소성변형과의 상관성에 근거한 아스팔트 콘크리트의 변형강도 개발을 위한 기초연구

김광우,이문섭,김준은,최선주,Kim, Kwang-Woo,Lee, Moon-Sup,Kim, Jun-Eun,Choi, Sun-Ju 한국도로학회 2002 한국도로포장공학회 논문집 Vol.4 No.4

This study dealt with developing a new approach for finding properties which might represent rut resistance characteristics of asphalt mixture under static loading. Two aggregates, a normal asphalt (pen 60-80) and 5 polymer-modified asphalts were used in preparation of 12 dense-graded mixtures. Marshall mix design was used in determination of OAC and each mixture at the OAC was prepared for a newly-developed Kim test on Marshall specimen (S=10cm) and gyratory specimen (S=15cm), and for wheel tracking test. Kim test used Marshall loading frame and specimens were conditioned for 30min at $60^{\circ}C$ before loading through Kim tester an apparatus consisting of a loading column and a specimen and column holder Diameter (D) of column was 3cm and 4cm with each column having different radius (r) of round cut at the bottom. The static load was applied at 50mm/min in axial direction of the specimen, not in diametral direction. The maximum load ($P_{max}$) and vertical deformation (y) at $P_{max}$ point were obtained from the test. A strength value was calculated based on the $P_{max}$ r, D and y by using the equation $K_D = 4P_{max}/{\pi}(D-2(r-\sqrt{2ry-y^2}))^2$ and is defined as the deformation strength ($kgf/cm^2$). The values of $P_{max}$/y and $K_I=K_D/y$ were also calculated. In general the leading column diameter and radius of round cut were significant factors affecting $K_D$ and $P_{max}$ values while specimen diameter was not. The statistical analyses showed the $K_D$ had the best correlation with rut depth and dynamic stability. The next best correlation was found from $P_{max}$ which was followed by $P_{max}$/y and $K_I$ in order. 본 논문은 아스팔트 포장의 소성변형 저항성 추정을 보다 쉽게 하기 위하여 새로운 시험법 및 장비를 개발하기 위한 연구이다. 본 연구에서는 다양한 종류의 아스팔트 혼합물을 사용하여 소성변형 저항성과의 상관성이 높게 나타나는 변형강도를 개발하기 위하여 하중봉의 직경(D) 3, 4cm, 각 봉의 하단을 다양하게 원형절삭(r)한 김 테스터를 개발하였다. 이를 이용하여 마샬시험과 같이 공시체를 $60^{\circ}C$에 수침처리하고 같은 속도의 정하중을 공시체에 다짐방향으로 가하여 최대하중 ($P_{max}$)과 이때의 수직 변위 (y)를 구하였다. 변형강도는 개발된 식 $K_D = 4P_{max}/{\pi}(D-2(r-\sqrt{2ry-y^2}))^2$으로 구하였으며 소성변형 특성치와 평균 $R^2$이 0.77이상의 높은 상관성을 보였다. 따라서 이 시험방법은 마샬안정도보다 훨씬 소성변형과의 상관관계가 큰 측정치를 얻을 수 있는 방법임을 알 수 있었으며, 특히 기존의 마샬시험기를 그대로 사용하고 공시체도 기존의 방법대로 제조 및 처리하도록 하여 적용이 빠를 것으로 판단된다. 향후 다양한 골재입도, 최대치수, r 등에서도 타당성과 상관성 검증을 통해 시험법을 표준화한다면 실용화 가능성이 매우 클 것이다.

다짐온도에 따른 변형강도 변화를 통한 아스팔트 콘크리트의 철도노반 적용성 평가

박지용(Ji-Yong Park),최광수(Kwang-Soo Choi),이성진(Sung-Jin Lee),김성운(Sungun Kim),나일호(Ilho Na),김광우(Kwang W. Kim) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

아스팔트 콘크리트 철도노반은 여러 가지 장점 때문에 선진국에서는 많이 적용되고 있어 국내에서도 철도에 적용성 연구가 필요하다. 아스팔트 포장은 소성변형 발생의 우려가 커 사전에 강도시험 등을 통해 공용성 확인이 필요하며, 철도용 아스팔트 콘크리트도 같은 맥락에서 소성변형에 대한 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 변형강도(SD)를 사용하여 가열 아스팔트(HMA) 콘크리트와 준고온 아스팔트(WMA) 콘크리트의 소성변형 저항성을 평가하여 적정다짐온도를 추정하였다. 연구 결과 일반 아스팔트 혼합물은 HMA 135℃, WMA 105℃ 이상, PMA에서는 HMA155℃, WMA 125℃ 이상이 적정 다짐온도로 확인되었다. Since asphalt concrete is widely used for railroad base in advanced countries due to many advantages, the preliminary research for its applicability is necessary in Korea. Asphalt concrete is prone to deform (rut) in hot environment, and therefore, the rut resistance of asphalt concrete for railroad is also need to be evaluate. The rut resistance of hot-mix asphalt (HMA) concrete and warm-mix asphalt (WMA) concrete was evaluated to determine optimum compaction temperature (OCT) using deformation strength (SD). The results showed that OCT values of normal asphalt HMA and WMA were 135℃ and 105℃ , respectively, and those of polymer-modified HMA and WMA were 155℃ and 125℃, respectively.

