콘크리트 도로포장의 손상은 차량의 이동에 의한 진동, 겨울철 제설제 사용, 동결융해 작용 등이 주요 손상원인으로 나타나고 있다. 이러한 손상을 해결하기 위하여 열화 원인에 능동적으로 대응하는 보수재료 및 방법이 적용되어야 하나, 일반적으로 단면복구, 부분보 수를 반복적으로 사용함으로써, 지속적인 열화 현상의 발생으로 도로포장의 기능을 상실하게 된다. 또한, 기존에 사용되고 있는 보수 재료 중 무기계 보수재료는 폴리머 모르타르, 에폭시수지 모르타르 등이 있다. 이러한 재료는 높은 압축강도를 가지고 있으나, 취성 및 부착력이 약한 단점을 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(Ordinary Portland Cement), 칼슘알루미네이트계 재 료인 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 및 비정질 알루미네이트(Amorphous Calcium Aluminate)를 사용한 보수 모르타르의 압축강도 및 내동해성을 평가하였다. 보수 모르타르의 압축강도를 분석한 결과, 비정질 알루미네이트를 사용한 보수모르타르의 압축강 도가 보통포틀랜드시멘트 및 칼슘설포알루미네이트를 사용한 보수 모르타르보다 우수하게 나타나는 것을 확인하였다. 한편, 보수 모르 타르의 내동해성 평가는 ASTM C 666 A법에 준하여 실험을 진행하였다. 그 결과, 칼슘설포알루미네이트 및 비정질 알루미네이트를 적용한 보수 모르타르의 상대동탄성계수가 300사이클에서 약 90%이상으로 나타나 보통포틀랜드시멘트를 사용한 보수 모르타르보다 우수한 내동해성을 나타내었다. 따라서, 칼슘설포알루미네이트 및 비정질 알루미네이트를 적용한 보수 모르타르는 우수한 압축강도 및 내동해성을 나타냄으로써 도로포장의 보수재료로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

최근 이상기후 현상으로 인해 국지성 호우 발생이 증가되어 도로 미끄럼 사고 발생이 증가하는 추세이다. 콘크리트 포장에서는 미끄 럼 저항을 확보하기 위해 그루빙 작업을 실시하여 주행안전성을 향상시키고 배수를 원활하게 하여 수막현상을 억제한다. 본 연구에서 는 그루빙 작업에서의 홈의 방향을 종방향과 횡방향 뿐만 아니라 임의의 방향으로 구성할 수 있으며 다양한 홈의 형상을 구성할 수 있는 동시에 우수한 양생포 기능을 지닌 그루빙 양생 플레이트를 제작하였다. 이러한 그루빙 양생 플레이트를 사용하여 타원형, 삼각 형, 사각형으로 홈 형상을 구성한 콘크리트 공시체를 제작하였다. 공시체를 사용하여 그루빙 방향을 종방향, 횡방향, 45° 방향으로 구 성하였을 경우에 대한 미끄럼 저항성을 BPT 장비를 사용하여 분석하였다. 분석 결과, 그루브 형상이 타원형, 삼각형, 사각형 등으로 차이가 있더라도 BPN 값은 유사하게 측정되었으나 그루브 방향은 종방향, 횡방향, 45° 방향 순으로 BPN 값이 높게 분석되었다.

국내에서는 고속도로에는 콘크리트 포장을 적용하고 있지만 도심지에서는 콘크리트의 양생기간으로 인해 장기간 교통차단이 필요없 는 아스팔트 포장을 주로 적용하고 있다. 그러나 아스팔트 포장은 공용수명이 길지 않아 잦은 유지보수 작업으로 인해 사용자들의 불 편을 초래하고 있다. 본 연구에서는 현장타설 콘크리트 포장 공법을 적용하더라도 즉시 통행이 가능한 포장 임시보호판 개발을 위하 여 임시보호판의 하부 지지보 설치 간격 최적화를 목적으로 3차원 유한요소해석 프로그램을 이용하여 차륜 하중에 대한 응력분포를 분석하였다. 해석에 사용된 임시보호판은 길이 6m, 폭 3m, 두께 0.3m의 콘크리트 슬래브로 구성하였으며, 임시보호판의 하부 지지보 간격을 0.5m, 1m, 1.5m, 3m, 6m로 구성하였다. 하중 조건은 중차량인 버스를 고려하여 타이어 접지 면적당 33,540N의 분포하중을 지지 보 사이에 적용하여 분석하였다. 해석 결과, 하부 지지보 사이의 간격이 좁아질수록 응력이 감소하는 것을 확인하였다.

