도로 포장 및 교면 포장의 노후화로 인해 이에 대한 보수는 지속적으로 이루어지고 있고 매년 증가하고 있다. 도로 및 교량의 유지보수는 교통량이 많은 낮 시간보다는 교통량이 상대적으로 적은 야간에 주로 수행되고, 교통량이 다시 많아지는 시간 이전에 신속히 마무리하고 교통개방을 해야 하기 때문에 노무자 의 인력관리 및 안전관리를 체계적으로 수행하기가 쉽지 않다. 본 연구는 주로 야간에 주어진 시간 내에 신속히 작업을 수행해야하는 유지보수공정에 대하여 노무자 의 업무 및 안전을 체계적으로 관리하기 위해 실시간 위치정보 시스템을 구축하고, 현장에 시범 적용하여 그 가능성을 살펴보았다. 유지보수 현장에 총 8개의 고정식 노드를 설치하고 작업자의 안전모에 이동식 노드를 설치하여 현장에서 노무자의 작업 패턴을 충분히 확인할 수 있었다. 그리고 시스템 상에서 현장을 1m 격자로 구분하고 위험지역을 시스템 상에서 부여하여 노무자가 위험지역을 진입할 경우 이를 실시간 으로 확인하고 위험여부를 통보 가능함을 확인하였다.

콘크리트 교면포장의 주행쾌적성 및 주행안정성 향상을 위하여 노출 교면 콘크리트 포장에 고기능성 표면처리 공법(NGCS : Next Generation Concrete Surface)을 적용하였다. 노출 교면 콘크리트 포장 구 간에서 NGCS의 적용 전･후에 따른 소음(차량 내부, 외부), 주행쾌적성, 미끄럼저항성, 평탄성 변화 등 기 능성 변화를 조사하였다. 그림 1은 NGCS를 적용한 노출 교면 콘크리트 포장 표면을 보여준다. NGCS 적 용 구간은 총 2개 교량으로 교량 A는 3경간 330m, 교량 B는 단경간 75m으로 구성되어 있다. NGCS 적 용 전･후에 따른 기능성 분석 결과를 표 1에 나타내었다. NGCS 적용 결과 두 교량 모두 소음, 미끄럼저 항성, 주행쾌적성 및 평탄성이 개선되었으며, 특히 장경간 교량에서 기능성 개선효과가 탁월한 것으로 분 석되었다. 향후 노출 교면 콘크리트 포장의 NGCS 공법 적용을 안정적으로 시행하기 위해서 NGCS 표면 의 표면탈리 등을 예방하고 장기 내구성 확보를 위하여 교면 콘크리트의 압축강도 기준을 30MPa로 이상 으로 설정하는 것을 제안하였다.

