PURPOSES : In this study, the propriety of expansion joint spacing of airport concrete pavement was examined by using weather and material characteristics. METHODS: A finite element model for simulating airport concrete pavement was developed and blowup occurrence due to temperature increase was analyzed. The critical temperature causing the expansion of concrete slab and blow up at the expansion joint was calculated according to the initial vertical displacement at the joint. The amount of expansion that can occur in the concrete slab for 20 years of design life was calculated by summing the expansion and contraction by temperature, alkali-silica reaction, and drying shrinkage. The effective expansion of pavement section between adjacent expansion joints was calculated by subtracting the effective width of expansion joint from the summation of the expansion of the pavement section. The temperature change causing the effective expansion of pavement section was also calculated. The effective expansion equivalent temperature change was compared to the critical temperature, which causes the blowup, according to expansion joint spacing to verify the propriety of expansion joint applied to the airport concrete pavement. RESULTS: When an initial vertical displacement of the expansion joint was 3mm or less, the blowup never occurred for 300m of joint spacing which is used in Korean airports currently. But, there was a risk of blow-up when an initial vertical displacement of the expansion joint was 5mm or more due to the weather or material characteristics. CONCLUSIONS: It was confirmed that the intial vertical displacement at the expansion joint could be managed below 3mm from the previous research results. Accordingly it was concluded that the 300m of current expansion joint spacing of Korean airports could be used without blowup by controling the alkali-silica reaction below its allowable limit.

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.

한국건설기술연구원은 국도 3호선 회천-상패 구간에 콘크리트포장의 장기공용성을 관측하기 위해 시험시공을 실시하였다. 포장단면은 JCP(줄눈콘크리트포장)와 CRCP(연속철근콘크리트포장)로 구성하였으며, JCP는 슬래브 두께를 20cm～30cm로 변화를 두어 3개 단면으로 구성하였고, CRCP는 슬래브 두께를 20cm, 25cm로 하여 2개 단면으로 구성하였다. 본 논문에서는 이 구간에 FWD(falling weight deflectometer)시험을 통해 단면별 처짐량 및 LTE(load transfer efficiency)를 분석하였다. 재하하중은 4.5ton으로 하였으며, 재하위치는 슬래브 중앙부와 줄눈부(또는 균열부)로 하였다. 또한 측정시간을 7시, 11시, 14시, 17시로 나누어 실험을 수행하였다. FWD 실험결과, CRCP 4단면(슬래브 두께 25cm)은 전체 5개 단면 중 시점에 따른 처짐량 변동폭이 가장 작았으며, 또한 균열사이 중앙부와 균열부의 처짐량 차이도 가장 작게 나타났다. 해당 단면의 경우 전체적으로 슬래브 중앙부 D0 처짐량이 약 70～80 ㎛를 나타내었다. JCP 1단면(슬래브 두께 30cm)의 슬래브 중앙부 처짐량은 약 60～90㎛을, JCP 2단면(슬래브 두께 25cm)는 약 80～100㎛을, JCP 3단면(슬래브 두께 20cm)은 120～220㎛ 정도를 나타내고 있어, 슬래브 두께가 얇아질수록 슬래브 중앙부 처짐량은 증가하는 것으로 나타났다. CRCP 단면의 균열 사이 중앙부 처짐량 변동이 재하시점에 따라 최대 약 10㎛ 정도로 나타났는데, 상대적으로 JCP의 슬래브 중앙부 처짐량 변동은 CRCP 보다 더 큰 것으로 나타났다. 특히 JCP 슬래브 두께가 얇을수록 변동폭이 더 증가하는 것으로 나타났다. CRCP 균열부의 LTE가 모든 시점에서 90% 이상을 나타내어 상당히 우수한 것으로 평가되었으며, JCP 줄눈부의 경우 대체적으로 약 80% 이하를 나타내었다. 또한 JCP의 경우 줄눈부에 따라 LTE가 크게 변동하는 것으로 나타나 줄눈부 시공품질의 변동성이 큰 것으로 분석되었다. 또한 재하 시점에 따른 LTE 변동은 크지 않은 것으로 분석되었다. 이와 같은 결과를 볼 때, JCP의 경우 슬래브 상하단 온도 차이에 따른 상향컬링과 하향컬링이 슬래브 처짐량에 영향을 크게 미치지만, 이것이 LTE에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

