An experimental Study for Determination of Optimum Asphalt Content for Foamed Asphalt Mix Using 100% RAP

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(1)한국아스팔트학회지 논문 KOREAN ASPHALT INSTITUTE Vol. 8, No. 1, 28-36, 2018. 100% RAP을 사용한 폼드 아스팔트 혼합물 최적 포밍 조건 결정을 위한 실험연구 김성운1 · 정명구2,* · Junan Shen2 · 김광우3 1. 강원대학교 석재복합건설신소재연구소 Dept. of Civil Eng. & Construction, Georgia Southern University 3 강원대학교 지역건설공학과 교수. 2. An experimental Study for Determination of Optimum Asphalt Content for Foamed Asphalt Mix Using 100% RAP Sungun Kim1, M. Myung Jeong2,*, Junan Shen2, and Kwang-woo Kim3 1 Institute for Advanced Construction Materials, Kangwon National University, 1, Kangwondaegakgil, Chunchoen, South Korea 24341 2 Dept. of Civil Engineering & Construction, Georgia Southern University, P.O. BOX 8077, Statesboro, GA, 30460, US 3 Dept. of Infrastructure Engineering, Kangwon National University, 1, Kangwondaegakgil, Chunchoen, South Korea 24341 (Received March 2, 2018; Revised April 18, 2018; Accepted May 3, 2018) Abstract: This paper presents a summarized result of a foamed asphalt (FAM) design using 100 percent reclaimed asphalt pavement (RAP). Prior to beginning an FAM design, it is important to determine the optimum foaming conditions, specifically the expansion ratio (ER) and half-life (HL). In this study, several foaming variables were considered to find the optimum ER and HL values: asphalt temperature of 160, 170, and 180℃; asphalt injection speed of 50 and 100 g/sec; and water content ranging from 1.0 to 4.0% in 0.5 increments. The FAM design was then proceeded with five trail asphalt contents (2.0 to 4.0% in 0.5 increments) to determine a single optimum asphalt content (OAC). Several conventional asphalt mixture performance indicators were utilized for the OAC determination including Marshall and retained Marshall stabilities, dry and wet indirect strengths, and tensile strength ratio. Keywords: Foamed Asphalt Mixture, RAP, Optimum Foaming Condition, Optimum Moisture Content, Expansion Ratio, Half Life. 1. 서 론 폼드 아스팔트 혼합물 (foamed asphalt mixture: FAM)은 1959년 Dr. Csanyi에 의해 물과 증기 (steam) 를 가열된 아스팔트에 성공적으로 도입함으로써 도로의 안정처리 층에 적용할 수 있는 안정화제 (stabilising agent)로 개발되었고, 현재 골재를 가열하지 않고 아스 팔트 혼합물을 생산하는 상온재생 방법 (cold recycling *Corresponding author : M. Myung Jeong [Tel: +1-912-478-7284, E-mail: [email protected]]. method) 중 하나로 경제적이고, 환경적인 이유로 전 세계적으로 사용이 확대되고 있다. FAM을 제조하기 위한 폼드 아스팔트 바인더 (foamed asphalt binder: FAB)는 물, 공기 그리고 뜨 거운 아스팔트의 혼합물이다. FAB는 물과 압축공기가 특별히 설계된 노즐 (nozzle)을 통해 분사되어 뜨거운 (140~170oC) 아스팔트를 만나면, 물은 증기로 변하면 서 거품을 형성하며 FAB는 만들어진다. 거품형태의 FAB는 부피가 증가하고 점도는 낮아지며, 비표면적은 증가하고 표면 에너지 (surface tension)를 감소된다. 이러한 특성은 수분을 포함한 골재 내에 FAB를 보다. − 28 −.

