교통량이 증가하고 교량과 같은 특수구조물에 아스팔트 포장이 시공되는 사례가 증가함에 따라 일반적으로 사용되는 아스팔트보다 높은 성능을 가진 아스팔트에 대한 수요가 증가하고 있다. 일반 아스팔트 혼합물은 내구연한이 지나면 재생첨가제 등을 사용하여 다 시 도로포장재료로서 재활용할 수 있는 방안이 마련되어 있으나, 개질 아스팔트가 사용된 폐아스팔트 혼합물은 매립재로 사용하는 것 이외에는 별다른 대안이 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 국토부 지침에 규정된 재활용 아스팔트 혼합물 배합설계법을 적용하여 개질 폐아스팔트 혼합물을 재활용할 수 있는지를 검토해보고자 하였다. 이를 위해 개질 아스팔트를 활용하여 혼합물을 제작하였으며, 현장에서 수거되는 폐아스팔트 혼합물의 노화상태를 모사하기 위해 AASHTO R 30을 참고하여 강제 노화를 실시하였다. 노화 및 추출 과정에서 아스팔트의 물성 변화를 확인하기 위해 절대점도, DSR, MSCR 시험을 실시하였다. 시험결과, 추출 후 바인더의 절대점도는 감소하였으나 G*(복합전단계수)와 δ(위상각)은 증가하는 경향을 보였다. 소성변형 저항성을 확인하기 위해 MSCR(다중 응력 크리프 및 회복) 시험을 실시한 결과,  이 2배 가까이 증가하여 소성변형 저항성이 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 추출시 사용 되는 용매가 개질첨가제를 추출하지 못하여 기인한 결과로 판단된다. 따라서 개질 폐아스팔트 혼합물을 재활용하기 위해서는 기존과 는 다른 별도의 배합설계법이 개발되어야 할 것으로 판단되었다.

PURPOSES : The aim of this study is to investigate the enhancement of performance and the mix design method for asphalt mixtures utilizing ferronickel slag, an industrial by-product METHODS : To enhance the performance of FNS asphalt, waste tire powder (CR) was incorporated, and the characteristics of FNS asphalt aggregate, along with the impact of CR, were evaluated through the mix design process. RESULTS : CR is found to be suitable with a size of 30 mesh, and the optimal usage amount is determined to be 1±0.1% of the mixture weight, considering dense grade asphalt mixture. Volumetric design considering the swelling characteristics of CR is necessary, and a mixing design with a consistent tendency can be achieved only when an appropriate VMA is secured. CONCLUSIONS : The mix design for FNS-R asphalt mixture requires an increase of approximately 1% in VMA compared to conventional dense-graded asphalt mixtures to accommodate the swelling of CR. Additionally, FNS-R asphalt exhibits improved resistance to rutting comparable to modified asphalt and meets quality standards, including stripping resistance.

PURPOSES : In many European countries, the fine-size exposed aggregate concrete pavement (EACP) technique has been adopted for a quiet pavement. However, different noise reduction levels were reported based on the mixture design and texture conditions. This study aims to suggest a quality control condition for achieving low-noise texture and a mixture design procedure for exposed aggregate concrete overlay (EACO), which will provide the optimum mixture of the surface texture that can reduce the tire-pavement noise. METHODS : The tire-pavement noise is highly influenced by the pavement surface texture. The surface texture of the EACP can be quantified by the mean texture depth (MTD) and the exposed aggregate number (EAN). The optimum condition for the low-noise texture of the EACP was investigated herein based on the analysis of the review of the texture conditions and noise measurement in many EACP sites. RESULTS : The MTD and EAN criteria can be derived according to the investigated relationship between noise and texture condition. The optimum mixture design to satisfy these criteria can be achieved by controlling the maximum size of the coarse aggregate and the S/a. CONCLUSIONS: This study aimed to suggest a quality control condition for achieving low-noise texture and an optimum mixture design for EACO. As a result, we found that the early traffic opening of EACO can be achieved by using high early-strength cement.