콘크리트 포장은 시공비가 저렴하고 일정기간 동안 유지보수가 필요하지 않아 1981년 개통된 남해고속 도로를 시작으로 콘크리트 포장이 시공되었다. 2015년을 기준으로 콘크리트 포장은 국내 고속도로의 약 62.2%를 차지한다. 지난 1981년 이후 시공되기 시작한 다수의 고속도로 콘크리트 포장은 소규모 단면보 수만 시행한 채 설계수명이 지나 노후화된 상태이다. 중부고속도로를 포함하여 비슷한 시기에 만들어진 콘크리트 포장들은 이미 설계수명을 넘어섰고, 부분보수로 수명을 연장해 왔다. 실제로 최근 고속도로 포 장 노후화에 따라 파손 구간이 급속도로 증가하여 포장보수비가 급증하고 있다. 따라서 본 연구에서는 노 후 줄눈 콘크리트 포장에 발생하는 파손의 종류를 조사하고 각각의 파손에 영향을 미치는 환경인자들을 분석하여 상관성을 분석하고 통계적 유의성을 검토하여 포장 파손과 환경인자간의 관계를 도출한다. 고속도로 콘크리트 포장의 공용수명이 20년을 초과한 구간에 대해서 1,426km/차로의 HPMS(Highway Pavement Management System) 데이터를 수집하였다. 대상 구간은 11개 노선에 분포하며, 14개 지사의 관할 하에 있다. 대상구간에서 발생한 총 9종류의 파손에 대해 파손개수를 조사하고 노후 줄눈 콘크리트 포장 파손에 영향을 미치는 환경인자 10개를 선정하였다. 선정된 환경인자와 각종 파손의 평균값을 구하 여 상관도를 조사하였다. 하지만 파손의 양이 매우 광범위하여 상관도를 찾는데 한계가 있어 박스도표분 석(Box Plot Analysis)을 이용하여 이상치를 제거한 후 상관도 분석을 실시하였다. 본 연구에서는 상관계 수의 절댓값이 0.4 이상이며 유의확률이 양측검정에서 0.05 이하인 경우에 상관관계가 있다고 판단하였 다. 그 결과, 콘크리트 패칭, 아스팔트 패칭, 스켈링, 조인트 스폴링, 종뱡향 스폴링이 환경인자와 상관성 을 보였고 강설량, 강설 일수, 제설제 사용량, 강우량, 강우 일수, 연교차, 동결융해횟수, 영하 일수가 파 손에 영향을 끼치는 것으로 파악되었다. 환경인자의 영향을 받는 것으로 분석된 다섯 종류의 파손을 회귀 분석의 종속변수로 설정하였다. 각 종속변수와 상관관계가 있다고 판단된 환경인자를 회귀분석의 독립변 수로 설정하였다. 다중회귀분석을 실시하기 이전에 독립변수간의 상관성을 확인하였고 모든 독립변수가 상관성을 보이는 것으로 확인되었다. 다중회귀분석시에는 통계적으로 유의한 순서대로 독립변수를 회귀 모형에 투입하는 방법인 단계적 회귀분석 방법을 사용하여 회귀식을 제시하였다. 회귀식을 통한 파손개수 와 실제 관할지사별로 발생한 각종 파손의 평균값을 비교하였다. 그 결과, 콘크리트 패칭, 종방향 스폴링, 아스팔트 패칭, 조인트 스폴링, 스켈링 순서로 상관성이 높은 것을 알 수 있었다. 또한 회귀식을 통한 각 지사별 파손개수와 실제 지사별 파손개수를 비교하였다. 수집된 환경인자 중 콘크리트 패칭과 종방향 스 폴링에 가장 큰 영향을 주는 환경인자가 강설 일수라는 것을 확인하였고, 실제로도 14곳의 지사 중 강설 일수가 가장 많은 원주지사 관할의 콘크리트 패칭 횟수가 가장 많은 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제시한 다섯 가지 종류의 파손에 영향을 미치는 환경인자를 적절히 관리한다면 해당되는 파손을 줄이고 노후 콘크리트 포장을 보다 효과적으로 관리할 수 있을 것으로 판단된다.

