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1. 개요

- 현재 국내에서 적용하고 있는 시멘트콘크리트 포장의 표면처리는 타이닝법과 그루빙 방법이 있으며 이러한 공법은 공용후 mortor 마모로 표면처리가 소멸되고 미끄럼 마찰력이 저하되며 터널에서는 이것이 분진으로 되어 터널내 환경을 악화시키는 문제점을 가지고 있다. 또한 주행소음 저감에도 한계를 가지고 있다.

- 반면 고속도로를 이용하는 고객의 쾌적 주행에 대한 요구와 연도 주민들의 소음에 대한 민원 제기는 나날이 증대되고 있는 실정이다.

- 따라서 주행 안전성, 환경 오염 방지, 주행소음 저감등이 가능한 콘크리트 표면처리공법 필요성 대두

 

2. 정의

- 골재노출공법은 콘크리트 시공시에 콘크리트 타설후 표면에 콘크리트 응결 지연제를 살포하고, 미경화된 표면의 MortarBrush로 긁어내어 조골재를 노출시켜 안정된 노면상태, 분진 발생저감, 소음저감이 기대되는 공법이며 이미 유럽, 일본등에서는 많은 시공사례가 보고되고 있는 공법

 

 

3. 골재노출공법의 종류 및 품질기준

구 분

적 용

 

w/c

C(kg)

조골재

Slump

조골재 용적율

골재노출

분진발생억제 및 미끄럼 저항 증진

2040m/m

39

330

1,278

4.5±1

0.77

소입경 골재노출

저소음이 주목적

10m/m

41

420

1,206

6.5±1

-

4. 시공순서

포설 및 마무리 지연제 살포 방수쉬트 양생 골재 노출기

- 150200cc/ - 경도 : 3040

-표면건조(34시간경과후) - 12시간 경과후

- 회전식 Brush 사용

청소정리줄눈시공 및 마무리 - Mortar : 23m/m

- 골재노출 : 1.5m/m

 

 

5. 시공전 준비사항

- 배 합 설 계 : 조골재 최대치수, 단위조골재의 용적율, w/c 결정

- 지연제 시험 : 제품종류, 살포량, 혼합농도, 살포시기, 골재노출시기 Test

- 시방기준 : 골재품질기준, 콘크리트 제조방법, 시공방법, 시공장비사용

- 소 요 장 비 : 응결지연제 살포기, 골재노출기(Power Sweeper)

하층 2단계 시공시

- 상층 : 소음 저감을 위하여 10m/m 내외의 골재 사용(510cm)

- 하층 : 강도 증진을 위하여 2540m/m 골재 사용(20cm)

 

6. 골재노출포장의 효과

. 음저감 효과

- 배수성 아스팔트포장 수준

- 57dB(콘크리트 포장대비), 02dB(종방향 타이닝 대비)

. 방음벽 설치비용절감 : 고속도로 이용차량의 주행소음 저감으로 방음벽 설치등 직접 비용 절감

. 민원발생 억제 : 소음감소로 인한 연도 주민 민원 발생 억제

. 쾌적한 주행 서비스 제공

. 신공법 실용화에 따른 국내 포장 기술력 향상 도모

 

 

7. 향후 골재노출포장공법 개선방향

. 시험시공 결과 분석

(시공성, 소음도, 미끄럼저항성, 경제성등 타공법 대비 장단점)

. 품질기준, 장비제원등 시공관련 시방서 작성

. 적용구간, 적용범위등 실무 적용 방안 수립

. 콘크리트 배합설계 기준

. 지연제 품질 규격 및 시공 기준

. 골재 노출시기등 공사 시방기준

. 사용장비 제원 및 장비 시방기준

. 골재노출공법 적용기준

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. 개 요

흙과 같이 물을 함유하고 있는 다공성 물질이 낮은 온도에 노출되어 그 일부가 동결할 때 이미 동결된 부분의 흙은 아직 동결되지 않은 부분으로부터 물을 빨아들인다. 동결의 진행과 물의 공급이 잘 일치하면 예상 밖의 큰 체적 팽창이 일어난다. 이 때 언 부분의 토립자 사이의 평균적인 간극은, 얼기 전에 비하여 확장된다. 또한, 확장된 토립자 사이의 간극에 물은 동결된 얼음으로 남아 있게 되는데, 이러한 현상을 동상이라고 하며, 기본 구조는 그림과 같다.

