최근 흙포장은 친환경 재료로 알려지기 시작하면서 시공이 점차 늘어나고 있는 추세이다. 그러나 기존 흙 포장은 자연상태의 흙에 시멘트와 경화제를 혼합하여 포설되고 있으며, 강도 발현은 시멘트의 첨가량(일반 적으로 15~20wt%)에 의존하고 있다. 시멘트는 소성과정에서 1400℃이상의 막대한 에너지가 소비되며, 온 실가스의 주요인인 이산화탄소를 다량으로 배출하고 있으며, 이는 전세계 온실가스의 7%에 달한다. 따라서 국내외 콘크리트 제조업체들은 시멘트 제조시 발생되는 이산화탄소의 감축을 위한 기술개발을 위해 노력을 하고 있다. 본 연구에서는 기존 흙포장 재료에서 시멘트를 대체하기 위하여 산업부산물(고로슬래그 미분말, 플라이애쉬)을 이용한 무시멘트 무기계 습식 흙포장 재료의 배합비에 따른 강도실험을 수행하였다.

본 연구는 폐차 처리과정에서 발생하는 폐부품인 폐유리 및 폴리머 재료와 제강과정에서 발생하는 부산물 인 슬래그를 도로포장 재료로 활용하기 위해 수행하였으며, 기초연구를 통해 아스팔트 혼합물의 골재와 채 움재를 대체하고 아스팔트 바인더 성능의 개선을 위한 첨가제를 개발하여 현장에 적용하고 모니터링을 실시 하였다. 사용된 골재는 천연재료를 대체하기 위해 전기로 산화 슬래그 골재를 분쇄 선별하여 표 1과 같은 기 초물성 값을 얻었으며, 폐유리는 분쇄하여 표 2와 같이 채움재 사용기준의 적합여부를 확인하였다.

자체적으로 개발한 공항포장의 부분 유지보수재료의 현장 적용에 대한 평가가 필요하다. 시험시공을 통하여 PC(Polymer Concrete) 및 PMC(Polymer Modified Concrete)를 검증한다. 현재 공항에서 사용 하고 있는 배합의 PC와 자체적으로 개발한 배합의 PC 및 PMC를 비교 및 검증한다. 공항의 특성상 주간에 시공을 진행할 수 없고 시간제한이 있으므로 시공 시간 배분을 고려해야 한다. 시간을 줄이기 위해 실내실험실에서 저울을 사용해 개량을 미리 진행한다. 시험시공 시 각 재료별로 모재 와 보수재간의 수직방향의 거동을 파악하기 위해 계측을 실시한다. 또한 보수 깊이별로 온도 센서를 설치 하여 보수재 내부의 온도를 계측한다. 계측을 통하여 유지보수재료의 초기거동을 파악하고, 장기 계측을 통해 하루 중 온도 변화 및 계절 변화에 따른 보수재의 거동을 분석한다. 유지보수단면의 크기 및 보수깊 이에 따라 균열의 발생 유무 및 균열 위치 등을 파악한다. 이와 같이 시험시공을 통해 개발한 부분 유지보수재료의 거동 및 현장 적용성을 검증한다.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the applicability of the pitch, which is produced during SDA petroleum upgrading process, as a pavement paving material. In order for the purpose, the physical and chemical properties of the pitch are analyzed, and then the various plasticizers are applied in the pitch. METHODS: Two types of pitch are selected from oil refinery companies, which are owned the SDA petroleum upgrading process. Also, two types of asphalt binders, PG 64-22 and PG 58-22, are employed to compare with the pitch because these two types of asphalt binders are currently used as paving materials. For the chemical property of the pitch, the composition of SARA (Saturate, Aromatic, Resin, Asphaltene), the elementary composition, and the functional group are analyzed. For the physical property of the pitch, the basic material property tests, such as penetration test, softening point test, flash point test, ductility test, and rotational viscometer test, are performed. Also, the DSR (Dynamic Shear Rheometer) test and the BBR (Bending Beam Rheometer) test are conducted using asphalt binder specimens obtained by both short term aging (Rolling Thin Film Oven, RTFO) and long term aging (Pressure Aging Vessel, PAV) processes. The rheological property of each pitch type is evaluated as a function of temperatures and loading cycles. PG 64-22 asphalt binder is used as a control material. RESULTS AND CONCLUSIONS: The Pitch may not be suitable for the pavement paving material without modifications, but the pitch can be used as alternatives of modified addictive or asphalt. If low molecular component, such as saturate and aromatic components, are added in the pitch based on the development of various plasticizers, it has a strong possibility for the pitch to be used as a alternative. However, in order to verify the performance property of the pitch, further research is needed.

