PURPOSES : The actual service life of repair methods applied to cement concrete pavement is analyzed based on de-icing agent usage. METHODS : Highway PMS data pertaining to de-icing agent usage are classified into three grades: low (1~5 ton/lane/year), medium (5~8 ton/lane/year), and high (greater than 8 ton/lane/year). The repair methods considered include diamond grinding, patching, joint repair, partial depth repair, and asphalt overlay on five major highways. The service life of each repair method is analyzed based on the usage level of the de-icing agent. RESULTS : The service lives of the applied repair methods are much shorter than expected. It is confirmed that the service life afforded by diamond grinding, patching, and joint repair methods are not significantly affected by the use of de-icing agents, whereas that afforded by asphalt overlay and partial depth repair methods is affected significantly. The service life afforded by the asphalt overlay and partial depth repair methods decreases at high usage levels of the de-icing agent (greater than 8 ton/lane/year). CONCLUSIONS : Among the repair methods considered, the service life afforded by partial depth repair and asphalt overlay is affected significantly by the amount of de-icing agent used. Additionally, the differences between the expected and actual analyzed service lives should be considered in the next-generation maintenance strategy for cement concrete pavements.

PURPOSES : This study analyzes the service life of the repair methods of jointed plain concrete pavement (JPCP) on expressways in Korea using PMS data. METHODS : The Korea Expressway Corporation PMS data acquired from five major expressways in Korea were used for the analysis. The service lives of the repair methods were considered for two different cases: 1) the previous repair methods had been completely rerepaired by another or the same method due to their damage, and 2) the current repair methods were still in use. RESULTS : The service lives of D/G and section repair were shown to be at least 30 % and 50 % shorter than expected, respectively. Joint sealing and crack sealing exhibited a service life similar to that expected. The Mill-and-Asphalt-overlay method showed an approximately 30 % longer service life; this might be because some damage to the asphalt overlay is typically neglected until subsequent maintenance and repair. When multiple repairs were applied in series for an identical pavement section, the service life of repairs on previously damaged secti ons become even shorter compared to their first application. CONCLUSIONS : It was found that the analyzed service life of most important repair methods did not reach the expected service life, and that the service life of the same repair method becomes shorter as applied to the previously repaired concrete pavement sections. These shorter service lives should be seriously considered in future JPCP repair strategy development.

PURPOSES : The purpose of this study is to develop a regression model to predict the International Roughness Index(IRI) and Surface Distress(SD) for the estimation of HPCI using Expressway Pavement Management System(PMS).METHODS : To develop an HPCI prediction model, prediction models of IRI and SD were developed in advance. The independent variables considered in the models were pavement age, Annual Average Daily Traffic Volume(AADT), the amount of deicing salt used, the severity of Alkali Silica Reaction(ASR), average temperature, annual temperature difference, number of days of precipitation, number of days of snowfall, number of days below zero temperature, and so on.RESULTS : The present IRI, age, AADT, annual temperature differential, number of days of precipitation and ASR severity were chosen as independent variables for the IRI prediction model. In addition, the present IRI, present SD, amount of deicing chemical used, and annual temperature differential were chosen as independent variables for the SD prediction model.CONCLUSIONS: The models for predicting IRI and SD were developed. The predicted HPCI can be calculated from the HPCI equation using the predicted IRI and SD.

국내 고속도로는 1970년을 시작으로 많은 발전을 이루었으며, 콘크리트 포장은 아스팔트 포장에 비해 시공비가 저렴하고 일정기간 동안 유지보수가 필요하지 않은 이점을 가지고 있어 고속도로 포장에 본격적으로 적용되었다. 국내 고속도로의 콘크리트 포장은 약 60% 이상을 차지하고 있으며, 그 중 설계수명을 지난 콘크리트 포장이 증가하는 추세이며 향후 10년 내에 6배까지 증가할 것으로 예측되고 있다. 포장 파손에 대해 일시적인 보수를 실시하고 있으며, 이러한 단편적인 보수는 2차 파손을 야기하는 비효율적인 모습을 보이고 있다. 그리하여 리모델링이라는 대대적인 보수 방법을 적용하기 위하여 본 연구에서는 리모델링 지수를 개발하고 동질성 구간을 선정하여 리모델링 우선순위를 결정하고자 한다. 한국도로공사의 HPMS(Highway Pavement Management System) 자료, 기상청의 기상자료, 본 연구를 통해 개발된 RMI지수를 이용하여 동질성 구간을 선정하고자 한다. 본 연구에서는 각 노선의 행선에 따라 노후 고속도로 포장 구간을 구분하였다. 리모델링 지수의 기준에 따라 그림과 같이 시각화된 자료를 통해 리모델링이 필요한 구간을 정성적으로 선정하고 RMI의 평균값이 7이상되는 구간을 선정한다. 동질성 구간의 최소 연장은 5km로 하며, 콘크리트 포장 이외의 구간은 실무자의 판단 하에 포함 여부를 결정할 수 있도록 하였다. 실무자가 엑셀 Sheet를 이용하여 동질성 구간을 분할 할 수 있도록 하였으며, 그에 필요한 매뉴얼 또한 개발하여 실무자의 편의를 도모하고자 하였다. 본 연구를 통해 동질성 구간을 선정하여 리모델링 우선순위를 결정하는데 도움을 주고자 하였다.

