PURPOSES: The purpose of this study is to determine the effective maintenance method for a deteriorated jointed plain concrete pavement by evaluating the long-term performance of the repaired concrete overlay sections. METHODS: Long-term performance evaluation was conducted for the test section at the intersection between SeoPa and IlDong in National Road No. 37. Firstly, the distress conditions of the concrete pavement, which was constructed in December 2003, were evaluated by referring to the existing report. Secondly, the results of pretreatment, material properties, and initial performance evaluation were analyzed for the overlay test conducted in 2011. Finally, a field survey was carried out using visual inspection and nondestructive testing with a FWD in August 2018, and long-term performance evaluation was conducted for about seven years after maintenance. RESULTS: Visual inspection of the old concrete pavement showed severe damage such as joint spalling and asphalt patching. The cores taken from the old concrete had indirect tensile strength of 2.6-3.8 MPa. It is difficult to determine the freeze-thaw resistance because the average amount of air was only 1.6-2.2%, and spacing factor values were over 400㎛ regardless of location. During maintenance, overlay and partial depth repair were performed by applying three types of overlay materials which are typical in Korea. On the material side, high compressive strength (over 40 MPa) and chlorine ion penetration resistance (less than 1,000 coulomb) at 56 days were achieved. In August 2018, seven years after maintenance, visual inspection and nondestructive testing using FWD were conducted for long-term performance evaluation. Regardless of the maintenance materials, surface deficiencies such as spalling and map cracking occurred extensively near the joint. CONCLUSIONS: In conclusion, if the strength and durability index of aged concrete pavement is low, then it was determined that partial depth repair at the joint is not an effective maintenance alternative. In the case of overlay, the durability of the overlay material is considered the most important factor. In the absence of adequate reinforcement at the joint of the distressed concrete pavement, freeze-thaw damage caused by moisture penetration through the joint and failure of the old concrete are repeated, making it difficult to ensure long-term durability.

PURPOSES : So far, aged cement concrete pavement on express highways has been rehabilitated mainly with asphalt concrete inlay. However, potholes were the major problem, and they shortened the life of the inlay mainly owing to the poor drainage of water once it infiltrated the interface of the concrete and asphalt. The purpose of this study is to compare the performance and economic efficiency of asphalt overlay and inlayMETHODS: Overlay and inlay were compared through accelerated pavement testing, and a life-cycle cost analysis was conducted in this study using the CA4PRS program.RESULTS and CONCLUSIONS : It was found from accelerated pavement testing that the overlay exhibited reflective crack resistance that was more than twice as effective as that of inlay. The total cost (construction cost + user cost) within the analysis period (20 years) of the overlay was 37% lower than that of the inlay.

국내에서는 88고속도로 이후 수많은 고속도로들이 콘크리트 포장을 사용하였으며 그 중 콘크리트 포장으로 시공된 국내 고속도로의 경우 그 동안 대부분 절삭 덧씌우기를 통해 유지보수를 시행해왔다. 하지만 절삭 덧씌우기가 콘크리트 부분의 열화를 가속화 시키며 수명 또한 짧다는 연구들이 나오고 그 동안 절삭 덧씌우기를 선택하게 되었던 이유인 중앙분리대가 기존보다 높아지면서 비절삭 덧씌우기로 전환되는 추세이다. 하지만 그 동안 절삭 덧씌우기가 비절삭 덧씌우기에 비해 경제적으로 얼마나 효과가 있는지는 정확이 점증되지 못했다. 따라서 본 연구에서는 비절삭 덧씌우기가 절삭 덧씌우기에 비해 경제적으로 우수한지 시공비와 이용자비용을 고려하여 비교해보고자 하였다. 이를 위해 11Km의 가상의 콘크리트 포장 구간을 만들어 그 위에 각 공법에 대한 시나리오를 만든 후 20년간 보수로 인해 비용이 얼마나 드는지 산출하였다. 시공비용의 경우 한국도로공사의 실시설계 자료의 시공단가를 사용하였으며, 이용자 비용은 CA4PRS를 사용하여 추정하였다. 이용자 비용은 보수기간 동안 차단되는 구간에 의해 발생하는 사회적 비용이다. 이를 산출하기 위해 CA4PRS, Real Cost, ROADSIM 등 다양한 경제성 분석 Tool들을 문헌고찰을 통해 조사하였으며 본 연구에는 CA4PRS가 가장 적합하다고 판단되었다. CA4PRS는 미국 California DOT에서 개발하였으며 미국의 연방도로청인 FHWA에서 승인을 받아 사용되어오고 있다. CA4PRS는 다양한 보수공법들 혹은 재시공시 공사구간의 여러 가지 중요한 요소들을 반영하여 이용자 비용을 산출할 수 있도록 도움을 준다. 이 뿐만 아니라 공사기간과 관리자비용을 분석하는 데도 도움을 준다. CA4PRS의 구동 화면은 그림 1과 같다. CA4PRS에는 교통량, 공사전후의 통행속도와 교통용량, 차량별 시간가치, 시간대별 교통량, 공사 중 교통량 감소 등 다양한 변수들이 필요하였으며 최대한 실제 자료를 활용하려 노력하였다. 절삭 덧씌우기와 비절삭 덧씌우기에 대한 20년간의 시나리오를 세워 발생하는 시공비용과 이용자 비용을 산출하고 사회적 할인율을 적용하여 현재가치로 환산 후 비교분석을 하였다. 그 결과는 그림 2와 같으며 절삭 덧씌우기가 비절삭 덧씌우기에 비해 20% 정도 비용이 절감되는 것으로 나타났다.

