In South Korea, the level of Highway Pavement Management System (HPMS) was developed since early 2000. During this time numbers of professional pavement condition monitoring equipment were developed and applied in the actual field. One of the remarkable results is 3D Pavement condition Monitoring profiler vehicle (3DPM) designed and developed in Korea Expressway Corporation Research Division (KECRD). Thanks to this equipment, The surface condition of current pavement can successfully be monitored and proper following management strategy cab be established. However, the inner condition of pavement layer cannot be monitored dur to limitation of 3DPM equipment. In this paper, Bending Beam Rheometer (BBR) mixture creep test was performed to verify the effectiveness of current 3DPM equipment. It was found that the current 3DPM equipment has reasonable feasibility on surveying pavement condition.

Evaluation of low temperature performance of asphalt mixture is significant not only for mitigating transverse thermal cracking but also for preventing potential traffic accidents. In addition, the engineers in pavement agency need to inform the proper pavement section where urgent management is needed. Since early 2000, Korea Expressway Corporation Research Division (KECRD) developed an 3D Pavement condition Monitoring profiler vehicle (3DPM) to survey expressway pavement surface condition precisely. The management of whole expressway network became more precise, effective and efficient than before due to application of 3DPM and HPMS. One thing recommended is: performing extensive mechanical test and corresponding data analysis work procedure to further strengthen the feasibility of current 3DPM approach and HPMS. In this paper two activities were considered: first, the pavement section where the urgent care is recommended is selected by means of 3DPM approach. Then asphalt mixture cores were acquired on that specified section then low temperature fracture test: Semi Circular Bending (SCB) test, was performed. The mechanical parameters, energy release rate and fracture toughness were computed then compared. It is concluded that the current 3DPM approach in KEC can successfully evaluate and analyze selected pavement condition. However, more extensive experimental works are needed to further strengthen the current pavement analyzing approaches.

최근 국내 겨울철 블랙아이스(Black Ice)로 인해 발생하는 교통사고가 증가하는 추세이며, 한국 도로교통공단 조사 결 과 2016～2020년 겨울철까지 블랙아이스로 인한 사고는 총 4,868건이며, 사상자는 8,938명인 것으로 조사 되었다. 도로상 태에 따라 건조대비 동결상태에서 교통사고 발생시 치사율이 43%로 높게 나타났다. 이러한 사고는 기온이 떨어지는 12 월부터 급증하여, 최저기온이 가장낮은 1월까지 증가한다. 블랙아이스는 도로에 쌓인 눈이 융해(해설)과 동시에 도로 위 각종 이물질과 결합 후 재동결하여 흑색 동결막을 형성하는 것을 말한다. 그 특성상 운전자가 차량내부에서 도로의 상태 를 쉽게 파악할 수 없으며 대부분의 운전자가 차량이 미끄러지기 시작함과 동시에 인지하여 사고가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 기존 포장체의 미끄럼 저항도를 상태별로 비교 분석하였다. 포장체의 미끄럼 저항성 정도를 파악하기 위 해 영국식 미끄럼저항 시험기 (British Pendulum Tester ; BPT)를 사용하였으며, 포장체의 종류로는 일반적인 밀입도 아스팔트 포장, 배수성 아스팔트 포장, 그루빙(포장 표면에 일정한 규격의 홈을 형성)을 적용한 콘크리트 포장, 그루빙이 없는 콘크리트 포장을 적용하였다. 미끄럼저항 실험은 관련 KS규격 및 ASTM규격에 준하여 실시하되 블랙아이스를 모 사하기위하여 표면온도 영하 2～3℃ 샘플에 강우를 모사한 물을 분사하며 영하 9℃로 10분 동결 후 2mm강수량을 모사 한 수분을 재 분사한 후 시험을 실시하였다.

