OBJECTIVES : The objective of this research is to determine the moisture resistance of the freeze-thaw process occurring in low-noise porous pavement using either hydrated-lime or anti-freezing agent. Various additives were applied to low-noise porous asphalt, which is actively paved in South Korea, to overcome its disadvantages. Moreover, the optimum contents of hydrated-lime and anti-freezing agent and behavior properties of low-noise porous asphalt layer are determined using dynamic moduli via the freeze-thaw test. METHODS: The low-noise porous asphalt mixtures were made using gyratory compacters to investigate its properties with either hydratedlime or anti-freezing agent. To determine the dynamic moduli of each mixture, impact resonance test was conducted. The applied standard for the freeze-thaw test of asphalt mixture is ASTM D 6857. The freeze-thaw and impact resonance tests were performed twice at each stage. The behavior properties were defined using finite element method, which was performed using the dynamic modulus data obtained from the freezethaw test and resonance frequencies obtained from non-destructive impact test. RESULTS: The results show that the coherence and strength of the low-noise porous asphalt mixture decreased continuously with the increase in the temperature of the mixture. The dynamic modulus of the normal low-noise porous asphalt mixture dramatically decreased after one cycle of freezing and thawing stages, which is more than that of other mixtures containing additives. The damage rate was higher when the freeze-thaw test was repeated. CONCLUSIONS : From the root mean squared error (RMSE) and mean percentage error (MPE) analyses, the addition rates of 1.5% hydrated-lime and 0.5% anti-freezing agent resulted in the strongest mixture having the highest moisture resistance compared to other specimens with each additive in 1 cycle freeze-thaw test. Moreover, the freeze-thaw resistance significantly improved when a hydrated-lime content of 0.5% was applied for the two cycles of the freeze-thaw test. Hence, the optimum contents of both hydrated-lime and anti-freezing agent are 0.5%.

PURPOSES: It is theoretically well known all over the world, that porous hot mixed asphalt (HMA) with hydrated Lime improves moisture and rutting resistance, and reduces pothole occurrence frequency, as well as the life cycle cost (LCC). METHODS : Addictive in the two different formations of the liquid anti-stripping Agent and powder Hydrated-Lime was applied in this investigation in order to obtain relatively clear results according to their types and conditions. Firstly, the moisture conditions were set, and applied to the porous HMA mixtures with hydrated lime (anti-stripping agent). Next, it was followed by a non-destructive test with the application of three freeze-thaw cycles, which were individually carried out thrice to compare the results of the dynamic moduli. Lastly, the hydrated lime effect related to moisture sensibility to porous HMA has been verified through the analysis of the modulus results regarding the change rate of dynamic modulus per n-cycle. RESULTS: It is clear from this investigation, that the dynamic modulus is inversely proportional to the change in temperature, as the graph representing the rigidity of the thermorheologically simple (TRS) material showed gradual decline of the dynamic modulus with the increase in temperature. CONCLUSIONS: The porous HMA mixture with the anti-stripping agent (hydrated Lime) has been found to be more moisture resistant to freezing and thawing than the normal porous HMA mixture. It is clear that the hydrated lime helps the HMA mixture to improve its fatigue resistance.

