도로 관리는 교통 시스템과 국가 경제에 중대한 영향을 미치며, 이에 따라 도로 유지관리는 시민들의 삶의 질을 향상시 키는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 체계적인 유지관리는 도로 안전성과 경제적 효율성을 높이는 데 필수적이다. 기존 의 도로 관리 방식은 대부분 반응적이며, 종이 문서를 기반으로 이루어져 정보 손실, 데이터 손상, 검색의 어려움 등의 여러 제한점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 3D 모델과 관련 데이터를 일대일 매핑하여 자 동으로 입력할 수 있도록 하는 BIM (Building Information Model)을 활용한 접근 방식을 제안한다. 본 연구는 주로 BIM 생성을 위해 널리 사용되는 Autodesk Revit을 활용하여 3D 도로 모델을 생성하고, 도로의 손상 정보 (길이, 폭, 보수 면 적, 보수 부피, 유지보수 이력 등)를 통합 관리하는 방법을 연구한다. 하지만 Revit은 디지털 정보를 3D 모델에 자동으로 가져오는 기능이 없기 때문에, Visual Programming 도구를 이용하여 유지관리 기록 정보를 BIM으로 자동 입력하는 방 법을 개발하였다. 이를 통해, 사용자가 특정 도로 손상 모델을 선택하면 해당 손상의 통합 이력을 표시할 수 있는 새로 운 통합 이력 관리 시스템을 구축하였다. 이러한 접근 방식은 종이 문서 기반의 기록 방식에서 발생하는 데이터 손상, 기록량 증가, 특정 데이터 검색의 어려움 등의 문제를 해결할 수 있으며, 신속하고 정확한 의사 결정을 지원한다. 본 연 구는 BIM을 활용한 도로의 통합 이력 관리 시스템 구축을 통해 새로운 방향성을 제시한다.

도로 주행 시 차량의 제동거리 확보와 곡선부 주행 안전성은 도로 설계에서 중요한 요소이며, 강우로 인해 형성되는 수 막은 타이어와 노면 간 마찰력을 저하시켜 제동거리를 증가시키고 주행 안전성을 저해하는 요인으로 작용한다. 기존 도 로 설계에서는 습윤 상태에서의 마찰계수를 기준으로 하지만, 측정 방식마다 수막두께 기준이 상이하여 적용에 한계가 있다. 본 연구에서는 RRL 및 Gallaway 수막두께 예측 모델을 활용하여 다양한 도로 및 기상 조건에서의 수막두께를 예 측하고, 실측 실험을 통해 신뢰도가 높은 모델을 선정한 후, Gallaway의 마찰계수 예측식을 적용하여 강우강도, 배수 거 리, 포장 경사, 노면 조직 깊이, 타이어 트레드 깊이에 따른 마찰계수 변화를 분석하였다. 연구 결과, 강우강도가 증가하 고 배수 거리가 길어질수록 수막두께가 증가하면서 마찰계수가 감소하는 경향을 보였으며, 반대로 포장 경사와 노면 조 직 깊이가 증가할 경우 배수 성능이 향상되어 수막두께가 얇아지고 마찰계수가 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 마찰 계수 변화는 도로 안전성에 직접적인 영향을 미쳐, 강우가 심한 조건에서는 제동거리가 길어지고 곡선부에서는 더 큰 반 경이 필요해지는 것으로 분석되었다. 특히 설계속도가 높은 구간이나 수막두께가 깊이 형성되는 구간, 타이어 트레드 깊 이가 얕은 경우 현행 도로 설계 기준이 요구하는 정지 시거를 충족하지 못하는 사례가 발생하였으며, 곡선부에서도 동일 한 문제점이 확인되었다. 결과적으로 강우 조건을 반영한 도로 설계 기준의 보완이 필요하며, 배수 성능을 강화하고 마 찰력 저하를 방지할 수 있는 포장 기법을 적용하는 것이 요구된다. 또한, 강우 시 주행 안전성을 확보하기 위해 동적 속 도 제한 시스템 도입 및 유지관리 체계를 강화하고, 강우 조건을 고려한 정지 시거 및 곡선 반경 설계 기준을 마련함으 로써 도로 안전성을 향상시킬 필요가 있다.