PURPOSES: The behavior of a concrete pavement in a tunnel was investigated, based on temperature data obtained from the field and FEM analysis. METHODS: The concrete pavement in a tunnel was evaluated via two methods. First, temperature data was collected in air and inside the concrete pavement both outside and inside the tunnel. Second, FEM analysis was used to evaluate the stress condition associated with the slab thickness, joint spacing, dowel, and rock foundation, based on temperature data from the field. RESULTS : Temperature monitoring revealed that the temperature change in the tunnel was lower and more stable than that outside the tunnel. Furthermore, the temperature difference between the top and bottom of the slab was lower inside the tunnel than outside. FEM analysis showed that, in many cases, the stress in the concrete pavement in the tunnel was lower than that outside the tunnel. CONCLUSIONS : Temperature monitoring and the behavior of the concrete pavement in the tunnel revealed that, from an environmental point of view, the condition in the tunnel is advantageous to that outside the tunnel. The behavior in the tunnel was significantly less extreme, and therefore the concrete pavement in the tunnel could be designed more economically, than that outside the tunnel.

지구 온난화로 인한 이상기후로 발생하는 경제손실과 화석연료 중심의 에너지 소비구조로 인한 자원고 갈의 가속화로 오늘날 선진국을 중심으로 온실가스 감축, 에너지 자립도를 높이기 위한 녹색성장이 주목 받고 있으며, 한국 정부도 국제 변화에 부응하고자 저탄소 녹색성장을 추진하고 있다. 그 일환 중 저탄소 친환경 도시의 교통대안으로 자전거 이용이 주목 받고 있으며, ʻ10대 자전거 거점 도시ʼ 조성, 국가 자전거 도로 구축 사업 등이 장려되어 향후 자전거도로의 연장은 더욱 증가할 전망이다. 그러나 자전거 이용 활성화 노력의 비해 국내의 자전거도로 포장은 라벨링, 종·횡방향 균열, 단차, Blow up 등의 파손으로 상태가 불량하며 부적절한 유지관리로 이용자의 만족도를 충족시키지 못하고 있다. 이에 중앙대학교에서는 자전거도로 포장의 주요 파손발생율을 저감시키고자 배합설계, 다짐 방법의 개선, 적절한 줄눈 간격의 설정 등에 관한 연구를 진행하고 있으며, 본 연구에서는 과다한 줄눈 간격으로 인한 횡방향 균 열 발생율 저감에 초점을 맞추었다. 현재 자전거도로의 줄눈 간격은 일반 도로와 같이 6.0m를 적용하고 있 다. 자전거도로는 환경하중만을 고려하고 포장 두께는 10~15cm로, 차량하중이 재하되고 포장 두께가 20~30cm인 일반도로의 줄눈 간격을 적용하는 것은 부적절하다고 판단된다. 이에 본 연구에서는 포러스 콘 크리트 포장을 적용한 자전거도로 포장의 줄눈 간격에 따른 거동 변화를 분석하여 적정 줄눈 간격을 제시하 고자 하였다. 연구 수행을 위해 <그림 1>과 같이 폭 1.5m, 줄눈 간격을 각각 1.5m, 3.0m, 6.0m를 적용한 테스트베드를 마련하였고, 슬래브의 Center, Edge, End, Corner에 변형률계를 설치하여 슬래브에서 발생 하는 거동을 분석하고자 하였다. 또한 포장 깊이에 따라 써머커플을 매설하여 포장 내부의 온도변화를 측정 하고자 하였다. 테스트베드는 2014년 7월에 시공되었으며, 2015년 1월까지 거동 측정을 실시하였다.