 

. 동결 지배요소

1. 동결의 영향요소

. 포장층과 노상재료의 세립자 함유비율

. 포장구조내 수분공급원의 존재유무

. 포장구조의 배수능력 등에 의해 영향

. 동결시 대기온도

. 해빙기의 융해진행속도 및 형식

2. 동결을 일으키기 위한 조건

 

 

. 토 질

1) 실트질(0.074mm 이하의 세립토)을 함유한 흙

2) 토립자의 입도, 흙의 밀도, 소성한계, 투수계수, 열전도율에 따라 다르게 나타남,

3) 토립자의 입도가 가장 중요한 요소임.

. 토양중의 함수비

1) 수분()의 공급이 충분한 경우

2) 함수비가 클수록, 지하수위가 높을수록 동결이 쉽다.

. 온 도

1) 온도가 0이하일 것

2) 지표면의 온도, 지하수의 온도 이외에 흙의 열전도율의 영향을 받는다.

3. 동결깊이의 산식

Z = CF

여기서, Z : 동결깊이(cm)

C : 정수(35)

F : 동결지수(℃․)

 

 

. 동상 방지대책

1. 설계방법

. 완전방지법

1) 동결깊이까지 비동상 재료로 설계하는 방법

2) 비경제적임

3) 연약지반 포장설계시 적용

. 감소노상강도법

1) 설계기준 설정에 어려움이 있고,

2) 포장두께가 동결지수와 직접적인 함수관계가 아니므로 잘 사용치 않음

. 노상동결관입허용법

1) 노상 동결을 어느정도 허용하는 방법

2) 동결지수와 직접적인 함수관계인 본 설계방법을 많이 사용

: 세가지 방법중 완전방지법은 비경제적이므로 특수한 경우에만 사용

감소노상강도법은 우리나라에 설계적용 곤란,

노상동결관입 허용법을 국내도로 설계법에 일반적으로 적용

2. 동상 방지공법

. 치환공법

1) 소요깊이까지 동상을 일으키지 않는 재료로 치환하는 방법

2) 포장두께보다 동결깊이가 깊을때

그 차이 만큼 노상동결 관입허용법을 적용 비동결 재료로 치환

3) 동상을 일으키지 않는 재료

- #4체 통과분중 #200체 통과량이 15%이하인 부순돌

- #4체 통과분중 #200체 통과량이 9%이하인 막자갈

- #200체 통과량이 6%이하인 모래

. 차단공법

1) 지하수위를 저하시키거나 성토를 하여 동상에 필요한 공급수를 차단하는 공법

2) 모관수의 상승을 차단하기 위해 Soil CementAsphalt로 안정처리

 

 

. 단열공법

: 포장 바로 밑에 기포콘크리트층으로 단열층을 만들어 흙의 온도저하를 적게하는 공법

. 안정처리공법

1) 동결온도를 낮추기 위해 지표부 흙을 화학적으로 안정처리하는 것

2) Nacl, Cacl2, Mgcl2 등을 혼합하여 화학적 안정처리

 

. 결 론

1. 동결융해방지를 위해서는 노상 및 포장층에 용수공급을 차단하는 것이 가장 중요한 것으로 판단되므로,

. 노선선정시 : 햇볕을 많이 받는곳, 배수가 용이한 지형으로 선형계획

. 설계시 : 배수계획 철저

노면수의 침투 및 지하수의 상승 차단토록 설계 (맹암거 설치)

. 시공시 동상을 일으킬 수 있는 깊이는 비동결재료로 치환

. 공용시 배수시설에 대한 도로유지관리를 철저히 시행

. 단열, 차수, 화학약품처리공법에 대한 지속적인 연구 필요.

