제강슬래그 골재를 사용한 아스팔트 혼합물 및 아스팔트 포장도로의 소음저감 효과 분석

장동복,박경원 한국아스팔트학회 2022 한국아스팔트학회지 Vol.12 No.1

To utilize the steel slag aggregates on manufacturing low-noise asphalt pavement, volumetric test on the general mineral aggregates and steel slag aggregates, the acoustic absorption test on the two types of mixture, and the roadway noise test on the two types of asphalt pavements were conducted. The study found that the steel slag aggregates have approximately double air voids than the general mineral aggregates, the steel slag asphalt mixture have 9% higher acoustic absorption capacity, and the steel slag asphalt pavement reduces 10 dB roadway noise. Consequently, the steel slag aggregates are more suitalbe for manufacturing the low-noise asphalt pavement.

PMS와 도로함몰 DB의 연계방안 연구

연규민,장동복,김인태 한국도로학회 2017 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2017 No.03

제강슬래그 및 순환골재로 천연골재를 대체한 아스팔트 혼합물(천연 골재 FREE 아스팔트 혼합물)의 개발 필요성

박경원,장동복,이종민,Park, Kyung-Won,Jang, Dong-Bok,Lee, Jong-Min 한국건설순환자원학회 2021 한국건설순환자원학회지 Vol.16 No.2

제강슬래그와 폐아스팔트를 활용한 중온 아스팔트 포장의 거동 분석

이호정,장동복,김현욱,김인태,김기병,이재훈 한국도로학회 2017 한국도로학회논문집 Vol.19 No.2

PURPOSES:This study aimed to analyze the experimental and numerical behavior of warm mix asphalt pavement prepared using steel slag and RAP and to conduct economic analysis of pavement construction.METHODS :For developing high performance asphalt pavement, we performed three evaluations: fundamental analysis, experimental testing, and 3D finite element analysis. In particular, 3D finite element analysis was conducted on several pavement structures by adopting the results of experimental tests.RESULTS :Through the various evaluations, it was established that steel slag was effective for use as asphalt mixture aggregate. Moreover, asphalt mixture constituting steel slag and RAP demonstrated higher performance behavior compared with conventionally used asphalt mixture. Furthermore, based on the 3D FE modeling, we established that the developed asphalt pavement constituting steel slag and RAP can be utilized for thin layer pavement with comparable performance behavior.CONCLUSIONS:Warm mix asphalt pavement prepared using steel slag and RAP is more competitive and economic compared to hot-mix asphalt pavement. Moreover, it can be applied for preparing thin layer asphalt pavements with reasonable performance. The developed warm mix asphalt pavement prepared using steel slag and RAP can be an alternative pavement type with competitive performance based on the reasonable economic benefit it provides.

임피던스 시험 및 현장 조사를 통한 제강 슬래그 골재 아스팔트 혼합물의 소음 저감성능 평가

박경원(Park, Kyung Won),장동복(Jang, Dong Bok),백철민(Baek, Cheol Min) 대한토목학회 2021 대한토목학회 학술대회 Vol.2021 No.10

제강 슬래그 및 순환골재를 사용한 순환 아스팔트 혼합물의 장기 공용성 평가

박경원(Kyung-Won Park),장동복(Dong-Bok Jang),이종민(Jong-Min Lee),강병화(Byung-Hwa Kang),김형배(Hyung-Bae Kim) 한국건설순환자원학회 2021 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.9 No.4