콘크리트 포장의 평탄성과 내구성은 환경 조건에 크게 영향을 받으며, 슬래브 상하부 간의 온습도 차이는 부등건조수축 및 와핑 (Warping) 현상을 유발하여 포장의 장기 성능 저하를 초래할 수 있다. 이는 주행성 저하, 균열 발생, 유지보수 비용 증가의 원인이 되 며, 특히 터널과 같은 특수 환경에서는 상하부 간의 습도 차이가 더욱 크게 나타나 부등건조수축이 심화될 가능성이 높다. 터널 내부 는 직사광선의 영향을 받지 않지만, 통풍이 잘 이루어져 건조한 환경이 조성되며, 이러한 조건에서는 슬래브 상부에서 수분 손실이 가 속화되고 하부는 습윤 상태를 유지하여 상하부 간의 큰 습도 차이를 발생시킨다. 이는 슬래브의 비균일한 수분 이동을 유발하여 부등 건조수축을 더욱 크게 발생하게 한다. 국내에서는 터널 길이가 500m 이상인 장대 터널에서 콘크리트 포장 적용이 증가하고 있으며, 아스팔트 포장 대비 화재 시 유독가스 발생 위험이 낮다는 이유로 국토교통부에서 콘크리트 포장을 권장하고 있다. 이로 인해 터널 내 콘크리트 포장의 사용이 증가하고 있 으나, 기상환경 변화 및 습도 관리 미흡으로 인해 콘크리트 포장 줄눈부에서의 평탄성 불량 문제가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 문제는 주행성 저하, 도로 이용자의 민원 증가 및 유지보수 비용 상승을 초래하고 있어, 구체적인 원인 분석과 대책 마련이 필요한 실 정이다. 따라서 본 연구는 터널과 같은 특수 환경에서 습도 조건이 콘크리트 슬래브의 부등건조수축에 미치는 영향을 실험적으로 분석하고, 슬래브의 수평 변형률 및 수직 변위를 측정하여 건조 수축에 따른 변형 거동을 정량적으로 평가하고자 하였다. 다양한 습도 조건에서 슬래브의 변형 양상을 비교 분석함으로써, 터널 환경에 적합한 콘크리트 포장 설계 및 유지관리 기준을 제시하고, 콘크리트 포장의 장 기 성능을 개선하기 위한 대책을 마련하고자 한다.

도심지에 시공된 아스팔트 포장은 교통량 증가와 중차량의 가감속으로 인해 포트홀 및 소성변형 등의 파손이 흔히 발생하고 있다. 이러한 아스팔트 포장의 파손을 최소화하기 위해 콘크리트 포장으로 전환하는 공법인 초속경 시멘트 콘크리트 포장 공법과 프리캐스 트 콘크리트 포장 공법이 있으나 고비용으로 인해 널리 적용하기에는 한계가 있는 실정이다. 최근 서울시에서는 신설 중앙버스정류장 에 현장타설 방식으로 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)을 시공하였다. 본 연구에서는 인력포설 방식으로 시공한 중앙버스정류장의 CRCP에 대한 공용성을 분석하고자 온도계, 균열유도장치, 철근 변형률계, 콘크리트 변형률계, 변위계, 균열계 등을 포함하는 계측시스 템을 구축하였으며 본 논문에서는 이러한 계측시스템에 대하여 기술한다.

