표제지
연구진
목차
요약문 13
ABSTRACT 14
제1장 서론 15
1.1. 연구배경 및 목적 15
1.1.1. 연구배경 15
1.1.2. 연구목적 18
1.2. 연구내용 18
1.2.1. 전체 연구내용 18
1.2.2. 자체부문 연구내용 18
1.2.3. 용역부문 연구내용 19
1.3. 연구범위 및 수행방법 19
제2장 재활용 아스팔트 문헌조사 20
2.1. 국외문헌 20
2.2. 국내문헌 42
제3장 재활용 아스팔트 혼합물의 품질특성 평가 48
3.1. 실험재료 및 방법 48
3.1.1. 골재 48
3.1.2. 아스팔트 바인더 51
3.2. 실험 개요 51
3.3. 재활용 아스팔트 배합설계 52
3.4. 재생첨가제의 사용량 결정 53
3.5. 아스팔트 절대점도 시험 54
3.6. RAP 모르타르 시험 공시체 제작 55
3.6.1. 재료의 준비 56
3.6.2. 공시체 혼합물 56
3.6.3. 공시체 다짐 57
3.7. 간접인장강도 및 터프니스 시험 58
3.8. 마샬안정도 시험 59
3.9. 수분민감성 시험 60
3.10. 동적수침시험 63
3.11. 동탄성 계수 시험 65
3.12. 변형강도 시험 66
3.13. 휠트랙킹 시험 67
3.14. 함부르크 시험 69
3.15. FT-IR 시험 72
3.16. 실험결과 75
3.16.1. 절대점도 결과 75
3.16.2. RAP 모르타르 평가 결과 75
3.16.3. 동적수침 시험 결과 78
3.16.4. FT-IR를 이용한 아스팔트 바인더 노화도 평가 79
제4장 재활용 아스팔트 플랜트 조사 86
4.1. 재활용 아스팔트 생산량 및 골재 야적 현황 88
4.2. 재활용 아스팔트 추출 바인더 평가방법 90
4.3. 폐아스팔트(RAP) 골재 관리 현황 95
제5장 재활용 아스팔트 공용성 평가 99
5.1. 기층용 재활용 아스팔트 포장가속시험 99
5.1.1. 포장가속시험동 시험시공 100
5.1.2. 포장가속시험동 지반지지력 평가 102
5.1.3. 포장가속시험동 시험시공구간 평탄성 측정 103
5.1.4. 포장가속시험동 종방향 평탄성 특성 104
5.1.5. 포장가속시험동 횡방향 평탄성 특성 104
5.1.6. 포장가속시험체 소성변형 특성 105
5.1.7. 포장가속시험동 시험시공구간 포장지지력 측정 106
5.1.8. 포장가속시험동 시험시공구간 포장지지력 측정(20만회) 113
5.2. 재활용 아스팔트 시험시공 구간 현장조사 115
5.2.1. 중온 재활용 아스팔트 현장조사 116
5.2.2. 상온 재활용 아스팔트 현장조사 117
제6장 아스팔트 덧씌우기 구간 현장조사 126
6.1. 기존 계측기 설치구간 및 운영 126
6.2. 아스팔트 덧씌우기 공법별 온도특성 평가 126
6.2.1. 장기온도계측 데이터 특성 126
6.2.2. 단면 내부 온도변화 특성 128
6.2.3. 하절기 아스팔트 표층 온도변화 특성 130
6.3. 아스팔트 덧씌우기 구간 내 하부 콘크리트 줄눈부 거동특성 131
6.3.1. 하부 콘크리트 줄눈부 거동특성 131
제7장 중간층용 재활용 아스팔트 시험시공구간 현장계측 133
7.1. 포장가속시험동 계측기 설치 및 운영 133
7.2. 변위데이터 수집 및 분석 134
제8장 결론 136
참고문헌 138
도서정보 144
INFORMATION 145
보고서 집필 내역 146
판권기 147
표 1.1. 순환골재 재활용제품 의무사용량 적용 기간 17
표 1.2. 국외 재생 아스팔트 혼합물 사용 현황 17