2. 또한 단지내 도로, 주차장 등의 포장설계시

동결심도를 감안하지 않는 경우가 빈번함으로 특히, 유의하여 설계할 것

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. 개 요

1. 시멘트 콘크리트포장은

- 포틀랜드시멘트를 주재료로하여,

- 콘크리트 슬라브 자체가 교통축하중을 휨저항으로 지지하는 포장공법으로,

 

2. 그 종류에는

. 무근콘크리트 포장(Jointed Concrete Pavement)

1) Dowel Bar가 있는 포장

2) Dowel Bar가 없는 포장

. 철근콘크리트 포장(Reinforced Concrete Pavement)

1) 단경간 철근 콘크리트 포장(Jointed Reinforced Concrete Pavement)

2) 연속 철근 콘크리트 포장(Continuoused Reinforced Concrete Pavement)

. P.S 콘크리트 포장(Prestressed Concrete Pavement)

. 다짐 콘크리트 포장(Roller Compacted Concrete Pavement)로 구분할 수 있다

3. 본고에서는 JCPCRCP의 특성비교

 

 

. Jointed Concrete Pavement

1. 개 요

- 일체의 철근이 없는 포장형식으로

- 콘크리트의 경화, 건조수축, 온도변화 등의 영향으로 발생되는 Crack을 줄눈으로 유도하는 형태의 포장

- 우리나라에서 가장 보편화되어 있는 콘크리트 포장공법임.

 

2. Joint의 설치

. 세로줄눈(Longitudinal Joint, Tie Bar Joint)

1) 주 기 능 : Warping Stress 감소, 세로균열 방지

2) 설치간격 : 4.5m 간격, 주로 차선에 설치

3) 줄 눈 : 1차선포설시 - Tie Bar를 이용한 맞댄줄눈

2차선포설시 - 맹줄눈

4) Tie Bar : L=80cm, CTC=75cm, Φ=16mm

 

. 가로수축줄눈(Transverse Contraction Joint)

1) 주 기 능 건조수축, 온도변화에 의한 수축균열을 한곳으로 유도

온도차이에 의한 비틀림응력 감소

2) 설치간격 : 610m 간격

(Slab두께, Slab보강여부, 온도변화량, Slab마찰저항에 따라 결정)

3) 줄 눈 맹줄눈, 맞댄줄눈(시공Joint와 겹칠때)

4) Dowel Bar : L=50cm, CTC=30cm, Φ=25mm이상

 

 

. 가로팽창줄눈(Transverse Expansion Joint)

1) 주 기 능 Slab온도로 인한 팽창시 축방향 압축응력 경감

Blow up 및 압축파괴 방지

2) 설치간격 60240m(480m) 간격(시공시기 및 Slab두께에 따라 결정)

경험적으로 구조물접속부 이외엔 설치하지 않는 추세임.

Slab 두께

105

69

1520cm

60120cm

120240cm

25cm 이상

120240cm

240480cm

3) Dowel Bar : L=70cm, CTC=30cm, Φ=25mm이상

 

. Continuoused Reinforced Concrete Pavement

1. 개 요

. 무근 콘크리트포장의 단점인 줄눈파손의 문제점을 해결하기 위해

가로줄눈을 없앤 구조

. 콘크리트 슬라브에서 발생되는 Crack을 연속철근으로 억제하는 형태의 포장구조

2. 포장구조

. 슬라브 두께 : JCP 또는 JRCP와 동일

. 종방향 철근(0.5%) 및 횡방향철근(0.08%) 설치

. 종방향 철근의 연속배근

. 단부처리

1) CRCP의 처음과 끝은 자유단에 단부처리

2) 단부처리는 팽창을 억제하도록 앵커 또는 신축장치 설치.

- Anchor : 5-12m 간격으로 2-6개씩 설치

- 신축장치 : 일반적으로 Wide flange-Beam 단부이음을 설치

 

 

3. 문제점

. Slab두께 및 철근량 산출에 확실한 이론적 근거가 없다.

