PURPOSES : This study aimed to develop high-performance concrete repair materials for the cross-sectional repair of deteriorated bridge concrete. METHODS : To derive the optimal mix using the dry shotcrete method, experiments were conducted to develop an appropriate performance in terms of durability and watertightness based on basic experiments on materials. By mixing silica fume, GGBFS, and natural fibers, this study compared the differences in each variable. Each variable was compared using compressive strength, flexural strength, plastic shrinkage, chlorine ion penetration resistance, and freeze-thaw tests. RESULTS : By mixing silica fume and natural fibers, watertightness and durability were secured, and by adding an expansion material and polymer powder, a material that exhibited suitable performance as a repair material was developed. The material demonstrated suitable performance in terms of compressive strength, freeze–thaw resistance, plastic shrinkage crack resistance, and chlorine ion penetration resistance. CONCLUSIONS : The repair material developed in this study has a higher performance than repair mortar, and because it uses a dry shotcrete method, the process and post-processing are simpler than the wet shotcrete method; therefore, it is believed to be more efficient for repair work.

PURPOSES : Recently, interest in maintaining aged concrete pavements has been increasing. An asphalt overlay is generally used for pavement maintenance, and a tack coat is used to secure interlayer adhesion. Particularly, aged concrete pavements are required for higher adhesion performance of tack coats for attaching interlayers to materials with different properties. Insufficient interlayer adhesion could cause pavement damage, such as slippage, rutting, shoving, corrugation, and pothole. In this study, we examined the performance of interface adhesion by applying a tack coat material developed for maintaining aged concrete pavement. METHODS : In this study, we examined the effect of adhesion performance at the pavement interface, using a tack coat material developed for the maintenance of aged concrete pavement. RESULTS : The developed tack coat not only accomplished the performance objectives but also improved the results by more than 12 to 43%, compared to commonly used materials. CONCLUSIONS : The use of developed tack coat is expected to improve the interlayer adhesion and reduce the delay of the maintenance process in aged concrete pavement.

Cured-in-place-pipe(CIPP) is the most adopted trenchless application for sewer rehabilitation to extend the life of the existing sewer without compromising both direct construction and indirect social costs especially applied in the congested urban area. This technology is globally and domestically known to be the most suitable for partial and full deteriorated pipe structure rehabilitation in a sewer system. The typical design of CIPP requires a significant thickness of lining to support loading causing sewage flow interruption and increasing material cost. This paper presents development of a high strength glass fiber composite lining material for the CIPP application and structural test results. The test results exhibit that the new glass fiber composite lining material has 12 times of flexural strength, 6.2 times of flexural modulus, and 0.5 Creep Retention Factor. These test results can reduce lining design thickness 35% at minimum. Even though taking into consideration extra materials such as outer and inner films for actual field applications, the structural capacity of the composite material significantly increases and it reduces 20 percent or more line thickness as compared to the conventional CIPP. We expect that the newly developed CIPP lining material lowers material costs and minimizes flow capacity reduction, and fully replaceable to the conventional CIPP lining materials.

PURPOSES: This study aims to evaluate the resistance to chemical attack of combined organic and inorganic hybrid mortars as the repair materials (i.e., HRM mortar) used for concrete road facilities through a comparison with mortars made from cement repair materials (i.e., IRM mortar). METHODS: Inorganic materials used as a binder and two mineral fillers were adopted to produce HRM mortars. The ratio of the main resin versus the hardener was fixed at 2:1. For comparison, IRM mortars made of cement repair materials were also manufactured. The mortars were exposed to chemical solutions, such as NaCl, MgSO4, Na2SO4, and H2SO4, with the same concentration of 5% after 7 days of curing. The compressive strength, compressive strength loss, mass ratio, and relative bulk density of the mortar samples exposed to the chemical solutions were measured at predetermined periods. In addition, a scanning electron microscope observation was performed to evaluate the microstructures and the products formed by the chemical reaction of the mortar samples. RESULTS : As a result, the resistance to chemical attack of the HRM mortars was found to be much better than that of the IRM mortars, regardless of the types of attacking sources. This finding implies that HRM is a highly promising and versatile material because of its excellent resistance to chemical attack. CONCLUSIONS: The application of the combined organic and inorganic hybrid mortars is a possible option for repair of concrete road facilities exposed to aggressive environments.