PURPOSES : In Korea, asphalt overlay has been used as a typical alternative rehabilitation method for deteriorated pavements. However, asphalt overlay has problems due to poor bonding of the asphalt overlay and the old concrete. Recently, concrete overlays, which have advantages such as long-term durability and high structural capacity to carry heavy traffic, have been considered for rehabilitation construction. However, concrete overlays have limitations such as difficulty in opening to traffic and pavement noise. Recently, an appropriate fine-size exposed aggregate concrete pavement technique was reported to solve these problems. Therefore, this study aims to suggest an optimum mixture design of fine-size exposed aggregate concrete overlay (EACO) that can ensure low noise and early strength. METHODS : The optimum mixture design of fine-size EACO is determined to ensure adequate structural performance for early traffic opening and good functional performances such as low noise. Therefore, the optimum mixture proportion is determined based on the optimum design of aggregate content to produce a low-noise pavement texture by controlling the exposed aggregate number (EAN) and mean texture depth (MTD). RESULTS : The water-cement ratio and unit cement ratio were used to determine the mixture designs to achieve workability and adequate strength for early traffic opening. The texture was determined by selecting the maximum size of coarse aggregate smaller than 10 mm with an S/a ratio of less than 30% for low noise. With these mixture proportions, the EAN and MTD were 50±5 / 25cm2 and 1.0±0.2 mm. Respectively, which meet the criteria for EACO. CONCLUSIONS: In this study, an optimum mixture design of EACO for early traffic opening and low noise is suggested by using earlyhigh strength cement, and the pavement texture is implemented considering EAN and MTD. In addition, a pavement surface texture criterion is suggested for the quality control of EACO.

PURPOSES: This paper presents a mix design method for using steel slag as an aggregate for asphalt mixtures. METHODS: Steel slag has a different density and absorption rate than natural aggregates. The asphalt content was calculated according to the steel slag characteristics, and the formula for aggregate-gradation correction was presented. RESULTS: The asphalt mix was designed using the proposed equations. Using the proposed mix design method, it was possible to design the asphalt mixture according to the target-usage amount of the recycled aggregate. CONCLUSIONS: The suggested method can be used for asphalt mix design using aggregates with different densities and absorption rates. It is expected to contribute to quality improvement by ensuring accurate calculation of mixing ratios for steel slag asphalt mixtures.

국내 법적 기준에 따라 2016년부터 거의 모든 도로 포장에 아스팔트 혼합물 물량의 40% 이상을 재활용 아스팔트 혼합물로 사용하게 되었다. 이에 따라 폐아스팔트 콘크리트를 이용한 재활용 아스팔트 혼합물의 품질확보가 중요한 이슈로 부각되고 있다. 아스팔트 콘크리트 포장은 아스팔트 플랜트에서 아스팔트 혼합물이 생산되어 현장에 시공된 후 공용 중에 환경하중, 교통하중 등에 의하여 물성이 변화되고, 누적된 피로에 의해 결국은 파손에 이르게 된다. 이에 따라 도로에서 발생된 폐아스팔트 콘크리트는 아스팔트 혼합물 생산시의 품질, 공용기간, 환경하중이나 교통하중 등에 따라 노화정도가 다르며 물성이 다양하다. 그러므로 폐아스팔트 콘크리트를 이용한 아스팔트 콘크리트 순환골재(이후 순환골재라고 함)의 품질은 폐아스팔트 콘크리트 발생 당시의 물성과 밀링 방법, 순환골재 생산과정에서의 파쇄 및 선별 방법 등에 따라 영향을 받아 변동된다. 따라서 재활용 아스팔트 포장의 조기 균열 등의 문제가 발생하지 않기 위해서는 배합설계시 순환골재의 물성에 따라 노화된 아스팔트를 회복시켜 줄 수 있는 재생 첨가제 등의 적합한 함량을 결정하고, 생산된 아스팔트 혼합물에 포함된 아스팔트의 점도 회복이 중요하다. 본 연구의 목적은 재활용 아스팔트 혼합물 배합설계시 아스팔트 점도를 회복시키기 위한 설계 방안을 제시하는 것이다. 국내 기준에서 재활용 아스팔트 혼합물에서 추출한 아스팔트의 점도는 5,000 Poise 이하이어야 한다. 이에 따라 국내에서는 혼합물 생산 및 운반의 단기노화 과정에서의 점도변화를 감안하여 대부분 설계점도를 2,000 Poise로 설정하고 배합설계를 수행한다. 그런데, 해외 연구 결과 재생 첨가제의 특성에 따라 단기노화 과정에서의 점도 변화율이 다른 것으로 나타났다. 이에 따라 본 연구에서는 혼합 전의 설계점도, RFTO 단기 노화 후의 점도, 제작된 아스팔트 혼합물에서 추출된 아스팔트 점도 등을 비교하여 적합한 배합설계 방안을 검토하였다