. 포장수명이 다했을 때 보강방법 및 포장처리 방법 부재

. 숙련된 고급인력 미확보

. 철근부식에 대한 방지책 부재

 

4. 대 책

. 구조체의 해석과 설계에 대한 합리적인 이론적 근거 마련

. 휨강성 보강철근의 구조적 작용을 설계과정에서 구체화

. 중차량 재하상태 등의 조건하에서 합리적인 해석법 연구

 

. 결 론

1. 콘크리트포장 도입당시 CRCP(중부, 88)를 주로 사용해온 국내 시멘트 콘크리트 포장은 설계, 시공면에서 상당한 진전을 이루었다.

2. 현재 콘크리트 포장은 JCP를 주로 사용하고 있으며 줄눈파손에 대한 연구가 필요함.

3. 향후 승차감, 평탄성, 소음, 진동에 대한 문제개선, 줄눈재 및 콘크리트 품질 개선, 시공장비 현대화 등에 대한 보다 적극적인 노력이 필요함.

 

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. 개 요

1. 도로포장 파손원인

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

. 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.

 

 

. 파손형태 및 원인

1. 아스팔트 포장

. 파손형태

1) 노면성상에 관한 파손

균 열 : 미세균열, 선상균열, ,횡단균열, 시공조인트 균열

단 차 : 구조물 부근의 다짐부족에 의한 부등침하

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

마 모 : 라벨링, 폴리싱, 스케일링

붕 괴 : 포트홀, 박리, 노화

기 타 : 타이어자국, 흠집, 표면 부풀음

2) 구조에 관한 파손

거북등 균열 동상 등

. 원 인

1) 노면성상에 관한 파손

젖은 골재사용 입경이 큰 골재사용

AP량 부족 또는 과다 노화 AP사용

AScon 과열 Prime, Tack Coating양 부족

2) 구조에 관한 파손

과다한 교통하중 포장두께 부족

지하수 영향(침투수에 의한 박리현상) 노상 지지력 부족

동상방지층의 두께 부족(동결융해) 다짐부족(공극율 과대)

 

 

2. 콘크리트 포장

. 파손순서

줄눈의 Sealing재료 이탈 줄눈부에 물이나 이물질 침투 Pumping현상

균열 진행 균열된 포장 슬래브가 움직임

. 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, 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

. 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

 

 

. 유지보수공법

1. 아스팔트 포장

. 유지공법(소규모 수리)

- 포장의 파손을 근본적으로 수리하는 것이 아니라 일시적으로 보수

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

. 보수공법(대규모 수리)

- 유지공법에 비하여 고가

- 보수공법 채택은 시험결과 분석, 과거경험등 신중한 검토후 결정

- 종 류 : Overlay, 절삭 Overlay, 재포장

. 유지보수의 순서

노면의 자료수집 노면의 관찰 노면의 조사 노면의 평가 유지보수 공법 채택

. 노면평가와 유지보수 공법(AASHTO에 의한 법)

1) PSI = 1.0 이하 : 재포장

2) PSI = 1.102.0 : Overlay

3) PSI = 2.13.0 : 표면처리

2. 콘크리트 포장

. 줄눈 및 균열의 Sealing

1) 우수로 인한 Pumping현상 발생 방지

2) 순서 : Sealing부위 청소 프라이머 도포 Sealing

. 주입공법

: 슬래브에 구멍을 뚫어 주입재료 삽입 펌핑방지

1) Under Sealing - Cement 주입공법 : 양생기간 3

- Asphalt 주입공법 : 양생기간 필요없이 조기교통 개방

2) Slab Jacking - Slab 침하시 Slab를 들어올리고 주입

. Patching 공법 : Slab 파손부위에 현장타설 또는 PC Patching

. 덧 씌우기(Over lay)

. 재포장 : 가장 고가의 유지보수 공법

 

 

. 결 론(파손방지 대책)

