PURPOSES : A mechanistic-empirical (ME) predictive design logic that can compute the reflective cracking life of hot-mix asphalt (HMA) overlaid on top of a composite pavement is proposed herein. METHODS : The overlay thickness design and analysis logic of the HMA were formulated based on the ME concept of reflection crack propagation. Climate data, traffic load data, the pavement material properties, and the thickness of each layer of the pavement are the main inputs for the ME-Reflective Cracking Rate (RCR) prediction algorithm. An Microsoft Excel Virtual Basic for Application (VBA) program was created to aid designers in assessing the expected performance of an HMA overlay design. Calibration was done using data from the Long-Term Pavement Performance (LTPP) sections. Sensitivity analysis was conducted to compare the results yielded by the program and data from a report by the Texas Transportation Institute. RESULTS : The predictive model performance effectively generates the dynamic and relaxation modulus curves. The correlation value of the calibration factors, R2, is 0.79. The calibration factors used for the Asphalt Overlay Thickness Design (AOTD) program and the sensitivity analysis, i.e., k1, k2,, and k3,, are set to 5, 5, and 150, respectively. The sensitivity of the AOTD program affords reasonable results. Additionally, the program yields results similar to the trends presented in a report by the Federal Highway Administration. CONCLUSIONS : The proposed ME design logic is successfully translated into an Excel VBA program, AOTD, which can perform routine assessments of laboratory tests for HMA overlays. The program can effectively perform numerous iterations and computations to predict an HMA overlay. The predictive model can generate reasonable dynamic modulus and relaxation modulus curves for the characterization of HMA overlays. Under the same asphalt binder grade and HMA type, doubling the HMA overlay thickness yields three times the expected reflective cracking service life.

PURPOSES : In this study, the results of an intensive field survey of a composite pavement applied to an expressway in Korea are analyzed. The results are intended to be used as basic data for evaluating the composite pavement and for preparing quality control measures through a review and analysis of the change in the state of the tensile bonding strength of the composite pavement. METHODS : To evaluate, repeated field coring and indoor tensile bonding strength evaluations are conducted for five years, and the commonality evaluation of pavement using pavement condition investigation equipment is conducted annually. RESULTS : The results of this study show that the degree of reflective crack generation varies depending on the type of concrete pavement and type of asphalt mixture applied to the intermediate layer, and that the CRCP composite pavement exhibits better initial commonality than the JCP composite pavement. In addition, it is confirmed that the composite cross-section pavement section with MASTIC applied as an intermediate layer shows excellent adhesion performance between the lower concrete layers from the beginning of construction in all sections, as well as satisfied the quality control standards for good pavement and tensile adhesion even after approximately five years of public use. CONCLUSIONS : Based on a follow-up survey of the composite pavement testing sections, it is confirmed that the section constructed with the MASTIC intermediate layer and CRCP satisfies the quality control standards for good pavement conditions and tensile adhesion even after approximately five years of public use.

밭농업의 생력화를 위해 개발된 둥근두둑 복합작업기는 로터리를 기본으로 관행의 작업순서에 맞게 경운, 휴립, 피복 및 파종 작업기를 순차적으로 배치하여 통합시킨 형태로서 로터베이터의 특성에 영향을 받는다. 본 연구에서는 작업속도에 따른 작업품질을 평가하고 이에 따라 최적 작업능률 및 운용비용을 분석하였다. 복합기의 작업속도에 따른 작업품질을 평가할 때 공칭 작업속도 4km/h까지 토괴의 응집크기와 멀칭 및 파종구 상태가 적절하였다. 주행기어의 단수를 높여 작업속도를 증가시키면 작업시간 단축에 따른 고정비 및 변동비의 절감과 연료효율의 제고로 인한 연료비의 절감을 기대할 수 있다. 작업능률과 비용평가에 있어 공칭 작업속도 4km/h에서의 부담면적은 24.3ha/yr 이며, 단위면적(10a)당 총비용과 연료비는 각각 ￦60,352/10a 및 ￦5,712/10a으로 총비용에서 연료비가 차지하는 비율은 9.5%로 연료의 절감은 제한적이었다.

