PURPOSES : Preventive pavement maintenance is an economical and efficient method of infrastructure management. This study aims to improve the performance of cold thin-layer asphalt pavement, which is mainly used in earthwork pavement, and for bridge overlays and structures. METHODS : A cold asphalt mixture of modified emulsified asphalt and RAP was prepared for cold recycled thin-layer asphalt pavement. The performance of the mixture as a function of fiber reinforcement to improve flexural strength and crack resistance was evaluated. RESULTS : The use of RAP aggregate in cold asphalt mixture was found to increase the cohesive strength of the mixture and improve the wet abrasion resistance due to the effect of the residual binder. As a result of the loaded wheel test and flexural tension test with the addition of fiber reinforcement, it was found that the crack resistance of 0.4 % glass fiber was the best, and especially, the flexibility at low temperature was excellent. CONCLUSIONS : The cold recycled thin-layer asphalt pavement mixture has improved cohesive strength, flexural strength, and crack resistance compared to existing cold asphalt pavement materials, so it will contribute to economical and effective maintenance in preventive maintenance of bridge overlays and structural pavements.

PURPOSES : Asphalt concrete pavement is damaged by various causes such as traffic and environmental loads. The distressed pavement should be maintained by various methods to provide a comfortable and safe pavement for the driver. This study evaluates the effect of adding a mixing procedure to enhance the mixture quality in the hot in-placement recycled asphalt pavement method, which is an asphalt-pavement maintenance method. METHODS: Various test methods such as Marshall stability and dynamic stability, were employed to estimate the recycled asphalt mixture with and without an additional mixing, using the hot in-placement recycled asphalt pavement method. RESULTS : The mixture samples used in this study were taken before and after the addition of the mixer in the hot in-placement recycled asphalt pavement method (HIR) at field construction sites in GongJu and JinJu in South Korea. The test results of both mixtures satisfied the asphalt-mixture standard specifications. CONCLUSIONS: This study confirmed that adding a mixer in the HIR method results in a well-mixed new asphalt mixture, rejuvenator, and reclaimed asphalt mixture.

도로포장의 조기파손에 의한 폐아스팔트 콘크리트(=RAP(Reclaimed Asphalt Pavement), 이하 ʻ폐아 스콘ʼ)의 증가와 노후 아스콘 포장의 유지보수 시 노면의 절삭으로 매년 상당한 양의 폐아스콘이 발생되고 있으며, 발생량에 따른 도로의 보수비 역시 매년 증가하는 양상을 보여 폐아스콘의 적극적인 사용이 필요 한 상황이다. 기존 도로의 유지보수 비용이 이전보다 매우 큰 비중을 차지하고 있으며 유지보수 기술이 발달함에 따라 폐아스콘을 재활용하는 기술의 요구 및 실용화 연구가 크게 진행되었다. 폐아스콘을 재활 용하기 위해 사용되는 재생 첨가제에 경우는 해외 및 국내에서 활발하게 연구가 되고 있고 이를 현장에 적극적으로 적용을 하고 있다. 하지만 다양한 재생 첨가제의 종류에 비해 정확하게 검증이 되지 않는 실 정이다. 폐아스콘을 재활용하기 위한 배합설계에서 가장 중요한 요소는 재생 아스팔트의 물성, 골재입도, 아스팔트 함량 등이 고려되며 이 중에서 아스팔트의 물성을 요구되는 품질로 맞추는 과정은 주의가 요구 되며 재생 아스팔트에 재생 첨가제를 혼합한 바인더의 특성 분석을 통하여 원하는 등급의 아스팔트로 재 생시키고자 한다. 도로에 시공된 아스팔트 콘크리트 혼합물(이하 ʻ아스콘ʼ)의 경우는 시공 완료 후에 노화 가 진행된다. 주어진 환경 및 여건에 따라 노화의 정도가 달라질 수 있으므로 시험을 통하여 노화된 아스 콘의 변화 상태를 화학적으로 확인하고 이를 가지고 적절한 재생 첨가제 및 신재 아스팔트의 등급 등을 선정할 수 있다면 폐아스콘의 사용의 확대와 올바른 적용 범위를 선정하는데 효율적일 것이다. 재생 첨가 제는 재생 아스팔트의 물성을 향상시키기 위하여 혼합물에 첨가하는 것으로써, 첨가량은 폐아스콘에서 회 수된 아스팔트의 물성(침입도, 절대 점도 등)에 따라 첨가제의 사용 여부 및 사용 비율이 결정된다. 본 연 구에서는 RA 1 등급과 RA 5 등급의 두 가지 재생 첨가제를 사용하여 바인더의 특성을 분석하였다. 적용된 시험은 연화점 시험, 침입도 시험, 회전 점도계를 이용한 점도 시험, 절대점도 시험, DSR (Dynamic Shear Rheometer : 동적전단유동기) 시험, BBR(Bending Beam Rheometer : 처짐보유동기) 시험을 진행하 였다.