현재 각 시·도 지차체의 국도 70%이상이 불투수성 면적이며, 불투수성 면적의 증가는 우천 시 수막현 상으로 인한 교통사고, 도시형 우심 피해 증가, 하천수의 감소, 지하수의 고갈 등의 물 순환 문제와 열섬 현상을 발생시키는 주요 원인으로 지목받고 있다. 이러한 시점에서 투수성 포장은 도로 및 보도에 사용이 많이 이루어 졌으나 기존의 밀입도 포장에 비해 인위적으로 형성시킨 공극으로 인하여 강우 및 강설 등에 의한 수분이 투수성 포장을 자유롭게 이동할 수 있어 수분손상에 의한 포장체의 변형 및 처짐으로 골재의 박리·박락 현상과 균열 및 포트홀 등으로 포장이 파손되는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 한편, 실온에 서 사용이 가능한 메틸메타아크릴수지(MMA: Methyl Methacrylate Reactive Resin)는 낮은 온도(영하 30℃)에서도 작업이 가능하며 염화칼슘 등의 유입에도 손상 없이 견디는 내화학성 및 내염성을 가지고 뛰 어난 접착성을 가지고 있다. MMA 수지의 경우 에폭시 수지 및 우레탄 수지와 같은 액체기와 액체 경화제 로 구성되어 있는 여타 반응성 수지와 달리 상온에서 사용가능한 결합재에 적용할 경우 MMA 수지와 분 말경화제의 배합 및 사용량에 대한 특성을 명확히 적용할 필요가 있다. 본 연구에서는 폐아스콘 순환골재를 전량 활용한 투수성 재생아스팔트 제조를 위한 MMA 수지 상온 재 생아스팔트용 결합재 개발에 앞서 MMA 수지 및 경화제의 종류에 따른 배합의 중합열과 경화속도를 분석 하여 기초자료로 활용하고자 한다. 실험 결과, 단일형 MMA 수지의 경우 경화제의 B.P.O 농도가 높고, 첨가량이 증가할수록 중합열은 증가 하였으며, 경화시간은 단축되는 경향을 보였다. B.P.O 농도 50%의 경우 2%~4%첨가량의 경화시간은 26~40분, 중합열은 82.4℃~94.6℃로 안정적인 중합 반응을 보였으며 5%의 시편에서는 100.4℃의 높은 중 합열이 발생하여 이에 따른 자동가속화반응으로 인한 점도 증가로 기포가 발생하여 공극이 생기는 현상이 발견되었다. B.P.O 농도 40%의 경우 2%~5%첨가량의 경화시간은 23~52분, 중합열은 77.6℃~98.5℃ 안 정적인 중합 반응을 보였다. 하지만 B.P.O 농도 50% 및 40% 모두 첨가량 1%이하에서는 반감기가 길어짐에 따라 단위 시간당 생성되는 자유라디칼의 수가 작아지면서 입자 핵생성 기간이 길어져 반응 초기에 생성된 입자 핵들이 화합하여 성장할 확률과 중합속도 또한 낮아지게 되어 경화시간이 60분 이상 증가하였으며 중 합열 또한 61.5~65.3℃로 낮게 나타났다. 상도형 MMA 수지의 경우 경화시간은 22~30분, 중합열은 59. 1℃~64.2℃로 농도와 첨가량에 의한 차이는 크지 않았으며, 단일형 MMA 수지에 비해 빠른 경화시간과 낮 은 중합열로 안정적인 중합반응을 보였다. 하지만 경화제 4%이상 첨가할 경우에는 농도에 관계없이 중합열 이 감소하여 10℃이상의 차이를 보였으며, 이는 경화제의 첨가량이 증가하면서 분자간의 응집력으로 인하여 균일한 분산이 이루어지지 않아 MMA 수지와 중합반응이 제대로 이루어지지 않은 것으로 판단된다.

PURPOSES: This study is to evaluate the dynamic modulus changes of permeable asphalt mixtures by using non-destructive impact testing method and to compare the dynamic moduli of permeable asphalt mixtures through repeated freezing and thawing conditions. METHODS: For the study, non-destructive impact testing method is used in order to obtain dynamic modulus of asphalt specimen and to confirm the change of dynamic modulus before and after freezing and thawing conditions. RESULTS : This study has shown that the dynamic moduli of asphalt concrete specimens consisting of 10%, 15% and 20% porosity are reduced by 11.851%, 1.9564%, 24.593% after freezing and thawing cycles. CONCLUSIONS : Non-destructive impact testing method is very useful and has repeatability. Specimen with 15% porosity has high durability than others.

