포장상태 예측은 의사결정과정에서 포장의 공용성능을 평가하고 사업대상구간의 우선순위를 선정하기 위한 적정한 정보를 제공해준다. 근래들어 현재의 포장상태가 장래에 어느 정도 저하되는지를 예측하려는 많은 접근이 있었으나 포장의 서비스수명을 적정히 예측하는 데에는 한계를 보여왔다. 본 논문에서는 포장상태 예측방법을 개선하기 위하여 포장상태 공용성모형과 포장상태 예측모형을 개발하였다. 공용성 모형은 실제 포장상태 분석결과를 회귀분석하여 포장의 종류별, 교통량별로 백분위 50%, 25%, 15%, 5%의 확률분포 모형을 도출한 것이다. 예측모형은 앞서 도출된 공용성모형 모형식을 기준으로 하여 대상구간 각각의 포장상태 측정값에 의해 포장상태 확률을 결정한다. 개발된 예측모형의 검증을 위하여 비교대상구간을 선정하였고, HPCI의 평균값 표준편차, 3.0이하 비율을 비교분석하였다. 이를 통하여 기존예측모형이 안고 있는 교통량, 재령, 현재 포장 상태를 고려하여 보다 현실에 부합되는 포장상태를 예측하는 방법을 제공하고자 한다.

본 연구는 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 이용한 급속 신설 도로 포장 공법의 국내 적용성을 분석하기 위한 기초 연구를 수행하고 시험시공을 통해 선설 프리캐스트 포장의 설계 및 시공 지침을 개발하기 위하여 수행되었다. 시험시공을 위해 가로, 세로, 깊이가 각각 실제 포장 슬래브의 1/2 크기인 슬래브를 설계하여 제작하였으며 이에 적합한 철근배근, 종방향과 횡방향의 연결부, 그라우팅 방법 등에 대하여 분석을 수행하였다. 이러한 슬래브를 이용하여 종방향과 횡방향으로 두 개씩 총 4 개의 슬래브를 연결하여 평탄성을 조절한 후 포켓 부분과 슬래브 하부의 공간을 그라우팅 함으로써 시공을 신속 용이하게 수행하였다. 시험 시공을 수행하며 프리캐스트 포장의 설계 및 시공과 관련된 세부 사항을 면밀히 분석하였으며 이에 바탕을 두어 프리캐스트 슬래브를 이용하여 급속하게 신설 도로를 건설할 때의 설계 및 시공 지침을 개발하였다.

시험도로 줄눈 콘크리트포장에 대하여 48시간 동안 시간에 따른 처짐의 변화를 측정하였고 이를 이용하여 컬링거동의 보정방안을 도출하였다. 임의 시간 슬래브의 중앙 처짐/줄눈 처짐이 임의 시간 중앙 처짐/기준 시간 중앙 처짐 사이의 관계를 회귀분석을 통해서 얻어내었다. 임의시간에 측정된 처짐으로부터 하루 가운데 최소 처짐이 나타나는 기준시간 처짐으로의 변환은 회귀곡선을 통해 추정 하였고 데이터 축적을 통해 컬링거동 보정 방안의 하나로 제시 할 수 있을 것으로 판단되었다.

신설포장에 시공되는 타이바의 경우에는 콘크리트 타설시 타이바가 슬래브 안에 묻히기 때문에 타이바의 정착강도가 문제되지 않으나, 확장시에는 기존 포장을 천공한 후 충전재를 주입하여 설치하기 때문에 타이바가 충분한 정착강도를 확보 할 수 있도록 설계해야 한다. 만일 삽입된 타이바가 충분한 정착강도를 확보하지 못한다면, 슬래브 간에 하중 전달에 문제가 생길 뿐만 아니라 줄눈 간격이 과도하게 벌어져서 사용성 및 내구성에도 나쁜 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 현재 현장에서 설치하는 시공방법에 의해 타이바의 정착강도를 확인하고 이에 대한 대안을 제시 하고자 한다. 실험결과 현장 시공방법으로 설치된 타이바의 정착강도는 소요 정착강도의 42.7%에 불과하였다. 첫 번째 대안으로서 주입기를 이용하여 충전재를 주입하고 마개를 사용하여 충전재가 흘러 나오지 못하게 막는 방법의 경우에는 소요 정착강도를 충분히 만족 하였으나, 현장에서의 품질관리가 쉽지 않을 것으로 판단된다. 두 번째 대안으로 제시된 SL 앵커볼트를 이용하여 타이바를 설치하는 방법은 충분한 정착강도를 확보 할 수 있으며 품질관리 및 시공성이 용이 한 것으로 판단된다.

