PURPOSES : The adhesive bonding strength of the grid between asphalt pavements is critical in pavement performance. The study is to compare and evaluate the interlayered bonding strength of asphalt mixture specimens with fiber-glass grid (FG) reinforcement and different tack coating materials based on the test results of the shear bonding test. METHODS : Asphalt mixtures were molded with FG reinforcement using various tack coating materials namely RSC4 and D/B coat. The adhesive shear-bond strength was measured by inducing a monotonic shear loadnig rate of 5 mm/min at 20℃. RESULTS : As expected, the asphalt mixture with non-reinforced FG exhibited the highest adhesive shear-bond strength, followed by that of the FG with D/B coating. The ranking order of superiority is as follows: Control (RSC4) > D/B+FG > RSC4+FG. CONCLUSIONS : The results of this experimental study indicate that FG with RSC4 and D/B tack coats can be successfully used in asphalt concrete overlay construction with superior field performance. Based on the test results and literature review, the field bonding strength should exceed 300kPa in grid reinforced asphalt pavement.

PURPOSES : The purpose of this study is to verify the effects of fiber grid reinforcement on the thickness reduction of asphalt pavement. Test sections were constructed on the national highway to evaluate the structural capacity of asphalt pavement with the reinforced fiber grid and normal asphalt pavement. METHODS: Falling Weight Deflectometer (FWD) tests were performed to measure the structural capacity of test sections. The loads of the FWD test are 4.1 ton, 8.0 ton, 10.0 ton, and loaded twice, respectively. The test sections consist of a reference asphalt pavement section, an asphalt pavement section reduced with a 5-cm base layer thickness, and a fiber grid reinforced asphalt pavement section reduced with a 5-cm base layer thickness. In addition, strain data was collected using strain gauges installed in the test sections. RESULTS: The results of the FWD tests showed that the deflections of the pavement section reinforced with the fiber grid was reduced by about 14% compared with that of the reference asphalt pavement section. The strain at the bottom of the asphalt surface layer of the pavement section reduced to a 5-cm base thickness and reinforced with a fiber grid was similar to that at the bottom of the asphalt layer of the reference asphalt pavement. CONCLUSIONS : The results of the FWD and strain tests showed the possibility of the pavement thickness reduction by reinforcement with a fiber grid.

PURPOSES: The objective of this study is to verify the effect of fiber grid reinforcement on the long-term performance of asphalt pavement overlaid on old concrete pavement by performing field investigation, laboratory test, and finite element analysis. METHODS : The reflection cracking, roughness, and rutting of fiber grid reinforced overlay sections and ordinary overlay sections were compared. Cores were obtained from both the fiber grid reinforced and ordinary sections to measure bonding shear strength between the asphalt intermediate and asphalt overlay layers. Fracture energy, displacement after yield, shear stiffnesses of the cores were also obtained by analyzing the test results. Finite element analysis was performed using the test results to validate the effect of the fiber grid reinforcement on long-term performance of asphalt pavement overlaid on the old concrete pavement. The fatigue cracking and reflection-cracking were predicted for three cases: 1) fiber grid was not used; 2) glass fiber grid was used; 3) carbon fiber grid was used. RESULTS : The reflection-cracking ratio of fiber grid reinforced sections was much smaller than that of ordinary sections. The fiber grid reinforcement also showed reduction effect on rutting while that on roughness was not clear. The reflection-cracking was not affected by traffic volume but by slab deformation and joint movement caused by temperature variation. The bonding shear strength of the fiber grid reinforced sections was larger than that of the ordinary sections. The fracture energy, displacement after yield, and shear stiffnesses of the cores of the fiber grid reinforced sections were also larger than those of the ordinary sections. Finite element analysis results showed that fatigue cracking of glass or carbon fiber grid reinforced pavement was much smaller than that of ordinary pavement. Carbon fiber grid reinforcement showed larger effect in elongating the fatigue life of the ordinary overlay pavement compared to glass fiber grid reinforcement. The binder type of the overlay layer also affected the fatigue life. The fiber grid reinforcement resisted reflection-cracking and the carbon fiber grid showed the greater effect. CONCLUSIONS: The results of field investigation, laboratory test, and finite element analysis showed that the fiber grid reinforcement had a better effect on improving long-term performance of asphalt pavement overlaid on the old concrete pavement.

