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과제기본정보

도로수명 연장을 위한 고기능성 콘크리트 포장 유지보수 실용화 기술 개발5년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 도로기술연구 과제번호 22POQW-B146707-05
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 토목시공기술 적용분야 전문,과학 및 기술서비스업
2순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 구조물 보수 보강기술 실용화대상여부 실용화
3순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설구조재료 과제유형 개발
과제명 도로수명 연장을 위한 고기능성 콘크리트 포장 유지보수 실용화 기술 개발
주관연구기관 한국건설기술연구원
총괄연구 책임자 성명 남정희
소속 한국건설기술연구원 직위 연구위원
기관 대표번호 031-910-0114 FAX -
총 연구기간 2018-04-13 ~ 2022-09-30
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-09-30

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
5차년도 2,167,000,000 76,365,000 560,626,000 636,991,000 2,803,991,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 - 2015년 기준 고속도로 전체의 무근콘크리트 줄눈포장의 연장은 9,491 km/차로이며 연속철근 콘크리트포장의 연장은 245 km/차로로 전체 연장의 97.5%가 본 연구의 대상으로 하고 있는 무근콘크리트 줄눈 포장임
­- 영동선 등 12개 노후화 노선 중 포장파손이 심각한 구간이 약 27% (601km/1차로)
­- 국토교통부 도로보수현황(2016)에 따르면 2001년 약 2,931억원을 지출한 전체 도로포장 유지보수비는 지속적으로 증가하여 2016년 기준 약 7,772억원을 소요하여 15년 동안 약 2.65배가 증가하였음
­- 또한 무근콘크리트 줄눈포장의 비중이 높은 고속도로의 경우 2014년 도로포장 유지보수에 약 1,308억원을 사용하였음. 이는 2001년 고속도로 포장유지보수 비용이 349억원 규모인 점을 고려하면 지난 14년간 약 3.84배의 유지보수비용 증가가 발생되었고 이 같은 추세는 지속적으로 증가가 예상됨
- 이에 노후 줄눈 콘크리트포장에 대한 국내실정에 맞는 효과적인 유지보수 공법 개발이 필요함
최종목표 ? 본 연구는 노후화된 무근 콘크리트 줄눈 포장(JPCP)을 대상으로, 유지보수를 통해 신설에 준하는 도로품질을 확보하기 위하여, 국내실정에 맞는 효과적인 유지관리 방안 제시, 시멘트 계열 / 아스팔트 계열 최적 유지보수 실용화 기술을 개발하고자 함
­?본 연구는 유지보수 패러다임 전환을 통해 도로포장의 공용성능 복원하고 이용자 서비스 향상을 통해 도로가치를 재창조하고 사용자 중심의 미래도로를 구현하고자 함
- 노후도로의 효과적 유지관리를 위한 Total Solution 제공
- 도로수명 20년 연장/5dB(A) 이상 소음저감형 고기능성 시멘트 콘크리트 포장 유지보수 실용화 공법 개발
- 반사균열 60% 저감/ 부착성능 50% 향상 목표 아스팔트 콘크리트 포장 유지보수 실용화 공법 개발
연구내용 및 범위 ○ 본 연구는 노후화된 무근 콘크리트 줄눈 포장(JPCP)을 대상으로, 유지보수를 통해 신설에 준하는 도로품질을 확보하기 위하여, 국내실정에 맞는 효과적인 유지관리 방안 제시, 시멘트 계열 / 아스팔트 계열 최적 유지보수 실용화 기술을 개발하고자 함

