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Ⅰ. 개 요

1. 시멘트 콘크리트포장은

- 포틀랜드시멘트를 주재료로하여,

- 콘크리트 슬라브 자체가 교통축하중을 휨저항으로 지지하는 포장공법으로,

2. 그 종류에는

가. 무근콘크리트 포장(Jointed Concrete Pavement)

1) Dowel Bar가 있는 포장

2) Dowel Bar가 없는 포장

나. 철근콘크리트 포장(Reinforced Concrete Pavement)

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

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

다. P.S 콘크리트 포장(Prestressed Concrete Pavement)

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

3. 본고에서는 JCP와 CRCP의 특성비교

Ⅱ. 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

가. 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

나. 가로수축줄눈(Transverse Contraction Joint)

1) 주 기 능 ․건조수축, 온도변화에 의한 수축균열을 한곳으로 유도

․온도차이에 의한 비틀림응력 감소

2) 설치간격 : 6～10m 간격

(Slab두께, Slab보강여부, 온도변화량, Slab마찰저항에 따라 결정)

3) 줄 눈 ․맹줄눈, 맞댄줄눈(시공Joint와 겹칠때)

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

다. 가로팽창줄눈(Transverse Expansion Joint)

1) 주 기 능 ․ Slab온도로 인한 팽창시 축방향 압축응력 경감

․ Blow up 및 압축파괴 방지

2) 설치간격 ․ 60～240m(480m) 간격(시공시기 및 Slab두께에 따라 결정)

․경험적으로 구조물접속부 이외엔 설치하지 않는 추세임.

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

Ⅲ. Continuoused Reinforced Concrete Pavement

1. 개 요

가. 무근 콘크리트포장의 단점인 줄눈파손의 문제점을 해결하기 위해

가로줄눈을 없앤 구조

나. 콘크리트 슬라브에서 발생되는 Crack을 연속철근으로 억제하는 형태의 포장구조

2. 포장구조

가. 슬라브 두께 : JCP 또는 JRCP와 동일

나. 종방향 철근(0.5%) 및 횡방향철근(0.08%) 설치

다. 종방향 철근의 연속배근

라. 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

가. Slab두께 및 철근량 산출에 확실한 이론적 근거가 없다.

나. 포장수명이 다했을 때 보강방법 및 포장처리 방법 부재

다. 숙련된 고급인력 미확보

라. 철근부식에 대한 방지책 부재

4. 대 책

가. 구조체의 해석과 설계에 대한 합리적인 이론적 근거 마련

나. 휨강성 보강철근의 구조적 작용을 설계과정에서 구체화

다. 중차량 재하상태 등의 조건하에서 합리적인 해석법 연구

Ⅳ. 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.

Ⅰ. 개 요

1. 라텍스 콘크리트(LMC)포장은 콘크리트에 폴리머 라텍스(Latax)를 첨가하여 혼합하는 방법

2. 라텍스 콘크리트포장은 포틀랜드시멘트콘크리트에 라텍스 계열 폴리머를 첨가해서 만들어진 콘크리트로서 50%의 물과 50%의 고분자를 섞어 라텍스를 만들고 이렇게 제조된 라텍스와 콘크리트를 혼합하여 포장체를 만든다.

3. 라텍스 콘크리트는 페이스트(Paste)안에서 연속적인 폴리머 막을 형성하고 이러한 막이 인장강도에 영향을 미치게 된다.

Ⅱ. 라텍스 콘크리트의 특징

1. 유동성 및 점착력 증가

2. 미세균열의 충진효과로 균열확산 억제

3. 침투성 감소로 방수효과 우수

4. 휨, 인장강도 증가로 내구성 증진

5. 보통 콘크리트와 동일한 역학적 거동

Ⅲ. 라텍스 콘크리트의 용도

1. 덧씌우기나 팻칭 용도

2. 교면포장

Ⅳ. 라텍스 콘크리트로 교면포장시 장ㆍ단점

Ⅴ. LMC 특징

1. 바닥판 콘크리트와 동질재료 및 동일 결합재 사용에 따른 유사한 역학적 거동

2. 균열억제, 평탄성 확보

3. 염해 및 동해 억제효과 등에 의한 교량수명 연장

Ⅵ. 결론

1. LMC는 방수성, 부착성 및 균열발생 효과 우수

2. 미국의 경우 제빙제 사용지역에 광범위하게 적용하고 있는 실정

3. 2000년 5월 중부고속도로(하암-호법) 제3공구 궁평육교 시험시공후 긍정적 평가 확인 후 현재 고속도로 및 국도상 교량 대상으로 확대시공 이루어지고 있는 상태

Ⅰ. 개 요

1. 노상반력계수는 AASHTO의 설계인자로 강성 포장구조를 설계하기 위하여 노상의 포장슬래브에 대한 지지력의 정도를 산정해야 한다.