PURPOSES:The objectives of this study are to develop a new cold-applied crack sealant and to evaluate its properties and field applicability by comparing with other conventionally used crack sealants.METHODS :A new cold-applied crack sealant was developed by using neoprene latex to improve material properties. The fundamental properties such as viscosity, residue %, penetration, and softening point of the developed crack sealant were tested by TxDOT criteria to evaluate crack sealing capability. Moreover, the performance of the developed cold-applied crack sealant was evaluated under both laboratory and field conditions. In the laboratory, the bond property was evaluated using the developed cold-applied crack sealant and conventional hotapplied crack sealant by the bond-properties test standardized under ASTM D 6690. In the field, test sections were constructed on three areas: a trunk road, bus-only lane, and motorway, with the developed crack sealant and three conventional crack sealants. After construction, early field-inspection was performed on the test sections.RESULTS AND CONCLUSIONS :Overall, the developed cold-applied crack sealant demonstrates reasonable storage stability, durability, and bond property compared to conventional hot-applied crack sealants. From the test sections, it was established that the developed cold-applied crack sealant does not pose construction issues. Moreover, the early performance was verified through field inspection. However, as the field inspection was conducted a week after the construction, it is necessary to conduct an inspection of performance from a long-term point of view.

대형 토목 구조물 중 하나에 속하는 공항 활주로의 경우 항공기의 반복적인 이착륙으로 인한 동적 하 중, 엔진의 열, 화학침식, 그리고 외부 기후요소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 포장 파손이 발생한다. 이는 항공기 안정뿐만 아니라 포장 자체의 수명에도 악영향을 미치기 때문에 신속한 보수가 이루어져야 한다. 활주로 특성상 항공기의 원활한 이착륙을 위해 새벽에만 유지보수가 가능하여 조속한 교통개방이 필요 하다. 이를 위해 보통 잔골재만을 사용한 에폭시 콘크리트를 사용하여 유지보수를 진행하여왔다. 그러나 기존 포장 면과의 이질거동으로 인해 재 파손이 심각하게 발생하며, 보수재료의 실제 수명이 2~3년에 불 과하여 공항 공사의 경우 연간 100억 원 이상의 유지보수 비용이 소모되고 있는 실정이다. 이에 따라 6시간 이내 교통개방이 가능하고 내구성이 향상된 유지보수용 콘크리트 포장 재료 및 공법의 개발이라는 목표를 설정하고 연구를 진행하였다. 유기-무기 하이브리드 결합재 개발 및 굵은 골재 사용 을 통해 보수 재료와 기존 포장 간의 이질거동을 최소화하여 수명을 증진시키고, 조속한 교통개방이 가능 한 공항포장 긴급 유지보수용 재료로 PMC(Polymer Modified Concrete)와 PC(Polymer Concrete)가 개 발되었다. PMC란 초속경 시멘트에 분말 폴리머를 첨가하여 짧은 시간에 높은 강도를 발현하고, 기존의 포장 층과 의 부착을 증대시킨 재료로, 그 전반적인 특성이 콘크리트와 유사하다. 반면 PC는아스팔트 바인더를 대 신해 폴리머를 사용한 재료로 PC1은 기존재료 외에 Crumb Rubber을 추가하여 발생하는 응력에 저항토 록 하고, PC2는 최적화 이론 및 Film thickness 이론 등을 적용하여 기존 골재 입도분포를 바꾸어 소요 폴리머 량을 적게 하여 온도에 의한 수축 및 팽창을 줄인 재료이다. 위 재료에 대해, 폴리머 콘크리트의 성능 목표를 만족시키는 기본 조성 비율을 찾기 위해서 골재 종류, 배합 비 및 폴리머 콘크리트를 구성하는 골재와 고분자 재료의 무게 비율에 따른 물성의 평가를 실시하여 이를 통해 최적 배합 비를 결정하였고, 압축강도, 휨 강도, 동결융해 저항성, 내화학성 및 건조수축 특성 에 대한 실험을 통해 내구성을 평가하였다.

최근 노후 콘크리트포장은 보수비가 급증하고 있으며, 더불어 노후 콘크리트포장의 연장 역시 앞으로 빠른 속도로 증가할 것으로 보인다. 따라서 앞으로 급증할 노후 콘크리트 물량을 생각할 때 우리나라도 노후 콘크리트 포장의 근본적인 보수/보강대책 마련이 시급하다. 또한, 현재 콘크리트 도로포장의 파손에 대한 적절하고 시급한 보수 및 보강능력을 향상 시키고 교통 지연 및 시공비용을 최소화하기 위한 방법들 이 재료, 배합, 시공 등의 다각적인 측면에서 시도되고 있다. 이러한 보수방법들은 저 교통량 하에 최소한 의 작업시간으로 교통안전과 사고의 위험을 줄일 수 있는 경제적, 환경적 대안을 필요로 한다. 해마다 도 로연장의 증가로 유지보수단면이 증가하고, 특히 교통량의 증가에 따른 신설 도로 확장공사구간이 늘어나 고 있는 추세이다. 이와 같이 증가되는 공사구간에 의해 차량지체현상이 주기적으로 발생하며 사용자비용 또한 증가되고 있다. 이러한 사용자 비용을 감소시키기 위해서는 조기교통개방을 위한 체계적이고 안정적 인 보수공법이 적용되어야 한다.

