PURPOSES: Using recyclable materials in asphalt pavement industry is one of the essential tasks not only for saving construction budgets but also for mitigating environmental pollutions. Over the past decades, several efforts have been made by road maintenance agencies to incorporate various recyclable materials into virgin asphalt paving mixtures. As a result, reclaimed asphalt pavement (RAP), which consists of old pavement material was selected as one of most widely used recyclable materials. In this paper, the effects of using different amounts of single-recycled RAP (SRRAP) and double-recycled RAP (DRRAP) on the low-temperature characteristics of asphalt mixtures were investigated. METHODS: To evaluate the low-temperature characteristics of SRRAP and DRRAP mixtures, two experiments, the bending beam mixture creep test and semicircular bending fracture test were performed. The experimental parameters: creep stiffness, m-value, thermal stress, critical cracking temperature, fracture energy, and fracture toughness were computed then compared. RESULTS : RAP mixtures (SRRAP or DRRAP) showed lower mechanical performance compared with conventional asphalt mixtures. The differences became distinct with increased RAP addition. However, the performance differences between SRRAP and DRRAP mixtures were not significant in all cases, which indicate the possible application of re-recycling technology (DRRAP) in the asphalt pavement industry. CONCLUSIONS : The addition of RAP to virgin asphalt can mitigate low-temperature performance despite the improvement in fracture performance observed in some cases. Therefore, using RAP (SRRAP or DRRAP) mixtures on inter or sublayer construction, but not on the surface layer, is recommended. Moreover, the possibility of applying double-recycling technology in asphalt pavement industry can be introduced in this study because not significant performance differences were found between SRRAP and DRRAP mixtures especially at low temperature.

PURPOSES : The purpose of this study is to develop a regression model to predict the International Roughness Index(IRI) and Surface Distress(SD) for the estimation of HPCI using Expressway Pavement Management System(PMS).METHODS : To develop an HPCI prediction model, prediction models of IRI and SD were developed in advance. The independent variables considered in the models were pavement age, Annual Average Daily Traffic Volume(AADT), the amount of deicing salt used, the severity of Alkali Silica Reaction(ASR), average temperature, annual temperature difference, number of days of precipitation, number of days of snowfall, number of days below zero temperature, and so on.RESULTS : The present IRI, age, AADT, annual temperature differential, number of days of precipitation and ASR severity were chosen as independent variables for the IRI prediction model. In addition, the present IRI, present SD, amount of deicing chemical used, and annual temperature differential were chosen as independent variables for the SD prediction model.CONCLUSIONS: The models for predicting IRI and SD were developed. The predicted HPCI can be calculated from the HPCI equation using the predicted IRI and SD.

PURPOSES: This study aims to develop a rational procedure for estimating the pavement roughness index considering vehicle wandering. METHODS: The location analysis of the passing vehicle in the lane was performed by approximately 1.2 million vehicles for verification of the wandering distribution. According to verification result, the distribution follows the normal distribution pattern. The probability density function was estimated using each lane's wandering distribution model. Then the procedure for applying a weighted value into the lane profile was conducted using this function. RESULTS : The modified index, MRIw, with consideration towards applying the wandering weighted value application was computed then compared with MRI. It was found that the Coefficient of Variation for distribution of lateral roughness index in the lane was high in the case of a large difference between each index (i.e., MRIw and MRI) observed. CONCLUSIONS : This result confirms that the new procedure with consideration of the weight factor can successfully improve the lane representative characteristics of the roughness index.

PURPOSES : This study is aimed at development of a stochastic pavement deterioration forecasting model using National Highway Pavement Condition Index (NHPCI) to support infrastructure asset management. Using this model, the deterioration process regarding life expectancy, deterioration speed change, and reliability were estimated. METHODS: Eight years of Long-Term Pavement Performance (LTPP) data fused with traffic loads (Equivalent Single Axle Loads; ESAL) and structural capacity (Structural Number of Pavement; SNP) were used for the deterioration modeling. As an ideal stochastic model for asset management, Bayesian Markov multi-state exponential hazard model was introduced. RESULTS: The interval of NHPCI was empirically distributed from 8 to 2, and the estimation functions of individual condition indices (crack, rutting, and IRI) in conjunction with the NHPCI index were suggested. The derived deterioration curve shows that life expectancies for the preventive maintenance level was 8.34 years. The general life expectancy was 12.77 years and located in the statistical interval of 11.10-15.58 years at a 95.5% reliability level. CONCLUSIONS : This study originates and contributes to suggesting a simple way to develop a pavement deterioration model using the total condition index that considers road user satisfaction. A definition for level of service system and the corresponding life expectancies are useful for building long-term maintenance plan, especially in Life Cycle Cost Analysis (LCCA) work.