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

1. 설계시 고려사항

. 정확한 교통량 추정

. 배수, 기온, 환경적 요소를 고려한 적절한 두께 산정

. 환경, 교통조건 고려 적절한 유지보수 시기 결정

2. 시공시 고려사항

. 아스팔트포장

1)다짐철저 : 토질별 최적장비 및 최적함수비 설정

2) 품질관리 철저 : AP배합기준, 포설온도 관리

3) 배수 철저 : 포장 및 지하 배수시설 노상지지력 감소방지

. 콘크리트포장

1) 줄눈 설치 정밀시공 : 특히 Dowel Bar 설치 등

2) 양생, 품질관리, 배수 철저

3. 유지관리상

: 유지보수계획수립정기적조사대책수립예방적 유지보수실시, 과적통제

4. 정책상 : 차량형식규제, 유지보수예산 적기배정

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. 개 요

1. 아스팔트 포장

: 골재와 아스팔트를 결합하여 만든 포장으로,

교통하중을 표층기층보조기층노상으로 확산분포시켜 하중을 절감하는 형식

2. 콘크리트 포장

: 포틀랜드 시멘트를 주재료로하여, 콘크리트 슬라브 자체가 교통축하중을 휨저항으로 지지하는 포장공법

3. 아스팔트포장, 콘크리트포장은 각각 고유의 장단점을 지니고 있으므로, 어떤포장이 유리하다고는 판단할 수 없으며, 포장공법 선정시 다음사항을 고려하여 검토하여야 한다.

. 재료의 구입 난이도

. 포장장비의 사용 난이도

. 지형, 지질, 토질, 교통조건

. 환경조건(기후, 온도 등)

. 경제성

. 내구성

 

 

. 포장형식 선정시 고려사항

1. 1차적 고려사항(기술적 고려사항)

. 교통조건

1) 총 교통량, 교통구성(특히 중차량)등을 고려하여

적절한 공용성, 서비스 수준을 확보할 수 있는 형식 고려

2) 중차량이 많을 경우 : 콘크리트 포장 유리

. 토질조건

1) 연약지반 등 체적 변화가 심한 불량토질 : ASP포장이 유리

2) 절성토 경계부가 많은 도로 : 콘크리트포장이 유리

. 기후조건(환경조건)

1) 동결융해 고려

2) 적설지역에서는 제설작업 고려 표층의 손상이 적게

3) 소음, 진동, 대기오염 고려 환경영향이 적은 포장형식 고려

 

 

. 시공성

1) 공사기간, 기존 교통처리, 보수의 편의성 고려

2) 장래 확장, 단계건설 등도 고려

. 경제성

- 초기 건설비, 유지관리비 고려 LCC계념에 의한 비용편익 분석 실시

 

2. 2차적 고려사항

. 동일 지역내 유사한 포장의 공용성 비교 검토

. 인접도로의 기존 포장형식 고려

. 재생재료 사용 고려

: 기존포장 또는 다른 포장으로 부터 재생재료를 얻을 수 있는지 여부 검토

. 인근지역 재료의 이용여부 고려 : 소규모 사업시 특히 고려

 

3. 기타 정책적 고려사항

. 교통안전 고려

: 도로 조명반사, 표면 미끄럼 저항 등

. 포장재료 생산업체의 경쟁력 활성화 고려

: 독점을 피하고 건전한 경쟁유도

. 재료와 에너지절약 고려

- 희귀재료를 적게 사용하는 포장형식

- 재료의 생산, 운전, 포설시 에너지 소비가 적은 형식 고려

. 시공자 능력 고려

: 시공 경험 및 장비확보 여부 고려

. 관련 지자체의 정책선호도와 지방산업에 대한 인식 고려

. 기술향상을 도모하기 위한 정책적인 고려

 

 

. 결 론

1. 현재까지 국내의 도로포장설계는 미국의 AASHTO설계법을 75%이상 적용하고, 일본포장설계법을 준용함에 따라, 우리나라 실정에 맞지않는 설계인자의 차이로 인한 적용의 불확실성 등으로 설계결과에 대한 신뢰성이 떨어져 있는 실정

2. 이에 따라, 우리나라의 포장 설계법은,

- 잠정적으로 합리적이고 경험적인 AASHTO 설계법을 기준으로 하고,

- 우리나라 실정에 맞는 설계 입력변수들의 적용방안 마련이 바람직하다.

3. 이를 합리적으로 적용하기 위하여는,

1) 우리설정에 적합한 설계입력변수값을 적용할 수 있도록, 연 합동으로 연구 필요.