1970년 경부고속도로를 시작으로 우리나라에 본격적인 고속도로시대가 열렸으며, 전국을 하루생활권 안에 들도록 만들었다. 그 후 호남선, 영동선, 중부선, 외곽순환선 등의 잘 짜인 고속도로망은 지금까지 우리나라 경제발전의 핵심 인프라로서 그 역할을 해왔다. 그러나 고속도로는 영구적으로 사용할 수 있는 구조물이 아니기 때문에 포장면에 지속적으로 가해지는 교통하중과 온도 및 습도의 환경하중으로 인해 구 조적인 능력이 한계에 도달하며, 특히 공용연수가 지난 포장은 공용 초기에 비하여 파손이 기하급수적으 로 증가하게 된다. 이러한 포장 파손의 급증은 교통안전을 위협할 뿐만 아니라 보수비용을 급격하게 증가 시키는 경제적 문제도 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 포장파손에 미치는 인자를 파악하기 위해서 파손 종류별로 포장체의 재령 및 교통량과 환경인자에 해당하는 기온, 상대습도, 적설 일 수, 제설 제 사용량 등과의 상관성 분석 및 통계적 유의성을 검토하였다. 분석에서 사용한 포장체의 재령은 준공년도로부터 데이터 측정시점까지의 기간으로 정하였다. 또한 교 통량의 경우, 각 노선별에 대해 교통량과 차종 12종의 등가단축하중계수(ESALF)를 이용하여 등가단축하 중(ESAL)을 구해 각 파손들과 상관성 분석을 실시하였다. 이어 환경인자에 해당하는 인자들에 대해 파손들과의 분석을 실시하였다. 기온의 경우 콘크리트의 온 도를 변화시켜 슬래브의 열수축, 열팽창 및 이로 인한 컬링을 일으켜 파손을 발생시키고, 습도의 경우 콘 크리트의 부등건조수축으로 인해 슬래브에 와핑을 일으켜 파손을 발생시킬 수 있다고 판단하였다. 적설 일 수와 제설제 사용량은 제설제에 포함된 염화물에 의한 포장 파손의 가능성을 고려하였다. 중부선, 영 동선 등 총연장 1,426km에 달하는 재령 20년 이상의 노후된 고속도로 줄눈 콘크리트 포장을 대상으로 파 손 종류별 심각도와 앞서 언급한 네 가지 영향인자의 관계를 통계적으로 분석하였다. 파손은 종방향 균 열, 횡방향 균열, 패칭, 스켈링, 내구성 균열, 모서리 파손, 펀치아웃, 스폴링 등 총 10가지의 파손을 대 상으로 하였으며, 파손의 영향인자는 해당 포장구간에 인접한 기상관측대의 자료를 사용하였다. 기온과 상대습도는 2011년부터 2013년까지의 연평균을 사용하였고, 적설 일 수는 2011년부터 2013년까지 연중 0.1cm 이상 적설된 일수의 연평균을 사용하였으며, 제설제 사용량은 2007년부터 2011년까지 한국도로공 사 각 지사에서 사용한 양의 연평균을 사용하였다. 최종적으로 각 파손에 대해 어떠한 인자가 영향을 주 는지 원인을 분석하였으며 정리된 자료를 바탕으로 리모델링 지수(Remodeling Index)를 개발하는 데에 참고하였다.

PURPOSES: This study is to compare load transfer efficiency of key joint and dowel joint for airport concrete pavement. METHODS: As AC150/5320-6D of FAA’s [Advisory Circular] was changed into AC150/5320-6E, Key joint type of rigid pavement were excluded from Construction Joints.. LTE(Load Transfer Efficiency) of dowel joint and key joint were compared by times and seasons through pavement temperature measurement, ocular investigation and HWD measurement. RESULTS: For the joint performance grade of No. 2(The second) runway of airport, 12% of poor rate was observed in key joint and 2% of poor rate in dowel joint. Poor rate of key joint was increased to 17%, if only No. 3~No. 6 slabs, which are mostly loaded from the airplanes, were applied for the study. In apron area, LTE poor rate of key joint was high in winter, and LTE poor rate of dowel joint was at least above ‘Fair’ grade. In summer, ‘Fair’ for key joint, ‘Acceptable’ for dowel joint appeared. CONCLUSIONS : As results, dowel joint was superior than key joint for LTE. Deviations of seasons and times were smaller in dowel joint’s result. And LTE in winter was lower than LTE in summer.

