• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.86-86
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• 2011

토목 기술의 발달로 장대교량이 증가함에 따라 교면 포장도 더 심각한 진동 및 충격, 기상조건에 노출되게 된다. 교면 포장은 차량의 주행의 편리성뿐 아니라 교량 구조물을 보호해야 하는 역할도 함께 수행하기 때문에 일반 토공부의 포장과 다른 성능을 필요로 한다. 교면 포장의 특수함을 감안하여 교면 포장의 품질을 평가하고, 설계와 적용시 반영 한다면 교량의 내구 연한 및 시공, 유지관리 비용을 절감 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 교면 포장에 요구되는 성능을 조사하고, 교면 포장 특히, 장대 교량 적용시 교면 포장의 성능 평가를 위한 평가 방법을 고찰하였다. 교면 포장의 가장 큰 구조적 특징은 교량의 진동과 휨에 의해 포장이 받게 되는 휨응력이다. 특히 교량의 장경간화에 따라 더 큰 진동과 변형을 경험하게 되는 교면 포장은 그에 따른 충분한 휨 추종성과 피로 저항성을 확보하여야 한다. 기존 토공부 포장에서는 실험이 간단한 원통형 공시체를 이용한 간접인장강도 모드의 실험으로 피로 성능을 평가하였으나, 교면 포장은 실제 거동 특성과 유사한 빔 피로 시험 모드가 보다 신뢰성이 높을 것으로 판단된다. 빔 피로시험 모드로는 3점, 4점, 5점 휨 피로 시험 모드가 있으며, 각각의 모드는 지지점의 개수, 재하점의 개수에 따라 다른 거동 특성을 평가 할 수 있다. 최근 개발된 5점 휨 시험의 경우 교량에서 발생하는 부(-)모멘트를 모사할 수 있어 보다 현실적인 검증이 가능할 것으로 예상된다. 이 외에도 실제 크기 모형을 이용하여 윤하중을 가하는 Full-scale 모델의 경우 비용과 시간이 많이 소요되는 단점이 있으나 가장 신뢰성이 높은 방법이라고 할 수 있다. 교면 포장은 교량구조부로 수분이 침투되는 것을 막아주는 역할을 하여야 하며, 특히 해상 교량의 경우의 염분과 겨울철 사용되는 제빙화학제는 콘크리트의 열화와 강구조물의 부식을 발생시키므로 교면 포장의 방수 성능 검토는 매우 중요한 역할을 한다. 일반 토공부 포장과 달리 교면 포장은 하부층이 대기에 노출되어 있기 때문에 겨울철에 더 낮은 온도로 포장체의 온도가 내려가게 되고, 온도가 떨어진 포장층은 스티프니스가 증감함에 따라 저온 균열의 발생확율이 높아지며, 휨추종성도 나빠질 가능성이 높다. 따라서 저온에서의 균열 저항성 및 스티프니스를 평가하는 것은 교면 포장 재료의 중요한 인자 중 하나이다. 포장과 포장 하부층의 접착은 포장층의 일체화된 거동을 할 수 있게 하기 때문에 내구성 향상에 중요하다. 특히 교량과 같이 진동과 변형이 많은 경우에 있어 포장 접착층의 성능은 포장과 교량 구조물의 파손에 더 큰 영향을 미치게 된다. 접착성능은 실내에서의 직접인장모드와 전단접착강도 시험 모드의 실험이 있으며, 현장에서 측정하는 Pull-off 실험 등이 있다. 최근에 교통량과 중차량의 증가와 더불어 교량이 장경간화 되어 가면서 평가방법과 기준을 과거보다 엄격하게 할 필요성이 있다. 하지만 현실은 교면포장에 대한 시방규정이 모호하기 때문에 본 논문에서 제시한 국내외의 다양한 평가방법을 통해 적절한 교면포장의 성능을 평가하고 교면포장의 거동특성에 대한 이해를 함으로써 보다 발전된 교량기술을 확보할 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3D호
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• pp.421-431
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• 2011