서울시 도로포장은 대부분 30년 이상 노후화된 포장으로서 이미 구조적 손상이 많이 진행된 상태이고, 기후변화로 인한 강수량 증가 등 환경적 요인으로 인해 포장 파손이 최근 급격히 증가하고 있다. 또한 설계당시의 포장 단면 두께가 현재의 교통량을 반영하지 않아 상당히 부족한 상태이다. 서울시의 버스교통량이 증가함에 따라 중차량에 의한 교통하중이 증가하고 기존 도로포장에 버스전용차로를 도입하여 중차량 교통하중이 집중되는 현상이 발생하고 있다. 이에 서울시는 도로파손을 해결하기 위해 아스팔트 도로포장의 두께와 다양한 아스팔트 혼합물을 적용하고 있다. 하지만 중차량 교통하중 집중현상, 교차로 및 버스정류장에서는 차량속도 감속으로 인해 소성변형이 발생하고 있다. 최근, 해외의 여러 기관에서는 소성변형 예측 모형 개발 또는 기존 모형을 개선하여 소성변형으로 인한 도로포장 파손을 예측하는 연구가 진행중이다. 이러한 모형들은 소성변형을 발생시키는 주요 원인을 고려하여 개발하였으며 이는 소성변형에 대한 도로포장의 수명 및 성능 변화를 예측하여 유지보수 공법과 적용 시기를 결정한다. 본 연구에서 개발한 소성변형 예측 모형은 하중재하 속도 및 횟수, 아스팔트 포장층 온도, 전단응력과 강도의 비율을 고려하여 개발하였다. 전단응력과 강도의 비율은 아스팔트 혼합물의 응집력과 마찰각의 영향을 받는 것으로 나타났으며 이를 고려하여 아스팔트 혼합물 물성을 활용한 다중 회귀분석을 적용하였다. 개발된 소성변형 예측 모형을 검증하기 위해 Westrack 자료를 활용하였으며 2.35%의 오차율을 보였고 LTPP 자료를 활용하였을 때는 1.19%의 오차를 보여 매우 높은 신뢰성을 보였다. 개발된 소성변형 예측 모형을 활용하여 아스팔트 혼합물 배합설계와 지불계수에 적용하였다. 배합설계의 경우, 교통량 및 차량속도와 같은 인자를 고려하여 최적의 아스팔트 바인더 함량을 결정할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 소성변형 예측 모형을 적용하여 설계 공용수명 대비 공용수명의 비율을 적용하여 아스팔트 혼합물의 지불계수를 결정할 수 있다

