초록 ▼

유도가열 장치를 이용하여 steel wool fiber 혼입 아스팔트 콘크리트 포장 시편을 가열하였으며, 3점시험을 활용, 강도를 측정하여 회복정도를 측정하였다.

○ 전도성 물질의 종류 및 함량 결정
• 아스팔트 바인더 함량의 6%에 해당하는 Steel Wool Fiber를 첨가하였을 때 가장 좋은 분포 정도, 열전도율을 보여 자가치유효과가 가장 뛰어남.
• Steel Wool Fiber 함량이 6%를 초과하는 혼합물은 첨가제를 혼합하여 공시체를 제작하는 과정에서 서로 뭉치는 경향이 나타났으며 혼합물에 첨가제

유도가열 장치를 이용하여 steel wool fiber 혼입 아스팔트 콘크리트 포장 시편을 가열하였으며, 3점시험을 활용, 강도를 측정하여 회복정도를 측정하였다.

○ 전도성 물질의 종류 및 함량 결정
• 아스팔트 바인더 함량의 6%에 해당하는 Steel Wool Fiber를 첨가하였을 때 가장 좋은 분포 정도, 열전도율을 보여 자가치유효과가 가장 뛰어남.
• Steel Wool Fiber 함량이 6%를 초과하는 혼합물은 첨가제를 혼합하여 공시체를 제작하는 과정에서 서로 뭉치는 경향이 나타났으며 혼합물에 첨가제가 고루 분포하지 않는 경향이 나타남.

○ 가열 온도 결정
• 가열온도는 70℃일 때보다 90℃일 때 30%가량 높은 자가치유효과를 보임.
• 유도가열 방식은 고온일 경우 더욱 효과적인 자가치유효과를 나타냄. 가열온도로 90℃를 사용할 경우 혼합물의 구조에 영향을 주지 않고 균열을 치유하는데 충분함.

○ 유도가열을 통한 자가치유 반복에 따른 자가치유 성능 변화
• 자가치유를 거듭할수록 가열에 의한 노화가 발생하여 자가치유 성능이 감소함.
• 5회 이상의 유도가열을 통한 자가치유를 실시할 경우 모든 경우에서 자가치유 성능이 감소하는 것을 보이며, 초기 자가치유에 비해 약 43% 감소한 자가치유 성능을 보임.

○ 시험시공 결과
• 기존의 시공에 사용하던 장비의 그대로 사용하는데 아무런 제약이 없음.
• 기존의 시공과 비교하여 작업성 및 시공성에 영향을 주지 않음.

본 연구를 통하여 아스팔트 포장의 자가치유 가능성을 평가하였으며, 향후 실용화를 위한 연구자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
[ Purpose ]
Development of asphalt concrete material and development of self - healing asphalt concrete pavement using induction heater.
※ New self-healing asphalt mixture with 200% increase in self-healing rate, 2 times lower in fatigue crack, and 2 times longer in ser

□ Purpose & Contents
[ Purpose ]
Development of asphalt concrete material and development of self - healing asphalt concrete pavement using induction heater.
※ New self-healing asphalt mixture with 200% increase in self-healing rate, 2 times lower in fatigue crack, and 2 times longer in service-life compared to conventional asphalt concrete pavement.

[ Research content ]
• Analysis of mechanism of self-healing asphalt mixture and development of optimal formulation method.
• Thermal conductivity and microstructure analysis of self-healing asphalt mixture.
• Self-healing performance evaluation of self-healing asphalt mixture.
• Establishment of application basis of self-healing asphalt mixture through test construction.

□ Results
[ Qualitative research result ]
• When the applied self-healing cycles are controlled less than 5 times, the crack healing efficiency shows promising results with 50~90% enhancement.
• Development of indoor induction heating system prototype.
• 50m section of the road pavement section managed by Namwon Land Management Office.

[ Quantitative research result ]
• 3 SCI journals.
• 1 domestic patent application, 1 registration technology.

□ Expected Contribution
[ Application plan ]
• Development of induction heating device applicable to the field through international joint research.
• Evaluation of Reflective Crack Resistance of Self-Healing Asphalt Concrete Pavement.
• Performance evaluation of self-healing asphalt concrete pavement.
• Economical analysis of self-healing asphalt pavement through LCCA.
• Development of self-healing porous asphalt pavement.
• Evaluation of the asphalt pavement service-life under different induction heating temperatures and steel wool fiber contents.

[ Technical expectation effect ]
■ The dependence on overseas technology is solved through securing technology source for self-healing asphalt concrete.
■ Establish a foundation for leading the self-healing technology in the construction field by securing the world's best technology competitiveness.
■ Reduce porthole due to plastic deformation, fatigue cracking and improve moisture resistance.
■ Application of snow melting method in airport, high-altitude and tunnel sections by maximizing conductivity property.

[ Economic and social expectation effect ]
■ Self-healing technology of asphalt concrete pavement reduces social infrastructure maintenance cost (30% reduction in total maintenance cost).
■ Reduce CO2 emissions by 30% through reduction of maintenance volume.
■ In the future, the upgraded road pavement for the autonomous driving car is anticipated to prevent deteriorations such as portholes.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Contents ... 6
• 목차 ... 7
• 그림목차 ... 8
• 표목차 ... 11
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 12
• 1. 연구개발 목적 ... 12
• 2. 연구개발의 필요성 ... 13
• 3. 연구개발 범위 ... 14
• 4. 연구개발 차별화 전략 ... 20
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 21
• 1. 마이크로캡슐 방식의 자가 치유 ... 21
• 2. 마이크로파 가열 방식의 자가 치유 ... 22
• 3. 유도가열 방식의 자가 치유 ... 25
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 27
• 제 1 절 자가 치유 아스팔트 콘크리트 포장 배합설계 및 성과 ... 27
• 제 2 절 아스팔트 혼합물 열전도 특성 및 미세구조 분석 ... 37
• 제 3 절 아스팔트 콘크리트 유도가열 자기치유 및 성과 ... 51
• 제 4 절 자가치유 아스팔트콘크리트 포장 시험시공 ... 68
• 제 5 절 연구개발성과 ... 70
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 71
• 1. 목표 달성도 ... 71
• 2. 관련 분야 기여도 ... 71
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 73
• 1. 본 연구성과를 반영한 향후 연구방향 ... 73
• 2. 연구개발성과의 활용방안 ... 73
• 3. 관련 사업 활용방안 ... 73
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 74
• 1.박테리아를 이용한 콘크리트 자가 치유 ... 74
• 2. 자가 치유 포장도로 ... 74
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 76
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설ㆍ장비 현황 ... 76
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 76
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 78
• 제11장. 기타 사항 ... 78
• 제12장. 참고 문헌 ... 78
• 끝페이지 ... 80