콘크리트 교면포장에서 가장 주요한 파손의 형태가 균열이며, 그 원인은 대부분 수축에 있다. 만약 교면 포장에서 균열이 발생하면 불투수성기능을 확보하지 못하게 되며, 이로 인해 균열부로 수분 또는 염화물이 침투하고 장기적으로 교량 바닥판의 열화를 가져오게 된다. 이에 반해 교면포장용 콘크리트에 자기치유 (self-healing) 성능이 확보된다면 균열부위를 수화물로 되메움하여 교면포장의 기능을 회복시킬 수 있다. 최근 국내외 문헌에서 팽창재(expansion agent)를 첨가할 경우 콘크리트의 자기치유성능이 향상되는 것 으로 일부 보고가 되고 있다. 이에 본 연구에서는 팽창재를 첨가한 교면포장용 콘크리트의 자기치유 특성 을 분석하였으며, 이를 통해 교면포장의 공용성능을 향상시킬 수 있는지에 대한 검토를 수행하였다. 본 연 구에서는 6,000브레인 이상의 고분말도 플라이애시와 슬래그를 치환한 삼성분계 결합재에 팽창재를 0%, 4%, 8%, 12%를 첨가하여 콘크리트 배합을 실시하였으며, 자기치유실험은 간접인장모드로 재령 3일과 재 령 7일에 균열을 유도한 후 수침양생을 시키고 균열발생 시점부터 시간경과에 따른 자기치유특성을 분석 하였다. 균열폭을 측정을 위해 사용된 화상촬영기는 QICAM 디지털카메라(1.4 million, 1392×1040)에 현 미경렌즈(optical 0.5-5x)를 부착한 것이며, 시편이 자동으로 움직이면서 측정할 수 있는 stage를 장착하 였다. 촬영된 이미지는 ʻimage-pro 6.0ʼ분석프로그램을 사용하여, 균열폭을 정밀하게 측정하였다. 본 연구의 자기치유실험결과, 균열이 발생한 시료를 습윤한 상태로 유지한 경우 모든 배합에서 자기치 유현상이 나타났으며, 특히 균열폭이 150㎛ 이하인 콘크리트는 대부분 14일 또는 28일에 대부분 완전히 치유가 되는 것으로 나타났다. 또한 균열이 초기에 발생하고 습윤한 상태를 유지할 경우 팽창재를 첨가한 콘크리트가 균열부의 자기치유 시기를 앞당길 수 있는 것으로 나타났다. 특히 재령 3일에 균열을 유도한 경우 팽창재를 8% 이상 첨가한 콘크리트에서 폭이 약 150㎛ 이하의 균열들 중 상당수가 균열발생 이후 7일에 완전 치유되었다. 팽창재를 첨가하면 초기에 다량의 에트린자이트가 형성되는데 이것이 콘크리트 를 팽창시키는 효과로 작용하며, 이 효과가 자기치유성능을 증가시켰기 때문이다. 그러나 재령 7일 이후 에 발생된 균열의 경우 팽창재의 자기치유효과가 크지 않은 것으로 분석되었다.

일반적으로 교량 슬래브는 구조용 콘크리트로 구체를 시공하고 난 후 교면포장용 콘크리트로 포장공사를 실시하여 완성한다. 교면포장은 교통하중과 환경하중에 저항할 수 있도록 적절한 강도와 내구성을 가지는 재료로 시공되어야 한다. 현재 국내에서 적용되고 있는 교면포장용 콘크리트에는 합성고무 라텍스 수지를 첨가한 콘크리트 (Latex Modified Concrete)와 실리카흄을 첨가한 콘크리트가 있으며, 이들 콘크리트는 일반콘크리트에 비해 내구성을 향상시킨 고내구성 교면포장용 콘크리트로 분류되나, 고가의 재료로 경제성을 저하시키는 요인이 있다. 기존의 고내구성 콘크리트보다 경제적 효율을 강화하고, 콘크리트의 내구성을 향상을 통해, 궁극적으로 콘크리트 교면 포장의 공용성능을 향상시키고자 고분말도 플라이애시와 슬래그를 첨가한 교면포장용 삼성분계 시멘트 콘크리트의 최적배합을 도출하고, 이에 대한 실내 내구성을 평가하고자 한다. 콘크리트 교면포장에서 발생되는 파손 중 가장 많은 부분을 차지하는 것이 균열이며, 그 주요한 원인이 콘크리트 수축에 의한 것이다. 이에 교면포장의 내구성능 조건을 만족시키기 위해 고분말도 혼화재를, 수축균열 억제를 위해 팽창제와 수축저감제를 검토하였다. 실내 내구성 평가를 위해 재령별 압축강도시험과 수축에 대한 검토를 위해 자기수축시험을 진행하였다. 또한 내구성 평가를 위해 동결융해저항성시험, 표면박리 시험을 진행 하였다. 표. 1은 고분말도 플라이애시와 슬래그로 치환한 삼성분계 시멘트 콘크리트에 팽창제와 수축저감제를 비율에 따라 첨가한 배합비이며, 비교배합으로 포틀랜드시멘트만 사용한 배합을 통해 결과를 비교하였다. 압축강도 시험결과 삼성분계 시멘트 콘크리트는 재령 90일에 60MPa이상을 나타내었으며, 팽창제 치환율에 따라 감소하였으나, 충분한 강도를 확보하였다. 자기수축 시험결과 팽창제 치환율의 증가에 따라 자기수축 거동이 환화되며, 치환율이 8%에서 12%로 증가 시 오히려 팽창거동이 전환되는 특성을 보였으며, 수축저감제를 사용 시 수축보상측면에서 유리하였다. 동결융해저항성 시험결과 C5S1배합을 제외한 모든 배합에서 상대동탄성계수가 90%이상 나타났으며, 표면박리저항성 시험결과 모든 배합에서 Boras Method 기준 “Acceptable”등급이상, ASTM기준 2등급이상을 나타내어 적정한 저항성을 확보한 것으로 평가되었다.