(2) 100% RAP을 사용한 폼드 아스팔트 혼합물 최적 포밍 조건 결정을 위한 실험연구. 쉽게 분산시킨다. (Csanyi, 1957, Roberts et al, 1984). 상온의 물이 압축공기와 함께 가열된 아스팔트로 도 입되는 과정을 포밍 과정 (foaming process)이라 할 수 있고, 아스팔트 포밍 과정에서 거품은 최대 체적으 로 팽창되고 그리고 시간이 지나면서 완전히 소멸된다. 이 과정에서 FAB의 특성을 평가할 수 있는 두 가지 중요한 인자를 측정할 수 있다. 팽창비 (expansion ratio: ER, times)는 거품이 최대 체적일 때 거품을 내 기 위해 사용된 아스팔트 체적과의 팽창 비율로 표시 되는 값이다. 반감기 (half life: HL, sec)는 거품의 체적이 최대에서 그것의 반으로 줄어들 때까지 걸리 는 시간으로 표시되는 값이다 (Wirtgen, 2012). ER 과 HL는 FAM 배합설계 전에 아스팔트 포밍 조건을 결정하는 중요한 인자이다. 그리고 이 값은 아스팔트 점도 (등급)에 따라서 다르게 나타나며, 포밍 시 아스팔 트 온도 및 아스팔트와 물, 압축공기의 분사 속도 (양, g/sec), 아스팔트 포밍 시 물 함량 (water content)은 FAB의 ER과 HL 특성에 관계되며 이는 FAM의 점도 및 FAM 제조 시 작업성과 상관이 있다. 각 기관에서. Table 1. Summary of FAB Specifications States Arizona FHWA Iowa Maine Ontario New Mexico Maryland Wirtgen. Expansion Ratio (Times) 10 15 -. Half Marshall Gradation % Life Compaction < 0.075mm (ses) Below 8 5-20 75 12 75 10 75 12 7-15 -. 10. 8. 4-20. 75. 10 8. 8 6. 5-15 >4. 75 75. 29. 는 ER, HL 등의 설계기준을 마련하여 제시하고 있다 (Table 1). FAM은 가열 아스팔트 혼합물 (hot mix asphalt: HMA)과 비교하여 결합력을 발휘하는 원리에 차이가 있다. Fig. 1에서 보여주는 것처럼 HMA는 가열된 아 스팔트가 가열된 골재를 얇은 박막 (thin film)으로 코 팅하고, 아스팔트로 코팅된 골재입자끼리 결합되어 구 조적 지지력을 발휘하는데 비하여 (Fig. 1(a)), FAM은 FAB가 혼합물 내에 분산되어 골재를 코팅하지 않고 점 용접 (spot welds, splinters) 형식으로 골재끼리 결합하 는 non continuously bonding이라 할 수 있다 (Fig. 1(b), Wirtgen, 2012). Csanyi 등에 따르면 골재 내의 잔골재 비율 (0.075mm체 통과비율)과 아스팔트 함량은 FAM 배 합설계 특성에 관여하는 중요한 인자이다. 일반적으 로 잔골재가 추가되면 FAM의 특성은 개선되는 것으 로 보고되었다 (Csanyi, 1957, Bowering and Martin, 1976, Lee, 1981). 또한, FAM 내에 존재하는 물을 증발시키는데 필요한 양생시간 (curing time) 및 온 도, 첨가제 사용 유무, 시멘트 사용유무 및 사용량에 따라서 FAM의 물리적 특성은 크게 다른 경향을 나 타낸다. 김용주 (2011) 등은 cold in-place recycling (CIR) project에서 CIR FAM의 간접인장강도 (indirect tensile strength: ITS), 동탄성계수 (dynamic modulus) 와 flow number는 양생시간이 증가할수록, 수분함 량이 감소할수록 증가하는 것을 보고하였다. CIRFAM과 CIR-에멀젼 혼합물 공시체의 비교결과, 동일 한 양생기간에서 CIR-FAM이 높은 ITS, 높은 동탄성 계수, 큰 flow number, 적은 수분함량을 보이는 것 으로 나타났다. 더불어 많은 선행연구에 의하면 FAM 은 에멀젼 방식으로 생산된 혼합물 또는 시멘트 안 정처리된 재료들과 비교하여 우수한 공용성능을 나타 냄이 보고되었다 (Muthen, 1999, Ramanujam and Jones, 2007). FAM은 HMA와 비교하여 배합설계를 효과적으로 수. Fig. 1. (a) Bound- HMA and (b) Non-continuously bond-FAM (Wirtgen, 2010) Vol. 8, No. 1, June, 2018.

