PURPOSES : Recently, interest in maintaining aged concrete pavements has been increasing. An asphalt overlay is generally used for pavement maintenance, and a tack coat is used to secure interlayer adhesion. Particularly, aged concrete pavements are required for higher adhesion performance of tack coats for attaching interlayers to materials with different properties. Insufficient interlayer adhesion could cause pavement damage, such as slippage, rutting, shoving, corrugation, and pothole. In this study, we examined the performance of interface adhesion by applying a tack coat material developed for maintaining aged concrete pavement. METHODS : In this study, we examined the effect of adhesion performance at the pavement interface, using a tack coat material developed for the maintenance of aged concrete pavement. RESULTS : The developed tack coat not only accomplished the performance objectives but also improved the results by more than 12 to 43%, compared to commonly used materials. CONCLUSIONS : The use of developed tack coat is expected to improve the interlayer adhesion and reduce the delay of the maintenance process in aged concrete pavement.

최근 역청재의 살포는 포장층의 종류에 따라 다르게 적용되며 일반적으로 국내에 적용되는 프라임 코트와 택코트의 대부분은 RS(C)-3와 RS(C)-4이다. 역청재의 포설량은 국토교통부에서 제시하고 있는 양의 경우 RS(C)-3는 1∼2이며 RS(C)-4는 0.3∼0.6 이다. 이러한 역청재의 적용량은 대부분 감독관 및 현장 관리자의 결정에 따르고 있으며 각각 다른 형식의 포장공사 시방에서는 정해진 양 내에서 역청재를 적용하도로 명시하고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 다양한 유화 아스팔트의 부착성능 평가를 위해 경사전단시험을 수행하였으며 ISS(Interlayer Shear Strength)에 대한 4차 회귀 분석을 통해 각각의 유화 아스팔트 종류별 최적의 택코팅 포설량을 파악하였다. 아스팔트 유제는 택코트 적용에 가장 일반적으로 사용되는 RS(C)-4를 비롯하여 AP-3, QRS-4, BD-Coat의 총 4종류의 역청제를 사용하였다. 또한 NCHRP Report 712의 연구결과를 바탕으로 최적의 역청제 포설량을 평가하기 위해 회귀방정식을 활용했다. 시험에 사용된 아스팔트 혼합물은 높이 15cm, 직경 10cm로 제작되었으며, 유화 아스팔트는 시편의 중앙부를 상하방향 45°로 절단시킨 표면에 적용하였다. 아스팔트 유제는 0.3∼0.8의 각 0.1 단위로 적용하였으며 일축압축시험을 통해 최대 전단력을 파악하는 것을 목적으로 하였으며 각 Case마다 3구씩 시편을 제작하였다. 회귀방정식으로 최적의 역청제 포설량을 분석한 결과, AP-3, RS(C)-4, QRS-4, BD-Coat 순으로 각각 0.78, 0.51, 0.53, 0.73인 것으로 파악되었으며, 회귀분석에 의해 QRS-4를 0.7∼0.8 적용한 구간 사이에서 최대 접착력 부착강도를 나타내었고 실제 시험 결과 QRS-4를 0.7 적용한 케이스에서 가장 높은 부착강도를 나타내며 그 이상을 적용하는 경우 오히려 부착강도는 하락하는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 의거하였을 때, 역청제의 포설량이 많을수록 접착면의 부착강도가 개선되는 것은 아니며 이에 따른 전단강도는 포장의 형식에 따라 가변적인 성향을 갖는 것으로 판단하였으며 추후 연구에서 다양한 포장 형식에 따른 역청제의 최적 포설량을 파악하고자 한다.