소형 포장 가속시험기를 이용한 중온 아스팔트 혼합물의 소성변형저항성 및 수분민감도 평가

이재준,김용주,양성린,권수안,황성도 한국도로학회 2011 한국도로학회논문집 Vol.13 No.2

아스팔트 혼합물을 중온에서 생산하여 다짐할 수 있는 중온 아스팔트 기술이 개발되었다. 중온 아스팔트 기술은 유해가스를 줄일수 있어 친환경적 아스팔트 포장 기술로 인정받고 있으며 전 세계적으로 그 사용량이 점점 증가하고 있다. 최근, 국내에서도 순수 국산화 기술로 중온 아스팔트 혼합물용 첨가제를 개발하여 이에 대한 품질평가와 중온 아스팔트 혼합물에 대한 성능평가를 수행하고 있다. 2008년도부터 다수의 신설 국도 구간에 자체 개발한 중온 아스팔트 첨가제를 사용하여 생산한 중온 아스팔트 혼합물을 이용하여시험포장을 성공적으로 완료하였다. 2010년 대전지방국도관리청 산하 신설 국도포장의 중간층에 두 종류에 중온화 첨가제(일반 중온화 첨가제(WMA), 폴리머 개질 중온화 첨가제(WMA-P))를 사용한 두 종류에 중온 아스팔트 혼합물과 한 종류에 가열 아스팔트 혼합물을 각각 생산하여 시험포장을 완료하였으며 시함포장에 사용한 혼합물을 사용하여 본 연구를 수행하였다. 현장 아스팔트 플랜트에서 생산된 두 종류의 중온 아스팔트 혼합물(WMA, WMA-P)과 일반 가열 아스팔트 혼합물(HMA)을 각각 채취하였으며 실내에서실제 도로에서 발생하는 차량하중과 환경을 모사할 수 있는 소형 포장 가속시험기(MMLS3)를 사용하여 아스팔트 혼합물의 소성변형저항성과 수분민감도를 비교₩평가하였다. 소형 포장 가속 시험결과 현장 아스팔트 플랜트에서 생산한 중온 아스팔트 혼합물은 가열아스팔트 혼합물보다 우수한 소성변형저항성과 수분민감도를 보여 주었다. 순수 국산화 기술로 중온 아스팔트 혼합물용 첨가제는 가열 아스팔트 혼합물 보다 낮은 온도에서 중온 아스팔트 혼합물을 생산하고 다짐하는데 효과적인 것으로 평가되었다. Warm-mix asphalt(WMA) technology has been developed to allow asphalt mixtures to be produced and compacted at a significantly lower temperature. The WMA technology was identified as one of means to lower emissions for CO_2 and has been spread so quickly in the world. Recently, two innovative WMA additives has been developed to reduce mixing and paving temperatures applied in asphalt paving process in Korea. Since the first public demonstration project in 2008, many WMA projects have successfully been constructed in national highways. In 2010, the WMA field trial was conducted on new national highway construction under Dae-Jeon Regional Construction Management Administration. The two different WMA loose mixtures(WMA and WMA-P) and a HMA mixture were collected at the asphalt plant to evaluate their mechanical performance in the laboratory. The Third-scale Model Mobile Loading Simulator(MMLS3) was adopted to evaluate rutting resistance and moisture damage under different traffic and environmental conditions. In this study, plant-produced WMA mixtures using two WMA additives along with the conventional hot mix asphalt(HMA) mixtures were evaluated with respect to their rutting resistance and moisture susceptibility using MMLS3. Based on the limited laboratory test results, plant-produced WMA mixtures are superior to HMA mixtures in rutting resistance and the moisture susceptibility. The WMA additive was effective for producing and compacting the mixture at 30℃ lower than the temperature for the HMA mixture.

탄소나노튜브와 폐타이어분말을 혼합한 저소음 배수성 아스팔트의 역학적 성능 평가

구현철,김영환,박정권,김성언 한국재난정보학회 2019 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2019 No.09

본 논문에서는 저소음 배수성 아스팔트 콘크리트의 골재 탈락과 균열 및 소성변형저항성 향상을 위해 탄소나노튜브과 폐타 이어분말을 혼합하여 바인더 제작한 결과, 소성변형 저항성 검토하기 위한 동적안정도 시험결과 4,210회/mm로 기존 아스팔트 에 비하여 약17%, 칸타브로 손실률 8.8% 향상 되었다.

