Effective mixing of different-sized aggregates in mobile asphalt plant dryers is crucial for ensuring high-quality, consistent asphalt production. This study explores the application of spatial analysis techniques, particularly the Discrete Element Method (DEM), to understand and optimize the mixing process of aggregates in drum dryers. The research emphasizes the importance of proper mixing to achieve uniform moisture removal and heating across various aggregate sizes. Larger aggregates heat more slowly, while finer particles risk overheating or being carried away by air currents, necessitating careful management of the mixing process. Using LIGGGHTS, an open-source simulation framework, we conducted DEM simulations to analyze the spatial distribution and behavior of aggregates within a 3D model of a drum dryer. The study considered multiple factors affecting mixing efficiency, including drum inclination, rotational speed, and aggregate feeding frequency. Results indicate that the rotational speed of the drum dryer has the most significant impact on mixing effectiveness. The DEM simulations provided valuable insights into particle movement, heat transfer, and potential segregation issues within the dryer. Further investigations into additional factors that may influence aggregate mixing in drum dryers is recommended, paving the way for improved efficiency and quality in asphalt manufacturing.

도로포장의 노면 마찰력은 노면 조직 특성에 큰 영향을 받으며, 이를 예측하기 위한 인자로써 MTD(Mean Texture Depth, 평균 노면 조직 깊이)를 주로 사용한다. 그러나 MTD는 노면 특성 중 노면 조직의 깊이만을 나타내므로 여러 요인이 복합적으로 구성되어 있는 노면 조직 특성을 포괄적으로 설명할 수 없다. 이에 선행 연구에서는 다양한 노면조직 특성을 반영하여 보다 적합한 마찰력 예측 식 을 제안하고자 하였다. 노면 마찰력에 영향을 미치는 노면 조직 특성을 정량화하기 위하여 3D 프린팅 시편을 제작한 후 BPT(British Pendulum Tester)를 이용해 노면 마찰력(BPN; British Pendulum Number)을 측정하였다. 선행 연구를 통하여 노면 마찰력에 영향을 미치 는 노면 조직을 MTD, EAN(Exposed Aggregate Number, 골재노출도) 및 골재 형상으로 선정하였으며, 이를 포함한 노면 마찰력 예측 식 을 제안하였다. 그러나 3D 프린팅 시편을 사용하여 제안한 노면 마찰력 예측식의 경우 이상적인 노면조직 특성에 기반하여 제안된 것 으로 실제 현장에서의 노면 조직 특성과 비교 및 검증이 이루어져야 한다. 이에 3D 프린팅 시편을 기반으로 개발된 노면 마찰력 예측 식의 현장 적용성 평가를 위하여 EACP(Exposed Aggregate Concrete Pavement), 밀입도 및 개립도 아스팔트 콘크리트 포장에서 188개의 노면 조직 데이터를 측정하였다. 현장 측정 데이터와 3D 프린팅 시편을 기반으로 개발된 노면 마찰력 예측 식을 비교 검토한 결과 MTD, EAN 및 골재 형상은 노면 마찰력 예측에 있어서 유의미한 지표로 사용될 수 있는 것으로 확인하였다.

도심부 도로에서 불투수면적 증가로 인해 발생한 홍수 및 물순환 장애 문제를 해결하기 위해, 투수블록포장이 도입되고 있으며, 물순환 시스템 강화의 필요성에 따라, 투수블록포장은 효과적인 대안으로 주목받고 있다. 투수성 포장의 성능 향상 을 위해서는 교통 하중 지지력을 만족하고, 투수 성능을 동시에 확보해야 하므로 표층뿐만 아니라 하부 투수기층의 설계 기준과 입도 특성에 대한 고려가 필요하다. 그러나, 국내의 경우 설계법이 잘 정립되어 있지 않고, 국외에서는 AASHTO 93 설계법을 구조설계법으로 적용하고 있으며, 투수성 포장재료의 상대강도계수에 대한 연구가 부족하여 다양한 재료에 대 한 설계 적용이 어려운 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 투수블록포장 하부 투수기층 골재의 물리적 특성과 입도 기준에 관한 고찰을 통해, 내구성 향상을 위한 설계 요인과 투수 성능 간의 관계 분석 결과를 정리함으로써, 두 방향을 모두 고려하여 효율적인 골재 입도 구성을 도모할 수 있는 적합한 방향성을 정립하는 것을 목표로 한다. 다양한 투수성 포장 설계 조건과 성능에 관한 연구를 다루는 문헌을 수집해 투수 블록포장의 하부구조 단면 설계에 적용할 수 있는 기준 및 연구 방법론을 정리함으로써 실무 연구자들의 국내 연구 활성에 기여하고자 한다

