국내 도로의 포장은 공용년수가 증가하고 차량하중과 환경요인에 의하여 점진적으로 공용성능이 저하하 게 되며, 일정한 보수기준에 이르게 되면 손상형태에 따른 적정 공법을 선정하여 보수를 시행하게 된다. 현 재 고속도로는 도로연장의 지속적인 증가와 건설 후 공용기간이 상당히 경과한 노후 노선이 늘어남에 따라 유지보수 공법의 유효성 검증, 공용성 예측모형 및 수명주기비용 분석모형의 개발 등 현재 포장설계 및 유 지관리 기술개발과 연관된 다양한 분야에서 장기 추적조사한 포장 공용성 자료의 활용은 필수적이다. 미국 의 경우 이러한 포장의 장기공용성 관측구간의 중요성을 인지하고 1980년대 후반부터 약 2,500개소의 LTPP(Long Term Pavement Performance) 구간을 선정하여 장기 포장 공용성 조사 프로그램을 운영하고 있으며 2002 Pavement Design Guide의 개발과 검증 등 다양한 방면으로 활용하고 있다. 본 연구에서는 국내 고속도로 포장에 대한 장기적인 공용성을 관측하기 위하여 포장층의 구성, 환경인자, 교통하중 등과의 상관관계를 고려하여 장기공용성 관측구간을 그림 1과 같이 총 292개소를 선정하였으며 운영목적에 따라 GPS(General Pavement Studies)구간과 SPS(Specific Pavement Studies)구간으로 분류 하였다. 장기 공용특성 분석을 위하여 기본조사(자동조사장비를 이용한 파손정량화 및 현장도보조사)와 정 밀조사(구조적 상태조사, 미끄럼저항성 조사, 코어채취를 통한 실내시험)등의 추적조사를 수행하였다.

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.

고속도로 포장관리 연장은 2012년 말 기준으로 17,442km(1차로 기준)이며 포장보수비는 824억원으로 이는 2008년 대비 각각 14%, 12%가 증가하였다. 포장 공용년수도 시멘트콘크리트 포장(이하 콘크리트포장)의 경우 20년, 아스팔트 콘크리트포장(이하 아스콘포장)의 10년이 넘는 장기 공용구간이 전체 연장의 8%에 이르고 있 다. 또한, 향후 고속도로 관리연장의 증가와 노후화로 포장 보수비가 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 현행 콘크리트포장 유지보수공사의 경우 신속성 위주의 단시간 통행제한-공사-교통개방 방식으로 시행하고 있으며 이를 가능케 하기 위해 양생시간이 짧은 초속경 보수재료를 사용하고 있다. 그러나 초속경 보수재료는 일반(조강)콘크리트에 비해 시공성, 경제성, 장기강도 등이 불리하여 품질관리에 어려움이 있고, 이로 인한 잦은 재보수로, 반복되는 교통 차단, 경제적 손실을 초래해 왔으며 그 부담은 고스란히 도로 이용자의 몫이었다. 이러한 포장 유지보수공사의 문제점을 해결하고자 장기 통행제한 후 고내구성 재료를 활용한 포장 집중보수 방식을 적용하게 되었다. 교통량이 적은 구간[교통서비스 수준(LOS) A] 중 포장 상태가 불량한 대전통영선 무주IC∼덕유산IC 구간과 중부내륙선 북충주IC를 시범구간으로 선정하였다. 주 보수재료는 품질관리가 용이하고 경제성과 내구성이 우수한 개질 조강콘크리트를 사용하였다. 대전통영선 무주IC~덕유산IC 구간은 연장 16km 의 양방향 4차로로써 공사구간을 4개 구간으로 구분하여 구간별로 약 4km 구간을 장기간(8~13일) 1개 차로씩 연속차단 후 집중보수 하는 방법(4개 구간 동시작업)을 적용하였다. 중부내륙선 북충주IC 구간은 고속도로 진입램프를 15일간 완전 차단 후 집중보수 하는 방법을 적용하였다. 개략적인 공사개요를 표 1에 나타내었다. 장기 통행제한 후 포장 집중보수 방식 적용을 통해 기존의 단시간 차단-공사-개방 방법에 비해 공사기간은 108일 단축(76%)하였으며, 공사비는 25억원 절감(20%)된 것으로 분석 되었다. 향후 20년 기준 유지관리비도 68억원 절감(33%)되는 것으로 분석 되었다. 또한, 교통차단 횟수를 95% 이상 줄이고, 충분한 작업공간 확보를 통해 해당구간의 공사장 교통안전 사고가 한건도 발생하지 않았으며, 고속도로 이용고객을 대상으로 충분한 사전홍보를 통해 통행제한 관련 민원발생을 사전에 예방하였다. 위의 결과에서 보듯이 고속도로 장기 통행제한 후 포장 집중보수 방식은 비용, 시간, 안전, 품질향상 측면에 서 효과적인 만큼, 이제는 노후포장 보수의 패러다임 전환이 필요한 시기이다. 지속적으로 급증하는 노후 도로 포장을 효과적으로 개량하기 위해서는 고속도로라 할지라도 일정구간(IC~IC 사이 등) 차량통행을 전면 제한 후 우회도로를 이용할 수 있도록 하고, 전면개량(Reconstruction) 개념의 포장보수를 시행하는 것이 시공성, 경제성, 유지관리 효율성 측면에서 유리하다고 판단된다.

