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건설공사원가절감

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콘크리트 포장 아스콘 덧씌우기 개선방안
한국도로공사
1. 일반현황

1.1 추진배경
(1) 1980년대 이후 건설된 노선은 대부분 콘크리트 포장으로 장기공용과 교통량 급증 및 대형화 등에 의해 파손이 진전되고 있어 효율적인 보수 필요
(2) 장기 교통제한의 어려움으로 인해 초속경계 콘크리트 또는 아스팔트 덧씌우기로 보수 불가피
(3) 경제적 보수방법인 아스팔트 덧씌우기의 문제점을 보완하고 최적의 보수대안 제시

1.2 일반현황
(1) 포장 형식
공사 > 한국도로공사
포장공
건설일반
시설물분류>운송 교통시설>도로운송시설>자동차 도로;공종분류>토목공종>도로 및 포장공사>도로 및 포장의 보수
2. 현황 및 문제점

2.1 주요경과
(1) 2002년 이전 : 5cm 이하 덧씌우기
(2) 2003년 : 덧씌우기 두께 증가 시공
(2.1) 호남선(1986년) 확장구간 : 9cm 덧씌우기
(2.1.1) 5cm 덧씌우기 구간 콘크리트 보수 미흡, 두께부족 등 복합적 원인에 의해 반사균열, 포트홀 등 파손 발생
(2.1.2) 기존 덧씌우기 구간은 4cm 추가, 신규 파손구간은 9cm 덧씌우기
(2.2) 중부선(1987년) : CRCP 5cm, JCP 7.5cm(5cm절삭) 덧씌우기
(3) 2007년 : 호남선 및 중부선 덧씌우기 조사ㆍ분석
(3.1) 2003년 이후 반사균열 저항을 위해 7.5~10cm(2층) 시공
(3.2) 반사균열, 소성변형, 포트홀 등에 대해 조사ㆍ분석 후 8cm 이상 덧씌우기 구간에서 포장상태가 우수(HPCI 2등급 이상)
(4) 2008년 : 중부선 남이~오창(CRCP)구간 파손부 보수
(4.1) 포트홀, 백태 등 파손 발생(두께 부족 및 내부 침투수)
(4.2) 기존 5cm 덧씌우기 구간에 5cm 추가(파손부 팻칭)
(5) 2009년 : 중부선 서청주~오창(CRCP)구간 파손부 보수
(5.1) 우수 침투로 접합면 열화, 포트홀 등 파손 발생
(5.2) 기존 10cm 덧씌우기 구간에 5cm 추가(파손부 팻칭)
(6) 2009년 : 호남선 덧씌우기 구간(9cm) 보수
(6.1) 우수 침투로 접합면 열화, 포트홀 등 파손 발생
(6.2) 기존 덧씌우기 구간 절삭 후 재시공, 침투수 유도배수 조치
(7) 2010 ~ 2011년 : 덧씌우기 구간 방수공법 적용
(7.1) 덧씌우기 접합부에 방수처리 시험시공(4개 공법)
(7.1.1) GUSS, 시트식, 도막식, 수밀성 아스팔트 방수층 시공

2.2 문제점
(1) 덧씌우기 기준 부재로 노선별 적용공법 상이
(1.1) 노선별로 기술자문, 시행방안을 검토하여 적용
(1.1.1) 현장여건을 반영할 수 있는 표준적인 덧씌우기 기준이 없어 일관성 있는 덧씌우기 곤란
(1.1.2) 덧씌우기 접합부 체류수에 의한 열화 등의 처리기준이 없어 현장 판단 하에 임의 적용 등
(2) 덧씌우기 최소두께 부재로 포장보수시 시행착오
(2.1) 다양한 두께(5cm, 7.5cm, 9cm 등) 적용으로 반사균열 등 내구성 부족으로 보수하는 등 현장 적용 시 혼선 발생
(3) 절삭면 체류수에 의한 열화로 내구성 부족 및 조기파손
(3.1) 공극률이(밀입도 3~6%) 다소 높은 혼합물을 사용하고 있어 우수 침투에 의한 아스콘 혼합물 약화로 파손
(3.2) 절삭 접합면에 제설제 등의 침투 및 저온에 의한 동결융해 영향으로 접합면에 열화가 발생하여 포장파손 촉진
(3.3) 절삭 후 이질 재료의 접착력이 부족하여 층간 체수환경에 노출
(3.3.1) 절삭면의 미흡한 처리로 아스콘 부착력 저하
(3.4) 택코팅 24시간 양생하여야 하나 현실적 여건상 어려움 발생
(3.5) 시공 이음부는 우수, 제설제 등이 침투하기 쉬운 취약구간 이나 별도의 처리기준 부재
3. 개선내용