국내의 기후변화에 따른 국지성 호우가 빈번히 발생하면서 도로 포장 파손이 증가함에 따라 사고발생 저감 및 사용자 안전성을 확보하기 위한 신속한 유지관리 시스템이 요구되는 실정이다. 고속도로의 경우, 포장의 유지관리를 위해 도로포장 유지관리 시스템(PMS, Pavement Maintenance System)을 운영하고 있으나 조사 주기가 최소 2년 이상이며 고가의 자동화 장비를 이용하기 때문에 신속한 노면 조사 및 대응에 어려움이 있으며 도로 포장의 국부적인 표면손상 및 포트홀, 단차 등의 평탄성 불량구간이 발생할 경우 신속한 유지보수가 어려운 실정이다. 본 연구는 일반 차량에 쉽게 장착 할 수 있는 가속도 센서 및 전방 영상센서 등을 활용하여 노면의 이상 유무를 감지하고 도로 관리자에게 전송함으로써 신속한 보수 및 대응이 가능한 시스템을 개발하였다. 본 연구의 목적은 개발된 노면 측정 시스템을 이용하여 콘크리트 포장과 아스팔트의 차종 및 주행 속도별 가속도 데이터를 활용하여 포장형식별 특성을 파악하고, 도로의 주행쾌적성 평가를 위한 적용 가능성을 검증하는데 있다. 가속도 센서를 활용한 노면 상태 조사 시스템의 검증을 위해 본 연구에서는 포장 형식별로 가속도 데이터의 결과를 비교하고자 한국도로공사에서 보유하고 있는 시험도로에서 차종별, 속도별 주행시험을 실시하여 가속도 데이터의 RMS(Root Mean Square)값을 비교 검토하였다. 주행 속도에 따른 포장형식별 RMS값을 분석한 결과, 콘크리트 포장구간에서는 화물차를 제외한 차종들에서 속도에 따른 가속도 값의 변화가 최대 0.05g정도로 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 하지만 화물차는 속도가 증가할수록 RMS값도 증가하였으며 이는 화물차의 차체 및 서스펜션 등의 영향으로 화물차에서 발생하는 가속도 값이 승용차에 비해 커지는 것을 확인할 수 있었다. 아스팔트 포장구간의 경우는 SUV와 승합을 제외하고 소형, 중형, 대형, 화물차 등에서 모두 속도에 따라 RMS값이 점차적으로 증가하는 것으로 나타났으나 증가폭은 0.02g 미만으로 실제 노면의 이상 상태를 감지하기 위한 가속도 값에는 영향을 거의 주지 않는 것으로 나타났다. 콘크리트 포장구간이 아스팔트 포장구간에 비해 같은 속도일 경우 가속도 값이 약 2배정도 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

One of the most innovative approaches for maintaining and rehabilitating the Seoul pavement is to develop and implement the maintenance of pavement under the pavement management system (PMS). This paper documents result of the survey on PMS used in Seoul. This model is uses the theory to survey the condition of the pavement ,An index called the Distress Manifesto Index (DMI) is define as used to measure the pavement distress condition of the Seoul pavement. And there is Riding Condition Index (RCI) is to define the comfort of driver who is traveling on the Seoul pavement. Pavement condition index is defined as used to evaluate pavement condition. The cost effective PMS is possible only when maintenance requirement are identified at right time with realistic prediction of overall pavement condition. For Seoul, several survey are used in order to management decisions such as Pavement Serviceability Index (PSI), Surface Condition Ratting (SCR), and Pavement Condition Rating (PCR) etc. the goal of this paper is to evaluate the condition of pavement to facilitate a better understanding of the opportunities to augment the current framework while remaining consistent with the aims of moving ahead for progress in 21stcentury. This research is based on the performance of the asphalt concrete pavement data of Seoul Pavement. Pavement are divided into three classes Class 1 consist of 10-7 SPI result data ,that the pavement is in good condition. Class 2 consist of 6.99-4.0 SPI result data , that the pavement is in average condition. Class 3 consist of 3.99-0.00 PCI result data, that the pavement is in bad condition and need to repair immediately. the performance data is from Dongsomoonlo(28) it consist of Rutting ,Cracking, and IRI data.