국내에서 발생하는 폐아스팔트 콘크리트는 2013년 기준 1,291만톤 발생하였고, 재활용(순환) 아스콘 생 산없체는 점점 증가하는 추세로 아스콘(신재)대비 재활용아스콘의 사용비율은 매년 증가하는 것을 알 수 있으나 상온 재생 아스팔트의 사용은 미비한 실정이다. 현재 정부는 재활용아스콘 사용량을 2020년까지 50%이상 의무사용량을 증가시키는 규정을 제정하였고, 2015년 파리기후협약으로 우리나라는 2030년까 지 배출전망치대비 37%의 감축 목표를 가지고 있다. 상온 재활용 아스팔트의 첨가제를 시멘트로 사용시 취성에 약하며 또한 시멘트 생산과정에서 다량의의 온실가스가 발생하고, 일부 상온 재생 아스팔트 포장에서 다량의 시멘트 사용으로 인하여 포장의 조기 균 열과 상온 재생 아스팔트 혼합물의 장기간 양생으로 인하여 조기 교통개방이 불가능하여 주로 신설포장의 기층용 혼합물로 사용되고 있다. 따라서 상온 재생 아스팔트 혼합물의 양생시간을 단축하고 조기에 고강도를 발현시킬 수 있는 속경화 성 고성능 무시멘트계 첨가제의 개발이 필요하다. 무시멘트 첨가제 사용 및 폐아스콘 재활용률 증가로 온 실가스 배출저감 효과 극대화, 조기 교통개방 가능, 신설뿐만 아니라 유지보수 공사에도 적용하여 폐아스 콘의 사용량 증가 및 중교통도로에도 적용이 가능할 것으로 판단한다. 본 연구에서는 첨가제 ʻA, B, Cʼ를 혼합하여 자체적으로 무시멘트 첨가제를 개발하였으며 이를 상온 재생 아스팔트에 적용하여 가열 재생 아스팔트 및 시멘트가 첨가된 상온 재생 아스팔트와 실내 공용성을 비교분석 하였다. 실내 공용성 분석을 위한 시편을 제작하기에 앞서 3가지의 비교군을 선정하고 각각의 혼합물은 선회다짐기와 마샬다짐기를 이용하여 시편제작을 하였다. 앞서 선정된 상온 재생 아스팔트 혼합 물의 배합비와 시편의 제작순서를 결정한 후 선회다짐기를 사용하여 높이 100㎜, 지름 150㎜의 선회다짐 시편을 시편을 제작하였으며 이를 높이 50㎜로 성형 후 실내 공용성 시험을 진행하였다. 공용성 평가를 위하여 진행한 시험으로는 동탄성계수 시험과 간접인장강도 시험, 아스팔트 혼합물의 수분저항성(TSR) 시험 등을 통해 무시멘트 첨가제를 사용한 상온 재생 아스팔트 외 2가지의 혼합물에 대 한 시험을 진행하였다. 동탄성계수 시험은 5개의 온도조건과 6개의 하중주기를 통하여 다양한 조건을 모사하여 혼합물의 점탄 성 특성을 평가하는 시험방법으로 간접인장방식을 통하여 ｜E*｜와 Master Curve의 시험결과를 도출하였 으며, 물 함유량이 큰 시편은 제작 후 절단할 때 손상이 심하여 동탄성계수 시험을 진행하지 못하였다. 간 접인장강도 시험은 직경 100㎜의 공시체를 시험온도인 25℃의 항온건조로에 넣었다가 꺼내어 실험을 진 행하였고 상온 재생 아스팔트는 공극률 7%를 맞추기 어려운 관계로 시편의 공극율을 토대로 70~80%사 이로 감압하여 수분처리 후 간접인장강도 시험을 실시하였다.