본 연구는 다양한 표면처리 공법에 따른 소음도를 비교 분석하여 소음 감소효과에 적합한 타이닝 방법을 제안하였다. 기존 문헌조사 결과 종방향 타이닝이 소음감소 효과에 우수한 결과를 보인다는 것을 바탕으로 국내 시험도로 일부구간에 표면처리 방법을 적용하였다. 승용차의 경우 일정간격 18mm 종방향 타이닝이 다른 비교구간보다 약 2~3dB(A) 소음 감소효과가 있다. 덤프트럭으로 외부소음을 측정하여 주파수 분석한 결과 200~600Hz 사이에서 peak frequency point가 발생하는 것을 알 수 있었다 또한, 승용차의 경우 1000Hz부근에서 소음 발생이 가장 큰 것으로 나타났다 차량 내부 소음 측정결과 표면처리 방법에 따라 소음 정도가 큰 폭으로 변화하지 않았으나, 차량 외부에서는 크게 변화하였다. 따라서 표면처리 방법은 소음도에 중요한 영향을 미치는 인자로 볼 수 있다. 표면처리에 따른 미끄럼 저항값 측정결과 종방향 타이닝이 횡방향 타이닝에 비해 낮게 나타났지만 전체적으로 양호한 결과를 보였다. 본 실험 결과는 시공 초기의 값이므로 공용 이후의 지속적인 조사가 필요하다.

국내의 포장 재료와 교통 및 기후조건이 반영되는 포장설계법 개발을 위한 연구가 진행중에 있으며, 이를 위해 실제 교통량 및 기후조건이 반영되고 이에 따른 포장의 거동을 모니터링 할 수 있는 대규모의 현장시험시설로 시험도로를 건설하였다. 시험도로 아스팔트 포장구간은 15개의 다양한 두께 및 재료를 가진 단면들로 구성되어 있다. 이러한 단면들을 평가하기 위해 포장체 내에 다양한 계측기들이 매설되어 있다. 계측기 매설에 있어서 핵심 요소는 매설 위치의 정확성과 장기적인 생존율 및 내구성이다. 외국의 시험사례를 보면, 이런 정확성과 내구성은 매설 방법에 크게 영향을 받는다. 이에 본 연구에서는 2000년도부터 3년여 동안 일반적인 계측기 매설 방법인 마운드, 블록아웃. 트렌치컷에 대해 시험시공을 수행하였으며 시험시공 결과를 분석하여 시험도로에 적용하였다. 위치의 정확성, 생존의 안전성, 시공성, 재료의 균질성 측면에서 시험시공 결과를 평가한 결과 블록아웃이 가장 효율적인 방법으로 나타났다. 그러나, 표층의 경우 블록아웃에 부적절한 층두께 등의 특성을 감안하여 마운드 방법을 사용하는 것으로 결정하였다. 아스팔트 기층과 중간층의 매설에는 블록아웃을, 표층의 매설에는 마운드를 사용하는 것으로 결정했다. 2003년 9월 3일부터 11월 18일까지 2달 여에 걸쳐 총 374개의 아스팔트 포장 변형률계를 시험도로에 매설하였다. 계측값 분석 결과, 마운드의 경우 6.3%, 블록아웃은 2.5%의 계측기가 매설 전후의 계측값 변화가 일반적인 계측기 사양 범위를 초과하는 것으로 나타났다. 생존율의 경우 매설후 손실된 계측기는 2개로 99.5%의 높은 생존율을 나타났다.

교량, 도로, 공항 및 해양구조물 등은 반복하중을 받게 되는 대표적 토목구조물이다. 특히 공항이나 도로포장체는 휨에 의한 인장에 의해 파괴되기 때문에 사용재료의 특성에 기초한 피로수명의 고찰은 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 포장 콘크리트의 피로수명을 주요 실험변수에 따라 실험하고 실험방법에 따라 비교 분석하고자 하였다. 피로실험은 쪼갬인장 피로실험 (∮150mmX75mm)과 휨인장 피로실험 (150mmX150mmX550mm) 방법을 적용하여 하중재하 속도(1, 5, 10, 20Hz), 하중재하 형상(사각파, 정현파, 삼각파). 시험체의 습윤조건(건조상태 습윤상태) 및 양생기간(28일, 56일)을 주요 실험변수로 하여 수행하였다. 실험결과 하중재하 속도가 느릴수록 피로수명은 현저히 감소하는 것으로 나타났으며, 하중재하 속도가 빠를수록 피로수명은 증가하는 것으로 나타났다. 하중재하 형상에 따라서는 정현파를 기준하여 사각파에서는 피로수명의 급격한 감소를 나타냈으며 삼각파에서는 피로수명이 증가하는 것으로 나타났다 또한, 시험체의 습윤조건에 따라서는 건조상태에 비하여 습윤상태에서는 피로수명이 감소하였으며, 양생기간에 따라서는 재령 28일에서 56일로 증가함에 따라 피로수명이 증가함을 나타내었다.

