아스팔트 포장의 경우 노화 (aging)로 인한 경화 (hardening) 및 취성 (brittleness) 증가로 인한 내구 성 약화는 균열 (cracking) 발생의 원인이 되고 수분침투에 의한 박리 (stripping)와 반복 윤하중은 포트 홀 (pothole) 등을 유발하게 된다. 이러한 손상은 최근의 이상 기온, 집중 호우 및 기록적 강설로 인해 가 속화되면서 유지보수에 소모되는 비용이 급격히 증가되고 있다. 아스팔트 혼합물은 제조와 운반 도중 단기노화 (short-term aging: STA)와, 시공 후 공용 중에 장기 적으로 노화(long-term aging: LTA)가 진행된다. 아스팔트의 노화는 혼합물의 제조와 운반 시 아스팔트 바인더가 고온의 골재와 혼합, 운반되는 짧은 시간 동안 얇은 박막 (thin film)의 형태로 공기 중에 노출 되고 산화와 휘발작용으로 단기간에 급격한 노화가 발생한다. 아스팔트의 노화로 인한 경화는 교통 개방 후에도 지속적으로 발생하며, 교통 하중에 의한 다짐으로 한계 밀도에 다다르는 동안 계속해서 진행된다 (아스팔트포장공학원론, 1999). 일반적으로 아스팔트 바인더의 상태는 노화 전 (original), 아스팔트 혼합물 제조 시 발생하는 단기노화 (주로 rolling thin film oven: RTFO으로 모사), 포설 후 공용 기간 중에 발생하는 장기노화 (주로 pressure aging vessel: PAV로 모사)로 구분할 수 있다. 아스팔트 혼합물의 노화는 노화 전 (no aging: NA), 아스팔트 혼합물의 제조 후 운반 과정에서 발생하는 단기노화 (STA), 공용 기간 중에 발생하는 장 기노화 (LTA)로 구분하여 고려한다. 본 연구에서는 노화 정도와 바인더 특성과의 상관성을 연구한 선행 연구 (kim et al. 1995, 2009)를 기초 로 하여 아스팔트 포장도로에서 공용기간에 따른 노화정도를 회수 바인더 특성과 상관성을 분석하여 평가하 였다. 노화 정도를 평가하기 위해서 현재 현장에 공용중인 도로에서 코어를 채취하여 분석하였다. 현장 코 어를 추출하여 바인더를 회수하고, 회수한 바인더를 침입도 (penetration), 점도 (viscosity), HP-GPC (High performance gel-permeation chromatography) 시험 결과 대형분자량 (large molecular size: LMS)의 비율, DSR (dynamic shear rheometer) 시험 결과 G* (복합전단계수) 및 sin δ(위상각)를 측정하 여 공용 기간에 따른 노화 정도를 평가하였다. 또한 다양한 조건에서 바인더 특성을 나타내는 특성치들과 공용기간에 따른 노화 수준을 가장 개관적으로 나타내는 특성치를 평가하였다.

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.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the applicability of the pitch, which is produced during SDA petroleum upgrading process, as a pavement paving material. In order for the purpose, the physical and chemical properties of the pitch are analyzed, and then the various plasticizers are applied in the pitch. METHODS: Two types of pitch are selected from oil refinery companies, which are owned the SDA petroleum upgrading process. Also, two types of asphalt binders, PG 64-22 and PG 58-22, are employed to compare with the pitch because these two types of asphalt binders are currently used as paving materials. For the chemical property of the pitch, the composition of SARA (Saturate, Aromatic, Resin, Asphaltene), the elementary composition, and the functional group are analyzed. For the physical property of the pitch, the basic material property tests, such as penetration test, softening point test, flash point test, ductility test, and rotational viscometer test, are performed. Also, the DSR (Dynamic Shear Rheometer) test and the BBR (Bending Beam Rheometer) test are conducted using asphalt binder specimens obtained by both short term aging (Rolling Thin Film Oven, RTFO) and long term aging (Pressure Aging Vessel, PAV) processes. The rheological property of each pitch type is evaluated as a function of temperatures and loading cycles. PG 64-22 asphalt binder is used as a control material. RESULTS AND CONCLUSIONS: The Pitch may not be suitable for the pavement paving material without modifications, but the pitch can be used as alternatives of modified addictive or asphalt. If low molecular component, such as saturate and aromatic components, are added in the pitch based on the development of various plasticizers, it has a strong possibility for the pitch to be used as a alternative. However, in order to verify the performance property of the pitch, further research is needed.

