한국도로공사에서는 전 세계적인 기후위기 대응에 동참하고, 탄소중립기본법, 탄소중립 녹색성장 기본계획 등 정부의 탄소중립 정책 에 부응하기 위하여 “생애전주기 친환경 대응체계”를 구축하였으며, 이에 도로포장의 생애주기 동안 발생되는 탄소배출량을 산출하기 위한 생애전주기평가(Life Cycle Assessment, LCA)의 필요성이 점차 대두되고 있다. 한국도로공사에서는 매년 고속도로 포장상태 모니터링 데이터를 활용하여 공용성을 예측함으로써 포장 유지관리 전략에 활용하고 있으나 이는 거시적인 측면에서의 포장 공용성 모델로 고속도로 포장의 형식, 재료, 공법 등을 고려한 미시적 측면에서의 공용성 모델 개발 및 개발 절차 정립이 필요할 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 고속도로 장기공용성 관측구간(Long Term Pavement Performance, LTPP) 데이터베이스(DB)를 활용하여 고속도로 JCP 공용성 모델을 개발하기 위한 기초연구를 수행하였다. 본 연구에서는 포장상태지수(Highway Pavement Condition Index, HPCI), 표면손상(Surface Distress, SD), 종단평탄성(International Roughness Index, IRI)를 종속변수로, 각 구간별 누적 교통 및 기후인자를 독립변수로 설정하여 다양한 교통 및 환경 영향인자에 따 른 고속도로 JCP 공용성을 예측하기 위하여 기술통계분석, 상관분석, 분산분석, 다중회귀분석을 수행하였다. 고속도로 JCP 공용성에 대한 다중회귀분석 결과, HPCI 모델의 수정된 R2이 0.614.로 SD 모델(0.413)이나 IRI 모델(0.317)에 비하여 높은 설명력을 보이는 것으로 나타났으며, 개별 모델의 회귀식은 통계적으로 유의한 것으로 나타났다.

도로 포장 기술이 발달함에 따라 내구성 확보 등의 구조성능 중심에서 이용자의 승차감 및 소음 저감 등의 기능성 중심으로 변화하 고 있다. 최근 도로 소음에 대한 민원이 증가하고 있고 도로 소음으로 인한 피해를 보상하라는 판결 사례도 증가하고 있다. 이러한 문 제를 해결하기 위해 차량 소음 저감 효과가 우수한 저소음 포장을 적용하고 있다. 본 연구에서는 저소음 배수성 포장과 저소음 비배 수성 포장의 내구성 및 공용성을 평가하였으며, 기대수명 예측을 위해 국내에 있는 배수성 8종, 비배수성 3종의 제품을 이용하여 실내 성능 평가를 수행하였다. 국토교통부의 "아스팔트 콘크리트 포장 시공 지침(2021)"의 배수성 포장 품질기준 및 비배수성 혼합물에 대 한 품질기준에 따라 시험을 진행하였다. 아스팔트 혼합물의 생산, 저장, 운반 및 포설 시 아스팔트의 흘러내리는 양이 적합한지를 평 가하기 위해 드레인다운 시험을 진행하였고, 배수성 혼합물의 골재 비산 저항성을 평가하기 위해 칸타브로 손실률 시험을 진행하였다. 또한 포장의 수분 저항성을 평가하기 위해 인장강도비(TSR) 시험과 소성변형 저항성을 평가하기 위해 동적안정도 시험을 진행하였다. 이후, 배수성 포장의 투수 성능을 평가하기 위한 실내투수계수 시험을 진행하였고, 저소음 포장의 소음 저감 성능을 평가하기 위해 임 피던스 관을 이용한 흡음률 시험을 진행하였다. 시험 결과 모든 종류의 혼합물이 품질기준을 통과하여 충분한 기초 성능을 가지고 있 는 것으로 나타났고, 흡음률 시험의 경우 배수성 혼합물이 평균 0.779, 비배수성 혼합물이 평균 0.638의 흡음계수를 나타내었다. 배수 성 혼합물과 비배수성 혼합물의 평균 공극률은 각각 19.3%, 3.2%로 배수성 혼합물이 비배수성 혼합물에 비해 많은 공극률을 가지고 있어 소음 저감 성능이 비배수성에 비해 우수한 것으로 판단하였다.