(3) 30. 김성운 · 정명구 · Junan Shen · 김광우. 행하고 분석하는데 어렵다. 물은 FAM의 혼합, 다짐, 양 생, 공용 특성 등 전 과정에 걸쳐 영향을 미치며, 특히, 재활용 골재 (reclaimed asphalt pavement: RAP)를 사용하는 경우는 RAP의 변동성으로 인하여 FAM의 특 성은 다양하게 나타난다 (Fu et al., 2000). Bissada (1987)는 사막 모래를 활용하여 FAM을 제 조하였고, FAM 제조 시 잔골재 입도, 양생 조건, 물 함량에 따른 수분 민감성 (moisture susceptibility), 온 도 민감성 (temperature susceptibility) 등의 특성 시 험을 마샬안정도 (marshall stability: MS), 잔류 안정도 (retained marshall stability: re-MS), ITS, 인장강도비 (tensilr strength ratio: TSR)등의 시험을 수행하여 평 가하였다. Fu (2011) 등은 아스팔트 바인더와 골재 특성이 FAM에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 높은 ER과 긴 HL를 가지는 FAB로 제조된 FAM 혼합물은 FAB의 분산효과가 우수하여 강도 개선이 크게 나타남을 보였 다. 또한 PAP (pulverized asphalt pavement) 내의 높은 잔골재 비율은 FAM의 강도에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. He와 Wang (2008)은 FAM 혼합물 제조 시 사용된 아스팔트의 등급과 RAP의 노화는 FAM의 ITS에 의미 있는 영향을 미치며, FAM 제조에 낮은 등급의 아스팔 트와 덜 노화된 RAP의 사용은 FAM의 수분민감성 개 선에 도움이 되는 것으로 보고하였다. 현재 들어, 아스팔트 포장에 RAP의 보다 많은 사용 이 요구되고, 친환경적이고 경제적인 포장 재료 및 기 술의 개발과 그것의 적용확대가 필요하고, 친환경적이 고, 경제적인 포장기술 및 그 적용확대가 필요하고, 이 에 대한 하나의 방법으로 폼드 아스팔트 혼합물 공법 이 가지는 여러 가지 장점과 적용의 용이성으로 인하 여 주목받고 있다. 본 논문은 FAM의 수분 저항성, 강도특성 및 균열특 성 등 공용성 시험을 수행하기 위한 시험용 공시체를 만들기 위한 배합설계를 수행하기 전에 최적의 포밍 조건을 결정하기 위한 실험연구이다. 본 연구에서는 FAM의 제조에 사용된 아스팔트와 RAP에 대하여 온도, 속도, 물 함량 등 최적의 포밍 조건 및 RAP의 다짐조 건을 결정하고, 결정된 조건하에서 시멘트를 첨가하여 배합설계를 수행하고 최적아스팔트 함량 (optimum asphalt content: OAC)을 결정하였다.. 2. 재료 및 방법 2.1 사용재료. 2.1.1 아스팔트 본 연구에서는 PG64-22 비개질 아스팔트를 사용하 였다. 연구에 사용된 아스팔트의 특성을 Table 2에 나 타내었다.. Journal of Korean Asphalt Institute. Table 2. Property of Asphalt Source. PG. A1 A2 A3. 64-22 64-22 64-22. G*/sin δ (oC, original) 58 64 70 4.32 1.91 0.91 4.04 1.91 0.93 2.95 1.32 0.75. Table 3. RAP Property Sieve (mm) 19.0 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 0.075 Asphalt Content in RAP (%). A1 100 92.8 73.2 51.5 37.0 32.7 28.8 20.8 9.4 7.1 6.0. A2 100 99.4 94.1 70.9 52.7 39.7 30.0 19.8 9.2 5.3 6.0. A3 100 100 89.2 61.8 47.6 37.8 28.8 23.0 14.5 8.2 5.8. Table 4. G*/sinδ Values of Recovered Binder from RAP Temp. (oC) 58 64 70 76 82 88 94. A1 61.45 32.20 16.93 9.25 5.17 2.92 1.70. A2 38.21 19.90 10.26 5.50 2.97 1.67 0.99. A3 28.41 14.46 7.20 3.70 1.98 1.10 0.63. 