전라북도 새만금 지역은 내부개발 공사로 인하여 많은 준설토가 발생되고 있으나 다짐에 적합하지 않고 건설재료로서도 적합하지 않아 폐기되는 경우가 많다. 본 연구에서는 준설토를 도로포장 노상층 재료로 재활용하기 위하여 준설토에 고화재인 시멘트와 기포 제(air foam agent)를 혼합하여 준설토 경량혼합토 배합설계를 개발하였으며. 다양한 시멘트양과 기포제 양을 이용하여 경량혼합토 시료를 제작하였다. 회복탄성계수를 구하기 위하여 AASHTO T 307법을 이용하여 경량혼합토 시료에 반복삼축하중을 재하하여 응력변형율을 측정하였다. 회복탄성계수 시험을 위하여 UTM 시험기를 사용하여 구속압력과 축압력을 제하하였으며, 시료의 크기는 직경 100mm에 높이는 200mm로 제작하였다. 시멘트량과 기포제량에 따른 회복탄성계수의 변화를 분석하였다. 또한 기포제량 변화에 따른 전도율 변화를 분석하기 위하여 전도율 시험을 수행하였다. 회복탄성계수를 이용하여 역학경 험적 방법을 이용하여 포장의 공용성을 평가하였다. 회복탄성계수 시험 분석결과 시멘트량이 증가할수록 회복탄성계수는 증가하였으며, 동일한 시멘트량에 서는 기포제량이 증가할수록 회복탄성계수는 증가하였다. 공용성 분석결과 시멘트량이 15% 이상이고 기포제가 20%미만일 때 1백만 ESALs의 차량하중을 만족하는 것으로 나타났다.

공항 포장의 경우 항공기의 하중과 규모를 비롯하여 여러가지 극한 상황에 놓이기 때문에 공항용 구조 물은 높은 신뢰성이 담보 되어야 한다. 그러므로 공항 콘크리트 포장용 유지보수 재료는 높은 수준의 성능과 내구성이 요구된다. 부분 유지보수가 적용된 부분의 재파손이 빈번하게 발생하는데 접합면이 떨어지는 형태가 주를 이룬다. 부착강도는 부분 유지보수 재료의 성능을 평가 할 수 있는 매우 중요한 특성이라고 할 수 있다. 이 연구에서는 기존 공항 콘크리트 포장과 부분보수 재료와의 전단부착강도와 인장부착강도를 측정하 였다. 부분보수재료는 기존 공항용으로 사용되던 폴리머콘크리트와, 새로 고안된 PMC(Polymer Modified Concrete), 기존 도로용 보수재료로 사용되는 LMC(Latex Modified Concrete)를 대상으로 하였다. 전단부착강도는 Slant shear test, 인장부착강도는 Splitting tensile test를 각각 이용하였다. 또한 열팽창계수와 건조수축의 차이에 따른 포장재료와 부분보수재료의 부적합성의 결과로 부착강도가 시간에 따라 저하된다. 실험을 통해 접합면의 노화에 따라 재료별 부착강도의 변화를 비교하였다.

아스팔트 콘크리트 포장 파손 중 40cm-50cm 지름과 5cm-10cm 깊이를 갖는 움푹 파이는 형태의 포장 파손을 포트홀(pothole)이라고 한다. 포트홀 파손 발생 메커니즘은 아스팔트 혼합물에 수분이 침투하고, 아 스팔트 바인더와 골재의 점착력이 침투한 수분에 의하여 약화되어 발생한다. 따라서 아스팔트 콘크리트 포 장의 포트홀은 주로 장마 기간에 많이 발생하지만 최근 들어 지구 온난화의 영향으로 겨울철 강우 또는 강 설의 증가와 제설제의 영향으로 겨울과 봄에도 많이 발생하고 있다. 본 연구에서는 아스팔트 콘크리트 포장 에 발생한 포트홀 파손을 효율적으로 상온에서 보수할 수 있는 보수 재료에 대한 기본 물성 시험으로 마샬 시험을 수행하였으며, 시험에 적용된 보수 재료는 밀입도 아스팔트 콘크리트 포장용(공극률 4%, Type A)과 배수성 포장용(공극률 15%, Type A) 및 중간 단계의 공극(공극률 10%, Type C)을 갖고 있는 포장용으로 개발되었다. 목표 공극률 4% 혼합물(Type A)의 경우 안정도가 시험 장비의 재하하중 범위를 넘어 측정할 수 없었지만 세 가지 혼합물 모두 마샬시험 결과 모두 서울시의 마샬시험기준을 만족하는 것으로 나타났다.

