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아스팔트 도로포장 유지보수(표면처리)용 유화아스팔트의 양생 및 점착거동특성 평가
Evaluation of Asphalt Emulsions Curing and Adhesive Behavior used in Asphalt Pavement Preservation (Surface Treatments) 원문보기

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.16 no.6 = no.68, 2014년, pp.39 - 50  

임정혁 (한국건설기술연구원) ,  김영수 (노스캐롤라이나 주립대학교 토목공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the curing and adhesive behavior of asphalt emulsions including polymer-modified emulsions for chip seals and fog seals. METHODS : For the laboratory testing, the evaporation test, the bitumen bond strength (BBS) test, and the Vialit test are use...

주제어

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문제 정의

  • Damping Test 역시 포그실의 현장 시험(교통개방 시간 판단)을 위하여 개발되었으며, 본 연구에서는 유화아스팔트의 양생거동특성 평가를 위하여 사용되었다. 유화아스팔트 샘플 표면에 특정한 규격의 오일 흡수 패드를 거치한 후 1kg의 하중을 15초 동안 재하한 후 패드가 흡수한 유화아스팔트의 면적을 측정하는 시험이다.
  • Rolling Ball Test는 ASTM D 3121에 규정되어있는 시험법으로, 포그실의 현장 시험(교통개방시간판단)을 위하여 개량되었고, 본 연구에서는 유화아스팔트의 양생거동특성 평가를 위하여 사용되었다. 스틸 공을 일정한 속도(일정한 각도의 받침대를 사용하여)로 유화아스팔트 샘플 표면에 굴린 후 볼이 이동한 거리를 양생시간 별로 측정하여 양생거동을 평가하는 시험이다.
  • 하지만, 충분한 공용성능을 위하여 표면처리공법의 시공 후 과도한 양생시간을 적용하는 것은 시공된 도로의 교통 개방을 지연시켜 도로 이용자의 불편을 초래하게 된다. 그럼으로, 각 재료별 적절한 양생시간을 파악하는 것이 중요하며, 이를 위하여 본 연구에서는 유화아스팔트의 양생 및 점착거동특성을 평가하고자 한다.
  • 본 연구에서는 아스팔트 도로포장의 유지보수공법으로 사용되는 칩실과 포그실 및 칩실 포그실 혼합처리공법의 양생 및 점착거동특성을 평가하기 위하여 현재 미국 노스캐롤라이나 주에서 대표적으로 사용되는 유화아스팔트와 골재를 선정하였으며 양생시간 및 온도 변화에 따라 유화아스팔트 증발시험, 아스팔트 점착력 시험과 Vialit Test를 수행하였다. Rolling Ball Test와 Damping Test는 포그실 유화아스팔트 분석에 사용되었다.
  • 점착력 시험은 AASHTO TP-91에 규정되어 있으며, PATTI(Pneumatic Adhesion tensile Testing Instrument) 장비를 사용하여 아스팔트 바인더 또는 유화아스팔트와 골재표면의 점착력을 측정하는 시험이다. 본 연구에서는 유화아스팔트의 양생시간에 따라 점착력 변화를 측정하여 각 유화아스팔트의 양생시간에 따른 점착력 거동특성을 평가하였다. 모든 실험은 동일한 조건을 부여하기 위하여 온도와 습도가 제어되는 챔버 안에서 수행되었다.

