연성포장의 예방적 유지보수공법에 대한 현장 적용성 연구

김낙석(Kim Nakseok),진정훈(Jin Jung-Hoon) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 D Vol.31 No.4D

본 연구는 예방적 유지보수공법의 한가지 방법으로서 최소단면 보수공법을 제안하였다. 최소단면 보수공법은 아스팔트 포장도로의 종방향 파손(소성변형, 종방향 균열)에 대한 보수공법으로 차량의 주행특성을 통계적 분석으로 추론하여 최소 유효보수범위를 70㎝로 산정하였으며, 포장도로의 파손 정도에 따라 유효보수범위 변화를 고려할 수 있을 것으로 판단되었다. 최소단면 보수공법의 현장 적용성을 시험하기 위하여 시험포장을 하였으며, 시험포장 결과 일정 수준의 공용성을 회복하는 것으로 나타났다. 향후, 본 최소단면 보수공법의 적절한 활용은 연성포장의 합리적 보수공법 중 한 가지가 될 수 있을 것으로 판단되며 연성 포장의 유지보수 및 관리에 대한 장기적 측면에서 볼 때 포장수명 연장과 유지보수비절감 효과가 있을 것으로 예상된다. This paper presents minimum area repair method that is one of the preventive maintenance techniques in asphalt concrete pavements. In this method, a 70㎝-width as an effective repair zone was suggested considering the conventional longitudinal damages (rutting and fatigue cracking) in early stages. In addition, the repair zone can be readjusted according to the pavement damage levels. A field test bed was constructed to verify the adaptness for the repair method. Test results revealed that the minimum area repair method can be adopted as a preventive maintenance technique in flexible pavements to recover an appropriate serviceability level. The preventive maintenance method may be one of the major maintenance methods of flexible pavements with an appropriate application. It is also noted that the method may be a long term maintenance cost effective and pavement life ensuring one.

원더링 장비 적용을 통한 아스팔트 포장 거동 특성 연구

김낙석(Kim Nakseok),정진훈(Jeong Jin-Hoon),이재훈(Le Jae-Hoon),박창우(Park Changwoo) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 D Vol.26 No.1D

오늘날 도로포장은 중차량의 증가와 고온현상으로 인하여 도로파손이 급격하게 증가하고 있다. 이러한 이유로 한국도로공사에서는 시험도로운영센터를 설립하였으며, 여기서는 실제 도로에서의 상황을 모사하여 현장적용성이 우수한 데이터를 얻어 포장의 장기공용성 예측을 보다 효율적으로 하고자 하는 것이다. 본 연구에서는 장기공용성 예측을 위하여 원더링 장비를 개발하고자 하였으며 이를 적용, 동적하중 재해시험을 실시하였다. 이를 통해 아스팔트 도로포장의 거동 특성을 파악하였다. 결과적으로 원더링을 적용하여 아스팔트 포장의 거동 특성을 해석한 결과 전 층 단면에서 영향을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 원더링을 적용한 포장의 장기공용성 예측은 기존의 연구방법보다 정확한 예측이 가능할 것으로 사료된다. Premature failures in pavements are frequently reported due to rapid increasement in traffic volume, heavy vehicles, and high temperature in the summer. Based on this concept in mind, Korea Highway Corporation established the Test Road Operation Center to estimate the pavement performance. To evaluate the pavement performance effectively using the field data, wandering is an important topic in pavement analysis. In this study, portable wandering system was developed and analyzed to investigate the pavement responses due to the dynamic truck passes, and analyzed the wandering to dynamic load test. The test results revealed that the advantages of laser devices were noticeable compare to the other measuring ones. To understand the behavioral characteristics of pavements using the wandering measurement devices, dynamic truck tests were conducted in the field. Test results showed that the effects of wandering on asphalt pavement were significant. The data analysis using this wandering effect is considered as an important tool in performance analysis of asphalt concrete pavement.