최근 융설포장용 화학용 제설제가 콘크리트 포장 및 구조물에 좋지 않은 영향을 미치고 있으며, 환경적으로 좋지 못하여 친환경 융설제 개발 및 융설에 효율에 높은 아스팔트 포장 개발에 노력을 기울이고 있 다. 일반적으로 융설용 아스팔트 포장은 지열이나 태양열을 이용하여 물을 뜨겁게 한 다음 눈을 제거하는 방식으로 이를 효율적으로 수행하기 위해서는 열전달율이 좋은 포장이 효율적이다. 본 연구에서는 융설용 아스팔트 혼합물 재료개발을 위하여 그라파이트를 습식과 건식 두방법을 이용하여 아스팔트 혼합물에 첨가하였다. 습식에 사용하는 아스팔트의 소성변형과 피로균열 저항성을 평가하기 위하여 Dynamic Shear Rheometer와 Bending Beam Rheometer를 이용하여 아스팔트 시험을 하였다. 습식과 건식으로 아스팔트 혼합물 시료를 만들어 아스팔트 혼합물의 전도율을 측정하였으며, 인장강도를 측정하였다. 1차원 열전달 이론에 근거하여 아스팔트 혼합물의 융설을 모사하였다. 전도율 측정결과 그라파이트 함량이 증가할수록 전도율은 증가하였으며, 습식이 더 전도율 상승효과가 좋은 것으로 나타났다.

PURPOSES: The performance of tack coat, commonly used for layer interface bonding, is affected by application rate and curing time. In this study, bonding strength tests were performed according to the application rate and curing time of asphalt emulsion. Based on finding from this study, optimum application rates and curing times are proposed. METHODS: In order to investigate bonding characteristic of asphalt emulsion, tests were performed on both asphalt concrete pavement and portland concrete pavement. Also, asphalt emulsions were tested at the application rate of 0, 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8l/m2 and at the curing time of 0, 0.5, 1, 2, and 24 hours. Pull-off test and shear bonding strength test, which commonly used for bonding strength measurement of asphalt emulsion, were adopted for this study. To assess field performance under different testing condition, asphalt emulsions were applied to in-service pavement. Throughout coefficient of determination analysis between material index properties from asphalt emulsion and mechanical response from bonding strength tests, performance correlativity was analyzed. RESULTS: Test results show that optimum application rate for asphalt overlay on asphalt concrete pavement (AOA) and asphalt overlay on concrete pavement (AOC) was 0.4~0.5l/m2 and 0.3~0.5l/m2, respectively. According to the curing time increment, tensile strength and shear strength of AOC were increased to 22~44% and 20~39%, respectively. AOA case also show strength increment in tensile strength (42%) and shear strength (9%). We tested the applicability of tack coat materials at the field sites, and our findings demonstrated that the bonding (for D and E) and rapid curing (for B, C, and D, E) performances were superior than others. Among material index properties, there was a high correlation between penetration ratio and bonding strength test result. CONCLUSIONS : Result show that interlayer bonding strength was affected by asphalt emulsion type, application rate and curing time. AOC required slightly higher application (0.1l/m2) than AOA. Both AOA and AOC cases show higher strength at longer curing time. Up to 2hours of curing, rapid strength increments were observed, but strength increment ratio was decreased after 2hours of curing. From the observed correlation between penetration ratio and bonding strength, it is expected that penetration ratio can be used as one of important factors affecting bonding strength analysis.

PURPOSES : Compared to the criteria from advanced countries, Korea has conservative criteria for the buried depth of pipeline (about 30~70cm deeper) causing the waste of cost and time. Therefore, this research investigated the effect of various buried depths of pipeline on pavement performance in order to modify the criteria to be safe but economical. In addition, a recycled aggregate which is effective in economical and environmental aspect was evaluated to be used as a refilling material. METHODS : In this study, total 10 pilot sections which are composed with various combinations of pavement structure, buried depth of pipeline, and refilling material were constructed and the telecom cable was utilized as a buried pipeline. During construction, LFWD (Light Falling Weight Deflectometer) tests were conducted on each layer to measure the structural capacity of underlying layers. After the construction is completed, FWD (Falling Weight Deflectometer) tests and moving load tests were performed on top of the asphalt pavement surface. RESULTS : It was found from the LFWD and FWD test results that as the buried depth decrease, the deflections in subbase and surface layer were increased by 30% and 5~10%, respectively, but the deflection in base layer remained the same. In the moving load test, the longitudinal maximum strain was increased by 30% for 120mm of buried depth case and 5% for 100mm of buried depth case. Regarding the effect of refilling material, it was observed that the deflections in subbase and surface layer were 10% lager in recycled aggregate compared to the sand material. CONCLUSIONS : Based on the testing results, it was found that the change in buried depth and refiliing material would not significantly affect the pavement performance. However, it is noted that the final conclusion should be made based on an intensive structural analysis for the pavement under realistic conditions (i.e., repeated loading and environmental loading) along with the field test results.

