초록 ▼

◻ 연구개요
본 연구는 아스팔트 포장체의 유지관리 효율성을 극대화하기 위한 연구로서, 수분의 침투정도에 따른 수분손상의 메카니즘과 파괴모드에 따른 특성을 규명하는 실험법을 제시한다. 또한 아스팔트 혼합물의 구성 재료들의 열화현상에 대한 모델을 개발하여, 아스팔트 수분손상에 대한 파괴모드에 따른 특성을 Extended Finite Element Method(XFEM)을 이용한 수치해석 모델을 개발한다. 따라서, 아스팔트 포장체의 수분손상에 의한 파괴특성을 고려하여 기존/신설 도로의 수명을 예측하는 모델을 개발을 목표로 한다.

◻ 연구개요
본 연구는 아스팔트 포장체의 유지관리 효율성을 극대화하기 위한 연구로서, 수분의 침투정도에 따른 수분손상의 메카니즘과 파괴모드에 따른 특성을 규명하는 실험법을 제시한다. 또한 아스팔트 혼합물의 구성 재료들의 열화현상에 대한 모델을 개발하여, 아스팔트 수분손상에 대한 파괴모드에 따른 특성을 Extended Finite Element Method(XFEM)을 이용한 수치해석 모델을 개발한다. 따라서, 아스팔트 포장체의 수분손상에 의한 파괴특성을 고려하여 기존/신설 도로의 수명을 예측하는 모델을 개발을 목표로 한다.

◻ 연구 목표대비 연구결과
수분손상 메카니즘 규명 및 파괴모드 실험법 개발
• Multi-scal 실내실험을 통해 수분침투 정도에 따른 아스팔트 혼함물의 수분손상 메커니즘과 파괴모드에 따른 특성을 규명
아스팔트 혼합물의 구성 재료의 열화 모델 개발
• 수분 침투로 인한 혼합물 구성 재료의 열화특성을 나타내는 열화 특성 모델 개발
XFEM을 통한 수치해석 모델 개발
• XFEM기법을 통해 수분손상에 따른 파괴모드에 따른 특성을 수치해석적인 접근으로 분석기법 개발
기존/신설 도로의 수분손상에 따른 수명예측 모델 개발
• 실험을 통해 개발된 열화모델 파괴모드에 따른 특성을 규명한 멀티스케일링 해석 기법을 활용하여 수명예측 모델 개발

◻ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
도로포장의 유지관리, 보수/보강 및 성능예측
• 본 연구과제는 아스팔트 도로포장의 유지관리, 보수/보강, 성능예측 등을 경험적인 접근이 아닌 역학적, 공학적 접근을 통한 기술 개발로써, 장기적인 측면에서 매우 활용도가 높음.
• 본 연구과제는 향후 포장설계를 보다 역학적이고 공학적인 설계를 할 수 있을 것으로 기대되며, 노후화 된 아스팔트 포장도로의 보수나 재포장의 시기를 판단하여 경제성/안전성/효율성을 높일 수 있음.
기초연구 및 원천기술 개발
• 본 연구과제는 아스팔트 포장도로에서 가장 흔히 발생되는 수분의 침투로 인한 파괴거동의 메카니즘을 규명하고, 파괴모드(Mode I, Mixed-mode, Mode II)의 관계식을 정립함으로써 역학적/공학적 기술의 발전에 기여할 수 있는 연구임.
• 또한, 본 연구과제는 멀티스케일링 모델 기반으로 혼합물의 수분손상으로 인한 파괴거동을 아스팔트 도로포장 전체의 거동으로 연동해석을 수행하여 노후화된 도로포장이나 신설도로의 수명(성능)을 예측 가능.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)