기술사 공부하는 자료 공유

Ⅰ. 개 요

1. 포장은 교통하중, 자연조건, 혼합물의 노화 등에 의해 공용성이 저하되며, 공용성 저하는 주행성, 안전성, 쾌적성을 저하시켜 결국에는 원활한 교통흐름에 지장을 주게 되므로 신속한 유지보수가 요구됨.

2. PMS (Pavement Management System)란

- 도로포장의 유지보수에 소요되는 막대한 예산을 효율적으로 집행하기 위하여

- 적절한 포장평가방법을 통해 구간별 유지보수 우선순위를 결정하고

- 최적의 보수공법을 제시하는 의사결정체계를 말한다.

3. PMS의 구성요소

가. 포장현황 및 서비스수준에 관련된 포장상태조사

나. 포장에 관련된 모든 정보 및 자료를 수집하는 Data Base

다. 해석체계 : 경제성분석 프로그램

라. 유지관리 및 유지보수 등에 관련된 결정기준

마. 적용기준

Ⅱ. Life Cycle에 의한 보수시기 결정

1. Life Cycle의 개념

- 포장의 수명은 신설초기부터 파손까지 일정한 Cycle에 의해 그 수명을 다한다는 이론

- 포장의 Life-Cycle을 Graph화하여 보수시기 선택

2. Life Cycle에 의한 보수시기 선정

: Life Cycle에 의해 포장파손전에 공용성을 회복할 수 있도록 보수시기 선택

Ⅲ. 유지보수의 최적화 방안(포장의 Life Cycle)

1. 노면의 평가

가. PSI 평가(공용성지수)

1) AASHTO 도로시험결과에 따라 PSI적용

2) 균열을 중요시하며, 균열율, 요철, 소성변형의 함수

3) PSI ≤ 1.0 : 재포장

PSI = 1.1 ～ 2.0 : Overlay

PSI = 2.1 ～ 3.0 : 표면처리

나. MCI 평가(유지관리지수)

1) 일본 건설성에서 개발된 모형

: 포장의 공용성을 노상 특정층에 의해 수치로 표시

2) 소성변형을 중요시

3) MCI ≤ 3 : 재포장

MCI ≤ 4 : 보수요

MCI ≤ 5 : 이상적인 관리상태

2. 보수공법의 선정

: 포장파손 형태의 대부분인 요철량과 균열율에 의한 공법선정

Ⅳ. PMS의 운영현황(보수공법 선정의 Diagram)

1. 미 국 : '93년초부터 각 주정부에 PMS도입 의무화('90%이상 도입)

2. 일 본 : '65년부터 세계최초로 포장상태 조사장비 개발, 체계적인 포장관리

3. 한 국

- 국 도 : '83년 프랑스 기술을 도입하여, 한국건설기술 연구원이 운영중

- 고속도로 : '93년부터 한국건설기술연구원이 PMS 개발중

Ⅴ. 결 론

1. PSM에 의한 효과는

: 객관적이고 합리적인 근거에 의한 유지보수 즉 예방적 유지보수의 실시를 통한,

1) 도로예산의 효율적인 집행

2) 항상 적정 수준의 포장상태 유지

3) 적기 보수에 의한 포장수명의 연장 등의 효과가 있다.

2. 정부에서는 '86년도부터 전국 국도에 대한 PMS를 도입하여 유지보수계획의 수립 및 예산정책에 이용하고 있으며,

현재 고속도로에 대한 PMS도 개발중에 있다.

3. 조속한 시일내에 고속도로, 국도, 지방도 뿐만아니라, 지지체에서 관리 운영하는 도로에 대하여도 적절한 PMS를 도입되어 합리적이고 체계적인 포장관리가 이루어져야 하겠다.

4. 아울러 각종 도로들에 대한 PMS자료의 수집 및 분석을 통한 연구활동이 활성화되어 포장설계, 시공, 유지관리의 기술발전을 도모하여야 하겠다.

Ⅰ. 개 요

1. 도로포장 파손원인

가. AP포장 : 주로 중차량, 포장두께부족, 노상의 지지력부족 등에 의해 발생.

