Construction guidelines for porous asphalt have been revised to satisfy a porosity of at least 16% according to quality standards. Porous asphalt is widely used for pavements on highways and major urban roads, providing advantages such as improving drainage, preventing hydroplaning, and reducing road noise through a porous structure. It suppresses hydroplaning on the road surface, improves skid resistance during rainfall, shortens vehicle braking distance because rainwater does not accumulate, secures nighttime visibility, and prevents accidents. Porous asphalt reduces the noise surrounding a road to approximately 3–5 dB by absorbing the air vibration caused by the air compression of tires driving on the road with high porosity. For these reasons, it is applied to roads near residential areas and sound insulation sections in urban areas. However, porous asphalt is also accompanied by structural weaknesses. Owing to the characteristics of porous asphalt, the adhesion between aggregates is weakened due to the mixing characteristics of open-graded aggregate skeleton with low fine aggregate content, resulting in various problems such as a decrease in the stability of the mixture, binder draindown, cracks, raveling, and the decrease in durability due to moisture penetration. If the load in the pores is not dispersed or the binder flows downward, structural destruction is promoted, leading to a reduction ins long-term pavement life. Porous asphalt mixtures have large voids and weak interaggregate bonding strength, which reduces the stability of the mixture. Because the binder draindown and durability decreases owing to moisture penetration, reinforcement of the mixture is necessary to ensure long-term performance. Currently, most of the fibers used in porous asphalt are natural fibers, such as cellulose and synthetic fibers; however, there is a limit to securing the structural stability of the mixture within the pores. In this study, a new fiber was developed based on CALPET to compensate for the limitations of existing fiber reinforcements, and its applicability was reviewed by comparing and analyzing the physical characteristics of the porous asphalt mixture. The mixing of CALPET resulted in a 7% reduction in cantabro loss compared to cellulose fibers, and a statistically significant improvement in dynamic stability test results by inorganic components of CALPET.

최근 폭염·폭우 등 극한기후의 증가와 공항 포장의 고하중·고타이어압 하중 조건으로 인해 조기 열화 및 파손 위험이 커지는 상황에 서 본 연구는 국내 포장 입도의 공항 에어사이드 표층 적용 가능성을 평가하고 국내 실정에 맞는 품질관리 및 적용 기준 마련을 목적 으로 수행되었다. 이를 위해 국내 바인더 3종(PG 64-22, 76-22, 82-22)에 대해 DSR, BBR, MSCR 시험을 실시하여 고온 소성변형 저 항성과 개질 바인더 적용 적합성을 검토하고, FAA Gradation 1, 2와 국내 입도(WC-2, WC-4, WC-5, SMA-13 mm)를 사용한 혼합 물을 제작하여 동탄성계수(E*), 함부르크 휠트래킹(HWTT), 수분저항성(TSR), 피로균열 저항성 등 주요 역학적 성능을 평가하였다. 그 결과, 국내 WC 및 SMA 혼합물은 FAA 입도 혼합물과 비교해 동등하거나 일부 항목에서 상회하는 성능을 나타내어 공항 포장용 재료로서의 적용 가능성을 확인하였다. 향후 철저한 플랜트 관리, 적정 배합설계, 공인시험 기반 품질관리 체계가 확보된다면, 국내 재 료 수급 및 생산 여건을 반영한 합리적인 공항 아스팔트 포장 품질관리 기준 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 아스팔트 포장 도로에서는 교통 환경 변화와 지구온난화로 인한 이상기후 현상에 따라 소성변형, 균열 및 탈리 등의 조기파손으로 공용수명에 영향을 미치고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고점도 바인더를 사용한 기능성 포장을 통해 내구성과 장기공용성을 증진 시키려는 연구가 수행되고 있으나, 고점도의 개질 아스팔트는 높은 점도로 인해 생산 및 시공 과정에서 바인더의 유동성을 확보를 위해 170℃ 이상의 생산 및 다짐 온도가 요구된다. 이에 따라 악취 및 대기오염물질 발생량이 증가하고, 아스팔트의 단기노화를 촉진하여 장기공용성 저하를 불러오는 문제가 발생하기 때문에 고온의 생산 조건에서 발생하는 문제점을 해결하기 위한 방안으로 중온 아스팔트 및 섬유보강 방식 등을 활용하고 있으며, 이 중 중온 아스팔트는 화학첨가제 방식과 기포 아스팔트 방식 등의 연구를 통해 상용화가 되어있다. 반면, 섬유보강 방식은 시멘트 콘크리트에 한정되어 적용되고 있으나, 아스팔트 콘크리트에는 분산성과 경제성 등의 이유로 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 아스팔트 혼합물에 합성섬유를 사용하여 내구성을 개선한 섬유보강 아스팔트 혼합물을 통해 고온 생산 환경에서 발생하는 문제 해결 가능성을 평가하고자 한다.

