최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

온실가스 배출량을 최소화하기 위하여 가열 없이 생산이 가능한 상온 아스팔트 포장 공법도 2000년 초부터 개발되어 활용되고 있으 나, 기술적 한계로 인해 성능 확보가 어려워 대부분 기층용으로 활용중에 있다. 상온 아스팔트 혼합물은 유화아스팔트를 사용하는데 양생하는 동안 혼합물 내부에 있는 물이 증가됨에 따라 혼합물 내부의 높은 공극률이 발생하게 되어 포장의 성능을 확보하는데 한계 가 있다. 따라서 본 연구에서는 유화 아스팔트 내 아스팔트 고형분 함량을 증가시켜 물 함량을 최소화함으로서, 양생시간을 단축하고 낮은 공극률 확보를 통한 상온 아스팔트 혼합물의 성능의 변화를 평가하였다. 시험결과, 고형분 함량이 변화에 따라 공극률 및 간접인 장강도, 터프니스 물성이 변화가 나타났다. 하지만 고함량 고형분의 유화 아스팔트를 상온 아스팔트 혼합물에 적용하기 위해서는 최적 함수비 결정방식 및 양생방식 등에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 나타났다.

최근 시멘트 콘크리트 포장의 아스팔트 덧씌우기 포장을 유지보수 공법으로 채택할 경우 반사균열이 다수 발생하여 유지보수 비용 증가로 이루어지고 있다. 반사균열 발생일 지연시키기 위하여 다양한 재료 및 공법을 사용하고 있으나 이에 대한 효과를 정확하게 평 가하는 시험방법 및 평가기준이 미비한 상태이다. 미국에서도 반사균열 문제로 인하여 유지보수 비용이 급격히 증가하고 있으며, 아스 팔트 함량을 높게 하고 개질제 및 그리드를 사용하여 반사균열 발생을 지연시키려는 노력을 하고 있다. 미국 및 선진국에서는 반사균열 평가 시험법으로 Texas Overlay Tester를 범용으로 사용하고 있으며, 반사균열 저항성 평가에 유일무 이한 장비로 알려져 있다. 최근 93%에 이르는 하중 감소율에 도달하는 하중 재하횟수 시험에 시간적 노력과 편차가 크다는 논란이 재 기되어 1000회 까지만 수행하여 균열발생(crack initiation)과 균열전파(crack propagation) 특성울 계산하여 보다 역학적인 방법에 의한 반 사균열 저항성 평가가 시도되고 있다. 밀입도, PSMA, 구스, 그리드 보강 아스팔트 혼합물에 대한 Overlay Tester를 이용하여 반사균열 수행을 수행하였으며, 이에 대한 균 열발생과 균열 전파 특서을 정량화 하여 비교 분석을 실시하였다.

PURPOSES : This study aimed to evaluate the performance of carbon-reduced asphalt mixtures based on asphalt binder and asphalt mixture tests. METHODS : A carbon-reducing asphalt additive was developed, and samples were prepared by mixing the additive(0.85%, 1.35%, and 1.85%) with virgin asphalt binder to measure changes in the asphalt’s physical properties based on the content of the developed additive. The basic physical properties the penetration, softening point, ductility, and rotational viscosity and performance grade of the samples were measured, and the optimal content of the additive was determined to be 1.35%. An asphalt mixture was produced using the optimal additive content of 1.35%, and stability, indirect tensile strength, tensile strength ratio(TSR), and dynamic stability tests were conducted to compare its performance with that of hot mixed asphalt(HMA). Additionally, a dynamic modulus test that could simulate various loading conditions was conducted. Fuel consumption and CO2 emission were measured at the plant. RESULTS : The developed additive had the effect of reducing the viscosity of the binder while maintaining properties similar to those of the base binder when used at the selected content. The mixture test confirmed that the physical properties related to strength tended to decrease slightly when the additive were applied; however, all specifications were satisfied. In the dynamic modulus test, the results were confirmed to be similar to those of HMA. The fuel consumption and CO2 emission were reduced by 25-30%. CONCLUSIONS : Evidently, asphalt mixtures with carbon-reducing additives can perform at a level equivalent to that of HMA. To bolster this conclusion, it is necessary to track the long-term performance of low-carbon asphalt mixtures on pilot roads.