자체적으로 개발한 공항포장의 부분 유지보수재료의 현장 적용에 대한 평가가 필요하다. 시험시공을 통하여 PC(Polymer Concrete) 및 PMC(Polymer Modified Concrete)를 검증한다. 현재 공항에서 사용 하고 있는 배합의 PC와 자체적으로 개발한 배합의 PC 및 PMC를 비교 및 검증한다. 공항의 특성상 주간에 시공을 진행할 수 없고 시간제한이 있으므로 시공 시간 배분을 고려해야 한다. 시간을 줄이기 위해 실내실험실에서 저울을 사용해 개량을 미리 진행한다. 시험시공 시 각 재료별로 모재 와 보수재간의 수직방향의 거동을 파악하기 위해 계측을 실시한다. 또한 보수 깊이별로 온도 센서를 설치 하여 보수재 내부의 온도를 계측한다. 계측을 통하여 유지보수재료의 초기거동을 파악하고, 장기 계측을 통해 하루 중 온도 변화 및 계절 변화에 따른 보수재의 거동을 분석한다. 유지보수단면의 크기 및 보수깊 이에 따라 균열의 발생 유무 및 균열 위치 등을 파악한다. 이와 같이 시험시공을 통해 개발한 부분 유지보수재료의 거동 및 현장 적용성을 검증한다.

PURPOSES: The purpose of this study was to break away from the workforce method using cold-mix asphalt mixtures and has a constant quality and has develop repair materials of pre-production asphalt-precast types. METHODS: The selection of the repair material was determined as the results obtained through physical properties of materials and the field applicability. In case of repair materials, values obtained through Marshall stability test & the dynamic stability test & retained stability test as well as the site conditions was considered. In case of adhesive, test results were obtained through examination of the bond strength(tensile, shear) and the field applicability of the adhesive was examined through combined specimens to simulate field applications. RESULTS : According to the results of laboratory tests, in the case of repair materials, Marshall stability and dynamic stability, retained stability of cold-mix reaction type asphalt mixture is the highest. In the case of adhesive, two-component epoxy-urea has a very high bonding strength(tensile, shear) was most excellent. According to the results of field tests, when epoxy-urea was excellent workability. Also, the repair body through actual mock-up test did not occur large deformation and fracture after 12 months. CONCLUSIONS : A suitable repair material is cold-mix reaction type mixture of asphalt-precast, a suitable adhesive is a two-component epoxy-urea.

공항 포장의 경우 항공기의 하중과 규모를 비롯하여 여러가지 극한 상황에 놓이기 때문에 공항용 구조 물은 높은 신뢰성이 담보 되어야 한다. 그러므로 공항 콘크리트 포장용 유지보수 재료는 높은 수준의 성능과 내구성이 요구된다. 부분 유지보수가 적용된 부분의 재파손이 빈번하게 발생하는데 접합면이 떨어지는 형태가 주를 이룬다. 부착강도는 부분 유지보수 재료의 성능을 평가 할 수 있는 매우 중요한 특성이라고 할 수 있다. 이 연구에서는 기존 공항 콘크리트 포장과 부분보수 재료와의 전단부착강도와 인장부착강도를 측정하 였다. 부분보수재료는 기존 공항용으로 사용되던 폴리머콘크리트와, 새로 고안된 PMC(Polymer Modified Concrete), 기존 도로용 보수재료로 사용되는 LMC(Latex Modified Concrete)를 대상으로 하였다. 전단부착강도는 Slant shear test, 인장부착강도는 Splitting tensile test를 각각 이용하였다. 또한 열팽창계수와 건조수축의 차이에 따른 포장재료와 부분보수재료의 부적합성의 결과로 부착강도가 시간에 따라 저하된다. 실험을 통해 접합면의 노화에 따라 재료별 부착강도의 변화를 비교하였다.

아스팔트 콘크리트 포장 파손 중 40cm-50cm 지름과 5cm-10cm 깊이를 갖는 움푹 파이는 형태의 포장 파손을 포트홀(pothole)이라고 한다. 포트홀 파손 발생 메커니즘은 아스팔트 혼합물에 수분이 침투하고, 아 스팔트 바인더와 골재의 점착력이 침투한 수분에 의하여 약화되어 발생한다. 따라서 아스팔트 콘크리트 포 장의 포트홀은 주로 장마 기간에 많이 발생하지만 최근 들어 지구 온난화의 영향으로 겨울철 강우 또는 강 설의 증가와 제설제의 영향으로 겨울과 봄에도 많이 발생하고 있다. 본 연구에서는 아스팔트 콘크리트 포장 에 발생한 포트홀 파손을 효율적으로 상온에서 보수할 수 있는 보수 재료에 대한 기본 물성 시험으로 마샬 시험을 수행하였으며, 시험에 적용된 보수 재료는 밀입도 아스팔트 콘크리트 포장용(공극률 4%, Type A)과 배수성 포장용(공극률 15%, Type A) 및 중간 단계의 공극(공극률 10%, Type C)을 갖고 있는 포장용으로 개발되었다. 목표 공극률 4% 혼합물(Type A)의 경우 안정도가 시험 장비의 재하하중 범위를 넘어 측정할 수 없었지만 세 가지 혼합물 모두 마샬시험 결과 모두 서울시의 마샬시험기준을 만족하는 것으로 나타났다.