현재 우리나라 고속도로의 60%이상을 차지하는 콘크리트 포장은 공용수명의 도달로 인해 보수를 필요 로 하는 구간이 증가하고 있다. 노후된 콘크리트 포장은 단면보수 등 부분적 보수가 진행되어 왔으나 이 또한 한계에 이르러, 전면보수를 필요로 하는 구간이 증가되고 있다. 노후 콘크리트의 전면보수 방법으로 아스팔트 덧씌우기가 주로 사용되고 있지만, 기존 콘크리트 포장 줄눈부에서 유발되는 반사균열 및 기존 포장과의 부착력 부족으로 발생되는 포트홀 등의 문제가 발생하여 덧씌우기된 아스팔트 포장의 수명을 단축하는 요소로 평가되어왔다. 아스팔트 덧씌우기 구간의 반사균열 문제를 해결하기 위해 제안된 Saw and Seal 공법은, 덧씌우기된 아스팔트 포장에 기존 콘크리트 포장의 줄눈과 동일한 위치에 줄눈을 시공하여 반사균열을 제어하는 공법 이다. 하지만 주입식 줄눈재를 사용한 기존의 Saw and Seal 공법은 줄눈부의 차수기능 미흡에 따른 2차 균열 등의 포장결함과 신․구 포장간의 부착력 미흡에 따른 포트홀 문제등의 문제를 해결하지 못하였다. 기존 Saw and Seal 공법의 문제를 해결하고자 개발된 ‘노후콘크리트 포장 줄눈 아스팔트 덧씌우기 공 법’은 Water-blasting과 진공흡입 청소의 표면처리 공정을 통해 절삭 잔재물 및 열화부의 완전한 제거를 가능하게 하여 기존 포장과 아스팔트 덧씌우기 포장의 3.5배 증대된 부착력을 바탕으로 포트홀 발생을 억제하고 , 접착식 중공 성형 줄눈재의 사용으로 유도된 반사균열을 효과적으로 제어하고 더불어 줄눈을 통한 수분침투를 방지하여 2차 파손을 억제하는 것을 특징으로 한다. 개선된 ‘노후콘크리트 포장 줄눈 아스팔트 덧씌우기 공법’은 포장가속시험 및 접착제의 허용변위 시험, 노화시험, 줄눈재의 차수기능 시험 등을 통해 성능을 검증하였으며, 경기도 가평의 국도 37호선 봉수교차로에 2011년 6월 시험시공을 실시하였다. 본 연구에서는 추적 조사를 통하여 국도 37호선 봉수교차로에 시공한 개선 공법 구간 및 동일시기 시공 된 화현, 일동 교차로의 주입식 줄눈재가 적용된 기존 Saw and Seal 공법의 줄눈부 비교를 통해 ‘노후콘 크리트 포장 줄눈 아스팔트 덧씌우기 공법’의 장기 공용성을 평가하였다. 본 연구의 봉수교차로 줄눈부의 이력조사는, 시공 전과 시공 단계에 따른 줄눈부 변화, 시공 직후, 1년 공용 뒤, 동절기의 줄눈부(20개월 공용 뒤), 2년 공용 뒤의 줄눈부의 변화를 추적조사를 통해 실시하였 다. 인근 교차로의 주입식 줄눈재 Saw and Seal 구간 줄눈부 조사는 봉수 교차로 조사시기와 동일한 날 짜에 진행되어 두 구간의 줄눈부 상태를 비교하였다. 평가 결과 개발 공법 구간의 줄눈부는 공용후 2년간의 추적조사 기간 동안 시공초기와 같이 양호한 상 태를 보였으나, 주입식 줄눈재 사용구간에서는 2차 균열을 비롯한 백태 현상, 줄눈재 손상등의 포장결함 이 발생하였다.

공항 콘크리트 포장은 일반적으로 2차로(약 8.2m)로 건설되는 도로 포장과 달리 약 30m 이상의 광폭 으로 건설된다. 따라서 공항 콘크리트 포장은 콘크리트 포설 장비의 제한으로 인하여 불가피하게 종방향 으로 시공 줄눈을 갖게 되며, 이러한 종방향 시공 줄눈은 인접 슬래브와의 하중전달을 위하여 콘크리트 슬래브 옆면에 전단키를 설치한다. 따라서 본 논문은 공항 콘크리트 포장에 적용되는 키 줄눈 형식(그림 1)과 다웰 줄눈 형식(그림 2)의 포장 슬래브에 대한 거동 특성을 분석하기 위하여 유한요소 해석 모델을 구축하였으며, 항공기 하중 및 환경하중을 고려하여 슬래브의 응력, 하중전달율 등의 거동을 비교 분석하였다. 분석결과 공항 콘크리트 포장에서 줄눈부를 시공 줄눈은 전단키를 사용하고 수축 줄눈은 다웰바를 사용하는 현행 줄눈콘크리트 포장 시스템을 시공 및 수축 줄눈 모두 다웰 줄눈으로 적용하여도 구조적으로는 문제가 없을 것으로 분석되었으며, 오히려 다웰 줄눈만을 적용할 경우 슬래브의 인장응력 감소 및 하중전달율의 증가를 가져올 수 있을 것으로 판단되었다(그림 3).

