아스팔트 표층과 롤러 다짐 콘크리트 기층 계면에서의 부착특성
Bonding Characteristics at the Interface of Asphalt Surface and Roller-Compacted Concrete Base
- 주제(키워드) 복합포장 , 아스팔트 표층 , 롤러 다짐 콘크리트 , 택코트 , 부착특성
- 발행기관 강릉원주대 토목공학과
- 지도교수 이승우
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2018. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 토목공학과
- 세부전공 도로포장공학
- 본문언어 한국어
- 저작권 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
복합포장(Composite Pavement)은 얇은 아스팔트 표층을 고탄성 기층 위에 시공하는 공법으로 강성 기층의 구조적 성능과 아스팔트 포장의 기능성(평탄성, 미끄럼 저항성, 소음저감)을 동시에 확보할 수 있는 포장 형식이다. 성공적인 복합포장 시공을 위해서는 고탄성 기층을 확보하여 아스팔트 표층 하부에서 발생하는 인장 변형을 기층 하부로 전이시킴으로써 아스팔트 표층의 피로 균열을 억제할 수 있어야 한다. JPCP, JRCP, CRCP 형식의 포틀랜드 시멘트 콘크리트(PCC) 포장은 일반적으로 복합포장의 강성 기층으로 활용되고 있다. 그러나 이는 거푸집 작업 및 보강 철근, 다웰바 등의 설치를 필요로 하여 복합포장의 초기 공사비용 상승 등 경제성 문제를 야기하고 있는 실정이다. 이에 빠른 시공성을 가지며 경제적인 고탄성 기층 확보가 가능한 롤러 다짐 콘크리트(RCC)가 최근 복합포장의 강성 기층으로 도입되었다. 그러나 복합포장은 아스팔트와 콘크리트 간의 열팽창계수 및 탄성계수 등 재료적 이질성과 교통 하중 및 환경 하중으로 인한 부착파괴로 그 성능을 다하고 있지 못하는 실정이다. 복합포장 계면에 부착 손실이 발생할 경우 아스팔트 표층에 밀림균열, 러팅, 피로 균열 등 조기파손을 야기하여 결과적으로 포장의 공용수명 저하 및 경제적 손실을 발생시킨다. 반면 적절한 부착력을 확보할 경우 상·하부층의 일체형 거동을 통해 교통 및 환경 하중에 의해 발생된 응력과 변형률을 포장 전체에 적절하게 분산시킴으로써 공용성능 확보의 장점을 가진다. 그러므로 복합포장의 구조적/기능적 성능 및 장기 공용성 확보를 위하여 아스팔트와 콘크리트 계면의 부착 확보를 위한 방안의 도출이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 아스팔트(HMA) 표층과 롤러 다짐 콘크리트(RCC) 기층으로 구성된 복합포장(HMA/RCC)에 대한 부착특성 연구를 수행하였다. RCC의 표면 특성을 고려하기 위하여 택코트 재료에 따른 최적 살포량 선정 연구를 수행하였으며 국내 기후 특성을 고려하기 위하여 온도 조건에 따른 부착특성 연구 및 반복적 동결-융해에 의한 부착 내구성 평가 연구를 수행하였다. 또한 부착파괴 단면 검토를 통해 인장 부착파괴 양상을 정립하고 부착파괴 단면의 특성을 분석하였다. 최종적으로 각 연구의 결론을 토대로 복합포장의 부착특성 및 부착성능 확보 방안을 제시하였다.
more초록/요약
Composite pavement is a structure constructed by thin asphalt surface layer on a high elastic modulus base layer. This pavement can provide high structural performance from rigid base layer and good functionality (i.e. high skid resistance, smoothness and noise reduction) from asphalt surface. Rigid base of this structure is commonly constructed by Portland cement concrete (PCC) pavement (i.e. JPCP, JRCP, and CRCP). However, these options may increase the initial construction cost of composite pavement since they require the installation of formworks, reinforcements and dowels. Roller compacted concrete pavement (RCCP) shares similar bearing capacity as conventional concrete pavement and in contrary being an economical solution and fast construction. Hence, RCCP is recently selected as base layer of composite pavement. The monolithic behavior of composite pavement is important to eliminate the bottom-up fatigue cracking in asphalt surface. Rigid base can shift the critical tensile strain under asphalt layer to the underneath of high-modulus rigid base unless bonding between asphalt and rigid base is effectively secured. However, loss of bonding at the interface will cause premature failures such as slippage cracks, rutting and fatigue cracks on the asphalt surface and decrease service life and long term performance of pavement. Therefore, an appropriate approach to ensure bonding efficiency between the two layers is required. This study aims to investigate the bonding characteristic at the interface between asphalt(HMA) surface and RCC base in composite pavement by determine the optimal application rate of tack coat material, evaluating the temperature and environmental effect on bonding efficiency, and analyze the bonding failure surface.
more목차
차 례
국문 요약 ⅰ
영문 요약 ⅲ
차 례 ⅴ
표 차례 ⅷ
그림 차례 ⅸ
제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구내용 및 방법 5
제 2 장 문헌연구 및 이론적 배경 7
2.1 롤러 다짐 콘크리트(RCC)-기층 복합포장 7
2.1.1 복합포장의 특성 7
2.1.2 롤러 다짐 콘크리트(RCC)의 특성 10
2.2 복합포장 계면의 부착특성 16
2.2.1 택코트(Tack Coat)의 역할 및 특성 16
2.2.2 포장 성능에 대한 부착의 영향 20
2.2.3 부착파괴 메커니즘 24
2.2.4 부착특성 영향 인자 27
2.3 부착성능 평가 35
2.3.1 부착강도 평가 방법 35
2.3.2 복합포장 계면의 부착 응력 39
제 3 장 부착특성 평가 방안 48
3.1 사용재료 및 시편제작 48
3.1.1 롤러 다짐 콘크리트(RCC) 48
3.1.2 택코트 49
3.1.3 아스팔트 51
3.2 실내실험 조건 및 평가 방안 53
3.3 시험시공 도로에 대한 현장실험 조건 및 평가 방안 55
3.4 부착파괴 단면 검토 방안 58
제 4 장 최적 택코트 살포량 선정 및 평가 62
4.1 최적 택코트 살포량 평가 62
4.2 택코트 살포량에 따른 부착파괴 단면 특성 검토 65
제 5 장 환경조건 따른 부착 특성 68
5.1 온도 조건에 따른 실내실험 부착특성 평가 68
5.2 온도 조건에 따른 현장실험 부착특성 평가 70
5.3 온도 조건에 따른 부착파괴 단면 특성 검토 71
5.4 반복적 동결-융해에 따른 부착 내구성 평가 75
제 6 장 결 론 77
참고문헌 80
