표제지 1
목차 4
요약문 18
ABSTRACT 19
제1장 서론 20
1.1. 연구배경 및 목적 20
1.2. 연구내용 21
1.2.1. 전체 연구내용 21
1.2.2. 자체부문 연구내용 22
1.2.3. 용역부문 연구내용 22
1.3. 연구범위 및 수행방법 23
제2장 문헌 고찰 24
2.1. 주요 연구내용 24
2.1.1. 자체연구 내용 24
2.1.2. 용역연구 내용 24
2.2. 타이어/노면 소음 발생 24
2.2.1. 소음발생 기구 24
2.2.2. 소음발생 영향인자 26
2.3. 골재노출포장 연구 27
2.3.1. 콘크리트 포장의 표면 마무리 27
2.3.2. 골재노출포장의 국내외 연구 동향 28
제3장 골재노출포장의 평가 방법 34
3.1. 주요 연구내용 34
3.1.1. 자체연구 내용 34
3.1.2. 용역연구 내용 34
3.2. 소음 및 표면 프로파일 측정 기준 34
3.2.1. 노면 소음의 측정 34
3.2.2. 노면 성상의 측정 36
3.3. 공용성 측정 37
3.3.1. 노면 미끄럼 저항의 측정 38
3.3.2. 노면 평탄성 측정 39
3.3.3. 콘크리트 내구성 측정 40
3.4. 골재마모 저항성 44
3.4.1. LA 마모 시험 45
3.4.2. APM(Accelerated Polishing Machine) 마모 시험 46
3.4.3. 포장 표면 마모 시험 48
3.5. 골재노출도 측정 48
제4장 사용재료 및 장비에 대한 분석 50
4.1. 주요 연구내용 50
4.1.1. 자체연구 내용 50
4.1.2. 용역연구 내용 50
4.2. 골재 입도 및 마모 성능 분석 50
4.2.1. 골재 입도 및 마모 특성 50
4.2.2. 골재 마모 특성 51
4.3. 지연제 실내 평가 58
4.3.1. 지연제 종류별 평가 58
4.3.2. 지연제 사용량에 따른 평가 58
4.3.3. 골재노출 가능시기 산정 59
4.4. 골재노출 장비 검토 61
4.4.1. 실내 노출장비 제작 및 평가 61
4.4.2. 현장 노출장비 제작 62
제5장 소입경 골재노출 콘크리트의 배합 도출 65
5.1. 주요 연구내용 65
5.1.1. 자체연구 내용 65
5.1.2. 용역연구 내용 65
5.2. 골재노출 콘크리트 배합 설계 방법 65
5.2.1. 기능성 기반 배합 설계 절차 65
5.3. 배합설계 실험 66
5.3.1. 원재료 물성 66
5.3.2. 기본 배합 설계(제1차년도) 70
5.3.3. 기본 배합 설계(제2차년도) 74
5.4. 배합 설계 결과 75
5.4.1. 물-바인더 비 변화에 따른 강도특성 75
5.4.2. 잔골재율 변화에 따른 강도 및 노출 변화 75
5.4.3. 소입경 골재 특성을 고려한 배합 수정 76
5.4.4. 골재노출 포장 콘크리트 시방 배합 도출 77
5.5. 골재 크기별 배합 특성 확인 78
5.5.1. 골재 크기별 물성 평가 78
5.5.2. 골재 크기별 내구성 평가 79
제6장 소입경 골재노출포장 현장 시험시공 83
6.1. 주요 연구내용 83
6.1.1. 자체연구 내용 83
6.1.2. 용역연구 내용 83
6.2. 제1차 현장 시험시공 83
6.2.1. 시험시공 일반 83
6.2.2. 시험시공 단면 및 변수 84
6.2.3. 시험시공 준비 85
6.2.4. 시험시공 공정 86
6.2.5. 현장 물성 평가 89
6.3. 제2차 현장 시험시공 92
6.3.1. 시험시공 일반 92
6.3.2. 시험시공 단면 및 변수 93
6.3.3. 시험시공 준비 94
6.3.4. 시험시공 공정 99
6.3.5. 현장 물성 평가 101
