PURPOSES : This study aims to analyze and summarize test results related to permeable blocks used for sidewalks and roadways as an alternative to conventional urban road pavement technology, specifically focusing on low-impact development (LID) techniques. Furthermore, it aims to provide reference data on the feasibility of current policy implementation and future policy directions through a longterm analysis of the performance and durability of permeable blocks in sidewalk and roadway construction. METHODS : The research methodology involves (1) conducting a survey on the status and actual conditions of permeability sustainability tests based on the results of permeability persistence tests conducted in Seoul over nine years, from 2013 to 2021; (2) analyzing the differences between the permeability block rating system of Seoul City and that employed by the Ministry of Environment; (3) analyzing the permeability of graded pavement sections in permeable blocks for sidewalks after three years of public use and deriving a regression analysis formula to estimate the maintenance period; (4) analyzing the permeability of pavement sections in permeable blocks for roadways after five years of public use and deriving a regression analysis formula to estimate the maintenance period. RESULTS : This study revealed significant improvements in the performance and quality control of permeable blocks since the implementation of the permeability sustainability test in Seoul in 2013. An analysis of the differences in the permeability coefficient and distribution based on the rating systems of Seoul City and the Ministry of Environment showed that rating system of Seoul City has approximately twice the permeability coefficient quality standard compared to that of the Ministry of Environment. Regression analysis indicated that the firstgrade permeable block was predicted to maintain its permeability for approximately 5.1 years, whereas the third-grade permeable block was predicted to maintain its permeability for approximately 3.1 years. In roadway-permeable block pavements, the first-grade sections maintained excellent quality conditions even after five years, and regression analysis predicted a permeability maintenance period ranging from eight to 17 years. CONCLUSIONS : The correlation analysis of the permeability coefficients based on the common usage period of permeable blocks for sidewalks and roadways presented in this study can provide more accurate estimations of commonality. However, further research under various environmental conditions is required to supplement these findings. Considering the lack of studies on permeable block commonality analysis in Korea, this study highlights the significance of conducting long-term experimental follow-up research to establish commonality prediction formulas for different usage scenarios.

1997년 교토의정서, 2020년 이후 적용되는 파리기후변화협정 등은 산업혁명 이후 급격히 증가하는 온실가스(CO2)의 배출을 감축시키는 것을 목표로 전 세계의 대부분(194개국, 2017년 미국 탈퇴)의 국가가 참여하고 있다. 도로 콘크리트 포장에 쓰이는 시멘트의 경우 생산과정에서 발생하는 대량의 CO2는 국내 CO2 배출산업 중 두 번째로 높은 비중을 차지하고 있다. 본 연구에서는 이를 감축시키기 위해서 도로 콘크리트 포장 시 시멘트 사용량 절감을 위한 친환경 공법으로 국내외에 시공사례가 있는 RCCP(Roller Compacted Concrete Pavement) 공법의 국내 적용을 위한 연구를 진행하고 있다. RCCP 시공은 아스팔트 시공 또는 빈배합 콘크리트 시공 시 사용하는 아스팔트 피니셔와 롤러를 이용하여 시공을 하며 시공방법은 아스팔트 피니셔로 포설 후 롤러로 전압(다짐)을 실시한다. 특히 수화 반응에 의한 강도발현과 전압(다짐)을 통해 콘크리트의 골재 맞물림을 극대화하여 상대적으로 적은 시멘트 사용에도 불구하고 높은 강도를 발현하고 우수한 구조적 성능을 확보할 수 있다. 기존에 RCCP 시공은 10∼15cm의 두께로 시공을 하며 15cm 이상의 두께로 시공을 할 때에는 2회 포설을 하여 시공하여야 한다. 이에 관하여 2016년 5월 속초에서 실시한 RCCP 시험시공에서 20∼25cm의 두께로 시공을 1회 포설로 실시하여 하부 다짐이 제대로 이루어지지 않은 것을 확인하였다. 이 현상의 원인으로는 아스팔트 피니셔 자체의 다짐과 롤러의 다짐만으로는 콘크리트 하부까지 전압력이 미치지 못하기 때문에 기존의 아스팔트 피니셔를 개량(개선)하여 RCC 포설 시 하부에 충분한 전압(다짐)을 주는 다층다짐 피니셔 개발을 목표로 연구를 진행하였다. 다층다짐 피니셔는 기존의 피니셔의 오거와 다짐용 템퍼 사이에 1차 다짐을 시행할 수 있는 다짐판을 삽입함으로써 시공성을 향상 시켰으며 포장의 하부의 다짐력을 증대시켰다. 개발한 다층다짐 피니셔를 이용하여 2016년 11월 여주에서 RCCP 시공을 실시하였고 현장 코어 및 전압력을 확인한 결과, 콘크리트 하부까지 다짐이 이루어 진 것을 확인하였다. 결과적으로 기존 피니셔가 2회에 걸쳐 시공해야 하는 포장(20∼25cm)을 다층다짐 피니셔 개발을 통해 지반으로부터 포장두께의 3/1∼2/1의 위치에서 1차다짐을 실시하여 포설 시 상, 하부의 균질한 다짐을 실시하고 롤러를 통해 마무리 전압(다짐)을 실시함으로써 기존의 피니셔와 보다 많은 20∼25cm의 포장을 시공할 수 있게 시공성을 향상시켰다.