2. 이것은 유효노상 반력계수로 표시되며 보조기층의 형태와 두께, 강성기초의 깊이, 지지력감소등의 복합적인 영향에 따라 변화된다.

Ⅱ. 유효노상반력계수(K)의 산정

1. 유효노상반력계수에 대한 영향요소 결정

1) 유효노상반력계수는 노반토의 (동)탄성계수 뿐만 아니라 여러 가지 다른 요소들에 의해 달라지므로 우선 고려해야할 복합요소들을 산정해야 한다.

2) K값에 영향을 주는 요소

① 보조기층의 두께 및 탄성계수

② 국부적인 지지력 손실

③ 기반암의 깊이

2. 노반동탄성계수 설정

계절적인 노반동탄성계수치를 산정한다.

3. 보조기층의 탄성계수 설정

1) 유효 K값을 산정하는 세번째 단계로 각 계절별 보조기층 탄성계수(ESB)를 구한다.

2) 이 탄성계수는 노반동탄성계수를 결정하기 위하여 사용한 계절구분에 대응되어야 한다.

4. 합성노상반력계수 산정

1) 반무한 깊이, 즉 기반암의 깊이가 3.0m이상인 노상으로 가정한 각 계절별 노상반력계수를 구한다.

2) 포장슬래브를 보조기층이 없어 노상에 바로 설치할 경우 k = MR / 49.3

5. 강성기초의 효과를 고려한 노상반력계수 산정

산정된 합성노상반력계수에 대해 강성기초의 효과를 고려하여 수정

6. 상대손상 산정

필요한 슬래브의 두께를 산정하는 단계로서 각 계절별 상대손상 Ur을 결정한다.

7. 평균상대손상 결정

총 Ur값을 구분한 계절수로 나누어 평균상대손상을 결정한다.

8. 지지력손실에 대한 수정 유효노상반력계수 산정

보조기층침식에 의해 야기되는 잠재적인 지지력손실을 고려하여 유효노상반력계수를 수정한다.

Ⅲ. 결론

1. 콘크리트 슬래브를 지지하는 지지력은 노반토의 지지력 뿐만 아니라 보조기층, 강성기초의 깊이 및 지지력손실 등 여러 가지 요소들을 고려하여 결정한다.

2. 포장슬래브의 두께를 결정하는 설계도표를 이용하기 위해서는 이러한 여러 가지 요소들이 고려된 설계 유효노상반력계수(k)를 구하여야 한다.

3. 도로환경(배수, 동상, 수분변화) 미반영

4. 실제포장체의 동적하중 미반영으로 신뢰성 낮음

한국형포장설계법과 비교하시기 바랍니다.

Ⅰ. 개 요

1. 강성포장은 콘크리트를 이용 강성판으로 만드는 포장방법으로 콘크리트 슬래브가 교통하중을 휨저항으로 지지하는 구조형태이며

2. 무근 콘크리트 포장(J.C.P), 철근 콘크리트 포장(J.R.C.P), 연속 철근 콘크리트 포장(C.R.C.P)로 구분된다.

3. 본문에서는 설계방법의 분류 및 특징, 국내 설계방법의 대표적인 AASHTO 설계법을 중심으로 기술하고자 한다.

Ⅱ. 설계방법의 분류 및 특징

1. '86 AASHTO 설계법

가. 개 요

AASHTO 도로시험에서 정립된 서비스 능력-공용성 개념을 토대로 얻어진 모델식을 이용하는 설계법

나. 입력변수

1) 교통조건 : 8.2ton 환산교통량 누가통과횟수

2) 노상조건 : 유효 노상반력계수 K75

3) 콘크리트 특성 : 콘크리트 허용응력 = 콘크리트파괴계수/안전율

4) 하중전달계수 : 노면, 골재의 맞물림, 하중전달장치 고려

5) 배수계수

<'72 AASHTO 와의 차이점>

1. 신뢰도 개념 도입

2. 배수조건 고려

3. 노상지지력 계수를 동탄성계수(MR)로 대체

4. 환경조건 : 수분과 온도사항 포함

5. 노상지지력 손실 여부 고려

다. 포장두께 산정과정

: Nomograph에 의해 Slab 두께를 결정하고, 줄눈 및 철근보강 실시.