본 연구는 아스팔트 포장 파손을 복구하는 보수재료에 대한 연구이다. 현재 국내에서 사용되고 있는 네가지 종류 재료들에 대하여 실내 및 현장시험을 실시하였다. 실내 시험으로 마샬안정도시험, 간접인장시험, 수침잔류 안정도시험, 휠트랙킹 시험을 실시하였다. 또한 성능시험으로는 기존 아스팔트 콘크리트 혼합물과의 수평전단강도시험을 실시하였다. 현장시험은 아스팔트 포장 도로상에서 차량바퀴가 통과하는 지점에 패칭 슬래브를 제작하여 차량 통과에 따른 공용 결과를 관찰하였다. 실내시험 결과는 현재 적용되고 있는 설계 재료들의 기준은 수침잔류 안정도를 제외하고 만족하였다. Type C가 가장 높은 수평전단강도를 나타냈다. 그러나 시공후 10일 이후부터 소성변형과 탈리와 같은 파손이 발생하였다. 따라서 현재 사용되고 있는 상온보수 재료들을 현장에 적용할 경우에 우수한 성능을 기대할 수 없어서 조기파손을 방지할 수 있는 새로운 시험방법의 개발과 적용이 필요하다.

본 연구에서는 콘크리트포장의 단면보수용 복합재료 8개(초속경시멘트계열 : RCC 3종, 폴리머시멘트계열 : PCC 2종, 폴리머계열 : PC 3종)에 대해 역학적인 특성 및 내구성 실험을 수행하였다. 역학적 특성으로서 응결시간, 압축강도, 휨강도, 탄성계수, 경화수축에 대해 실험하였고, 내구성으로서 동탄성계수 및 동결융해 후 부착강도, 흡수율, 내화학성, 자외선 노출 실험을 수행하였다. 탄성계수는 RCC〉PCC〉PC계열의 순으로 나타나서 폴리머가 사용되면서 연성의 특성을 보였다. 초기 재령에서의 폴리머 콘크리트의 경화수축이 상대적으로 큰 것으로 관찰되었지만 재령 28일에서는 다소 안정된 결과를 보였다. 상대동탄성계수, 흡수율, 10% CaCl2와 10% Na2SO4의 화학용액을 사용한 내화학성 실험결과 PC계열, PCC계열, RCC계열 순으로 저항성이 우수한 것으로 나타났다. 200~300회 동결융해 이후의 부착강도 실험결과 PC-2를 제외하고는 모두 1.3MPa 이상을 확보하였고, PC 및 PCC 제품의 부착강도가 RCC 제품보다 전체적인 면에서 우수한 것으로 나타났다. 또한 시편을 500시간동안 자외선 노출시험 결과 모든 패치재료 시편에서 균열 및 표면 결함 등이 발견되지 않아 PC 및 PCC 제품의 자외선에 대한 내구성이 확보됨을 확인하였다.

Carbonation in concrete structures has been handled as the most fundamental and critical factor related to the durability of reinforced concrete. As a result, there have been efforts to develop repair materials to control carbonation As one of these efforts, alkali recovery agents have been presented as materials for increasing the re-alkalization and durability of carbonated concrete structures. However, in applying them in the field, the performance and quality of concrete recovered after an alkali recovery agent is applied has not been fully assessed. Therefore, to examine the recovered performance of concrete structures resulting from the application of an alkali recovery agent, the present study assessed the depth of carbonation and the degree of deterioration of 20 years or older reinforced concrete structures, and analyzed the quality of concrete after applying an alkali recovery agent to the structures. This study aimed at providing basic information for the application of alkali recovery agents in the field. In this experiment, alkali recovery agents of the lithium silicate line, which are most common in Korea, were applied and cured using concrete of the same size. The degree of recovery was investigated according to the length of time in the initial curing stage, and based on the investigation, the maintenance performance of the alkali recovery agent was assessed according to the age of exposure to the open air. For these tasks, this experiment sampled concrete of different degrees of deterioration, applied alkali recovery agents to them, and observed re-alkalization and changes in the internal texture of the concrete.