지난 수십 년간 공공시설 및 사유지 적용을 위한 롤러전압콘크리트포장의 사용실적은 꾸준히 증가 하고 있는 추세이다. 롤러전압콘크리트포장은 아스팔트포장의 시공특성과 전통적 콘크리트포장의 재 료적 특성을 동시에 나타낸다. 또한 작업성(workability)과 다짐성(compactibility)은 롤러전압콘크 리트포장의 우수한 배합설계를 결정하기 위한 주요요소로써, 강도가 충분히 확보된 콘크리트라 할지 라도 적정 반죽질기 또는 작업성이 확보되지 않으면 시공이 용이하지 않을 수 있다. 일반적으로 포장 적용을 위한 롤러전압콘크리트의 배합설계 시 흙다짐 방법 및 반죽질기 방법을 사 용하고 있으나, 흙다짐 방법의 경우 작업성을 고려하지 못하며 반죽질기 방법은 작업성만을 고려하고 있다. 이에 본 연구에서는 포장 적용을 위한 롤러전압콘크리트에 대하여 실내실험 변수와 현장 공용성을 모두 만족시키는 배합설계방법의 개선방안을 제안하였다. 이를 위하여 실내실험 변수를 현장 공용성 으로 연계하여 적정 공용성을 확보할 수 있는 최적 롤러전압콘크리트 배합을 도출하였으며, 롤러전압 콘크리트의 주요 물성인 반죽질기, 강도 및 내구성과 배합비 간의 상관관계를 규명하기 위하여 다양 한 실내실험을 진행하였다. 또한 실제 현장 조건에서 이와 같은 물성들을 연계시키기 위하여 속초인 근 고속도로 부체도로에 총 5개 구간의 롤러전압콘크리트포장을 시공하여 품질관리 변수인 반죽질기 에 근거하는 하중지지력과 표면 물성에 대하여 조사하였다. 이와 같은 물성들의 새로운 이해는 포장 적용을 위한 롤러전압콘크리트의 배합설계절차 개선으로 이어진다.

1. 서론 최근 상온재활용 포장공법과 관련한 연구들이 국내외적으로 활발히 진행되고 있다. 그러나 배합설계 기준의 경우 각국마다 서로 다른 기준들을 제시하고 있으며, 또한 재활용 아스팔트골재의 치환율에 따른 범용적인 기준제시가 되고 있지 않다. 따라서 기존 배합설계 기준들에 대한 분석이 필요하며, 국내 요구 조건에 따른 기준제시도 필요한 현실이다. 2. 양생방법 및 양생기간 정립 본 연구에서는 기존 연구에서 제시된 배합설계 시 양생방법의 현장상황을 고려한 적용성을 고려하기 위해 아스팔트포장 내 함수비에 따른 변화를 고찰하고, 양생기간 결정을 위한 증발산 시험을 실시하였다. 또한 2일, 3일, 5일, 7일 마샬안정도(60℃ 수침)실험, 밀도 및 공극률 실험을 실시하여 양생기간별 영향 을 분석하였다. 3. 기층 상온 재활용 아스팔트 혼합물 배합설계 품질기준 검증 배합설계 특성치를 결정하기 위해 국내 가열재활용아스팔트 혼합물 지침 및 해외 상온재활용 아스팔트 포장의 문헌조사를 통하여 마샬안정도, 흐름값, 밀도, 공극률 및 ITS의 특성치 기준값 활용성을 검토하였다. 또한 기존채움재와 무기질 채움재의 고성능 기층 성능구현을 위한 역할특성을 분석하였다. 4. 결론 1. 고성능 기층 무시멘트 상온 재활용 기층포장 배합설계방법론을 정립하였고, 이를 통한 80% 치환율의 경우 배합설계 일례 결과, 개질 유화 아스팔트함량을 밀도 및 공극률을 고려하여 3% 최적 개질유화 아 스팔트 양을 결정하였다. 2. 본 연구진의 기존 제안한 40℃ 1일 양생이 꼭 필요함을 재확인하였고, 현장포설환경등과 밀도 및 공극 율을 감안하여 양생기간을 수정제안하였다. 3. 배합설계 시 재활용아스팔트골재의 입도 한계성을 확인하였으며, 신골재의 단입도 사용이 필요하며, 고성능기층을 위해 채움재 특성에 따른 증발효과와 강도증진 효과가 필요함을 알 수 있었다. 4. 본 연구결과와 기존 지침 및 문헌조사한 특성치의 기준값 선정가능성에 대한 실험을 진행하여 특성치 를 정립하였다.

