Evaluation of Healing Properties of Asphalt Mixtures

아스팔트 혼합물의 손상회복 특성 평가

While the repeated traffic loading accumulates the damage of asphalt pavement, the damage has being healed during rest periods. And then, this healing enhances the fatigue life of asphalt pavement. A method was developed to determine the healing rate of asphalt mixture in terms of recovered dissipated creep strain energy (DCSE) per unit time, and the healing properties of four different asphalt mixtures were evaluated. The test procedure consists of repeated loading test and periodical resilient modulus tests. A normalized healing rate in terms of $DCSE/DCSE_{applied}$ was defined to evaluate the healing properties independently of the amount of damage incurred in the mixture. From the test results, it was concluded that the healing rates of asphalt mixtures were increased exponentially as the temperature was increased and more affected by the structural characteristics of mixture such as asphalt content than the binder characteristics such as the polymer modification.

반복적인 교통하중은 아스팔트 포장에 손상을 누적시키는 반면, 휴식기 동안 아스팔트 혼합물에는 축적된 손상의 회복현상이 지속적으로 일어난다. 이러한 손상회복 현상은 아스팔트 포장의 피로수명을 증가시킨다. 본 연구에서는 간접인장시험을 이용하여 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 측정할 수 있는 시험방법을 개발하고, 이를 통해 일단 아스팔트와 개질 아스팔트를 포함하는 총 네 가지 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 평가하였다. 본 연구에서 개발한 손상회복시험은 반복재하시험과 일련의 $M_R$시험으로 구성된다. 반복재하시험과 $M_R$ 시험 동안 회복변형 (resilient deformation)을 측정하고 응력과 변형률을 이용하여 DCSE (Dissipated Creep Strain Energy)를 구하고 이를 통해 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 평가할 수 있는 파라메터로서 $DCSE/DCSE_{applied}$를 이용한 정규화된 손상회복속도 (normalized healing rate)를 제안하였다. 실험결과, 아스팔트 혼합물의 손상회복속도는 온도가 증가함에 따라 지수 함수적으로 증가함을 알 수 있었으며, 아스팔트 혼합물의 손상회복특성은 폴리머 개질과 같은 아스팔트 바인더의 특성보다는 아스팔트 함량과 같은 혼합물의 구조적인 특성에 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다.