PURPOSES : In many European countries, the fine-size exposed aggregate concrete pavement (EACP) technique has been adopted for a quiet pavement. However, different noise reduction levels were reported based on the mixture design and texture conditions. This study aims to suggest a quality control condition for achieving low-noise texture and a mixture design procedure for exposed aggregate concrete overlay (EACO), which will provide the optimum mixture of the surface texture that can reduce the tire-pavement noise. METHODS : The tire-pavement noise is highly influenced by the pavement surface texture. The surface texture of the EACP can be quantified by the mean texture depth (MTD) and the exposed aggregate number (EAN). The optimum condition for the low-noise texture of the EACP was investigated herein based on the analysis of the review of the texture conditions and noise measurement in many EACP sites. RESULTS : The MTD and EAN criteria can be derived according to the investigated relationship between noise and texture condition. The optimum mixture design to satisfy these criteria can be achieved by controlling the maximum size of the coarse aggregate and the S/a. CONCLUSIONS: This study aimed to suggest a quality control condition for achieving low-noise texture and an optimum mixture design for EACO. As a result, we found that the early traffic opening of EACO can be achieved by using high early-strength cement.

PURPOSES: This study determines the life of asphalt overlay over old concrete pavements for various times of overlay, using the actual 30- year performance history of the Jungbu Expressway. The results from this study can be used as the basis for decisions on the proper time for overlay, and can also provide information for life cycle cost analysis. METHODS : The maintenance history of the Jungbu Expressway and traffic database 30 years after construction were analyzed. The durations between the first overlay and subsequent overlay for each section of the pavement were analyzed for the entire Jungbu Expressway. The durations were analyzed in terms of both years and the ESAL traffic volumes. RESULTS : 1. The life of the asphalt overlay over the old concrete pavements depended on the time of overlay in terms of both age and cumulative ESALs. A strong correlation was observed between the overlay life and the cumulative ESALs at the time of overlay. 2. The life of the second overlay at the same section was significantly shorter than the first overlay. For JCP, the average lives of the first and second overlays were 6.1 and 2.4 years, respectively. For CRCP, they were 4.8 and 2.7 years, respectively. The main reason for the shorter life of the overlay for CRCP may be that the overlay time was generally later than that for the JCP. 3. The life of the overlay was analyzed according to its materials. SMA exhibited the best performance, followed by CRM. CONCLUSIONS: Life of the overlay reduced with the time of overlay especially in terms of cumulative ESALs, and the life of the second overlay at the same section was significantly shorter than the first overlay. The results can be used in the decision making of the time of overlay and in the life cycle cost analysis.

PURPOSES : In Korea, asphalt overlay has been used as a typical alternative rehabilitation method for deteriorated pavements. However, asphalt overlay has problems due to poor bonding of the asphalt overlay and the old concrete. Recently, concrete overlays, which have advantages such as long-term durability and high structural capacity to carry heavy traffic, have been considered for rehabilitation construction. However, concrete overlays have limitations such as difficulty in opening to traffic and pavement noise. Recently, an appropriate fine-size exposed aggregate concrete pavement technique was reported to solve these problems. Therefore, this study aims to suggest an optimum mixture design of fine-size exposed aggregate concrete overlay (EACO) that can ensure low noise and early strength. METHODS : The optimum mixture design of fine-size EACO is determined to ensure adequate structural performance for early traffic opening and good functional performances such as low noise. Therefore, the optimum mixture proportion is determined based on the optimum design of aggregate content to produce a low-noise pavement texture by controlling the exposed aggregate number (EAN) and mean texture depth (MTD). RESULTS : The water-cement ratio and unit cement ratio were used to determine the mixture designs to achieve workability and adequate strength for early traffic opening. The texture was determined by selecting the maximum size of coarse aggregate smaller than 10 mm with an S/a ratio of less than 30% for low noise. With these mixture proportions, the EAN and MTD were 50±5 / 25cm2 and 1.0±0.2 mm. Respectively, which meet the criteria for EACO. CONCLUSIONS: In this study, an optimum mixture design of EACO for early traffic opening and low noise is suggested by using earlyhigh strength cement, and the pavement texture is implemented considering EAN and MTD. In addition, a pavement surface texture criterion is suggested for the quality control of EACO.