개발도상국인 몽골(울란바토르)은 경제가 발전하면서 물류의 원동력인 중차량이 많이 증가하고 있으며, 교류 활성화 및 국민들의 삶의 질을 개선하고자 기반 시설인 도로 건설과 유지관리에 많은 예산을 투자하고 있다. 하지만, 급격한 차량 증가 및 도로포장 기술의 부재로 인하여 도로 포장이 설계 당시의 공용수명에 이 르지 못하고 조기에 파손이 발생하는 일이 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 이러한 개발도상국(몽골, 베 트남, 캄보디아, 중국 등)의 중차량 증가 및 집중호우 등의 기후 변화와 맞물려 나타나는 것이 아스팔트 포 장 성능 저하, 공용 수명 저하로 나타난다. 또한, 이러한 현상은 도로 조건을 고려하지 못한 품질관리 체계 미흡, 시공 조건을 파악하지 못한 관리 불량 등에 기인하며, 개발도상국 현지화 기술 개발을 통한 도로 포장 의 파손 문제해결과 유지보수 비용 절감을 위한 대응 방안이 필요한 실정이다. 최근 개발도상국 기후, 차량 하중, 시공조건 및 경제여건 등을 고려할 때 맞춤형 택코팅 보호 필름이 부착된 아스팔트 보강재(ESGRID) 를 이용한 현지 사업을 통하여 중소기업 신규 시장 발굴, 기술개량 및 상용화 지원이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 개도국 현지 적용을 위하여 국내에서 적용하는 비용의 40% 정도를 절감하는 제품을 개 발하였으나, 동일한 성능을 발현하도록 설계하여 비용 대비 제품 효용성을 향상시켰다. 이러한 개발을 통 하여 몽골의 Sharga morit Bridge구간에 2015년 10월에 시험 시공을 하였다. 시험시공 당시 방수층까지 시공되어 있었으나, 중앙분리대 부근 음지부에는 얼음이 얼어 있었으며, 일부 방수층에 균열이 발생한 상 태였다. ESGRID는 인력시공을 하였고, 겹이음 부분은 스프레이접착제를 이용해 부착을 하여 중앙 부분 을 강화하였다. 또한 방수층이 경화된 이후라 ESGRID의 접착력 확보를 위해 RSC-4 택코팅을 추천하였 으나, 장비의 부재로 AP-5를 녹여서 택코팅을 대체하였다. 이 방법은 방수층과 ESGRID와의 접착력 확 보에는 큰 도움이 되지는 않을 것으로 보인다. 2015년 12월에 추적 조사를 실시한 결과 문제가 없는 것으 로 확인되었다. 이로 인하여 아시아 개도국 현지 도로 조건에 적합한 적정 기술 개발로 신규 건설 및 유지 보수 비용의 절감 효과를 기대할 수 있다.

도로 포장의 열화 및 손상원인은 다양한 형태로 나타나고 있으나, 침투수 및 유해물질에 의한 내부층 열화, 동절기 염화물 살포에 의한 표면 손상, 차량 통행의 증가에 따른 포장층 처짐 및 균열 발생 등 복합 적인 요인에 의해서 발생하고 있다. 이러한 손상원인은 대부분 표층 상부에서 발생하여 하부층으로 침투 (전달)되는 형태가 대부분으로, 이에 대한 포장층 상부 보강 노력이 절실히 필요하다고 할 수 있다. 또한, 도로 보수공사시 발생할 수 있는 하부층의 반사균열 역시 제어가 필요한 부분이라 할 수 있다. 이러한 원 인에 대한 포장층 강화 수단으로 쉬트 형태의 아스팔트 보강재를 개발하고자 하였으며, 주요 구성요소인 섬유 그리드 및 필름 개선에 따른 실질적인 성능 향상을 목표로 포장가속시험(Acceleration Pavement Test, APT)을 진행하였다. 시험적용은 한국건설기술연구원 內의 포장가속 테스트 부지(10×3 m)에 그림 1과 같은 적용 절차로 진 행하였고, 아스팔트 보강재(ESGRID-AA) 설치구간과 미설치구간으로 나누어 실시하였다. 포장체에 적용 되는 차륜하중은 그림 2의 그래프에서 보는 것과 같이 하중을 점진적으로 증가시켜, 재하 하중별로 나타 나는 공용 특성을 분석하였다. 시험 결과, 일정 기준의 하중(시험에서는 6t 2만회 재하) 이하에서는 처짐이 거의 나타나지 않고 있다. 