본 연구에서는 철강산업 부산물인 제강슬래그 및 폐아스팔트 콘크리트포장 파쇄물인 순환골재를 사용하여 아스팔트 혼합물용 천연골재를 대체 가능성을 파악하고 제강슬래그를 활용한 아스팔트 혼합물의 공용성 평가를 수행하였다. 일반 WC-2와 Slag WC-2(R)에 대한 평가는 동일한 조건으로 수행하였으며, 수행기관은 국가 공인시험기관(KTR) 및 한국도로학회로 각 기관의 연구용역을 통해 평가되었다. 동적안정도, 동탄성계수, 피로균열 시험결과 슬래그 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 각각 140%, 저온ㆍ고온 487ㆍ350%, LowㆍMiddleㆍHigh Stress Level 32ㆍ325ㆍ900% 증가하는 것으로 조사되었다. 함부르크 휠 트래킹 시험결과 두 가지 혼합물의 수분저항성이 우수한 것으로 조사되었으나, 슬래그 아스팔트 혼합물 시험결과에 변곡점이 없고 변위발생량이 낮아 일반 혼합물 대비 우수한 것으로 조사되었다. 장기공용성 평가(APT) 결과 슬래그 아스팔트 혼합물에서 소성변형 발생량이 6.5% 적게 발생하였으며, 표층, 기층 및 하부층의 압축량을 분석한 결과 슬래그 포장도로의 표층 소성변형 저항성이 45% 높게 조사되었다. The study performed long-term performacne evaluation on the hot mix asphalt using the steel slag aggregates and Reclaimed Asphalt Pavement (RAP). The laboratory comparative evaluation was conducted between conventional Hot Mix Asphalt (HMA) which is entitled WC-2 and HMA containing steel slag and RAP which is entitled ES WC-2(R). Dynamic stability test, dynamic modulus test, and fatigue crack test were conducted during the comparative evaluation process. The dynamic stability test result showed that ES WC-2(R) was 140% higher than WC-2. It is noted that ES WC-2(R) showed no inflection point whereas WC-2 showed inflection point during the dynamic stability test which implies ES WC-2(R) has the higher moisture susceptability than WC-2. The dynamic modulus of ES WC-2(R) were 342.3%, 486.7%, and 350.0% higher than WC-2 at medium temperature of 21°C, low temperature of –10°C, and high temperature of 38°C respectively. The test result showed that rutting resistance of ES WC-2(R) is higher than WC-2 at all temperature spectrum. The fatigue resistance of ES WC-2(R) were 31.7%, 325.3%, 899.9% higher at low stress level, medium stress level, and high stress level, respectively. The test result showed that ES WC-2(R) is higher than WC-2 at all stress levels. Based on the laboratory comparative evaluation, The in-situ scale Accelerated Pavement Test (APT) was conducted comparing WC-2 and WC-2(R). APT found that the rutting resistance of WC-2(R) was 45% higher than WC-2.

제강 슬래그 골재를 이용한 PSMA 혼합물의 녹물 발생 영향 및 흡음 특성 평가

김혁중(Hyeok-Jung Kim),장동복(Dong-Bok Jang),김한나(Han-Na Kim) 한국건설순환자원학회 2021 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.9 No.4

본 연구에서는 철강산업의 부산물인 제강슬래그의 도로포장용 건설재료로 사용 확대를 위한 골재의 품질 특성을 연구하는 것으로 골재의 녹물 발생 가능성을 확인하고, 아스팔트 콘크리트 혼합물의 내구성능과 흡음률 평가를 통한 소음 저감 특성을 평가하였다. 골재의 녹물 발생 실험을 수행한 결과, 두 골재에서 녹물이 관찰되지 않아 실제 도로의 수환경에서 녹물 발생 가능성이 매우 낮을 것으로 판단된다. 수분저항성 실험을 수행한 결과, 모든 혼합물에서 85%를 상회하는 인장강도 비를 보였으며 아스팔트 혼합물 기준을 만족하였다. 또한, 제강슬래그를 활용한 아스팔트 포장도로의 구조적 안정성이 일반 포장도로 대비 우수한 것으로 조사되었다. 제강슬래그 혼합물의 흡음 계수는 일반 골재 혼합물보다 높게 측정되었다. 이에, 도로 소음 저감에 제강슬래그 혼합물이 일반 혼합물보다 효과적으로 대응할 수 있을 것으로 판단된다. In order to expanding of the use of steel slag, a by-product of steel industry, as a road paving construction material, this present study confirmed the possibility of the rust formation of steel slag aggregate and evaluated the durability performance and the noise reduction characteristics of asphalt concrete mixture. As a result of conducting the rust formation test of aggregate, no rust was observed in both aggregate, so it is judged that the possibility of rust formation in the actual road water environment is very low. As a result of performing the moisture resistance test, all mixtures showed a tensile strength ratio exceeding 85%, satisfied the standard as asphalt mixture. In addition, the sound absorption coefficient of the steel slag aggregate mixture was measured to be higher than that of the general aggregate mixture. Accordingly, it is speculated that the steel slag aggregate mixture can more effectively respond to road noise reduction than the general mixture.