국내에서 도로의 확포장과 유지보수 증가에 따른 폐아스팔트 콘크리트 (reclaimed asphalt concrete: RAP)의 발생이 증가하고 있다. 덩어리 또는 노면절삭으로 발생된 RAP은 100% 재활용이 가능한 고급의 자원이고, 천연자원이 부족한 국내의 현실을 감안하면 가능한 최대로 재활용하는 것이 바람직하다. 특히 성토재, 매립재로 사용하는 것을 금지하고 아스팔트 혼합물 생산 시 적극 재활용하는 것이 요구된다. 이에 따라 관련 부처에서는 재활용 아스팔트 품질을 향상시키고자 RAP 및 재생 아스팔트 혼합물의 품 질기준을 정비하고, RAP에 포함된 아스팔트 (구재아스팔트)의 노화 정도를 추출․회수하여 측정한 점도 (viscosity) 수준에 따라 평가하고 신규로 사용하는 아스팔트 등급을 결정하는 기준을 마련하였다. 또한 재생 아스팔트 혼합물 제조 시 RAP에 포함된 구재아스팔트를 보다 효과적으로 회생 시키는 방법을 제시 하였다. 최근 들어 우리나라의 도로는 강우와 강설로 인하여 많은 시간 동안 수분 (moisture)에 노출되고, 이에 따라서 박리 (stripping)와 포트홀 (pothole) 발생 등 포장의 손상이 발생하게 된다. 더구나 아스팔트의 노화로 인하여 연성을 상실한 RAP을 사용한 재생 혼합물의 경우는 수분에 의한 영향이 일반 혼합물에 비 하여 더 크다고 판단된다. 현재 아스팔트 포장의 수분에 대한 저항성은 아스팔트 혼합물 공시체를 동결융해 처리 전․후의 인장강도 비 (tensile strength ratio: TSR, KS F 2398, AASHTO T 283)를 측정하여 평가한다. 이 방법은 아스팔 트 포장 시공 직 후 포장의 현장 공극률 (air voids)을 모사하여 공시체의 공극을 7±0.5%로 제조하여 시 험한다. 즉 수분저항성 평가 시 배합설계 이후 다짐횟수를 달리하여 공극률 조건에 적합한 다짐횟수를 결 정하고 시험용 공시체를 제조한다. 그러나 이 방법은 다짐회수 조정 등에 많은 시간과 노력이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 현행 공극률 7% 조건으로 공시체를 제조하여 인장강도비를 측정 평가한 수분 저 항성과 공극률을 4±0.5%로 제조한 공시체의 변형강도 (deformation strength: SD) 비를 측정하여 평가 한 수분저항성을 비교하고자 하였다. 연구에는 두 종류의 RAP 및 화강암 골재와 PG 64-22, PG 58-22 등급의 아스팔트를 사용하였고, 채움재 (filler)로 석회석분 (limestone powder)을 사용하였다. RAP의 절대점도 (absolute viscosity)를 적용하여 재생 아스팔트 혼합물 배합설계 후 최적아스팔트 함량 (optimum asphalt content: OAC)을 결정하였다. RAP의 사용량은 30%로 하였으며, OAC로 시험용 공 시체를 제조 시 재생 아스팔트 혼합물은 두 가지 혼합방법 (A, F method)을 적용하였다.

PURPOSES : The main purposes of this study are to examine the influences of polyethylene wax-based WMA additive on the optimum asphalt content of warm-recycled asphalt mixture based on the Marshall mix design and to evaluate performance of warm-recycled asphalt mixture containing 30% RAP with polyethylene wax-based WMA additive. METHODS: Physical and rheological properties of the residual asphalt were evaluated in terms of penetration, softening point, ductility and performance grade (PG) in order to examine the effects of polyethylene wax-based WMA additive on the residual asphalt. Also, To evaluate performance characteristics of the warm-recycled asphalt mixtures using polyethylene wax-based WMA additive along with a control hot-recycled asphalt mixture, indirect tensile strength test, modified Lottman test, dynamic immersion test, wheel tracking test and dynamic modulus test were conduced in the laboratory. RESULTS : Based on the limited laboratory test results, polyethylene wax-based WMA additive is effective to decrease mixing and compacting temperatures without compromising the volumetric characteristics of warm-recycled asphalt mixtures compared to hot-recycled asphalt mixture. Also, it doesn't affect the optimum asphalt content on recycled-asphalt mixture. All performance test results show that the performance of warm-recycled asphalt mixture using polyethylene wax-based WMA additive is similar to that of a control hot-recycled asphalt mixture. CONCLUSIONS: Overall, the performance of warm-recycled asphalt mixture using polyethylene wax-based WMA additive is comparable to hot-recycled asphalt mixture.