PURPOSES : This paper presents the experimental results of tests conducted on concrete produced with air-cooled (AS) and water-cooled (WS) ground blast-furnace slag exposed to multi-deterioration environments of carbonation and scaling. METHODS : Carbonated and uncarbonated concrete specimens were regularly monitored according to the ASTM C 672 standard to evaluate the durability of concrete exposed to both scaling and combined carbonation and scaling conditions. Additionally, mechanical properties, such as compressive strength, flexural strength, and surface electric resistivity, were analyzed. RESULTS : It was found that concrete specimens produced with AS and WS had a beneficial effect on the mechanical properties because of the latent hydraulic properties of the AS and WS mineral admixtures. Moreover, carbonated concrete showed good scaling resistance in comparison to uncarbonated concrete, particularly for concrete produced with AS and WS. CONCLUSIONS : The improved scaling resistance of carbonated concrete showed that AS is a suitable option for binders used in cement concrete pavements subjected to combined carbonation and scaling.

최근 밭농업의 기계화와 생력화에 대한 연구와 개발이 활성화되고 있다. 그러나 밭농업의 기계화율은 비교적 낮을 뿐 아니라, 농작업이 단계별로 기계화되고 있기 때문에 밭농업의 생력화에 기여하지 못하고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 밭농업을 생력화하기 위하여 구현한 일관작업 복합기의 포장능률 및 비용분석을 통하여 생력화율을 평가하는데 있다. 경운·정지, 두둑성형, 방제, 멀칭 및 파종·정식모듈을 포함하여 다섯 작업모듈을 일관화한 복합기의 이론작업시간은 0.56hr/10a으로 관행과 비교하여 67%의 생력화율을 보였다. 유효포장능률은 0.09ha/hr로서 관행에 비하여 2.95배 우수하였고 부담면적은 9.07ha로 평가되었다. 비용분석에서는 복합기의 초기구입비가 43% 절감되는 것으로 평가되었으며 시간당 비용과 단위면적당(10a) 비용은 관행에 비하여 각각 68% 및 58% 정도 절감되었다. 따라서 트랙터 복합작업기를 이용한 일관화된 밭작업은 관행에 비하여 생력화에 상당히 기여하는 것으로 평가된다.

PURPOSES: This study develops eco-friendly asphalt reinforcement materials applicable to bridge deck pavement. The main purpose is to ensure highly reliable quality applicable to structures and the possibility of practical application. The main target of the study is to develop materials that are environmentally friendly and capable of improving performanceMETHODS: The application of double-reinforcement fiber improves the performance of the road pavement. 1. We use recycled film for application of sheet-typed reinforcement. 2. We use preprocessing fibers to reinforce the properties of composite pavement materials.RESULTS : The developed products may produce materials that fit the purpose of achieving stability and environmental friendliness. Sheettyped reinforcements use more than 50% recycled resin. The most important type of damage to the asphalt layer is deflection (plastic deformation). These products have a very high deflection resistance of not less than 6,000 cycles/mm. In addition, all performance is excellent. Thus, it will be easier to access the field in the future.CONCLUSIONS: Fiber-reinforced asphalt pavement showed excellent performance. Sheet-typed reinforcements containing 50% recycling resin produced good performance in terms of functionality as well as environmental friendliness. Thus, enhancing the field applicability will enhance the usability of the reinforcements.

콘크리트 기층에 아스팔트 표층의 복합포장 구조에서 온도변화에 따른 반사균열의 거동은 반사균열 억제 및 제어에 중요한 정보로 작용한다. 반사균열의 주요 발생원인 중 포장의 온・습도 변화에 따른 하부 콘크리트의 수평 거동 및 컬링에 의한 줄눈/균열부 수직 거동은 포장의 특성(콘크리트 열팽창계수, 하부마찰계수, 포장두께 등)과 지역환경(대기의 온도, 상대습도, 태양 복사량 등)에 따라 다른 특성을 보인다. 본 연구에서는 롤러전압 콘크리트 기층에 배수성 아스팔트 표층의 복합포장 구조에서 현장의 온도변화에 따른 반사균열의 거동 특성을 분석하였다. 늦가을(11월 초)에 5cm 두께 배수성 아스팔트 덧씌우기 포장을 롤러전압 콘크리트 기층 상부에 시공하였다. 온도 조사는 표층 아스팔트 상/하부와 기층 콘크리트 상/하부, 대기온도를 계측하였다. 롤러전압 콘크리트 기층의 균열은 1년의 공용기간 동안 약 30m의 일정 간격으로 발생하였으며, 계측한 연속된 3개 균열의 움직임은 안정화되어 온도에 따라 유사한 거동을 보였다. 계측결과, 겨울철 온도에 따른 줄눈거동은 그림 1과 같다. 영하권의 겨울철 포장의 온도는 태양의 복사열과 기층하부의 지열로 인하여 대기온도보다 높았다. 표층 시공 후 큰 폭의 온도 저감이 발생한 이후 반사균열이 발생하였고 그림 2는 반사균열 발생 전・후의 1일 온도차에 따른 1일 균열 폭 변화량을 보인다. 추세곡선의 기울기는 온도변화에 따른 균열 거동에 저항하는 크기를 나타낸다. 두 곡선의 기울기 차인 0.008은 5cm 두께의 배수성 표층의 반사균열에 대한 저항 특성치임을 알 수 있다. 아스팔트 표층 반사균열 발생 전・후의 추세 곡선간 y축 절편의 차는 반사균열 발생에 따른 동일 온도변화에서 균열 거동량의 증가분을 나타낸다. 향후 배수성 표층 복합포장의 계절별 거동특성을 분석하여 복합포장 설계검토에 활용할 계획이다.

