초박층 포장의 현장적용 성능평가 연구

김광태,김완상,이석홍,김낙석,Kim. Kwang-Tae,Kim. Wan-Sang,Lee. Suck-Hong,Kim. Nak-Seok 한국방재학회 2007 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2007 No.1

Asphalt overlay resurfacing techniques have been widely utilized in maintaining asphalt concrete in Korea, causing severe traffic congestions while being in construction and difference in level due to the repeated overlay. Besides on these technical difficulties, there have been financial disadvantages associated with technique, mainly because overlay method has been executed for pavements with intact foundations, which is contrary to the norm. This study is aiming to increase the expected life length of the asphalt pavement up to the endurance period, to raise the efficiency of the pavement by maximizing the social benefit and to enhance public character of the street through combining ceramics with epoxy resins, which has advantages in compatibility with the existing pavement materials, durability to abrasion and endurance. It has been expected that the adoption of new method and pavement materials to the actual work sites will develop the performance of the pavements, and to lengthen the durability of the existing materials. The other advantages of the `thin surfacing` method could be the improved adhesiveness, waterproof, corrosion-proof and bending strength.

폐타이어활용 아스팔트 콘크리트의 실험적 공용특성

김낙석,Kim,Nak-Seok 한국방재학회 2003 한국방재학회논문집 Vol.3 No.2

Indirect tensile strength(IDT) test and resilient modulus(Mr) test were performed to evaluate experimental performance characteristics for the conventional and crumb rubber-modified(CRM) asphalt concrete using dry and wet processes asphalt. The IDT test was conducted under three temperatures(5, 10, 20<TEX>$^{\circ}C$</TEX>). According to the test results, it was shown that indirect tensile strength of CRM asphalt concrete was lower than that of the conventional one. However, toughness and maximum vortical strain of the CRM asphalt concrete were higher than those of the conventional one. The results of Mr test were presented that Mr of CRM asphalt concrete was higher than that of the conventional one. In addition, it was revealed that the overall laboratory performance characteristics of the wet-processed CRM asphalt concrete was better than those of the dry-processed one. 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트의 기술개발과 기초 자료의 확립을 위해서 건식공법 및 습식공법으로 생산되어진 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트와 재래식 밀입도 아스팔트 콘크리트 공시체를 제작하여 아스팔트 혼합물의 내구성을 평가할 수 있는 간접인장강도시험과 회복 탄성계수시험을 수행하였다. 간접인장강도시험 결과 골재 입도의 영향으로 간접인장강도는 재래식 아스팔트 콘크리트가 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트보다 우수하게 나타났지만, 인성과 최대수직변형률의 경우 골재 입도의 영향에도 불구하고 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트가 우수하게 나타났다. 또한, 회복 탄성계수시험 결과에서도 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트가 재래식 아스팔트 콘크리트보다 우수한 성능을 보여줌으로써 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트의 공학적 특성이 우수하게 나타났다. 특히, 습식공법 활용 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트의 모든 공용특성은 건식공법활용 혼합물보다 우수한 것으로 평가되었다.

연성포장용 섬유보강 아스팔트 콘크리트의 피로저항성

김낙석,추상혁,이석홍,Kim,Nak-Seok,Choo,Sang-Hyuk,Lee,Suck-Hong 한국방재학회 2002 한국방재학회논문집 Vol.2 No.3

본 연구는 산업폐기물인 D사의 K 섬유를 사용하여 아스팔트 콘크리트 혼합물의 피로파괴에 대한 저항성 향상의 증진가능성을 평가하고자 수행되었다. 본 연구에서는 MTS사의 CLSS (Closed-Loop Servohydraulic System)와 미국 표준시험법인 ASTM D 4123에 따라 MTS사가 개발한 시험장치를 사용하여 피로시험을 수행하였다. 본 연구 결과에 의하면 적정 섬유첨가량은 전체 혼합물 중량기준 약 0.2%의 길이 8mm 섬유가 가장 우수한 성능을 발휘함을 보였고, 이 때의 적정 아스팔트 함량은 전체 혼합물 중량기준 5.5%로 나타났다. 폐섬유를 재활용하여 생산된 섬유보강 아스팔트 혼합물이 기존의 밀입도 20 아스팔트 혼합물보다 피로파괴에 대한 저항성면에서 월등히 우수한 것으로 나타났다. 또한, 섬유보강 아스팔트 혼합물의 회복 탄성계수값은 일반 밀입도20 아스팔트 혼합물보다 약 <TEX>$1.15{\sim}1.18$</TEX>배 높게 평가되었다. The main purpose of this paper is to evaluate the possibility of improvement in fatigue resistance of asphalt concrete mixture using the industrial waste material of K fiber. In this research, as an experimental equipment, the MTS with Closed-Loop Servohydraulic System was used and it was designed according to the U.S. standard testing procedure of ASTM D 4123. According to the test results, the optimum content of fiber with the length of 8mm was about 0.2 percent of total mixture weight. The optimum asphalt content for the fiber-reinforced asphalt concrete was about 5.5 percent of total mixture weight. Fatigue resistance of fiber-reinforced asphalt concrete was noticeable compared to the conventional dense-graded 20 asphalt concrete. In addition, the resilient moduli of fiber-reinforced asphalt mixture were <TEX>$1.15{\sim}1.18$</TEX> times higher than those of conventional asphalt concrete.

