PURPOSES : In this study, the results of an intensive field survey of a composite pavement applied to an expressway in Korea are analyzed. The results are intended to be used as basic data for evaluating the composite pavement and for preparing quality control measures through a review and analysis of the change in the state of the tensile bonding strength of the composite pavement. METHODS : To evaluate, repeated field coring and indoor tensile bonding strength evaluations are conducted for five years, and the commonality evaluation of pavement using pavement condition investigation equipment is conducted annually. RESULTS : The results of this study show that the degree of reflective crack generation varies depending on the type of concrete pavement and type of asphalt mixture applied to the intermediate layer, and that the CRCP composite pavement exhibits better initial commonality than the JCP composite pavement. In addition, it is confirmed that the composite cross-section pavement section with MASTIC applied as an intermediate layer shows excellent adhesion performance between the lower concrete layers from the beginning of construction in all sections, as well as satisfied the quality control standards for good pavement and tensile adhesion even after approximately five years of public use. CONCLUSIONS : Based on a follow-up survey of the composite pavement testing sections, it is confirmed that the section constructed with the MASTIC intermediate layer and CRCP satisfies the quality control standards for good pavement conditions and tensile adhesion even after approximately five years of public use.

PURPOSES : The purpose of this study is to evaluate the performance characteristics of stone mastic asphalt (SMA) pavement by comparison with polymer modified asphalt (PMA) pavement and conventional asphalt pavement, to check the performance characteristics according to the pavement type, pavement materials, traffic volume, and environmental factors and to analyze the quality variation characteristics according to the pavement materials using data extracted from the database of the expressway long-term pavement performance. METHODS : Approximately 10% outlier data of pavement performance data were excluded in order to increase the reliability of the analysis results before evaluating the asphalt pavement performance. The performance model was developed through linear regression analysis by setting the performance period as the independent variable and the highway pavement condition index (HPCI) as the dependent variable. Descriptive statistic analysis of HPCI using the static package for social science (SPSS) tool and the analysis of variance was performed to identify the quality variation characteristics according to the pavement materials. The amount of de-icing agent and traffic level of service were classified as two levels in order to check the influence of traffic volume and environmental factors on the performance characteristics of the asphalt pavement. RESULTS : The tentative pavement performance lives were calculated at 19.3 years for new the SMA pavement (GPS-2), 14.3 years for the SMA overlay on the asphalt pavement (GPS-6), and 10.3 years for the SMA overlay on the concrete pavement (GPS-7). In case of the asphalt overlay, the tentative performance lives were calculated at 8.2 years for the PMA overlay on the asphalt pavement (GPS-6), 7.2 years for the PMA overlay on the concrete pavement (GPS-7), 7.2 years for the conventional asphalt overlay on the asphalt pavement (GPS-6), and 5.5 years for the conventional asphalt overlay on the concrete pavement (GPS-7). CONCLUSIONS : It was confirmed that the SMA pavement showed better performance and quality variation characteristics than the PMA and conventional asphalt pavement. The performance characteristics of the asphalt pavement (GPS-2) was better than the asphalt overlay pavement, and the asphalt overlay on the asphalt pavement (GPS-6) had better performance characteristics than the asphalt overlay on the concrete pavement (GPS-7). It was observed that the asphalt overlay on the asphalt pavement (GPS-6) was strongly influenced by the traffic volume and the asphalt overlay on concrete pavement (GPS-7) was strongly influenced by the traffic volume and de-icing agent.

PURPOSES: This study was conducted to investigate the causes of damage and to suggest proper repair methods for the sections in which a number of transverse cracks and faulting occurred in JCP (Jointed Concrete Pavement) slabs during the early-age performance period. METHODS: Field crack survey, FWD (Falling Weight Deflectometer) investigation, dowel bar installation condition survey, longitudinal profile survey, and in-situ core specimen inspection were conducted. . RESULTS : As a result of the analysis, it was found that there was no decline in the composite modulus of the subgrade reaction (k-value). The dowel bars were properly installed, but the LTE (Load Transfer Efficiency) of the joint and transverse cracks were analyzed to be very low. In addition, it was found that there are voids in the bottom of the slab at the joints and corners. Due to the excessive built-in curling in the early age of concrete pavement construction, upward curling displacement occurred at the joints and corners, resulting in voids at the bottom of the slab. As a result, it was found that transverse cracks occurred due to the defective joint LTE. CONCLUSIONS: Excessive built-in curling can cause early age cracks in the JCP slabs. In order to minimize the occurrence of reflection cracks after the application of the asphalt overlay in the future, concepts of alternative repair methods were proposed.

