변형과 파손 등의 공용성능 문제가 발생하고 있는 아스팔트 포장과 콘크리트 포장에 비해 내구성능이 우수한 에폭시와 세라믹스를 결합한 혼합물을 도로포장에 적용하기 위하여 실내물성실험을 수행하고 현장에 적용하였다. 본 연구는 부착력과 내구성이 뛰어나 구조물 보수, 보강에 널리 사용되는 에폭시를 도로포장에 적용하기 위해서 세라믹스와 금속성분 등의 micro powder를 첨가하여 포장 재료로써의 공용성능을 확인하고 이를 현장에 적용하여 작업성과 시공성 등을 확인하였다. 콘크리트포장 현장의 시험시공은 파손된 기존 포장구간에 면처리 후 7 mm 박층으로 시공하였고, 아스팔트포장 현장의 시험시공은 파손된 기존 포장구간에 면처리 후 15 mm 박층으로 시공하여, 12개월 가량 균열 및 변형 발생여부를 관찰하였다. 에폭시와 세라믹스를 결합한 혼합물은 기존 포장과의 부착력이 뛰어났으며, 변형과 파손에 대한 저항성이 기존 포장재료에 비해 우수한 것으로 나타나 이를 도로현장에 적용할 경우, 공용성능 및 공용년한의 향상이 기대된다.
국내의 경우 도로포장설계시 외국의 설계법을 단순히 도입하여 사용하고 있지만 건설재료,기후 및 교통조건 등이 외국과 상이하기 때문에 근본적 인 제한성이 있다. 특히, 국내 포장구조해석에서 아스팔트층 거동특성만을 중요시하는 해석은 포장구조체가 각 층의 영향을 받는 종합적인 거동특성을 보인다는 포장구조체 시스템적인 특성을 고려한다면 많은 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 도로포장 설계시 합리적이고 경제적인 설계를 할 수 있도록 포장구조체의 해석 시스템을 구축하여야 한다. 본 연구에서는 비선형성이 포장체에 미치는 영향을 알아보기 위한 수치해석의 기본작업으로 다층구조상태인 포장체의 거동해석에 영향을 미치는 두께와 탄성계수 조합으로 구성된 243개의 표준단면과 하중종류에 따른 영향을 분석하여 응력의 변화분포가 큰 경우를 해석단면으로 결정하였다. 분석결과 탄성계수보다 층 두께의 영향이 더 큼을 알 수 있었다. 또한. 하중의 경우 원형등 분포하중인 정적하중과 FWD 시험하중을 비교한 결과 FWD 시험하중의 응력분포가 더 큼을 알 수 있었다. 결정된 해석단면을 이용하여 포장하부의 재료적 특성을 대변하는 비선형탄성모델을 각 층별로 적용시켜 기존의 선형탄성모델을 이용한 해석결과와 비교 분석한 결과 포장하부시스템 중 보조기층에서는 지반내 응력상태를 반영할 수 있는 비선형모델을 고려해야 하는 것이 보다 합리적임을 알 수 있었다.
아시아 3대 포장전시회로 급부상한 KOREA PACK 2007이 4월 24일부터 27일까지 경기도 일산킨텍스 전시장에서 열린다. 30개국 6백개사 1천4백부스의 규모로 열리는 KOREA PACK은 해마다 10% 이상 성장해 왔으며 올해, COPHEX, KOREA LAB 등 동시 개최 행사를 통한 시너지 효과가 기대되고 있다. 이번 KOREA PACK은 식품, 제약, 화장품, 화학 산업 등 전 산업에 걸친 포장공정에 필요한 각종 포장기계 및 자동화 부품, 검사장비, 물류 시스템이 출품된다. 이 외에도 포장(원)재료, 포장용기, 포장재 생산기계(컨버팅) 및 완충재, 포장디자인에 이르기 까지 포장과 관련한 다양한 제품정보를 제공한다. 특히 올해 코리아팩은 해외기업의 국내시장 공세가 돋보인다. 가장 많은 참가를 보이는 국가는 일본으로, 수적 증가뿐 아니라, 전시면적에서도 가장 높은 부스 수를 보이고 있다. 이어 독일, 중국, 이탈리아, 미국, 프랑스, 스위스 등 약 30개국에서 최신패키징 관련 기술을 선보이게 된다. 국내 포장산업의 신기술을 한눈에 살펴볼 수 있는 KOREA PACK 2007, 본고에서는 전시회 개요와 출품업체의 제품 특징을 살펴보도록 한다.