PURPOSES : The evaluation of the low-temperature performance of an asphalt mixture is crucial for mitigating transverse thermal cracking and preventing traffic accidents on expressways. Engineers in pavement agencies must identify and verify the pavement sections that require urgent management. In early 2000, the research division of the Korea Expressway Corporation developed a three-dimensional (3D) pavement condition monitoring profiler vehicle (3DPM) and an advanced infographic (AIG) highway pavement management system computer program. Owing to these efforts, the management of the entire expressway network has become more precise, effective, and efficient. However, current 3DPM and AIG technologies focus only on the pavement surface and not on the entire pavement layer. Over the years, along with monitoring, further strengthening and verification of the feasibility of current 3DPM and AIG technologies by performing extensive mechanical tests and data analyses have been recommended. METHODS : First, the pavement section that required urgent care was selected using the 3DPM and AIG approaches. Second, asphalt mixture cores were acquired from the specified section, and a low-temperature fracture test, semi- circular bending (SCB) test, was performed. The mechanical parameters, energy-release rate, and fracture toughness were computed and compared. RESULTS : As expected, the asphalt mixture cores acquired from the specified pavement section ( poor condition – bad section) exhibited negative fracture performances compared to the control section (good section). CONCLUSIONS : The current 3DPM and AIG approaches in KEC can successfully evaluate and analyze selected pavement conditions. However, more extensive experimental studies and mathematical analyses are required to further strengthen and upgrade current pavement analysis approaches.

PURPOSES : The purpose of this study is to measure and analyze the fugitive dust generated by each process through field tests to develop a technology to reduce fugitive dust generated during excavation-restoration work on road pavements. METHODS : The testbed was constructed based on a typical excavation-restoration construction section and comprised five sections for reproducibility and repeated measurements. The excavation-restoration work was divided into pavement cutting, pavement crushing, pavement removal, excavation, and restoration processes and fugitive dust generated by each process was measured. Fugitive dust (TSP, PM10, PM2.5, and PM1) was measured using a GRIMM particle spectrometer, which applies the principle of a light scattering spectrometer and can be measured in real-time. RESULTS : Analyses of the average mass concentration of PM10 generated by the excavation-restoration process are as follows: 1286.3 μg/m³ from pavement cutting, 246.8 μg/m³ from pavement crushing, 697.0 μg/m³ from pavement removal, 747.9 μg/m³ from excavation process, and 350.6 μg/m³ from the restoration process. In addition, the average particle size distribution of the excavationrestoration construction was in the order of PM10~PM2.5 (67 %), PM1 or less (24 %), and PM2.5~PM1 (9 %). The pavement cutting process is characterized by the emission of high concentrations of fugitive dust over a short time, compared to other processes. The pavement crushing process has the characteristic of steadily generating fugitive dust for a long period, although the emission concentration is small. CONCLUSIONS : In this study, it was found that the concentration and characteristics of fugitive dust generated during road pavement excavation-restoration works vary by process and the reduction technology for each process should be developed accordingly.

매립회는 석탄을 이용한 화력발전의 부산물로 플라이애시와 바텀애시 등이 회처리장에 별도의 구분 없이 매립되어 공학적 성질이 일정치 않은 재료를 말한다. 이러한 매립회는 한정된 회처리장의 규모와 매립량의 한계에 의해 대량으로 활용될 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 경량기포공법을 이용한 되메움재에 매립회의 적용 가능성에 대해 조사하고자 하였다. 매립회의 모래 대체 비율과 시멘트 함량 및 기포제 함량에 차이를 두어 배합된 공시체를 사용하여 역학적 성능 평가를 위해 유동성 시험, 관입 저항시험, 일축압축강도 시험, 동결융해 저항성 시험을 실시하였고, 기능적 성능 평가를 위해 열전도율 측정 시험을 실시하였다. 이러한 실내 시험 결과를 토대로 구간의 현장시험시공을 실시하여 소형충격재하시험 및 재굴착 시험을 실시하여 매립회를 이용한 되메움재의 현장 적용 가능성을 평가하였다. 유동성 시험, 관입 저항시험, 일축압축강도 시험을 통해 적절한 배합설계를 결정할 수 있었고, 이에 따라 동결융해 저항성 및 열전도율 측정 시험을 통해 재료의 역학적, 기능정 성능을 평가할 수 있었다. 매립회의 비율이 높을수록 동결융해에 대한 저항성이 큰 것으로 확인되었고, 열전도율에 가능 큰 영향을 미치는 요인이 기포제 함량인 것을 확인할 수 있었다. 또, 현장시험시공을 통해 본 재료가 되메움재로서 적절한 탄성계수를 나타내는 것으로 보였고, 굴삭기는 물론 인력으로도 충분히 재굴착이 가능한 것으로 확인되었다.

