R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 200806건설핵심C20 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 구조적 성능을 고려한 시멘트 콘크리트포장의 기능 개선 시공화 연구 | |||||
| 총 연구기간 | 2006-12-20 ~ 2009-12-16 | |||||
| 연구책임자 | 남영국 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
89명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 538,000,000 원 기업 : 197,000,000 원 계 : 735,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 876,000,000 원 기업 : 348,442,000 원 계 : 1,224,442,000 원 |
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| 연구기관명 | (주) 한맥기술 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
국내 고속국도와 같이 중차량이나 교통량이 많은 도로에서는 시멘트 콘크리트 포장이 건설되어왔으며, 현재 시공 및 설계중인 대부분의 고속도로가 콘크리트 포장으로 건설될 예정이다. 이러한 콘크리트 포장형식은 대부분 무근 줄눈 콘크리트 포장이다. 줄눈 콘크리트 포장의 슬래브는 온도나 습도변화에 의한 구속변형에 의해서 종방향 균열이나 횡방향 균열이 발생하게 되는데 이러한 균열 발생을 방지하거나 일정한 위치와 간격으로 균열 발생을 유도하기 위하여 포장 슬래브를 인위적으로 절단하여 줄눈을 설치하고, 줄눈 부위를 다웰바나 타이바로 보강한다. 줄눈 설치에 의한 균열발생의 제어가 없으면 포장체의 구조적 또는 기능적 파괴를 유발할 수 있는 불규칙한 균열이 발생될 수 있다. 이러한 목적으로 설치된 줄눈은 포장체의 불연속성과 상대적으로 구조적인 취약성을 지니고 있기 때문에 콘크리트 포장의 조기파손의 원인이 되고 있다. 그러므로 줄눈 콘크리트포장의 줄눈부에 대해 구조적 성능 개선이 필요한 실정이다. 본 연구는 줄눈 콘크리트포장의 구조적 안정성 및 공용성 확보, 시공성 향상 및 건설비용 절감을 위한 현장적용 실용화 연구이다. [최종목표] 1) 선균열 유도장치 및 공법개발 - 현재의 줄눈 콘크리트 포장은 다웰바를 설치에 있어서 인위적인 줄눈의 Cutting으로 인하여 줄눈부 파손이 발생하고 절단시 깊이가 균일하지 못하여 이상균열이 발생하고 있어 이에 대한 해결책으로 선균열 유도장치를 개발하는 것이고, 이는 인위적인 줄눈 절단이 아닌 자연발생적인 균열을 유도할 수 있도록 할 것이며, 시험시공을 통하여 선균열 유도장치의 효과를 검증할 것이다. 2) 수명연장 및 최적 공용성 확보를 위한 적정 줄눈간격 제시 - 콘크리트 포장파손 중에서 줄눈부에서 발생하는 파손이 가장 많이 발생하고 있는 실정으로 이런한 조기파손은 포장의 장기공용성에 많은 영향을 미치고 있다. 현재 국내에서는 획일적으로 6m의 간격으로 줄눈을 시공하고 있는 실정으로서 이에 대한 합리적인 줄눈간격에 대한 검토가 필요하므로 본 연구에서는 콘크리트 포장의 수명연장과 최적 공용성 확보를 위한 적정 줄눈간격을 제시하고자 한다. 3) 분리막 사용 기준 제시 - 현재의 모든 콘크리트 포장에서는 보조기층면과 슬래브면과의 사이에서 마찰저항을 감소시키기 위해서 분리막을 사용하고 있으나, 실제 마찰저항이 비선형으로 발생하는 것으로 연구결과가 있으므로 분리막의 효용성을 검증함으로서 분리막의 사용 기준을 제시하고자 한다. [연구내용 및 범위] o 기존 하중전달장치, 줄눈간격, 분리막에 대한 기준 및 연구동향 검토 - 유도균열에 대한 국내외 연구동향 분석 - 줄눈간격 및 분리막에 관한 국내외 문헌조사 - 국내외 기준 줄눈간격 설계방법 고찰 o 콘크리트 물성평가 실내시험(열팽창계수) - 국내 콘크리트 포장용 골재의 열팽창계수 연구 조사 - 골재별 슬래브에 대한 열팽창계수 측정 o 줄눈콘크리트 포장의 줄눈 파손 특성 분석 - 공용중인 고속국도 노선별 줄눈 파손 특성 분석 - 줄눈 파손 유형 및 원인 분석 o 기존 하중전달장치 검토 및 선균열 유도장치 시작품 제작 - 기존 하중전달장치 분석 - 선균열 유도장치 시작품 제작 - 선균열 유도장치 성능시험 및 보완 o 해외출장을 통한 현장조사 및 자료수집 - 현장방문을 통한 실태조사 및 자료 수집 o 구조해석에 의한 적정 줄눈간격 계산 - 구조해석 프로그램을 활용한 줄눈간격 산정 o 콘크리트 물성평가 실외시험(마찰저항력) - 슬래브 모형 시편에 대한 마찰저항력 실외 시험 o 시험포장 계획수립 - 현장시험시공 구간선정 - 시공관련 자료 및 현장 조사 - 시험시공 방안, 계측기 매설 및 측정 방안 수립 - 시험시공 상세설계 o 콘크리트 포장의 기능 개선을 위한 현장 시험시공 - 선균열 유도장치 효과 검증을 위한 현장 시험시공 - 줄눈 간격별 효과 검증을 위한 현장 시험시공 - 분리막 효과 검증을 위한 현장시험시공 - 포장의 거동 분석을 위한 계측기 매설 o 시험포장에 대한 추적조사 및 효과분석 - 줄눈절단구간과 선균열 유도장치 구간의 유도균열 발생추이 비교 및 관찰 - 줄눈간격에 따른 유도균열 및 무작위 균열 발생추이 비교 및 관찰 - 시험시공 구간 공용성 평가 실험 - FWD를 이용한 처짐 특성 조사 및 하중전달능력 조사 o 선균열 유도장치 개발 및 공법에 관한 특허 및 실용신안 출원 - 특허출원에 필요한 자료 수집 - 특허 및 실용신안 출원 o 시험포장 결과를 이용한 구조해석 - 실험결과를 입력 자료로 활용한 구조해석 o 역학적 이론 정립 - 적정줄눈간격 및 분리막에 대한 이론식 및 모델식 정립 o 현장시험시공(2차) 및 효과분석 - 시험포장 실시 - 시험시공 결과 분석 및 효과분석 o 시험시공 구간에 대한 추적조사 - 무작위 균열 발생여부 관찰 - 유도균열 발생여부 확인 - 장기 건조수축에 의한 유도균열 측정 o 수명연장 및 최적 공용성 확보를 위한 적정 줄눈 간격 제시 o 분리막 사용 기준 제시 o 선균열 유도공법 설계 및 시공 매뉴얼(안) 작성 - 시험시공구간의 추적조사 및 공용성 평가를 통한 선균열 유도공법 설계 및 시공 매뉴얼(안) 작성 |
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| 색인어 | 한글 | 시멘트콘크리트포장 | 선균열유도장치 | 다웰바 | 줄눈 간격 | 분리막 |
| 영문 | CementConcretePavement | Pre-CrackedDevice | Dowel-Bar | JointSpacing | SeparationMembrane | |
| 최종보고서 | 0205_구조적 성능을 고려한 시멘트 콘크리트포장의 기능 개선 시공화 연구.pdf | |||||