본 논문에서는 폴리머 콘크리트 박막 교면포장의 적용성을 알아보기 위한 하나의 방법으로 SMA(Stone Mastic Asphalt) 교면포장으로 시공된 실제 교량 및 이와 동일한 조건에서 교면포장을 박막의 폴리머 콘크리트로 대체한 가상의 교량에 대해 정적 해석을 실시하였다. 다양한 교량형식에 대한 평가를 위하여 SMA 교면포장으로 시공된 PSC(Prestressed Concrete) 거더교, 강박스 거더교, PSC 박스 거더교, RC(Reinforced Concrete) 라멘교를 해석하고 비교하였다. 바닥판과 교면포장은 완전히 접착된 것으로 가정하였으며 시공 중 발생한 응력과 처짐은 무시하고 교면포장의 자중과 차량하중으로 인하여 발생된 응력과 처짐을 분석하였다. 해석 결과, 가벼운 단위중량과 얇은 두께로 포장자중이 더 작았던 폴리머 콘크리트를 사용한 교량의 응력과 처짐은 SMA를 사용한 교량보다 작은 것으로 해석되었다. 차량하중으로 인해 폴리머 콘크리트를 사용한 교량에 발생한 응력과 처짐은 얇은 포장 두께로 인한 단면이차모멘트의 감소 때문에 SMA를 사용한 교량보다 크게 나타났다. 포장의 자중과 차량하중이 동시에 작용하는 경우에는 자중 감소효과가 지배적으로 작용하여 폴리머 콘크리트를 사용한 교량의 응력과 처짐이 더 작게 나타났다. 향후 교면포장의 공용성 조사와 경제성 분석을 통한 비교 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.59-66
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트 사장교를 대상으로 차량주행속도와 교면아스팔트의 포장 상태, 차량중량 등을 실험변수로 하여 차량이 교량을 주행할 때 교면(보도)진동이 보행자에게 미치는 진동사용성 평가 방법에 대해 연구하고 그 결과로부터 진동사용성 여부를 평가하였다. 특히, 실험변수 가운데 교면포장 상태를 BMS기준에 의해 A와 C등급으로 구분하였다. 여기에는 진동을 발생시키는 에너지원을 "환산중량"으로 정의하고 차량주행 속도와 차량중량의 자승근을 곱한 형태로 사용하였다. 환산중량 228.0~1161.9 km/h kN 범위 내의 동일한 실험 조건에서 얻어진 교면포장 상태 A등급의 경우에 대한 C등급 경우의 진동가속도 응답 비율은 1.23~1.43으로 분석되어 교면포장 상태가 진동가속도 응답을 결정짓는데 큰 영향을 미치고 있음을 확인 할 수 있었다. 연구대상 교량의 교면 진동가속도 응답을 추정할 수 있는 진동추정식을 신뢰도 50%, 90%, 95%로 구분하여 제시하였으며, 실험 교량에서 교면 포장 A등급과 C등급의 경우 각각 전체응답의 30%, 40%가 레벨 C(강하게 감지)범위, 70%, 60%가 레벨 D(명확하게 감지) 범위에 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.439-447
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• 2011

강바닥판 교량의 교면포장은 차량의 윤하중을 상판에 고르게 분포시켜 교량 상판을 보호하는 역할을 한다. 하지만 교량의 장대화가 가속화됨에 따라 포장체와 강바닥판의 두께가 얇아지고 이 때문에 교면포장의 횡방향 균열이 빈번하게 발생한다. 본 연구에서는 강바닥판 교면포장의 파손원인 규명과 저감 방안을 모색하기 위해 윤하중을 받는 강박스형 거더를 가진 강바닥판의 유한요소해석을 수행하였다. 다양한 구조적 매개변수 변화에 따른 교면포장 상면 변형도를 조사한 결과 해석결과에서 공통적으로 웹 상단에서 큰 인장변형이 발생하였고, 이것이 교면포장의 구조적인 파손의 주요 원인이 되는 것을 알 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.13-23
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• 2004

본 논문은 국내의 콘크리트 교면포장에 주로 발생하는 아스팔트 포장의 파손유형들에 대한 현황 분석과 교량 상판과 포장의 상호작용 해석을 실시하여 주된 파손유형을 제시하고자 한다 연구의 범위는 PSCI형교, 철근콘크리트 슬라브교와 라멘교를 각각 대상으로 하였다. 조사결과 콘크리트 교면 아스팔트 포장의 주요 파손들은 소성변형, 포트홀 그리고 피로균열 순으로 확인되었다. 또한 교면 아스팔트 포장에 발생되는 피로균열의 경우 주된 파손인자가 교통하중의 반복보다는 포장의 노후화나 재료의 박리와 같은 재료 문제로 추정되며 실제조사에서도 콘크리트 교량의 경우 미세한 파손의 빈도가 높고 박리가 있는 지점에서 균열이 상대적으로 많이 발생되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.77-84
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• 2010