PURPOSES : The main purpose of this study is suggest of field bond strength evaluation method for more objective evaluation method through Evaluation of Bond Strength Properties with changing aspect ratio and temperature. METHODS : The evaluation is laboratory bond strength test. Using the core machine, the pull-off test method ; the bond strength test of interface layer the universal testing machine. RESULTS: As a result of the laboratory bond strength evaluation, it was verified that the bond strength by aspect ratio decreases linearly with increasing aspect ratio and the bond strength properties by temperature change existed at high and low temperature condition relative to odinary temperature condition. CONCLUSIONS: According to the results of laboratory bond strength evaluation, the field bond strength evaluation results suggest applying the proposed correction factor (0.8, 1.0, 1.4, 1.9) according to aspect ratio(0.5, 0.1, 1.5, 2.0), For more objective evaluation of the bond strength, it is analyzed that the evaluation value is within 6 ~ 32℃ and the result can be obtained within 5% of the coefficient of variation.

PURPOSES : The purpose of this study is to suggest the construction and quality control method for the re-repair of a deteriorated partial depth repair for sections of Portland cement concrete pavement. METHODS : An experimental construction was conducted to extend the repair width for removing an existing repair section. A removal method was used to ensure early performance for a deteriorated partial depth repair section. Bond strength and split tensile strength were measured at the near vertical interface layer between the existing pavement and repair material. The area was analyzed for various conditions such as the extended repair area and the removing method of the existing repair section. RESULTS : As a result of analysis of bond strength and split tensile strength, the bonding performance of a milling removed section was improved over a cutting and hand breaker removed section. The bond strength was analyzed to increase slightly as the extended repair width for removing the existing repair section increased. The split tensile strength did not show a clear relationship to an increased extended repair width of an existing removed repair section. CONCLUSIONS: The milling removal method should be applied in the removal of existing deteriorated partial depth repair sections. The extended repair width for a re-repair section should be wider than the existing partial depth repair with at least a 75-mm length and width for the bond strength and the split tensile strength.

시멘트 콘크리트 균열은 수화 반응에 의한 경화수축이 하부 마찰과 같은 구속으로 의해 인장응력을 발생시키고 콘크리트의 인장강도를 초과할 때 발생한다. 이러한 이유로 줄눈 콘크리트 포장은 줄눈 절단을 통해 균열의 위치를 인위적으로 결정하지만 연속철근 콘크리트 포장은 균열을 허용하되 내부 철근을 통해 균열의 폭을 제어하여 포장의 기능을 확보하게 된다. 포장의 균열은 수분이 포장 내부로 침투할 수 있게 하므로 하부 층에 영향을 미치고 철근의 부식을 발생시키며 골재 맞물림에도 영향을 미치기 때문에 설계자는 적정 균열 폭을 얻기 위한 철근의 양을 결정하고 우리나라 고속도로의 경우 일반지역은 0.68∼0.70%, 특수 환경은 0.73∼0.74%를 표준설계 세목으로 제시하고 있다. 균열이 발생한 이후에는 온도에 따라 수축․팽창이 발생하면서 균열 폭의 변화가 발생하며 밤에 대기 온도가 떨어져 콘크리트가 수축하면 균열의 폭은 넓어지고 낮에 대기 온도가 올라가 콘크리트가 팽창하면 균열의 폭은 좁아진다. 본 연구는 연속철근 콘크리트 포장 균열 폭에 대한 정량화된 움직임을 관찰하기 위해 콘크리트에 균열이 발생한 후 균열 게이지를 설치해서 초기 1년 동안 발생한 균열 폭을 계측한 데이터를 분석하였다. 과거 균열 거동은 공용 구간에 짧은 기간 동안 계측하여 얻은 결과를 통해 중간정도 공용기간의 일일 변화에 초점을 두었으나 본 계측은 계절적으로 어떻게 변화하는지를 관찰하는데 중점을 두었다