Evaluation of low temperature performance of asphalt mixture is significant not only for mitigating transverse thermal cracking but also for preventing potential traffic accidents. In addition, the engineers in pavement agency need to inform the proper pavement section where urgent management is needed. Since early 2000, Korea Expressway Corporation Research Division (KECRD) developed an 3D Pavement condition Monitoring profiler vehicle (3DPM) to survey expressway pavement surface condition precisely. The management of whole expressway network became more precise, effective and efficient than before due to application of 3DPM and HPMS. One thing recommended is: performing extensive mechanical test and corresponding data analysis work procedure to further strengthen the feasibility of current 3DPM approach and HPMS. In this paper two activities were considered: first, the pavement section where the urgent care is recommended is selected by means of 3DPM approach. Then asphalt mixture cores were acquired on that specified section then low temperature fracture test: Semi Circular Bending (SCB) test, was performed. The mechanical parameters, energy release rate and fracture toughness were computed then compared. It is concluded that the current 3DPM approach in KEC can successfully evaluate and analyze selected pavement condition. However, more extensive experimental works are needed to further strengthen the current pavement analyzing approaches.

교통량이 증가하고 교량과 같은 특수구조물에 아스팔트 포장이 시공되는 사례가 증가함에 따라 일반적으로 사용되는 아스팔트보다 높은 성능을 가진 아스팔트에 대한 수요가 증가하고 있다. 일반 아스팔트 혼합물은 내구연한이 지나면 재생첨가제 등을 사용하여 다 시 도로포장재료로서 재활용할 수 있는 방안이 마련되어 있으나, 개질 아스팔트가 사용된 폐아스팔트 혼합물은 매립재로 사용하는 것 이외에는 별다른 대안이 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 국토부 지침에 규정된 재활용 아스팔트 혼합물 배합설계법을 적용하여 개질 폐아스팔트 혼합물을 재활용할 수 있는지를 검토해보고자 하였다. 이를 위해 개질 아스팔트를 활용하여 혼합물을 제작하였으며, 현장에서 수거되는 폐아스팔트 혼합물의 노화상태를 모사하기 위해 AASHTO R 30을 참고하여 강제 노화를 실시하였다. 노화 및 추출 과정에서 아스팔트의 물성 변화를 확인하기 위해 절대점도, DSR, MSCR 시험을 실시하였다. 시험결과, 추출 후 바인더의 절대점도는 감소하였으나 G*(복합전단계수)와 δ(위상각)은 증가하는 경향을 보였다. 소성변형 저항성을 확인하기 위해 MSCR(다중 응력 크리프 및 회복) 시험을 실시한 결과,  이 2배 가까이 증가하여 소성변형 저항성이 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 추출시 사용 되는 용매가 개질첨가제를 추출하지 못하여 기인한 결과로 판단된다. 따라서 개질 폐아스팔트 혼합물을 재활용하기 위해서는 기존과 는 다른 별도의 배합설계법이 개발되어야 할 것으로 판단되었다.

2022년 기준 국내 폐타이어 발생량은 약 37만톤으로 그 중 88.9%인 약 32만 9천톤이 재활용되는 것으로 조사되었다. 하지만 이 중 약 75%가 시멘트소성로용 등 열이용 분야에 사용되었다. 폐타이어는 대부분 고무와 플라스틱으로 이루어져 있기 때문에, 고온에서 분 해되면서 다양한 유해가스와 오염물질이 발생할 수 있고, 이러한 공해물질은 적극적으로 관리되지 않으면 대기오염, 수질 오염 등 다 양한 환경문제를 발생시킬 수 있다. 때문에 친환경적이고 지속적인 재활용에 대한 필요성이 대두되고 있다. 폐타이어 고무 분말을 아스팔트 혼합물의 골재 일부로 치환하여 재활용하는 접근 방식은 환경에 미치는 영향을 완화할 뿐만 아니라 천연 자원의 고갈 측면에서도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 따라서 타이어분말을 아스팔트 혼합물에 적용하는 것은 환경 문제를 해결하고 자원 효율성을 높이는 두 가지 이점을 가지고 있다. 폐타이어 분말을 아스팔트 바인더와 아스팔트 혼합물에 적용할 경우 미치는 영향을 평가하기 위하여 DSR, BBR, MSCR 등의 시험 을 진행하였으며, 아스팔트 혼합물 내 폐타이어 분말의 분포를 조사하기 위해 SEM을 실시하였다. 또한 IDEAL-CT와 IDEAL-Rutting 시 험을 통해 아스팔트 혼합물의 성능을 평가하였다.