PURPOSES: This study is to investigate the Hot In-Place recycling asphalt mixture in Korea using field produced materials. METHODS: Hot In-Place reclaimed asphalt mixture was investigated to evaluate the mixture properties based on various test results such as Marshall Test, Indirect Tensile Test, TSR, and Wheel Tracking Test. These test values were compared with domestic standard specification. RESULTS: The result of the laboratory experiment indicates that the Hot In-Place Reclaimed(HIR) asphalt mixture produced at the field constrution site was satisfied all of the test criteria such as Indirect tensile test, Marshall and TSR test, and wheel tracking test. During the test, the research team found that current HIR system is required an extention of mixing time to improve quality and to reduce variation of sample to sample. Although the current HIR mixture was passed the test criteria, there is a potential capability to enhance the mixture properties as extend mixting time. CONCLUSIONS: Based on these laboratory test results, It would be concluded that domestic HIR mixture's properties were satisfied all standard specification related with evaluation of recycling asphalt mixtures. Based on this case study result, there is a chance to save construction cost and increase the usage of reclaimed asphalt concrete in the future.

일반적으로 유화 아스팔트와 폼드 아스팔트를 사용한 현장 상온 재생 아스팔트 포장은 노후한 아스팔트 포장을 재생하는데 가장 경제적이며 친환경적인 재활용 공법이다. 최근, 현장 상온 재생 아스팔트 혼합물의 코팅, 라벨링, 잔류안정도, 양생조건을 향상시켜주는 고점착 유화 아스팔트가 개발되었다. 본 연구의 목적은 현장 상온 재생 아스팔트 포장을 위한 고점착 유화 아스팔트 혼합물과 폼드 아스팔트 혼합물의 실내시험에 대한 반응특성을 비교하는 것이다. 고점착 유화 아스팔트 혼합물은 폼드 아스팔트 혼합물과 비교하여 재활용 골재를 균일하게 코팅시켜주는 것으로 육안 관찰되었다. 현장 상온 재생 아스팔트 포장을 위한 고점착 유화 아스팔트 혼합물과 폼드 아스팔트 혼합물의 마샬안정도와 간접인장강도는 유사한 반응을 보여주었다. 하지만 진공으로 포화된 습윤상태의 고점착 유화 아스팔트 혼합물의 마샬안정도와 간접인장강도는 폼드 아스팔트 혼합물보다 우수한 것으로 나타났다. 4시간 양생 후 고점착 유화 아스팔트 혼합물의 라벨링 현상은 폼드 아스팔트 혼합물보다 적게 발생하였다. 본 실내시험에 대한 반응특성으로부터 현장 상온 재생 아스팔트 포장을 위한 고점착 유화 아스팔트 혼합물은 폼드 아스팔트 혼합물보다 우수한 저항성과 라벨링 저항성을 발휘하는 것으로 평가되었다.

폼드아스팔트를 이용한 현장 상온 재생아스팔트 혼합물에 대한 배합설계법이 아이오아 주 교통국에서 사용하기 위해 개발되었다. 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 배합설계를 위한 실내시험절차를 개선하기 위하여 배합설계에 영향을 미치는 중요한 배합설계변수들을 결정하여 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 특성을 반영할 수 있는 새로운 배합설계절차를 개발하였다. 개발된 배합설계법의 검증을 위한 한 가지 방법으로 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수를 측정하였다. 본 연구에서는 새로운 simple performance testing 장비를 이용한 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수 측정을 위한 표준시험절차를 정립하고, 7가지 재생 아스팔트 골재를 사용하여 생산된 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성 계수를 측정하여 마스터곡선을 작성하였다. 또한 재생 아스팔트 골재의 특성이 상온 재생 폼드아스팔트혼합물의 동탄성 계수에 미치는 영향을 조사하였다. 3가지 온도와 6가지의 하중주기에서 측정된 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수는 7가지 재생 아스팔트 골재에서 일관된 값을 나타내었으며, 작성된 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 마스터곡선은 가열 아스팔트 혼합물의 마스터곡선에 비해 하중주기에 대해 덜 민감한 것으로 평가되었다. 저온에서는 재생 아스팔트 골재의 잔골재 함유량이 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 고온에서는 재생 아스팔트 골재의 잔류 아스팔트 특성이 상온 재생 폼드아스팔트 혼합물의 동탄성계수에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