도로이용자는 안전하고, 평탄하고 쾌적한 고속도로를 요구하고 있다. 이에 도로관리자는 포장 유지보수 최소화로 막힘없는 고속도로를 구현하고, 고기능성 포장으로 도로이용자에게 쾌적한 주행성과 안정성을 제공하고자 한다. 따라서 도로이용자와 관리자 모두를 충족시키기 위하여 기존의 포장 형식 체계의 장점을 수용하고 단점을 극복할 수 있는 포장형식으로, 콘크리트 포장의 우수한 공용성과 아스팔트 포장의 주행쾌적성 및 기능성을 수용하여 고기능성 장수명 복합포장(Composite pavement) 시스템을 도입하였다. 복합포장은 고내구성 신설 콘크리트 강성기층 위에 고기능성 아스팔트 포장을 시공하여 내구성을 극대화하면서도 최고의 다기능성 포장 표면을 도로이용자에게 제공하는 포장형식이다. 반사균열의 억제가 가능한 연속철근 강성기층과 기층열화 방지와 경계면 부착성능 향상을 위한 불투수 중간층 설치하였다. 표층은 저소음 배수성 아스팔트 포장을 설치하여 우천시에도 미끄럼저항성을 확보할 수 있도록 하였으며, 타이어-노면 마찰 소음 감소로 도로이용자에서 쾌적한 주행성을 제공하였다. 고기능성 장수명 복합포장 구간의 기능성 평가는 복합포장 시공 후 약 1∼3개월 후인 2016년 12월에 1차 조사, 공용 약 6∼8개월인 2017년 5월에 2차 조사를 실시하였다. 시간경과에 따른 비교를 위하여 복합포장(Q-Pave)과 유사한 기간에 시공된 SMA와 종방향타이닝이 설치된 줄눈콘크리트포장(LT)도 함께 조사하였다. 미끄럼저항은 ASTM E 274 방법을 준용하였으며, 타이어-노면 마찰소음은 CPX방법(ISO 11819)을 준용하였다. 미끄럼저항 측정 결과, 그림 1에 나타낸 바와 같이, 아스팔트 포장에서 시공초기 아스팔트 유분으로 인한 초기 미끄럼 저항 값은 상대적으로 떨어지는데 비해 5개월 후의 미끄럼 저항은 평균 6.8이 회복함을 보이고 있다. 타이어-노면 마찰소음 조사결과를 그림2에 나타내었으며, 저소음・배수성(Q-Pave)을 표층으로 한 복합포장의 소음도가 가장 우수하였으며 5개월간 소음 변화량도 미미한 것으로 분석되었다.