PURPOSES: The purpose of this study is to determine the effective maintenance method for a deteriorated jointed plain concrete pavement by evaluating the long-term performance of the repaired concrete overlay sections. METHODS: Long-term performance evaluation was conducted for the test section at the intersection between SeoPa and IlDong in National Road No. 37. Firstly, the distress conditions of the concrete pavement, which was constructed in December 2003, were evaluated by referring to the existing report. Secondly, the results of pretreatment, material properties, and initial performance evaluation were analyzed for the overlay test conducted in 2011. Finally, a field survey was carried out using visual inspection and nondestructive testing with a FWD in August 2018, and long-term performance evaluation was conducted for about seven years after maintenance. RESULTS: Visual inspection of the old concrete pavement showed severe damage such as joint spalling and asphalt patching. The cores taken from the old concrete had indirect tensile strength of 2.6-3.8 MPa. It is difficult to determine the freeze-thaw resistance because the average amount of air was only 1.6-2.2%, and spacing factor values were over 400㎛ regardless of location. During maintenance, overlay and partial depth repair were performed by applying three types of overlay materials which are typical in Korea. On the material side, high compressive strength (over 40 MPa) and chlorine ion penetration resistance (less than 1,000 coulomb) at 56 days were achieved. In August 2018, seven years after maintenance, visual inspection and nondestructive testing using FWD were conducted for long-term performance evaluation. Regardless of the maintenance materials, surface deficiencies such as spalling and map cracking occurred extensively near the joint. CONCLUSIONS: In conclusion, if the strength and durability index of aged concrete pavement is low, then it was determined that partial depth repair at the joint is not an effective maintenance alternative. In the case of overlay, the durability of the overlay material is considered the most important factor. In the absence of adequate reinforcement at the joint of the distressed concrete pavement, freeze-thaw damage caused by moisture penetration through the joint and failure of the old concrete are repeated, making it difficult to ensure long-term durability.

PURPOSES : So far, aged cement concrete pavement on express highways has been rehabilitated mainly with asphalt concrete inlay. However, potholes were the major problem, and they shortened the life of the inlay mainly owing to the poor drainage of water once it infiltrated the interface of the concrete and asphalt. The purpose of this study is to compare the performance and economic efficiency of asphalt overlay and inlayMETHODS: Overlay and inlay were compared through accelerated pavement testing, and a life-cycle cost analysis was conducted in this study using the CA4PRS program.RESULTS and CONCLUSIONS : It was found from accelerated pavement testing that the overlay exhibited reflective crack resistance that was more than twice as effective as that of inlay. The total cost (construction cost + user cost) within the analysis period (20 years) of the overlay was 37% lower than that of the inlay.

국내 고속도로 포장의 종류는 크게 콘크리트 포장과 아스팔트 포장으로 구분 할 수 있다. 현재 콘크리트 포장은 공용 중 노후화로 인해 서비스지수가 일정수준 이하로 낮아질 경우 다양한 보수공법을 적용하여 개량 및 유지보수를 시행하여 공용기간을 연장시키는 방법을 택하고 있다. 이러한 노후화된 콘크리트 포장에 대한 보수공법 중 아스팔트 덧씌우기 공법은 기존 콘크리트 포장 위에 아스팔트를 약 50∼80mm정도 덧씌우기하여 기존 콘크리트 포장체는 기층재로 표층재는 신설AP로 하는 복합단면형태이다. 이러한 복합단면은 소음저감, 평탄성확보 등의 장점과 함께 하부 콘크리트의 줄눈부 거동으로 인한 반사균열 발생이 가장 큰 단점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 복합단면포장에 있어 경계면 접합처리 방식이 반사균열 발생에 미치는 영향을 검토하고자 일반포설 구간과 택코팅 동시포설 구간에 대한 하부 콘크리트의 깊이별 온도 및 줄눈부 거동을 2016년 11월 17일부터 2017년 8월 7일까지 계측하여 분석하였으며 그 결과, 표 1과 그림 1과 같이 분석되었다.