국내에는 지형적인 조건 또는 그 외의 여러 제약에 따라 줄눈 콘크리트 포장(JCP)을 시공하는 경우가 많았다. JCP는 시공 이후 양생 제로 도포함에도 불구하고 시간이 지남에 따라 부등건조수축이 나타나, 운전자의 승차감과 안정성을 악화시킨다. 이를 해결하기 위해 포장설계 지침을 지속적으로 개정하고 있지만, 부등건조수축으로 인한 민원이 계속 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 JCP의 부등건조수축량에 영향을 줄 수 있는 변수를 설정하여 변수에 따른 거동 차이를 보고자 하였다. 3D 유한요소해 석 프로그램 ABAQUS를 이용하여 유한요소법을 통한 해석을 진행하였고, 모델링은 2차로 6 슬래브를 모형화하였다. JCP의 부등건조 수축량에 영향을 주는 슬래브 깊이별 온도변화가 포장설계에 따라 어떻게 변화하는지 고려하기 위하여, 그에 대한 변수로 하부층 종 류의 영향, 슬래브 두께의 영향, 주행차로 다웰바 추가 설치 유무의 영향, 줄눈 간격의 영향을 설정하였다. 기본적인 모델의 유한요소해석 부등건조수축량 결과와 위에서 설정한 변수를 적용하여 만든 모델에 대한 유한요소해석 부등건조수축 량 결과를 각각 도출하였고, 기본 모델 결과와 변수를 적용한 모델 결과를 비교하여 각각의 인자가 어느 정도의 영향을 미치는지 확 인해 보았다. 영향이 큰 인자들을 선별하여 복합적인 변수에 대한 영향을 보고자 하였고, 복합 변수를 적용한 모델의 유한요소해석 부등건조수축 량 결과와 기본 모델의 유항요소해석 부등건조수축량 결과를 비교하여 그 차이가 어느 정도인지 확인하였다. 이에 따라 앞으로 JCP구 간 부등건조수축에 대한 해결을 위해 중점을 두어야 할 인자를 파악할 수 있었으며, 결과를 현장에 적절하게 적용한다면 도로 주행성 과 안전성을 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 유한요소해석 결과에 대한 신뢰도를 부여하기 위해 현장 데이터와도 비교 분석하였고, 계절에 따라 약간의 차이는 있었으나, 평균값 과는 유사하여 본 연구의 구조해석 모형이 다양한 조건에 따른 연직변위 발생함에 있어 비교하는데 유용하다고 판단하였다.

Using porous asphalt in order to reduce traffic noise and increase road safety specially in rainy weather is become a time demand now a days. Traditional dense asphalt can not provide a well mannered drain systems, adequate road capacity and noise friendly environment, which can make harm to roadway, property and ultimately to the life. In contrast, porous asphalt provides a environment friendly, cost effective, high skid resistive and well drains pavement with great durability. Additionally, the ability of porous to decrease the number of crashes both in sunny and wet-weather are up to the mark. In this context, investigate the ability of porous asphalt allows for deeper insights into all the mentioned factors, which help to make a durable, time demandable, more safer pavements in the field of pavement engineering. By combining some lab tests, field tests and analyzing the data, this research offers more accurate and reliable results to lead a pavement situation adaptable.

국내 고속도로의 본선차로 포장은 시공비용이 저렴한 줄눈 콘크리트 포장을 주로 시공하였으나, 최근 유지보수비용이 증가함에 따 라 유지관리비용이 저렴하고 공용성이 뛰어난 연속철근 콘크리트 포장을 확대 적용하고 있는 추세이다. 그러나 본선차로가 연속철근 콘크리트 포장으로 시공될 때 접속차로의 포장은 대부분 줄눈 콘크리트 포장으로 시공하고 있어 서로 다른 포장 형식이 접속함으로 인해 거동 차이가 발생하여 접속부에서 파손이 발생하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 본선차로 연속철근 콘크리트 포장과 접속차로 줄눈 콘크리트 포장을 시공할 경우 줄눈 간격에 따른 접속차로 줄눈 콘크리트 포장의 응력 특성을 분석하기 위하여 유한요소해석 프 로그램을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 줄눈 간격별로 줄눈 콘크리트 포장의 해석모델을 구성하였으며 환경하중인 선형수직온도 경사와 온도하강, 그리고 선형수직온도경사와 온도하강을 동시에 적용하여 해석을 실시하였다. 구조해석 결과, 모든 온도조건에서 줄 눈 간격이 좁아질수록 슬래브와 타이바의 응력이 감소하는 것으로 나타났다.

