것으로 예상됨에 따라 순환골재에 대한 전반적인 기초연구가 필요한 실 정이다. 순환골재는 천연골재에 비해 낮은 비중, 높은 흡수율, 각종 이물질 함유 등의 특징을 가지며, 이러한 순환골재를 사용하여 만든 콘크리트는 압축강도와 탄성계수 등의 물성에 있어서 낮은 경향을 나타낼 뿐만 아니라, 커다란 품질편차를 보인다. 따라서 배합 설계시 이론값을 통한 현장강도 계산을 적절히 적용할 수 없을 뿐만 아니라 실내시험과 현장시험간의 결과치가 유사하지 않은 경향을 보일 수 있다. 따라서 순 환골재의 적절한 사용을 위해서는 지속적인 연구를 통한 데이터의 축적이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 천연골재 3종, 순환골재 4종을 대상으로 골재 기초 물성 분석 및 XRF 분석을 하 였으며, 또한 보통 포틀랜드 시멘트 외에 고로 슬래그 미분말, 저알칼리 시멘트를 사용하여 알칼리 실리 카 반응성을 촉진 모르타르 봉 시험법(ASTM C-1260)으로 평가 하였다.

PURPOSES: This study aimed to analyze economic effect of recycled aggregate production on job-site airport pavement. METHODS: The validation of site recycling for waste concrete as economic efficiency is analyzed through the case study of site recycling at an O airport pavement construction. The break-even point for the cost of site recycling was estimated according to two different waste concrete processing methods such as job-site recycling and processing on commission (or plant). RESULTS: Job-site recycling cost decreases as the use rate of job-site recycled concrete aggregate increases, or the amount of concrete waste increases, but transporting distance decreases. It was shown in an O airport case that as the use rate of job-site recycled concrete aggregate exceeds 61.4 %, the job-site recycling cost is cheaper than the processing cost on commission. CONCLUSIONS : The results of this study can utilize basic data of feasibility for site recycling of waste concrete on airport pavement construction.

폐아스팔트 콘크리트를 일정한 입도로 파쇄하여 생산되는 아스팔트 콘크리트용 순환골재는 특별한 경우 를 제외하고는 매립, 노상 및 보조기층에 사용하는 것을 지양하고, 전량 아스팔트 포장의 기층 또는 표층 등에 사용 가능한 고품질 아스팔트 콘크리트 혼합물로 재활용 할 수 있는 고부가가치의 자원이다. 현재 국내 도입된 재생 포장 공법 중 가장 많이 적용되고 있는 것은 가열 재생아스팔트 콘크리트 공법이 지만 국내 가열 재생아스팔트 플랜트에서 사용되는 순환골재에 대한 품질 평가 자료가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는, 국내 가열 재생아스팔트 콘크리트를 생산하는 플랜트 중, 48개소의 플랜트에서 사 용 중인 순환골재 시료를 직접 채취하여, 표 1의 ʻ아스팔트 콘크리트용 순환골재의 품질기준(KS F 2572)ʼ 에 의거 실내시험 및 결과분석을 수행하였다.

본 연구에서는 폐콘크리트의 발생지 및 재생골재 생산방법 별로 골재 종류를 나누어 각각 비중, 흡수 율, 마모율, 안정성 실험을 실시하였으며, 결과를 통해 각각의 발생지 및 생산방법에 따른 골재특성의 차 이를 알아보았다. 생산방법에 대한 모식도는 아래의 그림 1과 같다. 실험 결과는 아래의 표 1과 같다.

최근 국내외 아스팔트 포장산업에서의 중요한 이슈 중 하나로서 노후된 아스팔트 포장의 재활용 기술 과 중온 아스팔트 기술의 결합이라고 할 수 있다. 지금까지는 재활용 아스팔트의 사용비율이 일반적으로 전체 혼합물의 10~25% 정도로서 특별한 첨가제나 기술없이 사용되어 왔으나, 최근에는 재활용 아스팔트 사용비율을 50% 이상 증가시킴과 동시에 중온 아스팔트 기술을 적용하는 추세이다. 하지만, 재활용 아스팔트 기술과 중온 아스팔트 기술은 생산시 추구하는 온도범위가 서로 상이하므로 이에 따른 성능의 저하가 우려되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 50% 이상의 고비율 재활용 아스팔트를 포함한 아스팔트 혼합물에 적용이 가능한 중온 아스팔트 기술을 개발하였다. 고비율 재활용 중온화 첨가제는 노화 아스팔트 성분 보완 물질, 중온화 물질, 그리고 순환 골재가 포함된 아스콘이 신 골재와 섞였을 때 골재간의 이질성을 극복하여 강한 결합을 유지하도록 도와주는 결합 보강제 등으로 구성되어 있다. 또한 수분에 대한 저항성을 향상시키기 위한 물질도 포함하고 있다. 본 연구에서는 이러한 고비율 재활용 중온화 첨가제를 50%의 재생골재를 사용한 혼합물에 적용하여 실 내실험을 수행하였다. 사용한 혼합물은 19mm 표층용 밀입도 골재구조에 AP5를 신규 아스팔트로 적용하였다. 또한 전체 혼합물의 50%를 최대입경 13mm의 순환골재로 사용하였다. 혼합물의 생산 및 다짐온도 는 가열 아스팔트 혼합물에 비해 30℃ 낮은 온도를 적용하였으며, 시편 제작시 골재 코팅과 다짐에 아무 런 문제가 발생하지 않았다. 실내실험으로 다양한 온도와 하중빈도에서의 동탄성계수를 측정하였으며, 시 간-온도 중첩이론을 이용하여 그림 1에서와 같은 동탄성계수 마스터곡선을 작성하였다. 비교군으로는 재생골재를 전혀 사용하지 않은 동일한 입도와 아스팔트 함량으로 제작된 가열 아스팔트 혼합물을 사용하였다. 실험결과, 고비율 재생 중온 아스팔트 혼합물의 시간-온도에 따른 점탄성 특성은 전범위에서 가열 아스팔트 혼합물과 거의 유사한 것으로 평가되었다. 이상과 같은 실험결과로부터, 본 연구에서 개발한 첨가 제를 50%의 순환골재를 사용한 중온 아스팔트 혼합물에 적용시 공용성능이 일반 가열 아스팔트와 유사할 것으로 예상할 수 있으며, 향후 추가적인 실내실험과 현장적용을 통해 성능을 검증하기 위한 연구를 지속적으로 수행할 예정이다.

PURPOSES : In Korea, most designs of pavement had been mainly performed by considering CBR of granular materials before KPRP(Korea Pavement Research Program) and 86 AASHTO design method were introduced. Since then, the trend of the pavement designs gradually have moved to using mechanical characteristics throughout the resilient modulus based on the test results up to recently. In this study, we should like to research the mechanical characteristics of paving materials containing Recycled aggregates through the cyclic loading triaxial compression tests. METHODS : The kinds of materials were tested; coarse grained subbase materials, refining aggregates base materials and recycled aggregates. RESULTS : The present study aims to figure out the resilient modulus of paving materials containing Recycled aggregates through the cyclic loading triaxial compression tests. CONCLUSIONS : The test results revealed that the engineering properties of the recycled aggregates were more excellent than the those of others.