고속도로는 콘크리트 포장을 사용하는 경우 장수명 포장을 적용하여 공용수명을 증진시키고 차단을 최소화 하여 사용자 편의성을 높이는 방향으로 패러다임이 변화하고 있다. 이때 연속철근 콘크리트 포장(이하:CRCP)는 세계적으로 검증된 장수명 포장으로 국내는 일반 토공구간에 사용하고 터널의 경우 철근으로 인한 공사차량 진입로가 확보되지 않아 JCP를 사용하고 있는 실정이다. 터널 내부는 눈비가 오는 경우에도 포장에 직접 접하지 않아 제설제를 뿌릴 필요가 없어 철근 부식의 우려가 적고 하부 지지력이 크며 온도변화가 작아 토공구간에 적용할 때 보다 공용수명이 늘어나는 장점이 있다. 터널에 CRCP를 적용하는 경우 일반구간과 다른 설계를 적용해야 하며 시험시공을 수행하기 위한 국내외 사례조사를 실시하여 적용 방향 수립에 참고하였다. 국내는 JCP 설계 지침을 통해 포장 두께 및 타이바 설치방법을 제시하나 국내 CRCP 특성을 고려하고 있지 못하고 있는 상태로 일본의 경우 일반 구간 보다 얇은 두께를 적용하며 동일한 철근비를 적용해 철근비 감소에 따라 터널 입출구에서 발생할 수 있는 배근 전이구간 발생, 열화 발생에 장점을 가지는 것으로 조사되었다. 또한, 아스콘 포장과 접하는 경우 전이슬래브를 설치하여 연결하는 것이 조사되었고 미국에서도 전이 슬래브를 통해 단부에서 발생하는 수축/팽창을 흡수하고 아스콘 포장과 접속부 역할을 할 수 있도록 하는 것이 조사되었다. 국내외 사례와 국내 CRCP의 현재 설계기준은 시험시공을 위한 설계방향 설정에 사용하는 것이 합리적으로 판단되었다. 시험시공 구간 철근비는 토공구간 기준 철근비(0.68%)와 최소 철근비(0.60%)를 적용해 계측을 통해 국내에 적합한 철근비를 도출하되 시공구간 전후에서 아스콘 포장과 연결되므로 전이슬래브를 도입/검토하여 국내에 적합한 설계를 도출하는 것이 필요한 것으로 사료되었다.

국내 고속도로 포장의 장수명화에 대한 관심이 증가함에 따라 연속철근 콘크리트 포장의 적용이 증가하고 있으며 이에 따라 기존에 고려하지 않았던 부가차로 접속부에 대한 설계개선이 필요한 실정이다. 현재 본선이 CRCP인 곳에 부가차로가 발생하는 경우 기준이 없고 본선이 JCP인 경우에 대한 기준만 있는 실정이다. 따라서 본선 CRCP를 사용한 경우 접속부에 JCP를 설치하면 온도변화로 인한 줄눈 변위로 접속부 응력 증가 가능성이 있어 이를 방지하기 위해 타이바 설치방법을 변경하는 등의 세부 적용기준이 필요하다. 또한 인력시공 구간에서 와이어메쉬 및 가로줄눈 설치기준이 불명확하다. 인력시공 구간은 기계타설 구간까지 차로 폭이 늘어나는 테이퍼 형태를 가지며 무근 포장을 사용하는 경우 일부 구간은 타이바 생략이 불가피해 하중전달이 불리하게 된다. 인력타설 구간은 테이퍼 구간의 특성상 하중을 저항할 수 있는 단면이 좁고, 인력포설이 불가피해 본선에 비해 내구성능이 부족할 가능성이 높다. 본 연구는 국내외 사례조사를 통해 CRCP 본선의 접속부에 CRCP를 적용하는 시험시공을 실시하였다. CRCP 본선과 접한 부가차로 테이퍼에 CRCP를 적용한 국내외 사례를 참고해 신설 CRCP 본선의 부가차로 테이퍼 접속부에 CRCP를 적용하되 철근설치는 본선과 동일하게 하였고 타이바는 국외의 사례를 참고하여 길이 및 직경을 감소하여 적용하였다. 2024년 9월 12일에 콘크리트를 타설하였고 전체 구간 중 중앙지점에 균열유도 후 철근 및 콘크리트의 변위를 측정할 수 있도록 계측기를 설치하였으며 타 구간 본선에서 얻어진 계측결과와 비교분석에 사용 할 예정이다. 또한 본선과 부가차로 테이퍼 접속부를 연결하는 타이바에 변형률계를 설치하였고 테이퍼 접속부 단부에 변위계를 설치하여 접속부 및 단부 설계를 위한 기초자료로 사용할 예정이다.

