산업화에 따른 이산화탄소 등 온실가스 발생량의 증가는 지구 온난화 현상을 가속화 하였다. 이러한 현상은 지난 수 세기동안 지속 되어왔으며 최근 우리 인간 삶에 지대한 영향을 미치고 있다. 이러한 위험에 따라 주요 선진국들은 에너지 감축 및 온실가스 배출량 제한에 대하여 매우 적극적인 입장을 취하고 있다. 유럽연합(EU)은 온실가스 배출 절감을 위해 시행 중인 ‘탄소배출권 거래제(Emission Traiding System)’ 개혁안에 대하여 합의하여 2050년까지 인위적 생성되는 탄소 배출량을 자연적으로 흡수되는 양과 동일하게 하는 ‘탄 소중립’을 목표로 제시하였다. 국내에선 환경영향평가의 대상이 되는 계획 및 개발사업에 도로건설이 포함되는 ‘탄소중립기본법 시행 령’이 지난 3월 의결되어 시행되었다. 이렇듯, 국내외에선 이러한 탄소저감 제도 구축에 노력을 기울이고 있다. 국내에선 도로건설이 환경영향평가의 대상으로 설정되었으나 2011년 국토교통부에서 배포한 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인 외의 구체적인 생애주기 분석 방법이 부재한 상황이다. 따라서 본 연구에서 국제 표준 ISO 14040의 전과정평가 LCA(Life Cycle Assessment) 방법과 2011년 국 토교통부의 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인을 따라 국내 LCI DB(Life Cycle Inventory Data Base)를 활용한 도로 분야의 전과정 탄소 배출량을 산정하였다. 이후 장비 연료 소모량과 자재 사용에 대한 국내외 LCI DB를 추가하여 도로 건설 전 과정에 대한 LCA 분석 플랫폼을 제작할 예정이다.

PURPOSES : The exposed aggregate concrete pavement (EACP) is adopted to achieve low traffic noise and long-term skid resistance in European countries such as Belgium and Germany. In Korea, it is first introduced at the Myeon Cheon field site in 2010. It reduces 3 dB(A) from tire–pavement noise compared with transverse tining. Recent investigations show that EACP can reduce tire–pavement noise by an additional 5 dB(A) compared with transverse tining. In this study, the tire–pavement interaction noise of EACP is compared with that of conventional pavements such as asphalt pavement, next-generation concrete surfaces (NGCS), and transverse tining. METHODS : EACP is constructed at two field sites on the SOC research center and Yeo-Ju test road to compare the noise level via close proximity noise measurement. In addition, the noise is measured using two vehicle type based on vehicle speeds of 60, 80, and 100 km/h. RESULTS : The results of noise measurement obtained from the SOC research center are as follows: Porous asphalt pavement 92.8 dB(A), HMA 96. dB(A), transverse tining 100.1 dB(A), and 8 mm EACP 97 dB(A) at a driving speed of 80 km/h. For the case of the Yeo-Ju test road. The noise levels at a driving speed of 80 km/h are as follows: 6 mm EACP, 93.6 dB(A); asphalt grooving pavement, 94.72 dB(A); 8 mm EACP, 95.2 dB(A); NGCS, 95.2 dB(A); transverse tining, 104.1 dB(A). CONCLUSIONS : The result of noise measurement of two sites in the SOC research center and test road shows that the noise level of the 6 mm EAC is lower than that of concrete pavement, such as tining and NGCS, and similar to that of asphalt pavement. In addition, the noise level of the 8 mm EAC is similar to that of the NGCS pavement. The noise reduction effect of the EAC is greater when small-sized coarse aggregates with lower flat and elongation ratios are used.