강한 수압에 의한 열화 콘크리트의 제거는 일반적으로 이루어지는 표면처리 방법으로 장비의 수압, 유량, 이동속도에 따라 제거 정도가 달라지며 표면에 생긴 요철은 보수재료의 부착성능에 영향을 주고 현장 부착강도 시험에서 천공 깊이를 결정 하는데 필수적으로 파악해야 하는 정보이다. 그러나 요철이 어떠한 특성을 가지고 있는지에 대한 데이터는 부족한 실정으로 보수 방법에 따른 보수 깊이, 요철 깊이는 어떠한 분포를 가지는지, 열화 제거에 따라 변동성은 얼마만큼 커지는지는 알 수 없는 실정이다. 본 연구는 고속도로 교면포장 개량과 콘크리트 포장 부분단면 보수를 실시하는 경우 발생하는 요철의 특성을 조사하였다. 이를 위해 5개 내외의 코어를 채취하여 최대 및 최소 길이를 측정하고 평균값을 보수재 깊이로 계산하였으며 차이를 요철 깊이로 정의하였다. 최대 요철깊이는 코어채취 위치에 따라 최대 나타내거나 최소를 나타낼 수 있는데 굵은 골재 최대치수 보다 큰 약 68mm직경 코어를 채취하여 표면 요철 변화가 코어 내에서 모두 관찰되게 하였다. 또한 보수재 요철깊이가 표면처리 방법에 따라 다른 형태로 나타내는지 비교하기 위해 교면포장과 부분단면 보수를 구분하여 분석하였다. 교면포장 두께 및 요철의 경향을 분석하기 위해 약 410개 현장 부착강도 코어 파괴 면을 조사하였다. 보수두께는 중앙 보다 열화가 심한 단부에서 변동이 심하게 발생하므로 단부에서 일정 거리를 떨어뜨려 코어를 채취하여 위치 변동성을 최소화 한 상태로 시공과 열화에 따른 두께 및 요철 변동성을 알아보고자 하였다. 또한, 부분단면보수 요철 분석을 위해 약 360개 현장 부착강도 시편 파괴면 분석결과 데이터를 조사하였다. 부분단면보수는 교면포장과 달리 파손이 발생한 줄눈에만 표면처리를 수행하므로 장비의 가동이 불연속이고 열화 제거가 교면포장 보다 소형 장비를 사용하여 수행하기 때문에 나타나는 특징을 비교하였다. 콘크리트 포장 및 교면포장에 덧씌우기 하거나 부분단면 보수를 수행하는 경우 발생하는 요철의 특성을 조사한 결과 교면포장의 보수두께는 8∼9cm에서 가장 큰 빈도를 나타내고 요철깊이는 0.8∼1.0cm 범위에서 가장 큰 빈도를 나타내었다. 부분단면 보수깊이는 5∼6cm 범위에서 가장 큰 빈도를 나타내고 요철깊이는 0.4∼0.6cm 범위에서 가장 큰 빈도를 가지는 것으로 나타났다. 보수재 두께 변화는 교면포장이 부분단면보수에 비해서 평균적으로 크게(1.0/0.6cm) 나타났고 요철깊이도 평균적으로 더 깊은(0.9/0.6cm) 경향을 나타냈다.