국내 도로 연장은 2023년 기준 115,878km로 매년 증가하는 추세를 보이고 있다. 이중 준공 30년 이상된 노후도로의 비율은 51.5%에 해당하고 있어 도로 유지관리의 중요성이 대두되는 실정이다. 본 연구에서는 아스팔트 예방적 유지보수공법인 포그씰(Fog Seal)을 실 제 공용중에 있는 도로에 적용하여 공용성 변화를 분석하였다. 공용성능 분석을 위해 차량의 휠패스 부분에서 공법당 6개의 코어를 3 차년간 채취하여 공극률 및 바인더 함량 값을 비교하였다. 분석 방법으로는 포그씰 공법을 시공하지 않은 구간을 대조군으로 선정하 여 추적조사 기간에 따른 변화 추이를 분석하였다. 분석 결과, 공극률은 포그씰 시공 이후 지속적인 감소를 보였다. 바인더 함량의 경 우 공용연수가 증가할수록 바인더 함량 또한 점차 증가하는 것으로 확인되었다. 이는 공용연수가 증가함에 따라 차량의 주행으로 인 해 표면에 도포된 포그씰이 점차 도로 표면 및 균열 속으로 스며들어 내부의 공극이 채워지는 것으로 판단된다.

PURPOSES : In general, a high-performance concrete construction method is a method of loading mixed cement and other materials on a mobile mixer equipped with a concrete plant. However, the construction cost is high because the unit cost of the mixed cement is very high and the equipment usage fee of the mobile mixer is also high. To compensate for these drawbacks, a cellular spray concrete method was developed. This is a highly functional customized concrete construction method in which admixtures are added to high-flow concrete with cellular (air bubbles) added at the site and constructed through spraying. METHODS : Field workability evaluation using cellular concrete was carried out using a spray method in 2017 and an anti-foaming agent in 2018. The test construction section was set as a new road-pavement construction site. After construction, strength, durability characteristics, and void analysis were performed to compare the construction methods. The results of laboratory tests under optimal conditions were also compared to the on-field results. By comparing the indoor mixing and the on-field results, we analyzed whether there were any problems concerning the performance expression. The economic feasibility at the initial construction stage was analyzed by comparing the existing and the cellular concrete construction methods in terms of material cost and equipment usage fee. RESULTS : In the case of cellular spray concrete, construction through spraying is cumbersome, and the need to additionally use large equipment such as a pump car and compressor constitutes a disadvantage. However, the most relevant feature is that it can be constructed not only on the floor, but also on a slope. In the case of cellular concrete with an antifoaming agent, it was possible to quickly produce high-performance concrete using on-site remixing equipment. By supplying materials to the pouring surface using a conveyor, smooth construction and construction in narrow spaces were also possible. CONCLUSIONS : The cellular concrete method allows the immediate on-site production of high-performance concrete, and it is possible to selectively apply spray construction, antifoaming agent construction, etc.