나. Con'c포장 : AP포장과는 달리 포장줄눈이 주요원인으로 작용.

2. 포장파손시 주행성, 안전성, 쾌적성이 저하되어,

결국에는 원활한 교통흐름에 지장을 주게 되므로 신속한 유지보수가 요구됨.

3. 포장의 유지보수공법에는

- 유지공법(소규모 수리) : 응급적인 수리에 의해 포장의 공용성을 유지

ex) 팻칭, 표면처리, 절삭, 플라쉬대책, Surface Recycling

- 보수공법(대규모 수리) : 시험결과 분석, 과거경험등 신중한 검토후 결정

ex) Overlay, 절삭 Overlay, 재포장

4. 포장파손의 방지대책으로는

- 설계시 교통량, 배수, 기온, 환경적 요소를 고려한 적절한 두께 산정과

- 시공시 철저한 품질관리, 예방적 유지관리 실시, 정책적 배려가 선행되어야 한다.

Ⅱ. 파손형태 및 원인

1. 아스팔트 포장

가. 파손형태

1) 노면성상에 관한 파손

① 균 열 : 미세균열, 선상균열, 종,횡단균열, 시공조인트 균열

② 단 차 : 구조물 부근의 다짐부족에 의한 부등침하

③ 변 형 : 소성변형, 종단변형 요철, 코루케이션, 침하, 범프, 플라쉬

④ 마 모 : 라벨링, 폴리싱, 스케일링

⑤ 붕 괴 : 포트홀, 박리, 노화

⑥ 기 타 : 타이어자국, 흠집, 표면 부풀음

2) 구조에 관한 파손

① 거북등 균열 ② 동상 등

나. 원 인

1) 노면성상에 관한 파손

① 젖은 골재사용 ② 입경이 큰 골재사용

③ AP량 부족 또는 과다 ④ 노화 AP사용

⑤ AScon 과열 ⑥ Prime, Tack Coating양 부족

2) 구조에 관한 파손

① 과다한 교통하중 ② 포장두께 부족

③ 지하수 영향(침투수에 의한 박리현상) ④ 노상 지지력 부족

⑤ 동상방지층의 두께 부족(동결융해) ⑥ 다짐부족(공극율 과대)

2. 콘크리트 포장

가. 파손순서

줄눈의 Sealing재료 이탈 → 줄눈부에 물이나 이물질 침투 → Pumping현상

→ 균열 진행 → 균열된 포장 슬래브가 움직임

나. 파손형태

1) 가로균열 : 줄눈부 30cm이내, 건조수축에 의한 팽창작용

2) 세로균열 : 부등침하, 줄눈간격 부적당

3) 구속균열 : 가로, 세로줄눈 교차점에서 비늘 모양 발생

4) Ravelling : 짧은 줄눈 좌, 우 25mm 이내에서 Con'c가 깨지거나 부서짐

5) Spalling : 줄눈 60mm 이내, 줄눈부에 이물질이 침투하여 팽창방해

6) Pumping : 우수 침입으로 보조기층의 흙이 노면으로 올라감

7) Blow up : 팽창을 흡수 못해서 생기는 세굴현상

다. 원 인

1) 줄눈 - 간격부적정, 이물질 침투, Sealing재료 이탈

2) 교통량 과다

3) 보조기층 지지력 저하

4) 재료불량

5) 양생불량 - 직사광선, 온도관리

6) 콘크리트 경화 수축

Ⅲ. 유지보수공법

1. 아스팔트 포장

가. 유지공법(소규모 수리)

- 포장의 파손을 근본적으로 수리하는 것이 아니라 일시적으로 보수

- 종 류 : 팻칭, 표면처리, 절삭, 플라쉬대책, Surface Recycling

나. 보수공법(대규모 수리)

- 유지공법에 비하여 고가

- 보수공법 채택은 시험결과 분석, 과거경험등 신중한 검토후 결정

- 종 류 : Overlay, 절삭 Overlay, 재포장

다. 유지보수의 순서

노면의 자료수집 ⇨ 노면의 관찰 ⇨ 노면의 조사 ⇨ 노면의 평가 ⇨ 유지보수 공법 채택

라. 노면평가와 유지보수 공법(AASHTO에 의한 법)