PURPOSES : In this study, the basis for improving the maintenance method of road pavement in Jeju Island, where deterioration is accelerating, was presented through field construction and analysis of various combinations of maintenance methods. METHODS : Construction was performed on Jeju Island's Aejo Road, which has high traffic and frequent early damage, using various asphalt mixtures mainly applied in Jeju Island, with different maintenance cross-sections depending on the level of repair. The quality and performance of the asphalt mixture collected during construction were evaluated, and MEPDG was used to analyze the service life according to the type and maintenance level of the mixture. RESULTS : While the mixture for the surface layer satisfied the quality standards and had excellent rutting and moisture resistance performance, the asphalt mixture for the intermediate and base layer did not satisfy the quality standards such as air voids, so it was judged that quality control was necessary during production. The section repaired to the base layer was found to be advantageous for the integrated behavior of the pavement and had the best structural integrity. As a result of predicting the service life, the estimated life of the section where only the surface layer was repaired was analyzed to be approximately 7 years, the section where the intermediate layer was repaired was 14.5 years, and the section where the entire section up to the base layer was repaired was analyzed to be 18 years. CONCLUSIONS : In Jeju Island, where deterioration is accelerating, it was analyzed that when establishing a maintenance plan, it is necessary to consider repairing the middle and base floors in order to secure the designed life of 10 years.

PURPOSES : The aim of this study is to investigate the enhancement of performance and the mix design method for asphalt mixtures utilizing ferronickel slag, an industrial by-product METHODS : To enhance the performance of FNS asphalt, waste tire powder (CR) was incorporated, and the characteristics of FNS asphalt aggregate, along with the impact of CR, were evaluated through the mix design process. RESULTS : CR is found to be suitable with a size of 30 mesh, and the optimal usage amount is determined to be 1±0.1% of the mixture weight, considering dense grade asphalt mixture. Volumetric design considering the swelling characteristics of CR is necessary, and a mixing design with a consistent tendency can be achieved only when an appropriate VMA is secured. CONCLUSIONS : The mix design for FNS-R asphalt mixture requires an increase of approximately 1% in VMA compared to conventional dense-graded asphalt mixtures to accommodate the swelling of CR. Additionally, FNS-R asphalt exhibits improved resistance to rutting comparable to modified asphalt and meets quality standards, including stripping resistance.

PURPOSES : This study was conducted to evaluate the physical properties of the RAP 50 asphalt mixture containing polymer modified rejuvenator and warm-mix additive to improve the recycling rate of RAP and reduce CO2 emission. METHODS : Mix design of Polymer Modified Warm-mix Asphalt Mixture(RAP 50), and Hot Mix Asphalt Mixture(RAP 30) were produced and the properties of asphalt mixture such as Marshall Stability, ITS, Deformation Strength, TSR, and Dynamic Stability were compared between the two asphalt mixtures. RESULTS : The RAP 50 asphalt mixture showed superior or similar performances compared to the RAP 30 asphalt mixture in all the tests conducted. The results of the Marshall stability and dynamic stability in particular were 13,045N and 3,826 pass/mm, which were 11.37% and 76.7% greater than the RAP 30 asphalt mixture, which indicated that high plastic deformation resistance may be expected. CONCLUSIONS : The results obtained from laboratory tests on the two types of mixtures indicated that the use of polymer modified rejuvenator and warm-mix additive not only allows to increase the proportion of RAP but also improves its properties under lower temperature condition than RAP 30 asphalt mixture. Additionally, it was confirmed that plastic deformation resistance was high and moisture resistance and crack resistance were improved for a RAP 50 asphalt mixture.

PURPOSES : In this study, the resources and energy consumed to produce hot mix asphalt mixtures and hot mix reclaimed asphalt mixtures in asphalt concrete plants were estimated and the emissions from the detailed processes of the production process were evaluated based on TRACI(the tool for the reduction and assessment of chemical and other environmental impacts). METHODS : To estimate the energy consumption of the aggregate drying process, which consumes a significant amount of energy in the production process, an energy consumption calculation model based on the thermal equilibrium equation was used, and the energy consumed for material transportation, storage, and operation of other facilities was cited from the literature. RESULTS : For the system boundary conditions established and the inventory considered, the emissions to produce one ton of hot mix reclaimed asphalt mix are greater than the emissions to produce one ton of hot mix asphalt mix for a number of key impact categories. The process of producing hot mix reclaimed asphalt mixtures was evaluated to consume more resources and energy in the production of recycled aggregates and heating for drying than in the production of hot mix asphalt mixtures, but less resources and energy in the production of binders and natural virgin aggregates and the heating to heat these materials. CONCLUSIONS : The results of the emissions assessment using the life cycle inventory for the production of hot mix asphalt mixtures were generally similar to the results understood in the field and in much of the literatures, confirming the reliability of the methodology. However, in order to evaluate the dominance of specific processes or mixtures, it is believed that the construction of a wide range of inventory databases after inventory redesign is necessary for a specific and rigorous assessment.