Development of Long-Life Asphalt Pavements Method Using High Modulus Asphalt Mixes

고강성 기층재를 적용한 장수명 아스팔트포장 공법 개발

This study suggests long-life asphalt pavement method which can save maintenance cost by increasing the design and performance period of pavements. The high modulus asphalt binder developed and then various physical tests are performed. Laboratory performance tests and accelerated pavement test are conducted for the high modulus and conventional mixtures. The test results show that dynamic modulus values of high modulus mixtures are higher than those of the conventional mixtures, The high modulus mixtures yield better fatigue, rutting and moisture damage performance than conventional mixtures. Structural analysis is performed and a database is built up for long life asphalt pavement design. Pavement response model is developed through a multiple regression analysis program, SPSS using the database. A design software for the long life pavements is developed based on the pavement response model and laboratory and field performance tests results. In addition, optimum pavement sections and materials are suggested. The suggested AC thickness of long life asphalt pavement is 29cm. A Life cycle cost analysis(LCCA) is conducted to check the economical efficiency of the long life pavement section. The LCCA result shows that initial construction costs of long life and conventional pavements are almost equal, but long life pavement is more profitable in terms of the LCCA.

본 연구에서는 포장의 설계수명과 공용년수를 증대시켜 아스팔트 포장의 유지보수비용을 감소시킬 수 있는 장수명 아스팔트 포장 공법을 제안하였다. 이를 위한 고강성 바인더를 개발하여 다양한 실내 물성시험을 수행하였으며 고강성 기층재의 평가를 위해 실내 공용성시험 및 포장가속시험을 실시하여 기존의 일반아스팔트 혼합물과 비교 평가하였다. 그 결과 고강성 기층재는 일반 아스팔트 혼합물에 비해 강성이 증가하였고 수분손상 피로균열 및 소성변형 저항성 등에서 우수한 것으로 평가되었다. 또한, 장수명 아스팔트 포장의 설계를 위해 구조해석을 실시하여 DB를 구축하였으며 이 자료를 이용해 다중회귀분석 프로그램인 SPSS로 포장체 거동모형을 개발하였다. 여기서 개발된 포장체 거동모형과 실내 외 시험결과를 기초로 장수명 아스팔트 포장 설계를 위한 소프트웨어를 개발하였으며 포장의 최적단면 및 구성을 설정하였다. 이렇게 설정된 장수명 포장의 아스팔트 층 단면 두께는 29cm로 이 단면의 경제성을 확인하기 위하여 생애주기 비용분석을 실시하였다. 그 결과 장수명포장이 기존 고속도로(경부)와 초기시공비용이 동일하면서 생애주기 비용측면에서 유리한 것으로 확인되었다.