라텍스개질콘크리트(LMC)는 일반 콘크리트에 비하여 인장강도와 내구성 등 개선된 재료 특성을 가지고 있으며, 따라서 교량 데크 슬래브의 생애주기를 증대시키기 위하여 교면 포장재로 많이 사용되고 있다. 이러한 사용에는 LMC 포장부와 콘크리트 모반 사이의 우수한 부착성능이 전제된다. 한편 교량 데크 슬래브의 구조적 성능을 향상시키기 위하여 고성능 콘크리트(HPC) 슬래브가 현재 사용되고 있다. 이 연구에서는 일반 콘크리트(NSC) 또는 HPC 교량 데크 슬래브에 타설된 LMC 포장부의 부착거동을 모사하기 위하여, 유한요소해석을 이용한 변수 연구가 수행되었다. 이 연구에서 콘크리트 모반의 수축, 강성, 균열강도와 LMC 포장부의 두께가 콘크리트-LMC 포장부의 균열 발생에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석연구 결과, HPC 슬래브는 높은 수축량과 강성으로 인하여 콘크리트-LMC 교면 포장부에 균열을 유발할 가능성이 높은 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1113-1116
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• 2008

실리카퓸, 플라이애쉬, 고로슬래등 미분말 혼화재가 포함된 고성능 콘크리트(High Performance Concrete) 교량 바닥판 보호공법은 1980년 초부터 북미를 중심으로 사용되어 왔다. 본 보고서에서는 교량 바닥판 보호를 위한 고성능 콘크리트 적용사례와 고성능 콘크리트를 이용한 두 가지 공법(고성능 콘크리트 교면포장공법, 노출 바닥판 공법)에 대해 소개한다. 위 두 공법은 이미 북미에서 많은 실적을 보유하고 있으며 특히, 실리카퓸과 PVA섬유가 포함된 고성능 콘크리트 교면포장공법은 국내에서도 성공적으로 적용되고 있다. 따라서 본고에서는 기존 아스팔트 재료를 대체할 수 있고, 최근 국내에서도 그 적용성에 대한 관심과 실 시공이 이루어지고 있는 고성능 콘크리트를 이용한 교면포장 (Overlay) 공법 및 노출 바닥판(Full depth) 공법에 대해 소개하고자 한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.157-160
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• 2008

교량 바닥판은 차량하중과 제설염화물 등의 다양한 유해환경에 직접 노출되어 있어, 교면 포장의 손상과 더불어 내부 콘크리트 바닥판의 열화로 진전되는 경우가 자주 발생되고 있다. 고속도로상에 손상이 발생한 교량에 대한 조사결과, 교면포장이 건전한 것으로 보이는 부위에서도 포장하면에서는 콘크리트 바닥판 상면의 손상이 광범위하게 진행되는 사례가 있다. 따라서 고속도로상의 교량 32개소를 선정하여 노면측정차량에 의한 조사와 차량탑재형 레이더에 의한 조사를 실시하였다. 그 결과, 외관상 양호해 보이는 곳에서도 포장내부에서는 손상발생가능성이 높은 것으로 나타났다. 따라서, 바닥판의 손상평가는 외관조사와 더불어 레이더 조사를 병행하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 한국도로학회지:도로
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• 제2권1호
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• pp.30-39
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• 2000

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.46-54
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• 2015

경제성장 및 물류증가로 인하여 장대교량에 대한 수요가 증가하고 있다. 장지간을 가진 교량 건설을 위해서는 자중 감소가 필수적이며, 이를 위한 노력의 일환으로 초박층 포장재에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있다. 국내 설계기준을 살펴보면, 이전 도로교설계기준(2010)에서는 포장이 가지는 강성을 강바닥판에 고려하지 않아 보수적인 설계가 이루어져 왔으나, 최근 개정된 설계기준인 도로교설계기준(2012, 한계상태설계법)에서는 일정한 조건 하 포장이 가지는 강성을 강바닥판에 반영하는 것을 허용하고 있다. 하지만 초박층 교면포장이 강바닥판에 미치는 영향에 대한 연구는 미비한 실정이며, 진행된 연구 또한 거동 특성 및 피로응력에 대한 연구로 한정되어 왔다. 본 연구에서는 포장강성의 반영/미반영, 교면 포장재료, 포장 두께 및 강바닥판 두께를 매개변수로 하여 이에 따른 강바닥판의 처짐과 전단응력의 변화 및 추세를 알아보고 또한 이를 바탕으로 강바닥판에 초박층 교면포장 강성 적용의 효율성을 알아보았다.