○ [1세부과제] 도로효율 재창출을 위한 JPCP 유지보수 공법 적용기준 및 품질관리 향상 방안 개발
* 포장 파손 유형별 원인 규명을 통한 최적화된 유지보수 공법 적용 방안 및 지침 개발
­ - 콘크리트포장 파손 유형별 원인 규명
­ - 실무형 Project level 현장조사를 위한 조사 절차 및 방안 마련 (조사항목, 구간, 조사방법, 결과 분석 방법 등)
­ - 개발예정기술 적용을 포함한 포장 파손 원인별 최적 유지보수 공법 선정 프로세스 개발
­ - 유지보수 공법 적용시기 및 공법 대안에 대한 경제성 분석 방안 연구
­ - 국내 여건에 맞는 최적 교통처리 방안 연구
­ - 최적 유지보수 공법 적용에 대한 의사결정 체계 개발 및 구축
­ - 테스트베드 총괄 운영
* 콘크리트 포장 유지보수 시공품질관리 기술 개발 및 보수기준 개선방안 연구
- 보수범위 산정을 위한 건전도 평가기술 개발
- 열화부 제거 확인 평가기술 및 시공품질 관리기법 개발
- 신구계면 부착강도 향상 및 평가기술 개발
- 콘크리트 포장 유지보수 기준 및 지침 재정립
* 현장 실무형 유지보수 설계법 개발
- 현장 실무형 콘크리트 덧씌우기 포장 카탈로그 설계 지침(안) 개발
- 현장 실무형 아스팔트 덧씌우기 포장 카탈로그 설계 지침(안) 개발
- 덧씌우기 포장 설계를 위한 노후포장 유효두께 결정 소프트웨어 개발

○ [2세부과제] 사용자 중심 시멘트 콘크리트 계열 덧씌우기 실용화 공법 개발
* 기대 수명 20년 목표 유지보수형 콘크리트 포장 덧씌우기 실용화 기술 개발
- UT-CRCP 덧씌우기용 콘크리트 재료 및 보강재 개발
- UT-CRCP 덧씌우기 단면 보강법 개발
- UT-CRCP 덧씌우기용 시공 전용장비 개발
- UT-CRCP 덧씌우기 공법 공사시방서 개발
* 고기능성 골재노출 콘크리트 덧씌우기 재료 및 시공기술 개발
- 고기능성 골재노출 콘크리트 덧씌우기 재료 개발
- 고기능성 골재노출 콘크리트 덧씌우기 장비 개발
- 고기능성 골재노출 콘크리트 덧씌우기 공법 개발

○ [3세부과제] 노후 콘크리트 기층화를 통한 아스팔트 콘크리트 계열 덧씌우기 장수명화 공법 개발
* 아스팔트 콘크리트 덧씌우기 효과 최적화를 위한 반사균열(60%) 저감형 전처리 시공 기술 개발
- 반사균열 억제를 위한 최적 균열 형상 및 간격 도출
- 균열폭/간격에 따른 덧씌우기층 거동 분석 및 최적 포장두께 산정
- 국내실정에 적합한 기존 콘크리트포장 저감형 전처리 방안 도출
- 반사균열 저감형 전처리 공법 시험시공 및 공용성 평가
- 반사균열 저감형 전처리 공법 공사 시방서 개발
* 고성능 저비용 아스팔트 덧씌우기 미래 포장 택코팅 공법 개발
- 노후 콘크리트 포장에 아스팔트 혼합물 덧씌우기 공사시 아스팔트 페이버 장비에 - 유제 살포기를 장착하여 택코팅을 동시에 할 수 있는 시공 장비 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
5차년도 ○ 1-1 세부 : 포장 파손 원인규명을 위한 기초연구
○ 1-2 세부 : 기준조사 및 평가방법 적정성 검토
○ 1-3 세부 : 해석관련 문헌 검토 및 비파괴 평가방법조사
○ 2-1 세부 : UT-CRCP 기본설계
○ 2-2 세부 : 골재노출 콘크리트 덧씌우기 방안 마련
○ 3-1 세부 : 반사균열 억제 기술 및 현장조사
○ 3-2 세부 : 장비설계 및 기초제품 개발
○ 1-1 세부
- JPCP 파손현황 기존 자료 분석 및 파손유형별 현장 조사 방안 도출
- 국내외 유지관리 (Preservation) 및 보수 (Rehabilitation) 기준, 지침 등 관련 문헌 분석
- 기존 PMS 자료를 통한 현장조사 항목, 범위, 구간선정, 파손 현장 조사 방법 개발 및 현장조사
- PMS 분석을 통한 파손원인 도출방안 마련
○ 1-2 세부
- 콘크리트 건전도 평가 방법 및 기준 조사
- 열화부 제거 방법 및 평가기준 조사
- 부착강도 시험 평가방법 및 적정성 검토
- 국내외 콘크리트 포장 유지보수 기준 조사
○ 1-3 세부
- 국내외 콘크리트 덧씌우기 포장 형식 문헌검토 및 비교분석
- 국내외 콘크리트 덧씌우기 포장 설계법 및 유한요소해석 문헌검토
- 국내외 아스팔트 덧씌우기 포장 공법 문헌검토 및 비교분석, 국내외 아스팔트 덧씌우기 포장 설계법 및 반사균열해석 문헌검토
- 국내외 노후포장 비파괴 평가방법 조사
○ 2-1 세부
- UT-CRCP 덧씌우기 기본 개념 설계 및 기초실험
- UT-CRCP 시공방법 개발 및 장비 기본 설계
- 국외 CRCP 덧씌우기 공용성 평가 및 의사결정체계도 개발
- 콘크리트 첨가제 검토
- 기존 보수 시공 장비 조사
○ 2-2 세부
­ -고기능성 골재노출 콘크리트 재료의 최적 개발 방안 검토
­ -고기능성 골재노출 콘크리트 덧씌우기의 최적 시공방법 및 최적 장비개발 방안 도출
­ - 국내·외 골재노출공법의 구조적/기능적 성능검토
­ - 콘크리트 덧씌우기 시공방법 연구