교면포장이라 함은 교통하중의 반복재하, 충격작용, 우수, 기타 환경하중으로부터 교량의 구조물(상판)을 보호함과 동시에 사용자를 위한 쾌적한 주행성 및 안정성 제공을 목적으로 시공되는 포장체를 의미한다. 이에 따라 교면포장은 높은 내구성, 시공 및 공정관리를 필요로 하며, 우수한 구조적 성능유지를 위해 우선적으로 신・구 콘크리트 간의 완전부착을 통한 일체거동이 확보되어야 한다. 일반적으로 국내 고속도로의 신설 교면포장을 시행함에 있어 신・구 콘크리트간의 부착성능을 향상시키기 위해 바닥판 콘크리트의 레이턴스 제거 공정을 시행하고 있으며, 이에 해당되는 경계면처리 방식에는 인력파쇄, 로드커터, 워터블라스트, 숏블라스트, 샌드블라스트, 평삭기, 워터젯 등 다양한 면처리 방법이 적용되고 있다. 상기 파쇄장비들의 사용목적은 복합 구조체를 형성함에 있어 접합면의 이물질 및 바닥판 콘크리트 표면의 취약부에 의한 부착성능 저하 요소를 제거하고자 함에 있으나, 각 파쇄장비의 적용에 따른 경계면처리 시 높은 파쇄에너지로 인해 바닥판 콘크리트 표면에 손상을 주어 오히려 신・구 콘크리트간의 부착성능이 저하되는 요인이 될 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 신설교면포장의 경계면처리 방식에 사용되는 장비 중 로드커터, 숏블라스트, 평삭기 적용구간을 시험변수로 선정하여 경계면처리 시행구간에 대한 코어채취를 시행, 파쇄장비의 적용에 따른 바닥판 콘크리트의 균열발생 유무 및 균열크기 등에 대해 분석하였다. 파쇄장비 적용에 따른 균열특성을 분석하기 위하여, 장비사용에 따른 4가지 변수(로드커터, 평삭, 블라스팅, 무처리)에 해당하는 현장코어를 사용하여 전자현미경(HT003C)을 통한 표면 균열발생 여부 및 균열크기 분석을 시행하였고, 바닥판 콘크리트에 사용된 쇄석골재(20EA) 또한 표면 균열특성 분석을 시행하였다

도로이용자는 안전하고, 평탄하고 쾌적한 고속도로를 요구하고 있다. 이에 도로관리자는 포장 유지보수 최소화로 막힘없는 고속도로를 구현하고, 고기능성 포장으로 도로이용자에게 쾌적한 주행성과 안정성을 제공하고자 한다. 따라서 도로이용자와 관리자 모두를 충족시키기 위하여 기존의 포장 형식 체계의 장점을 수용하고 단점을 극복할 수 있는 포장형식으로, 콘크리트 포장의 우수한 공용성과 아스팔트 포장의 주행쾌적성 및 기능성을 수용하여 고기능성 장수명 복합포장(Composite pavement) 시스템을 도입하였다. 복합포장은 고내구성 신설 콘크리트 강성기층 위에 고기능성 아스팔트 포장을 시공하여 내구성을 극대화하면서도 최고의 다기능성 포장 표면을 도로이용자에게 제공하는 포장형식이다. 반사균열의 억제가 가능한 연속철근 강성기층과 기층열화 방지와 경계면 부착성능 향상을 위한 불투수 중간층 설치하였다. 표층은 저소음 배수성 아스팔트 포장을 설치하여 우천시에도 미끄럼저항성을 확보할 수 있도록 하였으며, 타이어-노면 마찰 소음 감소로 도로이용자에서 쾌적한 주행성을 제공하였다. 고기능성 장수명 복합포장 구간의 기능성 평가는 복합포장 시공 후 약 1∼3개월 후인 2016년 12월에 1차 조사, 공용 약 6∼8개월인 2017년 5월에 2차 조사를 실시하였다. 시간경과에 따른 비교를 위하여 복합포장(Q-Pave)과 유사한 기간에 시공된 SMA와 종방향타이닝이 설치된 줄눈콘크리트포장(LT)도 함께 조사하였다. 미끄럼저항은 ASTM E 274 방법을 준용하였으며, 타이어-노면 마찰소음은 CPX방법(ISO 11819)을 준용하였다. 미끄럼저항 측정 결과, 그림 1에 나타낸 바와 같이, 아스팔트 포장에서 시공초기 아스팔트 유분으로 인한 초기 미끄럼 저항 값은 상대적으로 떨어지는데 비해 5개월 후의 미끄럼 저항은 평균 6.8이 회복함을 보이고 있다. 타이어-노면 마찰소음 조사결과를 그림2에 나타내었으며, 저소음・배수성(Q-Pave)을 표층으로 한 복합포장의 소음도가 가장 우수하였으며 5개월간 소음 변화량도 미미한 것으로 분석되었다.

