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김광우,이문섭,김중렬,이순제 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2002 석재연 논문집 Vol.7 No.-
본 연구는 정하중하에서 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항특성을 측정할 수 있는 새로운 시험방법을 개발하기 위하여 수행되었다. 2가지 골재(편마암, 화강암)와 6가지 아스팔트(일반아스팔트, 5가지 개질 아스팔트)를 사용하여 총 12개의 밀입도 혼합물을 제작하였다. 마샬 배합설계를 통해 최적아스팔트 함량을 구하고, 결정된 최적아스팔트 함량으로 마샬공시체(S=10 cm)와 자이레토리 공시체(S=15cm)를 제작하여 마샬안정도시험, 휠 트랙킹 시험, 개발된 김테스트(Kim -test)를 수행하였다. 김테스트는 공시체와 하중봉을 지지할 수 있는 김시험장치(Kim tester)를 이용하여 하단이 반경(r) 0.5 또는 1.0cm로 원형절삭한 직경(D) 3cm, 4cm의 하중봉을 사용한다. 또한 재하는 마샬 하중재하 장치를 사용하여 공시체를 60℃ 수조에 30분동안 수침시킨 후 실시되었다. 정하중은 공시체의 직경방향이 아닌 축 방향으로 50 mm/min가 가해졌고, 최대하중(P_max)과 수직변형(y)이 측정되었다. 마샬안정도시험과 간접인장강도시험에서 얻어지는 것과 유사한 곡선이 각각의 시험에서 얻어졌다. 강도값은 P_max, r, y 및 H(=D-2r)을 이용한 K_D=4P_max/π(H+2√(2ry-y^2))^2식을 통하여 계산하였고, 이를 변형강도(kgf/㎠)로 정의하였다. 실험결과, 공시체 직경이나 골재종류보다는 하중봉과 하중봉 하단의 원형처리 여부가 K_D와 P_max 값에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 통계분석결과에서 K_D가 소성변형 깊이와 동적 안정도에 높은 상관성을 보였다. 향후 연구를 통해 K_D의 유효성이 검증된다면, Kim-test는 아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성을 판단할 수 있는 시험방법으로 사용될 수 있을 것이다. 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 60-70) and 5 PMAs were used in preparation of 12 dense-grade mixtures. Marshall mix design was used in determination of the optimum asphalt content (OAC) and each mixture at the OAC was prepared for a newly-developed Kim test on Marshall specimen (S=10 cm) and gyratory specimen (S=15cm), and for wheel tracking test. Kim test used Marshall loading frame and the specimen was conditioned for 30min at 60℃ before loading through Kim tester, and 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 diameteral direction, and the maximum load (P_max) and vertical deformation (y) at the maximum load point were measured. A curve, similar to the one from a Marshall test or static indirect tensile strength test was obtained from each test. A strength value was calculated based on the P_max, H(=D-2r). r and y by using the equation K_D=4P_max/π(H+2√(2ry-y^2))^2 and is defined as deformation strength (kgf/㎠). The values of P_max/y and K_I=K-D/y were also calculated to see if these have any correlation with rutting. In general, D and r were significant factors affecting K_D, while specimen size was not. The statistical analyses results 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. Therefore, K_D can be used for selecting the highly resistable asphalt mixture against permanent deformation.
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