PURPOSES: Until now, the maintenance of road pavement has mostly involved passive maintenance methods with full maintenance only performed at the end of road life. Recently, there has been growing interest in solving the problem of reflection cracks that occur at joints during application of the overlay method of old concrete pavement. This study was aimed at solving the problem of reflective cracks around expansion joints and at evaluating the durability performance of pavement with interlayer reinforced-composites waterproofing system for concrete overlay. METHODS: This study was conducted to investigate the effect of an interlayer on prevention of reflection cracks and to improve the tensile, compressive, shear, and vertical stresses due to plastic deformation and vehicle cyclic loading. An integrated overlaying layer (5cm or 8cm) was used to evaluate the applicability according to objective indicators. RESULTS and CONCLUSIONS : It was confirmed that cracks did not occur in the section of the line overlaid by the interlayer and that the reflection cracks generated by the action of the lower layer sufficiently absorbed the horizontal movement of the asphalt 5cm pavement overlay. It also suppressed, or at least delayed, the progress of the vertical cracks. The interlayer reinforced composite membrane waterproofing method used in the packing layer, showed through repeated fatigue test results that the accumulated fatigue crack resistance was greater than 120,000 times.

고속도로에서 재령이 20년이 넘는 노후 콘크리트가 늘어남에 따라 콘크리트 포장의 보수/보강이 중요한 이슈로 대두되고 있다. 노후 콘크리트 포장의 보강 대안으로서 아스팔트 덧씌우기가 많이 사용되고 있으나 반사균열 및 포트홀 등 체류수로 인한 문제가 심각하게 대두되고 있다. 본 연구는 반사균열 및 체류수의 문제를 최소화하기 위해 고안된 접착식 방수층을 소개하였으며 포장가속시험을 통해 일반 택코팅을 적용한 합성단면포장과 비교평가를 실시하였다. 실험은 강우를 모사하기 위해 물을 뿌리면서 진행하였고 덧씌우기 포장체의 거동 및 수분 저항 특성을 분석하였다. 연구결과 접착식 방수층은 아스팔트 포장과 콘크리트 포장이 일체로 거동하는 것을 도와주기 때문에 아스팔트 포장체에 발생하는 거동이 일반 택코팅 구간과 완전히 다른 것으로 나타났다. 또 수분의 유입을 최소화하므로 결과적으로 반사균열의 발생을 약 70% 지연시키는 것으로 나타났으며, 체류수로 인한 손상도 줄여주는 것으로 나타났다.

시멘트 안정처리 기층은 강성기층으로 러팅 저항성이 크고 상부하중 분산, 피로균열저항, 기층 보조기층의 파손 감소의 효과가 있으며 경제성이 뛰어나다는 장점이 있다. 그러나 건조수축에 의한 반사균열로 인하여 국내에서는 CTB가 전혀 적용되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 국내에 CTB적용을 위한 기초연구로써 반사 균열을 최소화하기 위해 건조수축을 억제할 수 있는 저수축 시멘트 안정처리 기층 재료개발을 시도하였다. 건조수축 이론을 고찰하여 건조수축 저감방안을 수립하였고 건조수축에 미치는 영향인자를 선정하였으며, 각 혼화재의 메커니즘을 분석한 후 실내 실험 및 현장실험을 수행하였다. 예비실험을 통하여 플라이 애쉬 첨가비율은 25%로 제안하였고 시멘트량은 모든 배합이 도로공사 린 기층의 허용강도를 만족하는 7%로 하였다. 본 실험 결과를 바탕으로 강도, 건조수축율, 경제성을 고려한 결과, 플라이 애쉬 25%, 플라이 애쉬 25%에 팽창재를 10%를 혼합한 배합을 대안으로 결정하였다. 실내실험에서 결정된 대안을 현장 실험에 적용한 결과 플라이 애쉬(25%)+팽창재(10%)가 최적의 저수축 시멘트 안정 처리 기층 배합임을 제시하였다.

본 연구는 노후된 시멘트 콘크리트 포장 위에 덧씌운 아스팔트 혼합물의 반사균열 지연을 위하여 바인더 2가지 일반과 개질, 바닥 보강재로 그리드 3종류와 Fabric 2종류의 효과를 평가하기 위하여 수행하였다. 보강재는 공시체 제조시 미리 슬래브 몰드 바닥에 깔고 가열 아스팔트 혼합물을 몰드에 부은 후 다짐을 하여 아스팔트 슬래브 공시체와 일체화시켜 콘크리트 블록 위에 덧씌우기 형태로 택코팅하여 부착하였다. 본 연구를 위하여 휨파괴(mode I) 및 전단파괴(mode II)반사균열 시험을 수행하였다. 시험결과, 일부의 그리드의 보강이 휨파괴 및 전단파괴에 의한 반사균열의 지연에 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 LDPE 개질아스팔트와 함께 사용하면 반사균열 지연에 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.