본 연구는 2011년에 개발된 한국형 포장설계법(KPRP)이 국내 도로포장 분야에서 어떻게 활용되고 있는지를 조사하며, 특히 JCP(적층 콘크리트 포장) 설계에 중점을 두고 다양한 해외 포장설계 프로그램과의 비교를 수행하였다. 이를 위해 AASHOTO Ware와 같은 국제적으로 인정받고 빈번히 활용되는 해외 프로그램을 선택하여 두 프로그램 간의 차이점을 파악하고자 했다. 비교 대상으로 선정된 AASHOTO Ware는 미국에서 개발된 프로그램으로, 차량 분류 및 기후데이터 활용과 관련하여 KPRP와는 다른 특징을 보인다. AASHOTO Ware는 차량을 16종으로 분류하는 반면, KPRP는 12종으 로 분류하며, 특히 화물차량에 대한 상세한 분류 기준을 가지고 있다. 또한, AASHOTO Ware는 실시간 기후데이터를 인터넷 기반으로 활용하는 반면, KPRP는 기상대에서 축적한 데이터를 사용한다. 두 프로그램 간의 Input 값은 기후데이 터와 교통량 데이터 중 차량 분류를 중심으로 비교하였다. 향후에는 AASHOTO Ware의 설계로직을 분석하여 더욱 세 밀한 비교를 진행하고, 두 프로그램의 설계 전이함수와 로직을 분석하여 KPRP 프로그램의 발전에 기여하는 것이 이 연 구의 최종 목표이다. AASHOTO Ware의 유연한 최종IRI값 설정과 상세한 차량 분류 기준은 KPRP의 발전 가능성을 탐 구하는 데 중요한 지표로 활용될 것으로 예상된다.

In order to prevent early distress in asphalt pavement and save on subsequent operational and maintenance costs, modifying asphalt is an effective approach. Styrene–butadiene–styrene (SBS) block copolymers, due to their excellent physicochemical properties, have become a mature and widely used asphalt modifier. Carbon nanotubes (CNTs) possess advantages such as a large specific surface area and high modulus, which, when incorporated into asphalt, can enhance its deformation resistance. To analyze the effect of incorporating CNTs on SBS-modified asphalt (SBS-A), this study analyzed the influence of different CNT concentrations on the high and low-temperature performance and aging properties of SBS-A through penetration, softening point, ductility, dynamic shear rheometry, and short-term aging tests. The optimal CNT concentration was determined to be 1.0%. Furthermore, the changes in the modified asphalt during the aging process were analyzed using infrared spectroscopy.

PURPOSES : The purpose of this study is to provide basic data to improve the service life of asphalt pavement using basalt aggregate in Jeju Island by evaluating the performance of asphalt pavement through analysis of material and structural aspects. METHODS : To evaluate the performance of Jeju Island's asphalt pavement, cracks, permanent deformation, and longitudinal roughness were analyzed for the Aejo-ro road, which has high traffic and frequent premature damage. Cores were collected from Aejo-ro sections in good condition and damaged condition, and the physical properties of each layer were compared and analyzed. In addition, plate cores were collected from two sections with severe damage and the cause of pavement damage was analyzed in detail. RESULTS : About 45% of the collected cores suffered damage such as layer separation and damage to the lower layer. The asphalt content of surface layer in the damaged section was found to be 1.1% lower on average than that in the good condition section, and the mix gradations generally satisfied the standards. The density difference between the cores of each layer was found to be quite large, and the air voids was found to be at a high level. CONCLUSIONS : Test results on the cores showed that, considering the high absorption ratio of basalt aggregate, the asphalt content was generally low, and the high air voids of the pavement was believed to have had a significant impact on damage. High air voids in asphalt pavement can be caused by poor mixture itself, poor construction management, or a combination of the two factors. Additionally, the separation of each layer is believed to be the cause of premature failure of asphalt pavement.

