PURPOSES : In this study, a method for evaluating concrete bridge deck deterioration using three-dimensional (3D) ground penetrating radar (GPR) survey data and its in situ application are discussed. METHODS : Field surveys are conducted on two bridges in Yongsan-gu (Bridge A) and Seodaemun-gu (Bridge B) in Seoul using 3D GPR. The obtained survey data are used to calculate the dielectric constant map of each bridge using the extended common midpoint method. In addition, random points on both bridges are selected for the chloride content test in accordance with the KS F 2713 standard. The results from the dielectric constant map and chloride content test are compared. RESULTS : For Bridge A, it is discovered that the percentage of sections with a dielectric constant of 5.0 or less is 1.57%, whereas that above 5.0 is 98.43%; this indicates that the percentage of deteriorated sections for Bridge A is low. Meanwhile, for Bridge B, the dielectric constants calculated for the entire bridge exceed 5.0, which suggests no deterioration for Bridge B. Moreover, all the points selected for the chloride content test have less than 0.15% chloride content and have dielectric constants ranging from 5.0 to 7.0, which are favorable condition for the bridge deck. CONCLUSIONS : The analysis results of the dielectric constants of the concrete bridge deck obtained from the 3D GPR system are consistent with the actual chloride content results. Furthermore, additional verification of this method through field surveys on bridge sections with severe deterioration is highly recommended for future improvements.

PURPOSES : The purpose of this study is to develop bridge deck concrete materials based on ordinary Portland cement concrete, and to evaluate the applicability of the developed materials through material properties tests.METHODS : For field implementation, raw material (cement, fine aggregate, and coarse aggregate) properties, fresh concrete properties (slump and air content), strength (compressive, flexural and bond strength) gain, and durability (freeze-thaw resistance, scaling resistance, and rapid chloride penetrating resistance) performance were evaluated in the laboratory.RESULTS: For the selected binder content of 410 kg/m3, W/B = 0.42, and S/a = 0.48, the following material performance results were obtained. Considering the capacity of the deck finisher, a minimum slump of 150 mm was required. At least 6 % of air content was obtained to resist freezethaw damage. In terms of strength, 51.28 MPa of compressive strength, 7.41 MPa of flexural strength, and 2.56 MPa of bond strength at 28 days after construction were obtained. A total of 94.9 % of the relative dynamic modulus of elasticity after 300 cycles of freeze-thaw resistance testing and 0.0056 kg/m2 of weight loss in a scaling resistance test were measured. However, in a chloride ion penetration resistance test, the result of 3,356 Coulomb, which exceeds the threshold value of the standard specification (1000 Coulomb at 56 days) was observed.CONCLUSIONS: Instead of using high-performance modified bridge deck materials such as latex or silica fume, we developed an optimum mix design based on ordinary Portland cement concrete. A test construction was carried out at ramp bridge B (bridge length = 111 m) in Gim Jai City. Immediately after the concrete was poured, the curing compound was applied, and then wet mat curing was applied for 28 days. Considering the fact that cracks did not occur during the monitoring period, the applicability of the developed material is considered to be high.

Recently, the fiber reinforced polymers (FRP) materials have been recognized as advanced materials for bridge construction. The FRP bridge deck system has advantages to construct rapidly, its durability. The FRP bridge decks have accepted as a method of deteriorated reinforced concrete bridge deck replacement. For application, design method details and connections for FRP bridge decks will be provided. In this paper, the design method, deck design and connections details on FRP decked precast, prestressed concrete girder bridges is presented. In this study, the design method of efficient connection between FRP deck and concrete girder is proposed with composite action. The schematic of proposed modular FRP panel deck-to-concrete girder connection is also presented, which is the flexible hybrid shear connection included steel reinforcements and FRP tubes. The FRP deck-to-concrete girder hybrid connection system should be improved with further refinement and experimental program. Finally, it is hoped that this paper will be guideline for research and development on this subject field for researchers and engineers