The integrity of interlayer bonding in asphalt pavements is a critical factor to ensure the structure behaves as a unified, monolithic system. Common issues like dust contamination on the receiving surface and inadequate tack coat application create weak interfacial planes that promote localized shear deformation specifically in high-traction zones like braking and turning areas. This study introduces a transferable framework that integrates lab-based interlayer bond characterization, composite fatigue testing, and finite element (FE) modeling to assess pavement performance under realistic field conditions.Two tack coats were used in this study, including regular tack coat (RSC-4) and clean tack coat (ILT-4) and considered 0%, 50% (remaining 50% was covered with dust), and 100% of the contact surface area, at three distinct tack coat application rates. Peak shear strength, initial stiffness, and fractured energy were determined from monotonic shear tests for quantifying bonding state and for FE simulations. Four-point bending (4PB) test was used to characterize fatigue performance, using normalized stiffness s(N), fatigue life and mid-life degradation rate or damage rate (DR). To relate the findings with field behavior, FE simulations estimate shear demand during braking, allowing a demand-to-capacity comparison. Results indicate that dust samples have 10%-30% lower bonding strength and must reach shear fail at the service life at the breaking zone with -0.93 midlife damage rate. Considering DR as a primary performance indicator, the framework provides the ultimate recommendations such as ensure surface cleanliness, uniform tack coat application, and quality control in high-stress zones.

컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography, CT)을 이용한 아스팔트 콘크리트의 성능평가는 포장 재료의 내부 구조를 정밀하게 파악할 수 있다는 점에서 최근 그 중요성이 점차 부각되고 있다. 기존의 평가방법은 주로 파괴 시험에 의존하고 있어 기반 시설의 손상을 수반 하며, 재료 내부 특성에 대한 정보 제공에도 한계가 있다. 반면, CT 스캔 기법은 공극, 골재 분포, 매스틱 피복률(mastic cover factor) 등 아스팔트 혼합물의 내구성과 성능에 핵심적인 내부 구조 특성을 비파괴적이고 고해상도로 분석할 수 있게 한다.

최근 기후 조건의 변동성이 커지면서 포장 표층의 성능 저하가 더 자주 관찰되고 있으며, 공항 에어사이드 구간에서는 이러한 손상 이 곧바로 운항 위험으로 이어질 수 있다. 국내 공항 아스팔트 표층은 통상 FAA 혼합물 입도 체계를 바탕으로 설계·시공되어 왔지만, 국내 골재 수급과 생산 환경을 고려하면 국내 포장 입도를 공항 표층 재료로 활용할 수 있는지에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서 는 FAA 입도와 국내 혼합물의 입도 및 실험 물성(동탄성계수 등)을 비교하고, 이를 FAARFIELD 입력에 반영하여 표층 재료 변경이 설계수명에 미치는 영향을 확인하였다. 분석에는 A·B 공항의 최근 5년 항공기 교통량 자료를 사용하였으며, 표층 효과를 분리하기 위 해 표층 두께와 기층 이하 조건은 동일하게 유지한 채 표층 물성만 교체하여 설계수명 결과를 비교하였다. 그 결과, 국내외 입도 적용 에 따른 요구 두께 차이는 대체로 크지 않았고, 일부 조건에서는 국내 혼합물 적용 시 표층 두께가 더 얇게 산정되어 경제적 대안 가 능성을 확인하였다. 다만 본 연구는 동탄성계수 중심의 구조적 비교에 초점을 두었으므로, 러팅·수분민감(박리), 시공 품질(공극·다짐), 기후 및 운용 조건(제동·가속 구간 특성) 등을 함께 고려한 추가 검토가 뒤따를 필요가 있다.