국내 고속도로의 콘크리트 포장은 줄눈 콘크리트 포장 공법을 주로 적용해 왔으나 잦은 줄눈부 파손으로 인해 최근에는 공용성이 우수한 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)을 확대 적용하고 있는 추세이다. CRCP는 우수한 공용성을 가지고 있지만 다량의 철근 사용으 로 인해 초기 시공비가 높은 단점이 있다. 이러한 CRCP의 단점을 보완하고 공용성을 보다 향상시키기 위해 신개념 철근콘크리트 포 장(ARCP)이 개발되었다. 본 연구에서는 ARCP의 공용성 검증을 위해 고속도로 제14호선 함양~울산 구간에 시공된 ARCP와 동일한 구 간에 시공된 CRCP의 균열조사를 수행하였으며 균열형상 및 균열간격 등을 비교 분석하였다. 분석 결과 ARCP에서 발생한 균열은 CRCP와 비교하여 대부분 직선 형상으로 발생하였으며 균열간격도 보다 균일한 것을 확인하였다. 또한, ARCP에서는 좁은 균열간격, 지그재그 균열, 분리균열 등 부적절한 균열의 발생이 매우 적은 것을 확인하였다. 따라서 ARCP의 균열형상 분석 결과로 보아 ARCP 는 CRCP의 우수한 공용성을 보다 향상시킬 수 있는 공법이라는 것을 검증하였다.

현재 국내에서는 아스팔트 포장의 예방적 유지보수공법의 사용이 미미하며, 시공 기준 또한 부재한 실정이다. 이에 따라 포장가속시 험시설을 활용하여 예방적 유지보수공법 적용에 대한 공용성 변화 분석을 진행하였다. 본 연구에서는 포그씰 A, B 공법에 대해 도포 량을 다르게 시공하여 기능성 인자인 BPN, MPD와 물성 인자인 공극률에 대해 추적조사를 진행하여 공용성 변화를 분석하였다. 주행 횟수의 산정은 가속시험기의 등가단축하중(ESAL, Equivalent SIngle Axle Load)의 관계식을 통해 실제 교통량을 등가단축하중으로 환산 하여 가속시험 주행 횟수를 산정하여 시공 후 공용 1년까지의 성능을 분석하였다. 분석 결과 기능성 인자인 MPD는 차량 주행으로 인 해 점차 감소하였으며, BPN은 시공 직후 포그씰 처리로 인한 미끄럼 저하가 지배적으로 나타났으나 점차 회복되는 것으로 나타났다. 물성 인자인 공극률은 주행 횟수가 증가할수록 포그씰이 포장 표면으로 채워져 공극률이 줄어드는 것으로 나타났다. 도포량별 분석 결과 도포량이 가장 많은 구간에서 저하율이 모든 인자에서 가장 큰 것으로 나타났으며, 두 도포량의 경우 인자별로 미세한 차이는 존재하였으나 대부분 비슷한 경향을 보이는 것으로 확인되었다.