PURPOSES : This study is aimed to economic analysis of the ferronickel slag pavement method carried out to suggest the necessity of developing ferronickel slag pavement technology. METHODS : A life cycle cost analysis of the application of the Ferronickel Slag pavement method and the cutting + overlay pavement method was performed to compare the economic indicators and greenhouse gas emissions for each pavement method. RESULTS : As a result of the analysis, regardless of the Ferronickel Slag mixing rate, if the common performance of the Ferronickel Slag pavement method is the same or superior to the existing pavement method, it is more economical than the existing pavement method. Furthermore, the lower the maintenance cost of the Ferronickel Slag pavement method, the higher the economic feasibility due to the high Ferronickel Slag mixing rate. Greenhouse gas emissions can be reduced from at least 9% to up to 53% through the application of the Ferronickel Slag pavement method, except for some scenario analysis results. CONCLUSIONS : This study provided that the Ferronickel Slag pavement method was superior to the existing pavement method in terms of economic and environmental aspects. Therefore, it was found that the objective justification of developing road pavement technology using Ferronickel Slag was secured.

PURPOSES : The evaluation of the low-temperature performance of an asphalt mixture is crucial for mitigating transverse thermal cracking and preventing traffic accidents on expressways. Engineers in pavement agencies must identify and verify the pavement sections that require urgent management. In early 2000, the research division of the Korea Expressway Corporation developed a three-dimensional (3D) pavement condition monitoring profiler vehicle (3DPM) and an advanced infographic (AIG) highway pavement management system computer program. Owing to these efforts, the management of the entire expressway network has become more precise, effective, and efficient. However, current 3DPM and AIG technologies focus only on the pavement surface and not on the entire pavement layer. Over the years, along with monitoring, further strengthening and verification of the feasibility of current 3DPM and AIG technologies by performing extensive mechanical tests and data analyses have been recommended. METHODS : First, the pavement section that required urgent care was selected using the 3DPM and AIG approaches. Second, asphalt mixture cores were acquired from the specified section, and a low-temperature fracture test, semi- circular bending (SCB) test, was performed. The mechanical parameters, energy-release rate, and fracture toughness were computed and compared. RESULTS : As expected, the asphalt mixture cores acquired from the specified pavement section ( poor condition – bad section) exhibited negative fracture performances compared to the control section (good section). CONCLUSIONS : The current 3DPM and AIG approaches in KEC can successfully evaluate and analyze selected pavement conditions. However, more extensive experimental studies and mathematical analyses are required to further strengthen and upgrade current pavement analysis approaches.

PURPOSES : This study aims to understand the effect of defective dowel bar installation on jointed concrete pavement (JCP), which can cause joint freezing, spalling, cracking, and faulting and finally shorten the lifespan of the pavement. METHODS : A comprehensive field survey was undertaken at an expressway construction site in South Korea to assess dowel bar installation conditions. In addition, finite element (FE) analysis was used to simulate JCP behavior with both vertical and horizontal dowel misalignments. Different temperature conditions, including a change of -55 °C and gradient of -0.1 °C/mm, were integrated into the FE model to examine horizontal slab contraction and simultaneous slab curling. RESULTS : The analysis revealed pronounced slab behaviors under specific temperature changes, particularly when combined with dowel misalignments. The simultaneous effects of horizontal contraction and slab curling owing to temperature changes and gradients became more evident in the presence of dowel misalignments. CONCLUSIONS : The results confirmed that dowel bar misalignment considerably affected the behavior of the JCP, thereby emphasizing the importance of the proper installation of dowel bars.

PURPOSES : The purpose of this study was to evaluate the common performance of asphalt pavements, determine the timing of preventive maintenance, and determine the optimal timing of application of the preventive maintenance methods by analyzing PMS data. METHODS : Using PMS data on asphalt pavement performance on highways, we derived the major damage factors and evaluated them according to the public period and traffic level. Among the factors evaluated, we determined those that could be improved by preventive maintenance, calculated the amount of change annually, and derived the timing of the application of the preventive maintenance method through correlation analysis. RESULTS : Among highway PMS data factors, crack variation was found to affect preventive maintenance, which increased rapidly after five years of performance. Traffic analysis showed that changes increased rapidly in the fifth, sixth, and seventh years when AADT exceeded 20,000, exceeded 10,000, and was under 10,000, respectively. Analysis of the amount of crack variation according to the pavement type showed that crack variation increased rapidly in the overlay section compared to the general AP section. CONCLUSIONS : Crack variation is the performance factor that was expected to be effective in preventive maintenance, and the PMS data showed that the initial application time of the preventive maintenance method varied by one year, depending on the traffic volume.