라. 특 징

1) 설계변수의 정량화

2) 개량적 수치를 설명

3) 노상반력계수, 하중전달계수, 배수계수를 우리나라 실정에 맞게 선정

2. PCA 설계법

가. 개 요

: 교통하중재하에 따른 유발응력과 처짐을 제한하는 피로기준에

Miner법칙을 적용하는 역학적 해석 개념의 설계법

나. 입력변수

1) 교통조건 : 단,복축하중 동시 고려

2) 노상조건 : 노상의 지지력 계수 K95

3) 콘크리트 특성 : σk의 110%를 취함(하중증가 고려)

4) 하중안전율 : 평균축하중에 20% 충격 가산

5) 등가 응력, 응력비

다. 포장두께 산정

: Slab 두께를 가정해 가면서 모든 축하중의 합계 백분율이 100보다 작을 때,

가정된 Slab두께를 설계두께로 결정

라. 특 징 : 국내에서는 거의 사용치 않음

3. 일본 콘크리트 포장요강 설계법

가. 개 요

: PCA 설계기준 하중재하응력과 온도유발응력에 대한 피로기준에

Miner법칙을 적용하여 일본에서 시험포장의 공용자료를 토대로 설계목표치 제시

나. 입력변수

1) 교통조건

L교통(100대 미만), A교통(100～250대), B교통(250～1,000대),

C교통(1,000～3,000대), D교통(3,000대 이상)

2) 노상조건 : 보조기층의 지지력 계수가 20kg/cm2이 되도록 한다.

다. 포장두께 산정

1) 보조기층 두께 : (보조기층 지지력계수/ 노상 지지력계수)비를 토대로 두께결정

2) Slab 두께 : 교통량에 따라 콘크리트 휨강도 45kg/cm2로 한다.

라. 특 징 : 이론적 고찰에 이르지 못함.

4. 비교 평가

가. 교통량이 많을 경우 : AASHTO 〉 PCA 〉 일본

나. 교통량이 적을 경우 : PCA 〉일본 〉 AASHTO

Ⅲ. 결 론

1. 현재까지 국내 포장설계는 AASHTO설계법 및 일본포장설계법을 준용함에 따라,

우리나라 실정에 맞지않는 설계인자의 차이로 설계결과에 대한 신뢰성이 떨어져 있는 실정

2. 이에 따라, 우리나라의 포장 설계법은

합리적이고 경험적인 AASHTO 설계법 적용을 기준으로 하고,

우리나라 실정에 맞는 설계 입력변수들의 적용방안 마련이 바람직하다.

3. 이를 합리적으로 적용하기 위하여는

가. 우리설정에 적합한 설계입력변수값을 마련을 위한 산․학․연 합동연구 필요.

나. 도로 주행시험을 통한 한국형 포장설계 기준 정립 필요

다. 지형, 토질, 환경, 기후, 교통조건 등을 고려한 지역표준값 산정 필요

4. 본 수검자가 고속도로 설계시공 감독 경험에 따르면 다음과 같은 문제점 개선이 필요하다고 사려됨.

1) 확장 설계시

- 단순확장에 따른 기존포장과 신설포장과의 접속시 기존포장의 측대폭 절단을 최소화(50cm →25cm)할 수 있는 방안마련 필요

2) 신설 설계시

- 근래 대대적인 콘크리트포장 적용은 바람직하지 않으며, 시공성, 경제성, 지역특성등을 종합적으로 고려한 포장공법 선택이 필요.

Ⅰ. 개 요

1. 콘크리트 포장은 표층이 받은 하중을 콘크리트 slab의 휨저항에 의해 대부분의 하중을 지지하는 강성포장이다.

2. 강성 포장의 종류로는 횡방향 줄눈과 보강철근 유무 및 형식에 따라

1) 무근콘크리트 포장(JCP)

2) 철근콘크리트 포장(JRCP)

3) 연속철근콘크리트 포장(CRCP)등으로 나누며, 그외에 PCP(Prestressed Concrete Parement), 로울러 다짐 콘크리트포장(Rccp)가 있으나 아직 연구개발단계에 있으며 외국에서도 공항의 활주로등 일부에서만 사용되고 있다.

Ⅱ. 포장 공법별 특성

1. 무근콘크리트 포장(JCP : Jointed Concrete Pavement)

가. 개 요

1) 일체의 철근이 없는 포장형식

2) 건조수축, 온도변화 등으로 발생되는 Crack을 줄눈으로 억제하는 형태의 포장

3) 우리나라에서 가장 보편화되어 있는 Con'c포장공법임.