6.4. 현장 시험시공의 노면 성상 고찰 105
제7장 골재노출포장 시공성 및 경제성 분석 108
7.1. 주요 연구내용 108
7.1.1. 자체연구 내용 108
7.1.2. 용역연구 내용 108
7.2. 시공성 평가 108
7.2.1. 재료 구득 및 생산 108
7.2.2. 재료 물성 109
7.2.3. 콘크리트 운반 111
7.2.4. 콘크리트 포설 111
7.2.5. 골재노출 브러싱 113
7.2.6. 줄눈 절단 및 양생 113
7.3. 경제성 평가 113
제8장 골재노출포장 시험시공 구간의 공용성 평가 117
8.1. 주요 연구내용 117
8.1.1. 자체연구 내용 117
8.1.2. 용역연구 내용 117
8.2. 기존 시험시공 구간의 성능 측정 및 평가 117
8.2.1. 기존 구간의 소음 및 노출도 측정 117
8.2.2. 기존 구간의 평가 118
8.3. 시험시공 구간의 성능 측정 및 평가 119
8.3.1. 골재 노출도와 MTD 및 MPD 측정 119
8.3.2. 평탄성 및 미끄럼 저항 측정 122
8.3.3. 소음 발생 측정 123
제9장 골재노출포장의 품질 기준(안) 127
9.1. 주요 연구내용 127
9.1.1. 자체연구 내용 127
9.1.2. 용역연구 내용 127
9.2. 소입경 골재 품질 평가 기준 127
9.2.1. 골재 관리기준 항목 검토 127
9.2.2. 소입경 골재노출 포장의 골재 품질기준 130
9.3. 소입경 골재노출 포장의 표준배합 131
9.4. 소입경 골재노출 포장의 표면 평가 기준 132
제10장 결론 133
참고문헌 134
도서정보(INFORMATION) 137
보고서 집필 내역 139
판권기 140
뒷표지 141
표 3.1. 전하량에 따른 염소이온 침투성 42
표 3.2. 시험온도의 조건 43
표 3.3. 박리저항성 요구성능 등급표 44
표 3.4. 골재 입도에 따른 LA 마모시험의 조건 45
표 3.5. 골재 입도에 따른 LA마모시험의 구 46
표 3.6. APM 마모시험의 규격 비교 47
표 3.7. 각국의 노출도 시험방법 및 기준 49
표 4.1. SMA(배수성) 포장용 굵은 골재 입도 51
표 4.2. 시험에 사용한 골재의 산지 및 암종 52
표 4.3. 사용골재의 산지별 LA마모 특성 52
표 4.4. 사용골재의 산지별 골재표면 마모특성 53
표 4.5. 굵은골재 크기별 LA 마모특성 54
표 4.6. 굵은골재 크기별 미국식 APM 마모특성 54
표 4.7. 유럽식 APM 마모시험 후 시편 미끄럼 측정결과 56
표 4.8. 유럽식 APM 마모실험 결과 56
표 4.9. 골재노출 콘크리트 표면마모시험 시험결과 56
표 4.10. 골재노출 콘크리트 표면마모시험 시험결과 57
표 4.11. 지연제 종류별 노출특성 58
표 5.1. 1종 보통포틀랜드시멘트의 물리적 특성 67
표 5.2. 1종 보통포틀랜드시멘트의 화학조성비 67
표 5.3. 플라이애시의 물리적 특성 67
표 5.4. 플라이애시의 화학적 특성 67
표 5.5. 화학적 혼화제의 물리적 성질 68
표 5.6. 잔골재의 물성 시험 결과 68
표 3.8. 굵은골재 품질시험 결과 69
표 5.8. W/B 변동에 따른 단위 배합 71
표 5.9. W/B 변동에 따른 배합의 슬럼프와 공기량 71
표 5.10. S/a 변동에 따른 단위 배합 71
표 5.11. S/a 변동에 따른 배합의 슬럼프와 공기량 71
표 5.12. W/B 변동에 따른 휨강도 및 압축강도 72
표 5.13. S/a 변동에 따른 휨강도 및 압축강도 72