본 연구에서는 고로슬래그 미분말 및 플라이애시와 같은 광물질 혼화재를 사용한 친환경 고성능 3성분계 시멘트 콘크리트 교면 포장의 성능을 평가하기 위하여 실험을 하였다. 광물질 혼화재의 혼입률 변화에 따른 3성분계 시멘트 콘크리트의 최적배합을 찾기 위하여 압축강도 및 휨강도 시험을 하였으며 최적배합을 사용하여 내구성 시험인 염소이온 침투저항성, 동결융해, 박리 저항성, 균열 저항성 및 알칼리골재반응 시험으로 친환경 고성능 3성분계 시멘트 콘크리트 교면 표장의 내구성 평가 및 신 구 콘크리트의 부착력을 평가하기 위하여 부착강도 시험을 하였다. 시험결과, 시멘트 70%, 고로슬래그 미분말15% 및 플라이애시 15%의 배합 바인더에서 압축강도 및 휨강도가 우수하게 나타났으며 이를 최적배합으로 도출하였다. 실내 및 시험시공에서 최적 배합을 사용한 실험결과는 염소이온 침투 저항성, 동결융해 저항성, 표면박리 저항성, 알칼리골재 반응 억제 및 내마모성이 우수하게 나타났다. 또한, 특수 제작된 Polymer Cement Mortar(Brooming)를 사용한 신 구 콘크리트의 부착력에서도 우수한 성능을 나타냈다.

합성형 사교는 비합성형 사교에 비해 역학적 측면에서 큰 장점을 지니고 있는 것이 사실이지만 사각이 심한 사교들의 경우 합성형 사교에 매우 큰 상판응력이 유발될 가능성이 있어 종종 이들 사교들에 대한 비합성형 설계가 검토되어지곤 한다. 본 연구에서는 동적해석이 가능한 비합성형 사교의 해석모델을 제안하고 이 해석모델들을 이용하여 사교들에 대한 비합성형의 적용 타당성을 검토하였다. 또한 주형과 상판과의 세 가지 상호작용(합성작용, 부분합성작용, 비합성작용)이 단순 판형사교들의 동적특성과 동적거동에 미치는 영향을 조사하였다. 주형간격, 사각, 상판 종횡비를 매개변수로 총 27개의 판형 사교들에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 상판과 주형 경계면에서의 미끄러짐은 고유진동주기가 길어지는 현상을 유발하여 사교의 교축직각방향에 작용하는 전체밑면전단력의 크기를 감소시킬 수도 있지만 모드형장과 강성분포에 큰 영향을 미쳐 바람직하지 않은 사교 거동을 유발할 수도 있다. 부분합성작용의 최소 규정에 따라 설치된 전단연결재는 주형응력과 상판응력을 감소시키는 효과가 있다. 즉, 몇몇 사교의 경우를 제외하고는 전반적으로 부분합성형으로부터 구한 주형응력과 상판응력의 크기는 합성형 사교로부터 구한 관련 응력들의 크기와 유사하거나 약간 크게 나타난다.

합성형은 비합성형에 비해 역학적 측면에서 큰 장점을 지닌 것이 사실이지만 사각이 심한 사교들의 경우 합성형은 매우 큰 상판응력을 유발할 수 있기 때문에 종종 이들 사교들에 대한 비합성형 설계가 검토되어지곤 한다. 하지만 이러한 비합성형은 상판과 주형 경계면에서의 미끄러짐(slip)과 같은 구조적인 문제점을 지니고 있어 현장에 적용하기에는 다소 어려움이 있다. 본 연구에서는 사교들의 전반적인 거동에 영향을 미치는 상판과 주형간의 두 가지 상호작용(합성작용과 비합성작용) 효과를 분석하여 사각이 심한 사교들에 대한 합성형의 적용 타당성을 조사하였다. 주형간격, 사각, 상판 종횡비를 매개변수로 총 27개의 단순지지된 사교들에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 이전 연구에서 제안된 바 있는 받침들간의 강성조정 개념을 이용하여 합성형 사교의 거동을 개선시킬 수 있는 가능성도 함께 검토하였다. 해석결과로부터 비합성 사교들보다 합성형 사교들에서 훨씬 바람직한 거동이 나타나며 받침들간의 강성조정 방법은 보다 합리적이며 경제적인 합성형 사교 및 하부구조의 설계를 가능하게 해준다.