국내 도로 연장은 2023년 기준 115,878km로 매년 증가하는 추세를 보이고 있다. 이중 준공 30년 이상된 노후도로의 비율은 51.5%에 해당하고 있어 도로 유지관리의 중요성이 대두되는 실정이다. 본 연구에서는 아스팔트 예방적 유지보수공법인 포그씰(Fog Seal)을 실 제 공용중에 있는 도로에 적용하여 공용성 변화를 분석하였다. 공용성능 분석을 위해 차량의 휠패스 부분에서 공법당 6개의 코어를 3 차년간 채취하여 공극률 및 바인더 함량 값을 비교하였다. 분석 방법으로는 포그씰 공법을 시공하지 않은 구간을 대조군으로 선정하 여 추적조사 기간에 따른 변화 추이를 분석하였다. 분석 결과, 공극률은 포그씰 시공 이후 지속적인 감소를 보였다. 바인더 함량의 경 우 공용연수가 증가할수록 바인더 함량 또한 점차 증가하는 것으로 확인되었다. 이는 공용연수가 증가함에 따라 차량의 주행으로 인 해 표면에 도포된 포그씰이 점차 도로 표면 및 균열 속으로 스며들어 내부의 공극이 채워지는 것으로 판단된다.

국토교통부는 고속도로 접근성 개선을 통한 지역균형 발전을 위해 남북측과 함께 동서축으로 지속적인 신설 사업을 계획하고 있다. 이에 따라 고속도로 노선의 관리 연장이 증가하고 대부분 산지인 우리나라 지형 특성에 의해 터널 구간도 증가하고 있다. 터널 구간 포장의 경우 환경 조건 등의 영향으로 전이구간에서 파손이 다수 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 장대터널 구간에서 조사된 PMS 데이터를 분석하여 터널 진입 전 후 PMS 조사 인자별 변화를 분석하였다. 분석 조건은 1) 1km 이상의 장대터널 포장상태조사 자료 분석, 2) SD(Surface Distress), IRI(International Roughness Index), HPCI(Highway Pavement Condition Index) 인자 분석, 3) SD 상세 데이터(균열, 패칭, 스폴링 등) 분석이다. 이를 활용하여 터널 진입 전·후 포장 연장 변화에 대한 분석인자별 변화 검토, 터널 진입 전· 후 분석인자별 평균값 변화 비교, 터널 내 포장의 선형 균열, 패칭, 스폴링 파손 상세 검토를 수행하였다. 분석 결과 터널 진입 후 30~40m 까지 변화가 크게 나타나는 것을 확인하였으며, 평균값 비교 결과 SD 값이 진입 전 후 약 66% 차이가 나타난다. SD 상세데 이터 분석 결과는 균열 및 스폴링 파손 등에 대해 100m 구간 내에 약 3.35m2 정도 패칭보수가 이루어졌다. 장대터널의 경우 터널 입 구와 터널 내부의 환경 조건이 상이하여 전이구간에서 터널 내부보다 파손이 다수 나타나는 것을 확인하였다.

도심지에 시공된 아스팔트 포장은 교통량 증가와 중차량의 가감속으로 인해 포트홀 및 소성변형 등의 파손이 흔히 발생하고 있다. 이러한 아스팔트 포장의 파손을 최소화하기 위해 콘크리트 포장으로 전환하는 공법인 초속경 시멘트 콘크리트 포장 공법과 프리캐스 트 콘크리트 포장 공법이 있으나 고비용으로 인해 널리 적용하기에는 한계가 있는 실정이다. 최근 서울시에서는 신설 중앙버스정류장 에 현장타설 방식으로 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)을 시공하였다. 본 연구에서는 인력포설 방식으로 시공한 중앙버스정류장의 CRCP에 대한 공용성을 분석하고자 온도계, 균열유도장치, 철근 변형률계, 콘크리트 변형률계, 변위계, 균열계 등을 포함하는 계측시스 템을 구축하였으며 본 논문에서는 이러한 계측시스템에 대하여 기술한다.

Using porous asphalt in order to reduce traffic noise and increase road safety specially in rainy weather is become a time demand now a days. Traditional dense asphalt can not provide a well mannered drain systems, adequate road capacity and noise friendly environment, which can make harm to roadway, property and ultimately to the life. In contrast, porous asphalt provides a environment friendly, cost effective, high skid resistive and well drains pavement with great durability. Additionally, the ability of porous to decrease the number of crashes both in sunny and wet-weather are up to the mark. In this context, investigate the ability of porous asphalt allows for deeper insights into all the mentioned factors, which help to make a durable, time demandable, more safer pavements in the field of pavement engineering. By combining some lab tests, field tests and analyzing the data, this research offers more accurate and reliable results to lead a pavement situation adaptable.