해외에서는 1960년이후부터 유럽에서 성능보증제도가 운영되기 시작하였다. 도로 및 교량공사에 관하 여 최대 5년의 성능보증제도를 도입하는 방안이 적용되었으며, 1990년대 이후 미국 교통국에서도 성능보증제도를 도입하여 운영하기 시작을 하였으며, 미국내에서는 미시간주에서는 성능보증제도 운영이 가장 활발하게 진행되고 있다. 도로포장 성능보증계약제도(Performance Warranty Contract)는 공사 대상에 대하여 준공이후 일정기간동안 성능기준 이상으로 유지를 시공사에서 진행을 하고 성능보증제도 기간 이 후에 발주청에 유지관리 책임을 이관하는 계약제도이다. 성능보증계약제도는 도로포장을 하는 시공사가 재료, 배합설계, 품질관리 계획, 공법 등을 자율적으로 선택 할 수 있는 자율권을 보장해 준다. 하지만, 도로포장이 시공사에서 관리하는 기간중에 조기파손 또는 긴급보수가 필요한 경우에는 시공사에서 유지 관리비용을 부담하여 보수를 해야 한다. 이처럼, 시공사가 공사관리 및 품질관리를 미흡하게 할 경우, 본인 부담으로 보수해야 한다는 리스크가 계약 상대자인 시공사에게 부담이 된다. 유럽과 미국에서 운영되고 있는 성능보증제도 운영의 장점으로는 시공사에서 자체적으로 시공시 품질 관리 및 장비개선을 통하여 시공 품질 개선을 위하여 공용수명 증가와 함께 유지관리비 절감 효과가 널리 보고되고 있다. 이러한 성능보증계약제도가 국내에 도입이 된다면, 시공사 자체의 기술개발을 유도함으로써, 업체들의 기술력 향상을 통하여, 해외 건설시장에서의 국제 경쟁력을 확보 할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 시공사의 기술 및 품질관리 철저를 통하여 유지관리비용의 절감과 발주처에서 부담하였던 유지 관리 등에 대한 비용 절감을 통하여 국가 예산 효율성을 극대화 할 수 있을 것으로 판단된다. 성능보증계약제도 도입으로 인하여 다양한 효과가 기대됨으로써, 본 연구에서는 국내일반국도 포장공사에 성능보증 계약제도 도입을 위한 시범사업을 준비하고 있다. 성능보증계약제도를 수행하기 위해서는 우선적으로 현 행 2년의 하자보수기간을 5~7년으로 연장에 필요한 하자보수보증증권이 필요하다. 또한, 기존 2년의 하 자보수기간뒤에 발생될 도로파손 위험을 알아보기 위하여 공용년수별 조기파손현황을 조사하였다. 아래 그림과 같이 공용년수 4년차에서부터 파손연장이 증가함을 나타내고 있다. 이 경향을 바탕으로 리스트 분석을 현재 연구중에 있으며, 향후 분석결과를 제시하고자 한다.