이는 보강재를 사용하지 않은 일반 아스콘의 4t 재하시의 처짐 형태와 비슷한 형상으로써, 차량하중을 견 딜 수 있는 능력이 무보강 상태보다 현저히 증가한 결과라고 할 수 있다. 또한, 이후 재하과정에서도 점진 적인 처짐 형상이 나타나고 있어, 급격한 처짐이 발생하는 시점에서의 보수･보강 시기를 상당히 지연시킬 수 있는 결과라고 할 수 있다. 이를 수치화하여 구체적이고, 정량적인 성능 개선효과를 판단하기 위해, ESAL(등가단축하중) 분석을 통한 보강재의 공용성을 확인하고자 하였다. 일반적으로 분석에 사용되는 소 성변형(Rutting) 깊이는 구체적인 기준이 존재하지 않지만, 일반적으로 13mm에 해당하는 구간의 데이터 를 확보하여 공용성을 판단한다. 이를 정량화 하였을 때, 약 170%의 성능 향상과 함께, 보수 시기 지연에 따른 공용기간 증대를 가져올 수 있는 것으로 나타났다. 향후, 추가적인 제품 개발(개선) 및 현장 적용성 평가를 통해서, 보강제품의 공용성을 더욱 증진시킬 수 있는 방안을 마련해 보고자 한다.

최근 온실가스 배출 최소화를 위한 친환경적인 포장도로의 개발 관련 연구가 늘어나고 있다. 이런 연구 의 배경은 바로 온실가스로 인한 기후 변화이다. 현재 기후변화는 전 세계적으로 고온 및 저온 현상과 함 께 기습폭우, 폭설, 극심한 한파 등을 야기 시키고 이로 인한 사회기반 시설물의 손상은 가속화되고 있는 실정이다. 기존에 사용되어졌던 아스팔트 포장 기술은 가열아스팔트 포장(HMA, Hot Mix Asphalt Pavement)이었으나, 이는 온실가스, 특히 탄소의 배출되는 양을 증가시키므로 최근에는 이를 감소시키 기 위해 탄소발생이 30% 이상 저감되는 중온아스팔트 포장(Warm Mix Asphalt Pavement)을 개발하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구들은 자원의 재활용을 활성화 시키면서 비용을 절감시키는 효과를 보는데 의의를 두고 있다. 이러한 아스팔트 혼합물에 대한 연구는 혼합물의 개발로 끝나는 것이 아니라 포장 공법에 관련된 연구로 이어지는데, 최근 여러 국내외 아스팔트 포장도로 현장에서의 표층과 기층에 대한 접착성을 향상시키는 택코트 재료에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이전에는 가열아 스팔트 혼합물에 택코트를 첨가하여 접착성을 평가하는 연구가 이루어 졌고, 첨가된 택코트에 따라 접착 성이 상이하게 나타나게 되는 결과를 보였다. 저번 연구와는 달리, 이번 연구에서는 아스팔트 순환골재와 슬래그 골재를 70% 이상 사용한 재활용 저 탄소 중온 아스팔트 혼합물에서의 택코팅 재료의 최적 함량 및 비율을 연구 하여 박층포장 적용 시 우려 되는 밀림, 층간 분리, 균열에 대한 저항성을 높일 수 있는 방안으로 층간 접착을 전단 시험을 통하여 평 가 하려고 한다. 위에 제시된 전단 시험을 위하여 본 연구를 수행하기 이전에 컴퓨터 계측식 직접전단장 치를 구축 하고, 재활용30%(폐아스콘 15%, 제강슬래그 15%)의 중온 아스팔트 혼합물을 제작하였다. 제작 된 공시체(택코팅을 완료한 재활용 중온 아스팔트 혼합물)는 직접전단장치 지그 안에 장착 한 후에, 컴퓨 터에 설치된 Shear Program을 이용하여 직접전단장치로 공시체에 대하여 택코팅 강도를 측정하기 위하 여 하중을 재하 하였다. 본 실험에서의 측정은 Min Interlayer Shear Strength Limit(Pavement)에 의 거 하였다. 본 연구에서는, 택코팅 성능 시험을 통하여 이를 만족하는 결과 값을 가지게 되었으며, ISS시 험을 통하여 Min Interlayer Shear Strength Limit(Pavement)값이 130kPa 이상이 되어 본 연구의 성 과 지표를 만족 시킬 수 있게 되었다.