국내 고속도로는 1970년을 시작으로 많은 발전을 이루었으며, 콘크리트 포장은 아스팔트 포장에 비해 시공비가 저렴하고 일정기간 동안 유지보수가 필요하지 않은 이점을 가지고 있어 고속도로 포장에 본격적으로 적용되었다. 국내 고속도로의 콘크리트 포장은 약 60% 이상을 차지하고 있으며, 그 중 설계수명을 지난 콘크리트 포장이 증가하는 추세이며 향후 10년 내에 6배까지 증가할 것으로 예측되고 있다. 포장 파손에 대해 일시적인 보수를 실시하고 있으며, 이러한 단편적인 보수는 2차 파손을 야기하는 비효율적인 모습을 보이고 있다. 그리하여 리모델링이라는 대대적인 보수 방법을 적용하기 위하여 본 연구에서는 리모델링 지수를 개발하고 동질성 구간을 선정하여 리모델링 우선순위를 결정하고자 한다. 한국도로공사의 HPMS(Highway Pavement Management System) 자료, 기상청의 기상자료, 본 연구를 통해 개발된 RMI지수를 이용하여 동질성 구간을 선정하고자 한다. 본 연구에서는 각 노선의 행선에 따라 노후 고속도로 포장 구간을 구분하였다. 리모델링 지수의 기준에 따라 그림과 같이 시각화된 자료를 통해 리모델링이 필요한 구간을 정성적으로 선정하고 RMI의 평균값이 7이상되는 구간을 선정한다. 동질성 구간의 최소 연장은 5km로 하며, 콘크리트 포장 이외의 구간은 실무자의 판단 하에 포함 여부를 결정할 수 있도록 하였다. 실무자가 엑셀 Sheet를 이용하여 동질성 구간을 분할 할 수 있도록 하였으며, 그에 필요한 매뉴얼 또한 개발하여 실무자의 편의를 도모하고자 하였다. 본 연구를 통해 동질성 구간을 선정하여 리모델링 우선순위를 결정하는데 도움을 주고자 하였다.

현장재배합 장비 개념 현장재배합 장비는 트윈샤프트 믹서를 이용하여 현장에서 콘크리트에 기포, 속경성 혼화재료, 고분말 고내구성 혼화재료 등을 투입 한 뒤 빠르게 교반하여 혼입한 뒤 배출하는 방식으로, 대표적으로 배치식과 연속식 두 가지 방식이 있다. 장비개발 내용 본 연구를 통해 개발된 배치식 현장 재배합 장비는 버켓 컨베어를 이용하여 콘크리트를 0.5m3 트윈 샤프트 믹서에 공급하고, 기포 및 혼화재료를 투입하는 형태로 개발되었다. 5톤 차량에 상차하여 일체화 거동이 가능하며, 발전기가 내장되어 있어 버켓 컨베어, 믹서, 배출구 개폐 등이 자동으로 가능하다. 그림1은 개발된 현장재배합 장비 전경이다. 결 론 현장 재배합 장비는 일반 콘크리트를 저렴한 가격으로 현장에서 즉시 원하는 성질의 콘크리트로 전환할 수 있으나, 현재 배치식의 경우 시공 속도가 느리다는 단점이 있다. 향후 지속적인 개발을 통해 연속식 장비로 개선해야 할 필요가 있다.