조선시대 대동여지도와 동국여지승람을 바탕으로 우리나라 도로망이 처음 시작되어, 현재까지 꾸준히 도로가 건설되고 발전을 거듭하고 있다. 그러나 정보통신의 발전은 조선 후기 우정총국이 설립되면서 처음 시작 되었으나, 최근 들어 급속한 발전을 거듭하여 2007년 우리나라의 시초라 할 수 있는 스마트폰의 도입으로 도로 건설 및 관리 분야에도 스마트 기기를 활용한 시스템이 도입되어 국가 발전의 선구자 역할을 주도 하고 있다. 우리 생 활과 밀접한 관계가 있는 도로 포장 및 유지보수 관리에 스마트 기기를 활용함으로 효과적이고 정확한 도로 포장 유지보수 관리를 체계적으로 운영 할 수 있으므로 국민들의 편의를 제공하고 있다. 한국건설기술연구원은 도로 포장의 효율적 관리를 보다 체계적으로 수행하기 위하여, 1990년부터 도로포장관리시스템(PMS : Pavement Management System)을 지금까지 운영하고 있다. 도로 포장의 유지보수 관리를 위하여 전국 일반국도의 현황, 교통량, 구조물의 위치, 포장의 구조, 유지보수 이력, 공사현장, 포장의 상태 등을 현장과 동일하게 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 그래서 1999년부터 최첨단 포장 상태 조사 장비를 도입하여 현장 조사를 실시하고, 실내에 들어와 컴퓨터로 분석 및 관리함으로 현장에서 확인하기 어려운 상황과 자료 취합까지 다소 시간이 걸리게 된다. 과거에도 개인용 휴대단말기(PDA : Personal Digital Assistant)를 활용하여 도로 포장 자료 관리를 하려고 하였으나, 느린 통신과 무거운 단말기 등 기술적 제약으로 실무에 널리 활용되지 못하는 한계가 있었다. 그러나 최근 들어 스마트 기기의 발전으로 빠른 통신과 휴대가 가편하면서 저장 용량으로 관리 할 수 있는 방법이 개발 되었다. 한국건설기술연구원에서는 도로 포장 자료 관리의 체계적인 데이터 관리, 현장의 실시간 자료 확립 및 정확한 위치와 현황 파악을 목적으로 스마트 기기를 활용한 도로포장자료관리시스템(PDMS)를 구현하였다. 본 연구에서는 Tablet을 활용하여 상세조사구간 실사 정보를 입력 할 수 있는 프로그램을 개발하고 관련 정보를 일반국도 포장자료 데이터베이스와 연동 할 수 있는 기능을 개발하였다. 이러한 개발을 통하여 전국 일반 국도의 도로현황, 포장상태, 구조물의 정확한 위치, 교통량의 정보 등을 실시간으로 확인이 가능하며, 현장 위치를 파악할 수 있다. 그리고 현장에서 조사된 자료가 실시간 확인이 가능함으로 도로포장관리를 효과적이고 체계적인 관리가 확보되고, 포장상태 조사와 평가에 많은 신뢰성으로 예산의 효율적 배치 및 정확한 정보 서비스 할 수 있을 것으로 기대된다.

최근 지구온난화에 따른 제트기류의 영향으로 겨울철 최저기온이 낮아지면서 한파가 증가함에 따라 도 로포장과 지중구조물의 동상에 의한 파손 가능성이 점차 증가하고 있다. 동절기가 되면 0℃ 이하의 낮은 온도에서 흙 속의 간극수와 수분 유입에 따라 빙정(Ice lens)이 형성되며, 체적이 팽창되는 동상 현상이 발생한다(이경하 등, 2002). 포장하부의 동상은 0℃ 이하의 온도, 수분의 공급, 토질의 3가지 요소의 조 합에 의하여 발생되며, 한 가지 요소라도 충족되지 않으면 발생하지 않는다(신은철 등, 2012). 