도시부 도로에서 투수성포장의 효용성은 널리 인식되고 있으나, 빗물침투로 인한 노상의 약화를 고려한 포장 두께 설계는 아직 제시되지 못하고 있다. 도시에서 빗물을 도로포장의 표면에서 바로 배수시키지 않고, 표면을 투과해서 노상으로 침투시키는 구조를 갖는 투수성포장은 도시홍수의 억제, 배수시설의 부하 경감, 지중생태계 개선, 열섬현상 억제 등 기존 불투수성 포장으로 인해 발생되는 여러 가지 문제를 저감시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다. 그러나 투수성포장의 구조설계는 빗물 침투로 노상이 약화되는 현상을 적절히 고려할 수 없어, 투수성포장에 대한 구조설계방법은 아직 제시되지 못하고 있다. 본 연구에서는 빗물에 의한 노상의 약화 정도에 대한 문헌적 정보와 역학적 분석을 통해 잠정적으로 적용할 수 있는 투수성 아스팔트포장의 구조설계방법을 제시하였다. 문헌적 정보는 노상함수비가 최적함수비에서 2% 증가에 따라 탄성계수가 20% 감소한다는 조건을 적용하였다. 실제 현장을 대상으로 투수성포장을 적용할 경우 유한요소 해석결과와 기존 설계방법에 노상의 강도저하를 고려한 결과 기존두께에 30cm 정도 보조기층을 보강해야 하는 것으로 분석되었다. 이것은 일본에서 투수성 아스팔트포장의 구조설계에 적용하고 있는 증가두께와 유사한 것으로 나타났다.

The purpose of this study is to investigate the field application of Permeability recycled asphalt using Waste Asphalt Concrete and Resin. After the test construction, it was not cause problem, such as this stripping, falling and crack of pavement. Also, it was confirmed to be performance of equal or higher than of existing technology.

최근 도로의 개･보수 공사 뿐만 아니라 도시가스, 상수도 및 오폐수 관거 등의 교체공사로 인하여 건설 산업 부산물 중에 폐아스콘의 발생량이 상당한 부분을 차지하고 있다. 이러한 폐아스콘의 처리 및 건설공사 골재부족 현상 심각성이 대두됨에 따라 자원순환을 위한 정부의 패러다임 전환 정책이 강화되고 있다. 한편 실온에서 사용이 가능한 MMA(Methyl Methacrylate) 수지를 이용한 투수성 재생아스팔트의 역학적 성능에 대한 기초실험을 실시한 결과 MMA 수지를 이용한 투수성 재생아스팔트의 마샬안정도 및 흐름값 모두 KS 기준을 만족하는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서는 폐아스콘을 처리한 순환골재와 MMA 수지를 이용한 투수성 재생아스팔트의 내구성능을 확인하기 위하여 마모저항성 및 동적안정도에 대하여 분석하였다. 배합조건에 따른 마모저항성 시험결과, 모든 배합조건에서 시험체의 질량 손실률이 18%이하로 나타났다. 투수성 재생아스팔트의 경우 골재와 골재 사이의 결합재 및 공시체의 수밀한 정도에 의해 칸타브로 손실률의 차이가 크게 발생하나, 본 실험에서의 제조된 공시체는 모두 우수한 내마모성을 나타내는 것으로 나타났다. 투수성 재생아스팔트의 동적안정도를 평가하기 위하여, 상온 25℃에서 휠트래킹 시험방법으로 동적안정도를 평가한 결과, PCRA-1(L사 MMA)의 경우가 PCRA-2(N사 MMA)의 경우 보다 완만한 변형률을 나타내었으며 최종 변형량의 차이가 약 0.44 ~ 3.37mm의 차이가 나타났다. KS 규격에 준하는 시험체 3개의 평균값으로 산정된 변형량의 차이는 약 1.75mm로서 PCRA-2의 시험체가 약 1.94배 더 큰 변형량을 나타내었다. 한편 PCRA-1의 시험체는 약 5분까지는 급격히 중앙부 처짐량이 증가하는 경향을 나타났으나, 그 후 60분까지 서서히 처짐량이 증가하였다. 따라서, PCRA-1의 배합이 변형에 대한 저항성이 우수한 것으로 판단된다.

In this study, Analyzed characteristic about permeability cold-mixed recycled asphalt concrete using waste asphalt concrete and MMA. As a result, porosity was 19.4% and permeability coefficient was 0.4cm/sec. Marshall stability test had the highest MMA 4% and a hardener 3%.