2.1.2 RAP 본 연구에서는 RAP을 100% 사용하여 FAM을 제조 하였다. RAP의 입도와 (Table 3) 회수바인더 특성 (Table 4)을 보여준다. RAP의 아스팔트 함량은 Abson recovery (ASTM D 1856) 방법에 따라 결정되었고, 입도는 추출 회수 후 잔류 골재에 대한 체가름 시험 결과이다. 또한 회수 바인더의 고온 강성 (stiffness)은 DSR (dynamic shear rheometer) 실험을 수행하여 측 정하였다. 골재의 입도구성 중 0.075mm 체 통과율은 FAM 혼 합물의 특성에 영향을 미치며, 각 기관에서는 설계기준 에서 규격을 제안하고 있다(Table 1). 본 연구에서는 Wirtgen에서 제시한 최소 통과율 4% 이상을 적용하였 고, 사용된 RAP의 입도는 기준을 만족하였다. RAP에서 회수한 바인더의 고온강성 시험결과 64oC 에서 G*/sinδ 값은 32.2, 19.9, 14.5 kPa로 신규 아스.

(4) 100% RAP을 사용한 폼드 아스팔트 혼합물 최적 포밍 조건 결정을 위한 실험연구. 팔트 (1.77, 1.91, 1.32 kPa)에 비하여 매우 높음을 보 여 노화가 심하게 진행되었음을 알 수 있다. 2.1.3 시멘트 본 연구에서는 시멘트를 RAP 중량의 1%를 사용하였 다. 시멘트는 FAM 내에서 FAB의 분산을 증가시켜 잔골 재를 코팅하여 아스팔트 매스틱 (asphalt mastic)을 만 들고 이는 골재와의 부착력을 증가시키는 역할을 한다 (Ruckel et al., 1983, Wirtgen, 2010). 또한 FAM의 초 기 강도를 증가시키고 혼합물의 강성을 증가시키고, 수 분 민감성을 감소시키는 역할을 한다 (Fu et al., 2008). 2.1.4 물 적정 양의 물은 FAB 제조에 포밍 시 증기발생 역할 과 FAM의 작업성과 다짐 밀도 및 양생에 영향을 미치 는 중요한 인자이다. 본 연구에서는 깨끗한 수돗물을 사용하였다.. Fig. 2. Lab scale foaming machine. Fig. 3. Lab scale pugmil mixer. 31. 2.2 시험방법. 2.2.1 아스팔트 포밍 및 FAM 혼합물 제조 본 연구에서 FAB를 제조하기 위해서 실험실 스케일 의 아스팔트 포밍 머신 (Fig. 2)과 퍼그밀 믹서 (Fig. 3)를 사용하였다. 이 장비는 독일의 Wirtgen 사에서 실험 연구를 위해 보급형으로 개발한 장비이다. 2.2.2 Asphalt Foaming Test 본 연구에서 FAB를 제조하기 위한 아스팔트 포밍은 온도, 양, 물 함량의 세 가지 영향인자에 대하여 실험하 였다. 160, 170, 180oC로 온도를 달리하여 포밍 시험을 수행하였다. 또한, 포밍 속도 (양)는 50 g/sec, 100 g/ sec 의 두 가지로 속도로 분사할 수 있는 노즐을 사용 하여 시험을 각각 수행하였다. 세 온도와 두 포밍 속도 조건하에서 물 함량을 각각 1에서 4% 까지 변화시키면 서 ER 및 HL를 측정하였다. Wirtgen에서 제시한 ER (8배 이상) 및 HL (6초 이상)의 기준을 만족하는 물 함 량 (water content) 범위의 중간에서 최적 물 함량 (optimum water content: OWC)을 결정하였다. 2.2.3 Modified Proctor Test 수분은 FAM 혼합 중에 골재의 분산을 부드럽게 분 산시키기 위해 필요한 요소이며, FAM 배합설계에서 혼 합, 다짐 과정 동안 수분함량은 중요하게 고려되어야한 다. 불충분한 물은 FAM의 작업성을 감소시키고, FAB의 부적절한 분산을 야기하며, 너무 많은 수분은 경화시간 을 길게 하며 FAM의 밀도 및 강도를 저하시킨다 (Muthen, 1998). 