국내의 포장 재료와 교통 및 기후조건이 반영되는 포장설계법 개발을 위한 연구가 진행중에 있으며, 이를 위해 실제 교통량 및 기후조건이 반영되고 이에 따른 포장의 거동을 모니터링 할 수 있는 대규모의 현장시험시설로 시험도로를 건설하였다. 시험도로 아스팔트 포장구간은 15개의 다양한 두께 및 재료를 가진 단면들로 구성되어 있다. 이러한 단면들을 평가하기 위해 포장체 내에 다양한 계측기들이 매설되어 있다. 계측기 매설에 있어서 핵심 요소는 매설 위치의 정확성과 장기적인 생존율 및 내구성이다. 외국의 시험사례를 보면, 이런 정확성과 내구성은 매설 방법에 크게 영향을 받는다. 이에 본 연구에서는 2000년도부터 3년여 동안 일반적인 계측기 매설 방법인 마운드, 블록아웃. 트렌치컷에 대해 시험시공을 수행하였으며 시험시공 결과를 분석하여 시험도로에 적용하였다. 위치의 정확성, 생존의 안전성, 시공성, 재료의 균질성 측면에서 시험시공 결과를 평가한 결과 블록아웃이 가장 효율적인 방법으로 나타났다. 그러나, 표층의 경우 블록아웃에 부적절한 층두께 등의 특성을 감안하여 마운드 방법을 사용하는 것으로 결정하였다. 아스팔트 기층과 중간층의 매설에는 블록아웃을, 표층의 매설에는 마운드를 사용하는 것으로 결정했다. 2003년 9월 3일부터 11월 18일까지 2달 여에 걸쳐 총 374개의 아스팔트 포장 변형률계를 시험도로에 매설하였다. 계측값 분석 결과, 마운드의 경우 6.3%, 블록아웃은 2.5%의 계측기가 매설 전후의 계측값 변화가 일반적인 계측기 사양 범위를 초과하는 것으로 나타났다. 생존율의 경우 매설후 손실된 계측기는 2개로 99.5%의 높은 생존율을 나타났다.

교량, 도로, 공항 및 해양구조물 등은 반복하중을 받게 되는 대표적 토목구조물이다. 특히 공항이나 도로포장체는 휨에 의한 인장에 의해 파괴되기 때문에 사용재료의 특성에 기초한 피로수명의 고찰은 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 포장 콘크리트의 피로수명을 주요 실험변수에 따라 실험하고 실험방법에 따라 비교 분석하고자 하였다. 피로실험은 쪼갬인장 피로실험 (Φ150mm×75mm)과 휨인장 피로실험 (150mm×150mm×550mm) 방법을 적용하여 하중재하 속도(1, 5, 10, 20Hz), 하중재하 형상(사각파, 정현파, 삼각파). 시험체의 습윤조건(건조상태 습윤상태) 및 양생기간(28일, 56일)을 주요 실험변수로 하여 수행하였다. 실험결과 하중재하 속도가 느릴수록 피로수명은 현저히 감소하는 것으로 나타났으며, 하중재하 속도가 빠를수록 피로수명은 증가하는 것으로 나타났다. 하중재하 형상에 따라서는 정현파를 기준하여 사각파에서는 피로수명의 급격한 감소를 나타냈으며 삼각파에서는 피로수명이 증가하는 것으로 나타났다 또한, 시험체의 습윤조건에 따라서는 건조상태에 비하여 습윤상태에서는 피로수명이 감소하였으며, 양생기간에 따라서는 재령 28일에서 56일로 증가함에 따라 피로수명이 증가함을 나타내었다.

포장유지관리체계는 신설포장의 공용 이후 포장 유지보수를 실시함에 있어 기술적으로 타당하고 경제적으로 효율적인 보수전락을 적용하는 것을 목표로 한다. 이를 위해서는 신뢰성 있는 포장공용성 예측모델을 필요로 한다. 본 연구에서는 마르코프 체인 이론에 기초한 확률적 포장공용성 예측 시스템을 제안하고, 아스팔트 포장으로의 적용상 문제점 등을 기술하였다. 본 연구 결과로서 아스팔트 포장의 공용성 예측을 위한 포장상태 전이행렬을 정의하였으며, 정량적인 포장공용 수명평가 결과를 제시하였다.

포장유지관리체계는 신설포장의 공용 이후 포장 유지보수를 실시함에 있어 기술적으로 타당하고 경제적으로 효율적인 보수전락을 적용하는 것을 목표로 한다. 이를 위해서는 신뢰성 있는 포장공용성 예측모델을 필요로 한다. 본 연구에서는 마르코프 체인 이론에 기초한 확률적 포장공용성 예측 시스템을 제안하고, 아스팔트 포장으로의 적용상 문제점 등을 기술하였다. 본 연구 결과로서 아스팔트 포장의 공용성 예측을 위한 포장상태 전이행렬을 정의하였으며, 정량적인 포장공용 수명평가 결과를 제시하였다.