○ 3-1 세부
- 유사 반사균열 억제공법 문헌 및 현장공용성 조사
- 균열 형상 및 간격 기준 및 최적화 관련 문헌 10건 이상, 국내의 콘크리트 포장 줄눈부 수직 거동 계측, HEART Overlay Tester의 보정 및 Texas 장비와의 비교 분석
- 기존 방수층 설치 덧씌우기 구간 반사균열 억제효과 분석 및 불투수 차단층 바인더 개발
- 노후콘크리트 물성현황조사(Ⅰ)

○ 3-2 세부
- 선행연구 및 장비 조사를 통한 개발 장비 설계 방안 마련
- 첨가재료 설계 및 기초 제품 개발
- 부착강도 평가 방법 및 기준 조사
- 기존 택코팅 재료 성능평가
연구성과 기술적 기대성과 - 경험적 답습적으로 수행되고 있는 콘크리트 포장 유지보수에 있어 기술적 평가자료에 기초한 연구자료를 시공관계자, 관리부처 및 설계관련자들에게 제공함으로써 보다 합리적이고 체계적인 유지보수공사가 설계 및 시공관리가 이루어질 것으로 예상
­- 콘크리트 포장 유지관리를 위한 시공전반에 걸쳐 각 단계별 현 수준과 이를 개선 또는 성능을 확인할 수 있는 기법과 지침을 제공함으로써 과학적, 기술적 접근으로 하자발생 최소화와 현장 문제발생 시 보다 합리적인 근거로 이를 해결할 수 있을 것임
­- 콘크리트 포장 유지보수공사에 요구되는 공정별 개선사항을 연구함으로써 현재의 품질기준을 상향조정할 수 있을 것이며 이럴 경우 보수 후 포장 공용수명증가를 자연스럽게 유도함으로써 보다 우수한 유지보수공법 정착이 가능함
­- 노후 콘크리트 포장 연장의 증가는 우리나라뿐만 아니라 전 세계적인 추세이며 노후 포장의 수명을 획기적으로 연장할 수 있는 기술이 절실히 요구되는 실정이며, 따라서 국제적으로도 도로포장 전문가들의 관심도가 매우 큰 분야중 하나이고, 본 사업의 성공이 상위 기술선점과 일맥상통하므로 과학기술분야에서 국가경쟁력 확보가 가능함
­- 고성능/고기능성 콘크리트 덧씌우기 공법 적용을 통한 도로포장의 구조적/기능적 공용수명 증진
­- 노후 콘크리트 포장의 유지보수 시 구조적 수명연장을 넘어 사용자 중심의 미래 지향적 주행쾌적성과 함께 소음, 미끄럼저항성 및 평탄성 등의 기능성 개선
­- 노후 콘크리트 포장의 유지보수 시 일반적 형식의 표면처리기법인 횡방향 타이닝 대비 5dB(A)의 소음저감이 가능하며, 소음 및 미끄럼저항 등의 기능적 수명의 장수명화를 위한 노면조직 형상을 제시
­- 고 내구성, 기능성 및 장기 공용성을 지닌 새로운 포장 기술 개발 가능
­- 정돈된 시공 프로세스를 통해 국내 건설 기술 향상 도모
­- 반사균열의 근본 원인인 콘크리트 포장 줄눈부 거동 저감으로 반사균열 발생 요소 억제
­- 노후 콘크리트 포장 열화부 적절 보수 조치로 아스팔트 덧씌우기의 장기 공용성 확보
­- 동시포설 장비 및 공법 개발로 인한 교통 개방 시간을 크게 단축하여 교통정체 감소
­- 기존 포장 대비 포장의 안전성 향상 도모
­- 개질 유제 생산 원천 기술 확보를 통한 기술 경쟁력 향상