본 연구는 도로함몰과 관련된 연구 중 위험도 등급에 따른 소성변형 특성을 파악하기 위해 수행되었다. 도로함몰 위험도 등급 A, B에 해당하는 지표면으로부터 60cm, 90cm 하부에 모의 동공(얼음)을 설치하였으며, 동공의 크기는 그림 1과 같이 너비와 높이는 50cm, 길이는 100cm, 200cm로 각각 설계하였다. 또한, 배수층을 20cm 설치하여 배수가 가능하도록 설계하였다. 포장가속시험은 4ton의 축하중으로 10km/h의 속도로 운영하였으며, 1,000회, 2,000회, 6,000회, 10,000회 운행 시 마다 소성변형량 변화를 측정하였다. 그 결과 동공의 크기보다는 동공의 깊이가 소성변형에 영향을 크게 미치는 것으로 파악되었다. 그림 1의 1,3번 동공은 폭과 높이는 유사하지만 길이가 각각 1m, 2m로 위험도 등급에서 B, A이다. 하지만, 소성변형량을 비교했을 때 각 횟수마다 비슷한 경향을 보이며 증가하는 추세를 볼 수 있었다. 또한, 2번 동공의 경우 포장층에 가깝게 동공이 형성되어 1,3번 동공과 달리 소성변형량 증가 추세가 다른 동공들에 비해 월등히 빨랐으며, 6,000회 이상 포장가속시험을 수행하기 어려울 정도로 소성변형이 심하게 나타났다. 포장가속시험 수행 결과 동공 생성 초기에 소성변형량 변화폭이 가장 크며, 동공 길이보다는 심도에 포장층이 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the effect of size and depth of cavities on the pavement failure using the full-scale accelerated pavement testing. METHODS: A full-scale testbed was constructed by installing the artificial cavities at a depth of 0.3 m and 0.7 m from the pavement surface for accelerated pavement testing. The cavities were made of ice with a dimension of 0.5 m*0.5 m*0.3 m, and the thickness of asphalt and base layer were 0.2 m and 0.3 m, respectively. The ground penetrating radar and endoscope testing were conducted to determine the shape and location of cavities. The falling weight deflectometer testing was also performed on the cavity and intact sections to estimate the difference of structural capacity between the two sections. A wheel loading of 80 kN was applied on the pavement section with a speed of 10 km/h in accelerated pavement testing. The permanent deformation was measured periodically at a given number of repetitions. The correlation between the depth and size of cavities and pavement failure was investigated using the accelerated pavement testing results. RESULTS : It is found from FWD testing that the center deflection of cavity section is 10% greater than that of the intact section, indicating the 25% reduction of modulus in subbase layer due to the occurrence of the cavity. The measured permanent deformation of the intact section is approximately 10 mm at 90,000 load repetitions. However, for a cavity section of 0.7 m depth, a permanent deformation of 30 mm was measured at 90,000 load repetitions, which is three times greater than that of the intact section. At cavity section of 0.3 m, the permanent deformation reached up to approximately 90 mm and an elliptical hole occurred at pavement surface after testing. CONCLUSIONS : This study is aimed at determining the pavement failure mechanism due to the occurrence of cavities under the pavement using accelerated pavement testing. In the future, the accelerated pavement testing will be conducted at a pavement section with different depths and sizes of cavities. Test results will be utilized to establish the criteria of risk in road collapse based on the various conditions.

