표제지 1
목차 4
요약문 14
ABSTRACT 15
제1장 서론 16
1.1. 연구배경 및 목적 16
1.2. 연구의 범위 16
제2장 국·내외 연구 및 적용사례 18
2.1. 미국 콘크리트 교면 포장 선정 사례 18
2.2. 폴리머 콘크리트 덧씌우기 국내·외 연구 및 시방기준 27
2.2.1. ACI 548.6R-19 Polymer Concrete Guidelines for Structural Applications 27
2.2.2. AASHTO Task Force 34 - Guide Specification for Polymer Concrete Bridge Deck Overlays 29
2.2.3. ASTM C881 Standard Specification for Epoxy-Resin-Base Bonding Systems for Concrete 30
2.2.4. KS F 4043 콘크리트 구조물 보수용 에폭시 수지 모르타르 30
2.3. 박층 에폭시 덧씌우기 포장의 국내외 시공사례 및 국내 재료생산 및 공급 현황 31
2.3.1. 국외 폴리머 콘크리트 시공사례(미국) 31
2.3.2. 국내 폴리머 콘크리트 시공사례 32
2.4. 소결 34
제3장 박층 덧씌우기 포장 재료의 품질시험 항목 및 시험방법 35
3.1. 실무적용을 위한 품질시험 항목 및 시험방법 제시 35
3.1.1. 에폭시 바인더 물리적 성능 시험항목 35
3.1.2. 에폭시 모르타르 혼합물 물리적 성능 시험항목 36
3.1.3. 에폭시 포설 혼합물 시험항목 36
3.2. 소결 38
제4장 박층 덧씌우기 포장 재료의 물성시험 및 내구성 시험 39
4.1. 폴리머 바인더의 물리적 성능 및 특성 확인 시험 39
4.1.1. 에폭시 바인더 물리적 성능 및 특성 확인 시험 41
4.1.2. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 골재 품질 특성 확인 시험 43
4.2. 폴리머 콘크리트의 물리적 특성 및 내구성 시험 47
4.2.1. 에폭시 모르타르 혼합물 물리적 특성 및 내구성 시험 47
4.2.2. 에폭시 골재 포설 혼합물 물리적 특성 및 내구성 시험 52
4.3. 소결 56
제5장 박층 덧씌우기 포장 시험시공 및 추적조사를 통한 공용성 평가 57
5.1. 박층 덧씌우기 포장 예비시험시공 및 추적조사를 통한 공용성 평가(1종) 57
5.1.1. 1차 예비시험시공 57
5.1.2. 2차 예비시험시공 60
5.1.3. 1차 시험시공 및 추적조사(1종) 62
5.2. 박층 에폭시 포장 2차 시험시공 및 추적조사를 통한 공용성 평가 74
5.2.1. 박층 에폭시 포장 2차 시험시공 교면상태 74
5.2.2. 박층 에폭시 포장 2차 시험시공 및 추적조사 76
5.3. 소결 88
제6장 기존 모재와 박층 포장 재료의 물성 변화에 따른 거동 특성 분석을 위한 구조해석을 통한 기준설정근거 제시 89
6.1. 유한요소해석을 통한 재료물성 모사 해석능력 검토 89
6.2. 교면포장을 모사한 유한요소해석을 통한 기준설정 근거 제시 91
6.2.1. 이동하중에 의한 부착면 전단응력 해석(차량이 주행중일 때) 93
6.2.2. 제동하중에 의한 부착면 전단응력 해석(급제동 시) 95
6.2.3. 부착 안정성 검토 96
6.3. 소결 97
제7장 충격 반향법을 사용한 교면포장 상태 평가 98
7.1. 충격 반향법을 사용한 교면포장 상태 평가의 가능성 검토 98
7.2. 소결 103
제8장 결론 104
참고문헌 107
부록 110
부록 I. 제1장 폴리머 콘크리트 품질평가 기준(안) 110
부록 II. 교면 박층 에폭시 폴리머 덧씌우기 포장 특별시방서(안) 122
도서정보(INFORMATION) 130
보고서 집필 내역 132
판권기 133
뒷표지 134
표 1.1. 연구의 내용적 범위 17
표 2.1. BPN 1 & 2에서 교면 재령 및 파손 등급에 대한 보수 공법별 공용수명 20
표 2.2. 펜실베니아 교통국 교면포장 상태 등급(2009) 20
표 2.3. 폴리머 덧씌우기를 선택하는 사유 23
표 2.4. 바닥판 상태와 폴리머 덧씌우기를 선택하는 사유 23
표 2.5. 폴리머 덧씌우기 표면처리 기술 선택 23
표 2.6. 표면 처리 방법별 미세균열 발생 위험 수준 24
표 2.7. 표면 처리 방법별 콘크리트 표면 등급 24
표 2.8. 예방 및 보수 공법별 콘크리트 표면 등급 25
표 2.9. 표면처리 방법별 콘크리트 표면 등급 25
표 2.10. 강철구 직경에 따른 콘크리트 표면처리 등급 26
표 2.11. 미국 주교통국별 온도에 따른 양생 시간 26
표 2.12. 경화 되지 않은 에폭시 바인더 물성 기준(ACI 548.5R-19) 27