나. 줄 눈

1) 세로줄눈(Longitudinal Joint, Tie Bar Joint)

2) 가로수축줄눈(Transverse Contraction Joint)

3) 가로팽창줄눈(Transverse Expansion Joint)

2. 단경간 철근콘크리트 포장(JRCP : Jointed Reinforced Concrete Pavement)

가. 개 요

- 무근 콘크리트포장의 단점인 줄눈파손의 문제점을 감소시키기 위해

- 줄눈간격을 증가시키고, 과도한 균열방지를 위해 종방향 철근 사용

나. 줄눈, 균열

: 모든 균열을 줄눈으로 유도하며, 철근으로 강력 규제

다. 장단점

: JCP에 비해 줄눈의 충격은 여전하나, 균열억제 효과

라. 적 용

: 절성경계부, 편절,편성부, 접속슬래브, 영업소, 정차대

3. 연속철근콘크리트 포장(CRCP : Continuoused Reinforced Concrete Pavement)

가. 개 요

1) 무근 콘크리트포장의 단점인 줄눈파손의 문제점을 해결하기 위해

가로줄눈을 없앤 구조

2) 콘크리트 슬라브에서 발생되는 Crack을 연속철근으로 억제

나. 포장구조

1) 슬라브 두께 : JCP 또는 JRCP와 동일

2) 종방향 철근(0.5%) 및 횡방향철근(0.08%) 설치

3) 종방향 철근의 연속배근

4) 단부처리 : 처음과 끝은 자유단에 단부처리

4. PS콘크리트 포장(PCP : Prestressed Concrete Pavement)

가. 개 요

- 콘크리트 슬라브 내에 압축응력을 도입하여

- 여타 포장에 비하여 상대적으로 두께가 얇은 포장

나. 단면구성

1) 슬래브 15cm, 수축줄눈간격 70～100m

2) 지반 불균일시 적용성 우수, 연약지반 적용시 유리

다. 장단점

1) 균열발생 방지

2) 공사비 증가, 유지보수비 과다

라. 적 용 : 공항, 항만등 하중이 큰 곳

5. 다짐콘크리트 포장(RCCP : Roller Compacted Concrete Pavement)

가. 개 요

- 무 슬럼프 콘크리트를 덤프운반, 페이버 포설, 롤러다짐하여

- 양생후 공용시키는 표층 슬래브 공법

나. 장단점

1) 시공장비 및 절차가 간편하며 시공성 양호

2) 공사비 저렴, 단위 시멘트량 적다.

3) 평탄성 다소 불량

다. 적용 : 저급도로

6. 섬유보강 콘크리트 포장

가. 개 요

: 콘크리트 슬래브에 섬유보강재(Steel, Glass, 석면 등)를 분산 혼합하여 보강

나. 장단점

1) 무근에 비하여 휨강성, 내구성 우수, 두께 얇다.

2) 가로수축줄눈 50m까지 가능

3) 공사비 다소 고가

4) 시공성(배합) 불량

7. 콘크리트 블럭 포장

가. 개 요

: 콘크리트 블럭을 Interlocking시켜 하중분산 효과

나. 단면구조

: Block, Sand Cushion, 안정처리기층, 보조기층

다. 장단점

1) 시공속도가 빠른고 교정 용이, 무늬 시공 가능

2) 하중에 약하고 평탄성 불량

라. 적 용 : 보도, 주차장, 정류소 등

Ⅳ. 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. 향후개선과제

- 승차감, 평탄성, 소음, 진동에 대한 문제개선

- 줄눈재 및 콘크리트 품질 개선

- 시공장비 현대화 등에 대한 보다 적극적인 노력이 필요함.

Ⅰ. 개 요

1. 도로 포장에는 가요성 포장(Flexible pavement)의 아스콘포장과 강성포장(Rigid pavement)의 시멘크콘크리트포장으로 분류되며

2. 아스팔트 포장에서는 하중재하에 의해서 생기는 응력이 포장을 구성하는 각층에 분포되어 하층으로 갈수록 점차 넓은면적에 분포시키므로 각층의 구성과 두께는 역학적 균형을 유지하여 교통하중에 충분히 결딜 수 있어야 하고

3. 콘크리트포장은 콘크리트 Slab의 휨저항에 의해 대부분의 하중을 지지하는 포장이므로 Slab의 두께는 하중에 충분히 저항할 수 있어야 한다.

4. 따라서 교통특성, 토질 및 환경특성, 시공성ㆍ경제성 및 유지관리 등 기술적인 측면과 정책적인 측면을 고려하여 포장재료를 신중히 결정하여야 한다.

