PURPOSES: The purpose of this study was to develop an urgent road-repair system and perform a field applicability test, as well as discover the optimum mix design for machine applications compared to the optimum mix design for lab applications. METHODS: According to reviews of the patent and developed equipment, self-propelled and mix-in-place equipment types are suitable for urgent pavement repair, e.g., potholes and cracks. The machine-application mix design was revised based on the optimum lab-test mix design, and the field application of a spray-injection system was performed on the job site. The mixture from the machine application and lab application was subjected to a wet-track abrasion test and a wheel-tracking test to calibrate the machine application. RESULTS and CONCLUSIONS : This study showed that the binder content could differ for the lab application and the machine application in the same setting. Based on the wet-track abrasion test result, the binder contents of the machine application exceeded the binder contents of the lab application by 1-1.5% on the same setting value. Moreover, the maximum dynamic stability value for the machine application showed 1% lower binder contents than the maximum lab-application value. Collectively, the results of the two different tests showed that the different sizes and operating methods of the machine and lab applications could affect the mix designs. Further studies will be performed to verify the bonding strength and monitor the field application.

PURPOSES :The purpose of this study was to determine the optimum mix design of the content of 100 % reclaimed asphalt pavement (RAP) for spray injection application with different binder types.METHODS:Literature review revealed that spray injection method is the one of the efficient and economical methods for repairing a small defective area on an asphalt pavement. The Rapid-Setting Polymer modified asphalt mixtures using two types of rapid setting polymers-asphalt emulsion and a quick setting polymer asphalt emulsion-were subjected to the following tests to determine optimum mix designs and for performance comparison: 1) Marshall stability test, 2) Retained stability test, 3) Wet track abrasion test, and 4) Dynamic stability test.RESULTS AND CONCLUSIONS :Type A, B, and C emulsions were tested with different mix designs using RAP aggregates, to compare the performances and determine the optimum mix design. Performance of mixtures with Type A emulsion exceeded that of mixtures with Type B and C emulsion in all aspects. In particular, Type A binder demonstrated the highest performance for WTAT at low temperature. It demonstrated the practicality of using Type A mixture during the cold season. Furthers studies are to be performed to verify the optimum mix design for machine application. Differences in optimum mix designs for machine application and lab application will be corrected through field tests.

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.

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.

대형 토목 구조물 중 하나에 속하는 공항 활주로의 경우 항공기의 반복적인 이착륙으로 인한 동적 하 중, 엔진의 열, 화학침식, 그리고 외부 기후요소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 포장 파손이 발생한다. 이는 항공기 안정뿐만 아니라 포장 자체의 수명에도 악영향을 미치기 때문에 신속한 보수가 이루어져야 한다. 활주로 특성상 항공기의 원활한 이착륙을 위해 새벽에만 유지보수가 가능하여 조속한 교통개방이 필요 하다. 이를 위해 보통 잔골재만을 사용한 에폭시 콘크리트를 사용하여 유지보수를 진행하여왔다. 그러나 기존 포장 면과의 이질거동으로 인해 재 파손이 심각하게 발생하며, 보수재료의 실제 수명이 2~3년에 불 과하여 공항 공사의 경우 연간 100억 원 이상의 유지보수 비용이 소모되고 있는 실정이다. 이에 따라 6시간 이내 교통개방이 가능하고 내구성이 향상된 유지보수용 콘크리트 포장 재료 및 공법의 개발이라는 목표를 설정하고 연구를 진행하였다. 유기-무기 하이브리드 결합재 개발 및 굵은 골재 사용 을 통해 보수 재료와 기존 포장 간의 이질거동을 최소화하여 수명을 증진시키고, 조속한 교통개방이 가능 한 공항포장 긴급 유지보수용 재료로 PMC(Polymer Modified Concrete)와 PC(Polymer Concrete)가 개 발되었다. PMC란 초속경 시멘트에 분말 폴리머를 첨가하여 짧은 시간에 높은 강도를 발현하고, 기존의 포장 층과 의 부착을 증대시킨 재료로, 그 전반적인 특성이 콘크리트와 유사하다. 반면 PC는아스팔트 바인더를 대 신해 폴리머를 사용한 재료로 PC1은 기존재료 외에 Crumb Rubber을 추가하여 발생하는 응력에 저항토 록 하고, PC2는 최적화 이론 및 Film thickness 이론 등을 적용하여 기존 골재 입도분포를 바꾸어 소요 폴리머 량을 적게 하여 온도에 의한 수축 및 팽창을 줄인 재료이다. 위 재료에 대해, 폴리머 콘크리트의 성능 목표를 만족시키는 기본 조성 비율을 찾기 위해서 골재 종류, 배합 비 및 폴리머 콘크리트를 구성하는 골재와 고분자 재료의 무게 비율에 따른 물성의 평가를 실시하여 이를 통해 최적 배합 비를 결정하였고, 압축강도, 휨 강도, 동결융해 저항성, 내화학성 및 건조수축 특성 에 대한 실험을 통해 내구성을 평가하였다.