방수시스템(WPS)의 성능은 재료 인자들의 복잡한 상호작용, 설계상세, 그리고 시공의 질에 따라 영향을 받고, 주로 인장접착강도(TAS)로 측정되는 교면과의 접착성에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에 유통되고 있는 교면방수재 8종의 WPS의 성능을 아스팔트 포장층 혼합물의 종류, 시공시 혼합물의 온도, 포장층의 두께, 반복주행시험에 따른 접착특성을 중심으로 인장접착특성을 비교하였다. 또한 TAS 시험 후 계면에서의 탈리상태를 조사하였다. WPS에 대한 TAS 시험결과 SMA 혼합물이 밀입도 혼합물 보다 TAS가 크게 나타나 아스팔트 혼합물 종류에 따라서 차이가 났다. 시트식 방수재는 아스팔트 혼합물의 종류에 상관없이 시공온도가 높은 것이 접착력이 더 크게 나타났으나 도막식에서는 방수재 계열별로 다소 차이가 있고 시트식과 같지 않은 것으로 나타났다. 포장층 두께에 따른 영향은 방수재 종류에 상관없이 대동소이한 것으로 나타났다. 반복주행시험에 따라서 시트식에서의 접착력은 하중 재하지점>하중재하 않은 곳>하중 재하지점 옆 부근의 순서로 나타났고, 도막식에서는 방수재 종류에 따라 다르게 나타났다. 또한 방수재의 종류 및 특성에 따라 방수시스템 계면에서의 탈리상태가 다르다는 것을 알 수 있었다.

방수시스템(WPS)의 성능은 재료 인자들의 복잡한 상호작용, 설계상세, 그리고 시공의 질에 따라 영향을 받고, 주로 인장접착강도(TAS)로 측정되는 교면과의 접착성에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에 유통되고 있는 교면방수재 8종의 WPS의 성능을 아스팔트 포장층 혼합물의 종류, 시공시 혼합물의 온도, 포장층의 두께, 반복주행시험에 따른 접착특성을 중심으로 인장접착특성을 비교하였다. 또한 TAS 시험 후 계면에서의 탈리상태를 조사하였다. WPS에 대한 TAS 시험결과 SMA 혼합물이 밀입도 혼합물 보다 TAS가 크게 나타나 아스팔트 혼합물 종류에 따라서 차이가 났다. 시트식 방수재는 아스팔트 혼합물의 종류에 상관없이 시공온도가 높은 것이 접착력이 더 크게 나타났으나 도막식에서는 방수재 계열별로 다소 차이가 있고 시트식과 같지 않은 것으로 나타났다. 포장층 두께에 따른 영향은 방수재 종류에 상관없이 대동소이한 것으로 나타났다. 반복주행시험에 따라서 시트식에서의 접착력은 하중 재하지점>하중재하 않은 곳>하중 재하지점 옆 부근의 순서로 나타났고, 도막식에서는 방수재 종류에 따라 다르게 나타났다. 또한 방수재의 종류 및 특성에 따라 방수시스템 계면에서의 탈리상태가 다르다는 것을 알 수 있었다.