연속철근 콘크리트 포장(CRCP: Continuously Reinforced Concrete Pavement)과 줄눈 콘크리트 포장 (JCP: Jointed Concrete Pavement)의 환경하중에 따른 단부 거동 측정 현장은 음성-제천고속도로 상에 신설 된 CRCP 구간에서 수행되었다. CRCP 구간은 슬래브 길이 약 500m, 폭 8.4m, 두께 28cm, 철근비 0.68%로 시공되었으며 시점과 종점은 앵커러그(Anchor lug)를 생략하고 팽창줄눈을 설치하였으며, JCP와 마주하고 있다. CRCP와 JCP는 모두 린 콘크리트층 위에 설치되었으나, JCP는 린 콘크리트층과 JCP 사이에 비닐을 설치 하였으며, CRCP는 린 콘크리트층 위에 바로 콘크리트 슬래브를 설치하였다. 따라서 CRCP와 JCP의 환경하중 변화에 따른 자유단부의 종방향 변위 및 컬링 변위 측정을 위해 그림 1과 같이 변위측정계(LVDT)를 설치하였 다. 거동 측정은 2013년 4월 24일(Day 1)부터 수행하였으며 자유단부에서 컬링 거동 측정 결과를 그림 2, 종방 향 거동 측정 결과를 그림 3에 나타내었다. 컬링 거동은 약 20일의 측정 기간 동안 CRCP와 JCP의 자유단부는 동일 시간대에 서로 같은 방향으로 컬링 거동이 발생하며, 일일 최대 컬링 변위는 약 1.2mm 정도 발생하였으나, CRCP와 JCP 단부의 상대변위는 거의 발생하지 않는 것으로 나타났다. 종방향 거동은 약 45일의 측정 기간 동안 일일 종방향 변위의 발생은 CRCP 보다 오히려 JCP에서 더 크게 발생하는 것을 알 수 있었다. 계측이 팽창줄눈 위치에서 수행되었기 때문에 이러한 현상이 JCP의 수축줄눈에서도 발생하지는 지는 추가적인 연구로 비교해 볼 필요가 있다.

PURPOSES : Hollows are easily made, and bearing capacity can be lowered near underground structures because sublayers of pavement settle for a long time due to difficult compaction at the position. If loadings are applied in this condition, distresses may occur in pavement and, as the result, its lifespan can decrease due to the stress larger than that expected in design phase. Although reinforced slab is installed on side of box culvert to minimize the distresses, length of the reinforced slab is fixed as 6m in Korea without any theoretical consideration. The purpose of this paper is investigating the behavior of concrete pavement according to the cover depth of the box culvert ad the length of the reinforced slab. METHODS : The distresses of concrete pavement slabs were investigated and cover depth was surveyed at position where the box culverts were located in expressways. The concrete pavements including the box culverts were modeled by finite element method and their behaviors according to the soil cover depth were analyzed. Wheel loading was applied after considering self weight of the pavement and temperature gradient of the concrete pavement slab at Yeojoo, Gyeonggi where a test road was located. After installing pavement joint at various positions, behavior of the pavement was analyzed by changing the soil cover depth and length of the reinforced slab. RESULTS : As the result, the tensile stress developed in the pavement slab according to the joint position, cover depth, and reinforced slab length was figured out. CONCLUSIONS : More reasonable and economic design of the concrete pavement including the box culvert is expected by the research results.