ASR(Alkali Silica Reaction) 현상이 심화된 균열은 콘크리트 슬래브 전면적에 분포되어 기존의 부분단 면 보수공법으로는 보수가 어려워 근본적인 개선대책으로 재포장이 필요하다. 하지만 재포장시 장기간의 항공기 교통통제로 공항운영에 지장을 초래하므로 공항운영중 보수가 가능한 아스팔트혼합물을 이용한 보 수공법 연구를 위해 4가지 타입의 시험시공을 진행하였다. 그리고 보수공법은 아스팔트혼합물을 이용하여 덧씌우기시 단차 제거가 어려워 기존 슬래브(T=40cm)를 절삭덧씌우기(T=10cm)하는 방법을 적용하였고, 반사균열 발생시점을 최대한 지연시키기 위한 공법연구를 위해 4가지 타입의 절삭덧씌우기를 시행하였다. 시험시공은 김포공항 평행유도로 90m구간 전폭(30m)을 대상으로 시행되었으며, 반사균열은 온도변화에 따른 슬래브의 수평거동과 항공기 하중재하시 수직 거동에 의한 영향으로 발생되므로 각 공법별로 하중전 달 효과 변화 측정을 위해 HWD 테스트를 주기적으로 시행하면서 공용성 모니터링을 시행하였다. 공용성 모니터링 결과, 3년 경과시점에 반사균열은 발생되지 않았으나 모든 타입의 항공기 휠패스 구간 에서 밀림현상 및 포트홀 결함이 진행되어 보수가 이루어졌다. 결함발생으로 인한 유지보수 면적은 C-Type에서 가장 크게 조사되었으며, 시험시공 전 피로균열이 가장 적게 발생되었던 B-Type에서 가장 적게 조사되었으며 하중전달 효과 감소도 가장 적게 발생된 것으로 조사되었다. 밀림 및 포트홀 현상이 조기에 모든 Type에서 발생된 근본적인 이유는, 불투수층인 콘크리트슬래브에 위에 완벽한 우수침투 방 지가 어려운 일반 HMA로 시공시 하부 슬래브에서 ASR 현상이 더욱 심화되어 아스팔트혼합물과 하부 슬 래브와의 결합력이 약화됨으로서 항공기가 정지 및 출발시 밀림현상이 발생되었다. 그리고 결합력이 약화 된 상태에서 타이어 압력(B747-400ER : 230psi)이 큰 항공기 하중 재하시 과잉공극수압이 발생되어 조 기에 결함이 발생된 것으로 분석되었다. 따라서 결합력 약화 방지를 위해서는 절삭면에 대해 고압의 에어 를 이용한 Dust 청소 및 공극률을 최소화(시공다짐 4% 이하) 하면서 항공기 하중에 대한 안정도를 유지 할 수 있는 아스팔트혼합물의 사용이 필요하다. 그리고 항공교통 통제가 가능하면 절삭면은 고압의 Water Jet을 이용한 청소가 보다 효과적일 것으로 본다.

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: The purpose of this study was to investigate the disintegration mechanism of concrete due to the infiltration of the moisture to the milling overlay pavement and to come up with a method to minimize the disintegration as well as verifying the effectiveness of the edge sealing and Fogseal method. METHODS : This study investigated the distress mechanism due to the infiltrated moisture remaining in the milling overlay pavement through chloride freezing test and verified the effectiveness of the sealing of the milling edge and fog seal methods, which have been devised to minimize the moisture infiltration, through laboratory water permeability test. Additionally, long-term pavement performance was compared for the effectiveness of the proposed method through under loading test, and field water permeability test was carried out to verify the field applicability of the proposed method. RESULTS: The result of the research confirmed that chloride deteriorates the concrete surface through disintegration and lowers its strength and that the laboratory moisture infiltration test verified the effectiveness of the milling edge sealing and fog seal methods in the deterrence of moisture infiltration to the overlay pavement with excellent long-term performance of the pavement treated with the proposed method. Although the field water permeability test revealed some deterrence of moisture infiltration of the milling edge sealing and fog seal methods to a certain extent, the difference was a little. CONCLUSIONS: The milling edge sealing and fog seal methods are limited in their effectiveness for the cases of improvident compaction management or mixture with large void, and it is believed that installation of subsurface drainage is more effective in these cases.