2) 도로 주행시험을 통한 한국형 포장설계 기준 정립 필요

3) 합리적인 포장두께 산정을 위하여 지형, 토질, 환경, 기후, 교통조건 등을 고려한 지역표준값 산정 필요

 

 

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. 개 요

1. 장 유지보수시 절삭 overlay 또는 재포장으로 발생되는 포장폐재의 처리시 사토장 확보의 어려움. 자원의 재활용 측면에서 바람직한 공법

2. 포장폐재 재생공법의 분류

1) 기층 이하를 목적으로 하는 것

재생기층 plant방식(plant base recycling)

노상재생 기층방식(field base recycling)

2) 아스팔트 혼합물을 목적으로 하는 것(표층)

플랜트 재생가열 혼합물 방식(plant hot mixer recycling)

노상재생 표층방식 (surface recycling)

 

. 공법의 특징

1. 기층을 목적으로 하는 경우

 

 

1) 재생기층 plant 방식

특징

- 랜트에서 아스팔트 포장폐재를 파쇄기층이나 보조기층의 입상재료로 제공

유의사항

- 당해지역 포장폐재 발생량 사전검토

- 생기층재의 품질은 신재와 동등-단면설계시 일반 포장설계와 같다.

- 부설후 로라다짐

- 등치환산계수는 동일

2) 노상재생 기층방식

특징

- 상에서 직접 파쇄한 기존 Asphalt 혼합물에 보충제(쇄석 등) 시멘트를 현장에서 첨가 안정처리기층으로 재생

유의사항

- 표층, 기층, 보조기층, 노상의 일부까지 분쇄하므로 노면성상, 노상CBR 지하 매설물 유무 등 사전 검토

- 치환산계수시멘트 안정처리 0.5, 시멘트 유제 안정처리 0.65

- 노면파쇄 혼합기로 기설노면파쇄안정처리 재료혼합깔기정형전압

2. 아스팔트 혼합물을 목적으로 하는 경우(표층)

1) 플랜트 재생가열 혼합물 방식

특징

- 플랜트에서 포장폐재에 신재를 보충 새로운 Asphalt 혼합물을 제조

유의사항

) 당해지역 포장폐재 발생량 사전검토, 중차량 많은 구간은 가급적 회피

) 단면설계는 일반설계와 동일

) 재생재 품질은 신재와 동일, 아스팔트 침입도 조정에 유의

) 시공은 일반포장공법과 동일

 

 

2) 노상재생 표층방식(surface recycling)

특징

) 노상에서 직접 기존의 ASP표층을 새로운 표층으로 재생

) 교통장애가 적다

) 절삭후 overlay에 비해 경제적

) 폐기물이 없으므로 사토장이 불필요

분류

) reform(reshape) : 기존포장을 가열 긁어일으켜 정형, 전압한다(신재혼합물 미사용)

) repaver : 기존포장을 가열 긁어일으켜, 정형, 이 위에 신재혼합물 포설 동시에 다진다.

) remix : 기존포장을 가열 긁어일으켜, 신재혼합물을 혼합해서 다진다.

유의사항

) 중간층이하 포장구조에 문제가 없을 것

) 생가능 두께 5cm정도, 종래 절삭 overlay와 경제성 등 검토

) 단면설계는 일반설계동일, 신재와 동등한 품질

) 시공은 히터에 의한 노면가열긁어 일으킴혼합 펴깔기로라다짐

 

. 재생공법 사용시 유의사항(문제점 / 발전방향)

1. 품질면

1) 폐재의 내구성 확인

2) 배합 설계 방법

3) 폐재의 품질기준과 적용 공정

4) 품질 관리 기준

 

 

2. 시공면

1) 폐재사용의 표준화

2) 폐재의 확보

3) 제조방법 및 포설방법의 표준화

3. 기타

1) 공장용지의 확보 및 환경 대책

2) 재생이용재료의 시장 안정화 등

 

. 결 론

1. 국내 여건상 자원이 부족(ASP계통)하고, 환경보호문제가 사회적으로 대두되고 있는 실정으로 Recycling 공법의 이용이 바람직하다.