PURPOSES : The variability of hot bin aggregate weighing was evaluated through analysis of production data from three domestic asphalt batch plants. METHODS : Years of HMA production data that includes 94,362 batches from three HMA plants are analyzed for the study. Through the evaluation, the influencing factors of hot bin aggregate measurement variability were analyzed. RESULTS : The variability of hot bin aggregate weighing was found to vary greatly depending on the plant, and it was also found that the variability maintains a certain level regardless weighing amount in each hot bin. Also mixture type turns out to be the one of the major influencing factor that SMA showed the smallest variation in hot bin aggregate weighing, which imply the variability could be reduced by strengthening quality management effort. In addition, hot bin gate driving method did not show any significant effect on the variability while 2nd hot bin showed highest variability. CONCLUSIONS : Based on this analysis, problems with the current hot bin aggregate measurement standards were identified, and alternative criteria that could be improved were proposed.

이미지 분석을 통한 재료의 상 구분은 재료의 미세구조 분석을 위해 필수적이다. 이미지 분석에 주로 사용되는 마이크로-CT 이미 지는 대체로 재료를 구성하고 있는 상에 따라 회색조 값이 다르게 나타나므로 이미지의 회색조 값 비교를 통해 상을 구분한다. 순환골 재의 고체상은 수화된 시멘트풀과 천연골재로 구분되는데, 시멘트풀과 천연골재는 CT이미지 상에서 유사한 회색조 분포를 보여 상 을 구분하기 어렵다. 본 연구에서는 Unet-VGG16 네트워크를 활용하여 순환골재 CT 이미지로부터 천연골재를 분할하는 자동화 방법 을 제안하였다. 딥러닝 네트워크를 활용하여 2차원 순환골재 CT 이미지로부터 천연골재 영역을 분할하는 방법과 이를 3차원으로 적 층하여 3차원 천연골재 이미지를 얻는 방법을 제시하였다. 선별된 3차원 천연골재 이미지에서 각각의 골재 입자를 분할하기 위해 이 미지 필터링을 사용하였다. 골재 영역 분할 성능을 정확도, 정밀도, 재현율 F1 스코어를 통해 검증하였다.

콘크리트는 우수하고 뛰어난 내구성에 의해 구조물 건설에 가장 많이 사용되는 재료 중 하나이다. 오늘날 급격한 경제의 발전 및 도시화 등에 의해 오늘날 구조물은 대형화 및 고층화되고 있다. 이에 따라 고강도, 고경량, 고내구 콘크리트 개발에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 나노소재가 첨 가된 콘크리트는 나노소재에 의해 미세공극이 충진되어 강도 및 내구성이 우수한 것으로 알려져있다. 그러나 기존 나노소재가 적용된 콘크리트는 단위중량이 높아 이를 구조물에 적용시 자중을 증가시키 는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 입자 직경이 10-100 μm이지만 입자 내부의 공극이 있어 단위 중량이 0.6t/m3인 Micro hollow sphere가 잔골재로 사용된 고경량, 고강도 콘크리트의 염화물 침투 특성을 평가하였다. 본 연구에서 사용된 실험변수로써 Micro hollow sphere의 잔골재 치환량(0%, 42%, 100%)가 고려되었으며, 이 시편의 단위중량은 각각 2.37 t/m3, 1.89 t/m3, 1.62 t/m3이다. Micro hollow sphere가 사용된 콘크리트의 염화물 침투 특성은 NT-Build 492 시험을 통해 평가되었다. 실 험결과 Micro hollow sphere 치환율이 0%, 42%, 100%인 실험체의 단위중량은 염화이온 확산계수는 각각 4.45 x10-13 m2/s, 2.57 x10-13 m2/s, 1.4x10-13 m2/s로 Micro hollow sphere 치환량이 증 가함에 따라 염화이온 침투 저항성이 증가하는 것으로 확인되었다. 따라서, Micro hollow sphere를 이용한다면 단위중량이 작으며 내구성이 큰 고경량, 고내구 콘크리트 배합이 가능할 것으로 판단된다.

최근 생활방식의 변화로 인하여 실내 생활이 점점 증가함에 따라 다양한 인테리어 자재의 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 인테리어 스톤 제품 생산 과정에서 발생하는 산업 폐기물인 슬러지의 발 생도 더불어 증가하고 있다. 발생하는 슬러지는 전량 소각 및 매립되어 처리되고 있으며 환경파괴 및 매립지 부족 등의 문제로 슬러지 처리에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이와 더불어 최근 건설 현장의 골재 수급은 매우 어려운 상황이며 이는 직접적으로 레미콘의 품질 및 가격에 영향을 미치게 된다. 이 러한 문제점의 해결을 위하여, 본 연구에서는 모르타르 내부의 잔골재를 인테리어 스톤 슬러지로 치환 하여 슬러지의 친환경적 재활용성을 검토하고자 하였다. 선행 연구를 바탕으로 시멘트, 슬러지, 잔골 재, 고유동화제 등을 활용하여 배합비를 설정하였으며, 이에 대한 시험체를 제작 하였다. 잔골재 무게 대비 슬러지는 각각 5, 10, 15, 20%를 치환하였으며, 각 배합에 대한 유동성과 재령별 압축강도를 측 정하였다. 관입저항 실험을 통해 각 시편의 초결과 종결 시간을 확인하였으며 수은압입법을 통해 시편 별 내부의 공극을 측정하였다.