기존 포장에서 고내구성과 조기강도 발현을 위하여 쓰이고 있는 바인더의 경우, 고가의 폴리머를 다량 으로 사용하고 속경성 시멘트를 적용한다. 또한 단위시멘트 360 kg/㎥이상의 부배합 시멘트를 적용하고, 양질의 골재를 사용하고 있다. 이로 인하여 재료비가 증가하게 되고 시공을 위한 고가의 특수 장비를 운 영해야 하기 때문에 공사비가 증가된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 콘크리트의 내구성을 증진시켜 주는 산업폐기물로 시멘트를 치환하고, 현장 레미콘을 사용하여 재료 단가를 낮춰 줌으로써 경제성을 확 보 할 수 있다. 레미콘에 현장에서 직접 혼화재료를 투입하기 때문에, 혼화재료 투입의 효율을 증대시키 기 위한 장비개발을 위한 연구가 필요시 된다. 따라서 기존에 인력으로 투입되던 혼화재료를 현장생산 system(기포발생장치)를 이용하여 레미콘에 투입하고, 인력투입대비 공정효율을 증가시키는 것이 본 연 구의 목적이다. 현장생산system(기포발생장치)를 이용하여 개선된 방안을 토대로 공정 효율을 비교한 결과 인력투입대 비 약 140% 이상 효율이 증대되는 것을 확인하였다.

현재 국내에서 시행되고 있는 시멘트 콘크리트 포장의 형식은 줄눈 콘크리트 포장(이하 ʻJCPʼ : Jointed Concrete Pavement)이 대부분이다. JCP 공법은 시공경험이 풍부하고 타 공법에 비해 초기공사비가 저렴 하다는 점에서 가장 많이 쓰여 왔으나 줄눈부의 잦은 손상으로 인한 유지 보수가 필요하며 수축줄눈에 의한 승차감 불량 및 안전 등의 문제점이 발생하였다. 이에 대응하여 2012년부터 한국도로공사와 국토교통부에 서 연속철근콘크리트 포장(이하 ʻCRCPʼ : Continuously Reinforced Concrete Pavement)의 적용이 제안되 었으나 공법특성상 철근배근작업으로 인해 시공상에서 필연적으로 추가 작업 공간이 요구되므로 최근 설계 되고 시공되는 도로포장과 같이 교량과 터널 그리고 상․하행 분리구간에서는 기존 CRCP를 적용할 수 있는 구간은 실질적으로 매우 한정적이다. 이에 포장 공용성 증대를 위하여 JCP포장 위주에서 벗어나, CRCP 포장의 확대적용과 함께 기존 CRCP 공법 의 시공성 해결과 구조적 성능을 향상시킨 연속철근콘크리트 포장의 기계식 시공방법(이하 ʻMRCPʼ : Mechanical-placement Reinforced Concrete Pavement)을 개발하였다. MRCP 장비 및 공법을 이용하여 모 의시공 및 시험시공을 실시한 결과 포설효율 향상을 위한 필요성이 요구되어 추가적인 연구개발을 수행하였다. 연구개발은 기존 MRCP공법 시공시 투입되는 장비인 슬림폼페이버와 철근유도장치의 일체화를 통해 콘크리트 타설, 철근배근 공정을 단순화시키는 일체화 장비개발방향으로 수립하였으며 이에 따라 포설효 율 5~10% 향상, 센서를 통한 철근의 정밀시공 도입, 시공성 10% 향상 및 호퍼용량 개선과 철근이음방안 개선 등을 최종목표로 설정하여 수행하였다. 본 논문에서는 모의시공을 통해 일체화 장비를 이용한 연속철근 콘크리트포장의 기계식 시공방법 현장 검증을 실시하였으며 이를 통해 장비성능 및 공법의 현장검증(장비 작동여부, 철근배근상태, 등)을 실시 하였다. 수행 결과 일체화 장비의 포설 및 시공성 향상을 확인하였으며, 철근유도장비의 기계식 탈부착 및 철근배근 정확성을 검증하였다.