터널 내 주행시 도로이용자에게 주행 쾌적성 및 안전성 향상을 위하여 터널 콘크리트 포장 표면에 고성능 표면처리 공법(NGCS : Next Generation Concrete Surface), 다이아몬드 그라인딩 공법(DG : Diamond Grinding) 등을 적용하고 있다. 최근 개통된 노선 중에서 표면처리 공법을 적용한 터널 포장에 대하여 미끄럼저항(ASTM E 274) 및 타이어-노면 마찰소음(ISO 11819)을 측정하였다. NGCS가 적용된 터널구간은 평택제천선 금성터널(공용 약 25개월), 울산포항선 양북1터널(공용 약 12개월), 서울양양선 인제터널(공용 약 1개월)이며, DG가 적용된 구간은 평택제천선 산척4터널(공용 약 25개월)이다. 미끄럼저항 측정결과를 그림 1에 나타내었다. NGCS 적용구간의 미끄럼 저항이 DG구간보다 다소 낮았으나 모두 유지관리기준을 만족하였다. 타이어-노면 마찰소음 측정결과를 그림2에 나타내었다. NGCS 적용구간이 DG 적용구간보다 소음이 더 작게 발생하는 것으로 분석되었다.

고속도로 포장의 불량연장은 지속적으로 증가하고 있는 반면 예산한계, 성능 저하로 인하여 포장상태가 고객 기대수준에 미치지 못하고 있는 실정에 대한 대책의 일환으로 고속도로 유지보수에 적용하고 있는 다양한 종류의 포장공법과 재료에 대한 장기공용성 관측구간을 운용하고 있다. 국내 고속도로 장기공용성 관측구간은 포장층의 구성, 환경인자, 교통하중 등과의 상관관계를 고려하여 총 292개소를 선정하였으며 매년 기본조사(자동조사장비를 이용한 파손정량화 및 현장도보조사)와 정밀조사(구조적 상태조사, 소음 및 미끄럼저항성 조사, 코어채취를 통한 실내시험)등의 추적조사를 수행하고 있다. 본 연구에서는 주행쾌적성이 확보되고 구조적으로 오래가는 장수명 복합포장공법 도입을 위해 장기공용성 관측구간 중 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 하부포장형식에 따른 공용성 변화추이 분석을 통하여 기존 복합포장구간의 문제점 도출 및 장수명 복합포장공법의 타당성을 확인하고자 한다. 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 하부포장형식에 따른 공용성 변화추이 분석을 위하여 크게 CRCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간과 JCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간을 선정하여 하부포장형식 및 덧씌우기 재료에 따른 공용성 변화추이를 분석하였다. 분석 결과 그림 1 및 그림 2에서 보는 바와 같이 전체구간(AC구간 : SMA구간 + 개질 아스팔트 구간) 및 재료별 분류에서도 JCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간에 비해 CRCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 공용성이 우수한 것으로 분석되었다. 이는 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간에서 하부포장형식이 공용성에 크게 영향을 미치는 것으로 사료되며 CRCP위 아스팔트 포장으로 구성된 복합포장 형식의 구조적 타당성을 확인할 수 있었다. 그러나 현재 공용중인 CRCP 복합포장의 경우 CRCP구간의 유지보수 개념으로 시공되어 기존 하부포장과의 부착문제 및 반사균열에 의한 조기파손 등에 취약하며 장수명 복합포장과 단면 구성이 상이하기 때문에 현재 시험시공중인 구간의 장기공용성 관측구간으로의 편입 및 추적조사가 필요할 것으로 사료된다.

