선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이에 도로포장의 파손에 대한 적절하고 시급한 보수 및 보강능력을 향상시키고교통 지연 및 최소한의 작업시간으로 도로안전을 확보하기 위한 방안이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 폐아스팔트 콘크리트를 100% 순환골재로 이용하고 속경성 상온 개질 유화아스팔트를 적용한 상온 긴급보수재료를 개발하기 위해 골재와 재료의 무게 비율에 따른 물성 평가를 실시하여 이를 통해 최적 배합비를 결정하고 이에 대한 실험적 분석을 수행하고자 한다.
- 본 연구에서는 긴급 보수에 주로 사용되고 있는 유화 아스팔트에 대하여 3가지 종류에 대하여 기본적으로 평가하였다. 국내에서 개발된 Type A, B와 Type C(미국) 제품과의 결과를 Table 4에서 정리하였다.
제안 방법
- 제작한 혼합물로 수침잔류안정도와 양생온도, 시간에 따른 마모 저항성을 분석 및 평가하였다. 또한 혼합물의 보수형태에 따른 모사를 통하여 동적 안정도와 긴급보수에 적합한 혼합물 배합비도 평가하였으며 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
- 순환골재(RAP)를 실제 공사현장에서 수집하여 실물 크기의 체가름 장비를 이용하여 본 연구에 활용하였다. 또한 혼합물의 역학적 성질을 통해 적용성을 검토하였다. Table 1과 같이 최적배합비를 도출하고 순서에 의해 진행하였으며 Table 2에 주요 변수와 시험을 요약하였다.
- 마샬 안정도 시험은 KS F 2337에 의해서 만들어진공시체에 대하여 KS F 2369에 준하여 마샬 안정도와 흐름값 시험을 진행하였으며 몰드는 양면 75회 다짐 후 Fig. 1과 같이 16~19시간 상온에 공기양생 후 탈형하여 시험 전 25±1℃의 공기 욕조 안에서 2시간 온도를 조정하고 분당 50±5mm 재하 속도로 Fig. 2와 같이 공시 체에 압축하중을 가하여 시험을 수행하였다.
- 보수재료의 수분민감성을 평가하기 위하여 KS F2369에 준하여 실시하였으며 25±1℃ 양생 후 마샬 안정도를 수행하고 Fig. 6과 같이 25±1℃수조에서 48시간 수침시킨 후 마샬 안정도를 비교하였으며 다음과 같이 Eq.
- Table 16은 본 연구의 방법과 ASTM D 3910의 차이가 있으며 이는 현장 조건에 적합한 품질을 확인하고자 차이를 두었다. 본 연구에서 제안한 시험방법으로는 5,25, 40℃에서 4, 12, 24시간 양생하였으며, 시험 후 Fig. 11과 같이 시료를 25℃ 상온에서 25~48시간 건조하는 시험방법의 차이를 주었으며 이외 방법은 ASTM D 3910 시험방법에 준하여 실시하였다.
- 본 연구에서는 단입도의 순환골재(RAP)와 유화 아스팔트 바인더 3가지를 이용하여 배합설계에 따라 혼합물을 제작하였다. 제작한 혼합물로 수침잔류안정도와 양생온도, 시간에 따른 마모 저항성을 분석 및 평가하였다.
- 습윤 마모 시험은 아스팔트 콘크리트 포장의 표면처리용 혼합물에 대하여 습윤 상태의 마모 저항성능과 최적 아스팔트 함량 결정을 위하여 HOBART A-120 장비를 이용하여 진행하였다. ASTM D 3910에 따르면 시편을 몰드에서 제거한 후 건조기에서 60℃에서 15시간 이상 건조시키고 건조된 시편을 실온에서 질량을 측정한다.