지중구조물 주변은 지중구조물 내부로 통과하는 대기에도 영향을 받아 포장 표면과 지중구조물 상단으로 부터 위아래로 결빙이 확산된다. 또한 박스형 암거와 보강슬래브의 간섭으로 인해 하부로 흘러내려야 할 유입수분이 정체하기 쉬운 구조적 여건이므로 동상으로 인한 파손에 매우 취약하다. 국내에서는 포장하부 동상을 방지하기 위해 노상 상부에 별도로 동상방지층을 설치하고 있지만, 흙쌓기 높이 2m 이상인 구간에는 동상방지층을 생략하고 있다(국토해양부, 2012). 하지만, 지중구조물이 매설된 구간은 대부분 흙쌓기 높이가 2m 이상이므로 국토교통부 기준에 따라 동상방지층이 생략되고 있기 때문에 동상으로 인한 포장융기, 평탄성 저하, 동결융해 반복에 따른 지반열화 등으로 인해 다양한 포장파손이 발생한다(권기철, 2002). 본 논문에서는 포장하부 지반의 동상을 최소화 시키기 위해, 박스형 암거 상부에 Crown 경사를 적용하 여 지중구조물 구간으로 유입된 수분을 배수시키는 방안을 고찰하였다. 포장하부의 재료별 배수성능을 검토하였고, 기상청 자료를 참고하여 지역별 동절기(12월~1월)의 1시간 최대강수량과 폭우를 기준으로 한 시간당 강수량을 비교분석하였다. 그리고 노면배수를 고려하여 포장하부 유입량을 산정하였다. 박스형 암거는 일반적으로 시공되는 중형 박스암거(4.5m×4.5m)를 기준으로 0%~10%의 Crown 경사를 적용하였으며, 동상방지재료(SB-1 또는 SB-2)와 일반 노상재료에 대해 배수성능을 분석하였다. 국내의 겨울철 기후특성을 고려하여 분석한 결과, 그림 1과 같이 동상방지재료는 1%를, 노상재료의 경우 6%의 Crown 경사를 적용함으로써 동상을 최소화할 수 있는 방안을 제시하였다.

현재 국내외에서 개발된 다양한 포장가속시험기는 도로포장의 장기공용성 평가를 위하여 폭넓게 적용 되고 있으나, 다양한 포장 파손을 모사하는데 장비의 역량이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 포 장가속시험 장비를 동적하중으로 재하할 수 있도록 적용하였고 또한, 포장의 노화 현상 등 환경조건의 영향을 고려할 수 있도록 하였으며, 이에 따라 최대의 성능을 발휘할 수 있는 도로 포장용 동적 하중재하 시험 장비를 개발하여 복합 포장체 개발을 위한 현장 시험포장 구간에서 현장 적용성을 평가하였다. 동적 하중재하 시험 장비는 복륜 트럭 타이어 형태로써 유압으로 1~6톤까지 하중을 재하할 수 있으며, 0.5m의 왕복 주행 및 동적하중을 위한 진동이 가능하다. 장비의 현장 시험은 일반포장 및 복합포장체의 두 단면에 대해서 실시를 하였다. 초기 거동에 대한 포 장 내부의 거동을 검토하기 위하여, 각 포장체내의 아스팔트층 하부, 입상재료 또는 빈배합 콘크리트 층 하부에 매설된 계측기 상단의 위치에서 총 4회를 실시하였다. 각각의 단면에서 총 1,100회 반복적으로 주행하였으며, 장비의 다양한 모드(재하하중, 속도, 진동발생)을 적용하여 수행하였다. 하중 재하 시험 결과 일반포장구간에서는 타이어 중앙 부분에서 약 8mm의 소성변형이 발생하였고, 복합포장구간에서는 타이어 중앙부분에서 약 5mm의 소성변형이 발생하였다.