노후콘크리트 포장 수명을 연장하기 위한 방안으로 아스팔트 덧씌우기가 일반적이나 반사균열을 억제하기 어렵다는 단점이 있다. 반사균열을 억제하기 위하여 줄눈부 보수, 응력 완화층 설치가 적용되는 경우가 있으나 반사균열의 진전 속도를 늦추는 제한적인 성공을 보여 왔다. 콘크리트포장 슬래브를 원위치에서 파쇄하여 기층재료로 활용하고 그 위에 덧씌우기 포장을 건설하는 러블라이제이션 공법은 기존 덧씌우기 보강 공법을 갖고 있는 반사균열 문제를 완벽하게 해결할 수 있는 장점을 가지고 있다. 러벌라이제이션 공법을 적용할 경우 파쇄된 노후 콘크리트 포장층 상부층은 40mm-70mm로 파쇄되나 하부층은 100mm이상 되는 경우가 일반적이다. 국내 고속도로와 같이 상대적으로 두꺼운 콘크리트 포장 슬래브를 사용하는 경우 전체 포장 두께를 파쇄하기에 어려움이 있다. 따라서 파쇄된 노후 콘크리트 포장층이 반사균열을 유발시키지 않는 도로기층으로써의 역활을 확보하기 위한 적정 파쇄 깊이를 파악하기 위하여 본 연구에서는 미국 DOT에서 제안한 일반적인 파쇄규격(40mm-70mm)을 기준으로 파쇄 깊이를 0cm, 10cm, 20cm,로 변화시켜가며 반사균열 실내 모사 실험을 수행하여 반사균열 저항 특성을 분석하고 적정파쇄 깊이를 검토하였다.

본 연구는 아스팔트 콘크리트 덧씌우기에서 야기되는 반사균열에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 개질재 및 보강재를 사용하여 제조한 혼합물의 성능을 평가하기 위하여 수행하였다. 아스팔트 개질재로는 LDPE와 SBS 및 카본블랙을 이용하였고. 보강재로는 합성섬유(PF), 비닐(PV), 그리드(GG)를 이용하였다. 배합설계를 통해 얻은 최적아스팔트 함량으로 아스팔트 혼합물 슬래브를 제조하였다. 아스팔트 혼합물을 몰드에 붓기 전에 몰드 바닥에 비닐이나 그리드를 미리 깔아 보강 층으로서 만들었다. 갭(균열)이 있는 시멘트 콘크리트 위에 부착된 아스팔트 혼합물 공시체에 유압식 동적하중기를 이용하여 반복하중을 재하하였다. 반복하중에서 균열진전을 측정하여 각 처리 혼합물의 균열 지연효과를 평가하였다. 본 연구의 시험 결과로부터 특정 조합의 아스팔트 혼합물이 휨 파괴(Mode I)에 의한 반사균열 지연에 상당히 효과적인 것으로 나타났다.

본 연구는 아스팔트 콘크리트 덧씌우기에서 야기되는 반사균열에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 개질재 및 보강재를 사용하여 제조한 혼합물의 성능을 평가하기 위하여 수행하였다. 아스팔트 개질재로는 LDPE와 SBS 및 카본블랙을 이용하였고. 보강재로는 합성섬유(PF), 비닐(PV), 그리드(GG)를 이용하였다. 배합설계를 통해 얻은 최적아스팔트 함량으로 아스팔트 혼합물 슬래브를 제조하였다. 아스팔트 혼합물을 몰드에 붓기 전에 몰드 바닥에 비닐이나 그리드를 미리 깔아 보강 층으로서 만들었다. 갭(균열)이 있는 시멘트 콘크리트 위에 부착된 아스팔트 혼합물 공시체에 유압식 동적하중기를 이용하여 반복하중을 재하하였다. 반복하중에서 균열진전을 측정하여 각 처리 혼합물의 균열 지연효과를 평가하였다. 본 연구의 시험 결과로부터 특정 조합의 아스팔트 혼합물이 휨 파괴(Mode I)에 의한 반사균열 지연에 상당히 효과적인 것으로 나타났다.

In this study, the intensity change of a crack and concrete surface as light condition was estimated by using a reflection model. The result shaw that the concrete surface intensity was proportional to the light incident degree and the crack intensity was affected by the geometry of the crack.