PURPOSES: This study identifies the causes and the mechanism of the occurrence of underground cavities. METHODS: A case study on cave-in and a series of model tests with a small soil chamber were conducted. RESULTS: A hypothesis about the mechanism of the cave-in in road was established, and the basic influencing factors on underground cavity expansion were identified. CONCLUSIONS: It was found that the characteristics of shear strength of soil and direction of water flow had a larger influence on cavity formation and expansion than the characteristics of internal erosion. In addition, large cavities suddenly expanded when cavities were caused owing to breakage of buried sewer pipe.

최근 들어 도심지를 중심으로 도로함몰이 증가하고 있다. 도로함몰은 때로는 인명피해를 수반하는 심 각한 사고로 이어지기도 하고 교통흐름 방해를 초래하는 등 시민안전의 위협 요인이 되고 있다. 본 연구 에서는 도로함몰의 기초적인 매커니즘 규명을 위해 사례분석과 2차원 모형토조 시험을 수행하였다. 사례 분석을 통해 도로함몰의 공학적 특성과 매커니즘에 대한 가설을 수립하고 도로하부의 공동 발생･확장과 관련된 기본적인 영향요소를 도출하였다. 모형토조 시험은 다양한 조건에서의 도로함몰의 정성적인 특성 규명에 초점을 두고 진행하였고, 시험결과로부터 도로함몰의 기본적인 매커니즘을 제시하였다. 모형토조시험 결과, 동공의 발생 및 확장은 내부침식 특성보다는 토사의 전단강도 및 물의 흐름 방향이 중요한 영향요소로 나타났다. 하수관거의 손상에 의한 동공의 확장은 연속적으로 발생하는 것이 아니라 갑작스러운 확장 및 일시적 안정을 반복하는 형태로 나타나고, 손상된 하수관거 상부에 전단강도를 급격 하게 떨어뜨리면서 전체적인 동공의 발생 규모는 매우 큰 형태로 나타났다. 상수관과 하수관의 손상이 복 합적으로 발생한 경우, 동공은 상수관거 손상부위로 동공이 확장되었다.

최근 대도시에서 빈번하게 발생하는 도로함몰로 인해 국민들의 불안감이 증대되는 가운데 도로함몰 발 생 원인 및 위험도 평가를 위한 기초연구가 필요한 실정이다. 이를 위해 한국건설기술연구원에서 보유한 포장가속시험기(Accelerated Pavement Tester, APT) 운영을 통해 동공 심도 및 크기에 따라 아스팔트 포장체 파손에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 먼저 예비실험 및 동공 관련 문헌조사 결과 동공 생성에 얼음이 적합한 것으로 판단되어 테스트베드 구축 시 가로×세로×높이가 50cm×50cm×30cm인 얼음을 주문 제작하여 포장가속시험기 바퀴축의 중앙에 깊이 0.3m와 0.7m 지점에 매설하였다. 동공 매설 깊이 와 크기를 결정한 기준은 일본의 도로함몰 위험도 등급 기준과 서울시에서 발생된 동공의 심도 중 그 빈 도가 높은 위치를 선정하였다. 동공 매설 시 내시경 촬영을 위한 관을 매립하여 동공 생성 여부 및 함몰 진행상황을 모니터링 하였다. 테스트베드 구축한 후 FWD 장비를 이용하여 동공을 매설한 동공구간과 매설하지 않은 건전구간의 구 조적 지지력을 측정하였으며, 동공구간이 건전구간보다 처짐값이 약 10% 정도 낮은 것으로 파악되었다. 1차 포장가속시험 후(운행횟수 90,000회) 소성변형량 측정 결과 건전구간은 약 10mm 정도의 소성변형이 발생했으나 동공구간은 약 30mm정도 발생하여 약 3배의 차이가 나는 것으로 파악되었다.