채광과 채석을 통한 지하자원의 개발은 필연적으로 여러 가지 환경문제를 수반하게 되는데, 특히 대규모의 산림훼손 을 유발하여 산림의 고유기능인 경관유지능력을 상실시키 거나 산사태의 발생을 유발하여 귀중한 인명과 재산피해가 발생할 수 있으며, 소중한 자연경관자원 및 자연적인 산림 생태계를 훼손시킬 수 있다. 최근 들어 환경보존과 경관보 호에 대한 국민적 공감대가 높아짐에 따라 채광 및 채석지 에 대한 생태적 복구의 요구가 높아지고 있는 실정이다. 채광 및 채석지는 식물 생육기반이 열악하기 때문에 식생 복구를 위하여 주로 복토를 하여 식물을 식재하는데 복토 토양의 이화학성이 식생복구 품질에 큰 영향을 미치게 된 다. 따라서 채석지의 복구시에 대상지의 환경여건 및 식생 기반 토양에 따라서 식물의 생장도 큰 차이를 보이고 있다. 또한 적용된 식생도 대부분 목본 위주로 산림에 의한 녹화 가 대부분이었지만, 현지의 환경조건에 따라서 수목의 생육 은 큰 차이를 보이고 있는 실정이다. 연구의 대상지인 강원도 옥계 자병산에 위치한 석회석 광산은 백두대간 마루금과 인접한 대규모 개발지역으로 사 회적으로 큰 반향을 불러일으키고 있는 현장으로서, 개발 및 복구 방향에 대해서도 수많은 연구와 논의가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 백두대간과 인접해 있는 옥계 석회석 광산을 대상으로 하여 핵심지역에 위치한 곳을 생태 적으로 복원하기 위하여 수목 식재와 종자 파종 방법을 병 행하여 2007년도부터 4개년 간 시험시공을 실시하였으며, 시험시공 3년 이후의 초기단계와 현 시점을 비교하면서 식 생복원 효과를 분석한 결과를 제시하고자 한다. 광산 복구에 있어서는 식생기반토양의 이화학성이 식생 복구의 성패를 가름하는데 중요한 요소로 판단되며, 시험시 공 후 시간이 경과하여 토양 용적밀도가 낮아지면서 식생피 복도가 점차로 증가되어 가는 경향을 보이고 있다. 종자 파종 방법에서는 초본형 위주로 종자를 배합한 시험 구의 효과가 매우 높았으며, 상대적으로 조기에 시공 대상 지를 피복시키는 효과가 있었다. 목본종 위주로 종자를 배 합한 경우는 초본형 위주보다 초기 피복효과는 떨어지지만, 향후 수림화를 목표로 할 때 장기적인 측면에서는 바람직하 다고 판단된다. 현지표토를 활용한 결과 식생복구지역의 종다양성 증진 면에서는 도움을 주는 것으로 분석되었지만, 표토와 다른 종자를 같이 혼합한 경우에는 매토종자에서 발아된 식물이 파종한 식물에 의해 피압되는 현상으로 인하여 표토활용 효과가 높지는 않았다. 석회석 광산과 같이 식물의 생육조건이 열악한 곳에서는 식생피복에 많은 시간이 소요되며, 또한 시간에 따라서 피 복하는 식생종도 변화되는 것을 알 수 있었다. 또한 파종하 지 않은 침입종 중에서 일부 종은 활용 가능성이 매우 높았 으며, 특히 현지 환경에서 자연적으로 발생하여 생육하고 있는 물오리나무 및 신갈나무 등은 종자 파종에 의해 성립 이 충분히 가능한 식물이라고 판단된다. 묘목 식재와 종자 파종 방법을 적용한 결과 다양한 식물 종이. 생육하여 초기 피복효과는 우수하였다. 단 식생피복 도와 식재 묘목의 생장은 반비례 관계를 보이고 있으며, 오 히려 식재한 묘목이 피압되는 현상이 나타나므로 2가지 방 법을 적용할 경우 신중한 계획이 필요하다. 목표종과 동반종 및 선구종을 혼합하여 적용하였을 경우 시공 초기에는 동반종과 선구종이 잘 생육하였으나, 3차년 도 부터는 목표종이 우세한 것으로 나타났다. 따라서 목표 종 등은 식재 초기부터 분명한 관리계획을 수립하고 주기적 으로 관리를 실시할 필요가 있을 것이다. 종자파종 방법에서 종자를 과다하게 사용할 경우 목표하 는 식생복원 예측이 어렵게 되므로 식재한 묘목과 비교적 조화롭게 생장할 수 있는 식물 위주로 적용하는 것이 바람 직할 것이며, 종자파종 방법 만으로는 수림을 조성할 경우 묘목 식재와 차별적인 위치에서 상호 경쟁이 되지 않는 방 법의 강구가 필요할 것이다. 따라서 백두대간 지역과 같이 지리적으로나 생태적으로 의미가 있는 곳에 위치한 산지 훼손지의 경우 조기 피복 보다는 원식생 복구와 같은 대상지의 특성별로 중장기적인 복구목표를 수립하는 것이 바람직하며, 다양한 자생식물과 표토를 활용한 식생복원 기술, 종자 파종과 수목 식재를 병 행하는 기술 등은 충분히 적용할 가치가 높다고 판단된다. 또한 10여년이 경과한 시점에서는 다층구조의 수림대가 조 성되어 가고 있으며, 교란되지 않은 주변 산림과의 연계성 을 고려하여 적절한 관리방법이 제시될 필요가 있다.