지중구조물 주위는 다짐이 잘 되지 않아 지반이 장기 침하하므로 콘크리트 포장 하부에 공동이 발생하기 쉬우며, 이로 인해 지지력이 저하되기 쉽다. 여기에 하중이 가해지면 설계 시 기대한 것보다 큰 응력이 도입되어 포장에 파손이 발생하고 수명이 감소하게 된다. 본 논문에서는 한국도로공사 시험도로의 박스형 암거 상부 콘크리트 포장 슬래브의 파손을 조사하였다. 토피고가 다른 상행선과 하행선의 암거 위치에 발생한 슬래브의 횡방향 균열을 비교하였다. 시험도로의 횡방향 균열을 검증하기 위해 토피고가 없는 박스형 암거와 콘크리트 포장을 유한요소 방법으로 모형화하고 해석하였다. 포장의 자중을 고려하고 시험도로가 위치한 경기도 여주 지역 콘크리트 슬래브의 온도구배를 적용한 후 윤하중을 재하하였다. 각 하중조합에 대해 최대인장 응력이 발생하는 위치와 이때의 윤하중 위치를 찾아냈다. 이를 통해 최대인장응력을 감소시킬 수 있는 줄눈 위치를 찾아내고 암거 크기 별로 상부에 위치하는 슬래브의 적정 길이를 제안하였다.

온도와 습도 변화에 의해 수축될 경우 콘크리트 포장 슬래브에는 인장응력이 생기고 이로 인해 무작위 균열이 발생한다. 일정한 간격으로 줄눈을 설치하고 균열을 유도함으로써 슬래브에 발생하는 인장응력을 줄이고 무작위 균열을 최소화할 수 있다.줄눈간격이 너무 넓으면 무작위 균열, 줄눈부 파손, 하중전달률 저하가 일어나고, 반대로 줄눈간격이 너무 좁으면 공사비 증가와 승차감 저하가 유발된다. 본 연구에서는 콘크리트 포장의 역학적-경험적 줄눈간격 설계방법을 개발하였다. 이를 위하여 우수한 공용성을 보이는 콘크리트 포장 구간 중 구조적 및 환경적으로 가장 취약한 구간을 찾고 그 구간에 대한 유한요소해석으로 설계기준강도를 결정하였다. 기존 연구결과를 참고하여 하중전달률이 급격히 낮아질 때의 줄눈폭을 허용줄눈폭으로 결정하였다. 유한요소해석으로 계산된 설계대상구간의 최대인장응력이 설계기준강도를 초과하지 않는 최대줄눈간격을 찾아냈다. 그리고 이 줄눈간격으로 예측된 최대줄눈폭을 허용줄눈폭과 비교하였다. 본 연구에서 개발된 방법을 설계 중인 함양-울산 고속도로의 두 공구에 적용해 보았다. 기존보다 넓은 8.0m의 줄눈간격으로 시험시공된 구간과 동일한 줄눈간격이 본 연구의 설계방법으로 계산되었다. 공용 6년 후 측정된 시험시공 구간의 매우 낮은 균열률로 본 연구에서 개발된 설계방법이 검증되었다.

최근 들어 도로포장의 품질 개선을 위해 성능보증 계약제도를 도입하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 성능보증 계약제도는 구조물이 준공 이후부터 일정한 공용기간 동안 미리 정해진 성능수준을 유지할 것을 시공자가 보증하는 계약의 한 형태이다. 성능보증 계약제도는 구조물의 품질향상, 생애주기비용의 절감, 시공기술 개발 등에 기여하는 것으로 알려져 유럽 및 미국에서 사용이 증가되고 있다. 이 계약제도를 국내에 효과적으로 도입하기 위해서는 도로포장의 성능인자, 임계한도, 그리고 성능보증 기간에 대한 연구가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 미국 미네소타, 인디애나, 플로리다 주의 콘크리트 포장 성능보증계약제도에 관한 문헌을 조사하였다. 국내 21개 고속국도 노선의 줄눈 콘크리트 포장 구간에서 포장성능에 영향을 미치는 주요 파손을 조사 및 분석하여 해외의 성능인자, 임계한도, 그리고 성능보증 기간과 비교하였다. 계획된 구간에서 장기간에 걸쳐 조사가 실시된다면 보다 정확한 비교가 가능할 것으로 예상된다.