2. 이의 적극 활용을 위한 포장폐재의 재생, 이용기술의 국내 여건에 맞는 연구개발과 공법의 시방기준 등의 정립이 필요하다.

3. 환경적인 측면과 경제성을 고려하여 아스팔트포장 폐재의 활용을 법적 제재를 가하여 재생 아스팔트혼합물에 대한 인식을 정립해야 할 필요성이 있음.

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. 개 요

1. 기존의 아스팔트 시험법은 기본적으로 침입도에 근거한 아스팔트품질관리 1980년대에 이르러 연화점 관리기준을 추가하여 온도변화에 따른 아스팔트의 물성변화 특성에 관한 간접적인 기준을 보완하여 사용하고 있다.

2. 침입도에 의한 아스팔트 품질관리는

- 경험치에 근거한 방법으로

- 아스팔트 생산과정의 변화 및 원유생산지별 특성 무시되어

- 아스팔트의 대표적 품질관리측면의 시험기준으로 사용하기에는 한계

3. , 25°c에서의 침입도 결과만으로는

- 아스팔트의 물리적 성질을 측정하는 것이 아니고 경험적으로 해석하는 것이기 때문에

- 포장공용중 온도변화에 따른 공용성(Performance serviceability) 특성을 예측할 수 없고,

4. 미 연방정부 차원의 전략적 도로 연구사업(Strategic Highway Research Program : SHRP)의 연구성과중 아스팔트에 관련된 아스팔트 및 아스팔트 혼합물에 대한 재료규격, 시험방법, 혼합물의 배합설계방법, 공용성 평가방법등을 총칭하여 Superpave라 명명하였다.

 

 

. 아스팔트 시멘트의 거동특성

1. 강성과 연약성 : 온도와 밀접한 관계에 있다.

2. 점성과 탄성의 성질을 동시에 가진 점ㆍ탄성 재료특성

3. 산화적 경화특성(노후경화) : 산소와 반응하여 경화하는 현상

 

. 기존 아스팔트 품질관리기준 형태

아스팔트의 점탄성 성질중 점성적인 특성에 주안점을 두고 있으며, 다음과 같이 크게 4가지 관리기준을 사용

1. 침입도에 의한 방법

2. 점도에 의한 방법

3. 박막가열후의 점도에 의한 방법

4. 3가지 방법중 2개를 동시에 적용하는 방법

 

. SUPERPAVE

1. 개 요

- 기존 아스팔트 품질규격인 점성적 특성에 탄성적 특성까지 포함

- 아스팔트포장에서 덥고 추운 전체 온도범위를 고려하여 공용성에 기초

- “공용성 등급에 의한 아스팔트 구분(PG)"이라고도 함.

2. SUPERPAVE 시험규격 : 기본 6가지 시험항목

 

 

1) Aging(노화도)

2) Bending beam(휨시험)

3)Dynamic shear(동전단)

4) Direct tension(직접인장)

5) Flash point(인화점)

6) Viscosity(점도)

3. SUPERPAVE 특징

. 개질 및 개질되지 않은 아스팔트 모두에 적용

. 측정된 아스팔트 Binder의 물리적특성은 공용특성과 관련

. 저장, 단기노화, 장기노화 3단계로 분류하여 시험

. 해당지역의 전체 온도범위를 고려

. 소성변형, 피로균열, 온도균열 손상을 제어

4. SUPERPAVEBinder 등급(PG:Performance Grade)

. 고온등급 : PG 4682까지 7등급으로 구분 (PG 46, PG52, 6씩 더함)

. 저온등급 : -10-46까지 7등급으로 구분 (-10, -16, -22, 6씩 더함)

 

 

. 결 론

1. 슈퍼페이브 혼합물 시험방법은 제1단계(Level 1), 2단계(Level 2), 3단계(Level 3)로 나누며, 2, 3단계 시험은 장비가 고가이고 시험법이 복잡하다.

2. 고온 및 중차량 조건에서 혼합물이 견딜수 있도록 아스팔트 결합재의 물성을 강화하는 개념으로써 공용성등급에 의한 아스팔트를 현장에 적용함으로소성변형과 같은 문제점을 개선할 수 있다.

