아스팔트 혼합물의 균열 저항성 평가 연구

Laboratory Test and Evaluation to Characterize the Cracking Resistance of Asphalt Mixtures

아스팔트 혼합물의 균열 저항성은 일반적으로 인장 강도, 스티프니스와 같은 단일 물성치를 측정함으로써 평가된다. 그러나, 아스팔트 혼합물의 균열 성능을 평가함에 있어서 단일 물성치의 이용은 의문시되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 아스팔트 혼합물의 균열 저항성과 관련이 있는 주요 특성치를 좀 더 심도 있게 규명하고자 하였다. 이를 위해 다양한 하중 조건 하에서 파괴 시험 크리프 시험, 강도 시험이 일반 아스팔트 혼합물과 개질 아스팔트 혼합물에 대해서 수행되었다. 시험 결과, 혼합물의 균열 저항성은 주로 미세 손상 축적 속도에 영향을 받음을 알 수 있었으며, 이 값은 파괴 에너지 한계에 영향을 주지 않으면서 m값에 반영됨을 알 수 있었다. 또한, 짧은 하중 재하 시간 (탄성거동) 동안 얻어지는 스티프니스는 혼합물의 균열 저항성의 차이를 규명하는데 한계가 있음을 알 수 있었다. 따라서 아스팔트 혼합물의 균열 저항성을 보다 명확히 평가하기 위해서는 혼합물의 크리프 거동과 파괴 한계점을 동시에 고려하는 것이 필수적임을 알 수 있었다. 또한 수퍼페이브 간접 인장 강도 시험으로부터 구한 잔여 소멸 에너지는 비교적 손쉬운 실험을 통해 아스팔트 혼합물의 균열 저항성의 상대적인 차이를 보여줄 수 있는 유용한 물성치임을 알 수 있었으며, 장기 크리프 시험에서 얻어지는 파괴 변형률은 아스팔트 혼합물의 크리프 거동과 파괴 한계점을 동시에 고려함으로써 균열 저항성을 평가할 수 있는 유용한 물성치 임을 알 수 있었다.

The cracking resistance of asphalt mixtures is generally evaluated by measuring a single parameter (i.e., Tensile strength, Stiffness). However, the use of a single parameter has been questioned in the evaluation of asphalt mixture cracking performance. The focus of this study was to clearly identify the key properties and characteristics associated with the cracking resistance of asphalt mixtures. Results of fracture, creep, and strength tests at multiple loading rates performed on the modified and unmodified mixtures showed that the mixture cracking resistance was primarily affected by the rate of micro-damage accumulation. This was reflected in the m-value, without affecting the fracture energy limit. It was also observed that the short loading time (elastic) stiffness alone could not differentiate the mixture cracking resistance of the mixtures. It was concluded that the key to characterize the cracking resistance of asphalt mixture is in the evaluation of the combined effects of creep and failure limits. It was also found that a residual dissipated energy parameter measured from Superpave IDT strength test gave the quick and useful way to distinguish the difference of cracking resistance of asphalt mixtures. Failure strain in the longer-term creep test appeared to be a useful parameter for evaluating the combined effects of creep and failure limits of asphalt mixtures.