PURPOSES: This study is to investigate the mechanical performance of the fiber reinforced lean concrete with respect to different types of fibers. METHODS: Increased vehicle weight and other causes from the exposed conditions have accelerated the deteriorations of road pavement. A new multi-functional composite pavement system is being developed recently in order to extend service life and upgrade the pavement. A variety of tests were conducted before and after hardening of the concrete. RESULTS: From the test results, it was found that the use of different types of fibers did not affect the compressive strength development. This might be due to the inherent property of the lean concrete. When steel fibers were used relatively greater flexural strength and flexural fracture toughness were developed. Also addition of fly ash by replacing a part of Portland cement the fracture toughness was slightly increased. CONCLUSIONS: It has been known that the addition of fibers and use of mineral admixture can be positively considered in the development of multi-functional composite pavement system as its required mechanical performance is obtained.

본 연구는 아스팔트 포장 파손을 복구하는 보수재료에 대한 연구이다. 현재 국내에서 사용되고 있는 네가지 종류 재료들에 대하여 실내 및 현장시험을 실시하였다. 실내 시험으로 마샬안정도시험, 간접인장시험, 수침잔류 안정도시험, 휠트랙킹 시험을 실시하였다. 또한 성능시험으로는 기존 아스팔트 콘크리트 혼합물과의 수평전단강도시험을 실시하였다. 현장시험은 아스팔트 포장 도로상에서 차량바퀴가 통과하는 지점에 패칭 슬래브를 제작하여 차량 통과에 따른 공용 결과를 관찰하였다. 실내시험 결과는 현재 적용되고 있는 설계 재료들의 기준은 수침잔류 안정도를 제외하고 만족하였다. Type C가 가장 높은 수평전단강도를 나타냈다. 그러나 시공후 10일 이후부터 소성변형과 탈리와 같은 파손이 발생하였다. 따라서 현재 사용되고 있는 상온보수 재료들을 현장에 적용할 경우에 우수한 성능을 기대할 수 없어서 조기파손을 방지할 수 있는 새로운 시험방법의 개발과 적용이 필요하다.

본 논문은 에폭시 계열의 폴리머 콘크리트 교면포장 공법의 국내 적용 가능성을 검토하기 위하여 교면포장용 폴리설파이드 에폭시 재료에 대한 물리 역학적 특성을 평가하기 위하여 수행하였다. 강도특성을 평가하기 위하여 압축강도, 휨강도, 접착강도 시험을 수행하였으며 내구특성 평가를 위하여 염소이온침투시험, 동결융해저항성시험, 자외선영향 평가를 실시하였다. 시험결과 압축강도, 휨강도, 접착강도 등은 미국콘크리트협회에서 제시하는 기준을 만족하는 것으로 평가되었다. 그러나 다양한 시험온도에서의 강도 시험결과에서 에폭시 재료가 온도 의존성이 큰 것으로 나타나 향후 국내 적용시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. 휨강도 시험을 통한 처짐에 대한 추종성은 기존 아스팔트 교면포장에 비해 우수한 것으로 평가되었다. 또한 염소이온침투 저항성, 동결융해 저항성 등에 대해서도 우수한 성질을 가진 것으로 평가되었다. 에폭시 슬러리 혼합물에 대한 자외선 영향 평가에서는 강도 증가와 파괴시 변형률 감소가 나타났으나 자외선 노출 후에도 기존 아크릴계 폴리머 콘크리트보다 처짐에 대한 추종성이 양호한 것으로 평가되었다. 따라서 폴리설파이드 에폭시 재료가 교면포장 공법으로 사용하기에 적절한 물리적 특성을 가지고 있다고 판단된다.

최근 들어 온난화 등의 영향으로 태풍이나 집중호우가 빈번히 발생하고 있으며 이로 인한 산지 도로의 산사태, 토석류, 상향침투수압 등에 의한 인명, 시설물 피해도 극심하게 나타나고 있다. 산지 도로의 상향침투수압은 심각한 포장 파손을 발생시키기도 한다. 산지 측의 높은 지하수위로 인한 상향침투수압을 감소시키기 위해서는 지하배수공법이 매우 효과적 이라고 판단된다. 지하배수 공법을 원활하게 작동하기 위해서는 배수기층이 적합한 투수계수와 지지력을 갖추어야 한다. 따라서 본 연구에서는 적절한 투수성과 지반 지지력을 확보할 수 있는 최적의 배수기층 입도에 대한 연구를 수행하였다.