PURPOSES : In this study, an image analysis method is used to evaluate the pore structure characteristics and permeability of hybrid concrete. METHODS: The binder weight of hybrid concrete is set to 400 kg/m3, 370kg/m3, and 350 kg/m3, and for each value of binder weight, the pore structure and permeability of concrete mixture is evaluated. The permeability of hybrid concrete is evaluated using a rapid chloride penetration test(RCPT). RESULTS : The concrete pore structure characteristics of hybrid concrete reveals that as the binder weight is reduced, the entrained air is reduced and the entrapped air is increased. The permeability of the hybrid concrete for all values was measured to be below 1000 C, which indicates a "Very Low" level of permeability relative to the evaluation standard of KS F 2711. Additionally, as the binder weight is decreased, there is a significant increase in the permeability of chloride ions. CONCLUSIONS : In this study, the pore structure characteristics of hybrid concrete at different binder weights shows that as the binder weight is reduced, the entrained air is reduced and the entrapped air is increased. Consequently, chloride ion penetration resistance of the hybrid concrete is diminished. As a result, it is expected that this will reduce the concrete’s durability.

현재 국내에서 시행되고 있는 시멘트 콘크리트 포장 형식은 초기공사비가 저렴하고 시공경험이 풍부하다는 점에서 무근(줄눈)콘크리트 포장이 대부분을 차지하고 있으나 줄눈부의 잦은 손상으로 인해 내구수명이전 파손 이 빈번해짐에 따라 포장공용수명 연장의 방법으로 연속철근콘크리트 포장공법(CRCP공법) 적용이 대두되었다. CRCP공법은 철근배근 방법에 따라 인력 배근방법(Manual method)과 Tube Feeding장비를 이용하여 철근을 배근하는 기계식 배근(Mechanical Placement Method)방법으로 분류된다. 국내의 경우 1984년 경부고속도로 포장개량의 목적으로 처음 CRCP가 도입되었으며 1985년도 중부고속도로에 인력 배근방법으로 시공하여 현재 까지 양호한 공용상태를 보이고 있다. 하지만 인력배근의 경우, 철근조립의 선행공정으로 인한 시공성 저하와 별도의 작업 공간이 필요하여 상․하행 분리구간 및 터널, 확포장구간에 적용이 어려워 시공실적이 저조한 실정 이다. 또한 국외의 경우 기계식 배근방법의 시공이력이 있으나 철근 배근의 부정확성 등 문제점의 개선이 이루 어지지 않아 1990년 이후 시공실적은 없는 실정이다. 콘크리트 포장의 내구성 저하 원인인 횡방향 줄눈을 제거하여 주행성 및 내구성을 확보하고 총 생애주기비용 을 고려하여 경제성 측면에서 유리한 CRCP포장의 확대적용이 필요하다. 이를 위해 기존 CRCP공법의 시공성 을 해결하여 국내여건에 맞는 시공방법의 개선이 요구되며, 철근 배근의 정확성 등의 문제점 개선을 통한 구조 적 성능 향상이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 횡방향 철근 없이 철근유도장비를 이용하여 종방향 철근을 자동 배근하는 동시에 콘크 리트를 포설하는 연속철근콘크리트 포장공법을 적용한 시험시공 구간에 대하여 철근배근의 정확성을 확인하였으 며 추적조사를 통한 균열 상태 조사를 실시하였다. 이를 통해 연속철근콘크리트 포장의 개선된 기계식 시공방법 의 현장적용성을 평가하여, 기존 인력식 배근으로 시공한 연속철근콘크리트 포장과 비교평가를 실시하였다.

PURPOSES : This paper numerically evaluates the contribution of transverse steel to the structural behavior of continuously reinforced concrete pavements to understand the role of transverse steel. METHODS: Two-lane continuously reinforced concrete pavements with and without transverse steel were analyzed through finite element analysis with the aid of commercial finite element analysis program DIANA; the difference in their structural behavior such as deflection, joint opening, and stress distribution was then evaluated. Twenty-node brick elements and three-node beam elements were used to model concrete and steel, respectively. Sub-layers were modeled with horizontal and vertical tensionless spring elements. The interactions between steel and surrounding concrete were considered by connecting their nodes with three orthogonal spring elements. Both wheel loading and environmental loading in addition to self-weight were considered. RESULTS : The use of transverse steel in continuously reinforced concrete pavements does not have significant effects on the structural behavior. The surface deflections change very little with the use of transverse steel. The joint opening decreases when transverse steel is used but the reduction is quite small. The transverse concrete stress, rather, increases when transverse steel is used due to the restraint exerted by the steel but the increase is quite small as well. CONCLUSIONS : The main role of transverse steel in continuously reinforced concrete pavements is supporting longitudinal steel and/or controlling unexpected longitudinal cracks rather than enhancing the structural capacity.