본 연구에서는 콘크리트 덧씌우기를 위한 SB 라텍스개질 콘크리트의 현장적용성 평가를 위해 현장에서 모빌믹서를 이용하여 배합실험 하여 작업성, 강도발현특성 및 투수특성을 등을 고찰하였다. 이를 위해 주요 실험변수는 라텍스 혼입률(0, 5, 10, 15, 20%), W/C (31, 33, 35 37%), S/a(55, 56, 57, 58%) 를 선정하였으며, 초기슬럼프, 슬럼프 손실, 공기량, 압축강도 및 휨인장강도 발현특성, 염화이온 촉진 실험 등을 수행하였다. 실험결과, 모빌믹서차량을 이용해서 SB라텍스개질 콘크리트를 현장에서 배합하였을 때 충분한 작업성 및 양질의 콘크리트를 생산 할 수 있었으며 목표 압축강도와 휨강도를 얻을 수 있었다. 모빌믹서 차량을 이용한 배합은 실내실험에서 제시된 최적배합의 동일한 작업조건을 얻기 위한 물-시멘트비가 다소 낮아지는 것으로 나타났다. 초기 배출 슬럼프 19±3cm을 얻기 위한 실내실험 배합은 물-시멘트비 37%였으나, 모빌믹서차량을 이용한 경우는 33%의 물-시멘트비를 나타내었다. 또한, 현장 적용에 있어서도 모빌믹서를 이용한 정확한 계량 및 라텍스의 혼입으로 양질의 콘크리트 생산 및 성능개선을 기대할 수 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 콘크리트 덧씌우기를 위한 SB 라텍스개질 콘크리트의 현장적용성 평가를 위해 현장에서 모빌믹서를 이용하여 배합실험 하여 작업성, 강도발현특성 및 투수특성을 등을 고찰하였다. 이를 위해 주요 실험변수는 라텍스 혼입률(0, 5, 10, 15, 20%), W/C (31, 33, 35 37%), S/a(55, 56, 57, 58%) 를 선정하였으며, 초기슬럼프, 슬럼프 손실, 공기량, 압축강도 및 휨인장강도 발현특성, 염화이온 촉진 실험 등을 수행하였다. 실험결과, 모빌믹서차량을 이용해서 SB라텍스개질 콘크리트를 현장에서 배합하였을 때 충분한 작업성 및 양질의 콘크리트를 생산 할 수 있었으며 목표 압축강도와 휨강도를 얻을 수 있었다. 모빌믹서 차량을 이용한 배합은 실내실험에서 제시된 최적배합의 동일한 작업조건을 얻기 위한 물-시멘트비가 다소 낮아지는 것으로 나타났다. 초기 배출 슬럼프 19±3cm을 얻기 위한 실내실험 배합은 물-시멘트비 37%였으나, 모빌믹서차량을 이용한 경우는 33%의 물-시멘트비를 나타내었다. 또한, 현장 적용에 있어서도 모빌믹서를 이용한 정확한 계량 및 라텍스의 혼입으로 양질의 콘크리트 생산 및 성능개선을 기대할 수 있음을 확인하였다.

기존의 교면포장공법의 근본적인 문제점으로 인해 새로운 교면포장 공법이 점차 부각되고 있는 실정이며, 새로운 교면포장 공법으로 연구되고 있는 것이 라텍스 개질 콘크리트를 이용하는 것이다. 따라서, 본 연구에서는 신설 콘크리트 교량 교면포장으로 덧씌우기된 LMC의 강도발현 특성과 덧씌우기 될 때의 기존콘크리트와의 부착특성을 파악하고자 하였다. 이런 연구를 위해 라텍스 혼입률에 따른 라텍스 개질 콘크리트의 압축강도와 휨강도, 그리고 기존콘크리트와의 부착강도를 측정하였다. 본 연구결과 라텍스 혼입량 증가로 폴리머 입자들의 볼베어링 작용, 연행된 공기 및 라텍스 안에 있는 계면활성제의 분산작용에 의하여 LMC의 작업성과 휨강도를 증가시킨다는 사실을 파악 할 수 있었고, LMC와 기존 콘크리트 슬래브와의 부착강도는 크게 증진함을 알 수 있었다.

기존의 교면포장공법의 근본적인 문제점으로 인해 새로운 교면포장 공법이 점차 부각되고 있는 실정이며, 새로운 교면포장 공법으로 연구되고 있는 것이 라텍스 개질 콘크리트를 이용하는 것이다. 따라서, 본 연구에서는 신설 콘크리트 교량 교면포장으로 덧씌우기된 LMC의 강도발현 특성과 덧씌우기 될 때의 기존콘크리트와의 부착특성을 파악하고자 하였다. 이런 연구를 위해 라텍스 혼입률에 따른 라텍스 개질 콘크리트의 압축강도와 휨강도, 그리고 기존콘크리트와의 부착강도를 측정하였다. 본 연구결과 라텍스 혼입량 증가로 폴리머 입자들의 볼베어링 작용, 연행된 공기 및 라텍스 안에 있는 계면활성제의 분산작용에 의하여 LMC의 작업성과 휨강도를 증가시킨다는 사실을 파악 할 수 있었고, LMC와 기존 콘크리트 슬래브와의 부착강도는 크게 증진함을 알 수 있었다.