PURPOSES: The objective of this study is to analyze and evaluate the behavior of orthotropic steel bridge deck pavement using three-dimensional finite element analysis and full-scale wheel load testing. METHODS: Since the layer thickness and material properties used in the bridge deck pavement are different from its condition, it is very difficult to measure and access the behavior of bridge deck pavement in the field. To solve this problem, the full-scale wheel load testing was conducted on the PSMA/Mastic bridge deck pavement and the deflection of bridge deck and horizontal tensile strain on top of pavement were measured under the loading condition. Three-dimensional finite element analysis was conducted to predict the behavior of bridge deck pavement and the predicted deflection and tensile strain values are compared with measured values from the wheel loading testing. RESULTS: Test results showed that the predicted deflections are 10% lower than measured ones and the error between predicted and measured horizontal tensile strain values is less than 2% in the critical location. CONCLUSIONS: The fact indicates that the proposed the analysis is found to be accurate for estimating the behavior of bridge deck pavements.

타이어와 포장노면과의 마찰음을 측정하기 위해서 기존 연구를 통해 신뢰성 및 일관성이 검증된 NCPX(Noble Close Proximity) 방법을 이용하여 다양한 교면포장형식에 대해 소음측정을 실시하였다. 또한 이번에 실시한 측정은 표면 마이크로폰을 이용하였다. 서울시 내부순환도로의 교면포장 일부 구간을 대상으로 포장형식에 따라서 소음측정을 하였으며, 4개의 교면포장형식에 대한 소음특성을 평가하는데 적절한 실험법임을 알 수 있었다. 시험결과 소음관점에서 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 본 측정을 통해 교면포장 표면조건 및 주행속도에 따라 타이어와 포장노면과의 마찰음이 다르게 나타남을 알 수 있었다. 그리고 1/3 옥타브 밴드 해석을 실시한 결과에 있어 교면포장의 종류에 따라 시공전후로 소음특성이 다른 것을 알 수 있었다.

본 논문은 에폭시 계열의 폴리머 콘크리트 교면포장 공법의 국내 적용 가능성을 검토하기 위하여 교면포장용 폴리설파이드 에폭시 재료에 대한 물리 역학적 특성을 평가하기 위하여 수행하였다. 강도특성을 평가하기 위하여 압축강도, 휨강도, 접착강도 시험을 수행하였으며 내구특성 평가를 위하여 염소이온침투시험, 동결융해저항성시험, 자외선영향 평가를 실시하였다. 시험결과 압축강도, 휨강도, 접착강도 등은 미국콘크리트협회에서 제시하는 기준을 만족하는 것으로 평가되었다. 그러나 다양한 시험온도에서의 강도 시험결과에서 에폭시 재료가 온도 의존성이 큰 것으로 나타나 향후 국내 적용시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. 휨강도 시험을 통한 처짐에 대한 추종성은 기존 아스팔트 교면포장에 비해 우수한 것으로 평가되었다. 또한 염소이온침투 저항성, 동결융해 저항성 등에 대해서도 우수한 성질을 가진 것으로 평가되었다. 에폭시 슬러리 혼합물에 대한 자외선 영향 평가에서는 강도 증가와 파괴시 변형률 감소가 나타났으나 자외선 노출 후에도 기존 아크릴계 폴리머 콘크리트보다 처짐에 대한 추종성이 양호한 것으로 평가되었다. 따라서 폴리설파이드 에폭시 재료가 교면포장 공법으로 사용하기에 적절한 물리적 특성을 가지고 있다고 판단된다.