(1) 기본방향
(1.1) 콘크리트 포장 보수시 아스콘 (절삭)덧씌우기 최소두께 산정
(1.2) 체류수에 의한 절삭면 열화방지를 위한 대책 수립

3.1 (절삭)덧씌우기 두께 산정
(1) 아스콘 (절삭)덧씌우기시 최소두께는 8cm를 원칙으로 함
(1.1) 콘크리트 절삭면의 열화, 균열, 파손 등이 상존할 경우 손상 면을 제거하고 아스콘 두께 증가 시공

3.1.1 덧씌우기 시 스폴링 등으로 취약한 줄눈부 제거
(1) 콘크리트 포장은 줄눈부위가 취약하고 스폴링 등의 영향이 큼.
(2) 줄눈재 파손 → 스폴링 → 하부 파손 → 단면보수(덧씌우기)
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(2.1) 줄눈 깊이가 75mm로서 스폴링 영향부위 제거를 위해 8cm 절삭

3.1.2 콘크리트 포장 표면의 염수영향구간 제거
(1) 콘크리트 포장면은 염수에 영향을 직접적으로 받고 있으며, 보수 시 염수영향을 받은 상부 표면 제거가 필요
(1.1) 표면으로부터 평균 7.4cm 깊이에서 임계 염화물량 1.2kg/㎥ 이하
(1.1.1) 임계 염화물량 : 철근콘크리트 구조물에서 철근 부식발생의 염화물 이온농도(콘크리트 표준시방서)
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(1.1.2) 포장면 상부의 염화물 영향구간을 제거(8cm)

3.1.3 반사균열 억제를 위한 적정두께 필요
(1) 덧씌우기 두께가 두꺼울수록 반사균열 저항성은 높음
(2) 미국의 경우 반사균열을 고려하여 덧씌우기 두께를 최소 7.5cm 이상으로 규정
(2.1) 미국의 반사균열 예방을 위한 덧씌우기 두께
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(3) 반사균열 현장조사
(3.1) 조사위치 : 중부선 272.0~273.1km(통영)
(3.2) 아스콘 덧씌우기 방법
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(3.3) 반사균열 추적조사 결과(2005년 시공)
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(3.3.1) 8cm 덧씌우기 방법에 따라 반사균열 발생률 차이가 있으나 공극률이 적은 SMA 수밀 아스콘이 반사균열 저감에 효과
(3.3.2) 반사균열 최소화를 위해 혼합물 공극률 최소화 필요 : 반사균열 억제를 위해 7.5cm 이상 덧씌우기 필요(8cm 시행)
(3.4) 방수층 시험시공구간 조사(중부선)(반사균열 및 바닥판 열화)
(3.4.1) 열화가 심한 구간은 바닥판 보호를 위해 방수층 시험시공(2010.10)
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3.1.4 8cm 이상 구간에서 포장상태가 우수한 2등급 유지
(1) 포장상태지수(HPCI)가 3.5로 우수한 구간은 8cm 이상
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(1.1) 보수후 공용여건 등을 고려하여 8cm이상 덧씌우기 시행

3.2 체류수에 의한 절삭면 열화방지를 위한 대책 수립
(1) 포장체로 우수, 염수 등이 침투되지 않도록 수밀성 아스콘 적용
(2) 특수환경 노출지역 방수층 적용
(3) 경계면 접착력 향상으로 체수 예방
(4) 시공 이음부 침투수 최소화를 위한 방수재 도포