PURPOSES: The objective of this study is to evaluate the tack-coating material’s properties using the bitumen bond strength(BBS) test and damping test as function of changed curing times. In this study, bonding strength tests were performed according to the curing time of tack coating materials. METHODS : In order to investigate bonding characteristic of tack coating materials, the Pneumatic Adhesion tensile Testing Instrument(PATTI) device is used to measure the bond strength between the tack coating materials and aggregate substrate based on the AASHTO TP-91. Also, damping test as in situ test was used to determine an appropriate traffic openting time for construction vehicle. Four different tack-coating materials were used in this study. The BBS tests were performed a one hour curing and testing temperatures of 5℃, 15℃, and 25℃. Damping test was conducted at 30min, 60min, 90min, and 120 min of curing times with temperatures of 20℃ and 30℃. RESULTS and CONCLUSIONS : The BBS test results show various bond strength as function of tack coat materials. At the same testing condition, A tack coat material shows almost two times higher than D tack coat materials although both materials are satisfied the criteria of material’s physical properties. Also, Dampting test results shows similar trend with BBS test result. The damping test result was significantly changed as function of tack coat materials. Based on this study, the tack coating material’s curing time is very important. Therefore, both curing time and the bond strength’s characteristic has to be considered in standard specification.

PURPOSES: The performance of tack coat, commonly used for layer interface bonding, is affected by application rate and curing time. In this study, bonding strength tests were performed according to the application rate and curing time of asphalt emulsion. Based on finding from this study, optimum application rates and curing times are proposed. METHODS: In order to investigate bonding characteristic of asphalt emulsion, tests were performed on both asphalt concrete pavement and portland concrete pavement. Also, asphalt emulsions were tested at the application rate of 0, 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8l/m2 and at the curing time of 0, 0.5, 1, 2, and 24 hours. Pull-off test and shear bonding strength test, which commonly used for bonding strength measurement of asphalt emulsion, were adopted for this study. To assess field performance under different testing condition, asphalt emulsions were applied to in-service pavement. Throughout coefficient of determination analysis between material index properties from asphalt emulsion and mechanical response from bonding strength tests, performance correlativity was analyzed. RESULTS: Test results show that optimum application rate for asphalt overlay on asphalt concrete pavement (AOA) and asphalt overlay on concrete pavement (AOC) was 0.4~0.5l/m2 and 0.3~0.5l/m2, respectively. According to the curing time increment, tensile strength and shear strength of AOC were increased to 22~44% and 20~39%, respectively. AOA case also show strength increment in tensile strength (42%) and shear strength (9%). We tested the applicability of tack coat materials at the field sites, and our findings demonstrated that the bonding (for D and E) and rapid curing (for B, C, and D, E) performances were superior than others. Among material index properties, there was a high correlation between penetration ratio and bonding strength test result. CONCLUSIONS : Result show that interlayer bonding strength was affected by asphalt emulsion type, application rate and curing time. AOC required slightly higher application (0.1l/m2) than AOA. Both AOA and AOC cases show higher strength at longer curing time. Up to 2hours of curing, rapid strength increments were observed, but strength increment ratio was decreased after 2hours of curing. From the observed correlation between penetration ratio and bonding strength, it is expected that penetration ratio can be used as one of important factors affecting bonding strength analysis.