일반국도유지보수 의사결정지원시스템에는 DB 이외에 1)포장상태지표의 공용성 모형, 2)포장상태지표 기반의 차량주행속도모형, 3)경제성 분석 모형과 4)의사결정지원 모형으로 구성된다. 특히 국토교통부의 「교통시설 투자지침서」에서 제시하는 도로이용자 및 사회·환경비용은 모두 차량운행속도의 함수로 구성되어있기 때문에 신뢰성 있는 차량운행속도모형의 개발이 요구된다. 즉, 도로의 상태기반 주행속도모형은 도로 부문의 편익 비용 항목 중 1)통행시간비용, 2)차량운행비용, 3)대기오염 비용, 4)온실가스비용, 5)소음비용 항목 등 이용자 비용 산정에 활용된다. 본 연구에서는 포장상태가 차량주행속도의 변수로 포함되도록 모형화 하는 것이 핵심이다. 먼저 유지보수 전·후의 『포장상태-차량속도』자료를 확보하기 위해 NC-200을 통해 현장조사를 실시하였다. 순창, 제천, 단 양, 증평의 네 구간을 선정하여 각 구간의 지형 분석, 교통량 측정 및 특성 분석을 실시하였다. 필터링 된 속도 자료를 활용하여 유지보수 전·후의 속도 차이를 AD(Anderson-Darling) 검정, t 검정, Mann-Whitney U 검정을 통해 통계적 유의성을 검정하였다. 모형개발을 위해 통계적 유의성이 검증된 구간 및 아스팔트 포장구간의 속도자료를 활용하여 표 1과 같이 모형을 개발하였다. 연구결과, 승용차를 대상으로 제한속도가 60km/h, 80km/h인 경우의 평지를 대상으로 한 모형구축 과정을 통해 세 가지 도로 상태(균열, 소성변형, IRI)별 속도는 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 개발된 속도모형을 통해 도로 이용자비용의 산출이 가능하며 향후 일반국도유지보수 의사결정지원시스템의 경제성 분석 및 유지보수 대상구간의 우선순위 결정 등 다양하게 활용가능하리라 기대된다.

부두포장의 하부구조는 물에 대한 영향을 끊임없이 받는다. 따라서, 도로나 공항과 같은 다른 시설과 달리 설계, 시공은 물론 유지관리 측면에 있어서도 큰 차이를 가진다. 공용기간이 지남에 따라 중력식 안벽, 널말뚝식 안벽 등은 물론 대부분의 부두시설에서 배후 매립토 중 세립토가 조수의 변화 등의 물의 출입에 영향을 받아 유출하게 된다. 시설의 변형, 파손 등에 의해 포장 하부재료의 손실을 막기 위한 필터층이 파손되기도 하고 이러한 경우 급격한 유실로 인해 큰 하부에 공동이 발생하여 부두포장이 함몰하거나 포장 상부에 공동이 발생하기도 한다. 부두포장의 침하는 그 원인 및 진행성 여부를 판단하여 보수해야 하는데, 진행성과 비진행성에 대한 판단은 장기적인 조사가 필요하기 때문에 즉각적인 보수가 어렵다. 때문에, 침하구간에 체수가 발생한 경우 배수구를 절삭하여 시설물의 구조적 성능을 오히려 떨어뜨리고, 위험한 개소에 철판을 덮어 통행하는 등 임시방편을 사용하거나, 진행성 침하구간에 사용성을 위해 아스팔트 덧씌우기를 반복적으로 실시해야 하는 등 적절한 보수가 어려운 실정이다. 카펫+슬래브 모듈, 스마트 조인트 모듈, 맞춤형 지지 모듈로 구성되는 모듈러 도로시스템은 기존의 경험적-역학적 도로설계에 있어서 역학적으로 불확실한 포장 상부와 하부 지반과의 요소를 배제하는 혁신적인 개념의 도로시스템으로 기존 도로시스템의 연약지반부, 교대 뒤채움, 용출수구간, 절토부 배수불량 구간은 물론 부두포장에 매우 적합하다고 판단된다. 또한, 공장생산을 통한 기성품을 스마트 조인트 모듈을 이용하여 교체하는 쾌속 시공이 가능한 도로시 스템이기 때문에 유지보수에 있어서도 파손이 발생한 슬래브를 신속히 교체할 수 있어, 부두뜰에서의 하역작업이나 야적장의 화물적재 문제로 시공이 어려운 개소에 대한 유지보수가 신속히 가능해 사용자에게 미치는 경제적 손실을 최소화 할 수 있다. 기존 항만시설의 하부에 침하, 공동이 발생한 경우 세굴로 인해 세립토가 유실되고 조골재, 잡석 등이 남아있는 하부지반이라도 모듈러 도로시스템을 적용할 수 있다. 향후, 본 연구에서 검토한 부두포장의 신설, 유지보수시 적용하는 방안 외에 다양한 기능을 도입할 수 있는 모듈러 도로시스템의 장점을 살려 침하량 계측, 진행성 침하에 대한 복구기능 등 부두포장에 필요한 기능의 도입에 대한 검토와 연구가 필요하다.