최근 기후 변화로 인해 기온 상승과 강수 특성의 변화가 가속화되면서 도로 포장의 장기 성능에 미치는 영향이 점차 중 요해지고 있다. 아스팔트 콘크리트 포장은 온도 및 수분 조건에 민감한 재료 특성을 가지므로 동일한 재료·구조·교통 조건에 서도 기후 조건에 따라 포장 거동과 수명이 크게 달라질 수 있다. 현재 MEPDG(Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide) 프로그램은 EICM(Enhanced Integrated Climatic Model) 기후 모델을 통해 온도 및 수분 조건을 반영하여 공용기간 동 안의 포장 성능을 예측하는 성능 기반 설계 방법을 제공하고 있으나, 기후 입력은 과거 관측자료를 기반으로 생성된 정상성 기후 데이터에 의존하고 있다. 그러나 최근 평균기온 상승과 극한 기상 현상의 증가로 장기 기후 조건이 비정상성을 나타내 고 있으며, 이러한 변화는 포장 설계의 신뢰성에 영향을 미칠 가능성이 있다. 본 연구에서는 강릉 지역의 1965–2024년의 장 기 기온 시계열 자료를 대상으로 확장 디키–풀러(Augmented Dickey-Fuller, ADF) 검정과 크비아트코프스키–필립스–슈미트– 신(Kwiatkowski–Phillips–Schmidt–Shin, KPSS) 검정을 수행하여 정상성 여부를 진단하였다. 분석 결과 두 검정 모두 비정상 성이 우세하게 나타나 시계열 내에 장기 추세가 존재함을 확인하였다. 나아가, 미래 기후 변화를 반영하기 위하여 네 가지 기온 시나리오를 설정하였다. 과거 관측자료의 월별 평균을 기반으로 한 기준 시나리오와, 장기 기온 상승 추세를 반영하기 위한 회귀 분석 기반 시나리오를 구성하였다. 또한 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제시한 SSP(Shared Socioeconomic Pathways) 시나리오 중 중간 배출 경로(SSP2-4.5)와 고배출 경로(SSP5-8.5)를 적용하여 미래 기온 조건을 설정 하였다. 강수량, 상대습도, 풍속 및 일조율은 장기 추세가 뚜렷하지 않은 것으로 판단되어 과거 자료의 평균 패턴을 기반으 로 미래 데이터를 생성하였다. 구축된 기후 데이터는 MEPDG 입력 형식으로 변환되어 기후 변화 조건에 따른 포장 성능 평 가에 활용될 수 있으며, 비정상성 기후를 고려한 포장 설계 및 유지관리 전략 수립을 위한 기초 자료를 제공할 수 있을 것 으로 기대된다.