Ⅱ. 포장의 기본원리 및 구조단면역할 비교

1. 기본원리

구 분	가 요 성 포 장	강 성 포 장
단 면
구 조 적 특 성	∙포장층 일체로 교통하중을 지지하고 노상에 윤하중을 분포시킴 ∙기층 또는 보조기층에도 큰 응력 작용 ∙반복되는 교통하중에 민감	∙콘크리트 슬래브가 교통하중을 휨저항으로 지지 ∙건조수축에 의한 균열발생을 수축줄눈 또는 연속철근으로 억제 ∙골재맞물림 작용 및 다우엘바를 통해 슬래브가 하중 전달

2. 포장 구조단면의 역할

Ⅲ. 아스팔트 포장과 시멘트 포장의 주요 특성 비교

Ⅳ. 아스팔트 포장과 콘크리트 포장의 문제점

1. 아스팔트포장의 문제점

1) 여름철과 겨울철의 절대온도차를 극복 가능한 A/P재가 없음

2) A/P재는 점탄성재료로서 기온이 높으며 시가지 대형차로 및 평면교차로 정지선등의 경우 소성변형이 심하다.

3) 빈번한 유지보수로 교통정체 및 유지보수비 과다 소요

2. 콘크리트포장의 문제점

1) 연약지반은 장기압밀침하가 예상되므로 Concrete포장은 부적합

2) 구조물이 많은 구간은 평탄성 불량 우려

3) 도로확장구간에서 기존도로와의 접속시 단차파손 우려

4) 시가지에서는 도로 노면굴착 빈번으로 부적합

Ⅴ. 결 론

1. 가요성 포장과 강성 포장의 가장 큰 차이점은 가요성 포장의 경우 포장 전체가 합성적으로 작용하며, 강성포장은 슬라브와 노반을 별개로 파악 설계하는 것이다.

2. 포장공법 선정 의견 제시

1) 도로의 기능과 공사의 성격, 규모, 포장재료의 구입, 정책적 요소등을 면밀히 검토하여 선정하여야 한다.

2) 산악지나 토피고가 낮으며 구조물이 많은 구간 및 연약지반에서는 콘크리트포장이 불리하고 확장공사시 교통소통과 시공성면에서도 불리하지만 내구성이 좋고 차량의 중량화 추세, 경제성을 고려할 때는 아스콘포장보다는 유리하다. 그러므로, 종합적으로 평가하여 공법을 선정하도록 해야 한다.

3) 최적의 포장구조 선정을 위해서 우리나라 토질특성, 기후, 교통, 환경조건에 맞는 포장재료 및 포장법 연구가 필요하다.

3. 현재까지 국내 포장설계는 AASHTO설계법 및 일본포장설계법을 준용함에 따라,

우리나라 실정에 맞지않는 설계인자의 차이로 설계결과에 대한 신뢰성이 떨어져 있는 실정이고, 이에 따라, 우리나라의 포장 설계법은 합리적이고 경험적인 AASHTO 설계법 적용을 기준으로 하고, 우리나라 실정에 맞는 설계 입력변수들의 적용방안 마련이 바람직하다.

4. 하급도로의 경우 콘크리트포장의 기피 현상으로 국도, 지방도는 대부분이 아스팔트포장으로 이루어져 있으나, 도로공사에서는 포장형식선정위원회를 구성 운영하는데 반해 국도,지방도의 형식 선정시 체계적 비교 검토가 요구됨.

5. 포장형식 선정시 보다 구체적으로 콘크리트포장과 아스팔트포장의 상세 종류까지 결정하는 것이 바람직함. (예: 개질아스팔트의 종류, CRCP, RCP 등등)

6. 환경적인 측면에서 포장 선정시 재생골재를 이용한 포장 공법 연구,개발 및 적용

아스팔트포장과 콘크리트포장의 비교 2

1. 아스팔트포장 콘크리트포장 단면

2. 포장의 주요특성 비교

Ⅳ-4. 포장설계법

1. 아스팔트 포장설계법

1) AASHTO '72잠정지침 이론 및 경험적 근거가 많아 국내에서 가장 많이 적용

2) ’86개정판은 노상 동탄성계수(MR)시험기구 미비등의 문제점 노출

2. 콘크리트 포장설계법

1) 콘크리트 포장은 무근 콘크리트 포장(J.C.P), 철근 콘크리트 포장(J.R.C.P), 연속 철근 콘크리트 포장(C.R.C.P)로 구분되며

2) AASHO 도로시험을 근거로 정립되어, ’72설계잠정지침으로 제안되고 ’81년 강성부분에 대한 개정