ASR(Alkali Silica Reaction) 현상이 심화된 균열은 콘크리트 슬래브 전면적에 분포되어 기존의 부분단 면 보수공법으로는 보수가 어려워 근본적인 개선대책으로 재포장이 필요하다. 하지만 재포장시 장기간의 항공기 교통통제로 공항운영에 지장을 초래하므로 공항운영중 보수가 가능한 아스팔트혼합물을 이용한 보 수공법 연구를 위해 4가지 타입의 시험시공을 진행하였다. 그리고 보수공법은 아스팔트혼합물을 이용하여 덧씌우기시 단차 제거가 어려워 기존 슬래브(T=40cm)를 절삭덧씌우기(T=10cm)하는 방법을 적용하였고, 반사균열 발생시점을 최대한 지연시키기 위한 공법연구를 위해 4가지 타입의 절삭덧씌우기를 시행하였다. 시험시공은 김포공항 평행유도로 90m구간 전폭(30m)을 대상으로 시행되었으며, 반사균열은 온도변화에 따른 슬래브의 수평거동과 항공기 하중재하시 수직 거동에 의한 영향으로 발생되므로 각 공법별로 하중전 달 효과 변화 측정을 위해 HWD 테스트를 주기적으로 시행하면서 공용성 모니터링을 시행하였다. 공용성 모니터링 결과, 3년 경과시점에 반사균열은 발생되지 않았으나 모든 타입의 항공기 휠패스 구간 에서 밀림현상 및 포트홀 결함이 진행되어 보수가 이루어졌다. 결함발생으로 인한 유지보수 면적은 C-Type에서 가장 크게 조사되었으며, 시험시공 전 피로균열이 가장 적게 발생되었던 B-Type에서 가장 적게 조사되었으며 하중전달 효과 감소도 가장 적게 발생된 것으로 조사되었다. 밀림 및 포트홀 현상이 조기에 모든 Type에서 발생된 근본적인 이유는, 불투수층인 콘크리트슬래브에 위에 완벽한 우수침투 방 지가 어려운 일반 HMA로 시공시 하부 슬래브에서 ASR 현상이 더욱 심화되어 아스팔트혼합물과 하부 슬 래브와의 결합력이 약화됨으로서 항공기가 정지 및 출발시 밀림현상이 발생되었다. 그리고 결합력이 약화 된 상태에서 타이어 압력(B747-400ER : 230psi)이 큰 항공기 하중 재하시 과잉공극수압이 발생되어 조 기에 결함이 발생된 것으로 분석되었다. 따라서 결합력 약화 방지를 위해서는 절삭면에 대해 고압의 에어 를 이용한 Dust 청소 및 공극률을 최소화(시공다짐 4% 이하) 하면서 항공기 하중에 대한 안정도를 유지 할 수 있는 아스팔트혼합물의 사용이 필요하다. 그리고 항공교통 통제가 가능하면 절삭면은 고압의 Water Jet을 이용한 청소가 보다 효과적일 것으로 본다.

콘크리트 포장위에 아스팔트 포장 덧씌우기를 수행할 경우 반사균열이 만연하여 유지보수에 많은 예산 이 투입되고도 효과적인 유지보수 방법이 되지 못하여 많은 문제점으로 대두되고 있다. 본 연구에서는 반사균열을 모사할 수 있는 텍사스교통연구원의 덧씌우기 시험기(Texas Transportation Institute Overlay Tester: OT)를 이용하여 다양한 경우에 대하여 반사균열 저항성을 평가하였다. OT 시 험은 콘크리트 포장위의 아스팔트 덧씌우기 포장의 반사균열을 가장 잘 모사할 수 있는 기계로 알려져 있 다. 시험온도는 반사균열이 추운온도에서 섭시 0도로 하였으며, 수평으로 반복하중을 재하하였다. 시료는 PSMA, 밀입도, 그리드+PSMA, 그리드+밀입도 아스팔트 포장에 대하여 시험을 수행하였다. 시험결과 탄소섬유그리드+PSMA의 반사균열 저항성이 가장 컸으며, 밀입도의 반사균열 저항성이 가장 작았다. 시험결과를 이용하여 향후 콘크리트 포장위의 반사균열 저항성을 증진시키기 위한 시공법 개발의 기초자료로 사용할 수 있을 것이라 판단된다.