본 연구에서는 고로슬래그 미분말 및 플라이애시와 같은 광물질 혼화재를 사용한 친환경 고성능 3성분계 시멘트 콘크리트 교면 포장의 성능을 평가하기 위하여 실험을 하였다. 광물질 혼화재의 혼입률 변화에 따른 3성분계 시멘트 콘크리트의 최적배합을 찾기 위하여 압축강도 및 휨강도 시험을 하였으며 최적배합을 사용하여 내구성 시험인 염소이온 침투저항성, 동결융해, 박리 저항성, 균열 저항성 및 알칼리골재반응 시험으로 친환경 고성능 3성분계 시멘트 콘크리트 교면 표장의 내구성 평가 및 신 구 콘크리트의 부착력을 평가하기 위하여 부착강도 시험을 하였다. 시험결과, 시멘트 70%, 고로슬래그 미분말15% 및 플라이애시 15%의 배합 바인더에서 압축강도 및 휨강도가 우수하게 나타났으며 이를 최적배합으로 도출하였다. 실내 및 시험시공에서 최적 배합을 사용한 실험결과는 염소이온 침투 저항성, 동결융해 저항성, 표면박리 저항성, 알칼리골재 반응 억제 및 내마모성이 우수하게 나타났다. 또한, 특수 제작된 Polymer Cement Mortar(Brooming)를 사용한 신 구 콘크리트의 부착력에서도 우수한 성능을 나타냈다.

본 연구에서는 MMA 계열의 폴리머 콘크리트를 콘크리트 교량 상판의 박층 교면포장용으로 적용 가능성에 대한 검토를 수행하였다. 아크릴수지와 경화재, 충진재(탄산칼슘 및 규사)로 구성되어진 아크릴 콘크리트의 성분 종류 및 배합비율 등이 아크릴 콘크리트의 물리적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 점도시험, 압축강도시험, 휨시험 등을 수행하였으며, 시험을 통해 최적 배합비율을 결정하였다. 최적 배합비율로 생산된 아크릴 콘크리트에 대해 투수저항성, 염소이온 침투 저항성, 경화수축량, 열팽창계수, 부착강도 시험 등의 물리적 특성 시험을 실시하였다. 시험결과 폴리머 콘크리트가 기존의 일반 시멘트 콘크리트에 비해 방수성능이 우수하고 염소이온 침투 저항성도 우수한 것으로 나타났다. 또한 기존 바닥 콘크리트와의 부착성도 우수하고 균열 저항성도 우수한 것으로 나타났다. 기존의 아크릴 수지는 경화시 수축량이 크고, 열팽창계수 또한 일반 시멘트 콘크리트에 비해 큰 단점이 있으나 본 연구에서 새롭게 개발한 아크릴 수지를 적용한 결과 대폭 증가된 연성으로 인해 균열발생 가능성을 낮출 수 있을 것으로 확인되었다.

본 논문은 하중재하시 강상판교의 방수층과 교면포장에서 발생하는 거동을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 포장표면에 연직방향으로 작용하는 차량하중과 수평방향으로 작용하는 차량의 제동하중의 크기에 따른 포장체와 방수시트에 발생되는 응력을 산정하였다. 그리고 강상판 두께 및 강성. 포장층 두께, 차량제동하중, 온도 등의 변수가 포장체의 응력변화에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 분석하였다. 방수층의 전단응력은 강상판의 두께가 얇아지고 강성이 감소할수록 증가하였으며, 강상판의 두께가 150mm이상의 경우와 탄성계수가 2×105MPa이상의 경우에는 그 영향이 미비하였다 또한 교면 포장의 두께가 얇아지고 온도가 낮아질수록 방수층의 전단응력이 증가하였다. 포장체 하부에서 발생하는 인장변형률은 고온에서 최대가 되었으며 두께가 증가할수록 감소하였다.