표 2.1. 국내외 연평균 재활용 아스팔트 사용현황 20
표 2.2. Function Groups과 특성별 wavenumber 범위 40
표 2.3. TLC 분석방법 에 의한 아스팔트의 분류 47
표 3.1. 골재의 입도분석 결과 49
표 3.2. 골재의 품질 시험결과 49
표 3.3. RAP 추출 바인더의 절대점도 측정결과 50
표 3.4. 재활용 아스팔트 배합비 53
표 3.5. RAP 추출 바인더의 절대점도 측정결과 75
표 3.6. 동적수침 결과 79
표 3.7. Featured functional groups of asphalt 80
표 4.1. 설문지 조사 항목 리스트 86
표 4.2. 재활용 아스팔트 플랜트 일일생산량 88
표 4.3. 재활용 아스팔트 플랜트 연간 생산량 89
표 4.4. 재활용 아스팔트 골재 야적기간 90
표 4.5. 재활용 아스팔트 재생첨가제량 결정방법 95
표 4.6. 두 종류 폐아스팔트 골재 혼합 여부 96
표 4.7. 두 종류 폐아스팔트 혼합에 따른 이론최대밀도 측정 여부 96
표 4.8. 폐아스팔트 바인더의 정보(일반 또는 개질) 97
표 5.1. 재활용 아스팔트의 공용성 평가를 위한 시험시공 개요 99
표 5.2. 1차 시험시공 시 포장단면별 재료변수(4종류) 100
표 5.3. 2차 시험시공 시 포장단면별 재료변수(3종류) 101
표 5.4. 도로포장형식별 도로평판 지지력 품질기준 102
표 5.5. 시험시공 시 평가된 도로평판 지지력 103
표 5.6. 1차 및 2차 시험시공 직후 단면별 평탄성 측정 결과 104
표 5.7. 포장가속횟수에 따른 종방향 평탄성 측정결과 105
표 5.8. 포장가속횟수에 따른 종횡방향 절대 변화율 평균 분석자료 106
표 5.9. AREA 지수값 및 p-value[표 5.2. 단면] 108
표 5.10. AREA 지수값 및 p-value[표 5.3. 단면] 109
표 5.11. 逆탄성계수값 및 p-value[표 5.2. 단면] 111
표 5.12. 逆탄성계수값 및 p-value[표 5.3. 단면] 112
표 5.13. FWD 센서 위치별 처짐결과 및 AREA 지수 측정 결과(60N 기준) 113
표 5.14. AREA 지수값[표 4.1단면] 114
표 5.15. 아스팔트 포장층 逆탄성계수 계산 및 상대비교 비교결과 115
표 5.16. FWD 센서 위치별 처짐결과 및 AREA 지수 측정 결과(60N 기준) 119
표 5.17. 아스팔트 포장층 逆탄성계수 계산 및 상대비교 비교결과 120
표 5.18. 서전주~정읍 리모델링 대상구간 교통량 정보 121
표 5.19. 포장 단면별 주요 입력 물성값 122
표 5.20. MEPDG 해석 적용 평가항목 및 공용 기준치 122
표 5.21. MEPDG 포장단면 구조해석 결과 123
표 6.1. 반사균열관련 복합포장 거동분석을 위한 기존 현장 자동계측기 설치 및 운영구간 126
표 6.2. 현장 자동계측설비를 이용한 복합포장 온도 추적조사 현황 129
표 6.3. 하절기 폭염기간 중 아스팔트 표층 온도변화 특성(3구간) 130
그림 1.1. 고속도로 포장형식별 관리연장 변동 현황 15
그림 2.1. 일본 전자 매니페스트 시스템 21
그림 2.2. 미국 RAP 재활용양과 재활용 비율 22
그림 2.3. 독일 폐아스팔트 층별 야적관리 현황 22
그림 2.4. 재활용 아스팔트 골재 혼합율에 따른 동탄성 계수 측정결과 23
그림 2.5. RAP을 사용한 혼합물의 다른 혼합 패턴 24