최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

한국 고속도로 포장은 1970년 경부고속도로 건설을 시작으로 많은 발전을 이루었으며, 최근 도로이용자에게 쾌적한 도로를 제공할 수 있는 배수성 아스팔트 포장에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 한국 고속도로 배수성 아스팔트 구간에 대한 시공목적별, 신설과 유지보수 등을 구분하여 배수성 아스팔트 포장 적용현황을 분석하였다. 또한, 적용된 배수성 아스팔트 포장의 교통량을 조사 분석하였으며, 효율적인 교통량 그룹 선정 방법을 제시하였다. 고속도로에 적용된 배수성 아스팔트 포장의 전주기 평가를 위해 평가항 목을 제시하였다. 내구성평가 항목으로는 포장상태평가지수와 표면조도를 선정하였다. 기능성 평가 항목으로는 내부 공극 막힘여부를 확인할 수 있는 현장투수, 미끄럼저항지수, 포장노면과 타이어에서 발생하는 도로소음원 평가를 위한 도로소음을 선정하였다. 그리고 조사 항목들에 대한 배수성 아스팔트 포장의 전주기 평가를 통해 각각 조사 항목에 대한 정량적 분석평가를 수행하여 도로소음도 예 측식을 제안하였다.

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.

본 연구에서는 국내 아스팔트 도로 현장에서 발생한 동절기 도로융기 현상의 발생 원인을 현장 규명하고 동결융해 피해를 보수하고 자 현장조사, 현장 LFWD실험 및 포장 코어채취, 지하수위 측정, 기상데이터 및 설계자료 분석 등을 실시하였다. 본 연구의 동상 원인 분석은 추후 동결융해 피해 재발방지를 위한 적정한 보수보강공법을 선정하기 위해 수행하였다. 분석과정은 지하수위 상승에 의한 동 상피해 가능성, 동결깊이 과소설계에 의한 동결융해 가능성, 포장면 표면수 유입에 의한 동결융해 가능성, 도로 외측 비포장면을 통한 수분유입과 이에 의한 동결융해 가능성으로 조사하여 동상 원인을 파악하였다. 또한 현장에서 소형충격 재하시험 LFWD(Falling Weight Deflctometer)시험을 하여 포장의 구조적 지지력을 측정하여 얻은 처짐값을 통해 포장체 구조적 능력을 분석함과 동시에 도로융기와의 연관성을 파악하여 균열분석 결과를 함께 분석하고 보수방법을 제안하였다.

PURPOSES : The purpose of this study is to provide basic data to improve the service life of asphalt pavement using basalt aggregate in Jeju Island by evaluating the performance of asphalt pavement through analysis of material and structural aspects. METHODS : To evaluate the performance of Jeju Island's asphalt pavement, cracks, permanent deformation, and longitudinal roughness were analyzed for the Aejo-ro road, which has high traffic and frequent premature damage. Cores were collected from Aejo-ro sections in good condition and damaged condition, and the physical properties of each layer were compared and analyzed. In addition, plate cores were collected from two sections with severe damage and the cause of pavement damage was analyzed in detail. RESULTS : About 45% of the collected cores suffered damage such as layer separation and damage to the lower layer. The asphalt content of surface layer in the damaged section was found to be 1.1% lower on average than that in the good condition section, and the mix gradations generally satisfied the standards. The density difference between the cores of each layer was found to be quite large, and the air voids was found to be at a high level. CONCLUSIONS : Test results on the cores showed that, considering the high absorption ratio of basalt aggregate, the asphalt content was generally low, and the high air voids of the pavement was believed to have had a significant impact on damage. High air voids in asphalt pavement can be caused by poor mixture itself, poor construction management, or a combination of the two factors. Additionally, the separation of each layer is believed to be the cause of premature failure of asphalt pavement.

PURPOSES : This study is aimed to economic analysis of the ferronickel slag pavement method carried out to suggest the necessity of developing ferronickel slag pavement technology. METHODS : A life cycle cost analysis of the application of the Ferronickel Slag pavement method and the cutting + overlay pavement method was performed to compare the economic indicators and greenhouse gas emissions for each pavement method. RESULTS : As a result of the analysis, regardless of the Ferronickel Slag mixing rate, if the common performance of the Ferronickel Slag pavement method is the same or superior to the existing pavement method, it is more economical than the existing pavement method. Furthermore, the lower the maintenance cost of the Ferronickel Slag pavement method, the higher the economic feasibility due to the high Ferronickel Slag mixing rate. Greenhouse gas emissions can be reduced from at least 9% to up to 53% through the application of the Ferronickel Slag pavement method, except for some scenario analysis results. CONCLUSIONS : This study provided that the Ferronickel Slag pavement method was superior to the existing pavement method in terms of economic and environmental aspects. Therefore, it was found that the objective justification of developing road pavement technology using Ferronickel Slag was secured.