따라서 FAM 제조에 사용된 골재의 수분함량은 적절한 시험을 수행하여 최적의 다짐밀도를 가지는 최적수분함량 (optimum moisture content: OMC)을 결정할 필요가 있다. Lee (1981)와 Bissada (1987) 등에 의하면 최적의 혼합 수분함량은 OMC의 65-85% 범위에서 발생한다 고 보고하였다. 본 연구에서는 ASTM D 1557-12, Standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using modified effort (2,700 kn-m/m3), 에 의거하여 RAP의 OMC를 결정하였다. 배합설계에서는 결정된 OMC의 75%만을 적용하여 FAM을 제조하였다. 2.2.4 FAM Mix Design 결정된 최적의 포밍 조건과 OWC, 0.75 OMC를 적 용하여 배합설계를 수행하였다. RAP과 시멘트, 물 그리 고 FAB를 2.0부터 4.0%까지 0.5%씩 변화시키면서 FAM을 제조하였다. 마샬 공시체 (101.6*63 mm)를 제 조하고, 24시간 후 몰드로부터 추출하여 40oC오븐에서 72시간 양생되었다. 양생 후 용적특성을 평가하고 마샬 안정도, ITS, TSR 시험을 수행하여 최적 아스팔트 함량 (optimum asphalt content: OAC)을 결정하였다. 그 과정은 다음의 Fig. 4 실험흐름에 나타내었다. Vol. 8, No. 1, June, 2018.

(5) 32. 김성운 · 정명구 · Junan Shen · 김광우. Fig. 4. Test flow. 3. 결과 및 고찰 3.1 최적 포밍 조건 결정 시험온도 160, 170, 180 oC에서 두 가지의 포밍 속 도 50 g/sec (Fig. 6), 100 g/sec (Fig. 7)로 포밍시험 결과 각각의 물 함량에 따라 ER, HL 값은 Fig. 6, 7과 같이 얻어졌다. Wirtgen에 의하면 온도가 증가하면 ER 과 HL 모두 증가하는 결과를 보고했다. 본 실험에서 물 함량과 포밍 온도에 따른 ER과 HL 값은 선행연구 와 유사한 경향을 나타내었다. 본 실험에서 동일한 모든 시험온도와 두 포밍속도 등 모든 조건에서 물 함량이 증가함에 따라 ER는 증가 하였으며, HL는 감소하였다. 또한 Wirtgen에서 제시한 기준을 만족하는 물 함량 범위의 중간 값 (OWC)은 온 도와 주입속도에 따라 다르게 나타났다. 또한, 주입속도 50 g/sec인 경우에 비하여 100 g/sec로 주입하면 OWC는 약간 감소하였고, ER 값은 유사하게 나탔으나, HL 값이 감소하는 것으로 나타났지만 그 차이는 미미. 하였다 (Table 5). 따라서 배합설계를 위한 포밍속도는 50 g/sec로 결정하였다. Fig. 5에서 보여주는 것처럼, 170oC 포밍온도에서 포 밍속도가 50 또는 100 g/sec일 때 가장 좋은 ER, HL 값을 보였으나, 그 차이는 미미하였다. 따라서 본 실험. Fig. 5. ER and HL at OWC by injection speed of 50 g/sec. Table 5. Determination of Foaming Temperature by ER and HL Temp. (oC) 160 170 180. Injection Spec. (by Wirtgen) ER HL (8times) (6sec) 1.55 3.50 1.40 3.45 1.75 3.65. Journal of Korean Asphalt Institute. Speed (50g/sec) Measured Values OWC ER at HL at (%) median Median 2.525 13.0 13.5 2.425 13.5 14.0 2.700 12.0 11.0. Injection Speed (100g/sec) Spec. (by Wirtgen) Measured Values ER HL OWC ER at HL at (8times) (6sec) (%) median Median 1.30 2.60 1.95 13.0 8.0 1.00 2.90 1.95 14.5 11.0 1.35 2.75 2.05 12.5 9.5.