고속도로 포장의 불량연장은 지속적으로 증가하고 있는 반면 예산한계, 성능 저하로 인하여 포장상태가 고객 기대수준에 미치지 못하고 있는 실정에 대한 대책의 일환으로 고속도로 유지보수에 적용하고 있는 다양한 종류의 포장공법과 재료에 대한 장기공용성 관측구간을 운용하고 있다. 국내 고속도로 장기공용성 관측구간은 포장층의 구성, 환경인자, 교통하중 등과의 상관관계를 고려하여 총 292개소를 선정하였으며 매년 기본조사(자동조사장비를 이용한 파손정량화 및 현장도보조사)와 정밀조사(구조적 상태조사, 소음 및 미끄럼저항성 조사, 코어채취를 통한 실내시험)등의 추적조사를 수행하고 있다. 본 연구에서는 주행쾌적성이 확보되고 구조적으로 오래가는 장수명 복합포장공법 도입을 위해 장기공용성 관측구간 중 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 하부포장형식에 따른 공용성 변화추이 분석을 통하여 기존 복합포장구간의 문제점 도출 및 장수명 복합포장공법의 타당성을 확인하고자 한다. 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 하부포장형식에 따른 공용성 변화추이 분석을 위하여 크게 CRCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간과 JCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간을 선정하여 하부포장형식 및 덧씌우기 재료에 따른 공용성 변화추이를 분석하였다. 분석 결과 그림 1 및 그림 2에서 보는 바와 같이 전체구간(AC구간 : SMA구간 + 개질 아스팔트 구간) 및 재료별 분류에서도 JCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간에 비해 CRCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 공용성이 우수한 것으로 분석되었다. 이는 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간에서 하부포장형식이 공용성에 크게 영향을 미치는 것으로 사료되며 CRCP위 아스팔트 포장으로 구성된 복합포장 형식의 구조적 타당성을 확인할 수 있었다. 그러나 현재 공용중인 CRCP 복합포장의 경우 CRCP구간의 유지보수 개념으로 시공되어 기존 하부포장과의 부착문제 및 반사균열에 의한 조기파손 등에 취약하며 장수명 복합포장과 단면 구성이 상이하기 때문에 현재 시험시공중인 구간의 장기공용성 관측구간으로의 편입 및 추적조사가 필요할 것으로 사료된다.

아스팔트 표층과 콘크리트 기층으로 구성된 복합포장은 강성기층의 높은 지지력과 아스팔트 표층의 소음저감, 평탄성, 미끄럼저항성 등을 확보할 수 있는 장점을 가진 포장이다. 롤러다짐콘크리트(RCC)는 빠른 시공속도와 경제성을 가져 복합포장의 기층으로 활용된다. 그러나 이러한 복합포장의 공용수명 및 성능은 포장 계면의 부착파괴로 인해 저하된다. 그러므로 아스팔트 표층과 콘크리트 기층사이의 적절한 부착은 복합포장의 단일거동(monolithic behavior)을 통한 포장성능 및 공용수명 확보를 위해 필수적이다. 복합포장에 적용되는 아스팔트와 택코트 재료는 역청혼합물을 포함하고 있는 재료로 시간-온도에 의존적인 점탄성 특성을 나타내며 콘크리트는 환경적 조건(온도 등)에 따라 컬링 및 수축·팽창 등이 발생하는 재료적 특성을 가진 재료이다. 복합포장의 역학적 거동은 이러한 각 재료 및 포장계면의 특성에 기반 한다. 그러므로 부착 성능을 평가함에 있어 국내의 계절별 기후에 따른 복합포장 내 온도특성을 반영하여 부착성능이 평가되어야 하며 겨울철 반복적 동결-융해가 발생하는 국내의 기후특성상 이를 고려한 부착내구성 평가 등이 수행되어야 한다. 그러나 국내의 경우 20 ℃의 표준온도만을 적용한 부착성능 평가를 통해 품질관리가 수행되고 있으며 이와 관련된 연구가 미흡한 실정이다. 또한, 복합포장의 경제적 강성기층으로 본 연구에 적용된 롤러다짐콘크리트(RCC)는 적은 단위수량 및 단위시멘트량을 사용하여 시멘트 페이트의 양이 일반콘크리트 포장에 비해 적으며 포설 후 롤러전압다짐이 적용되기 때문에 불규칙한 거친 표면을 형성한다. 그러므로 이러한 특성을 고려한 적정 택코트 재료 및 살포량 선정이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 롤러다짐콘크리트-기층 복합포장에 대한 부착특성을 분석하고자 하였다. RSC-4와 BD-Coat 두 종류의 택코트 재료가 실험되었으며 각 재료의 최적살포량을 선정하고자 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.1 ℓ/m2의 살포량이 적용되었다. 추가적으로 100 mm, 50 mm에 대한 core size effect가 고려되었다. 온도 조건에 따른 인장부착특성은 -15, 0, 20 40 ℃의 각 온도 조건에서 실험되었으며 반복적 동결-융해가 발생하는 국내의 기후 특성을 고려하고자 0, 50, 100 Cycle에 대한 부착내구성 실험이 수행되었다. 실험의 각 부착파괴단면은 이미지분석프로그램을 통해 검토 되었으며 검토 내용을 바탕으로 부착특성과 부착파괴단면과의 상관관계가 분석되었다.