1) PSI = 1.0 이하 : 재포장

2) PSI = 1.10～2.0 : Overlay

3) PSI = 2.1～3.0 : 표면처리

2. 콘크리트 포장

가. 줄눈 및 균열의 Sealing

1) 우수로 인한 Pumping현상 발생 방지

2) 순서 : Sealing부위 청소 → 프라이머 도포 → Sealing

나. 주입공법

: 슬래브에 구멍을 뚫어 주입재료 삽입 → 펌핑방지

1) Under Sealing - Cement 주입공법 : 양생기간 3일

- Asphalt 주입공법 : 양생기간 필요없이 조기교통 개방

2) Slab Jacking - Slab 침하시 Slab를 들어올리고 주입

다. Patching 공법 : Slab 파손부위에 현장타설 또는 PC Patching

라. 덧 씌우기(Over lay)

마. 재포장 : 가장 고가의 유지보수 공법

Ⅳ. 결 론(파손방지 대책)

: 본 수검자가 고속도로 설계시공 감독 경험에 따르면, 포장파손을 최소화하기 위해다음과 같은 사항을 고려하여야 할 것으로 사려됨.

1. 설계시 고려사항

가. 정확한 교통량 추정

나. 배수, 기온, 환경적 요소를 고려한 적절한 두께 산정

다. 환경, 교통조건 고려 적절한 유지보수 시기 결정

2. 시공시 고려사항

가. 아스팔트포장

1)다짐철저 : 토질별 최적장비 및 최적함수비 설정

2) 품질관리 철저 : AP배합기준, 포설온도 관리

3) 배수 철저 : 포장 및 지하 배수시설 → 노상지지력 감소방지

나. 콘크리트포장

1) 줄눈 설치 정밀시공 : 특히 Dowel Bar 설치 등

2) 양생, 품질관리, 배수 철저

3. 유지관리상

: 유지보수계획수립→정기적조사→대책수립→예방적 유지보수실시, 과적통제

4. 정책상 : 차량형식규제, 유지보수예산 적기배정

Ⅰ. 개 요

1. con'c 포장은 내구성 및 소성 변형에 대한 저항성이 강하기 때문에 어떤 원인에 의한 피로 파괴까지 사용할 수 있으나 다음과 같은 요인에 의하여 파손되며, 가장 큰 요인은 줄눈부에 관한 요인이다.

∙ con'c 경화 수축 ∙ 교통에 의한 마모

∙ 부적절한 재료의 사용 ∙ 줄눈부의 원인(가장 큰원인)

∙ 노상 및 보조기층의 지지력 약화

2. 콘크리트 포장의 파손은 심각한 교통소통에 영향을 주며, 장기간의 보수가 필요하기 때문에 적절한 유지보수로 원활한 도로 기능을 할 수 있도록 하여야 한다.

Ⅱ. 포장의 파손원인 및 대책

1. 무근콘크리트

1) 무근콘크리트 포장손상의 주 요인은 줄눈이며, 줄눈은 슬라브 균열방지 역할을 하는 목적으로 설치되나, 그 자체가 포장판 손상의 원인이 된다.