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.

고속도로의 교통사고는 다양한 원인들에 의해 발생되고, 그중 운전자의 부주의는 가장 중요한 교통사고 원인으로 알려져 있다. 주의 및 규제표지와 노면요철포장 등의 도로안전시설은 이러한 운전자 부주의를 막기 위해 설치 운영되고 있다. 본 연구에서는 서해안고속도로 일부구간에 설치된 길어깨-노면요철포장의 교통사고감소 효과를 분석하기 위해 C-G 방법 (Hauer에 의해 개발된 비교그룹을 이용하는 사전 사후 분석방법)을 수행하였다. 분석결과 길어깨에 도로요철포장을 설치한 도로는 설치하지 않은 도로에 비해 차도이탈사고가 연간 2.43건 정도 감소한 것으로 나타났으며 감소율은 0.38(표준편차 0.21)인 것으로 나타났다. 차도이탈사고는 교통사고 중 길어깨-노면요철포장 설치에 가장 민감하게 영향을 받는 사고형태이다. 본 연구를 통해 서해안고속도로에 설치된 길어깨-노면요철포장은 교통사고 감소에 기여한 것으로 분석되었으며, 특히 차도이탈사고가 현저하게 감소된 것으로 분석되었다.

고속도로는 건조시 많은 차량의 운행으로 인하여 오염물질의 축적이 높고, 강우시 불투수율이 높아 다량의 강우유출 수가 발생하는 지역이다. 특히 고속도로에서 발생하는 중금속, 각종 독성물질 및 입자상 오염물질들은 유출시 생태계에 큰 영향을 끼치게 된다. 따라서 본 논문은 2005년 개정된 수질환경보전법 및 비점오염원 관리 지침에 의거하여 바람직한 친환경적 고속도로 건설 및 유지관리를 위한 기초자료 제공을 위하여 수행된 연구이다. 이러한 기초자료를 확보하기 위하여 국내 4개 고속도로 지역에서 강우시 모니터링이 수행되었으며, 그 결과를 본 논문에 정리하고자 한다. 건조시에 축적된 각종 오염물질들은 강우 시작과 함께 고속도로로부터 유출되게 되는데, 특히 강우 초기에 다량의 오염물질 유출이 발생하는 초기강우 현상을 모니터링을 통하여 확인하였다. 유출되는 오염물질의 95% 신뢰 범위를 살펴보면, TSS의 경우 154.7-257.1 mg/L, COD가 138.9-197.6 mg/L, oil & grease가 3.5-6.4 mg/L, TN이 6.3-9.2 mg/L 그리고 TP는 2.3-3.31 mg/L의 범위를 나타냈다. 대부분의 모니터링에서 초기강우 현상이 발생하였으며, 이러한 초기강우는 강우지속시간 30분 이내에 대부분 끝나는 것으로 분석되었다. 또한 본 논문은 방대한 모니터링 자료를 통계 분석하여 그 결과를 정리였는데, 이는 향후 고속도로 오염물질 처리 및 저감 시설 설치시 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

