최근 전 세계적인 이상기온 현상으로 인하여 기후변화에 따른 극심한 강우 및 강설빈도가 많아지고 동 절기 기록적인 한파로 인하여 콘크리트의 내구성 특히 동결융해 저항성에 대한 검토가 필연적인 항목이 되었다. 강우 및 강설 상황 시, 공항포장의 표면에 우수 또는 우설에 의한 침투수 및 동결융해 현상에 의 해 포장체의 구조적 성능이 저하될 우려가 있으며 이에 따른 조기파손의 영향으로 항공기의 이·착륙 시 안전에 저해요소로 작용할 소지가 있으므로 이에 대한 대책이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 투수콘크리트를 공항포장용 배수성 시멘트안정처리기층에 적용하기 위한 연구의 일환으로 동결융해 저항성을 분석하고자 한다. 또한 시멘트안정처리기층에 적용하기 위한 투수콘크리트에 대한 동결융해 저항성 기준이 존재하지 않아 미연방항공청(Federal Aviation Administration, FAA) 기준에 명시되어 있는 ASTM D 560 Standard Test Methods for Freezing and Thawing Compacted Soil-Cement Mixtures에 의거하여 중량손실율을 측정하였다. 본 연구에서 고려한 각 실험변수는 고로 슬래그 미분말을 치환하지 않은 Plain 변수를 포함하여 고로슬래그 미분말을 10%, 30% 및 50% 치환한 총 4가지 변수에 대하여 실험을 진행하였다. 동결융해에 의한 중량손실율 실험결과, 중량손실율 측정은 13Cycle까지 실험을 수행하였으며 Plain 변수를 포함하여 고로슬래그 미분말을 10%, 30% 및 50% 치환한 모든 변수에서 동결웅해에 의한 중량손실율이 1% 미만으로 분석되었다. FAA AC 150-5370-10a에 명시되어 있는 ASTM D 560을 활용하여 동결 융해 12Cycle에서의 중량손실율 14% 이하의 값을 월등히 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 공항포장용 배수성 시멘트안정처리기층에 적용하기 위한 투수콘크리트의 동결융해 저항성 확보가 충분히 가능할 것 으로 판단된다.

본 연구는 포장재로서 투수콘크리트의 실질적인 현장적용을 위한 자료제시와 성능향상 방안을 도출하기 위하여 슬래그골재와 플라이애시의 혼입률에 따른 포장용 투수콘크리트의 역학적 특성을 평가하였다. 시험결과, 포장용 투수콘크리트의 공극률 및 투수계수는 슬래그골재의 혼합비율이 증가함에 따라 증가하고 플라이애시 혼입률 증가에 의하여 감소하는 경향을 나타내었으며 국내 포장용 투수콘크리트에 관한 규정(8% 및 0.01cm/sec)을 만족하였다. 압축강도 및 휨강도는 슬래그골재의 혼입률이 증가함에 따라 감소하였으나, 플라이애시의 혼입률이 증가함에 따라 크게 증가하는 경향을 나타내어 플라이애시를 5% 이상 혼입하면 슬래그골재를 50% 사용한 경우에도 국내 포장콘크리트에 관한 규정(18MPa 및 4.5MPa 이상)을 만족하였다. 또한 강섬유를 0.75vol.% 혼입한 경우 사용하지 않은 경우에 비하여 휨강도가 22.8% 증가 하였다. 미끄럼저항성은 슬래그골재의 혼입률이 증가에 따라 BPN값은 증가하였고, 플라이애시의 혼입률 증가에 의해 BPN값은 감소하는 경향을 나타내었으며, 내마모성 및 동결융해저항성은 부순골재만을 사용한 경우에 비해 슬래그골재의 혼합비율이 증가함에 따라 감소하였고, 플라이애시를 10% 혼입한 경우에는 현저히 개선되어 혼입하지 않은 경우에 비하여 내마모성 및 내동해성이 각각 약 5.6% 및 14.3% 정도 개선되는 것으로 확인되었다.