- 본 연구에서는 단입도의 순환골재(RAP)와 유화 아스팔트 바인더 3가지를 이용하여 배합설계에 따라 혼합물을 제작하였다. 제작한 혼합물로 수침잔류안정도와 양생온도, 시간에 따른 마모 저항성을 분석 및 평가하였다. 또한 혼합물의 보수형태에 따른 모사를 통하여 동적 안정도와 긴급보수에 적합한 혼합물 배합비도 평가하였으며 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
대상 데이터
- 본 시험은 순환골재(RAP) 2~5mm를 사용하고 국내에서 개발된 2가지 Type A, B와 Type C(미국) 제품을 가지고 비교하였으며, 마샬 안정도에서 얻어진 최적의 배합비를 가지고 습윤 마모 저항성 시험을 진행하였고,바인더 함량은 Table 16과 같이 Type A 9%, Type B10%, Type C 11%로 수행하였다.
- 순환골재(RAP)는 포장보수공사가 시행된 3개소에서 수집하여 스크린 장치를 사용하여 2~5mm, 5~10mm 골재를 채취 후 본 실험을 수행하였으며, 물리적 성질은 Table 3과 같이 확인하였다.
- 순환골재(RAP)를 실제 공사현장에서 수집하여 실물 크기의 체가름 장비를 이용하여 본 연구에 활용하였다. 또한 혼합물의 역학적 성질을 통해 적용성을 검토하였다.
- 순환골재(RAP)와 긴급보수용 바인더 3종류(Type A,Type B, Type C)를 사용하였으며, 2~5mm, 5~10mm 골재를 보수 깊이에 따라 사용성을 부여하기 위하여 각각의 바인더 함량을 조정하여 혼합하였다. Type A 바인더는 Table 5의 수준으로 진행하고, Type B 바인더는 Table 6과 같이, Type C 바인더는 Table 7과 같이 각각 배합설계를 진행하였다.
이론/모형
- 시험 분석은 KS F 2369가 제시한 마샬 안정도 및 흐름값, 수침잔류안정도의 품질기준을 적용하였으며 습윤마모시험의 경우 ASTM D 3910을 사용하였다. 동적안정도 품질기준은 고속도로 건설재료 품질기준 중 상온형 아스콘과 같으며 속경성 혼합물의 품질기준은 Table 8과 같다.
- 혼합물의 변형량을 평가하기 위하여 KS F 2374에 준하여 실사하였으며 시험 온도는 25℃에 진행하였다. 동적 안정도 시편은 Fig.
성능/효과
- 1. 마샬 안정도의 경우 Type A 바인더에서 기준 대비 3.90배 이상의 안정도를 확인하였으며 순환골재(RAP) 크기에 따른 증가는 5~10mm에서 다소 높은 결과를 확인하였다. 반면 Type B 바인더의 경우 골재 크기에 따른 증가율은 거의 차이가 없었으며 기준대비 2.
- 2. 수침잔류안정도의 경우 Type A 바인더의 경우 79%~85% 측정되었으며 골재 크기에 따른 성질은 유사하였다. 다만 바인더 함량이 증가할수록 수침잔류안정도가 증가하는 추세를 보였으며 이는 필러의 반응에 따른 결과로 판단된다.
- 3. 습윤 마모 저항성 시험은 양생온도, 양생시간에 따른 저항성을 평가하였으며 4시간 경과 후 Type A 바인더는 5, 25, 40℃ 모두 품질기준에 만족하는 결과를 확인하였다. 반면 Type B 바인더는 5℃에서 측정이 불가능하였으며 그 이상의 온도에서는 품질기준에 만족함을 확인하였다.
- 4. 동적 안정도는 Type A 바인더가 높은 결과를 보였으며 Type B Type C 순으로 나타났다. 기준 대비 1.
- 5. 본 실험의 결과를 바탕으로 순환골재(RAP)와 유화 아스팔트를 혼합하여 적용 시 포장면의 보수₩보강이가능할 것으로 확인되었다.
- Table 14, Fig. 9와 같이 5~10, 2~5mm 수침잔류안정도는 유사한 시험 결과를 확인하였으며 Type C 바인더 함량이 증가할수록 2~5mm 순환골재(RAP)에서 각각 2.9, 8.9% 수침잔류안정도가 감소함을 알 수 있었다. 또한 5~10mm 순환골재(RAP)에서는 5.