표 5.14. W/B 변동에 따른 단위 배합 72
표 5.15. W/B 변동에 따른 배합의 슬럼프와 공기량 73
표 5.16. S/a 변동에 따른 단위 배합 73
표 5.17. S/a 변동에 따른 배합의 슬럼프와 공기량 73
표 5.18. W/B 변동에 따른 휨강도 및 압축강도 73
표 5.19. S/a 변동에 따른 휨강도 및 압축강도 73
표 5.20. 바인더 상향 및 잔골재율 변화 배합(플라이애시 배합) 74
표 5.21. 바인더 상향 및 잔골재율 변화 배합(1종시멘트 배합) 75
표 5.22. 골재노출 포장 콘크리트 경제적 시방배합표(1차) 77
표 5.23. 골재노출 포장 콘크리트 내구적 시방배합표(2차) 78
표 5.24. 시방배합에 따른 염소이온 침투저항성 및 박리저항성 시험 결과 80
표 5.25. 박리저항성 시험 시편 80
표 5.26. 동결융해저항성 시험의 시편 상태(경제적 배합) 81
표 5.27. 동결융해저항성 시험의 시편 상태(내구성 배합) 82
표 6.1. 제1차 시험시공 현장 배합표 91
표 6.2. 시험시공에 사용된 골재의 물리적 성질 91
표 6.3. 생산 콘크리트 배치별 슬럼프 및 공기량 91
표 6.4. 포설된 콘크리트의 휨강도 및 압축강도 92
표 6.5. 제2차 시험시공 5mm 굵은 골재의 품질 103
표 6.6. 제2차 시험시공 25mm 굵은 골재의 품질 103
표 6.7. 제2차 시험시공 잔골재의 품질 104
표 6.8. 제2차 시험시공 배합표 104
표 6.9. 제2차 시험시공으로 포설된 콘크리트의 휨강도 및 압축강도 105
표 6.10. 골재노출 공법의 골재탈리 원인 107
표 7.1. 경제성 분석 비교단면의 종류와 제원 114
표 7.2. 포장 종류별 표면보수와 유지보수의 수명 및 회수 115
표 7.3. 포장 종류별 표면처리 공법에 따른 생애주기비용분석(LCCA) 결과 115
표 9.1. 콘크리트 포장의 골재 관련 독일 시방 규격[FGSV, TL Beton-StB 07] 128
표 9.2. 포장 콘크리트 부순 굵은 골재의 품질기준(EXCS 44 55 15) 129
표 9.3. 표층용 굵은골재의 유해물 함유량 허용 값 129
표 9.4. 가열 아스팔트 포장 혼합물용 굵은 골재의 품질기준(EXCS 44 55 15) 129
표 9.5. 소입경 골재노출 굵은 골재 입도 기준(안) 130
표 9.6. 소입경 골재노출 굵은 골재 품질기준(안) 130
표 9.7. 소입경 골재노출 굵은 골재 유해물 함유량 허용 값 131
표 9.8. 골재노출 포장 콘크리트 경제적 표준 배합 131
표 9.9. 골재노출 포장 콘크리트 내구적 표준 배합 132
표 9.10. 소입경 골재노출 공법 품질기준 132
그림 1.1. 연구 과제의 범위 및 추진 체계 23
그림 2.1. 타이어-노면 소음발생 기구 25
그림 2.2. 포장 표면의 거칠기에 따른 노면 특성의 영향 27
그림 2.3. 골재노출포장의 개념도 28
그림 2.4. 유럽 골재노출포장(Dmax=32mm) 30
그림 2.5. 유럽 골재노출포장(Dmax=20mm) 30
그림 2.6. 유럽 골재노출포장(Dmax=5mm) 30
그림 2.7. 이층포설 골재노출포장 30
그림 2.8. 시간의 경과에 따른 포장 형식별 소음(CPX) 발생 31
그림 2.9. 시간의 경과에 따른 소음 발생 추이 31
그림 2.10. 골재노출포장 시공구간(벨기에)의 소음 발생 비교(CPX) 32
그림 2.11. 골재노출포장 시험 구간(미국)의 소음 측정 32
그림 2.12. 골재노출포장의 소음저감율과 표면 특성의 관계 33