표 2.13. 경화된 에폭시 바인더 품질 기준(ACI 548.5R-19) 28
표 2.14. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 골재 입도기준(ACI 548.5R-19) 28
표 2.15. 폴리머 콘크리트 혼합물 품질 기준(ACI 548.5R-19) 28
표 2.16. 다층 박층 에폭시 덧씌우기 포장에 대한 품질기준 및 시험방법[내용없음] 7
표 2.17. 다층 박층 에폭시 덧씌우기 포장에 대한 품질기준 및 시험방법 29
표 2.18. 에폭시계 폴리머 콘크리트 종류 및 등급 기준(ASTM G881) 30
표 2.19. 에폭시 수지 모르타르 품질기준(KS F 4043) 31
표 2.20. 제조사 별 에폭시 바인더 제품 34
표 3.1. 에폭시 바인더 시험기준 35
표 3.2. 에폭시 모르타르 혼합물 시험기준 36
표 3.3. 포설 혼합물 시험기준 36
표 3.4. 도로 최소 마찰계수 기준표 37
표 3.5. 골재 품질 시험 기준 38
표 3.6. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 골재 입도 기준 정리 38
표 4.1. 실내시험 항목 40
표 4.2. 에폭시 바인더 물리적 성능 시험결과 42
표 4.3. 온도 별 에폭시 바인더의 인장강도, 탄성계수 42
표 4.4. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 골재 품질 시험 결과 44
표 4.5. 골재 경도 간접측정 시험 계획 44
표 4.6. 모르타르 혼합물 시험 기준(안) 및 시험결과 49
표 5.1. 현장 1차 시험시공 순서 65
표 5.2. 현장 2차 시험시공 순서 78
표 6.1. 유한요소해석모형 89
표 6.2. 유한요소해석을 위한 기본재료 물성 89
표 6.3. 교면포장 유한요소해석 단면 92
표 6.4. 교면포장 유한요소해석 교통하중 93
그림 2.1. 균열 없는 교면포장 철근 깊이 (76.2mm) 염화물량 18
그림 2.2. 균열 있는 교면포장 철근 깊이 (76.2mm) 염화물량 18
그림 2.3. 교면포장 균열의 종류: (a)횡방향 균열, (b)종방향 균열, (c) 사선형 균열, (d)망상형 균열 19
그림 2.4. 펜실베니아 교통국 교면포장 선정 우선순위 19
그림 2.5. 폴리머 종류 및 재령별 염소이온 침투저항 특성 21
그림 2.6. 폴리머 종류 및 재령별 부착강도 특성 22
그림 2.7. 폴리머 콘크리트 공법별 시공 전경 29
그림 2.8. 미국 주별 에폭시 덧씌우기 적용 31
그림 2.9. 아이오와 존슨 브릿지 에폭시 폴리머 콘크리트 포장 시공 32
그림 2.10. 국내 폴리머 콘크리트 덧씌우기 시공사례 33
그림 4.1. 바인더 물성 시험 41
그림 4.2. 국내 골재 43
그림 4.3. 골재 입도 시험 결과 44
그림 4.4. 골재 경도 대체 시험 45
그림 4.5. 골재 경도 대체 시험 결과 46
그림 4.6. 마모시험 전 후 미끄럼저항시험 결과 46
그림 4.7. 에폭시 바인더의 물리적 특성 및 내구성 시험 48
그림 4.8. 습도별 압축강도 시험 결과 49
그림 4.9. 온도별 압축강도 시험 결과 50
그림 4.10. 상대습도 및 온도별 전단부착강도 시험 결과 51
그림 4.11. 모재 표면상태, 온도 및 습도조건 상태 52
그림 4.12. 표면 상태별, 습도별, 온도별 부착강도 시험결과 53
그림 4.13. 재료별 부착강도시험 결과 54
그림 4.14. 표면상태 별 미끄럼 저항시험 55
그림 4.15. 미끄럼저항 시험 결과 55
그림 5.1. 예비시험시공 구간 위치 57
그림 5.2. Z社의 콘크리트 수분계 58
그림 5.3. Mock-up 시험구간 59
그림 5.4. 예비시험포설 및 경화상태 확인 59
그림 5.5. 부착강도 시험 59
그림 5.6. 1차 예비 시험시공 구간 부착강도 결과 60
그림 5.7. 2차 예비시험시공 대상 구간 60
그림 5.8. 2차 예비시험시공 61
그림 5.9. 포설 3일 후 예비시험시공 부착강도 시험 결과 61
그림 5.10. 현장 1차 시험시공 구간 62
그림 5.11. 현장 1차 시험시공 및 추적조사를 통한 공용성 평가 계획 62
그림 5.12. 숏블라스트 실시 사진 63
그림 5.13. 표면 숏블라스트 속도별 전처리 상태 64
그림 5.14. 현장 예비시험시공 1 Layer 박층 덧씌우기 포장 포설 66
그림 5.15. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 시공 후 특징 67
그림 5.16. 폴리머 박층 포장 시험 주행 67