도로포장은 구조 및 재료 조건과 더불어 환경 및 교통하중 조건에 영향을 받아 러팅(Rutting), 피로균 열, 반사균열, 온도균열 등의 파손을 일으켜 설계수명에 도달하기 이전에 유지보수를 실시해야 하는 경우 가 자주 발생한다. 이러한 유지보수를 실시하는데 있어 기존의 파손된 도로 포장위에 아스팔트 덧씌우기 를 하는 방법이 있으며, 지난 2006년에는 탄소섬유와 유리섬유를 격자망으로 직조한 섬유보강재를 이용 한 아스팔트 덧씌우기 공법이 개발되어 2014년 기준 시공연장이 250km에 달한다. 최근 국･내외에서는 섬유보강재를 이용한 유지보수 방법의 효과를 확인하기 위한 연구가 활발히 진행되었다. 권세용 외(2005) 는 섬유보강 아스팔트 혼합물의 균열저항성 연구를 통해 덧씌우기 층의 층간 섬유 부착력은 아스팔트의 휨 강성 및 균열 저항성에 큰 영향을 끼친다는 연구결과를 보였다. 박상구 외(2010)는 이러한 섬유보강 아스팔트 포장의 부착 전단강도를 증가시키고 장기 공용성을 향상시키기 위해서는 시공시 표층 아스팔트 의 다짐 온도가 저하되지 않도록 노면절삭에서 표층 아스팔트 타설과 다짐까지의 작업을 연속적으로 수행 해야 한다는 연구결과를 보였다. 국내에서는 비교적 최근 섬유그리드 보강 아스팔트포장의 시공이 이루어졌기 때문에 초기의 거동 및 성능에 대한 검증은 이루어졌지만 일반 아스팔트포장의 거동 및 성능과의 장기적인 비교 분석이 아직까지 제대로 이루어지지 않은 실정이다. 본 연구의 목적은 장기공용성 조사를 위해 시공완료 후 5~8년이 경과된 구간의 아스팔트 덧씌우기 포장 의 거동과 공용성에 미치는 섬유그리드의 효과를 확인하는데 있다. 노후된 일반국도 아스팔트포장의 섬유그 리드 보강 아스팔트로 덧씌운 구간과 일반 아스팔트로 덧씌운 구간의 현황조사를 실시하였으며, 이들 구간 의 PMS자료와 노면촬영사진을 분석하여 파손현황을 비교하고, 현장에서 채취한 코어에 대해 실내실험을 실시하여 파괴에너지, 부착전단강도 등의 데이터를 획득하였다. 실험 분석 결과를 구조해석의 입력값으로 활용하여 섬유그리드 포장과 일반 아스팔트포장의 러팅, 피로균열 해석을 통해 거동을 비교하였다.

아스팔트 덧씌우기는 어느 정도 파손이 진행된 아스팔트 포장이나 시멘트 콘크리트 포장 위에 아스팔 트 혼합물을 포설하는 포장 보수 공법으로 지난 2006년에는 탄소섬유와 유리섬유를 느슨한 격자막 형태 로 직조한 토목섬유 보강재를 노면에 부착하여 아스팔트 포장체의 균열저항성을 증진시킬 수 있는 섬유그 리드 보강 덧씌우기 공법이 개발되어 현재까지 136km의 달하는 구간에 시공되었다. 그에 따라 최근 국내 에서는 섬유그리드 보강 덧씌우기 포장의 효과를 확인하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 김광우 외 (1999)는 아스팔트 콘크리트 덧씌우기에서 야기되는 반사균열에 대한 저항성 향상을 위한 연구를 통해 유 리섬유 그리드로 보강된 아스팔트 혼합물이 반사균열 저지에 효과적이라는 연구결과를 보였다. 도영수 외 (2005)도 아스팔트 덧씌우기 포장에 나타나는 반사균열 제어를 목적으로 시멘트 콘크리트 포장과 아스팔 트 덧씌우기 포장 경계면에 보강재의 부착 방법을 달리하여 실내실험을 진행하였으며, 불포화 폴리에스터 수지 부착이 가장 효과인 것을 확인했다. 또한 박상구 외(2010)는 이러한 섬유보강 아스팔트 포장 부착의 전단강도를 개선하여 섬유보강 아스팔트 포장의 성능을 극대화하기 위한 연구를 진행하여 현장에서 지켜 야 할 만한 규정을 제안하였다. 국내에서의 섬유그리드 보강 덧씌우기 포장공법은 비교적 최신의 기술이기 때문에 일반 아스팔트 덧씌 우기 포장공법과의 장기적인 공용성 비교가 제대로 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 섬 유그리드 보강 덧씌우기 포장 공법의 장기공용성 조사를 위해 재령 8년이 된 국내 고속도로 콘크리트 포 장의 PMS 데이터를 확보하여 추적조사와 구조해석을 실시하였다. 결과 분석을 통해 기존 콘크리트 포장을 섬유그리드로 보강하고 덧씌웠을 때가 그렇지 않은 경우보다 수명이 증진되는 것으로 나타났으며, 섬유그리드가 반사균열에 저항하는 것을 확인하였다.