고속도로의 품질 보증을 위해 사용되는 시방서에는 크게 두 가지 종류 1) 방법론적 시방서와 2) 공용성 시방서가 있다. 방법론적 시방서는 목표 공용성 달성을 위해 필요한 방법의 기준과 기준의 목표치를 설정 하여 합격/불합격을 결정하는 반면, 공용성 시방서는 어떤 방법을 이용하든 최종 결과물의 품질을 평가하 여 Incentive/Dis-Incentive를 결정하는 방법이다. 방법론적 시방서는 경제적으로 방법의 기준을 맞추기 위해 노력하지만, 공용성 시방서는 시공업체들의 자체 연구를 통한 품질 향상을 기대할 수 있다. 미국의 경우 공용성 시방서는 2012년 오바마 대통령이 최종 사인한 법안인 MAP-21 (Moving Ahead for Progress in the 21st Century Act)에 의해 법적 근거를 마련하였고, 미국 몇몇 주들(뉴저지, 캘리포니 아, 텍사스, 루이지에나 등)에서 이미 사용하고 있다. 공용성 시방서를 실질적으로 고속도로 현장에 적용하기 위해 요구되어지는 것은 누가나 쉽고 빠르게 공용성 평가할 수 있는 툴을 만드는 것이다. 간단한 시험을 통해 재료의 기본 물성치를 측정하고, 측정된 값을 역학적 재료 모델과 구조해석 프로그램의 입력 값으로 사용하여 공용성을 평가함으로써 어떻게 재료 를 개발해야 하는지와 품질 관리를 할수 있을 것인가에 대한 가이드라인도 할 수 있다. 본 연구에서는 아 스팔트 재료의 피로균열과 소성변형의 공용성을 평가하기 위해 NCHRP 9-19와 9-29을 통해 개발된 간 단한 시험 장비인 Asphalt Mixture Performance Tester (AMPT)와 FHWA Hot Mix Asphalt Performance-Related Specification Based on Viscoelastoplastic Continuum Damage Models를 통 해 개발된 모델들과 3D FEM 구조해석 프로그램을 이용하였다. 개발된 모델과 구조해석 프로그램은 미 국, 캐나다, 브라질, 중국, 한국 등의 시험도로를 통해 검증되었다. 공용성 시방서를 현장에 적용하기 위하여 아스팔트 혼합물의 주요 부피 특성들 (Design VMA, Design Air Void, Density)과 공용성과의 관계를 배합 설계 단계에서 파악하였다. 이 관계를 파악하는 것을 공용 성에 근거한 배합 설계라고 하며, 현장에서 역학적 시험 없이 기존의 품질 보증 시방서에서 수행하던 부 피 특성을 측정하는 것으로 공용성을 예측할 수 있다. 골재의 입도가 공용성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 Bailey Method를 사용하였다. Bailey Method는 골재의 Packing Principle을 이용하여 골재 입 도에 따른 VMA를 예측함으로써 배합설계의 시행착오를 줄일 수 있다. 12.5mm Superpave 고온 아스팔트 혼합물의 공용성에 근거한 배합 설계 결과, 아스팔트 혼합물의 골재 입도를 간접적으로 표현하는 Design VMA가 부피 특성들 (Volumetrics) 중 피로균열과 소성변형 공용성에 미치는 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. Design VMA가 1% 증가할 때, 피로 균열이 73% 감소하고 소성변 형이 32% 증가하였다. 반면, Design Air Void가 1% 증가할 때, 피로균열이 40% 증가하고 소성변형이 22% 감소하였다. 마지막으로 In-Place Air Void (다짐도)가 1% 증가할 때 피로균열이 19% 증가하고 소성변형 또한 10% 증가 하였다. 공용성에 근거한 배합 설계는 Pay Factor와 Incentive/Dis-Incentive 산출에 사용 될 수 있으며 현장에서 아스팔트 혼합물의 부피 특성들을 어떻게 조정해야 하는 가이드라인을 제시 할 수 있다. 마지막으로 공용성에 근거한 배합 설계를 두 개의 아스팔트 층에 적용하여 피로균열과 소성변형의 공 용성이 최적화 될 수 있는 각층의 배합 설계 기준들을 제시하였다. 본 연구에서 소개된 공용성에 근거한 배 합설계 방법은 아스팔트 혼합물의 부피 특성을 공용성에 근거하여 어떻게 조정해야 하는지를 다양한 아스팔 트 포장의 구조에 맞게 제시한다. 추후 아스팔트 덧씌우기 (혹은 복합 포장) 공법과 포장의 두께를 산정할 때 근거자료로 활용할 수 있다.