국내 고속도로 장기공용성 조사구간의 파손자료와 기후자료 및 포장물성 자료를 이용하여 줄눈 콘크리트 포장의 스폴링 모형이 개발되었다. 줄눈 콘크리트 포장 장기공용성 조사구간 22개소의 스폴링 파손 상태가 1999년과 2004년에 각각 조사되어 총44개의 스폴링 파손 자료가 수집되었으며 각 위치에서의 기후자료 및 포장의 형태 및 물성 자료 또한 수집되었다. 수집된 자료들의 민감도 분석을 통하여 스폴링 발생에 영향이 큰 인자들을 찾아내었으며, 그 인자들을 다중 회귀분석하여 스폴링 파손 모형이 개발되었다. 개발된 스폴링 모형은 외국의 모형과 비교할 때 합리적인 스폴링 발생 추이를 보였다.

해를 거듭할수록 증가하는 고속도로 연장과 함께 전체 고속도로 유지보수 비용은 급증하는 추세에 있다. 제한된 유지보수 예산으로 전체 고속도로망을 효율적으로 유지관리하기 저해 포장관리시스템 (PMS, Pavement Management System)의 운영은 필수적이라 할 수 있다.본 연구는 PMS의 핵심기능인 보수 우선순위 및 공법결정 논리를 개발하여 실무자들의 PMS 활용도를 높이기 위한 연구로서, 실무자들이 친숙하게 사용할 수 있도록 PMS의 기본기능에 충실하여 쉽게 운영 기능한 시스템을 구성 하는데 역점을 두었다. PMS의 주 논리인 보수우선순위 및 보수공법결정에 관련된 각 항목들의 criteria는 기술자의 판단에 의해서 쉽게 수정할 수 있도록 하여 좀더 유연한 운영을 할 수 있도록 하였고, 보수공법 결정에 있어서도 기계적인 알고리즘께 의한 보수공법결정체계의 경직성을 보완하기 위해, 제시된 보수공법의 적절성을 PMS운영자가 직접 확인하고 필요시 현장실사 또는 정밀조사를 통해 보수공법을 조정할 수 있도록 하였다. 도로 일반현황조회에 있어서는 운영자가 쉽게 포장의 상태를 파악할 수 있도록 HGIS와의 연계를 통해 현황조회 기능을 강화하였다. 고속도로 PMS의 전산화는 각 고속도로 포장과 관련된 모든 정보에 대한 데이터베이스를 기반으로 하여 실무자들이 쉽게 이해하고 편리하게 사용하는데 중점을 두어 개발하였으며 정량화된 객관적인 정보를 실무자에게 제공하여 포장을 효율적으로 관리할 수 있도록 하였다.

해를 거듭할수록 증가하는 고속도로 연장과 함께 전체 고속도로 유지보수 비용은 급증하는 추세에 있다. 제한된 유지보수 예산으로 전체 고속도로망을 효율적으로 유지관리하기 저해 포장관리시스템 (PMS, Pavement Management System)의 운영은 필수적이라 할 수 있다.본 연구는 PMS의 핵심기능인 보수 우선순위 및 공법결정 논리를 개발하여 실무자들의 PMS 활용도를 높이기 위한 연구로서, 실무자들이 친숙하게 사용할 수 있도록 PMS의 기본기능에 충실하여 쉽게 운영 기능한 시스템을 구성 하는데 역점을 두었다. PMS의 주 논리인 보수우선순위 및 보수공법결정에 관련된 각 항목들의 criteria는 기술자의 판단에 의해서 쉽게 수정할 수 있도록 하여 좀더 유연한 운영을 할 수 있도록 하였고, 보수공법 결정에 있어서도 기계적인 알고리즘께 의한 보수공법결정체계의 경직성을 보완하기 위해, 제시된 보수공법의 적절성을 PMS운영자가 직접 확인하고 필요시 현장실사 또는 정밀조사를 통해 보수공법을 조정할 수 있도록 하였다. 도로 일반현황조회에 있어서는 운영자가 쉽게 포장의 상태를 파악할 수 있도록 HGIS와의 연계를 통해 현황조회 기능을 강화하였다. 고속도로 PMS의 전산화는 각 고속도로 포장과 관련된 모든 정보에 대한 데이터베이스를 기반으로 하여 실무자들이 쉽게 이해하고 편리하게 사용하는데 중점을 두어 개발하였으며 정량화된 객관적인 정보를 실무자에게 제공하여 포장을 효율적으로 관리할 수 있도록 하였다.