아스팔트콘크리트 포장의 노면 미끄럼 저항성 평가

김낙석,정해수,Kim, Nakseok,Jeong, Haesoo 한국재난정보학회 2011 한국재난정보학회 논문집 Vol.7 No.2

노면의 미끄럼 저항성은 교통안전과 직결되는 도로 포장의 중요한 특성이다. 특히 우천 시 차량의 미끄러짐에 의한 교통사고를 줄이기 위해서는 도로의 성능 평가 시 반드시 고려해야 할 사항이다. 또한 자동차의 성능이 개선되고 운전자의 연령이 상대적으로 낮아짐으로써 고속주행을 하거나 급제동을 하는 운전 행태가 증가함에 따라 포장의 미끄럼저항성 역시 개선할 필요성이 더욱 증가하게 되었다. 그러므로 교통사고를 줄이기 위해서는 노면의 미끄럼저항성 시험을 통해 포장의 품질을 검증하고 또 향상시켜야 한다. 본 연구에서는 미끄럼 포장의 품질을 검증하기 위한 방법으로 휴대용 미끄럼저항 시험기 및 자동식 미끄럼저항 측정 장비의 측정원리를 분석하여 실제 포장변에 대하여 미끄럼 저항성을 평가하도록 하였다. 일반 밀입도 포장, 배수성 포장, SMA 포장에 실시한 미끄럼 저항성 평가는 배수성 포장과 SMA 포장의 노후화에 따라 일반 밀입도 포장의 미끄럼 저항성이 가장 크게 나타났다. The skid resistant of pavement surface is an important parameter since it is directly related to the traffic safety under moving vehicular loads. In particular, it should be considered as a major factor in pavement performance evaluations to reduce the traffic accident from vehicular sliding. In this study, a portable and an automatic skid resistance tests were used to evaluate the skid resistances of the in-situ pavements. The test results showed that the skid resistance of the conventional dense graded pavement was more noticeable than the other pavement types such as the drainage pavement and the stone mastic asphalt(SMA) pavement as the service life of pavement was increased.

친환경형 중온 폴리머 개질 아스팔트 바인더의 상대적 물성 비교평가

김낙석,이진구,Kim, Nakseok,Lee, Jingoo 한국재난정보학회 2010 한국재난정보학회 논문집 Vol.6 No.1

In this paper, warm asphalt binder was proposed as a substitute for the polymer-modified asphalt binder to get higher viscosity than that of the polymer-modified at the same temperature. Performance grade test and rotational viscosity of warm asphalt binder were conducted to evaluate the property variations due to the addition of admixture. Research results showed that the viscosity of warm asphalt binder at $100^{\circ}C$ was similar to that of the conventional asphalt binder. The performance and durability of warm asphalt binder were also comparable to those of the polymer-modified. It is considered that the active applications of warm asphalt binder can reduce environmental damages due to less diffusions of carbon dioxide compared to the conventional.

국내 도로용 노상재료의 동상에 대한 시험적 특성

김한섭(Kim Hansub),유광호(You Kwangho),조규태(Cho Gyutae),김낙석(Kim Nakseok) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 D Vol.27 No.2D