현재 고속도로 포장의 공용년수가 증가함에 따라 유지보수가 늘어나고 이에 따라 다양한 보수재료 및 공법에 대하여 시험시공을 실시하고 있으며 이들 구간에 대한 현장적용성 평가를 위해 추적조사를 통한 공용성능평가를 실시하고 이를 통해 최적의 보수공법 및 주기를 도출하고자 한다. 한국도로공사에서는 포 장 연구 목적으로 이 중 일부 구간에 대해 포장 장기공용성(Long-Term Pavement Performance) 관측 구간으로 선정하여 지속적인 추적조사를 통하여 중장기적으로 공법별 장․단점 분석 및 최적 방안도출이 가능하도록 하고자 한다. 신공법 ․ 신재료를 현장에 도입하기 위해서는 이러한 다양한 시험시공들을 통해 현장적합성을 판단하고 자 하나 장기공용성 관측구간을 제외한 일반적인 시험시공구간에서는 적합성 평가를 위해 대부분 1년간 의 상용화기간을 갖고 있다. 그러나 이러한 경우 다양한 교통 및 환경조건을 반영하지 못하고 단기간의 분석결과만으로 적용 유무를 결정하고 있어 공용성 평가에 대한 신뢰도가 떨어지는 상황이다. 이에 본 연구에서는 장기공용성 관측구간 중 시험시공구간에 대한 추적조사결과에 대해 살펴보고자 한 다. 장기공용성 관측구간에서 추적조사 중인 시험시공구간은 크게 저소음포장공법구간과 다양한 보수재 료 및 공법을 적용한 시험시공구간이 콘크리트포장 위 콘크리트 덧씌우기 구간, 콘크리트 포장 위 아스팔 트 절삭 덧씌우기 구간, 아스팔트 교면포장의 재료별 공용성능 분석 구간 등이 선정되어 있다. 저소음포 장공법구간은 다이아몬드 그라인딩 공법구간과 저소음아스팔트포장구간에 대해 공용성 변화추이를 살펴 보았으며 추적조사결과 시공 후 상당기간이 지났음에도 불구하고 현재까지 양호한 상태를 유지하고 있는 것으로 나타났다. 또한 콘크리트포장 위 콘크리트 덧씌우기 구간에서는 현재 국내에 적용사례가 많지 않 아 향후 지속적인 추적조사가 필요할 것으로 사료된다. 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 경우 공용년수가 8년이 지났음에도 불구하고 현재까지 양호한 상태를 유지하고 있는 것으로 나타났다. 아스팔 트 교면포장의 경우 그림 1 및 표 1에서 보는 바와 같이 개질 SMA구간은 현재까지 양호한 상태를 유지하 고 있으나, 에폭시 아스팔트 구간의 경우 2007년 시공이후 2011년까지는 양호한 상태를 유지하다 공용년 수 5년이 지나면서 파손이 급진전한 것으로 나타났다.

국내에서는 에너지 저소비형 생활 패턴 구축, 이산화탄소의 배출 규제로 인한 저탄소 친환경 도시의 교통 대안으로 자전거를 이용한 교통수단 분담률 향상과 레저용 이용자의 편의성 확보에 대한 필요성이 커지고 있다. 이에 따라 최근에 4대강, 아라뱃길 등의 하천제방을 중심으로 자전거도로가 건설되고 있으나 시공 후 초기에 표면박리나 균열 등의 파손이 급증하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 자전거도로 포장의 문제점을 분석하고, LH에서 시공하는 동탄신도시의 자전 거도로에 시험시공을 하여 자전거도로 시공시의 문제점 및 개선방안을 살펴보았다. 표 1은 기존 자전거도로용 아스팔트 포장의 문제점을 분석하고 이에 따른 개선 연구 방향을 도출한 것으 로 이에 따라 시험포장 구간의 재료와 포장 단면 등을 결정하였다.