(6) 100% RAP을 사용한 폼드 아스팔트 혼합물 최적 포밍 조건 결정을 위한 실험연구. 33. Fig. 6. ER and HL by water content at various temperature with injection speed of 50 g/sec.. Fig. 7. ER and HL by water content at various temperature with injection speed of 100 g/sec. Table 6. Determined Foaming Condition by Asphalt Asphalt A1 A2 A3. Temperature (oC) 160 160 160. Injection Speed (g/sec) 50 50 50. 결과 포밍 온도 160oC로 결정하였고 그때의 OWC는 2.5%로 결정하였다. 그림에서 보여준 것은 한 종의 아스팔트에 대한 예 비 실험결과이며, 본 연구에서 사용한 3종의 아스팔트. OWC 2.9 2.6 2.5. ER (Times) 10.0 10.0 8.0. HL (sec) 11.2 10.0 13.0. 에 대한 포밍온도 및 속도, OWC 및 그때의 ER, HL 값은 Table 6과 같다. 3.2 RAP OMC 결정 Modified Proctor test 결과 수분함량에 따른 건조 Vol. 8, No. 1, June, 2018.

(7) 34. 김성운 · 정명구 · Junan Shen · 김광우. Fig. 8. Dry unit weight by moisture contents for various RAP Fig. 9. FAM mix design process 단위중량은 Fig. 8과 같이 측정되었다. 각각의 RAP에 대한 OMC는 A1, A2, A3에 대하여 6.2, 5.8, 5.9%로 결정되었다. 배합설계에서 작업성과 다짐을 개선하기 위해 0.75OMC 만큼의 물을 추가하였다.. 3.3 배합설계 결과 Fig. 4에서 정리한 배합설계 절차에 따라서 RPA, 시 멘트 등 재료를 준비하여, 최적 포밍 조건과 그때의 OWC를 결정하고, OMC를 결정하여 FAM을 제조하였 다. 배합설계 절차는 Fig. 9와 같다. 전체 18개의 마샬 공시체를 제조할 양을 준비하여 (약 25 kg), FAM 혼합 (a, b), 마샬 공시체 제조 (c, d, e, f), 탈형 (g), 양생 (h), 용적특성평가 (i) 과정을 거쳐 마샬안정도, ITS, TSR 시험을 수행하였다. 마샬안정도 시험은 AASHTO T 245-15에 의거하여 25oC에서 30분 수침 후 50.8 mm/min의 재하속도로 시험을 수행하였다. 그 결과를 Fig. 10에 나타내었고, 25oC 수조에 24시간 수침 후 잔류안정도를 구하였다. 그 결과를 Fig. 11에 나타내었다. 세 종류 RAP에 대한 마샬 안정도는 15.0 kN 이상의 매우 높은 값을 나타내 었으며, A3 RAP을 제외하고 2.5% FAB를 이상의 아스 팔트 함량에서는 감소하는 경향을 보였다. 수침 후 잔 류안정도는 RAP 종류에 따라 정도의 차이는 있지만 마샬 안정도에 비하여 90~98% 수준으로 감소하였고, 감소 비율은 FAB 함량에 따라 다르게 나타났다. Dry ITS 시험결과 Fig. 12에 나타내었다. Dry ITS는 FAB 함량에 따른 차이보다는 RAP의 종류에 따른 차이 를 보였다. 즉, A1, A2, A3 RAP에 대하여 FAB 함량이 2.0에서 4.0까지 변할 때, A1은 0.25~0.31 MPa, A2는 0.28~0.34 MPa, A3는 0.3~0.4 MPa의 변화를 보이며, A1의 4.0%를 제외하면 ITS의 차이가 크지 않았다. 그 리고 RAP의 종류에 따른 ITS는 10~18% 까지 ITS 차 이를 보이고 있다. Soaked ITS 결과 Fig. 13에 나타내 었다. Soaked ITS는 Dry ITS와 유사한 경향을 보이며, Journal of Korean Asphalt Institute. Fig. 10. Marshall Stability by FAB contents at 25oC. Fig. 11. Retained-Marshall Stability by FAB contents at 25oC. RAP의 종류에 따른 차이를 보이고 있다. 또한 A2를 제외하면 FAB 함량이 증가하면서 Soaked ITS는 미미 하게 증가하는 경향을 보였다. 또한 인장강도 비는 모 든 FAM에서 80% 이상으로 기준을 만족하는 것으로.