본 연구는 국내노상토의 물성에 대한 실내동결실험을 실시하여 어떠한 조건하에서 노상토가 동결되고 또한 동상압과 동상량이 발생하여 도로를 파손시킬 수 있을 지에 대한 연구를 진행하였다. 시용한 시료는 국내의 도로현장에서 사용하는 노상토를 사용하였으며, 비교실험을 위하여 일부재료를 채취하였고, 함수비와 미립분함량을 조정하여 실내통상실험을 실시하였다. 실내동상실험의 조건도 현장에서 일어날 수 있는 조건에 따라서 분류하여 실험을 실시하였다. 동결실험용 컨테이너는 영하 30℃까지 냉각이 가능한 공기 순환식으로 제작하였으며, 개방식 동상과 폐쇄식 동상 실험이 가능하게 하였다. 본 연구결과 국내의 노상토 재료는 비동상성 재료로 동상의 피해를 입을 확률이 비교적 적은 것으로 판단된다. 그러나, 이러한 재료도 도로현장에서 수분의 공급이 지속되어 노상토가 포화될 경우에는 동상이 발생하게 되며 도로에 심각한 파손을 미칠 수 있을 것으로 예측된다. The paper presents the frost heave properties of subgrade soils in the laboratory. The main objective of this research is to investigate the cause and effect of the freezing pressure on the amount of frost heave in pavement. To achieve its intended purpose, the most commonly used domestic subgrade soils were adopted in the laboratory tests. The laboratory frost heave tests were conducted under simulated field conditions. The container for the tests was manufactured to control the cooling temperature below to-30℃. Within the limits of the tests performed in this research, the test results revealed that the most domestic subgrade soils were not so vulnerable to the frost heave. However, it should be noted that when moisture is supplied to the subgrade and the subgrade is saturated with water for a long period, the frost heave can cause severe distress in pavement.

도로포장의 노상 층 지지력에 대한 계절적 변화 효과

김한섭(Kim Hansub),유광호(You Kwangho),조규태(Cho Gutae),김낙석(Kim Nakseok) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 D Vol.27 No.4D

도로의 건설에서 토공이 차지하고 있는 비중이 크며, 공사비도 많은 부분을 차지하고 있다. 국내에서 개발된 지지력에 대한 명확한 평가기준이 없는 관계로 해외의 시험법들을 차용하고 있으며, 도로의 하부구조의 정량적인 평가를 위하여 사용하고 있는 현장 CBR, 평판 재하시험 등으로 도로현장의 품질을 관리하기에는 문제점들이 발생하고 있다. 따라서 국내에서 가장 합리적으로 할 수 있는 시험법이 필요하지만, 아직까지는 현실화되지 못하고 있다. 해외에서 개발되어서 국내에서 운용되고 있는 FWD(Falling Weight Deflectometer)가 있지만 시험장비가 고가이며, 데이터베이스의 부족 등으로 인하여 시공현장에 직접적으로 투입되지는 못하고 있다. 본 연구는 개통된 도로의 보조기층 및 동상방지층과 노상의 지지력이 계절에 따라서 어떻게 변화되고 있는지와 시공관리를 위한 기초자료로 활용하기 위하여 준공된 도로를 중심을 연구를 진행하였다. 계절별로 도로의 하부구조 층의 기계적 변화가 있었지만, 차이가 크지 않았다. 또한, 함수비가 도로의 하부구조에 미치는 영향은 일반적으로 예상하고 있는 정도에 비하여 그리 크지 않음을 알 수 있었다. Earthwork is an important process in the construction of highways and its criterion of the total construction cost is comparatively high. Foreign criteria on subgrade support have been adopted since the domestic ones are not defined clearly. The California Bearing Ratio (CBR) test and plate loading test are commonly used to evaluate the support value under pavement structure. However, many problems have been raised in controlling the quality of the subgrade during highway construction. With these backgrounds in mind, the Falling Weight Deflectometer (FWD) test was developed and is used in domestic highway sites though its price is high. The research was conducted to estimate the effect of seasonal changes on subgrade support values within pavement structure. The results can be used as a basis in pavement structure. The data was collected from the construction pavement sites in service conditions. Test results revealed that the effect of seasonal changes on subgrade support values within pavement structure was not noticeable though some changes were observed.