This study addresses the environmental impact associated with waste management and natural aggregate production. It explores the potential of utilizing Coal Bottom Ash (CBA) and Reclaimed Asphalt Pavement Aggregate (RAPA) as complete replacements, respectively, for fine and coarse aggregates in concrete. Despite their similarities to natural aggregates, CBA and RAPA often end up in landfills. Laboratory tests were conducted, revealing satisfactory performance in drying shrinkage and air void parameters. However, while the flexural strength met design requirements, the compressive and splitting tensile strengths were lower than predicted. The deviation in strength development behavior from natural aggregate concrete (NAC) was attributed to weak agglomerated aggregates in RAPA and the large size of the interfacial transition zone (ITZ) due to the old asphalt coating surrounding RAPA. To enhance the strength behavior, two methods were employed: compaction in the form of roller-compacted concrete and RAPA abrasion carried out by rolling RAPA in a concrete mixer. Compaction improved aggregate interlock, while RAPA abrasion decreased agglomerated aggregates and minimized asphalt coating, reducing ITZ size. These treatments resulted in improvements in compressive, flexural, and splitting tensile strengths, with the combination of both treatments having the most significant effect. Analysis of relationships between flexural, splitting tensile, and compressive strengths indicated that CBA and RAPA concrete behaved more similarly to NAC after the treatments. This research suggests that with appropriate interventions, it is feasible to utilize CBA and RAPA in concrete, contributing to sustainable construction through improved waste management, carbon footprint reduction, and conservation of natural resources.

해양폐기물 중 하나인 패각의 발생량은 매년 증가하고 있으나, 대부분이 해안 근처에 야적되거나 방치되어 환경적·사회적으로 문 제가 되고 있다. 천연 골재 부존량 감소에 따른 골재 대체재로서 패각이 사용된다면 재료 수송에 따른 물류비용을 효과적으로 감축시 킬 수 있어 자원 재활용을 활성화할 수 있다. 본 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 기술을 활용한 해양 구조물의 건설 재료로서 패각 잔 골재의 사용 가능성을 분석하였다. 패각을 활용한 3D 프린팅 콘크리트는 패각 잔골재와 시멘트 풀 계면 등의 공극 요인으로 일반 콘 크리트 대비 낮은 강도를 가지기 때문에 역학적 성능 평가를 위한 미세구조 특성 분석이 요구된다. 유동성, 출력성 및 적층성을 고려하 여 3D 프린팅 콘크리트의 배합을 선정하였으며, 패각 잔골재를 활용한 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성과 미세구조를 분석하였다. 시편의 물성을 평가하기 위해 3D 프린터로 압축강도와 부착강도 시편을 제작하였고 강도 시험을 진행하였다. 미세구조를 분석하기 위해 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 SEM 촬영을 수행하였으며, 히스토그램 기반 상 분리 방법을 적용하여 공극을 분리하였다. 패각 잔골재 종류에 따른 공극률을 확인하고 확률함수를 활용하여 공극 분포 특성을 정량화하였으며, 패각 잔골재의 종류에 따른 시편의 역학적 물성과 미세구조 특성 간의 상관관계를 확인하였다.

PURPOSES : In this study, the basis for improving the maintenance method of road pavement in Jeju Island, where deterioration is accelerating, was presented through field construction and analysis of various combinations of maintenance methods. METHODS : Construction was performed on Jeju Island's Aejo Road, which has high traffic and frequent early damage, using various asphalt mixtures mainly applied in Jeju Island, with different maintenance cross-sections depending on the level of repair. The quality and performance of the asphalt mixture collected during construction were evaluated, and MEPDG was used to analyze the service life according to the type and maintenance level of the mixture. RESULTS : While the mixture for the surface layer satisfied the quality standards and had excellent rutting and moisture resistance performance, the asphalt mixture for the intermediate and base layer did not satisfy the quality standards such as air voids, so it was judged that quality control was necessary during production. The section repaired to the base layer was found to be advantageous for the integrated behavior of the pavement and had the best structural integrity. As a result of predicting the service life, the estimated life of the section where only the surface layer was repaired was analyzed to be approximately 7 years, the section where the intermediate layer was repaired was 14.5 years, and the section where the entire section up to the base layer was repaired was analyzed to be 18 years. CONCLUSIONS : In Jeju Island, where deterioration is accelerating, it was analyzed that when establishing a maintenance plan, it is necessary to consider repairing the middle and base floors in order to secure the designed life of 10 years.