재생골재 활용 철근콘크리트포장 내 철근의 부착특성에 대한 연구

김낙석,김광태,전찬기,전중규,Kim, Nak-Seok,Kim, Kwang-Tae,Jeon, Chan-Ki,Jeon, Joong-Kyu 한국방재학회 2005 한국방재학회논문집 Vol.5 No.1

콘크리트 구조물의 성능저하, 노후화 및 용도 변경 등으로 구조물을 해체할 경우가 증가하면서 발생되는 폐콘크리트량이 급증하고 있는 추세이지만, 거의 대부분이 단순 매립용 재료로 사용되고 있다. 우리나라와 같이 부존자원이 부족한 나라에서 폐기되는 콘크리트를 포장 콘크리트용 골재로 재활용할 경우 콘크리트용 천연골재의 부족 현상 극본, 자원절약 및 환경보존 등에 크게 기여할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 실제 구조물에 사용된 콘크리트를 해체하면서 발생한 폐콘크리트를 파쇄하여 제조한 재생골재의 혼합율을 각각 5단계로 변화시켜 제조한 재생 골재를 포장 콘크리트용 골재로 활용하기 위하여 실시한 실험결과에 대하여 고찰하였다. Amount of demolished concretes is highly produced as dismantlement of structures to increased owing to usage alteration and deteriorated of concrete structures, but most of them have been used as material for simple reclamation. Therefore, if demolished concrete could be recycled as aggregate for concrete. it will contribute to solve the exhaustion of nature aggregate, in terms of saving resources and protecting environment, especially being want of resources in Korea. In this study it was investigated into experimental results that were carried out demolished concrete recycled aggregate gained from dismantled real structures and source concrete recycled aggregate produced according to respectively 5 steps of replacement ratio for recycling as pavement concrete aggregate.

Fundamental Comparison of Moduli Values in Asphalt Concrete Mixture due to Various Sinusoidal Loadings

김낙석,Kim, Nak-Seok Korean Society of Hazard Mitigation 2006 한국방재학회논문집 Vol.6 No.1

본 시험은 다양한 sine파형을 가진 인장 및 압축 하중 하에서 아스팔트 혼합물의 모듀율값 을 비교평가하기 위하여 수행되었다. 즉, 휴식시간을 가진 반복 인장 haversine 하중, 휴식시간을 가진 반복 압축 haversine 하중, 주기적 인장하중, 주기적 압축하중, 그리고 주기적 인장-압축 반복하중이라는 총 5개의 하중형태가 32, 50, 68, 86, $104^{\circ}F$ (0, 10, 20, 30, $40^{\circ}C$) 라는 5개의 온도하에서 평가되었다. 시험결과, 휴식시간을 가진 반복 haversine 하중으로 인한 아스팔트 콘크리트의 인장 및 압축 모듀율 값은 저온에서 유사한 값을 나타내었지만, 고온에서는 상이한 값을 보였다. 특히, 고온에서 압축 모듀율 값은 인장 모듀율 값보다 높은 수치를 보였다. 또한, 저온에서 일축 직접인장 시험으로부터 구한 모듀율 값은 간접 인장시험으로부터 구한 모듀율 값보다 높은 값을 나타내었다. 그러나, 고온에서는 서로 유사한 값을 보였다. 일반적으로, 휴식시간을 갖는 반복 haversine 하중을 이용하여 얻은 모듀율 값은 주기적 sine파형을 가진 하중으로부터 구한 모듀율 값보다 항상 낮은 값을 나타내었으며 그 두 가지 하중으로부터 구한 모듀율 값의 차이는 온도가 감소함에 따라 더욱 증가되었다. A laboratory investigation was performed to estimate the moduli values of asphalt concrete mixture due to various sinusoidal loadings in compression and tension. Total five modes of loading were used under five testing temperatures of 32, 50, 68, 86, and $104^{\circ}F$ (0, 10, 20, 30, and $40^{\circ}C$); repeated compressive haversine loading with rest period, repeated tensile haversine loading with rest period, cyclic compressive loading, cyclic tensile loading, and alternate tensile-compressive loadings. The test results showed that, due to the repeated haversine loading with rest period, asphalt concrete demonstrated similar moduli in tension and compression at low temperatures,(0 and $10^{\circ}C$) while those moduli were different at high temperatures (20, 30, and $40^{\circ}C$). At high temperatures the compressive moduli were always higher than the tensile moduli. The uniaxial tensile moduli were higher than indirect tensile moduli at low temperatures. However, those moduli were similar at high temperatures. In uniaxial cyclic tension, compression, and alternate tension-compression tests, compressive moduli were higher than tensile and alternate tensile-compressive moduli throughout the temperatures. Generally, the moduli from the repeated haversine loading with rest period were always lower than those from the cyclic sinusoidal loading. The difference in moduli from the repeated haversine loading with rest period and cyclic sinusoidal loading becomes more significant as the temperature decreases.