PURPOSES : This study aimed to evaluate the performance of carbon-reduced asphalt mixtures based on asphalt binder and asphalt mixture tests. METHODS : A carbon-reducing asphalt additive was developed, and samples were prepared by mixing the additive(0.85%, 1.35%, and 1.85%) with virgin asphalt binder to measure changes in the asphalt’s physical properties based on the content of the developed additive. The basic physical properties the penetration, softening point, ductility, and rotational viscosity and performance grade of the samples were measured, and the optimal content of the additive was determined to be 1.35%. An asphalt mixture was produced using the optimal additive content of 1.35%, and stability, indirect tensile strength, tensile strength ratio(TSR), and dynamic stability tests were conducted to compare its performance with that of hot mixed asphalt(HMA). Additionally, a dynamic modulus test that could simulate various loading conditions was conducted. Fuel consumption and CO2 emission were measured at the plant. RESULTS : The developed additive had the effect of reducing the viscosity of the binder while maintaining properties similar to those of the base binder when used at the selected content. The mixture test confirmed that the physical properties related to strength tended to decrease slightly when the additive were applied; however, all specifications were satisfied. In the dynamic modulus test, the results were confirmed to be similar to those of HMA. The fuel consumption and CO2 emission were reduced by 25-30%. CONCLUSIONS : Evidently, asphalt mixtures with carbon-reducing additives can perform at a level equivalent to that of HMA. To bolster this conclusion, it is necessary to track the long-term performance of low-carbon asphalt mixtures on pilot roads.

PURPOSES : The purpose of this paper is to evaluate the performance of MAST composite pavement. METHODS : A Testbed with three different sections with varying pavement materials were constructed: Section 1 (MAST(Multi-Layered Asphalt Surface Treatment) Composite Pavement; RCC(Roller Compacted Concrete)+Modified DBST(Double Bituminous Surface Treatment), Section 2 (Aggregate base+Modified DBST), and Section 3 (aggregate base+General DBST). The structural stability and skid resistance were evaluated using LFWD test and sand patch test, respectively. Moreover, laboratory specimens of four different pavement materials (HMA(Hot Mix Asphalt), Gravel base+DBST, RCC+DBST, and RCC+Modified DBST) were fabricated using and the rutting resistance of each pavement type was evaluated using the MMLS3. RESULTS : As a result of the LFWD(Light Falling Weight Deflectometer) test, the elastic modulus of Section 1 was significantly higher compared to the other section with values between 450 MPa to 650 MPa. Meanwhile, the elastic modulus of Section 2 and Section 3 were almost similar from 50 MPa to 150 MPa. Moreover, sand patch test results showed that Section 1 and Section 2 have an excellent surface roughness with values higher than 0.7 mm but Section 3 has a poor surface roughness with MTD(Mean Texture Depth) value of 0.4 mm. Lastly, based on the results of the MMLS3(third scale Model Mobile Load Simulator) test, gravel base+DBST showed the lowest resistance to rutting among the four specimens, and both RCC+modified DBST and RCC+DBST showed good performance up to 600 loading cycles, but the rut depth increased rapidly until 1,000 loading cycles. CONCLUSIONS : MAST composite pavement(RCC+modified DBST) has superior structural stability compared to general DBST pavement (aggregate base+DBST), has excellent skid resistance with values higher than 0.7 mm, and has similar rutting resistance to that of general dense asphalt concrete pavement. Therefore, exhibiting its good performance in both structural and functional aspects, it can be concluded that MAST composite pavement(RCC+modified DBST) can be an effective alternative for pavement material in Southeast Asian developing countries where support for heavy vehicle loads is required and rutting is likely to occur.