본 논문은 가열 재생아스팔트 혼합물의 공용성능 향상을 위한 혼합방법 개발 연구의 일부분이다. 기존 재생혼합물 혼합방법은 재생혼합물 내에서 기존의 노화된 바인더가 균등히 회생되지 않다는 것을 확인하였다. 따라서 새로이 개발된 혼합방법은 회수 아스팔트 포장의 기존 바인더를 기존 재생 혼합방법보다 회수 아스팔트 포장 재료에 묻어 있는 노화된 바인더를 훨씬 많이 회생시켜 재생 혼합물에서 보다 더 균일한 바인더의 점도상태가 되도록 한다. 본 연구의 목적은 새로이 개발된 혼합 방법으로 제조된 재생아스팔트 혼합물의 피로저항 특성을 평가하는 것이다. 두 종류 골재(편마암, 화강암), RAP 15%, LDPE의 두 가지 첨가량(0, 6%)를 이용하였으며, 혼합방법은 바인더의 불균등 상태를 개선하기 위한 두 가지 방법, 즉 일반적인 기존의 O 방법과 새롭게 개발한 N 방법을 이용하였다. 혼합방법에 따른 피로저항성을 평가하기 위하여 혼합방법에 따라 제작한 재생 혼합물의 피로시험을 수행하였다. 그 결과, 피로수명은 O 방법 혼합물이 가장 길고 그 다음이 N 방법이고 control이 가장 낮았다. 또한 장기노화 후 N 방법 혼합물의 균열에 대한 저항성이 O 방법 혼합물에 비해 상대적으로 높아지고 있음을 알 수 있었다.

폼드 아스팔트 공법은 가열 아스팔트 혼합물공법과 비교했을 때 골재와 아스팔트 가열에 필요한 다량의 에너지 소모가 없으며 가열로 인한 이산화탄소가 발생하지 않기 때문에 환경적으로 안정한 공법으로 평가되고 있다. 특히, 아스팔트 재활용 측면에서는 전체 혼합물량의 60~70% 까지 많은량의 폐 아스팔트를 사용할 수 있기 때문에 폐 아스팔트 재활용에 매우 효과적인 방법이다. 그러나, 폼드 아스팔트 공법은 항상 일정한 양질의 혼합물을 얻기가 어렵고 중(重)교통의 도로에 적용하기에는 문제점이 있다. 본 연구는 골재와 폐 아스팔트를 100°C 미만으로 가열하는 새로운 방식인 반 가열공법을 사용했을 때 얻어지는 반 가열 재생 폼드 아스팔트 혼합물의 성능과 반 가열 방식의 타당성에 대한 연구결과이다. 반 가열 방식으로 제조된 재생 폼드 흔합물을 실내에서 코팅율, 크리프시험, 회복탄성시험, 간접인장강도 및 마샬 안정도시험을 실시한 결과 혼합물의 현저한 개선 효과를 나타내었다.

폼드 아스팔트 공법은 가열 아스팔트 혼합물공법과 비교했을 때 골재와 아스팔트 가열에 필요한 다량의 에너지 소모가 없으며 가열로 인한 이산화탄소가 발생하지 않기 때문에 환경적으로 안정한 공법으로 평가되고 있다. 특히, 아스팔트 재활용 측면에서는 전체 혼합물량의 60~70% 까지 많은량의 폐 아스팔트를 사용할 수 있기 때문에 폐 아스팔트 재활용에 매우 효과적인 방법이다. 그러나, 폼드 아스팔트 공법은 항상 일정한 양질의 혼합물을 얻기가 어렵고 중(重)교통의 도로에 적용하기에는 문제점이 있다. 본 연구는 골재와 폐 아스팔트를 100℃ 미만으로 가열하는 새로운 방식인 반 가열공법을 사용했을 때 얻어지는 반 가열 재생 폼드 아스팔트 혼합물의 성능과 반 가열 방식의 타당성에 대한 연구결과이다. 반 가열 방식으로 제조된 재생 폼드 흔합물을 실내에서 코팅율, 크리프시험, 회복탄성시험, 간접인장강도 및 마샬 안정도시험을 실시한 결과 혼합물의 현저한 개선 효과를 나타내었다.