그림 2.6. RAP 바인더에서 신규 바인더로 혼합거동 AFM 영상 조감도 25
그림 2.7. 성능지표와 점도와의 연관성 26
그림 2.8. 바인더 저온 기준과 저온파괴온도 상관성 27
그림 2.9. 혼합효과레벨을 고려한 개선된 바인더 블렌딩 차트 28
그림 2.10. DSR-DMA torsion bar fixture used for FAM testing 29
그림 2.11. 아스팔트 바인더와 FAM 혼합물 전단계수 비교(shear moduus) 30
그림 2.12. TE-BBR Pro Four Point Loading System 30
그림 2.13. DSR 장비를 활용한 바인더 블렌딩 테스트를 통한 신재와 구재의 확산 메카니즘 31
그림 2.14. EDS SEM 시료 준비 32
그림 2.15. SEM 시편 코팅 (a)without short-term aging (b)with short-term aging 33
그림 2.16. EDS SEM results of Mixture 1 produced with standard laboratory mixing without short-term aging 33
그림 2.17. SBS의 순수 FTIR 측정값 35
그림 2.18. FTIR 기능별 피크값 특성 분포 35
그림 2.19. 휴대용 ATR(Attenuated Total Reflectance spectrometer) 36
그림 2.20. 일반 아스팔트와 개질 아스팔트 바인더의 FHR ATR IR 스펙트럼 결과 37
그림 2.21. SB와 SBS의 ATR IR 스펙트럼 결과 38
그림 2.22. RAP 함유율에 따른 SMA 혼합물의 훨트랙킹 실험결과 39
그림 2.23. 플랜트 가열 재활용 포장 구간 공용수명별 개소수 45
그림 2.24. 국내 개발중인 개발 중·저온 아스팔트 첨가제(HQMA) 46
그림 3.1. 아스팔트 배합설계를 위한 골재 49
그림 3.2. 폐아스팔트(RAP) 골재(보관중) 50
그림 3.3. 폐아스팔트(RAP) 골재 분류 51
그림 3.4. 연구 수행 내역 52
그림 3.5. 재활용 아스팔트 합성입도 53
그림 3.6. 재생첨가제량 결정 54
그림 3.7. 절대점도 시험 장치 55
그림 3.8. 고속원심분리기 55
그림 3.9. 앱슨 방법에 의한 아스팔트 회수 시험기 55
그림 3.10. 몰드에 나무디스크를 삽입한 전경 57
그림 3.11. 탈형 직후 공시체 전경 57
그림 3.12. 마샬다짐기 57
그림 3.13. 탈형 후 공시체 보관 57
그림 3.14. 간접인장강도 측정을 위한 헤더와 모식도 58
그림 3.15. 터프니스의 하중-변위 곡선 59
그림 3.16. 마샬안정도 시험 60
그림 3.17. 아스팔트 혼합물의 노화 61
그림 3.18. 아스팔트 혼합물 분산작업 61
그림 3.19. 무처리 및 수분처리 공시체 준비 62
그림 3.20. 공시체의 부분포화 62
그림 3.21. 동적수침 실험 절차 63
그림 3.22. 피복 정도를 판단하기 위한 가이드라인 64
그림 3.23. 동탄성 계수 측정용 MTS 시스템 66
그림 3.24. 변형강도 헤드 67
그림 3.25. 훨트래킹 장비 68
그림 3.26. 시간-변형 관계 그래프 68
그림 3.27. 휠트랙킹 공시체 제작 및 테스트 후 공시체 모습 69
그림 3.28. 함부르크 휠트래킹 실험을 위한 몰드 70
그림 3.29. 함부르크 훨트래킹 실험장비 전경 71
그림 3.30. 함부르크 훨트래킹 실험결과 예시 71