PURPOSES : The purpose of this study is to identify the dynamic behavior of a cement concrete paving machine (paver) by measuring its response using accelerometers. This is because the dynamic behavior of pavers affects the quality of data from various applications of IoT sensors, such as laser, ultrasonic, optical sensors and so on. Therefore, it is believed that the understanding of dynamic behaviors can contribute to the effective use of various IoT sensors for the acquisition of real-time quality control data in pavement construction. METHODS : Dynamic signals are obtained using accelerometer sensors to identify the dynamic characteristics of paving machines. The main parameters for acquiring dynamic signals are the status of the machine’s operating or standby conditions, and available locations for attaching various IoT sensors. Time domain data are logged at a particular sampling speed using a low-pass filter, subsequently, they are converted to digital data, which are analyzed on three rectangular axes. In addition frequency analysis is conducted on the measured data for identifying the peak frequencies, via FFT (Fast-Fourier-Transform) using MATLAB. RESULTS : The magnitude of the x-directional vibration is higher than that of any other direction under the paver’s operating or standby condition. However, signals from the smoother beam show that the z-directional vibration is more significant in the operating status. It means that the primary vibration depends on the location. Furthermore, the peak frequencies are quite various depending on the status of a paver and its sensing location. CONCLUSIONS : The magnitude of machine vibration and peak frequencies at each status or location are identified from time- and frequency-domain data. When using IoT sensors for quality control or monitoring pavements in construction, the dynamic characteristics of a paver should be considered to mitigate the interference of signals from the paver body or its elements.

시멘트 콘크리트 포장은 2010년도를 전후해서 내구성 문제에 기인한 것으로 판단되는 스폴링 및 스케일링 파손이 조기에 발생하였다. 이러한 파손은 이용객의 주행 쾌적성을 저하시키고 수명을 단축시켜 잦은 보수로 인해 예상보다 빠른 대규모의 개량사업을 계획할 수밖에 없게 만들었다. 이러한 파손을 방지하기 위해서 그동안 내구성 관리지표를 만들어 공기량 및 기포간격계수를 관리하고 콘크리트 포장의 품질관리를 기존 강도 및 평탄성에서 내구성으로 바꾸어 현재에 이르고 있다. 그러나 내구성 향상 노력이 내부 공극과 함께 설계, 시공 및 재료에 대한 다각적인 검토를 통한 파손 원인 도출이 필요하게 되었다. 내구성 파손의 결과는 스폴링 및 스케일링으로 나타나지만 그 원인이 내부 공극에 국한된 것인지 아니면 다른 요인과 병행해 이루어지는지 아니면 다른 요인이 더 큰 영향을 미치는지 알아야 더욱 효과적인 대책을 찾을 수 있기 때문이다. 본 연구는 현장 공용성에 근거해 콘크리트 포장의 내구성 파손원인을 찾아내기 위한 목적으로 시작되었다. 이를 위해서 현장의 내구성 파손을 정량화해야 하고 정량화한 콘크리트 포장의 파손상태를 기준으로 현장을 구분해야 하며 구분된 현장을 기준으로 건전한 구간과 파손된 구간을 나누고 서로 비교 하므로 의미 있는 내구성 파손원인을 도출할 수 있다. 그림 1과 같이 동일한 노선에서 파손율 변화는 구간에 따라 다른 수치를 나타내고 있으며 이것은 유사한 시공조건과 재령을 가지고 있어도 재료 및 품질 특징에 따라 다른 결과를 나타낼 수 있음을 보여주는 것이라고 판단되었다. 그림 2는 높은 파손율을 보이는 곳의 내구성 파손 특징을 보이는 것으로 파손구간 및 비교구간에서 코어를 채취하여 실내에서 구조성능, 내부조직, 배합상태 및 내구성능 시험을 실시하였다. 한정된 조사 구간에서 채취한 코어시험을 통해 얻은 잠정적인 결과는 내구성 파손을 유발하는 인자 가운데 하나로 수분 흡수 저항성으로 제안할 수 있다는 것으로 건전한 코어의 흡수 저항성은 인접 구간에서 채취한 파손부 코어에 비해서 우수한 수분흡수 저항성능을 나타내었다.

PURPOSES: This study supports the evidence that it is possible to rehabilitate a damaged pavement with a lane closure specifically based on the Gimcheon~Sunsan project. METHODS : The prediction results from the simulation programs were compared with field monitoring, which focused on traffic management planning, congestion (length, time, and passing speed), bypass, and user cost, among others. RESULTS : The research results showed that lane closure application and pavement repair of the aged pavement in Korea were possible, even though the prediction results were minimally different from the field monitoring. The road agency contributes to service life extension of the rehabilitated pavement using this method. CONCLUSIONS: A marginal effect caused by the lane closure was observed on travelling users or vehicles, and the user cost of pavement repair decreased. Therefore, introducing the repair method or rehabilitation in Korea is possible. Information dissemination through various media was properly done to execute the project well. Moreover, the construction area traffic utilized nearby alternative roads. Therefore, improving the repaired pavemen’s service life while ensuring that the pavement management agency can provide a road with comfortable user riding quality was possible.