PURPOSES : This study is aimed to economic analysis of the ferronickel slag pavement method carried out to suggest the necessity of developing ferronickel slag pavement technology. METHODS : A life cycle cost analysis of the application of the Ferronickel Slag pavement method and the cutting + overlay pavement method was performed to compare the economic indicators and greenhouse gas emissions for each pavement method. RESULTS : As a result of the analysis, regardless of the Ferronickel Slag mixing rate, if the common performance of the Ferronickel Slag pavement method is the same or superior to the existing pavement method, it is more economical than the existing pavement method. Furthermore, the lower the maintenance cost of the Ferronickel Slag pavement method, the higher the economic feasibility due to the high Ferronickel Slag mixing rate. Greenhouse gas emissions can be reduced from at least 9% to up to 53% through the application of the Ferronickel Slag pavement method, except for some scenario analysis results. CONCLUSIONS : This study provided that the Ferronickel Slag pavement method was superior to the existing pavement method in terms of economic and environmental aspects. Therefore, it was found that the objective justification of developing road pavement technology using Ferronickel Slag was secured.

Asphalt concrete, which is used as a road base material, accounts for >90% of a road pavement. A huge amount of waste concrete and waste asphalt concrete aggregates are generated. Recently, carbon neutrality is promoted across all industries for sustainability. Therefore, to achieve carbon neutrality in the asphalt concrete industry, waste asphalt concrete aggregates should be recycled. Additionally, road base materials are prepared using additives to ensure structural stability, durability, and economic efficiency. In this study, recycled asphalt concrete aggregates were used to evaluate the physical properties of road base materials according to the type of polymer additive and mixing method, and the applicability of road base each material was evaluated. Results showed that when the acrylate-based polymer additive was mixed, the uniaxial compressive strength was 30% higher. Furthermore, the compressive strength of the split mix was improved by ~29% compared to the total mix.

The asphalt concrete industry, accounting for >90% of road pavement, is a crucial contributor to construction waste. This study focuses on the recycling of asphalt concrete recycled aggregates, which currently exhibits a low rate. We investigated the application of these aggregates, combined with hardener and mixing water, in the development of ecofriendly road base materials using circular aggregates. Results revealed that the 13-mm asphalt concrete recycled aggregates met all quality standards. However, the 25-mm aggregates did not conform to the reclaimed asphalt content standard; however, they met other quality standards. Moreover, the experimental results for the hardener and mixing water indicated compliance with all quality standards.

PURPOSES : This study aims to conduct a laboratory evaluation on the use of ferronickel slag for manufacturing Hot Mix Asphalat mixtures. METHODS : This research was based on laboratory evaluation only, where conventional aggregate and FNS at a ratio of 7:3 were used in HMA and the volumetric properties, physical and mechanical properties, and long-term performance of FNS in asphalt mixture were evaluated. RESULTS : The overall results showed that FNS can be applied as aggregate in a hot mix asphalt since volumetric, physical and mechanical properties and long-term performance of HMA mixture with ferronickel slags as aggregate met the required standards according to Korean standards for Asphalt Concrete. CONCLUSIONS : The tensile strength ratio results of HMA mixtures with ferronickel aggregate did not meet the required standards, yet the addition of anti-stripping agent and waste glass fibers to the HMA mixture with ferronickel slags improved the tensile strength results to meet the standards. Additionally, compared to the HMA mixture of the same aggregate gradation but with only natural aggregate, HMA mixture with ferronickel slags had almost the same results for the majority of tests conducted.

PURPOSES : Previously, the expansion state of the concrete pavement in which AAR occurred could not be determined. Because the current situation has not been evaluated, it has been difficult to prepare an appropriate response. In this study, a method for calculating the expansion amount of concrete pavement using the stiffness damage test (SDT) is proposed. METHODS : The SDT method was examined through a literature review. For the laboratory tests, specimens that generated AAR were produced based on the mix design (2018) of the Korea Expressway Corporation. SDT was used to calculate various mechanical properties, and their correlation with the expansion amount was reviewed. RESULTS : Using the SDT, various mechanical properties(elastic modulus, hysteresis area, plastic deformation, plastic deformation index, stiffness damage index, and nonlinear index) were calculated based on the expansion rate of the AAR. The elastic modulus was evaluated as the best predictor of the expansion rate. Thus, if the elastic modulus is calculated using SDT, a prediction equation can be used to calculate the amount of AAR expansion. This equation will need to be supplemented by further research. CONCLUSIONS : SDT was used to confirm that the expansion state due to the AAR of the concrete pavement could be indirectly evaluated. Among the mechanical properties related to SDT, the elastic modulus was found to be the most suitable for predicting the amount of expansion.