최근 신설도로의 증가로 도로의 총 연장이 급증하여 현재 국내도로연장은 10567km에 이르며 아스팔트 포장의 비율은 87.3%로 콘크리트 포장에 비해 월등히 긴 연장을 보인다(국토교통부, 2015). 또한 공용년 수가 증가하고 교통 및 환경의 복합적인 요인들로 인해 도로포장의 파손이 광범위하게 발생되고 있는 실정 이다. 포장체의 구조, 포장을 구성하는 재료와 더불어 환경 및 교통하중에 영향을 받아 도로 포장에서는 러팅(rutting), 피로균열(fatigue cracking), 반사균열(reflection cracking), 온도균열(temperature cracking)등의 파손이 발생하여 설계수명에 도달하기 이전에 유지보수가 실시해야 한다(한국도로공사, 1999). 섬유그리드 보강 아스팔트 포장은 무근 콘크리트 포장에 Wire Mash를 설치하는 개념과 같이 아스 팔트 표층을 포설하기 전 표층과 중간층 사이에 섬유보강재를 설치하는 포장이다. 섬유그리드 보강 포장기 법은 하부에서 발생되는 균열에너지를 보강재가 분산시켜 균열 상승을 차단함으로서 반사균열을 지연시키 거나 정지시키고 표층에서 인장력에 의해 발생되는 골재의 횡 방향 이동에너지는 하부기층까지 확장하려 는 응력을 섬유보강재로 억제시킴으로서 소성변형을 저감할 수 있다. 본 연구에서는 섬유 그리드로 보강된 콘크리트 및 아스팔트포장 덧씌우기가 적용된 구간에서의 시공현황분석 및 유관조사를 실시하였다. 고속 도로의 경우 섬유그리드포장 덧씌우기와 일반아스팔트 포장 덧씌우기 시공구간의 PMS 데이터를 이용하여 노면결함 추적조사를 실시하였다. 일반 국도의 경우 섬유그리드 적용구간과 일반 아스팔트포장을 비교구 간으로 선정하여 PMS 데이터를 통한 노면 결함 추적조사를 실시하였으며, 각 구간에서의 코어링 실시 후 부착전단강도실험을 통해 기존에 시공되었던 일반 아스팔트포장과의 비교 ․ 분석을 실시하였다.

섬유보강 아스팔트 포장은 신설뿐만 아니라 유지보수를 위한 덧씌우기에도 적용 가능한 포장 유형이다. 섬유보강재를 아스팔트 층 사이에 설치하여 하부 층에 이미 발생된 균열을 정지시키거나 지연시키고 러팅을 저감할 수 있다. 본 연구에서는 섬유보강 아스팔트 포장과 일반 또는 개질 아스팔트 포장의 공용성을 비교하기 위하여 균열율, 러팅, 종단평탄성, 그리고 처짐을 조사하였다. 현장조건에 근거하여 11개 구간을 비교에 적합한 구간, 비교에 제약이 있는 구간, 그리고 비교가 곤란한 구간의 세 가지 그룹으로 나누어 조사하였으며 측정된 자료는 통계적으로 분석되었다. 섬유보강 아스팔트 포장은 일반 또는 개질 아스팔트 포장에 비해 러팅 저항성이 크고 종단평탄성이 증진되는 효과가 있었다. 하지만, 처짐은 유사했으며 조사된 구간의 공용기간이 짧아 균열에 대한 저항성은 비교할 수 없었다.

본 논문에서는 재활용 필름을 사용한 친환경 그리드형 보강재와 사전에 충진재의 혼입을 통해 분산성을 향상시킨 섬유를 도로 포장층에 복합적으로 적용한 공법의 현장 적용성을 분석하였다. 그리드형 보강재를 구성하고 있는 필름은 폐기된 PE수지를 재활용하여 친환경성을 강조하였고, 아스콘 혼입 섬유는 아스콘 충진재의 사전 혼입을 통한 섬유의 분산성을 확보한 것이다. 복합 섬유를 혼입한 교량 포장층을 시공함에 있어 발생할 수 있는 제반 상황을 사전에 인지할 수 있도록, Mock Up 포장층에 대한 기본적인 성능 분석을 실시하였다. 분석 결과, 친환경 그리드 보강재와 분산성 섬유를 함유한 포장층에서 강도 및 응력, 처짐 저항성에서 모두 기능성이 향상된 것을 확인할 수 있었다. 그러므로, 섬유 실제 현장 적용시 친환경성 재료 도입과 더불어 안전성 측면에도 효율적인 공법이라고 판단된다.