에폭시 아스팔트 혼합물의 에폭시 화학 조성에 따른 양생수준 예측

조신행,김낙석,Jo, Shin Haeng,Kim, Nakseok 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.2

에폭시 아스팔트 혼합물은 에폭시 수지와 경화제의 화학반응이 진행되어 양생시간을 거쳐 성능 발현이 이루어진다. 에폭시 아스팔트의 양생수준은 후속공정의 진행과 교통개방 및 공정계획의 수립에 절대적인 영향을 미치므로 정확한 예측모델의 개발이 중요하다. 본 연구에서는 기존 예측식에 사용되는 인자들의 화학적 의미 분석을 통하여 에폭시 수지의 농도와 경화특성을 반영하여 기존식보다 확대된 적용 범위를 갖는 양생수준 예측식을 제시하였다. 실외양생 실험과 비교 결과 상관계수가 0.971 이상으로 나타나 조성이 다른 에폭시 아스팔트 혼합물의 온도와 시간에 따른 양생수준을 예측할 수 있는 것으로 나타났다. The curing of epoxy asphalt mixture depends on the chemical reaction of epoxy resin and the curing agent. The curing level of epoxy asphalt mixture needs to be predicted in order to decide traffic opening time and to establish further construction plans. In this study, chemical analysis of the prediction model was executed to expand the applicability of the previous prediction model. Consequently, the curing level prediction model of epoxy asphalt concrete mixture was proposed using the concentration ratio and the acid value ratio. According to the results of outdoor curing experiments, the final prediction model showed that the correlation coefficient is greater than 0.971. Precise prediction results of different composition epoxy asphalt were obtained by reflecting the chemical composition ratios in the curing level prediction model.

보일러 부산 애쉬를 이용한 아스팔트 콘크리트의 박리저항성 평가

김유석(Kim, Yooseok),김낙석(Kim, Nakseok) 대한토목학회 2018 대한토목학회논문집 Vol.38 No.2

최근 집중호우, 잦은 강설 등 이상기후에 따라 아스팔트 콘크리트 포장의 포트홀 발생이 급증하고 있다. 포트홀은 교통사고와 직결되는 파손형태로 인명피해, 차량 및 도로시설물 파손 등의 피해가 증가하는 추세이다. 이에 따라 포트홀 발생을 저감하기 위해 아스팔트 콘크리트 혼합물에 박리방지제를 의무적으로 사용하도록 권장하고 있는 실정이다. 국내에서는 비교적 사용이 편리하고 경제적인 소석회를 박리방지제로 주로 사용하고 있다. 본 연구에서는 순환 유동층 보일러 가동시 발생하는 보일러 부산 애쉬를 박리방지제로 활용하는 연구를 수행하였다. 연구결과 보일러 부산 애쉬를 아스팔트 콘크리트 혼합물 중량의 1∼3% 혼합한 결과 TSR 기준을 모두 만족하였다. 품질변동을 감안하여 골재, 혼합물 등 다양한 조건의 보일러 부산 애쉬를 검토하였으며 실험결과 TSR 평균 0.87, 동적수침 후 피복률 60% 이상으로 안정적으로 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 이에 따라 보일러 부산 애쉬는 안정적으로 박리방지제 성능을 발현하여 아스팔트 콘크리트 포장의 포트홀 발생 저감에 매우 효과적일 것으로 판단된다. Pot-holes are steadily increasing due to abnormal climate such as heavy rainfall and frequent snowfall. Pot-hole related to traffic accidents cause injuries, car damage and distress of road facilities. To reduce pot-holes, the use of an anti-stripping agent is mandatorily recommended to asphalt concrete mixture. Hydrated lime is commonly used as anti-stripping agent due to the convenience and economics. Byproduct ash from circulating fluidized bed boiler was reviewed as an anti stripping agent. According to the test results, the byproduct ash is satisfied with TSR specification using 1% to 3% by weight of the asphalt mixture. The byproduct ash was examined under various condition changes of aggregate and asphalt concrete mixture considering quality movement. According to the results, using the byproduct ash was measured average 0.87 of TSR and coverage rates of 60% after rolling bottle test. Test results also revealed that the byproduct ash showed stable performance. Using the byproduct ash to decrease pot-hole in asphalt concrete pavement is suitable for demonstrating stable performance as anti-stripping agent.