가설 설정

  • 유화아스팔트의 양생거동특성을 직접적으로 비교하기 위하여 증발시험을 수행하였다. 본 실험에서 양생시간은 유화아스팔트가 함유한 수분의 손실이 더 이상 발생하지 않는 시간으로 가정되었고, 실험결과는 양생시간에 따른 유화아스팔트의 수분함량비로 나타내었다(Fig. 12). 3종의 칩실 유화아스팔트 샘플은 모두 동일한 조건, 양생온도 35℃와 유화아스팔트 포설률 1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미국 주 교통국에서 적용하는 도로 표면처리공법으로 무엇이 있는가? 현재 미국 주 교통국에서 적용하는 대표적인 표면처리공법으로는 칩실과 포그실, 또는 칩실과 포그실의 혼합처리 등이 있다. 유지보수공법으로서 칩실의 적용은 도로포장의 미끄럼 저항성을 향상시킬 수 있으며 신속한 시공을 통한 도로 이용자의 불편함을 최소화 할 수 있다.
표면처리공법의 점착력 강도를 향상시키기 위하여 칩실 표면에 포그실을 시공하였을 때의 효과는 무엇인가? 표면처리공법의 점착력 강도를 향상시키는 방법 중한 가지는 시공된 칩실 표면에 포그실을 시공하는 것이다. 포그실의 시공은 탈리된 골재로 인하여 야기되는 피해 즉, 주행차량의 전면 부 유리창 파손 혹은 그로부터 발생될 수 있는 2차 교통사고 등의 피해를 방지할 수 있다. 포그실 적용으로 인하여 향상되는 점착력 강도는 결국 골재의 탈리를 방지하기 때문에 California Chip Seal Association(CCSA, 2005)의 연구는 중교통량의도로에 시공된 칩실 표면에 포그실을 적용하는 것을 추천하고 있다.
아스팔트 도로의 절삭 후 재포장공법의 특징은 무엇인가? 기존 공용중인 아스팔트 도로의 유지보수방법은 크게 절삭 후 재포장과 표면처리공법(Surface Treatments)으로 나뉠 수가 있다. 일반적으로 절삭 후 재포장공법은 기존 포장이 심각한 파손을 보여줄 때 적용할 수 있으며, 신규 포장과 같은 포장 공용성을 유지할 수 있다. 반면에 표면처리공법은 심각한 파손이 발생하기 전 초기 혹은 중간 파손단계에 적용하여 기존 도로의 수명을 늘릴 수 있다(NCDOT 2012).
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참고문헌 (13)

  1. American Association of State and Highway Transportation Officials (AASHTO). Standard Test Method of Test for Dertermining Asphalt Binder Strength by Means of the Asphalt Bond Strength (ABS) Test. AASHTO TP:91-11. 

  2. Asphalt Emulsion Manufacturers Association (AEMA). Asphalt Emulsion. AEMA Brochure. 

  3. California Chip Seal Association. (2005). 6 Steps To a Better Chip Seal: Design, Construction, and Application. 

  4. California Department of Transportation. (2003). Maintenance Technical Advisory Guide (TAG). In Caltrans Division of Maintenance. 

  5. Gransberg, D. D. Correlating. (2006). Chip Seal Performance and Construction Methods. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 1958, pp. 54-58. 

  6. Kim, Y. R. and J. H. Im. (2014). Extending the Use of Chip Seals to High Volume Roads by Using Polymer-Modified Emulsions and Optimized Construction Procedures. Final Report, Report No. HWY-2011-03, North Carolina Department of Transportation, Raleigh, NC. 

  7. Kim, Y. R. and J. H. Im. (2012). Fog Seal Effectiveness for Bituminous Surface Treatments. Final Report, Report No. HWY-2010-02, North Carolina Department of Transportation, Raleigh, NC. 

  8. Im, J. H. and Y. R. Kim. (2013). Methods for Fog Seal Field Test with Polymer-Modified Emulsions: Development and Performance Evaluation. Journal of the Transportation Research Board, No. 2361, pp. 88-97. 

  9. Kim, Y. R. and J. S. Lee. (2005). Optimizing Gradations for Surface Treatments. Final Report, Report No. FHWA/NC/2005-15, North Carolina Department of Transportation, Raleigh, NC. 

  10. NCDOT (North Carolina Department of Transportation). (2012). Pavement Condition Survey Manual 2012. 

  11. Stroup-Gardiner, M. and D. Newcomb. (1995). An Evaluation of Rheological Measurements for Unmodified and Modified Asphalt Cements. Transportation Research Record, No. 1488. 

  12. Takamura, Koichi. (2003). Improved Fatigue Resistance of Asphalt Emulsion Residue Modified with SBR Latex. AEMA Annual Meeting in Nashville, TN. 

  13. Wood, T. J., D. W. Janisch, and F. S. Gaillard. (2006). Minnesota Seal Coat Handbook 2006. Minnesota Department of Transportation, Office of Minnesota Road Research. 

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