Performance Evaluation of a New Buried Expansion Joint

Asphalt Plug Joint(APJ) is an buried expansion joint that enabling the smooth connection of expansion gap and road pavement by filling the gap with bituminous mixture of 20% bitumen and 80% aggregate by weight, so it secures evenness and expansion or contraction using the material's properties. Although APJ is designed to have a 6-7 year lifecycle, there are some cases where it is damaged within the first six months. This early damage cause traffic congestion due to frequent repair works, and social cost exceeding the installation cost of the joint. So, in this research, we have developed a new system of Buried Folding Lattice Joint(BFLJ) which can overcome the disadvantages of APJ, and have analyzed and compared it's performance with the conventional APJ through experiment with specimens. As a result of the experiment, APJ had crack formation on both ends of the gap plate, spreading to the surface of the expansion joint. With this result, we can conclude that the reason for early damage is the tension failure due to the concentration of strain in the asphalt mixture along the end of gap plate and the debonding along the joint section. In contrast, the newly developed BFLJ induced even transformation in the joint by applying moving stud and high performance material, and resolved APJ's disadvantage of strain concentration. Therefore, it could be seen that the newly developed BFLJ could overcome the disadvantages of APJ and prevent early damage.

새로운 매설형 신축이음장치의 성능 평가

Asphalt Plug Joint(APJ)는 통상 무게비로 20%의 역청(bitumen)과 80%의 골재로 구성된 역청 혼합물을 이용하여 포장 사이의 신축이음부를 메꾸는 형태의 신축이음장치로, 도로 포장과 신축이음부의 매끄러운 연결을 가능케 하여 평탄성을 확보하면서 재료의 특성을 이용하여 교량 상판의 신축을 자체적으로 흡수하도록 되어 있는 매설형 신축이음장치이다. 그러나 APJ은 6-7년의 사용주기를 가지고 설계되지만 때때로 시공 후 6개월 내에 조기파손의 사례가 나타나고 있다. 이러한 조기파손은 잦은 보수 공사로 인한 교통정체 등을 유발하며 이로 인한 사회적 비용은 이음장치의 설치비용을 훨씬 상회한다. 이에 본 연구에서는 APJ의 단점을 극복할 수 있는 새로운 시스템인 Buried Folding Lattice Joint(BFLJ)을 개발하였고 시험체를 제작하여 실험을 통해 기존 시스템과 성능을 비교 분석하였다. 실험결과 APJ는 신축에 의하여 철판 양끝에서 변형이 발생하여 표면으로 확산되었다. 이 결과로 철판 끝을 따라 발생하는 아스팔트 혼합물의 변형집중으로 인한 인장균열과 접합부의 부착파괴 현상이 발생하였으며 이것이 조기파손의 원인이 된다는 것을 알 수 있었다. 반면 새로 개발된 BFLJ의 경우는 움직이는 스터드를 사용하고 고성능 재료를 사용함으로써 조인트 전체에 고른 변형을 유도하여 APJ의 변형집중의 단점을 해소할 수 있었다. 이에 새로 개발된 BFLJ는 APJ의 문제점을 극복하고 조기파손을 예방할수 있을 것이라 판단된다.