에폭시와 세라믹스를 결합한 혼합물 이용 박층 포장공법의 성능개선

김완상,김낙석,Kim, Wan-Sang,Kim, Nak-Seok 한국방재학회 2008 한국방재학회논문집 Vol.8 No.5

Asphalt concrete pavements are susceptible to deformation and failure compared to cement concrete pavements. Epoxy is commonly used to enhance the bonding and durability of structures. Based on this concept, an epoxy and ceramics combined mixture was developed and applied to the field to estimate the pavement performance, Laboratory and field performance tests were conducted to observe the applicability of epoxy and ceramics composite materials compared to the conventional one. In this research, the epoxy and ceramics composite mixturewas used in two ways. 7 mm and 15 mm of thin surface layers using the mixture were constructed on cement and asphalt concrete pavements, respectively, after surface treatment. 12 months of field performance surveys were conducted to observe the resistances to the crack and deformation. According to the field performance tests, epoxy and ceramics combined mixture showed better bonding and field performances than the conventional one. 변형과 파손 등의 공용성능 문제가 발생하고 있는 아스팔트 포장과 콘크리트 포장에 비해 내구성능이 우수한 에폭시와 세라믹스를 결합한 혼합물을 도로포장에 적용하기 위하여 실내물성실험을 수행하고 현장에 적용하였다. 본 연구는 부착력과 내구성이 뛰어나 구조물 보수, 보강에 널리 사용되는 에폭시를 도로포장에 적용하기 위해서 세라믹스와 금속성분 등의 micro powder를 첨가하여 포장 재료로써의 공용성능을 확인하고 이를 현장에 적용하여 작업성과 시공성 등을 확인하였다. 콘크리트포장 현장의 시험시공은 파손된 기존 포장구간에 면처리 후 7 mm 박층으로 시공하였고, 아스팔트포장 현장의 시험시공은 파손된 기존 포장구간에 면처리 후 15 mm 박층으로 시공하여, 12개월 가량 균열 및 변형 발생여부를 관찰하였다. 에폭시와 세라믹스를 결합한 혼합물은 기존 포장과의 부착력이 뛰어났으며, 변형과 파손에 대한 저항성이 기존 포장재료에 비해 우수한 것으로 나타나 이를 도로현장에 적용할 경우, 공용성능 및 공용년한의 향상이 기대된다.

예방적 최소단면 보수공법 적용 아스팔트 도로포장의 유지관리 비용분석

김낙석,홍은철,Kim. Nak-Seok,Hong. Eun-Cheol 한국방재학회 2009 한국방재학회논문집 Vol.9 No.4

본 논문에서는 예방적 유지보수 공법으로서 최소단면 보수공법의 경제성을 분석하였다. 최소단면 보수공법은 차량의 주행 특성을 근거로 하여 적용하였다. 최소단면 보수공법의 한 차로당 유효보수범위는 각 차륜 통과부인 70 cm이며, 주행차량 특성 분석에 따르면 각 차륜통과 범위 내에서 95%이상의 차량이 주행한다. 최소단면 보수공법은 기존의 유지보수공법보다 유지보수비용이 감소하는 것으로 나타났으며 교통정체 감소에 따른 사용자 비용도 감소한다. 본 연구결과 총 유지보수비용은 최소단면 보수공법을 적용함으로서 기존의 유지보수공법에 비해 35%감소하는 것으로 나타났다. The paper presents the economic analysis of optimized-rehabilitation area method considered as one of the preventive maintenance methods in asphalt concrete pavement. The optimized-rehabilitation area was selected based on the analysis of traffic lane characteristics. The main concept of the selected method was to minimize the maintenance cost. The effective width of traffic lane in this method was 70 cm of each wheel path. According to the traffic survey conducted in this research, more than 95% of vehicles passed within the width of each wheel path. The new preventive optimized-rehabilitation area method showed less maintenance cost than the conventional overlay. In addition, traffic congestions and the user cost can be reduced. The research results revealed that the total maintenance cost was reduced by 35% by using the new method compare to the conventional one.