시멘트 콘크리트 포장은 도로 포장의 대표적인 구조 및 재료 형식의 하나로서 1970년대 이후 고속도로 현장올 중심으로 많이 시공되어져 왔다. 그러나 최근 다양한 파손이 발생하고, 친환경적인 지속가능한 발전의 논의에서 소외되는 측면이 있다. 그러나 국외의 사례에서 볼 수 있듯이 종합적이고 체계적인 노력에 의해 상대적인 경쟁력이 평가받을 수 있으며, 현재 이러한 노력이 필요한 시점이라고 판단된다. 본고는 이러한 관점에서 국내의 기술현안과 국내외 기술 개발 내용을 살펴보고자 한다.
19세기 후반부터 산업화 및 이에 따른 기계의 출현으로 인간 생활 방식의 개선이 이루어져 갔고 도시 건축학, 전기기계공학, 물리 화학 및 우주 공학에 이르는 과학의 탐구는 눈부신 발전으로 이루어 졌으며 특히 새 재료의 개발과 응용으로 인간 생활의 질을 향상 시키려는 포장 및 포장디자인의 연구가 활발히 진행되어 "소비가 미덕"”이라는 풍요로운 시대에서 제품생산과 포장의 기능은 양산제도에서 불가분의 연관성을 갖게 되어 좋은 상품을 저렴한 값의 포장으로 상품 구매를 촉진 시키는데 그 초점을 맞추어 나가기 시작했다.
지금까지 1940년대부터 최근까지 건설된 미국의 시험도로에 대한 목적과 주요특징 등에 대해 알아보았다. 과거와 다르게 최근 건설된 시험도로들은 크게 도로 본선 옆에 시공한 시험도로의 형태와 시험 주로 형식의 루프구간으로 이루어져 있음을 알 수 있었다. 이는 시험주로에서는 포장재료 영향 평가를 목적으로, 시험도로에서는 포장층의 구조적 영향을 파악하기 위한 것으로 판단된다. 표 4는 최근 미국에서 건설된 시험도로를 간략하게 요약한 것이다.
포장궤도에서는 프리팩 콘크리트방식으로 도싱자갈을 충전층의 골재로 활용한다. 골재의 가장 중요한 조건은 모르터와의 부착력이며 이를 위하여 표면의 불순물을 최대한 제거하여야 한다. 국내에서 개발한 포장궤도 공법에서는 기존의 수세척방식을 대체하는 친환경 건식세척기술을 개발하였다. 건식세척은 직경 0.3~0.5mm 내외로 파쇄한 경질 재료를 고압으로 분사시켜 골재 표면을 박피시키는 방식이다. 본 논문에서는 블라스팅기술의 세척 효율을 향상시키기 위한 방안으로 현재 운용중인 장비조건하에서 분사 재료 및 시간 별 골재 잔입자 함량, 염화물 함유량, LA마모율, 압축강도시험 등을 실시하여 가장 효율적인 세척 재료 및 공정을 제시하고자 하였다.
효율적인 포장의 관리를 위해서 포장상태를 객관적으로 평가하는 포장평가지수의 사용은 필수적이다. 현재 사용되고 있는 PSI, MCI, UPCI는 사용자나 관리자의 입장만을 각각 고려하여 종합적인 포장평가지수의 역할을 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 기존 평가지수들의 문제점을 파악하고 이를 개선한 새로운 포장평가지수를 개발하였다. 또한 개발된 평가지수로 실제 포장자료를 이용하여 포장재료의 성질에 따른 지수의 민감도 분석을 실시하였다. 표층두께, 아스팔트점도, 아스팔트함량의 순서로 포장평가지수에 영향을 주었다.
본 논문은 GMA(SIS, Stylene Isoprene Stylene) 고분자계 수지를 기반으로 제조된 아스팔트 바인더를 사용하여 플랜트에서 제조하는 혼합물로 방수기능을 갖도록 성능을 개선한 신개념의 불투수성 아스팔트 포장의 연구를 위해 수행하였다. GMA 고분자 수지 기반의 아스팔트는 유연성과 탄성을 바탕으로 중차량의 충격에 의한 영향을 받지 않으며, 우수 시에 포트 홀의 발생과 소성변형 등 여름철 온도 변화에도 안정적이다. 새롭게 제안된 열가소성 폴리머를 사용한 아스팔트 포장재료는 방수기능은 물론 역학적 특성을 검증하기 위해 KS기준과 ASTM기준에 맞게 안정도, 흐름값, 공극률, 동적 안정도, 인장강도비, 미끄럼 저항성 실험을 하여 역학적 특성을 분석 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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