고속도로 포장의 불량연장은 지속적으로 증가하고 있는 반면 예산한계, 성능 저하로 인하여 포장상태가 고객 기대수준에 미치지 못하고 있는 실정에 대한 대책의 일환으로 고속도로 유지보수에 적용하고 있는 다양한 종류의 포장공법과 재료에 대한 장기공용성 관측구간을 운용하고 있다. 국내 고속도로 장기공용성 관측구간은 포장층의 구성, 환경인자, 교통하중 등과의 상관관계를 고려하여 총 292개소를 선정하였으며 매년 기본조사(자동조사장비를 이용한 파손정량화 및 현장도보조사)와 정밀조사(구조적 상태조사, 소음 및 미끄럼저항성 조사, 코어채취를 통한 실내시험)등의 추적조사를 수행하고 있다. 본 연구에서는 주행쾌적성이 확보되고 구조적으로 오래가는 장수명 복합포장공법 도입을 위해 장기공용성 관측구간 중 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 하부포장형식에 따른 공용성 변화추이 분석을 통하여 기존 복합포장구간의 문제점 도출 및 장수명 복합포장공법의 타당성을 확인하고자 한다. 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 하부포장형식에 따른 공용성 변화추이 분석을 위하여 크게 CRCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간과 JCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간을 선정하여 하부포장형식 및 덧씌우기 재료에 따른 공용성 변화추이를 분석하였다. 분석 결과 그림 1 및 그림 2에서 보는 바와 같이 전체구간(AC구간 : SMA구간 + 개질 아스팔트 구간) 및 재료별 분류에서도 JCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간에 비해 CRCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 공용성이 우수한 것으로 분석되었다. 이는 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간에서 하부포장형식이 공용성에 크게 영향을 미치는 것으로 사료되며 CRCP위 아스팔트 포장으로 구성된 복합포장 형식의 구조적 타당성을 확인할 수 있었다. 그러나 현재 공용중인 CRCP 복합포장의 경우 CRCP구간의 유지보수 개념으로 시공되어 기존 하부포장과의 부착문제 및 반사균열에 의한 조기파손 등에 취약하며 장수명 복합포장과 단면 구성이 상이하기 때문에 현재 시험시공중인 구간의 장기공용성 관측구간으로의 편입 및 추적조사가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구는 도로함몰과 관련된 연구 중 위험도 등급에 따른 소성변형 특성을 파악하기 위해 수행되었다. 도로함몰 위험도 등급 A, B에 해당하는 지표면으로부터 60cm, 90cm 하부에 모의 동공(얼음)을 설치하였으며, 동공의 크기는 그림 1과 같이 너비와 높이는 50cm, 길이는 100cm, 200cm로 각각 설계하였다. 또한, 배수층을 20cm 설치하여 배수가 가능하도록 설계하였다. 포장가속시험은 4ton의 축하중으로 10km/h의 속도로 운영하였으며, 1,000회, 2,000회, 6,000회, 10,000회 운행 시 마다 소성변형량 변화를 측정하였다. 그 결과 동공의 크기보다는 동공의 깊이가 소성변형에 영향을 크게 미치는 것으로 파악되었다. 그림 1의 1,3번 동공은 폭과 높이는 유사하지만 길이가 각각 1m, 2m로 위험도 등급에서 B, A이다. 하지만, 소성변형량을 비교했을 때 각 횟수마다 비슷한 경향을 보이며 증가하는 추세를 볼 수 있었다. 또한, 2번 동공의 경우 포장층에 가깝게 동공이 형성되어 1,3번 동공과 달리 소성변형량 증가 추세가 다른 동공들에 비해 월등히 빨랐으며, 6,000회 이상 포장가속시험을 수행하기 어려울 정도로 소성변형이 심하게 나타났다. 포장가속시험 수행 결과 동공 생성 초기에 소성변형량 변화폭이 가장 크며, 동공 길이보다는 심도에 포장층이 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