매립회는 석탄을 이용한 화력발전의 부산물로 플라이애시와 바텀애시 등이 회처리장에 별도의 구분 없이 매립되어 공학적 성질이 일정치 않은 재료를 말한다. 이러한 매립회는 한정된 회처리장의 규모와 매립량의 한계에 의해 대량으로 활용될 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 경량기포공법을 이용한 되메움재에 매립회의 적용 가능성에 대해 조사하고자 하였다. 매립회의 모래 대체 비율과 시멘트 함량 및 기포제 함량에 차이를 두어 배합된 공시체를 사용하여 역학적 성능 평가를 위해 유동성 시험, 관입 저항시험, 일축압축강도 시험, 동결융해 저항성 시험을 실시하였고, 기능적 성능 평가를 위해 열전도율 측정 시험을 실시하였다. 이러한 실내 시험 결과를 토대로 구간의 현장시험시공을 실시하여 소형충격재하시험 및 재굴착 시험을 실시하여 매립회를 이용한 되메움재의 현장 적용 가능성을 평가하였다. 유동성 시험, 관입 저항시험, 일축압축강도 시험을 통해 적절한 배합설계를 결정할 수 있었고, 이에 따라 동결융해 저항성 및 열전도율 측정 시험을 통해 재료의 역학적, 기능정 성능을 평가할 수 있었다. 매립회의 비율이 높을수록 동결융해에 대한 저항성이 큰 것으로 확인되었고, 열전도율에 가능 큰 영향을 미치는 요인이 기포제 함량인 것을 확인할 수 있었다. 또, 현장시험시공을 통해 본 재료가 되메움재로서 적절한 탄성계수를 나타내는 것으로 보였고, 굴삭기는 물론 인력으로도 충분히 재굴착이 가능한 것으로 확인되었다.

최근 자연환경보전에 관한 법률이 강화되면서 도로포장용 골재 채취 및 석산의 신규개발이 제한되어 양질의 골재 수급이 어렵다. 특히 골재 소요량의 40% 이상을 재활용골재로 사용해야 하는 재활용골재 의 무 사용 환경부 고시가 시행되어 재활용골재 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 같이 재활용골재 활용에 대한 필요성이 높아짐에 따라 다양한 산업부산물 및 폐기물을 골재로 활용하기 위하여 많은 연구 진행되고 있다. 특히 산업부산물 중 제강슬래그는 연간 발생량이 약 600만 톤으로 대량 발생되고 있지만 노반재나 성토재 등 저부가가치 재료로 활용되거나 매립되어 활용성이 떨어진다. 하지만 제강슬래그의 선 행연구결과 밀도, 마모감량 등 국내 도로용 골재기준을 충분히 만족하고 있으며 폐기물 및 토양오염에 대 한 환경기준도 만족하여 도로용 아스팔트 콘크리트에 활용이 가능할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 폐아스콘과 제강슬래그를 활용한 아스팔트 포장공법을 개발하기 위하여 폐아스콘과 제강슬래그의 혼입비율과 입도를 달리한 아스팔트 혼합물을 배합하여 변형강도(Deformation strength: SD) 실험, 반복주행(Wheel tracking) 실험, 회복탄성계수(MR) 실험 등 다양한 실내실험을 수행하여 아스 팔트 혼합물에 대한 공용성능을 분석하였다. 분석된 공용성능을 토대로 폐아스콘과 제강슬래그의 혼입비 율과 합성입도를 달리하여 인천지역에 4개구간 약 50m, 전남지역에 6개구간 약 300m 시험시공을 실시하 였다. 본 연구에서는 광양제철소에서 생산된 3개월 이상 에이징된 제강슬래그(전로슬래그 90%, 전기로슬래 그 10%)와 각 시험시공 지역에서 수급된 폐아스콘을 사용하였으며 아스팔트 바인더는 본 연구를 위하여 S사에서 개발한 중온기능과 재생첨가제를 포함하여 폐아스콘과 제강슬래그 활용에 적합하게 설계된 제품 (WMRA, Warm Mixed Reclaimed Asphalt)을 사용하였다. 폐아스콘과 제강슬래그를 활용한 아스팔트 포장 시험시공의 안정도, 공극율 등 검사시험성적 결과 품 질기준에 모두 만족하여 현장적용에 문제가 없을 것으로 판단되며 추후 추적조사를 통하여 균열 및 소성 변형에 대한 지속적인 검토를 수행할 계획이다.