제강슬래그와 폐아스콘을 활용한 아스팔트 포장 시험시공

이호정,김현욱,최정필,서오진,김낙석,장동복 한국도로학회 2016 한국도로학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.06

최근 자연환경보전에 관한 법률이 강화되면서 도로포장용 골재 채취 및 석산의 신규개발이 제한되어 양질의 골재 수급이 어렵다. 특히 골재 소요량의 40% 이상을 재활용골재로 사용해야 하는 재활용골재 의 무 사용 환경부 고시가 시행되어 재활용골재 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 같이 재활용골재 활용에 대한 필요성이 높아짐에 따라 다양한 산업부산물 및 폐기물을 골재로 활용하기 위하여 많은 연구 진행되고 있다. 특히 산업부산물 중 제강슬래그는 연간 발생량이 약 600만 톤으로 대량 발생되고 있지만 노반재나 성토재 등 저부가가치 재료로 활용되거나 매립되어 활용성이 떨어진다. 하지만 제강슬래그의 선 행연구결과 밀도, 마모감량 등 국내 도로용 골재기준을 충분히 만족하고 있으며 폐기물 및 토양오염에 대 한 환경기준도 만족하여 도로용 아스팔트 콘크리트에 활용이 가능할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 폐아스콘과 제강슬래그를 활용한 아스팔트 포장공법을 개발하기 위하여 폐아스콘과 제강슬래그의 혼입비율과 입도를 달리한 아스팔트 혼합물을 배합하여 변형강도(Deformation strength: SD) 실험, 반복주행(Wheel tracking) 실험, 회복탄성계수(MR) 실험 등 다양한 실내실험을 수행하여 아스 팔트 혼합물에 대한 공용성능을 분석하였다. 분석된 공용성능을 토대로 폐아스콘과 제강슬래그의 혼입비 율과 합성입도를 달리하여 인천지역에 4개구간 약 50m, 전남지역에 6개구간 약 300m 시험시공을 실시하 였다. 본 연구에서는 광양제철소에서 생산된 3개월 이상 에이징된 제강슬래그(전로슬래그 90%, 전기로슬래 그 10%)와 각 시험시공 지역에서 수급된 폐아스콘을 사용하였으며 아스팔트 바인더는 본 연구를 위하여 S사에서 개발한 중온기능과 재생첨가제를 포함하여 폐아스콘과 제강슬래그 활용에 적합하게 설계된 제품 (WMRA, Warm Mixed Reclaimed Asphalt)을 사용하였다. 폐아스콘과 제강슬래그를 활용한 아스팔트 포장 시험시공의 안정도, 공극율 등 검사시험성적 결과 품 질기준에 모두 만족하여 현장적용에 문제가 없을 것으로 판단되며 추후 추적조사를 통하여 균열 및 소성 변형에 대한 지속적인 검토를 수행할 계획이다.

도로포장 재료로서 제강슬래그 아스팔트 혼합물의 흡음 특성 연구

김한나 ( Kim Han-na ),박경원 ( Park Kyeong-won ),장동복 ( Jang Dong-bok ),김혁중 ( Kim Hyeok-jung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1

본 연구는 제강슬래그를 골재로 활용한 도로포장 건설재료로써의 사용을 확대하기 위해 제강슬래그 골재 아스팔트 혼합물과 일반 골재 아스팔트 혼합물의 흡음 특성을 연구하였다. 두 아스팔트 혼합물의 흡음 특성은 흡음률 측정을 통해 평가하였으며, 흡음계수는 전달함수법에 의해 결정되었다. 도로 소음에 해당되는 주파수 영역에서 제강슬래그 골재 아스팔트 혼합물의 흡음 계수가 일반 골재 아스팔트 혼합물보다 높게 측정되었으며, 이는 제강슬래그 골재가 일반 골재보다 도로 소음 저감에 효과적으로 대응할 수 있을 것으로 판단된다.