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. 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.

 

. 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

파 손 종 류

원 인

형 태

균 열

(Cracking)

1) 가로균열

 

 

 

 

- 온도 변화, 건조수축

- 줄눈간격이 너무 긴 경우

- 지지력 부족, 줄눈 시공 불량

- 노상토의 Swelling, 건조수축

 

2) 세로균열

 

 

- Warping(온도, 습도 변화)

- 성토의 부등 침하

- 세로줄눈 시공 불량, 간격 부적당

3) 우각부 균열

 

 

 

- 과적, 비틀림 응력 발생

- 지지력 부족, 다짐 부족

 

파 손 종 류

원 인

형 태

균 열

(Cracking)

 

 

 

4) D형 균열

 

 

 

- 동결, 융해

- 알카리 골재, 반응

 

5) Ravelling

 

 

- 줄눈의 형성시기, Cutting 시기가

빨라서 발생

 

6) Spalling

 

 

 

 

 

- 이물질 침입에 의한 압축 파괴

- 하중에 의한 처짐->모서리 깨짐

- Warping 현상

- Dowel Bar 정렬 불량

- 철근 부식

 

7) 경화시 균열

침하균열

Plastic 균열

- 철망, 철근 매설깊이 부적당하여

- 직사광선, 온도의 급격저하, 강풍,

양생불량

 

8) 구속 균열

 

 

 

- 비압축성 입자의 침입

 

 

파괴현상

1) Blow- up

 

 

 

 

- 온도 및 습도의 상승

- 줄눈 또는 균열부에 이물질 침투

- Dowel Bar con'c에 붙은 경우

- 팽창줄눈이 없거나 제대로 기능 저하

 

2) 압축파괴

(Shattering)

 

 

 

 

 

- 다짐 불충분

- 줄눈에 침입한 염분

- 동결 융해

- Blow up과 같은 원인

 

단차현상

1) Faulting

 

 

 

- Pumping

- 노상지지력 부족

- 동상, 절성경계면

- Dowel Bar가 없는 줄눈

 

마모 및

Scaling

1) 마모

 

- 교통, 사용재료 불량

- Tire Chain (한냉지)

 

2) Scaling

- 동결방지재(염화칼슘, 식염) 살포

 

2. 연속철근 콘크리트포장의 파손원인과 형태

파손형태

명 칭

정 의

원 인

형 태

 

 

 

 

 

 

가로균열

 

 

 

 

 

 

연속철근 콘크리트포장에서 가로균열은 설계시에 발생을 고려하기 때문에 이미 예견되는 균열

 

 

초기양생시 수분증발로 인한 콘크리트의 건조수축

차량하중 및 슬래브와 지반이 마찰력등과 같은 외력이 콘크리트의 피로강도를 초과할 때 발생

 

 

세로균열

 

 

 

 

 

 

 

 

세로방향 균열은 가로방향 균열과 달리 설계시에 고려하지 않으므로 발생을 허용하지않는 세로방향으로 발생한 균열이며 파손으로 간주한다

 

 

세로방향의 응력완화 줄눈을 설치하지 않은 경우

줄눈 절단시기가 늦었거나 절단깊이가 얕을 때

프라스틱 분리판이 잘못 놓였거나 없는 경우

포장두께에 비하여 폭이 좁은 분리판을 사용한 경우

노상토의 지지력 완화

D 균열

 

 

 

 

 

 

연속철근 콘크리트 포장에서 D균열은 주로 슬래브 모서리 부위에서 줄눈이나 균열에 평행하게 또는 모서리부분에서 곡선으로 많은 미세한 균열

동결융해작용에 따른 콘크리트 내구성의 저하

알카리 골재 반응

사용골재불량과 배수시설의 불량

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

블로우 엎

 

 

 

 

 

가로방향 균열이나 가로줄눈에서 발생하는 상향의 좌굴과 으스러는 현상

 

 

온도, 습도의 상승 또는 알칼리 골재반응 등에 의한 슬래브의 팽창

팽창줄눈이나 균열사이에 침투한 비압축성 물질

콘크리트 화학반응

 

시공 줄눈부

파손

 

 

연속철근 콘크리트포장 작업시 발생된 줄눈부에서의 콘크리트 붕괴 및 철근 파손 현상

콘크리트 다짐 불량

부적절한 철근 배치

 

 

 

세로방향 줄눈재 파손

 

세로방향 줄눈에서 줄눈재의 이탈 및 파손 현상

줄눈재의 내구성 부족

줄눈 접착제의 불량

 

 

펀치 아웃

 

 

 

 

포장면에서 가로, 세로균열 및 포장단부로 둘러쌓인 한 곳에 차량하중에 의해 집중된 구조적 파손 현상

중차량 하중하에서 지반 지지력 손실

펌핑에 의한 보조기층재의 유실

가로, 세로 균열의 상호작용

 

 

세로방향 스폴링

 

 

 

세로방향 줄눈으로부터 0.6m 이내의 거리에서 발생한 슬래브 끝부분의 파손 현상

비압축성 이물질의 침입

펌 핑

 

 

 

. 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

 

. 시멘트 콘크리트포장 유지 보수

- 기적인 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

줄눈재 파손 : 파손 줄눈재 제거프라이머를 바른다백업재, 줄눈주입

팽창줄눈부 손상 : 압축 파괴 팽창줄눈 유간 넓혀 재시공

Blow-up 팽창줄눈 1개소 더 설치

눈모서리 부위의 con'c손상 : 소요면적 절단후 Cement Mortar, Grouting

눈모서리 부위의 과도한 손상 : 절단후 Tie-Bar 삽입con'c 타설

2) 노면 균열

미세균열(균열폭 0.5이하) : 청소후 Resin Morter 충전, Cut Sealing

중간균열(0.51.5) : Tie-Bar 삽입 Rasin Morter 충전

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 Ascon으로 채움

2. 정기적인 보수(대규모 보수)

1) 주입공법 : Slab 아래 Pumping 등으로 동공발생, AsphaltCement로 주입

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

비접착식 : 기존포장, Sand A/P, Tack Coat, 포장

부분 접착식 : 부분 접착

접착식 : 완전 일체

3) 재포장

- 손이 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

 

. 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

 

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