섬유활용 아스팔트 콘크리트의 실험적 공용특성평가

김낙석,Kim. Nak-Seok 한국방재학회 2002 한국방재학회논문집 Vol.2 No.2

본 연구에서는 마샬 배합설계법을 이용하여 섬유와 아스팔트 바인더의 적정한 양을 결정한 후 마샬 공시체를 제작하였다. 제작된 공시체를 이용하여 3단계의 온도(5, 20, 60<TEX>$^{\circ}C$</TEX>)하에서 간접인장강도 시험을 수행한 후 물성을 측정하여 기존의 아스팔트 혼합물(밀입도 20)과 섬유보강 아스팔트 혼합물 사이의 기계적 특성을 비교 분석하였다. 특히 혼합물의 소성 변형에 대한 저항성을 평가하기 위하여 휠트랙킹 시험을 실시하였다. 시험결과 전체적으로 재래식 밀입도 20 아스팔트 혼합물보다 섬유보강 아스팔트 혼합물의 간접인장강도가 높은 것으로 나타났으며, 특히 인성 (Toughness)값은 시험온도에 따라 <TEX>$1.27{\sim}1.97$</TEX>배 높게 나타났다. 또한 본 연구에서 수행되어진 <TEX>$60^{\circ}C$</TEX>에서 휠트랙킹 시험과 잔류 간접인장강도 시험에 대한 특성은 하절기의 고온 다습한 기후하에서 재래식 밀입도 20 혼합물보다 섬유보강 아스팔트 혼합물의 소성변형에 대한 저항성이 우수할 것으로 판단된다. The optimum fiber and asphalt binder contents were decided on the base of the Mashall mix design method. To compare the mechanical characteristics between the conventional(dense-graded 20) and the fiber-reinforced mixtures, indirect tension tests were conducted under three temperatures(5, 20, 60<TEX>$^{\circ}C$</TEX>). In particular, the wheel tracking tests were performed to evaluate the rutting resistances of the mixtures. Test results showed that the indirect tensile strength of fiber-reinforced asphalt concrete was higher than that of conventional one. The toughness of fiber-reinforced mixture was 1.27 to 1.97 times higher than that of conventional one, depending upon the temperature. In addition, the results of wheel tracking tests and the retained indirect splitting tension tests conducted at <TEX>$60^{\circ}C$</TEX> revealed that the resistance to permanent deformation of fiber-reinforced mixture was stronger than that of the conventional one.

아크릴 수지로 코팅한 배수성 아스팔트 콘크리트의 특성 평가

최태준,이현종,김태우,송재혁 한국도로학회 2009 한국도로학회논문집 Vol.11 No.2

This paper presents a fundamental findings of the functional and structural performance of the porous asphalt concrete coated with MMA resin. To evaluate the structural performance, cantabro, wheel tracking, moisture sensitivity and indirect tensile fatigue tests are performed. The tests results show that the cantabro loss is reduced three times and fatigue resistance is significantly increased after the specimens are coated with MMA resin. However there are little changes in the rutting and moisture damage sistances before and after the coating. Air voids, permeability and BPT(British Pendulum Test) tests are conducted to study the functional performance. It is observed form the tests that the air voids and permeability are slightly decreased after the coating. However, the changes in the air voids and permeability are negligible. The skid resistance of the coated specimens is lower than reference specimens. However, the skid resistance is maintained beyond the level of the reference specimens when silica sands are chipped on top of the coated surface. 본 연구는 배수성 아스팔트 포장의 표면을 아크릴 수지로 코팅 처리할 경우 내구성 측면 및 기능적 측면에서 어떠한 효과가 있는가를 실내시험을 통해 평가하는 기초적인 연구이다. 포장의 내구성 측면에서는 칸타브로 및 휠트래킹, 수분손상, 간접인장 피로 시험 등을 실시하였다. 시험결과 시편을 수지로 코팅을 한 경우 칸타브로 손실률이 3배 정도 감소되었고 균열에 대한 저항성도 대폭 향상되었으나 수분손상 및 소성변형의 저항성은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 기능적인 측면에서는 코팅 전 후의 투수계수 및 공극률, BPT(British Pendulum Tester)를 사용한 미끄럼 저항성의 변화를 측정하였다. 시험결과 공극률 및 투수계수는 약간 저하되나 기능상의 문제는 없을 것으로 판단되며, 미끄럼 저항성은 규사를 살포하지 않을 경우 미끄럼 저항성이 감소되나 규사를 살포할 경우 코팅 전 수준 이상의 미끄럼 저항성을 확보하는 것으로 나타났다.

바인더 종류에 따른 불투수성 아스팔트의 물성평가

노시현,박수민,박남선,이재준 한국도로학회 2020 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2020 No.09

중온화 박리방지제의 아민성분에 따른 중온화 아스팔트 혼합물의 공용성능 평가에 관한 연구

노경민,권영주,심현석,이창준,문성호 한국도로학회 2022 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2022 No.03

베트남 맞춤형 중온 개질 아스팔트 바인더의 성능 평가 연구

권홍준,이강훈,김용주 한국도로학회 2020 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2020 No.09

베트남 맞춤형 중온 아스팔트 혼합물 품질 및 성능 평가 연구

권홍준,장대성,이강훈,김용주,이재준 한국도로학회 2020 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2020 No.09