- 14는 Type A의 시험결과를 보여주고 있으며 품질기준에 만족하는 결과를 확인하였으며 바인더 함량이 증가할수록 동적 안정도가 감소하는 성질을 확인하였다. Type B 바인더의 동적안정도를 나타내고 있으며 바인더 함량이 증가할수록 Type A와 유사한 성질을 보였다. Type A, B에 비해 다소 낮은 결과를 보였지만 품질기준의 1.
- 30배 이상의 성능을 확인하였다. Type C 바인더의 경우 기준 대비 1.60배 이상의 성능을 확보하였으며 5~10mm골재보다 2~5mm가 1.23배 높은 결과를 보였다.
- 동적 안정도는 Type A 바인더가 높은 결과를 보였으며 Type B Type C 순으로 나타났다. 기준 대비 1.60배 이상 높은 것으로 확인되었으며 바인더 함량이 증가할수록 동적 안정도는 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 변형가속도(RD)는 0.
- 7과 같이 순환골재(RAP) 크기에 따른 수침잔류안정도는 유사한 물성을 확인하였으며 모두 75% 이상의 품질성능을 확보하였다. 다만 Type A 바인더 함량이 증가할수록 수침잔류안정도도 6.2% 이내의 증가함을 확인하였다. 이는 Type A 바인더에 첨가된 미네랄 필러의 사용량 증가에 따른 수침잔류안정도가 증가된다고 판단된다.
- 5와 같이 평가되었으며 5~10mm 순환골재(RAP)보다 2~5mm 순환골재(RAP)가 다소 높은 결과를 확인하였다. 다만 마샬 안정도에서는 바인더 함량 및 골재 크기에 따라 6.8~15.6% 이내에서 편차를 확인하였으나 흐름값에서는 다소 높은 결과를 확인하였다.
- 다만 바인더 함량이 증가할수록 수침잔류안정도가 증가하는 추세를 보였으며 이는 필러의 반응에 따른 결과로 판단된다. 또한 Type B 바인더는 5~10mm골재보다 2~5mm골재가 1~3% 내외에서 증가함을 확인하였다. Type C 바인더의 경우 골재 크기에 따른 성질은 유사하였으며 Type A, B 바인더보다 우수한 수침잔류안정도를 확인되었으나 Type A 마샬 안정도 기준 대비 높아서 나타난 결과로 판단된다.
- 5% 감소함을 알 수 있었다. 또한 바인더 사용량이 증가할수록 수침잔류안정도는 5.4% 이내의 감소함을 확인하였다.
- 바인더 Type A, B, C에서 수침잔류안정도는 Type C 바인더가 가장 우수함을 알 수 있었으나 이는 마샬 안정도에서 비교대상 바인더보다 낮은 결과에 따른 수침잔류안정도 향상으로 보이며 3가지 바인더 모두 품질기준에 만족하는 결과를 확인하였다.
- 반면 바인더 함량이 증가하여도 흐름값은 최대 3.1% 이내로 증가하는 것을 확인하였다.
- 폐아스팔트 콘크리트 순환 실용화 방안 연구에서는 서울시를 기준으로 실용화 가능한 순환공법 및 이에 필요한 시방서를 제시하였다. 이 연구에서는 순환골재 혼합물이 신규 아스팔트 혼합물의 품질기준을 만족하였으며, 크리프 및 회복탄성계수 시험결과 일반 아스팔트 혼합물과 유사한 역학적 성능을 얻을 수 있다고 하였다. 또한 공사 규모 및 특성에 따라 순환공법의 적절한 선정이 필요하다고 하였다(Nam, 2000).
후속연구
- 그러나 본 연구는 혼합물에 대한 평가만을 가지고 도출한 것이며 긴급 보수용 패칭 장비와의 시험시공을 통해 부착성 및 공용성능 평가의 연구가 추가로 수행되어야 할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.