2) 파손종류 및 원인과 형태

2. 연속철근 콘크리트포장의 파손원인과 형태

Ⅲ. 시멘트 콘크리트포장 파손방지 대책

1. 설계시 고려사항

1) 노상 지지력의 정확한 적용

2) 추정 교통량의 정확한 예측

3) 적절한 배수처리 계획 제시

4) 줄눈의 설계 철저

2. 시공시 고려 사항

1) 줄눈 부위의 정확한 시공

2) 최적 함수비에서 충분한 다짐

3) 양생 철저히 하여 내구성 증가

4) 배수 철저히 하여 Pumping 현상 방지

Ⅳ. 시멘트 콘크리트포장 유지 보수

- 정기적인 조사를 실시하여 파손 발생시 원인 분석하여 대책수립 일상적인 보수와 정기적인 보수로 구분

1. 일상적인 보수

- 줄눈부, 우각부 등 노면 균열 손상같은 소규모 보수

1) 줄눈부 손상

① 줄눈재 파손 : 파손 줄눈재 제거→프라이머를 바른다→백업재, 줄눈주입

② 팽창줄눈부 손상 : 압축 파괴 → 팽창줄눈 유간 넓혀 재시공

Blow-up → 팽창줄눈 1개소 더 설치

③ 줄눈모서리 부위의 con'c손상 : 소요면적 절단후 Cement Mortar, Grouting

④ 줄눈모서리 부위의 과도한 손상 : 절단후 Tie-Bar 삽입→con'c 타설

2) 노면 균열

① 미세균열(균열폭 0.5㎜이하) : 청소후 Resin Morter 충전, Cut Sealing법

② 중간균열(0.5～1.5) : Tie-Bar 삽입 → Rasin Morter 충전

③ 대균열(1.5이상) : 보수 부위 철거 → Dowel Bar → con'c 타설

3) 표면 박리

- Cement Paste, Epoxy 수지로 채움

4) 단차 및 결손부

- con'c 및 Ascon으로 채움

2. 정기적인 보수(대규모 보수)

1) 주입공법 : Slab 아래 Pumping 등으로 동공발생, Asphalt나 Cement로 주입

2) Overlay : 설계하중증가, 기존 포장 표면상태 개선, 균열로 우수침투 방지

① 비접착식 : 기존포장, Sand A/P, Tack Coat, 포장

② 부분 접착식 : 부분 접착

③ 접착식 : 완전 일체

3) 재포장

- 파손이 심하고 다른 보수 방법으로는 평탄한 노면유지 및 강도 유지가 곤란할 때

3. 유지 보수 관리기법

1) 자료수집 → 노면관찰 → 노면조사 → 노면평가

2) 공용성 지수(PSI)에 의한 방법 :

0-1 : 재포장, 1.1-2 : overlay, 2.1-3 : 표면처리

3) 유지관리지수(MCI)에 의한 방법 :

3이하 : 보수시급, 4이하 : 보수필요, 5이하 : 관리수준

Ⅴ. 결론

1. IT 기술을 접목한 도로포장의 품질관리시스템 구축하여 CALS와 병행하여 포장 data의 구축과 공유 활용

2. 포장파손 예측모형을 개발하여 feedback하여 포장설계법에 적용

3. 시멘트콘크리트 포장파손의 가장 큰 원인은 줄눈의 설치에 관계되는 경우가 가장 크다. 따라서 건조수축, 온도변화 및 2차응력에 의한 부등침하등을 방지하기 위한 줄눈의 설계, 시공에 철저를 기하여야 한다.

4. 시멘트콘크리트 포장에 파손부가 발생시는 즉시 원인조사를 실시하여 균열발생초기에 보수, 보강을 실시하며 지지력부족등 근본적인 원인으로 인한 균열 발생시는 재포장등을 검토하여야 한다.

※ 결론

1. 설계단계시 고려사항

- 교통량 예측을 정확히

- 노반지지력을 정확히 산출하여 포장두께 산출

- 배수조건을 고려한 설계

- 줄눈설계의 철저

2. 시공단계

- 줄눈을 정확히 시공

- 재료 및 시공의 품질관리 철저

- 노상 및 선택층, 보조기층의 다짐 철저 - 지지력 및 평탄성 확보

- Con'c Slab 양생 철저

- 지하배수시설 설치로 배수처리 철저

3. 유지보수 단계

- 과적차량 통제

- P.M.S 기법에 의한 유지관리 철저 - 예방적 유지보수 관리

- 유지보수 대책 공법의 개발

4. 정책적 방안

- 과적차량 운행 제한

- 유지보수 예산의 적절한 배정 등

Ⅰ. 개 요

1. 아스팔트 포장은 일정기간동안 충분한 내구성과 공용성을 발휘하도록 교통여건, 자연여견 및 사용재료를 기준으로 하여 설계되며, 충분히 관리되어도 반복 교통하중 및 기상변화를 받아서 포장도로의 교통개방과 함께 파손이 동시에 진행된다.

