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: A composite pavement utilizes both an asphalt surface and a concrete base. Typically, a concrete base layer provides structural capacity, while an asphalt surface layer provides smoothness and riding quality. This pavement type can be used in conjunction with rollercompacted concrete (RCC) pavement as a base layer due to its fast construction, economic efficiency, and structural performance. However, the service life and functionality of composite pavement may be reduced due to interfacial bond failure. Therefore, adequate interfacial bonding between the asphalt surface and the concrete base is essential to achieving monolithic behavior. The purpose of this study is to investigate the bond characteristics at the interface between asphalt (HMA; hot-mixed asphalt) and the RCC baseMETHODS: This study was performed to determine the optimal type and application rate of tack coat material for RCC-base composite pavement. In addition, the core size effect, temperature condition, and bonding failure shape were analyzed to investigate the bonding characteristics at the interface between the RCC base and HMA surface. To evaluate the bond strength, a pull-off test was performed using different diameters of specimens such as 50 mm and 100 mm. Tack coat materials such as RSC-4 and BD-Coat were applied in amounts of 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, and 1.1ℓ/m2 to determine the optimal application rate. In order to evaluate the bond strength characteristics with temperature changes, a pull-off test was carried out at -15, 0, 20, and 40 °C. In addition, the bond failure shapes were analyzed using an image analysis program after the pull-off tests were completed.RESULTS: The test results indicated that the optimal application rate of RSC-4 and BD-Coat were 0.8ℓ/m2, 0.9 ℓ/m2, respectively. The core size effect was determined to be negligible because the bond strengths were similar in specimens with diameters of 50 mm and 100 mm. The bond strengths of RSC-4 and BD-Coat were found to decrease significantly when the temperature increased. As a result of the bonding failure shape in low-temperature conditions such as -15, 0, and 20 °C, it was found that most of the debonding occurred at the interface between the tack coat and RCC surface. On the other hand, the interface between the HMA and tack coat was weaker than that between the tack coat and RCC at a high temperature of 40 °C.CONCLUSIONS: This study suggested an optimal application rate of tack coat materials to apply to RCC-base composite pavement. The bond strengths at high temperatures were significantly lower than the required bond (tensile) strength of 0.4 MPa. It was known that the temperature was a critical factor affecting the bond strength at the interface of the RCC-base composite pavement.

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 objective of this study is to ascertain the curing period of cementless cold central plant recycled asphalt base-layer, using mechanical analyses and specimen quality tests on the field.METHODS :Cold central plant recycled asphalt base-layer mixture was produced in the plant from reclaimed asphalt, natural aggregate, filler for the cold mix, and the modified emulsion AP using asphalt mix design and plant mix design. In order to examine the applicability of the curing period during the field test, the international standards for the possibility of core extraction and the degree of compaction and LFWD deflection were analyzed. Moreover, Marshall stability test, porosity test, and indirect tensile strength test were performed on the specimens of asphalt mix and plant mix design.RESULTS :The plant production process and compaction method of cementless cold central plant recycled asphalt base-layer were established, and the applicability of the optical moisture content for producing the mixture was verified through the field test. In addition, it was determined that the core extraction method of the conventional international curing standard was insufficient to ensure performance, and the LFWD test demonstrated that the deflection converges after a two-day curing. However, the back-calculation analysis reveals that a three-day curing is satisfactory, resulting in a general level of performance of dense asphalt base-layer. Moreover, from the result of the specimen quality test of the asphalt mix design and plant mix design according to the curing period, it was determined that the qualities satisfied both domestic and international standards, after a two-day curing. However, it was determined that the strength and stiffness after three-day curing are higher than those after a two-day curing by approximately 3.5 % and 20 %, respectively.CONCLUSIONS:A three-day curing period is proposed for the cementless cold central plant recycled asphalt base-layer; this curing period can be demonstrated to retain the modulus of asphalt-base layer in the field and ensure stable quality characteristics.

이 논문에서는 아스팔트 도로 설계에 필요한 기층골재 재료의 비선형 이방성을 고려한 연결함수를 개발하였다. 기층이 비선형 이방성 거동으로 해석되어졌을 경우, 선형 등방성 거동으로 해석되어질 때 나타나는 기층 하부내의 인장력을 감소시켜 보다 현실적인 응력분포를 보이게 된다. 그러나 현재까지 개발된 연결함수들은 대부분 기층이 선형 등방성 거동으로 해석하여 개발된 것이므로, 비선형 이방성 거동을 근간으로 하는 연결함수의 개발이 현실적인 도로 설계를 위해 필요하다. 이 논문에서 개발된 연결함수를 이용하여 도로를 설계한 결과 AASHTO의 연결함수를 이용하여 설계했을 경우보다, 기층 두께가 25mm 감소되는 결과를 보였으며, 이는 AASHTO 도로 설계가 보수적인 설계라는 것을 입증하였다.

본 연구에서는 포장의 설계수명과 공용년수를 증대시켜 아스팔트 포장의 유지보수비용을 감소시킬 수 있는 장수명 아스팔트 포장 공법을 제안하였다. 이를 위한 고강성 바인더를 개발하여 다양한 실내 물성시험을 수행하였으며 고강성 기층재의 평가를 위해 실내 공용성시험 및 포장가속시험을 실시하여 기존의 일반아스팔트 혼합물과 비교 평가하였다. 그 결과 고강성 기층재는 일반 아스팔트 혼합물에 비해 강성이 증가하였고 수분손상 피로균열 및 소성변형 저항성 등에서 우수한 것으로 평가되었다. 또한, 장수명 아스팔트 포장의 설계를 위해 구조해석을 실시하여 DB를 구축하였으며 이 자료를 이용해 다중회귀분석 프로그램인 SPSS로 포장체 거동모형을 개발하였다. 여기서 개발된 포장체 거동모형과 실내 외 시험결과를 기초로 장수명 아스팔트 포장 설계를 위한 소프트웨어를 개발하였으며 포장의 최적단면 및 구성을 설정하였다. 이렇게 설정된 장수명 포장의 아스팔트 층 단면 두께는 29cm로 이 단면의 경제성을 확인하기 위하여 생애주기 비용분석을 실시하였다. 그 결과 장수명포장이 기존 고속도로(경부)와 초기시공비용이 동일하면서 생애주기 비용측면에서 유리한 것으로 확인되었다.