그림 2.13. 골재노출포장의 소음저감을 고려한 표면 성능 33
그림 3.1. SPB 소음측정의 센서 배치 35
그림 3.2. CPX 소음 측정의 센서 배치 36
그림 3.3. CPX 소음 측정을 위한 트레일러 36
그림 3.4. OBSI 소음 측정의 센서 배치 36
그림 3.5. MTD 측정 방법의 개념도[ISO 13036-1] 37
그림 3.6. MPD 측정 방법의 개념도[ISO 13473-1] 37
그림 3.7. 노면 미끄럼 저항성 측정(BPT) 39
그림 3.8. 노면 미끄럼 저항성 측정(PFT) 39
그림 3.9. 평탄성(IRI) 산출 개념도 40
그림 3.10. 염소이온 침투저항성 시험 장치 및 시편 41
그림 3.11. 콘크리트 동결융해시험의 장치 및 시편 42
그림 3.12. 박리저항성 시편 43
그림 3.13. LA 마모시험의 시편과 시험장비 46
그림 3.14. APM 시험장치와 시편 47
그림 3.15. 표면마모시험기(Dressing Wheel Abrasion Test Machine) 48
그림 3.16. 골재 노출도(EAN) 실내 시험 장비 및 측정 방법 49
그림 4.1. 굵은골재 입도기준 비교 51
그림 4.2. 굵은골재 입도분석(SMA입도기준) 51
그림 4.3. 마모감량 시험결과 52
그림 4.4. APM 및 LA마모시험의 시험 시편 53
그림 4.5. APM 마모시험장비 사진 54
그림 4.6. LA 시험기에 의한 마모감량 결과 55
그림 4.7. 미국식 APM에 의한 마모시험 결과 55
그림 4.8. 유럽식 APM 마모시험 시험편 제작 사진 55
그림 4.9. 골재노출 콘크리트 마모시험 결과 57
그림 4.10. 지연제 사용량에 따른 노출도 59
그림 4.11. 지연제 사용량에 따른 조직깊이 59
그림 4.12. 양생시간에 따른 노출범위 선정 60
그림 4.13. 강도 추정을 위한 비파괴실험 60
그림 4.14. 양생시간에 따른 초음파 속도 60
그림 4.15. 추정 강도에 따른 노출범위 선정 60
그림 4.16. 제작된 실내 노출장비 62
그림 4.17. 실내 브러싱 장비 및 브러시 종류별 형태 62
그림 4.18. 골재노출시기별 선정된 브러시 종류 62
그림 4.19. 국외 골재노출포장의 브러싱 장비 전경 63
그림 4.20. 제작된 타격형 브러싱 솔 및 장비 장착 전경 64
그림 4.21. 제작된 연속형 브러싱 솔 및 장비 장착 전경 64
그림 5.1. 골재노출 콘크리트 배합설계 절차 66
그림 5.2. 잔골재의 입도분포 69
그림 5.3. 플라이애시 배합의 바인더/물 비 결정 75
그림 5.4. OPC 배합의 바인더/물 비 결정 75
그림 5.5. 잔골재율 변화에 따른 노출도 76
그림 5.6. 잔골재율 변화에 따른 평균조직깊이 76
그림 5.7. 내구적 배합시험의 압축강도 결과 77
그림 5.8. 내구적 배합시험의 노출도 결과 77
그림 5.9. 배합에 따른 슬럼프 시험결과 79
그림 5.10. 배합에 따른 공기량 시험결과 79
그림 5.11. 배합에 따른 압축강도 79
그림 5.12. 배합에 따른 휨강도 79
그림 5.13. 일반 배합 콘크리트의 동결융해저항성 80
그림 5.14. 내구적 배합 콘크리트의 동결융해저항성 80
그림 6.1. 제1차 시험시공 구간 개요도 84
그림 6.2. 제1차 시험시공 구간의 단면 구성 85
그림 6.3. 제1차 시험시공의 구간별 하부층 및 지연제 종류 85
그림 6.4. 하부층의 철근 깊이 GRP 조사 결과 86
그림 6.5. 제1차 시험시공 절차 개요도 87