국토교통부의 도로보수현황에 따르면 2016년 말 기준 전국 고속국도 유지보수연장은 75,766km에 달하며, 보수비용으로 4,019억 원이 사용되었다. 이 중 약 30% 금액에 해당하는 1,237억 원이 포장 보수비용에 해당하며, 포장보수로 대부분 소파보수와 덧씌우기와 같은 단면보수가 적용되었다. 하지만 이러한 소규모의 국부적인 보수는 2차 파손을 반복적으로 야기하고 있어서 유지관리 측면에서 비효율적인 모습을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 리모델링 지수(Remodeling Index;RMI)를 개발하여 노후 콘크리트 포장의 리모델링 우선순위를 결정하고자 한다. 한국도로공사의 HPMS(Highway Pavement Management System) 자료와 기상청의 기상자료를 수집·분석하여 패널레이팅을 위한 대표구간을 선정하였으며, 패널레이팅을 실시하여 RMI 개발을 위한 종속변수를 획득하였다. 패널레이팅을 통해 획득한 각 대표구간의 RMI를 종속변수로 하고 포장 파손, 교통, 환경 인자를 독립변수를 하는 RMI 회귀모형을 개발하였다. RMI 모형의 독립변수별 민감도 분석을 수행했으며, RMI 모형으로 예측한 결과와 측정된 RMI 결과를 비교하여 모형의 정확성을 검증하였다.

PURPOSES: Concrete pavement has been used in the construction of the Jungbu expressway in 1987. More than 60% of the pavement on the expressway is currently made of concrete, but most has been used far beyond their design life. Pavement life has been extended through routine maintenance or overlay. However, the structural capacity of the pavement has reached its limit, and extensive rehabilitation/reconstruction with long time traffic blocking should be considered. The three following issues on concrete rehabilitation/reconstruction will be discussed: (1) economic comparison of asphalt inlay and asphalt overlay, (2) economic comparison preventive overlay on a section which is currently good and routine overlay on the section which will be poor, and (3) economic analysis of early-strength concrete when it is used in concrete reconstruction. METHODS: First, various life cycle cost analysis tools were compared, and the proper tool for the extensive rehabilitation/reconstruction was selected. Second, a sensitivity analysis of the selected tool was performed to find the influential input variables, which should be carefully selected in the analysis. Third, three case studies, which can be issues in the rehabilitation/reconstruction of the expressway concrete pavement in Korea, were performed. RESULTS: Asphalt overlay without milling the deteriorated concrete showed 18~25% lower life cycle cost than the current asphalt inlay with milling. The good current preventive overlay on the section was economically justified within the scope of this study. The construction cost limit of the early strength concrete was suggested to be economical for 1, 3, and 7 days of construction alternative opening. CONCLUSIONS: CA4PRS was a viable tool for comparing various rehabilitation/reconstruction issue alternatives. Several concrete issues associated with the rehabilitation/reconstruction of the deteriorated concrete pavement were discussed as mentioned above.

아스팔트 덧씌우기는 어느 정도 파손이 진행된 아스팔트 포장이나 시멘트 콘크리트 포장 위에 아스팔 트 혼합물을 포설하는 포장 보수 공법으로 지난 2006년에는 탄소섬유와 유리섬유를 느슨한 격자막 형태 로 직조한 토목섬유 보강재를 노면에 부착하여 아스팔트 포장체의 균열저항성을 증진시킬 수 있는 섬유그 리드 보강 덧씌우기 공법이 개발되어 현재까지 136km의 달하는 구간에 시공되었다. 그에 따라 최근 국내 에서는 섬유그리드 보강 덧씌우기 포장의 효과를 확인하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 김광우 외 (1999)는 아스팔트 콘크리트 덧씌우기에서 야기되는 반사균열에 대한 저항성 향상을 위한 연구를 통해 유 리섬유 그리드로 보강된 아스팔트 혼합물이 반사균열 저지에 효과적이라는 연구결과를 보였다. 도영수 외 (2005)도 아스팔트 덧씌우기 포장에 나타나는 반사균열 제어를 목적으로 시멘트 콘크리트 포장과 아스팔 트 덧씌우기 포장 경계면에 보강재의 부착 방법을 달리하여 실내실험을 진행하였으며, 불포화 폴리에스터 수지 부착이 가장 효과인 것을 확인했다. 또한 박상구 외(2010)는 이러한 섬유보강 아스팔트 포장 부착의 전단강도를 개선하여 섬유보강 아스팔트 포장의 성능을 극대화하기 위한 연구를 진행하여 현장에서 지켜 야 할 만한 규정을 제안하였다. 국내에서의 섬유그리드 보강 덧씌우기 포장공법은 비교적 최신의 기술이기 때문에 일반 아스팔트 덧씌 우기 포장공법과의 장기적인 공용성 비교가 제대로 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 섬 유그리드 보강 덧씌우기 포장 공법의 장기공용성 조사를 위해 재령 8년이 된 국내 고속도로 콘크리트 포 장의 PMS 데이터를 확보하여 추적조사와 구조해석을 실시하였다. 결과 분석을 통해 기존 콘크리트 포장을 섬유그리드로 보강하고 덧씌웠을 때가 그렇지 않은 경우보다 수명이 증진되는 것으로 나타났으며, 섬유그리드가 반사균열에 저항하는 것을 확인하였다.

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.

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 : 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.