전라북도 새만금 지역은 내부개발 공사로 인하여 많은 준설토가 발생되고 있으나 다짐에 적합하지 않고 건설재료로서도 적합하지 않아 폐기되는 경우가 많다. 본 연구에서는 준설토를 도로포장 노상층 재료로 재활용하기 위하여 준설토에 고화재인 시멘트와 기포 제(air foam agent)를 혼합하여 준설토 경량혼합토 배합설계를 개발하였으며. 다양한 시멘트양과 기포제 양을 이용하여 경량혼합토 시료를 제작하였다. 회복탄성계수를 구하기 위하여 AASHTO T 307법을 이용하여 경량혼합토 시료에 반복삼축하중을 재하하여 응력변형율을 측정하였다. 회복탄성계수 시험을 위하여 UTM 시험기를 사용하여 구속압력과 축압력을 제하하였으며, 시료의 크기는 직경 100mm에 높이는 200mm로 제작하였다. 시멘트량과 기포제량에 따른 회복탄성계수의 변화를 분석하였다. 또한 기포제량 변화에 따른 전도율 변화를 분석하기 위하여 전도율 시험을 수행하였다. 회복탄성계수를 이용하여 역학경 험적 방법을 이용하여 포장의 공용성을 평가하였다. 회복탄성계수 시험 분석결과 시멘트량이 증가할수록 회복탄성계수는 증가하였으며, 동일한 시멘트량에 서는 기포제량이 증가할수록 회복탄성계수는 증가하였다. 공용성 분석결과 시멘트량이 15% 이상이고 기포제가 20%미만일 때 1백만 ESALs의 차량하중을 만족하는 것으로 나타났다.

지중구조물 주위는 다짐이 어려워 장기침하 가능성이 매우 높으며, 지중구조물과 지반의 강성천이구간 은 포장지지력의 심한 변화를 유발시켜 도로의 수명을 저하시킨다. 여기에 여러 하중이 가해지면 설계 시 예상한 것보다 큰 응력이 도입되어 도로 및 구조물에 파손이 발생하고 수명이 감소하게 된다(Darter et al.). 이러한 현상들은 유지관리 비용을 발생시킬 뿐 아니라 차량의 주행성과 안전성에도 영향을 미친다. 이전 연구(박주영 외, 2012)에서는 지중구조물 주변 도로의 건전성 확보를 위한 방안을 제시하고자 유한 요소 방법으로 현장 상황을 모사할 수 있는 모형을 제작하였다. 줄눈위치, 박스 암거의 크기, 보강슬래브의 길이 등을 바꿔가며 지중구조물 상부 도로시스템 거동을 해석하였다. 그 결과 박스 암거의 크기에 관계없이 줄눈을 암거 측면 가까이 설치하는 방법으로 슬래브의 파손을 최소화 할 수 있으며, 보강슬래브의 길이가 2m를 넘게 되면 콘크리트 슬래브에 발생되는 최대인장응력에는 큰 차이가 없으므로, 현재 6m로 설계·시공되는 기준은 과대설계의 가능성이 크다는 결론을 얻었다. 본 논문에서는 위의 연구결과를 검증하기 위해 1/2 상사율을 적용하여 가속시험용 콘크리트 포장을 설계하였고, 한국도로공사의 포장가속시험동에 현장 상황 및 절차에 맞도록 시공하였다. 그리고 위의 그림 1과 같이 실제 차량하중을 이동시키면서 각 지점별 변형률을 분석하였다. 그 결과 암거 측면에 줄눈을 일치시킨 구간이 슬래브 중앙이 암거 측면에 놓인 구간에 비해 슬래브 상·하부 모두에서 인장변형률이 매우 작게 측정되어 선행 연구의 해석결과와 일치함을 확인하였다. 또한 보강슬래브 2m와 6m 구간에서는 유사한 인장변형률의 크기를 보여 합리적이고 경제적인 보강슬래브 길이를 검증할 수 있었다.