예방적 유지보수를 위한 아스팔트 표면강화공법의 실내 성능 평가

김경남(Kim, Kyungnam),조신행(Jo, Shin Haeng),김낙석(Kim, Nakseok),이두성(Lee, Doosung) 대한토목학회 2018 대한토목학회논문집 Vol.38 No.2

아스팔트 콘크리트 포장의 예방적 유지보수방법 중 하나인 표면강화공법의 실내 성능 평가를 수행하였다. 표면강화공법과 아스팔트 콘크리트 포장과의 부착력 평가 결과 미끄럼방지 포장 및 교면방수재료 기준을 상회하는 부착성능을 나타내었다. 윤하중재하실험과 박리저항성, UV저항성 실험을 통해 교통 및 환경하중에 대해 충분한 내구성을 확보할 수 있는 것을 확인하였다. 표면강화공법은 내투수성과 내화학성이 뛰어나 포장내로 수분 침투를 막고 화학물질로부터 포장을 보호할 수 있으며, 노화된 아스팔트 바인더의 재생효과가 있어 재생 아스팔트 콘크리트에 적용하였을 때 재래식 가열 아스팔트 콘크리트 혼합물에 비하여 약 5%의 터프니스를 증가시켰다. 아스팔트 표면강화공법은 아스팔트 콘크리트 포장의 내구성을 향상시킬 수 있는 특성을 갖는 것으로 나타났다. The new asphalt surface reinforcement method (ASRM) is one of the preventive maintenance methods in asphalt concrete pavements. The adhesion performance of new ASRM satisfied the standard of non-slip pavement and bridge waterproofing materials. As a results of durability tests (as wheel load, rolling bottle and UV resistance test), the new ASRM showed sufficient resistance to traffic and environmental loads. The waterproof and chemical resistance tests of new ASRM were conducted to evaluate whether the pavement could be protected from water and chemicals and the performances of new ASRM were satisfactory. Furthermore, the new ASRM demonstrated some rejuvenation effects due to its toughness increases in recycled asphalt concrete mixture by 5% compared to the conventional hot mix asphalt mixture using reclaimed asphalt pavement. In conclusion, the new ASRM was evaluated to protect the asphalt concrete pavement and increase the lifetime.

오리피스를 적용한 스프링클러배관의 유속 및 압력 적정성에 관한 연구

김재동(Kim, Jaedong),노영재(Noh, Youngjae),김낙석(Kim, Nakseok) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.5

건축물의 스프링클러 설계는 최상층 말단 스프링클러헤드를 기준으로 유량과 양정을 설계하고 있다. 따라서 필연적으로 최하층 등 펌프와 가까운 층의 경우 불필요한 유량과 양정, 유속이 발생할 수밖에 없다. 더구나 실제 화재 시 기준개수 미만으로 스프링클러헤드가 개방됨으로서 과도한 유량, 유속, 양정이 발생되고 그에 따라 수손피해 또는 물방울 입자가 작아져 효율적인 화재진압에 불리해 질수 있다. 이에 본 논문에서는 오리피스를 각 스프링클러헤드의 가지관마다 적용하여 과도한 유량, 유속, 양정을 감소시키고 건축물 각층별로 적합한 설계치를 유지하는지 확인하였다. 오리피스를 적용한 결과 유량, 유속, 양정이 감소하여 과압 방지를 할 수 있었다. The sprinkler design of buildings is based on the top-floor end sprinkler head, and the water flow rate and pressure are designed. When the floor is close to the bottom floor pump, unnecessary flow rate, pressure, and flow velocity become inevitable. Moreover, when the sprinkler head is opened to less than the actual fire time reference number, the excessive flow rate, flow velocity, and pressure are generated. Therefore, the damage to the water or droplet particle becomes less significant, which can be disadvantageous for efficient fire suppression. Therefore, in this study, we applied an orifice to the branch pipe of each sprinkler head to decrease the excessive flow rate, flow velocity, and pressure. It was confirmed that the design value was maintained for each floor of the high building. When the orifice was applied, the flow rate and positive well were reduced, which could prevent overpressure.