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

• 한국도로학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2013

PURPOSES: The purpose of this study is to evaluate physical properties, durability, fatigue resistance, and long-term performance of poly-urethane concrete (PU) which can be possible application of thin layer on long-span orthotropic steel bridge and to check structural stability of bridge structure. METHODS : Various tests of physical properties, such as flexural strength, tensile strength, bond strength and coefficient of thermal expansion tests were conducted for physical property evaluation using two types of poly urethane concrete which have different curing time. Freezing and thawing test, accelerated weathering test and chloride ion penetration test were performed to evaluate the effect of exposed to marine environment. Beam fatigue test and small scale accelerated pavement test were performed to assess the resistance of PU against fatigue damage and long-term performance. Structural analysis were conducted to figure out structural stability of bridge structure and thin bridge deck pavement system. RESULTS: The property tests results showed that similar results were observed overall however the flexural strength of PUa was higher than those of PUb. It was also found that PU materials showed durability at marine environment. Beam fatigue test results showed that the resistances of the PUa against fatigue damage were two times higher than those of the PUb. It was found form small scale accelerated pavement test to evaluate long-term performance that there is no distress observed after 800,000 load applications. Structural analysis to figure out structural stability of bridge structure and thin bridge deck pavement system indicated that bridge structures were needed to increase thickness of steel deck plate or to improve longitudinal rib shape. CONCLUSIONS: It has been known that the use of PU can be positively considered to thin layer on long-span orthotropic steel bridge in terms of properties considered marine environment, resistance of fatigue damage and long-term performance.

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

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.68-77
• /
• 2014

본 연구에서는 초박층 교면포장으로 폴리설파이드 에폭시 폴리머 콘크리트 포장을 선정하여, 에폭시 아스팔트 포장, SFRC 포장과의 비교 분석을 통해 폴리머 콘크리트 포장이 강바닥판의 피로응력범위에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 포장 재료 및 두께에 따라 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.74-81
• /
• 2013

본 연구는 국내에서 개발 중인 초박층 교면포장용 폴리설파이드 에폭시 폴리머 콘크리트의 물리적 특성을 파악하고 국내로의 적용 가능성을 향상시키기 위해 수행되었다. 바인더와 폴리머 콘크리트의 배합실험을 통해 폴리머 콘크리트의 최적 배합비율을 결정하고, 결정된 배합비율로 생산된 폴리머 콘크리트에 대하여 압축, 휨, 부착 강도 시험을 수행하여 강도특성을 파악하였으며 동결 융해 저항성 시험을 통해 폴리머 콘크리트의 내구성을 평가하였다. 강도 시험 결과, 우수한 강도 성능과 휨 추종성을 나타내었고 미국콘크리트학회에서 제시하는 모든 강도 기준을 충족하였다. 또한 다양한 온도에서의 강도 시험에서도 기존의 재료에 비하여 개선된 성능을 나타내었다. 동결 융해 시험 및 동결 융해 과정을 거친 시편의 강도 시험 결과, 폴리머 콘크리트의 내구성에는 전혀 문제가 없는 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 새롭게 개발된 폴리머 콘크리트는 초박층 교면포장으로 사용하기에 적절한 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라, 온도 민감성도 개선되어 기존의 초박층 교면포장 재료에 비해 폭 넓은 적용성을 갖춘 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.39-45
• /
• 2013

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the mechanical characteristics of castor oil based bio-polymer concrete for use of ultra thin overlays. METHODS : To evaluate the mechanical properties of bio-polymer concrete, the various laboratory tests including compressive, tensile, and flexural strength, and elongation tests were conducted on bio-polymer concrete specimens in this study. The mechanical characteristics of bio-polymer concretes were examined by changing the content of hardener and polymer binder to determine the optimum content for ultra-thin overlays. The bio-polymer concrete developed in this study was used for field trial test of the ultra-thin bridge deck pavement for verifying the workability and monitoring the long-term performance of materials. RESULTS : Test results showed that tensile and the flexural strength of bio-polymer concretes increase and the elongation of bio-polymer concrete decreases with increase of binder content. A field adhesive strength tests conducted on bridge deck pavement indicates the bio-polymer concrete has more than 2MPa of adhesive strength satisfy with the design criteria. CONCLUSIONS : The bio-polymer concrete with more than 20% content of castor oil was developed for ultra-thin overlays in this study. It is found from this study that the 35% of hardener content is most appropriate for maintaining the strength characteristics and flexibility.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.159-166
• /
• 2011

본 논문은 에폭시 계열의 폴리머 콘크리트 교면포장 공법의 국내 적용 가능성을 검토하기 위하여 교면포장용 폴리설파이드 에폭시 재료에 대한 물리 역학적 특성을 평가하기 위하여 수행하였다. 강도특성을 평가하기 위하여 압축강도, 휨강도, 접착강도 시험을 수행하였으며 내구특성 평가를 위하여 염소이온침투시험, 동결융해저항성시험, 자외선영향 평가를 실시하였다. 시험결과 압축강도, 휨강도, 접착강도 등은 미국콘크리트협회에서 제시하는 기준을 만족하는 것으로 평가되었다. 그러나 다양한 시험온도에서의 강도 시험결과에서 에폭시 재료가 온도 의존성이 큰 것으로 나타나 향후 국내 적용시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. 휨강도 시험을 통한 처짐에 대한 추종성은 기존 아스팔트 교면포장에 비해 우수한 것으로 평가되었다. 또한 염소이온침투 저항성, 동결융해 저항성 등에 대해서도 우수한 성질을 가진 것으로 평가되었다. 에폭시 슬러리 혼합물에 대한 자외선 영향 평가에서는 강도 증가와 파괴시 변형률 감소가 나타났으나 자외선 노출 후에도 기존 아크릴계 폴리머 콘크리트보다 처짐에 대한 추종성이 양호한 것으로 평가되었다. 따라서 폴리설파이드 에폭시 재료가 교면포장 공법으로 사용하기에 적절한 물리적 특성을 가지고 있다고 판단된다.