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.

경제 성장과 국민소득 수준의 향상으로 인적, 물적 자원의 교류가 급속히 증가하면서 국가 기반 시설로 써 도로의 중요성이 크게 부각되고 있으며, 도로 건설과 비례하여 도로관리에 투입되는 도로 유지보수 비용은 지속적으로 증가하고 있다. 따라서 합리적인 도로관리 방안으로 국토교통부는 1990년부터 일반국도 포장관리시스템(Pavement Management System ; PMS)을 적용하여 현재까지 운영하고 있다. 일반국도 포장관리시스템은 유지보수 예산을 효율적으로 활용하고 포장을 적정한 상태로 유지관리하기 위하여 각종 최첨단 장비조사와 현장조사를 바탕으로 경제성분석과 예산분석을 통하여 보수·보강 공법과 시행 우선순 위를 결정하는 등 일반국도 유비조수 관리의 개선 및 발전을 거듭하고 있다. 포장관리시스템(PMS)는 크게 3가지로 도로망수준(Network Level), 개별사업수준(Project Level), 연구수준(Research Level)으로 분류 할 수 있으며, 현 일반국도 포장관리시스템(PMS)에서는 개별사업수준과 연구수준을 활성화 하고 있다. 한국건설기술연구원에서는 전국 일반국도 포장 상태를 2002년에는 시험운영 하였으며, 2003년부터 전 노선에 걸쳐 시점부터 5km 중 1km를 대표구간으로 정하여 조사 및 분석하는 도로망수준의 포장관리를 현재까지 진행하고 있다. 또한 2003년부터 매년 도로 포장 자료 관리의 체계적인 데이터 관리, 현장 조사, 자료 분석, 정확한 위치를 GIS를 활용한 포장자료관리시스템(PDMS)를 구현하여 자료 축적, 검증, 현장 관리하고 있다. 본 연구에서는 GIS를 활용하여 전국 일반국도 포장 상태에 대한 조사 및 자료 검증을 통한 포장 상태 파악 프로그램을 개발하고, 관련 정보를 일반국도 포장자료관리시스템(PDMS) 데이터베이스와 연동 할 수 있는 기능을 개발하였다. 이러한 개발을 통하여 전국 일반국도 연도별 포장상태, 조사 지점의 정확한 위 치, 교통량 정보, 지점별 기후 등을 확인이 가능하도록 하였으며, 포장별 노후도를 확인함으로 포장 상태와 평가에 많은 신뢰성이 확보되어 예산의 효율적 배치 및 정확한 포장관리를 할 수 있는 발판을 만들었다. 또한 시간이 경과되면 포장 재료별 파손 형태 및 포장의 공용성을 파악하는 연구의 바탕이 될 것이다.

PURPOSES : This study is to evaluate the feasibility of using the alkali activated cement concrete for application of partial-depth repair in pavement. METHODS : This study analyzes the compressive strength of alkali activated cement mortar based on the changes in the amount/type/composition of binder(portland cement, fly ash, slag) and activator(NaOH, Na2SiO3, Na2CO3, Na2SO4). The mixture design is divided in case I of adding one kind-activator and case II of adding two kind-activators. RESULTS : The results of case I show that Na2SO4 based mixture has superior the long-term strength when compared to other mixtures, and that Na2CO3 based mixture has superior the early strength when compared to other mixtures. But the mixtures of case I is difficult to apply in the material for early-opening-to-traffic, because the strength of all mixtures isn't meet the criterion of traffic-opening. The results of case II show that NaOH-Na2SiO3 based mixtures has superior the early/long-term strength when compared to NaOH-Na2SiO3 based mixtures. In particular, the NaOH-Na2SiO3 based some mixtures turned out to pass the reference strength(1-day) of 21MPa as required for traffic-opening. CONCLUSIONS : With these results, it could be concluded that NaOH-Na2SiO3 based mixtures can be used as the material of pavement repair.