박층 아스팔트 포장공법 적용을 위해 10 ㎜ 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재 입도 기준을 제시하고자 하 였다. 골재 입도는 강성, 안정도, 내구성 등 물성뿐 아니라 피로, 마찰, 수분 저항성 등을 포함한 아스팔 트 혼합물의 거의 모든 특성에 영향을 미친다. 기존에 사용하는 밀입도 아스팔트 혼합물 골재 입도의 경 우 Fuller와 Thompson이 제안한 퓰러 모델(Fullerʼs Model)에 기반을 두고 있다. 본 연구에서 적용코자 하는 박층 밀입도 아스팔트 포장의 경우 포장두께가 얇아짐에 따라 균열에 취약해질 수 있으므로 아스팔 트 혼합물 품질에 각별한 주의가 필요하다. 국내 아스팔트 혼합물은 가열 아스팔트 혼합물 기준(SPS-KAI0002-F2349)을 적용하며 13 ㎜와 20 ㎜ 밀입도 아스팔트 혼합물에 대한 기준은 있으나 박층 포장용 10 ㎜ 밀입도 기준은 포함되어 있지 않다. 퓰 러 모델을 이용하여 10 ㎜ 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재 입도 산정시 최대밀도선과 근접한 입도곡선을 보였다. 최대밀도선과 근접한 밀입도 아스팔트 혼합물의 경우 골재 최대크기가 작고 좁은 구간에 분포되 어 연약한 혼합물이 되는 경향을 나타내었다. 본 연구에서는 골재 다짐시험을 통ㅎ나 골재 입형 및 입도 특성에 기반한 10 ㎜ 밀입도 아스팔트 혼합물 합성입도를 제시하였다. 제시입도와 최대밀도선 입도에 의 해 제작된 혼합물 비교결과 제시 입도로 제작한 혼합물이 최대밀도선 입도 혼합물 대비 간접인장강도는 약 11%, 터프니스는 약 15% 향상되어 혼합물 안정성 확보에도 효과적임을 확인할 수 있었다.

아스팔트 포장에서 소성변형은 교통하중에 의해 발생하는 가장 심각한 파손중의 하나이다. 현재 개발중인 한국형 포장 설계법은 역학적-경험적 설계법으로 다양한 포장 파손 예측모델을 필요로 한다. 이 연구는 포장설계시 아스팔트층에서 발생하는 소성 변형량을 예측할 수 있는 모델을 개발하여 포장의 공용성을 규명하고자 하였다. 본 논문은 아스팔트 혼합물의 소성변형에 영향을 미치는 인자를 규명하고, 소성변형 예측 모델을 개발하고자 한다. 이를 위하여 3단계 온도, 공극률을 조합한 19mm 밀입도 혼합물에 대하여 삼축압축 반복재하시험을 수행하였다. 그 결과 혼합물의 온도와 공극률이 소성변형 예측 모델 계수에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 이에 근거하여 19mm밀입도 아스팔트 혼합물에 대한 소성변형 예측식을 다중 회귀분석을 통하여 개발하였으며, 개발된 모델을 검증하였다.

활석은 T-O-T 구조의 함수 마그네슘 층상규산염 광물로서, 화학적 안정성과 흡착성 등의 특성을 가지고 있어 다양한 산업분야에서 첨가제, 코팅제 등으로 활용되어 왔다. 최근 나노 복합체의 안정성 향상을 위한 첨가제로서 활석 나노입자가 각광받고 있다. 본 연구에서는 고에너지 볼 밀을 이용하여 기계적인 방법으로 활석 나노입자를 형성하고, 분쇄시간에 따른 입자크기 및 결정도의 변화를 알아보고자 하였다. X-선 회절 분석 결과, 분쇄가 진행됨에 따라 활석의 피크 폭이 점진적으로 증가하여720분 분쇄 후, 활석은 비정질에 가까운 X-선 회절패턴을 보여준다. 레이저회절 입도 분석 결과, 약12 μm이었던 활석의 입도는 분쇄가 진행됨에 따라 약 0.45 μm까지 감소하였으나, 120분 이상 분쇄를진행하여도 뚜렷한 입도의 감소가 관찰되지 않았다. 반면, BET 비표면적은 분쇄 720분까지 꾸준히 증가하여, 분쇄에 따른 입도 또는 형태의 변화가 지속적으로 일어남을 지시한다. 주사전자현미경 및 투과전자현미경 관찰 결과, 720분 분쇄 후 약 100~300 nm 내외의 층상형 입자들이 마이크로 스케일의응집체로 존재함을 확인하였다. 이와 같은 결과는 분쇄시간이 증가함에 따라 활석의 입자크기 및 형태는 지속적으로 변화하지만, 나노입자의 특성상 재응집이 일어나 마이크로 크기의 응집체를 형성하고 있음을 지시한다. 또한 활석의 분쇄에서 판의 크기, 즉 a축, b축 방향의 길이는 감소 한계가 존재하며, 분쇄가 진행될수록 판의 두께, 즉 c축 방향의 길이 감소가 주된 분쇄 메커니즘으로 생각된다. 본연구의 결과는 나노 활석의 형성 메커니즘에 대한 이해를 고양할 수 있을 것으로 기대된다.