그림 5.17. 현장 1차 시험시공 구간(삼척) 68
그림 5.18. 현장 1차 시험시공 구간 추적조사 69
그림 5.19. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 하중 재하 시험 69
그림 5.20. 부착강도 코어 위치별 시험 결과 70
그림 5.21. 구간 및 시기별 부착강도 시험 결과 71
그림 5.22. 구간 및 시기별 미끄럼저항시험 결과 72
그림 5.23. 구간 및 시간별 평탄성 시험 결과 72
그림 5.24. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 현장 1차 시험시공 코어링 73
그림 5.25. 코어 염소이온 침투 저항성(삼척) 73
그림 5.26. 호남선 동진강교 74
그림 5.27. 호남선 동진강교 포장 상태(P2) 74
그림 5.28. 시험시공 시작부 순천방면 1차로(표면처리: 다이아몬드 그라인딩) 75
그림 5.29. 시험시공 시작부 순천방면 2차로, 종방향 관통균열 및 횡방향 균열 발생(표면처리: 다이아몬드 그라인딩) 75
그림 5.30. 순천방면 1차로(일부 층분리 의심 지점) 75
그림 5.31. 순천방면 2차로(종방향 관통균열 및 횡방향 균열발생, 일부 단면 보수 및 층분리 의심 지점) 75
그림 5.32. 순천방면 2차로(균열과 단면보수) 76
그림 5.33. 현장 시험시공 단면구성 76
그림 5.34. 8월 17일,18일 기온 및 습도 측정 데이터 78
그림 5.35. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 포설 전 포장 상태 평가 및 전처리 79
그림 5.36. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 현장 2차 시험시공 시공 절차 80
그림 5.37. 순천방면 1차로 50m 지점(좌측: 1구간 우측: 2구간) 81
그림 5.38. 순천방면 2차로 50m 지점(좌측: 1구간 우측: 2구간) 81
그림 5.39. 순천방면 1차로 70m 지점 81
그림 5.40. 순천방면 2차로 70m 지점 81
그림 5.41. 현장 2차 시험시공 추적조사 구간 82
그림 5.42. 미끄럼저항시험 82
그림 5.43. 미끄럼저항시험 결과 83
그림 5.44. 부착강도 시험 83
그림 5.45. 부착강도 파괴면과 LMC포장 단면도 84
그림 5.46. 현장시험시공 전처리 별 부착강도 시험결과 84
그림 5.47. 시공 2개월 후 부착강도 파괴면 85
그림 5.48. 시공 2개월 후 재료별 부착강도 시험결과 85
그림 5.49. IRI 측정 장비 86
그림 5.50. 시공 2개월 후 구간별 평탄성 시험 결과 86
그림 5.51. 박층 에폭시 덧씌우기 포장 현장 2차 시험시공 코어링 86
그림 5.52. 코어 압축강도 시험 결과 87
그림 5.53. 코어 염소이온 침투 저항성 87
그림 6.1. 전단 부착강도 시험 및 구조해석 모델 89
그림 6.2. Example of Determining Fractural Energy in Stress-Displacement Curve 90
그림 6.3. 전단부착강도 실내실험 결과(온도 25℃, 상대습도 60%) 90
그림 6.4. 전단부착강도 실내실험 및 유한요소해석 결과(온도 25℃, 상대습도 60%) 91
그림 6.5. 교면 포장 유한요소해석 모형 91
그림 6.6. 교면 포장 유한요소해석 모형 크기에 따른 해석 결과(80km/h) 92
그림 6.7. 교면 포장 유한요소해석 모형 단면 92
그림 6.8. 최대 전단응력 발생위치 93
그림 6.9. 차량 속도에 따른 최대 전단응력(DB-24) 94
그림 6.10. 이동 하중 크기에 따른 최대 전단응력(DB-24) 94
그림 6.11. 기존 포장의 상태에 따른 최대 전단응력(DB-24) 94
그림 6.12. 제동하중 재하 방법 및 위치 95
그림 6.13. 두께 및 탄성계수에 따른 제동하중 재하 시 부착면 최대전단응력 96
그림 6.14. 기존 포장 상태에 따른 제동하중 재하 시 부착면 최대전단응력 96
그림 7.1. 충격 반향법 시험 및 해석방법 99
그림 7.2. 충격 반향법 시험구간 100
그림 7.3. 기존 포장 건전부 충격 반향법 시험 결과와 STFT분석 결과 100
그림 7.4. 부분단면 보수구간 포장 건전부 충격 반향법 시험 결과와 STFT분석 결과 101
그림 7.5. 기존 포장 층분리 구간 충격 반향법 시험 결과와 STFT분석 결과 102
그림 7.6. 부분단면 보수구간 층분리 구간 충격 반향법 시험 결과와 STFT분석 결과 102
그림 7.7. 부분단면 보수구간 층분리 구간 공진시간(예) 103