(8) 100% RAP을 사용한 폼드 아스팔트 혼합물 최적 포밍 조건 결정을 위한 실험연구. Fig. 12. Dry ITS by FAB contents at 25oC. 35. Fig. 14. Marshall Stability at OAC. Fig. 13. Soaked ITS by FAB contents at 25oC Fig. 15. ITS at OAC 나타났다. FAB 함량별 마샬 안정도, 잔류 안정도, Dry ITS, Soaked ITS의 값의 변화에 근거하여 세 종류 RAP의 OAC는 모두 2.5%로 결정되었다.. 3.4 OAC 검증 결정된 OAC (각 RAP에 대하여 2.5%)로 실험용 공 시체를 제조하여 마샬안정도, 잔류안정도 Dry alc Soaked ITS, TSR 시험을 수행하여 OAC 검증을 수행 하였다. 그 결과 Fig. 14에서 25, 60oC 마샬 안정도, 잔류 안정도 값을 나타내었다. 25oC 마샬안정도는 RAP 에 따라서 16.4~20.8kN 으로 매우 높은 값을 나타내 었고, 잔류 안정도는 안정도에 비하여 95, 92, 98% 수 준으로 나타났다. 60oC 안정도 시험결과 25oC에 비하 여 A1, A2, A3 각각 27, 28, 30% 수준으로 감소하였 다. 또한, 60oC 잔류안정도는 안정도에 비하여 A1, A2, A3에 대하여 각각 13, 9, 6% 증가한 값을 보였다. 이 는 60oC온도에서 시멘트의 양생이 가속되어 강도증진 효과로 나타난 것으로 판단된다. ITS의 경우 OAC에서 RAP의 종류에 따라 ITS의 차 이가 크게 나타났으며, 수침 후 ITS는 건조 ITS에 비하 여 감소하였으며, 인장강도 비는 모두 80% 이상으로 나타나 기준을 만족하였다.. 4. 결 론 1. 시험온도와 포밍속도 등 모든 조건에서 물 함량이 증가함에 따라 ER는 증가하였으며, HL는 감소하였다. 주입속도 50 g/sec인 경우에 비하여 100 g/sec로 주입 하면 OWC는 약간 감소하였고, ER 값은 유사하게 나 탔으나, HL 값이 감소하는 것으로 나타났지만 그 차이 는 미미하였다. 2. RAP의 최대 건조밀도 확보를 위한 다짐 시험결과 OMC는 6.0% 내외에서 결정되었으며, 문헌조사 결과에 따라서 배합설계 시 작업성과 다짐을 개선하기 위해 0.75OMC 만큼의 물을 사용해도 작업성과 강도 발현에 충분하였다. 3. 세 종류 RAP에 대한 마샬 안정도는 15.0 kN 이 상의 매우 높은 값을 나타내었으며, 수침 후 잔류안정 도는 RAP 종류에 따라 마샬 안정도에 비하여 90~ 98% 수준으로 감소하였다. 4. Dry, Soaked ITS는 FAB 함량에 따른 차이보다는 RAP의 종류에 따른 차이를 보였고, 인장강도 비는 모 든 FAM에서 80% 이상으로 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 5. 60oC 안정도 시험결과 25oC 안정도에 비하여 30% 수준으로 감소하였고, 60oC 잔류안정도는 안정도 Vol. 8, No. 1, June, 2018.