대도시를 제외한 일반적인 지방소재 시‧군에서 관리하고 있는 지역도로의 경우, 장비조사 비용에 대한 경제적 부담과 협소한 도로 등 지역적 여건에 따라 정량적 장비조사를 활용한 유지관리에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 지역도로 관리의 문제점을 극복하기 위하여 육안 조사를 통해 경제적이고 정략적 평가가 가능한 도로 포장상태 조사방안을 제시하고자 한다. 현장조사 수행 사진은 그림 1.과 같다. 일반적인 도로 현황 조사를 위하여 차량 내부에 캠코더를 설치하고 선정된 노선을 주행하면서 도로를 촬영하였으며, 영상 분석을 통해 도로의 기본정보, 시설물 등에 대하여 조사하였다. 또한, 도로 포장상태 조사를 위해 걸어 다니면서 육안으로 균열현황을 조사하였다. 신속하고 효율적인 육안조사를 위해 거리측정기를 이용하여 100m를 기준으로 선형균열(m), 면적균열(m2), 포트홀(갯수, m2)에 대한 균열현황을 조사하고, 조사결과를 이용하여 지역도로 평가지수(Local-road Pavement Condition Index,이하 LrPCI)와 균열률을 산출하여 포장상태를 평가하였다. 산업통상자원부에서 지원하는 공공기관연계 지역산업육성사업 ‘지역 도로관리 신산업 창조를 위한 기술개발(과제번호A016100014)’ 연구를 통해 개발된 LrPCI는 타 포장상태 평가지수 HPCI(고속도로), NHPCI(국도), SPI(서울시), MPCI(시단위)와 달리 균열률, 도로종류와 설계(제한)속도에 따른 개별 결함지수를 적용한 포장상태 지수이다. 기존의 포장상태 평가지수는 단일식으로 도로포장 상태를 평가하고 있으나 지역도로의 경우 지방도, 국도, 시도, 군‧면‧리도와 같이 다양한 도로가 존재하므로 동일조건의 평가방안을 적용하는 것은 무리가 있다고 판단되어 도로 특성을 고려한 포장평가방안을 개발하였다. 본 연구에서는 개발된 LrPCI와 장비조사 결과를 이용하여 경험식을 도출하였고, 이를 적용하여 포장상태를 평가하였다. ㅇㅇ시를 대상으로 육안조사를 통해 도로 포장상태 평가를 수행하였으며, 육안조사를 통한 도로포장상태 평가의 신뢰성 검증을 위해 같은 구간에서 자동포장 상태조사장비(KRISS)를 이용하여 포장상태를 조사한 후 결과를 비교‧분석하였다. 육안조사와 자동포장 상태조사장비의 균열률에 대한 비교‧분석 결과 평균 1.85% (최소0.03%, 최대9.99%) 차이로 매우 유사하게 나타나 균열률만 이용하여 포장 상태평가가 가능함을 알 수 있었다. 또한, 경제적인 면에서 육안조사는 장비조사의 약 30% 비용으로 수행이 가능하며, 신규 노동시장 창출에도 기여할 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 조사자의 안전을 위해 4차선 이하 지방도, 시도, 군‧면‧리도의 포장 상태조사는 육안조사로 대체 가능하며, 향후 육안조사 결과의 신뢰도 향상과 체계적인 조사체계 수립을 위한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

국토교통부의 도로보수현황에 따르면 2016년 말 기준 전국 고속국도 유지보수연장은 75,766km에 달하며, 보수비용으로 4,019억 원이 사용되었다. 이 중 약 30% 금액에 해당하는 1,237억 원이 포장 보수비용에 해당하며, 포장보수로 대부분 소파보수와 덧씌우기와 같은 단면보수가 적용되었다. 하지만 이러한 소규모의 국부적인 보수는 2차 파손을 반복적으로 야기하고 있어서 유지관리 측면에서 비효율적인 모습을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 리모델링 지수(Remodeling Index;RMI)를 개발하여 노후 콘크리트 포장의 리모델링 우선순위를 결정하고자 한다. 한국도로공사의 HPMS(Highway Pavement Management System) 자료와 기상청의 기상자료를 수집·분석하여 패널레이팅을 위한 대표구간을 선정하였으며, 패널레이팅을 실시하여 RMI 개발을 위한 종속변수를 획득하였다. 패널레이팅을 통해 획득한 각 대표구간의 RMI를 종속변수로 하고 포장 파손, 교통, 환경 인자를 독립변수를 하는 RMI 회귀모형을 개발하였다. RMI 모형의 독립변수별 민감도 분석을 수행했으며, RMI 모형으로 예측한 결과와 측정된 RMI 결과를 비교하여 모형의 정확성을 검증하였다.

PURPOSES: Pavement Management System contains the data that describe the condition of the road. Under limited budget, the data can be utilized for efficient plans. The objective of this research is to develop a mixed integer program model that maximizes remaining durable years (or Lane-Kilometer-Years) in road maintenance planning. METHODS: An optimization model based on a mixed integer program is developed. The model selects a cluster of sectors that are adjacent to each other according to the road condition. The model also considers constraints required by the Seoul Metropolitan Facilities Management Corporation. They select two lanes at most not to block the traffic and limit the number of sectors for one-time construction to finish the work in given time. We incorporate variable cost constraints. As the model selects more sectors, the unit cost of the construction becomes smaller. The optimal choice of the number of sectors is implemented using piecewise linear constraints. RESULTS: Data (SPI) collected from Pavement Management System managed by Seoul Metropolitan City are fed into the model. Based on the data and the model, the optimal maintenance plans are established. Some of the optimal plans cannot be generated directly in existing heuristic approach or by human intuition. CONCLUSIONS: The mathematical model using actual data generates the optimal maintenance plans.