투수성 아스팔트 포장은 우수한 배수 성능과 소음 저감 효과로 인해 점차 확대 적용되고 있다. 그러나 개립도 아스팔트 구조 특성상 골재 이탈(ravelling), 공극 저하(clogging), 표면 열화 등에 취약하며, 교통 하중 및 환경적 노출에 의해 성능 저 하가 발생한다. 아스팔트 포장의 구조적 건전성을 회복하면서도 배수 기능을 유지하는 효과적인 유지보수 방법이 필요하나, 기존의 밀입도 보수 재료는 공극을 채워 투수성을 저하시킬 가능성이 존재한다. 이에 본 연구는 투수성 아스팔트 포장면의 보수를 위한 폴리머 수지 모르타르를 제안한다. 에폭시, 우레탄, MMA 수지 모르타르를 입도 조정된 규사와 혼합하여 양생 특성, 기계적 강도, 부착 성능, 공극 보존성, 현장 투수성 등을 실험실 및 현장 지표를 통해 분석하였다. MMA는 골재 혼합 물 내에서의 불충분한 양생 특성으로 인해 제외되었으며, 에폭시 모르타르는 우수한 기계적 안정성과 현장 유지보수에 적합 한 빠른 양생 특성을 보였다. 보수 구간은 기능적 허용 범위 내 공극률을 유지하였고, 무처리 구간 대비 투수성 감소가 미 미한 것으로 나타났다. 연구 결과, 에폭시 기반 폴리머 모르타르는 아스팔트 포장 도로의 투수성과 구조적 성능을 동시에 확보할 수 있는 효과적인 투수성 아스팔트 보수 재료임을 확인하였다.

국내에서 발생하는 철강슬래그는 제철 공정의 대표적인 산업부산물로, 고로슬래그와 제강슬래그로 구분된다. 고로슬래 그는 잠재수경성을 보유하여 시멘트 혼화재 등으로 널리 활용되고 있으나, 제강슬래그는 유리석회(free-CaO)에 기인한 팽창성 및 환경적 문제로 인해 주로 성토재나 도로 기층재 등 저부가가치 용도로 활용되고 있다. 한편, 천연골재의 고갈 및 환경 규제로 인한 수급 불균형 문제가 심화됨에 따라 산업부산물을 활용한 대체골재 개발의 필요성이 증대되고 있다. 이에 본 연구에서는 제강슬래그를 적용한 SMA 혼합물을 제작하여 천연골재 대체 재료로서의 적용 가능성을 평가하였 다. 균열 저항성은 IDEAL-CT 및 Overlay Test를 통해 평가하였으며, 소성변형 저항성은 IDEAL-RUT, 동적안정도 시 험 및 Flow Number 시험으로 분석하였다. 또한 함부르크 휠트래킹 시험을 통해 수분 민감성을 검토하고, 동탄성계수 시험을 수행하여 혼합물의 강성 특성을 정량적으로 평가하였다. 시험 결과, 제강슬래그를 적용한 SMA 혼합물은 IDEAL-CT 시험에서 CTIndex 70 이상을 나타내어 균열 저항성 기준을 만족하였으며, Overlay Test에서도 반복 하중에 대한 안정적인 거동을 보였다. 또한 IDEAL-RUT, 동적안정도 및 Flow Number 시험에서 기준 혼합물 대비 동등 이상의 소성변형 저항성을 확보하였다. 함부르크 휠트래킹 시험 결과 수분 저 항성 기준을 만족하였으며, 동탄성계수는 증가 경향을 나타내어 강성 향상이 확인되었다. 종합적으로, 제강슬래그를 적용한 SMA 혼합물은 균열 저항성, 소성변형 저항성, 수분 저항성 및 강성 측면에서 우수한 구조적 성능을 확보하였으며, 천연골재를 대체할 수 있는 재료로서의 적용 가능성을 확인하였다.