사회 경제적 파급효과 - 노후화된 콘크리트 포장 연장의 증가로 인한 유지보수 비용의 급증이 예상되는 현 상황에서, 현장 실무형 유지보수 설계법 개발을 통해 시공 현장에 적합한 콘크리트 덧씌우기 포장 형식 및 덧씌우기 포장의 최적두께를 선정할 수 있도록 하며, 부적절한 시공으로 인해 덧씌우기 구간에 발생할 수 있는 재파손을 방지하여 유지보수 비용의 절감효과를 기대할 수 있음
­- 현장 실무형 유지보수 설계법의 개발 과정에서 비파괴시험을 통해 개선된 노후포장물성 평가법을 사용할 수 있으며, 이를 통해 경험적 유지보수의 문제점으로 뽑히는 과대·과소 유지보수를 방지할 수 있고, 탄성계수 및 지지력계수 등 다량의 데이터 확보를 통해 카탈로그 형식의 설계지침(안)을 개발하여 체계적인 - 콘크리트 덧씌우기 포장 설계 과정을 개발함으로써 장기적인 노후 포장 유지보수 산업에서 큰 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상됨
­- 국내 고속도로 콘크리트 포장 중 97.5%에 해당하는 무근콘크리트 줄눈 포장의 유지보수 공사 시 최적 교통처리 방안 적용을 통해 교통지체 최소화 및 도로이용자 편의 증대 등에 따라 교통 혼잡에 따른 예산절감 및 민원 감소가 예상됨
­- UT-CRCP 덧씌우기 공법 개발을 통해 노후화된 줄눈 콘크리트 포장의 효과적인 유지보수를 가능하게 하고, 공용수명을 20년 더 증진시킬 수 있음
­ 고기능성 골재노출 콘크리트 덧씌우기 재료 및 공법의 개발을 통하여 실제 현장 적용 시 도로 사용자와 도로변 주민들의 정신건강 향상을 통한 국민복지 및 편익 증진
­- 일반적인 콘크리트 덧씌우기 공법 적용 시 발생하는 소음을 저감하기 위한 방안으로 방음벽 등의 도로구조물을 추가로 건설하고 있는 실정이나, 포장 표면에서의 저소음 유도를 본 공법의 개발로 도로 전체의 건설비용을 효과적으로 저감
­- 고기능성 골재노출 콘크리트 덧씌우기 공법의 적용을 통하여 장기 내구성 확보에 따른 유지보수비 절감이 가능하며, 방음벽설치에 따른 시공비 절감 및 방음벽의 높이를 저감시키는 등의 경제적 효과 확보
­- 최근 지속적으로 증가하고 있는 도로교통소음에 대한 민원 해결 가능
­- 현장 조건에 따른 유지보수공법을 통한 국가 경쟁력 확보
­- 유지보수 빈도, 비용을 절감하여 국가예산손실과 이용자 불편 저감
­- 기존 포장연한의 증진으로 도로상 사고 발생 예방 및 사고 발생율 감소 기대
­- 해외 수출을 통한 신 시장 개척 및 국가 경제적 이익 창출 가능
­- 택 코트 성능 향상으로 아스팔트 콘크리트 수명 연장
­- 기술 개발을 통한 중소기업 시장 진출 활성화 및 일자리 창출
­- 아스팔트 덧씌우기 공법의 신속성 및 내구성 향상으로 교통개방 시간을 기존 공법보다 2시간 이상 빨리 개방하여 교통폐쇄 및 지체에 따른 도로혼잡 개선
활용방안 - 노후화된 콘크리트 포장의 최적 유지보수공법을 결정하고, 공용성 증진 및 기능성을 향상시킬 수 있는 포장보수공법 개발
- 고속도로, 국도, 공항, 항만 등의 콘크리트 포장 적용 가능
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 콘크리트 포장 유지보수 부분단면보수 덧씌우기 전처리
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