PURPOSES : The purpose of this study was to evaluate the common performance of asphalt pavements, determine the timing of preventive maintenance, and determine the optimal timing of application of the preventive maintenance methods by analyzing PMS data. METHODS : Using PMS data on asphalt pavement performance on highways, we derived the major damage factors and evaluated them according to the public period and traffic level. Among the factors evaluated, we determined those that could be improved by preventive maintenance, calculated the amount of change annually, and derived the timing of the application of the preventive maintenance method through correlation analysis. RESULTS : Among highway PMS data factors, crack variation was found to affect preventive maintenance, which increased rapidly after five years of performance. Traffic analysis showed that changes increased rapidly in the fifth, sixth, and seventh years when AADT exceeded 20,000, exceeded 10,000, and was under 10,000, respectively. Analysis of the amount of crack variation according to the pavement type showed that crack variation increased rapidly in the overlay section compared to the general AP section. CONCLUSIONS : Crack variation is the performance factor that was expected to be effective in preventive maintenance, and the PMS data showed that the initial application time of the preventive maintenance method varied by one year, depending on the traffic volume.

PURPOSES : The increase in particulate matter due to increased air pollutant emissions has become a significant social issue. According to the Ministry of Environment, air pollutants emitted from large-scale businesses in 2022 increased by 12.2% compared to the previous year, indicating that air pollution is accelerating owing to excessive industrialization. In this study, TiO2, which is used to reduce airborne particulate, was used. The TiO2 coating fixation and dynamic pressure coating-type TiO2 fixation methods were used to solve the material peeling phenomenon caused by gravity, which is a limitation when the TiO2 penetration method is applied to a vertical concrete structure along the road. The long-term durability and performance were analyzed through environmental resistance and NOx removal efficiency evaluation experiments. These analyses were then assessed by comparing the NOx removal efficiency with the dynamic pressure permeationtype TiO2 fixation method used in previous studies. METHODS : To evaluate the long-term durability and performance of the TiO2 coating fixation method and dynamic pressure coating TiO2 fixation method for vertical concrete structures, specimens were manufactured based on roadside vertical concrete structures. Environmental resistance tests such as the surface peeling resistance test (ASTM C 672) and freeze-thaw resistance test (KS F 2456) were conducted to evaluate the long-term durability. To evaluate the long-term performance, the NOx removal efficiency of TiO2 concrete owing to road surface deterioration during the environmental resistance test was evaluated using the NOx removal efficiency evaluation equipment based on the ISO 22197-1 standard. This evaluation was compared and analyzed using the dynamic pressure infiltration TiO2 fixation method. RESULTS : The long-term durability of the TiO2 coating fixation and dynamic pressure coating TiO2 fixation methods were evaluated using environmental resistance tests. During the surface peeling resistance test, the TiO2 material degraded and partially detached from the concrete. However, the NOx removal efficiency was ensured by the non-deteriorated and fixed TiO2 material. The long-term performance was confirmed through a freeze-thaw resistance test to evaluate the NOx removal efficiency after 300 cycles of surface deterioration. The results showed that when the TiO2 coating fixation and dynamic pressure infiltration TiO2 fixation methods were applied to vertical concrete structures, the durability of the structure was not compromised. In comparison to the dynamic pressure infiltration TiO2 fixation method, the NOx removal efficiency observed during the surface peeling resistance test was lower, while the freeze-thaw test exhibited notably higher removal efficiency. CONCLUSIONS : To solve the material peeling phenomenon caused by gravity, the long-term durability and performance were evaluated by applying the TiO2 coating fixation and dynamic pressurized coating TiO2 fixation methods to vertical concrete specimens. Long-term durability was confirmed through environmental resistance tests, and long-term utility was secured by measuring the NOx removal efficiency according to surface degradation. These findings show that implementing the TiO2 coating fixation method and dynamic pressure coating TiO2 fixation methods on-site effectively reduce NOx.