그림 3.31. 함부르크 훨트래킹 실험의 원리 72
그림 3.32. FT-IR 실험장비 73
그림 3.33. FT-IR 실험 절차 74
그림 3.34. FT-IR 실험결과 예시 74
그림 3.35. RAP 모르타르 공시체 마샬안정도 76
그림 3.36. RAP 모르타르 공시체 두께에 따른 간접인장강도 특성 76
그림 3.37. RAP 모르타르 공시체 두께에 따른 터프니스 특성 76
그림 3.38. 절대점도에 따른 터프니스 관계 77
그림 3.39. 터프니스 측정 후 시편모습 77
그림 3.40. 터프니스와 변위 상관관계 78
그림 3.41. 터프니스와 변위 상관관계(온도조건 무시) 78
그림 3.42. 터프니스와 침입도 관계 78
그림 3.43. RAP 종류에 따른 동적수침 결과 79
그림 3.44. 아스팔트 바인더 FTIR 스펙트럼 분석 80
그림 3.45. 신재와 구재 아스팔트 바인더 FTIR 스펙트럼 분석 81
그림 3.46. 신재와 구재 아스팔트 바인더 FTIR 스펙트럼 분석(2000cm-1이하) 82
그림 3.47. FTIR을 통한 카르보닐과 설폭사이드의 영역변화 측정결과 82
그림 3.48. 절대점도별 아스팔트 바인더 FTIR 스펙트럼 분석 83
그림 3.49. 노화 아스팔트 바인더 FTIR 스펙트럼 분석(설폭사이드 영역) 83
그림 3.50. 노화 아스팔트 바인더 FTIR 스펙트럼 분석(Carbonyl Zone) 84
그림 3.51. 산화지수 분석 결과 84
그림 3.52. 산화지수와 절대점도의 상관관계 84
그림 4.1. 평균 일일 재생아스팔트 생산량 88
그림 4.2. 재생 아스팔트 골재 야적용량 90
그림 4.3. 재활용 아스팔트 혼합물의 배합설계 흐름 91
그림 4.4. 순환골재 사용비율을 고정할 경우 신규아스팔트(재생첨가제)의 소요 절대점도 결정 93
그림 4.5. 재생 첨가제량 결정 방법 선호도 94
그림 5.1. 1차 시험시공 시 단면도 평탄재하시험 위치도 100
그림 5.2. 2차 시험시공 시 단면도 평탄재하시험 위치도 101
그림 5.3. 시험시공 구간 도로평판재하 시험 모습 103
그림 5.4. 시험시공 구간위치별 포장가속 전후 평탄성 변화특성 105
그림 5.5. 逆탄성계수 해석단면 111
그림 5.6. 逆탄성계수 해석단면 114
그림 5.7. 중온 재활용 아스팔트 표층 적용 구간 포장상태 및 코어 모습 117
그림 5.8. 시험시공 구간 상세도 및 적용 단면 118
그림 5.9. 상온 재활용 아스팔트 기층 적용 구간 포장상태 및 코어 모습 118
그림 5.10. 시험시공 구간 전경 및 FWD 측정 모습 120
그림 5.11. 단면구조 해석 검토를 위한 포장단면(안) 121
그림 5.12. MEPDG해석결과(Case 1 : 상온 재활용 아스팔트 혼합물) 124
그림 5.13. MEPDG해석결과(Case 2 : 중온 재활용 아스팔트 혼합물) 124
그림 5.14. MEPDG해석결과(Case 3 : 가열 재활용 아스팔트 혼합물) 125
그림 6.1. 콘크리트포장 깊이별 온도변화 특성 127
그림 6.2. 복합포장 종류별 단면 내 하절기 온도변화 특성 129
그림 6.3. 복합포장 종류별 콘크리트 줄눈 상부 변위 특성 131
그림 6.4. 복합포장 내 콘크리트 줄눈 하부 변위 특성 132
그림 7.1. 복합포장 내 콘크리트층 계측기 설치 공정 133
그림 7.2. 복합포장구간별 줄눈부 수평변위 특성 134
그림 7.3. 포장가속시험체 단면 구성 135