PURPOSES: Performance evaluation of four types of asphalt concrete overlays for deteriorated national highways. METHODS : Pavement distress surveys for crack rate and rut depth have been conducted annually using an automated pavement survey vehicle since 2007. Linear and non-linear performance prediction models of the asphalt concrete overlays were developed for 43 sections. The service life of the asphalt overlays was defined as the number of years after which a crack rate of 30% or rut depth of 15mm is observed. RESULTS: The service life of the asphalt overlays was estimated as 17.4 years on an average. In 90.7% of the sections, the service life of the overlays was 15 years or more which is 1.5 times the life of conventional asphalt concrete overlays used in national highways. The performance of the overlays was dependent on the type of asphalt mixture, traffic volume levels, and environmental conditions. CONCLUSIONS : The usage of stone mastic asphalt (SMA) and polymer-modified asphalt (PMA) for the overlays provided good resistance to cracking and rutting development. It is recommended that appropriate asphalt concrete overlays must be applied depending on the type of existing pavement distress.

국내에서는 고속도로의 포장 상태를 평가하기 위해 전 구간에 대하여 포장관리시스템을 도입하여 파손 현황을 관리하고 있으며, 보수 이력에 대해서도 종합적인 자료를 축적하고 있다. 노후 콘크리트 포장의 수명을 연장하기 위한 방안으로 아스팔트 및 콘크리트 덧씌우기 등을 실시하고 있으나 이러한 덧씌우기 공법으로는 하부의 노후 콘크리트 포장으로부터 전파되는 반사균열 등을 억제하기 어렵다. 특히 절삭 아 스팔트 덧씌우기의 경우 절삭면에 여전히 균열 등의 파손이 남아 있고 절삭으로 인한 불순물이 층간 접착 을 방해하여 절삭면에 물이 쉽게 고이고 포트홀이 빈번하게 발생할 수 있다. 또한 야간보수로 인해 재료 및 시공에 한계점이 나타나는 등의 사례를 확인할 수 있었다(도영수, 2002). 본 연구에서는 노후 콘크리트 포장에 대한 절삭 덧씌우기 보수구간의 연도별 이력을 정리하고, 덧씌우 기 포장의 파손에 대한 재보수의 발생 빈도를 조사하였다. 절삭 덧씌우기를 1회만 실시한 구간의 연장은 포장의 재령 20년까지 지속적으로 증가하다가 감소하였고 그때부터 2~3회 덧씌우기한 구간이 증가하는 것으로 확인되었다. 이를 통해 덧씌우기 포장의 재파손이 지속적으로 발생하고 있음을 확인하였으며, 절 삭 덧씌우기의 경우 재보수까지 걸리는 시간이 5년 이내로 상당히 짧다는 것을 확인할 수 있었다.

PURPOSES: The objective of this study is to investigate the effect of asphalt and geotextile interlayer on the fracture behavior of unbonded concrete overlay through a laboratory composite beam test. METHODS: In order to evaluate the effect of interlayer materials on the fracture behavior of unbonded concrete overlay, a laboratory test of composite beam was conducted with different types of interlayer. The test results of the composite beam using two types of geotextile interlayer with different thicknesses were compared to the test results of the composite beam using the tradition type of asphalt interlayer. The unbonded concrete overlay on the existing concrete pavement without interlayer was set for the control condition. RESULTS AND CONCLUSION : Overall, the laboratory composite beam test results did show the effect of asphalt and geotextile interlayer on the fracture behavior of composite concrete beams. The three-layer geotextile interlayer and HMA layer both increase the peak load when the first macrocrack occurs in the top concrete beam, while the HMA interlayer causes the smallest load drop percentage after the first macrocrack. The three-layer geotextile did show better performance than the single-layer geotextile through the greater peak load and smaller load drop percentage. It indicates that the thickness of geotextile interlayer will affect the fracture behavior of unbonded concrete overlay and the thicker geotextile interlayer is recommended.