PURPOSES: The main purpose of this study is to develop a high elastic modulus and low-shrinkage roller-compacted concrete base (RCCB) in order to prevent fatigue cracking and reflective cracking in the asphalt surface layer of composite pavement. Using a rigid base material with low shrinkage can be a solution to this problem. Moreover, a strong rigid base with high elastic modulus is able to shift the location of critical tensile strain from the bottom of the asphalt layer to the bottom of the rigid base layer, which can prevent fatigue cracking in the asphalt layer. METHODS: Sensitivity analysis of composite pavement via numerical methods is implemented to determine an appropriate range of elastic modulus of the rigid base that would eliminate fatigue cracking. Various asphalt thicknesses and elastic moduli of the rigid base are used in the analysis to study their respective influences on fatigue cracking. Low-shrinkage RCC mixture, as determined via laboratory testing with various amounts of a CSA expansion agent (0%, 7%, and 10%), is found to achieve an appropriate low-shrinkage level. Shrinkage of RCC is measured according to KS F 2424. RESULTS : This study shows that composite pavements comprising asphalt thicknesses of (h1) 2 in. with E2 > 19 GPa, 4 in. with E2 > 15 GPa, and 6 in. with E2 > 11 GPa are able to eliminate tensile strain in the asphalt layer, which is the cause of fatigue cracking in this layer. Shrinkage test results demonstrate that a 10% CSA RCC mixture can reduce shrinkage by 84% and 93% as compared to conventional RCC and PCC, respectively. CONCLUSIONS: According to the results of numerical analyses using various design inputs, composite pavements are shown to be able to eliminate fatigue cracking in composite pavement. Additionally, an RCC mixture with 10% CSA admixture is able to reduce or eliminate reflective cracking in asphalt surfaces as a result of the significant shrinkage reduction in the RCC base. Thus, this low-shrinkage base material can be used as an alternative solution to distresses in composite pavement.

PURPOSES : This study focuses on the evaluation of interface performance with varying surface texture and tack coat application in an asphalt overlay. METHODS : The evaluation is carried out in two phases: tracking test and interface bond strength test. Using an image processing tool, tracking test is conducted to evaluate the susceptibility of the tack coat material to produce excessive tracking during application. Using the pull-off test method, the bond strength test is performed to determine the ability of the interface layer to resist failure. RESULTS: Results show that the underseal application yields less tracking compared to other applications. However, the bond strength is barely within the minimum acceptable value. On the other hand, RSC-4 produces higher bond strength for all surface types, but the drying time is long, which produces excessive tracking. CONCLUSIONS: While underseal application may be suitable for a trackless condition, the bond strength is less appealing compared to the rest of the tack applications available. RSC-4 demonstrated a high and consistent bond strength performance, but more time is required for drying to avoid excessive tracking. Tack coat application and surface type combination produce varying results. Therefore, these should be considered when selecting suitable future tack coat application options.

PURPOSES: Analysis and design of asphalt concrete (AC) and continuously reinforced concrete (CRC) composite pavements. METHODS: In this study, the service life of the AC/CRC composite pavements was determined based on the probabilistic method in the mechanistic-empirical pavement design guide(MEPDG). Typical pavement design was provided with respect to heavy truck traffic volume of highways. RESULTS: The service life of the composite pavements based on IRI was shorter than that based on rutting at lower traffic volume, but this trend was switched at higher traffic volume. CONCLUSIONS : It is concluded that the main distress affecting the service life of the composite pavements was longitudinal roughness and rutting. Roughness became lower, but rut depth became greater as the stiffness of the CRC increased.

PURPOSES: This study is to investigate the mechanical performance of the fiber reinforced lean concrete with respect to different types of fibers. METHODS: Increased vehicle weight and other causes from the exposed conditions have accelerated the deteriorations of road pavement. A new multi-functional composite pavement system is being developed recently in order to extend service life and upgrade the pavement. A variety of tests were conducted before and after hardening of the concrete. RESULTS: From the test results, it was found that the use of different types of fibers did not affect the compressive strength development. This might be due to the inherent property of the lean concrete. When steel fibers were used relatively greater flexural strength and flexural fracture toughness were developed. Also addition of fly ash by replacing a part of Portland cement the fracture toughness was slightly increased. CONCLUSIONS: It has been known that the addition of fibers and use of mineral admixture can be positively considered in the development of multi-functional composite pavement system as its required mechanical performance is obtained.