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.

최근 노후 콘크리트포장은 보수비가 급증하고 있으며, 더불어 노후 콘크리트포장의 연장 역시 앞으로 빠른 속도로 증가할 것으로 보인다. 따라서 앞으로 급증할 노후 콘크리트 물량을 생각할 때 우리나라도 노후 콘크리트 포장의 근본적인 보수/보강대책 마련이 시급하다. 또한, 현재 콘크리트 도로포장의 파손에 대한 적절하고 시급한 보수 및 보강능력을 향상 시키고 교통 지연 및 시공비용을 최소화하기 위한 방법들 이 재료, 배합, 시공 등의 다각적인 측면에서 시도되고 있다. 이러한 보수방법들은 저 교통량 하에 최소한 의 작업시간으로 교통안전과 사고의 위험을 줄일 수 있는 경제적, 환경적 대안을 필요로 한다. 해마다 도 로연장의 증가로 유지보수단면이 증가하고, 특히 교통량의 증가에 따른 신설 도로 확장공사구간이 늘어나 고 있는 추세이다. 이와 같이 증가되는 공사구간에 의해 차량지체현상이 주기적으로 발생하며 사용자비용 또한 증가되고 있다. 이러한 사용자 비용을 감소시키기 위해서는 조기교통개방을 위한 체계적이고 안정적 인 보수공법이 적용되어야 한다.

공용 중인 포장파손의 진행은 도로포장 표면이 작은 조각으로 탈리되는 스폴링 파손으로 시작하여 반복적 인 교통하중 및 환경하중 하에서 점진적인 파손부 확대로 이어지며 파손부 보수는 일정크기 이상 또는 손상 율에 도달한 상태에서 보수하고 있다. 이로 인해 유지보수 물량의 증대, 교통차단 시간 증대 및 유지보수 비 용 증대로 이어지고 있음. 따라서 본 연구에서는 포장 파손 초기 형태인 스폴링 발생 지점에 대한 즉각적인 유지보수를 통해 파손부 확대에 따른 유지보수 비용을 절감하고자 한다. 현재의 기술은 초기 파손부에 대한 유지보수 시 투입장비 및 인력의 과다와 적은 물량으로 인해 경제성이 약화되어 이용자 안전에 큰 영향을 주 지 않는 범위 내에서는 경미한 파손부를 보수하지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 현재의 기술적 현실적 문제점을 극복하고자 투입장비 및 인력을 최소화할 수 있는 형태인 유지보수재를 개발함과 동시에 기 존 기술 대비 강도발현 시간을 절반으로 줄인 초기강도 발현 재료를 개발하고자 하였다. 즉, 공장에서 정량 생산되는 팩 형태의 유지보수재를 개발하고 이를 현장에서 개봉과 동시에 적용할 수 있는 긴급보수재를 개발 하였다. 기존 보수재방법은 소규모 소파보수임에도 불구하고 현장에서 모르타르나 콘크리트계 재료를 사용 하여 팻칭보수할 경우 저울, 혼합기, 발전기 등 많은 장비와 인원이 필요한 실정이나 본 개발 기술은 별도의 혼합장비를 사용하지 않고 현장에서 Pack을 흔들어 혼합하기 때문에 다른 부대장비가 필요하지 않고 1인으 로 혼합 타설이 가능한 시스템을 구축, 인력 및 장비 효율에서 월등한 특징을 지니고 있다.