PURPOSES : The purpose of this study is to select the proper sealing method and to see the performance of the saw and seal method for concrete rehabilitation based on accelerated pavement testings and lab tests. METHODS : Two accelerated pavement testings were conducted. One is to select proper sealing method of the asphalt joints and the other is to see the performance of the saw and seal method. Lab tests were conducted to select proper sealing method and a test section was constructed to see the field performance. RESULTS : The result of the first accelerated pavement testing indicated that the adhesive preformed sealants showed good performance when asphalt layer was rutted and in terms preventing from water infiltration. The second acceleration test indicated that the saw and seal method using the adhesive preformed sealant showed much better performance than the control. In the lab test bitumen, rubber and epoxy showed good performance as the adhesive. CONCLUSIONS : Saw and Seal method using the adhesive preformed sealant would markedly reduce the joint damage on the asphalt overlay.

평탄성은 도로 공용성을 확보하기 위한 중요한 인자이며, 줄눈콘크리트 포장에서 수명에 큰 영향을 미친다. 포장의 공용성을 평가하는 요소로는 크게 기능성 평가, 안정성 평가 및 구조적 성능 평가가 있다. 기능성 평가 가운데 가장 대표적인 평탄성은 유지보수를 위한 중요한 기준으로 이용되고 있으나 체계적인 연구를 통해 포장 설계시에 적용하기 위한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 신뢰성 있는 평탄성 모델의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 국내 콘크리트포장의 노선별 총 연장 280.93km를 일정기준으로 나누어 238개의 섹션으로 선별하였다. 또한, 현재 국내 평탄성 모델에서 고려하고 있는 영향인자인 스폴링, 균열, 재령뿐만 아니라 동결지수, 연평균강수량, 기층조건, 교통량 등에 대한 검토가 이루어졌으며, 재령의 다양화를 위하여 추가적인 노선을 선별하여 평탄성에 영향을 미치는 인자들에 대한 분석이 이루어졌다. 분석결과는 스폴링(%), 균열(%), 재령(년), 기층이 평탄성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이를 통해 평탄성과의 상관관계를 분석한 결과 신뢰성 있는 평탄성 모델이 도출되었으며, 평탄성를 설명할 수 있는 비율은 68.8%로 나타나 통계적으로 유의한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장의 시험시공을 실시하여 초기 공용성을 평가하였으며, 이를 통하여 적정 강도, 저소음 및 적정 미끄럼저항을 확보함을 확인하였다.

소입경 골재노출콘크리트포장은 콘크리트 타설 직후 포장표면에 응결지연제를 살포하여 표면으로부터 깊이 2~3mm 정도의 모르타르 경화를 늦추게 한 후 표면의 모르타르 제거를 통해 굵은골재를 포장표면에 노출시키는 공법이다. 소입경 골재노출콘크리트포장은 타이어-노면 소음이 일반 콘크리트포장보다 4~5dB(A)정도 작으면서도 적정한 미끄럼저항을 장기간 유지한다는 장점을 가지고 있다. 소입경 골재노출콘크리트포장이 적정 평균조직깊이, 노출도 및 미끄럼저항을 확보하여 강도, 소음저감효과 및 장기간 적정 미끄럼저항성을 유지 하는 것도 중요하지만 성공적인 소입경 골재노출콘크리트포장의 건설을 위해서는 온도, 습도 등의 요인으로 발생하는 환경하중에 대한 내구성이 요구된다. 콘크리트포장은 타설 후 경화과정에서 수분손실 및 초기건조로 인하여 필연적으로 체적변화가수반되며 과도한 체적변화는 콘크리트 균열발생에 주요한 원인이 될 수 있다. 동결융해를 받고 있는 지역에서 제설제를 사용할 경우 표면박리현상이 발생한다. 이러한 균열 및 스케일링은 포장체의 내구성을 저하시키고 미끄럼저항을 감소시켜 장기공용성을 단축시키는 직접적인 요인으로 작용하게 된다. 따라서 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장에 대하여 수분증발로 인한 수축균열 제어 성능 및 제설제를 사용하였을 경우에 반복되는 동결융해작용으로 인한 스켈링에 대해 내구성을 평가하여 환경하중 저항성에 대해 고찰하였다.