3. 현재 우리나라에서 생산되는 아스팔트의 공용등급은 대부분 PG58-22로 분류되며 이는 침입도 기준만으로 분류되는 현 아스팔트 등급체계로는 적절한 생산 및 품질관리가 이루어지지 못함을 의미하므로 우리나라의 환경조건에 맞는 공용성 등급, 온도조건등을 연구분석하여 슈퍼페이브에 부합되는 국내 KS 품질기준과 시험 규정의 수립이 요망된다.

4. SUPERPAVE의 특징은

- 기존의 밀입도 아스팔트 혼합물의 입도 분포특성을 그대로 적용하고

- 고온 조건 및 중차량 조건에서 혼합물이 충분히 견딜 수 있도록

아스팔트 결합재의 물성치를 판단하는 개념으로서

- 기존의 소성변형과 피로 및 온도균열등의 문제점을 크게 개선할 수 있을 것이다.

5. 국내에서 생산되고 있는 아스팔트의 대부분은

- SUPERPAVE의 공용성등급 PG 58-22에 포함되며,

- 이는 Ap-3Ap-5등 침입도 기준만으로 분류하고 있는 현 아스팔트 등급체계하에서는 적절한 품질관리가 이루어지지 못하는 것을 의미하므로

- 국내 환경조건에서도 SUPERPAVE에 의한 공용성 등급의 온도간격 설정에 대한 분석이 필요하다고 하겠으며,

- 아울러 SUPERPAVE에 부합되는 국내 KS관련 품질기준 및 시험규정의 수립이 있어야 할 것이다.

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. 개 요

1. 기존도로의 전반적인 효율성 제고와 특히 유지보수에 대한 막대한 재정적인 해결대책을 적극적으로 검토하기 위한 배경하에 미국 연방 도로국(FHWA : Fedeal Highway Administration)은 이를 해결할 수 있는 유일한 방법으로 도로투자의 효율화를 위한 연구개발이라는 거시적인 결론을 내리게 되었다.

2. SHRP은 미국연방정부를 중심으로 전 세계가 참여한 도로분야의 대규모 전략적 연구사업으로 1960년대초 실시한 AASHO 도로시험(후에 AASHTO 설계법의 근거가 된 대규모 도로시험) 이후 세계 최대규모의 도로 연구사업이다.

 

. SHRP의 특징

1. 연구기간 및 연구비

1) 연구기간 : 5년간(1987 1992)

2) 연구비 : 1200억원($1.5) 투입

 

 

2. 연구과제

1) 선정된 연구분야는 크게 4개분야로 분류

2) 아스팔트, 콘크리트 및 구조, 도로 운영, 포장의 장기 공용성

3. 1992년 연구가 일단락 지어진 후 현재 연구결과를 현장에 적용하는 일이 활발하게 진행중에 있음.

 

. 각 분야별 주요 연구내용

1. 아스팔트 분야

1) 아스팔트 포장의 수명을 연장함으로서 도로투자효율을 높이기 위한 것.

2) 아스팔트 및 아스팔트 혼합물에 대해 포장의 실제 공용성에 미치는 요인을 구체적으로 파악하고 정량화하는데 주안점을 둠.

 

 

2. 콘크리트 및 구조분야

1) 교량 & 포장 등 콘크리트 시설물의 수명 증진

2) 콘크리트의 내구성에 영향을 미치는 요인들에 대한 심층 연구

3. 도로운영 분야

1) 안전시설 설치로 보다 원활한 도로 운용

2) 도로상태 유지를 보다 효율적

4. 포장의 장기 공용성 분야

1) 포장의 장기적인 포장 상태조사 실시로 D/B화 함

2) 포장파손에 영향을 미치는 요인들을 평가 함

3) 바람직한 포장의 설계, 시공, 유지보수 방법을 제시하기 위함

4) 조사대상구간은 미국에서 공용중인 1,500개 포장구간을 포함하여 세계 각지에서 시험구간을 선정하였음.

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