This study focuses on the issue of premature failure in patched sections of asphalt concrete overlays during the service life of existing concrete slabs. These failures are typically exacerbated by extreme weather and heavy traffic. To overcome the low durability and moisture susceptibility of conventional patching materials, the applicability of the GA (Guss Asphalt) mixture, which is known for its excellent waterproofing and adhesion properties, was investigated. Additionally, the fundamental performance characteristics of GA, including its initial stability, moisture resistance, porosity, and plastic-deformation resistance, were evaluated. In this laboratory study, the stability, flow value, and porosity (V a) of six types of pavement patch materials (including GA/MA (Mastic Asphalt), HMA (Hot Mix Asphalt), and CMA (Cold Mix Asphalt) mixtures) were evaluated under various initial curing conditions (3–48 h) and environmental conditions (air and water at 25 °C). Additionally, a wheel tracking test was performed in air conditions at 25 °C to compare and analyze the dynamic stability and plastic-deformation resistance. The results show that GA exhibited the highest stability under all conditions. Its stability increased significantly after 48 h of curing in water, thus demonstrating its superior moisture resistance compared with that of HMA, whose stability decreased significantly. Porosity analysis indicates that the GA/MA mixtures (GMA, PMA, and PGMA) exhibited low porosity (< 1%) and high saturation (> 97%), thus confirming a dense pore structure. Furthermore, the results of the wheel tracking test show that the HMA and GA mixtures exhibited the highest dynamic stability under both 24- and 48-h curing durations. In particular, the GA mixture showed the smallest rutting depth (0.9–1.0 mm), thus indicating its superior resistance to plastic deformation. By contrast, the CP-A mixture showed the largest rutting depth (32.5–38.4 mm), thus indicating the greatest susceptibility to plastic deformation, whereas the CP-B mixture exhibited relatively stable performance with a rutting depth of 5.4–5.6 mm. In general, the GA/MA mixtures exhibited the best performance in terms of long-term stability (48 h of curing), moisture resistance, and plastic-deformation resistance compared with conventional HMA and CMA (CP-A and CP-B) mixtures. GA mixtures are considered the optimal alternative for road patching and repair owing to their excellent moisture resistance and plastic-deformation resistance at 25 °C. However, their field application requires consideration of various environmental conditions, thus necessitating further comprehensive investigations into their crack resistance, adhesion, and plastic-deformation behavior.

Pavement friction under wet conditions is a critical factor affecting driving safety and is determined significantly by water-film thickness (WFT). Although current road geometric design standards incorporate wet-pavement friction coefficients as design parameters, they do not adequately account for the effects of WFT. This study estimates the variation in the coefficient of friction caused by changes in the WFT and applies the results to the calculation of stopping sight distance (SSD) and radius of curvature (RC), which are essential elements in road geometry design. Through this approach, the study identifies the limitations of current standards and proposes potential improvements. WFT was estimated using the Gallaway model, which was previously verified through comparative analysis and experimental validation. The model incorporates key influencing factors such as rainfall intensity, pavement slope, drainage path length, and mean texture depth. Based on the estimated WFT, the longitudinal and lateral friction coefficients were calculated using Gallaway’s SN and Lamm’s models, respectively. Using these friction values, the SSD and RC were evaluated under various pavement and environmental conditions. Furthermore, comparisons with existing design guidelines were performed to assess whether the predicted values satisfy the standards under different conditions. Additionally, areas requiring improvement were identified. The analysis confirmed that WFT increases with rainfall intensity and drainage path length, whereas it decreases as the pavement slope, mean texture depth, and tread depth increase. An increase in the WFT significantly reduces the friction coefficient, which consequently increases the SSD and required RC. In particular, under conditions such as heavy rainfall, worn treads, long drainage paths, and shallow surface textures, the calculated SSD and RC typically exceed the minimum requirements of current road-design standards. By contrast, ensuring sufficient surface texture effectively maintains friction performance and mitigates increases in the SSD and RC. The findings of this study suggest that current road-design standards—based on dry or vaguely defined wet conditions—may not sufficiently address the effects of WFT on pavement friction. A quantitative, WFT-based approach is required for more realistic friction estimations. To enhance safety in rainy conditions, road designs should incorporate structural and material improvements, such as optimizing pavement slopes, reducing the drainage path length, maintaining adequate surface texture and tread depth, and adopting high-performance surfacing materials. Additionally, dynamic speed-management systems during rainfall and preventive maintenance for sections with inferior drainage should be considered to improve driving safety under wet weather conditions.