포장콘크리트는 중차량에 대한 저항성이 크고 유지관리 비용이 적게 드는 공법으로서 다른 구조물과 달리 온도변화, 강우 및 강설, 축하중 반복 등 가혹한 조건에 노출되어 있다. 따라서 기후환경에 대한 내 구성이 매우 중요하며 특히 강설 시 원활한 교통소통을 위하여 살포되는 제설재에 대한 내구성을 확보하 는 것은 장수명 콘크리트 포장의 중요한 요소라 할 수 있다. 일반적으로 재료적인 관점에서 콘크리트의 내구성을 향상시키는 방법 중 하나는 광물질 혼화재를 사용하는 것이며 포장구조물에 적용할 때는 재료적 특성에 대해 시공 및 유지관리 측면에서 충분한 고려가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고로슬래그 미분 말, 플라이애시, 실리카흄, 메타카올린 등 다양한 광물질 혼화재를 사용하여 장수명 포장 콘크리트를 얻 기 위한 표준배합 및 내구성 평가를 진행하였다. 검토대상 배합은 고속도로공사 전문시방서 기준에 따라 설계기준 휨강도 4.5, 배합강도 5.2MPa를 얻기 위하여 검토된 각 혼화재료 종류별 표준배합을 선정하였 다. 그림 1 및 2는 각 배합별 동결융해 저항성 및 스케일링 저항성 시험결과를 정리한 것이다.

국내에 대규모로 시공되어 공용하고 있는 중부고속도로 CRCP 구간은 1987년 12월에 개통되어 일부 구 간에 보수를 수행하고 있으나 28년을 공용하고 있다. 중부고속도로 CRCP에 발생한 파손은 국부파손이 대부분을 차지하고 있다. 국부파손은 일정한 영역의 콘크리트가 여러 조각으로 분리되면서 함몰되는 형태 를 나타내고 이러한 부분을 보수한 것으로 판단되는 패칭이 여러 개소에서 관찰된다. 중부고속도로에서 발견된 국부파손과 펀치아웃 파손은 그 범위에 따라 유지관리에서 적용해야 할 보수방법이 다르며 향후 더 많은 숫자로 발생할 수 있으므로 이에 대한 대비가 필요할 것으로 판단된다. 중부선의 경우 줄눈 콘크리트 포장에 비해 양호한 상태를 나타내는 구간이 더 많이 존재하고 있으나 일 부에 국부파손으로 인해 상대적인 공용기간 단축이 발생하고 있다. 중부선 파손 원인을 파악하기 위한 상 세조사는 중부선의 양호한 공용상태로 인해 많이 이루어지지 않았으나 공용기간을 고려할 때 대비가 시급 한 실정이다. 본 연구에서는 중부선 파손유형과 원인 규명에 대한 기초조사의 하나로 코어를 채취하고 이에 대한 물 성분석을 수행하였고 상대적으로 파손이 빠르게 발생한 구간에 대한 현장조사를 수행하였다. 중부선 연속 철근 콘크리트의 공용상태 파악을 위해 파손상태가 크지 않은 지역에서 코어를 채취하고(2013년도) 깊이 에 따른 염화물량을 조사하였으며 그림 1과 같은 결과를 나타내었다. 중앙에서 채취한 코어는 깊이에 따 라 급격한 염화물 감소가 관찰되나 균열에 인접한 부분은 이보다 높은 염화물량이 관찰되어 철근위치가 높아질수록 염화물의 영향을 빨리 받을 수 있을 것으로 판단되었다. 중부선 연속철근 콘크리트 구간에서 국부파손이 발생하고 보수구간에 재파손이 발생한 개소(그림 2)에 대하여 현장조사를 수행하고 코어를 채취하였다. 조사 결과 설계 보다 철근이 상승되어 배근된 곳이 빈번 하게 발견되었고 해머를 통한 청음시험에서 들뜸이 추정되는 곳도 관찰되었다. 일부 구간에서 코어를 채 취하여 관찰한 결과 그림 3과 같이 철근 주변에서 수평균열이 발생하고 있어 들뜸의 원인으로 추정되었고 철근 부식 흔적도 관찰되었다. 현재 일부 개소에 대해 수행한 기초적인 현장조사를 통해서 볼 때 중부선 파손 원인은 시공 당시의 철 근배치와 밀접한 관련을 가지고 있고 이의 결과로 발생한 파손의 유형은 국부적인 파손이 주를 이루는 것 으로 판단되었다.