2. 포장의 파손은 노상토의 지지력, 교통량, 포장두께의 세가지의 균형이 깨짐으로서 일어난다.

3. 아스팔트포장을 유지관리하는데 있어서 포장의 파손현상과 그 원인을 잘 이해하는 것은 중요한 일이다.

Ⅱ. 아스팔트포장의 파손의 분류와 원인

1. 노면성상에 관한 파손

- 공용성에만 관한 것으로 노면의 주행성과 교통 안전, 쾌적성, 포장에 기인하는 연도환경을 직접적으로 저해하며, 종국에는 포장의 내구성과 구조기능을 해치는 것을 말한다.

2. 구조에 관한 파손

- 포장내구성과 구조를 직접 저해하고,공용성의 저하, 연도환경의 저해에 연결되는 것으로 전면적인 거북등 모양의 균열등이 여기에 해당된다.

Ⅲ. 아스팔트 포장의 보수공법

1. 보수공법의 분류

2. 보수공법의 특징

1) 팻칭

∙ 포트홀, 단차, 부분적인 침하시 포장재료로 채우는 방법

∙ 기존 포장재료와 같은 재료 사용

2) 표면 처리

∙ 부분적인 균열, 변형, 마모, 박리, 노화시 2.5㎝이하로 Sealing층 시공

∙ 방법

- Seal Coat, Armor Coat

- Carpet Coat

- Fog Seal

- Slurry Seal

- 수지계 표면처리

3) 부분재포장

∙ 파손이 심한 경우 다른 공법으로 보수불가시

∙ 표층, 기층까지 부분적으로 재포장

4) 덧씌우기

∙ 기존 포장강도 부족 보강, 평탄성 개량 및 우수 침투 방지

∙ 공사비 소요가 많고, 시가지 노면상승에 따른 검토 필요

5) 절삭 overlay

∙ 노면상승, 배수시설 고려시 절삭 overlay 실시

∙ 균열, 소성변형이 심한 경우

6) 재포장

∙ 기층, 보조기층까지 재시공하는 방법

∙ 포장원인 조사후 경제성, 기술적인면 등을 종합 판단

7) 기타

∙ 절삭(milling)공법

∙ Surface Recycling 공법

- Reshape : 가열→긁어 일으킴→정형→전압

- Repave : 가열→긁어 일으킴→밭갈이→정형→신재혼합물공급 (씌운다) → 포설→전압

- Remix : 가열→긁어 일으킴→밭갈이→신재혼합→포설→전압

∙ 충진공법

Ⅳ. 파손방지 대책

: 본 수검자가 고속도로 설계시공 감독 경험에 따르면, 포장파손을 최소화하기 위해다음과 같은 사항을 고려하여야 할 것으로 사려됨.

1. 설계시 고려사항

가. 정확한 교통량 추정

나. 배수, 기온, 환경적 요소를 고려한 적절한 두께 산정

다. 환경, 교통조건 고려 적절한 유지보수 시기 결정

2. 시공시 고려사항

가. 다짐철저 : 토질별 최적장비 및 최적함수비 설정

나. 품질관리 철저 : AP배합기준, 포설온도 관리

다. 배수 철저 : 포장 및 지하 배수시설 → 노상지지력 감소방지

3. 유지관리상

: 유지보수계획수립→정기적조사→대책수립→예방적 유지보수실시, 과적통제

4. 정책상 : 차량형식규제, 유지보수예산 적기배정

Ⅴ. 결 론

1. IT 기술을 접목한 도로포장의 품질관리시스템 구축하여 CALS와 병행하여 포장 data의 구축과 공유 활용

2. 포장파손 예측모형을 개발하여 feedback하여 포장설계법에 적용

3. 적절한 시기에 유지 보수를 실시하는 것이 효과적이며 포장 유지 관리 체계 확립으로 도로 파손을 조기에 예방해야 한다.

4. 조사 및 관찰기록을 철저히 하고 환경적 측면의 재생공법 적극 활용하는 것이 바람직하다.

5. 효율적이고 체계적인 유지보수를 위한 PMS 도입이 시급한 과제임.