폐타이어활용 아스팔트 콘크리트의 실험적 공용특성

김낙석,Kim, Nak-Seok 한국방재학회 2003 한국방재학회논문집 Vol.3 No.2

폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트의 기술개발과 기초 자료의 확립을 위해서 건식공법 및 습식공법으로 생산되어진 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트와 재래식 밀입도 아스팔트 콘크리트 공시체를 제작하여 아스팔트 혼합물의 내구성을 평가할 수 있는 간접인장강도시험과 회복 탄성계수시험을 수행하였다. 간접인장강도시험 결과 골재 입도의 영향으로 간접인장강도는 재래식 아스팔트 콘크리트가 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트보다 우수하게 나타났지만, 인성과 최대수직변형률의 경우 골재 입도의 영향에도 불구하고 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트가 우수하게 나타났다. 또한, 회복 탄성계수시험 결과에서도 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트가 재래식 아스팔트 콘크리트보다 우수한 성능을 보여줌으로써 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트의 공학적 특성이 우수하게 나타났다. 특히, 습식공법 활용 폐타이어 재활용 아스팔트 콘크리트의 모든 공용특성은 건식공법활용 혼합물보다 우수한 것으로 평가되었다. Indirect tensile strength(IDT) test and resilient modulus(Mr) test were performed to evaluate experimental performance characteristics for the conventional and crumb rubber-modified(CRM) asphalt concrete using dry and wet processes asphalt. The IDT test was conducted under three temperatures(5, 10, 20$^{\circ}C$). According to the test results, it was shown that indirect tensile strength of CRM asphalt concrete was lower than that of the conventional one. However, toughness and maximum vortical strain of the CRM asphalt concrete were higher than those of the conventional one. The results of Mr test were presented that Mr of CRM asphalt concrete was higher than that of the conventional one. In addition, it was revealed that the overall laboratory performance characteristics of the wet-processed CRM asphalt concrete was better than those of the dry-processed one.

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.

상온재생공법활용 회수아스팔트 혼합물의 실험적 공용특성

김낙석,조명환,임정순,Kim, Nak-Seok,Jo, Myoung-Hwan,Im, Jung-Soon 한국방재학회 2003 한국방재학회논문집 Vol.3 No.1

본 연구에서는 회수아스팔트 혼합물의 재활용을 위해서 상온재생 아스팔트 혼합물과 재래식 밀입도 13mm 아스팔트 혼합물을 사용하여 아스팔트 혼합물의 실험적 공용특성을 파악하기 위하여 간접인장강도 시험과 피로파괴 시험을 수행하였다. 간접인장강도 시험은 $10^{\circ}C,\;20^{\circ}C$에서 수행되었으며, 피로파괴시험은 500kgf, 400kgf 그리고 300kgf의 반복하중 아래에서 수행되었다. 간접인장강도 시험결과 재생 아스팔트 혼합물은 재래식 아스팔트 혼합물에 대해서 각 온도대별 약 90%의 성능을 보였으며, 피로파괴 시험의 결과에 의하면 재생 밀입도 아스팔트 혼합물은 반복하중 500kgf, 400kgf, 및 300kgf에 대해서 각각 재래식 아스팔트 혼합물의 70%, 55%, 30%의 성능을 보여주었다. The research was performed to evaluate the cracking resistance characteristics of cold-mixed reclaimed asphalt pavement (RAP) using indirect tensile strength test and fatigue tests. Indirect tensile tests were conducted to estimate the indirect tensile strength at variable temperatures($10^{\circ}C\;and\;20^{\circ}C$). Fatigue tests were also carried out using 500kgf, 400kgf, and 300kgf of dynamic loads, and the fatigue life (Nf) for each mixture was measured. Indirect tensile strength of cold-mixed reclaimed asphalt pavement was about 90% of conventional 13mm dense-graded asphalt mixture. Fatigue life of cold-mixed reclaimed asphalt mixture was 70%, 55%, 30% (for 500kgf, 400kgf, 300kgf of load level, respectively) of the conventional one.