The asphalt concrete industry, accounting for >90% of road pavement, is a crucial contributor to construction waste. This study focuses on the recycling of asphalt concrete recycled aggregates, which currently exhibits a low rate. We investigated the application of these aggregates, combined with hardener and mixing water, in the development of ecofriendly road base materials using circular aggregates. Results revealed that the 13-mm asphalt concrete recycled aggregates met all quality standards. However, the 25-mm aggregates did not conform to the reclaimed asphalt content standard; however, they met other quality standards. Moreover, the experimental results for the hardener and mixing water indicated compliance with all quality standards.

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 numeric-based Highway Pavement Management System (HPMS), along with an advanced three-dimensional pavement condition monitoring profiler vehicle (3DPM), in South Korea has presented remarkable advancements in pavement management since the early 2000. Based on these results, visual distress on pavement surfaces can be easily detected and analyzed. Additionally, the entire expressway pavement surface conditions in South Korea can be easily monitored using the current graphical user interface-based advanced information graphic (AIG) approach. Therefore, a critically negative pavement section can be detected and managed more easily and efficiently. However, the actual mechanical performance of the selected pavement layer still needs to be investigated in a more thorough manner not only to provide more accurate pavement performance results but also to verify the feasibility of the current 3DPM and AIG approaches. In this study, the low-temperature performance of the selected asphalt pavement layer section was evaluated to further verify and strengthen the feasibility of the current 3DPM and AIG approaches developed by the Korea Expressway Corporation. METHODS : Based on 3DPM and AIG approach, the positive and negative-riding-quality road sections were selected, respectively. The asphalt material cores were extracted from each section then bending beam rheometer mixture creep test was performed to measure their low-temperature properties. Based on the experimental results, thermal stress results were computed and visually compared. RESULTS : As expected, the asphalt material from the negative driving performance section presented a poorer low-temperature cracking resistance than that from the positive driving performance section. CONCLUSIONS : Current 3DPM equipment can successfully evaluate expressway surface conditions and the corresponding material performance quality. However, more extensive experimental studies are recommended to verify and strengthen the findings of this study

PURPOSES : In this study, the thermal conductivity properties and mechanical performance of a thermally conductive asphalt mixture that can be applied to increase the efficiency of deicing asphalt pavements are evaluated. METHODS : Graphite powder and carbon fiber, which are inexpensive carbon materials, were added to the asphalt mixture to its conductivity. To determine the optimal mixing ratio of the carbon materials, the dispersibility, thermal conductivity, and performance of the conductive asphalt mixture were evaluated. The performance of the mixture was evaluated in terms of its volume characteristics, Marshall stability, dynamic modulus, indirect tensile strength (IDT), and wheel-tracking tests. RESULTS : The thermal conductivity of the asphalt mixture containing 2% graphite is 1.81 W/mK, which is approximately twice (0.94 W/mK) that of a general asphalt mixture. Meanwhile, the graphite-added asphalt mixture indicates a much higher temperature increase rate than the general asphalt mixture, and its surface temperature after 60 min is 7.5 ℃ higher. In addition, it reaches 0 ℃ from -10 ℃ at a rate 1.5 times higher than that required by the general asphalt mixture. When both 2% graphite and 1% carbon fiber are added, the thermal conductivity improves to 2.03 W/mK, and the conductivity is similar at all locations of the slab specimen location, which indicates no dispersibility issue. The results of the mechanical performance evaluation shows that the higher the ratio of the carbon material, the lower is the dynamic modulus and IDT at 20 ℃, which decreases the crack resistance. Meanwhile, the results of the Hamburg wheel-tracking test at 50 ℃ show an improvement in the permanent deformation resistance. CONCLUSIONS : The results of the conductivity and performance evaluation show that the optimal ratio is the combination of 2% graphite and 0.5% carbon fiber. This suggests that the conductive asphalt mixture incorporated with carbon materials can efficiently transfer heat generated from the heating layer at the bottom of the pavement to the pavement surface.