2014년 온실가스 배출 최소화를 위한 포장도로 연구 중 친환경 저비용 에코아스팔트 도로포장 기술 개 발에서 저비용 상온 재활용 포장 공법 개발에 대해서 연구를 하고 있으며, 기존의 상온 재활용 포장의 배 합설계인자 영향분석을 바탕으로 본 연구에서는 기층 배합설계 검증 및 예비 시험포장에 대한 문제점과 해결방안에 대해 제시하였다. 본 연구진의 선행연구를 바탕으로 본 연구에서는 배합설계의 목적을 도로포장통합지침의 중교통량 품 질기준을 만족하기 위해 국내외 배합설계법의 자료 분석하여 배합설계법을 결정하였다. 배합설계법 선정 을 위해 입도기준을 기층의 역할목적을 감안하여 본 연구진의 선행연구에 제시된 기층의 입도상하한선 및 연구결과를 적용하였다. 결정된 배합설계 절차를 이용하여 저교통량과 중교통량 기층의 배합설계를 실시 하여, 실험실에서 결정된 입도설계를 바탕으로 혼합물 제작 후 마샬다짐기를 이용한 공시체를 만들어 실 내시험을 진행하였다. 실험 결과 공극율과 마샬안정도를 이용한 수침안정도 등이 기준에 부합하는 것을 확인하였으며, 예비 시험포장을 위한 배합설계를 진행 후 플랜트에서 생산된 시험포장 혼합물을 이용, 실 내시험을 통하여 배합설계를 검증하였다. 생산 플랜트 내 일부구간에서 예비시험포장을 진행하였다. 배합설계 검증 결과로 생산된 혼합물의 입 도분포가 상한선을 초과하였다. 예비 시험포장을 진행할시 혼합물 생산이 소규모로 이루어지다보니 보통 1배치 생산당 2~3분이 소요하지만, 예비 시험포장 당일 1배치당 45분의 생산시간을 소요하여 혼합물의 경화가 발생하였으며, 포설당시에는 생산된 혼합물의 기층 색깔 및 포설과정은 좋았으나 양생과정에서 에 코 채움재의 경화특성에 의한 조기경화가 발생하였다. 또한 생산 과정의 개질재 투입시 고형분의 분리가 발생하여 고형분이 침전이 되어 있었고, 개질 유화특성에 따른 혼합과정에 대한 개선이 필요함을 알 수 있었다. 인장강도비 개선을 위한 소석회의 경우 혼합과정과 다짐방법의 미비로 인한 포장표면으로 포장체 수분과 분리되어 블리딩 현상처럼 올라오는 등의 현상이 발생하였다. 본 연구진의 선행 연구 중 배합설계인자의 영향을 바탕으로 중교통량 대비 최적 배합설계를 제안하였 고, 최적입도설정 및 배합설계 결과로 석회석분 채움재에 비해 에코 채움재가 약 4%이상 공극율이 작아 지는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 예비 시험포장을 실시한 결과 플랜트 생산체계의 개 선안을 제안하였다. 개선된 CCPR(Cold Central Plant Recycled) 시스템 하에서 생산된 혼합물의 실내시 험을 통한 결과와 추후 본 시험포장을 통한 현장 적용성을 검증할 것이다.

As energy consumption of building and the reduction of carbon dioxide emissions have been emphasized, phase change materials(PCM) have been introduced as building materials due to its high heat storage performance. Using shape-stabilizing technique, octadecane/xGnP shape-stabilized PCM(SSPCM) can prevent leakage and improve heat storage performance. The objectives of this study are to propose mix design method of concrete mixed with SSPCM and to evaluate mechanical behaviors of the concrete mixed with SSPCM manufactured according to the proposed mix design. Based on the previously reported material test result, the existing mix design of plain concrete(Concrete standard specification, 2009) is modified to consider reduction of strength in concrete due to the addition of SSPCM. To verify the proposed mix design, specimens are fabricated according to the proposed mix design and axial strength tests and three-point loading tests are performed. Test results show that compressive strengths of the tested specimens reach the designed strength even when two different mix ratios of SSPCM are used. From three-point loading tests, flexural stresses decrease as mix ratio of SSPCM increases.