현재 고속도로 포장의 공용년수가 증가함에 따라 유지보수가 늘어나고 이에 따라 다양한 보수재료 및 공법에 대하여 시험시공을 실시하고 있으며 이들 구간에 대한 현장적용성 평가를 위해 추적조사를 통한 공용성능평가를 실시하고 이를 통해 최적의 보수공법 및 주기를 도출하고자 한다. 한국도로공사에서는 포 장 연구 목적으로 이 중 일부 구간에 대해 포장 장기공용성(Long-Term Pavement Performance) 관측 구간으로 선정하여 지속적인 추적조사를 통하여 중장기적으로 공법별 장․단점 분석 및 최적 방안도출이 가능하도록 하고자 한다. 신공법 ․ 신재료를 현장에 도입하기 위해서는 이러한 다양한 시험시공들을 통해 현장적합성을 판단하고 자 하나 장기공용성 관측구간을 제외한 일반적인 시험시공구간에서는 적합성 평가를 위해 대부분 1년간 의 상용화기간을 갖고 있다. 그러나 이러한 경우 다양한 교통 및 환경조건을 반영하지 못하고 단기간의 분석결과만으로 적용 유무를 결정하고 있어 공용성 평가에 대한 신뢰도가 떨어지는 상황이다. 이에 본 연구에서는 장기공용성 관측구간 중 시험시공구간에 대한 추적조사결과에 대해 살펴보고자 한 다. 장기공용성 관측구간에서 추적조사 중인 시험시공구간은 크게 저소음포장공법구간과 다양한 보수재 료 및 공법을 적용한 시험시공구간이 콘크리트포장 위 콘크리트 덧씌우기 구간, 콘크리트 포장 위 아스팔 트 절삭 덧씌우기 구간, 아스팔트 교면포장의 재료별 공용성능 분석 구간 등이 선정되어 있다. 저소음포 장공법구간은 다이아몬드 그라인딩 공법구간과 저소음아스팔트포장구간에 대해 공용성 변화추이를 살펴 보았으며 추적조사결과 시공 후 상당기간이 지났음에도 불구하고 현재까지 양호한 상태를 유지하고 있는 것으로 나타났다. 또한 콘크리트포장 위 콘크리트 덧씌우기 구간에서는 현재 국내에 적용사례가 많지 않 아 향후 지속적인 추적조사가 필요할 것으로 사료된다. 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 경우 공용년수가 8년이 지났음에도 불구하고 현재까지 양호한 상태를 유지하고 있는 것으로 나타났다. 아스팔 트 교면포장의 경우 그림 1 및 표 1에서 보는 바와 같이 개질 SMA구간은 현재까지 양호한 상태를 유지하 고 있으나, 에폭시 아스팔트 구간의 경우 2007년 시공이후 2011년까지는 양호한 상태를 유지하다 공용년 수 5년이 지나면서 파손이 급진전한 것으로 나타났다.

국내에서는 에너지 저소비형 생활 패턴 구축, 이산화탄소의 배출 규제로 인한 저탄소 친환경 도시의 교통 대안으로 자전거를 이용한 교통수단 분담률 향상과 레저용 이용자의 편의성 확보에 대한 필요성이 커지고 있다. 이에 따라 최근에 4대강, 아라뱃길 등의 하천제방을 중심으로 자전거도로가 건설되고 있으나 시공 후 초기에 표면박리나 균열 등의 파손이 급증하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 자전거도로 포장의 문제점을 분석하고, LH에서 시공하는 동탄신도시의 자전 거도로에 시험시공을 하여 자전거도로 시공시의 문제점 및 개선방안을 살펴보았다. 표 1은 기존 자전거도로용 아스팔트 포장의 문제점을 분석하고 이에 따른 개선 연구 방향을 도출한 것으 로 이에 따라 시험포장 구간의 재료와 포장 단면 등을 결정하였다.