고속도로 포장의 설계 및 유지관리 등을 위하여, 포장 장기 공용성(LTPP : Long-Term Pavement Performance) 추적 조사 자료의 활용은 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 LTPP 구간 추적조사 분석자료를 이용하여 고속도로 콘크리트 포장 품질향상 종합대책의 적정성을 분석하였다. 중앙고속도로 및 중부내륙고속도로 일부 콘크리트 포장 구간에서 준공 후 줄눈부 스폴링, 균열 등 초기에 파손이 진행됨에 따라 포장유지보수 비용의 급증이 발생하자 콘크리트 포장의 조기 파손 발생 원인을 분석하였다. 콘크리트 포장 조기 파손에 가장 직접적인 영향을 미치는 것은 콘크리트 내구성 확보 미흡으로 분석되었다. 이에 대한 대처방안으로 기포간격계수도입(0.2mm이하), 단위시멘트량증가(326→350∼370kg/㎥, Fly-Ash 20%혼입), 연행공극량 기준 상향 조정(4∼6%→5∼7%) 등 내구성 확보방안을 수립하였다. 이와 같은 콘크리트 포장 품질 향상 종합대책은 2010년 이후 건설된 고속도로 콘크리트 포장 구간에 적용되었다. 콘크리트 포장 품질향상 종합대책 적정성에 대한 공용성 분석은 총 7개 노선 8개 구간에 대해 수행하였으며, 분석결과를 표 1에 나타내었다. 2010년 이후 준공구간이 그 이전 준공구간에 비해 우수한 공용성능을 보이며 구간별 편차 또한 작은 것으로 분석되었다. 먼저 HPCI의 경우 2010년 이후 준공구간의 HPCI 평균이 3.88로 2010년 이전 준공구간의 평균 3.20에 비해 우수한 공용상태를 유지하고 있는 것으로 나타났다. 또한 이러한 차이는 HPCI 보다 균열율에서 보다 극명한 차이가 나타나는 것으로 균열률의 경우 2010년 이후 준공구간의 균열율 평균이 0.19%로 2010년 이전 준공구간의 평균 4.11%에 비해 확연히 낮은 것으로 나타났다. 종단평탄성의 경우 모든 구간에서 종단 평탄성 2등급 이내인 양호한 상태로 공용중인 것으로 나타났으며 이는 국내 고속도로에서 수선유지공법의 일환인 다이아몬드 그라인딩 등 표면처리공법 적용을 통하여 전체 고속도로 종단평탄성이 향상된 것으로 사료된다.

콘크리트 교면포장의 주행쾌적성 및 주행안정성 향상을 위하여 노출 교면 콘크리트 포장에 고기능성 표면처리 공법(NGCS : Next Generation Concrete Surface)을 적용하였다. 노출 교면 콘크리트 포장 구 간에서 NGCS의 적용 전･후에 따른 소음(차량 내부, 외부), 주행쾌적성, 미끄럼저항성, 평탄성 변화 등 기 능성 변화를 조사하였다. 그림 1은 NGCS를 적용한 노출 교면 콘크리트 포장 표면을 보여준다. NGCS 적 용 구간은 총 2개 교량으로 교량 A는 3경간 330m, 교량 B는 단경간 75m으로 구성되어 있다. NGCS 적 용 전･후에 따른 기능성 분석 결과를 표 1에 나타내었다. NGCS 적용 결과 두 교량 모두 소음, 미끄럼저 항성, 주행쾌적성 및 평탄성이 개선되었으며, 특히 장경간 교량에서 기능성 개선효과가 탁월한 것으로 분 석되었다. 향후 노출 교면 콘크리트 포장의 NGCS 공법 적용을 안정적으로 시행하기 위해서 NGCS 표면 의 표면탈리 등을 예방하고 장기 내구성 확보를 위하여 교면 콘크리트의 압축강도 기준을 30MPa로 이상 으로 설정하는 것을 제안하였다.