현재 국내 고속도로 콘크리트 포장의 약 60%는 줄눈 콘크리트 포장형식이며, 연속철근 콘크리트 포장 은 약 1.3%의 비교적 낮은 구성비율을 갖는 포장형식이다. 하지만 1987년에 개통된 중부고속도로를 중심 으로 연속철근 콘크리트 포장의 우수한 장기공용성이 최근 들어 재조명되고 있으며 관련 연구와 현장 시 험시공 등이 점차 증가하고 있는 추세이다. 연속철근 콘크리트 포장의 전통적인 핵심은 슬래브 거동에 의 해 발생하는 횡방향 균열을 종방향 철근의 인장력과 부착력으로 제어하여 적정한 균열 간격과 균열 폭을 갖도록 하는 것이다. 일반적으로 넓은 균열 간격은 균열 폭을 증가시켜 골재맞물림에 의한 슬래브 간 하 중전달력 저하, 수분 및 염분 침투에 의한 철근부식, 스폴링 발생 등에 영향을 주며 반대로 너무 좁은 균 열 간격은 종방향 균열의 발생과 더불어 펀치아웃 파손이 발생하기 쉽다. 즉 적정 균열 간격 확보를 통한 균열폭의 제어는 연속철근 콘크리트 포장의 공용성에 지대한 영향을 주는 요인으로 볼 수 있다. 연속철근 콘크리트 포장의 균열은 일반적으로 시공 직후부터 동절기 1~2회의 공용기간 사이에서 집중 적으로 발생한다. 하지만 연속철근 콘크리트 포장의 대표적인 손상 유형인 펀치아웃, 스폴링 등은 교통 및 환경하중과도 관련이 있기 때문에 공용기간 중 산발적으로 발생하게 된다. 즉 시공/공용 초기에 발생 한 균열 중, 공용성에 악영향을 줄 수 있는 것으로 알려진 일부 이상 균열들로부터 파손이 발생하여 진전 되는 것으로 예상할 수 있다. 이에 본 연구에서는 육안 관측을 통해 최근 2년 내 시공된 연속철근 콘크리 트 포장 2개 구간의 균열 맵을 작성하고 균열 간격을 조사하였으며 그림 1과 같이 균열 형상을 바탕으로 이상 균열을 분류하였다.

PURPOSES: This study analyzes the available working time at work-zone on the Expressway in accordance to the new capacity manual. METHODS: Sensitivity analysis on variables were conducted to calculate the adjusted capacity at work-zone based on previous researches. RESULTS : The main factors which affect available working time at the work-zone were its capacity, number of lanes, terrain and lane width. Other factors have minimal effect on the available working time. Based on the analysis, a calendar of lane closures was suggested. CONCLUSIONS : A series of studies concluded that the capacity at work-zone in the new capacity manual reduced to 76-82% of the existing manual. As such, the available working time decreased. Furthermore, the factors affecting the available working time needs to be considered when making a plan to rehabilitate the distressed pavement.

PURPOSES : This study aimed to evaluate the long-term performance of bonded concrete overlay in Korean Highway, and factors influencing the performances. METHODS: The evaluation for long-term performance of bonded concrete overlay is investigated based on the following study : i) The pavement distress of number of bonded concrete overlay sections in Korean highway are collected through field measurement, and PCI for each section is calculated. ii) Performance of LTPP data of bonded concrete overlay sections in U.S.A is analysed. And it is compared with bonded concrete overlay of Korean highway. iii) An analysis of the factors influencing to long-term performance of bonded concrete overlay is investigated. RESULTS: Performance analysis was confirmed that the overlay thickness was affecting significantly on the Bonded Concrete Overlay life. The comparison of LTPP data(U.S.A) and field measurement data(Korean) was showed. CONCLUSIONS : It was showed that the performance of Korean bonded concrete overlay is relatively lower than that of the bonded concrete overlay in U.S.A. The cause of lower performance can be explained by the lack of overlay thickness.