그림 6.6. 시험시공 공정별 전경 사진 89
그림 6.7. 시험시공이 완료된 구간 전경 및 표면 성상 89
그림 6.8. 제1차 시험시공 중의 대기온도 변화 90
그림 6.9. 제1차 시험시공 중의 시간증발량 변화 90
그림 6.10. 시공 중 콘크리트의 공기량 및 골재 표면 수량의 변화 92
그림 6.11. 제2차 소입경 골재노출 이층포설 콘크리트 포장 시험시공 구간 93
그림 6.12. 제2차 시험시공 구간의 단면 구성 94
그림 6.13. 제2차 시험시공 구간별 변수 94
그림 6.14. 제2차 시험시공 절차 개요도 95
그림 6.15. 포설면 몰탈 보수 및 면정리 95
그림 6.16. 제2차 시험시공 생산 플랜트 및 호퍼 전경 96
그림 6.17. 하부층 연속철근 콘크리트포장의 철근 배근 96
그림 6.18. 시험시공 포장 단면의 철근 배근도(1) 97
그림 6.19. 시험시공 포장 단면의 철근 배근도(2) 98
그림 6.20. 제2차 시험시공의 콘크리트의 포설 99
그림 6.21. 지연제 살포 전경 100
그림 6.22. 지연제 살포 후 비닐 덮기 100
그림 6.23. 종방향 줄눈 절단 101
그림 6.24. 골재 노출 브러싱 101
그림 6.25. 양생제 살포 101
그림 6.26. 표면 물청소 101
그림 6.27. 제2차 시험시공 중의 대기온도와 상대습도 변화 102
그림 6.28. 제2차 시험시공 중의 바람세기와 일복사량 변화 102
그림 6.29. 제2차 시험시공 콘크리트의 슬럼프 및 공기량 105
그림 6.30. 면마무리 불량에 의한 골재 탈리 106
그림 6.31. 입도 불량에 의한 골재 탈리 106
그림 7.1. 플랜트 제어실 및 호퍼 중량계 109
그림 7.2. 벨기에 골재노출 합성입도 곡선(20mm 골재) 110
그림 7.3. 소입경 골재노출 배합의 합성임도 곡선 111
그림 7.4. 골재노출 시험시공 콘크리트 포장 시공장비 운행현황 112
그림 7.5. 포장 종류별 표면처리 공법에 따른 생애주기비용분석(LCCA) 결과 116
그림 8.1. 기존 골재노출포장(13mm)의 MTD와 노출도 118
그림 8.2. 기존 골재노출구간의 미끄럼 저항 118
그림 8.3. 기존 골재노출포장의 소음 118
그림 8.4. 기존 골재노출구간의 전경 및 골재노출 성상 119
그림 8.5. 제1차 시험시공 구간의 MTD 측정 결과 120
그림 8.6. 제1차 시험시공 구간의 MTD 측정 결과 120
그림 8.6. 제1차 시험시공 구간의 골재노출도 측정 결과 121
그림 8.8. 제2차 시험시공 구간의 MTD 측정 결과 121
그림 8.9. 제2차 시험시공 구간의 MPD 측정 결과 121
그림 8.10. 제2차 시험시공 구간의 골재노출도 측정 결과 122
그림 8.11. 시험시공 구간의 구간별 평탄성 측정 결과 123
그림 8.12. 제1차 시험시공 구간의 미끄럼 저항성(SN, 60km/h) 측정 결과 123
그림 8.13. 시험시공 구간의 구간별 평탄성 측정 결과 124
그림 8.14. 제2차 시험시공 구간의 미끄럼 저항성(BPN) 측정 결과 124
그림 8.15. 제2차 시험시공 구간의 미끄럼 저항성(SN, 60km/h) 환산 결과 124
그림 8.16. 구간별 CPX 소음 측정 결과 125
그림 8.17. 포장형식과 소음 발생(80km/h) 125
그림 8.18. 포장형식과 소음 발생(100km/h) 125
그림 8.17. 포장 종류에 따른 소음 영역 비교 126
그림 8.18. 포장 종류에 따른 주파수 비교 126