| 연구개발개요 |
현재의 도로는 과거 공간 이동이라는 1차원적인 의미와는 달리 인간이 삶을 영위하고 활동하기 위한 하나의 영역으로서 그 개념이 변화되고 있다. 따라서 도로에 대한 관점도 안전성, 환경 친화성, 사용자 중심의 도로로 바뀌고 있다. 그러나 기존의 국내 도로포장 현실은 획일적 포장 형식 적용, 포장 재료의 개발기술 미비, 무분별한 신기술 적용, 경제적 비효율성 등 여러 문제점들을 내포하고 있다. 또한 교통소음은 도로주변 생활환경의 악화를 초래함으로써 민원의 원인이 되고 있다. 본 연구는 국민의 사회？경제적 의식 수준 변화를 반영하고 기존 도로포장의 문제점들을 개선하기 위하여 기능적이고 지속 가능하며 환경 친화적인 포장 신공법을 개발하는데 그 의미가 있다.
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| 연구내용 및 범위 |
기존 아스팔트 포장은 밀입도 표층, 기층, 골재 보조 기층 등으로 구성된 포장 단면 구조를 가지고 있다. 국외의 경우 포장의 기층으로는 아스팔트 안정처리 기층, 시멘트 안정처리 기층, 골재 기층이 각각 같은 비율로 적용되고 있는 실정이다. 하지만, 최근에는 투/배수의 개념을 포장에 도입함으로써 기존의 포장이 가진 여러 문제점, 예를 들어, 소음과 사고 등을 해결하려는 연구가 국내/외에서 활발히 진행 중이다. 포러스 아스팔트를 표층에 적용하고 아스팔트 안정처리기층(불투수)을 기층에 적용함으로써 배수성 포장을 개발하였고, 포러스 아스팔트를 표층 및 기층에 모두 적용함으로써 투수성 포장을 개발하였다. 일본에서는 다양한 투？배수성 포장을 시험 포장하여 그 공용성을 평가하고 있으나 투수성 포장의 경우 하부층의 투수 문제로 러팅 등의 많은 문제점이 발생하는 것으로 나타나 차도 적용에는 새로운 개념이 필요할 것으로 보고되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 투？배수성 포장을 도로 등급에 맞추어 개발하려고 한다. 이동성이 높은 주간선 도로 및 보조간선 도로는 배수성/투수성 포장을 적용하여 소음을 저감시키고 빠른 배수를 통하여 빗길 안전성을 향상시킨다. 기존의 시멘트 안정처리 기층을 개선하여 저수축 투수 시멘트 안정처리 기층을 개발함으로써 투수성 포장이 가진 내구성 및 강도 특성을 이용하는 한편 반사균열 문제를 해결하고자 한다. 또한 다기능 Paver의 재료, 형상, 시공법, 유지보수 공법 등을 개발하여 접근성이 높은 집분산 도로 또는 이면 도로에 적용함으로써 사용자에게 아름다운 도로를 제공한다. 안전하고 조용하며 아름다운 포장을 제시하는 본 연구는 신포장 재료, 신시공 장비, 유지보수 관련 지침을 개발하여 사용자가 만족하는 도로를 제공하려고 한다. 신재료 개발은 문헌 고찰 및 다양한 실험을 통해 기층용으로 저수축 투수 시멘트 안정처리 기층을, 표층용으로 내구성을 지닌 투수 아스팔트 혼합물 개발을 포함한다. 이러한 포장 재료는 친환경적이고 안전하며 사용자 중심의 도로 건설에 적합함에도 불구하고 포장의 장기공용성 및 내구성에 대한 의심과 과학적이지 않은 막연한 두려움 등이 복합적으로 작용하여 시공 실적이 미미한 실정이다. 따라서 내구성이 높은 재료 개발과 투수 기능을 갖춘 기층을 개발하여 새로운 포장 시스템을 제안하고자 한다. 이를 위해 골재 배합 비율과 입도 개선, 아스팔트 바인더 및 혼화제 배합, 관련 시공법 개발을 통해 포장 표면의 탈리 현상을 방지하는 신재료를 개발한다. 또한 공극 막힘 현상 등에 대한 관리방안을 도출하고 실용화하는 기술을 제안하여 장래 배수성 포장 공법의 상용(賞用)화에 대비하고자 한다. 또한 심미적인 효과가 우수하고 내구성을 갖춘 페이버 포장을 개발하여 이면도로 등에서 활용할 수 있는 방안을 마련한다. 문헌 조사를 통하여 다양한 국내외 연구 사례를 검토하고 장？단점을 분석하여 각 형식별 배합설계, 시공사례, 설계법 등을 고찰한다. 이를 바탕으로 신포장 시스템을 선정하고 적용 가능한 재료를 개발 또는 도입하여 기본적인 실내 물성실험을 실시한다. 또한 유한요소해석을 통해 신포장 공법의 구조적 거동을 해석하여 다양한 하중 에서 포장이 갖는 역학적인 특성을 파악하고 포장가속시험 결과와의 비교 및 검증을 통해 현장에서의 역학적인 특성 추정능력을 향상시킨다. 실내 파손촉진 실험에서는 재료특성을 검증하고 피로식을 제안할 뿐만 아니라 단면의 특성에 따라 공용성을 예측하고자 한다. 이를 통해 현장 시험시공 공법을 제시하고 공법의 타당성을 검토한다. 단순한 상사 모형이 아닌 환경 하중의 모사가 가능한 HES(HEART Environment Simulation, 포장환경 모사 시험기)와 시험시공시 소음측정에 활용될 CPX(Close-Proximity Method) 트레일러를 설계하여 보다 정확한 포장의 공용성, 환경 유해성 등을 평가하고자 한다.
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