(9) 36. 김성운 · 정명구 · Junan Shen · 김광우. 에 비하여 10% 정도 증가한 값을 보였다. 이는 60oC 온도에서 시멘트의 양생이 가속되어 강도증진 효과로 나타난 것으로 판단된다. 따라서 선행연구 결과에서처 럼 시멘트를 첨가제로 사용하면 초기 강도 증진 및 수 분 민감성 개선에 효과 있음을 확인하였다.. [7]. 감사의 글 본 연구는 Georgia Department of Transportation 의 지원과 Georgia Southern University의 시설 및 장비를 활용하여 이루어졌습니다.. [8]. 참고문헌 [1] Bissada, A.F. (1987) “Structural Response of Foamed-Asphalt-Sand Mixtures in Hot Environments,” Transportation Research Record 1115, pp. 134-149. [2] Bowering, R.M. and C.L. Martin. (1976) “Foamed Bitumen Production and Application of MixturesEvaluation and Performance of Pavements,”Proc., Association of Asphalt Paving Technologists, Vol 45, pp. 453-477. [3] Csanyi, Y.H. (1957) “Foamed Asphalt in Bituminous Paving Materials,” Bull 160, HRB, National Research Council, Washington D.C., pp. 108-122. [4] Fu, P., Jones, D., Harvey, J.T, and Bukhari S.A, (2008) “Dry and Soaked Laboratory Tests for Foamed Asphalt Mixes,” Proc., Journal of Association of Asphalt Paving Technologists, pp. 71-106. [5] Fu, P., Jones, D., and Harvey, J.T. (2011) “The effects of asphalt binder and Granular material characteristics on foamed asphalt mix strength,” Journal of Construction and Building Materials, Vol. 25, pp. 1093-1101. [6] He Gui-Ping and Wong Wing-Gun (2008) “Effects. Journal of Korean Asphalt Institute. [9]. [10]. [11]. [12]. [13] [14]. of Moisture on Strength and permanent deformation of foamed asphalt mix incorporating RAP materials,” Journal of Construction and Building Materials, 22, pp. 30-40. Kim, Y., Im, S., and Lee, H.D., (2011) “Impacts of Curing Time and Moisture Content on Engineering Properties of Cold In-Place Recycling Mixtures Using Foamed or Emusified Asphalt,” Journal of Materials in Civil Engineering, Voi. 23, No. 5, pp. 542-553. Lee, D.Y. (1981) “Treating Marginal Aggregates and Soils with Foamed Asphalt,” Proc., Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 50, pp. 211250. Muthen, K.M. “Foamed Asphalt Mixtures-Mix Design Procedure,”Report CR-98/077, CSIR Transport, Pretoria, South Africa, 1998. Ramanujam, J. and Jones, J. “Characterization of Foamed-Bitumen Stabilization,” International Journal of Pavement Engineering, Vol. 8, No. 2, pp 111122. Roberts, F.L., Engelbrecht, J.C., and Kennedy, T.W. “Evaluation of Recycled Mixtures Using Foamed Asphalt,” Transportation Research Record, No. 968, TRB, National Research Council, Washington D.C., 1984, pp.78-85. Ruckel, P.J, Acott, SM., and Browing, R.H “Foamed-Asphalt Paving Mixtures: Preparation of Design Mixes and Treatment of Test Specimens,” Tranportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 911, pp. 85-95. Wirtgen, “Wirtgen Cold Recycling Manual (3rd ed.),”Wirtgen Gmbh, Windhagen, Germany, 2010. Wirtgen, “Wirtgen Cold Recycling Technology,” Wirtgen Gmbh, Windhagen, Germany, 2012..

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