3.2.1 포장체로 우수, 염수 등이 침투되지 않도록 수밀성 아스콘 적용
(1) 아스콘 투수계수가 10-7cm/sec인 경우 불투수층에 해당됨
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(2) 아스팔트 혼합물의 공극률이 낮을 경우 투수계수 감소
(2.1) 10mm SMA 적용 시 공극률 2.7%에서 투수계수 10-7cm/sec 확보
(2.2) 골재입도가 적을수록 공극률에 따른 투수계수가 낮음
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(3) 수밀성 혼합물의 소성변형 저항을 위한 동적안정도 확보
(3.1) 공극률이 낮을 수록 동정안정도는 불리하므로 동적안정도 확보 범위 내에서 공극률 최소화
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(4) 수밀성 아스콘 시험시공구간 현장상태(아스콘, 하부바닥)는 양호함
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(4.1) 서울외곽선 귤현대교는 공용 후 12년이 경과된 상태이나 별도의 방수층이 없는(침투식 방수) 콘크리트 바닥판 상태는 양호
(4.2) 공극률이 적은 수밀성 포장 코어는 육안상 일반 아스콘 보다 밀실한 상태임
(4.3) 수밀성 아스콘은 공극률 1~3% SMA(10mm) 적용
(4.3.1) 8cm 2층(4cm+4cm)으로 시공(하부층 1~2%, 상부층 2~3%)
(4.3.1.1) 상부층(마모층) : 소성변형, 피로균열에 대한 저항
(4.3.1.2) 하부층(레벨링층) : 바닥판 요철 정정, 절삭면 보호
(4.4) 아스팔트 혼합물은 공용성 등급기준 적용(연구개발실-3633호, 2011.11.28)
(4.5) 현장여건상 SMA 골재 구득이 불가한 경우 밀입도(WC-1)를 적용하며 소성변형에 저항하기 위한 동적안정도 확보를 위하여 공극률 1~2%인 하부층은 개질재 첨가
(4.6) 포장체 침투수 방지를 위해 공극률이 낮은 수밀성 아스콘으로 시공하나 아스팔트 혼합물 생산 및 현장 시공상의 오차 등으로 완벽한 방수는 현실적 어려움이 있으므로 염수 등의 영향이 많은 취약구간은 방수 필요

3.2.2 특수환경 노출지역 방수층 적용
(1) 동결융해, 제설제의 영향 등을 많이 받는 지역은 수밀성 아스콘 시공 전 방수층 시공으로 콘크리트 절삭면 보호
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(2) 적용구간 : 특수환경 노출지역 및 알칼리골재반응구간
(2.1) 특수환경 노출지역
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(3) 방수층 종류
(3.1) 시트식(2~4mm이상) : 융착식, 부착식, 자착식
(3.2) 도막식(1~2mm이상) : 가열형, 용제형, 반응성 수지계
(3.3) Guss(3cm) : 천연 아스팔트(TLA), Mastic(Guss 방수시 상부층 5cm 시공)
(3.4) 방수층 종류는 설계·시공시 현장여건, 경제성 등을 고려하여 적용

3.2.3 경계면 접착력 향상으로 체수 예방
(1) 워터블라스팅 면처리로 접착강도 3.5배 향상
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(1.1) 부석, 이물질 제거를 위해 워터블라스팅(42MPa) (전문시방서)
(1.1.1) 블라스팅 후 수분, 먼지 등을 진공흡입(25톤 트럭)
(1.1.2) 고주파 수분계로 수분 5%이내 여부 확인
(2) 택코팅 성능향상을 위해 살포량 증가 : 0.2~0.6 → 0.6~0.8ℓ/㎡
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(2.1) 택코팅제 경화시간 단축을 위해 속경성(2h) 적용

3.2.4 시공 이음부 침투수 최소화를 위해 방수재 도포
(1) 시공 이음부 침투수 방지를 위해 시공줄눈을 어긋나게 설치
(1.1) 1일 시공후 연속시공시 기시공구간 10cm 절삭 후 방수제 도포
(1.1.1) 방수제 : 아스팔트계 도막식
(1.2) 기시공 측면부와 하부층 시공이음 상단에 방수재 도포
(1.2.1) 상하층은 아스콘 두께 만큼, 좌우는 이음부에서 10cm 도포
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(2) 종방향 시공 이음부는 절삭 깊이 만큼 방수제 도포
(2.1) Guss 적용 시는 제외(이음부가 열에 의해 녹아 일체화)
4. 결론

4.1 검토
(1) 포장면 상부 줄눈부(스폴링) 및 염화물 영향 범위 제거와 반사균열 영향 등을 고려하여 8cm 절삭 덧씌우기를 적용
(1.1) 절삭면의 열화, 균열, 파손 등이 상존할 경우 손상면을 제거하고 아스콘 두께 증가 시공
(2) 아스콘 수밀성 확보를 위해 공극률 3% 이하의 SMA 입도(10mm) 적용을 원칙으로 함
(2.1) SMA 골재 구득 불가시 밀입도(WC-1) 적용
(2.2) 하부층 공극률은 1~2%, 상부층 공극률은 2~3%
(3) 특수환경 노출지역, 알칼리골재반응구간은 절삭 접합면에 방수층 시공
(4) 콘크리트 포장 절삭면의 부착강화를 위해 이물질 및 부석제거 목적의 워터블라스팅 실시 및 속경성 택코팅재 도포
(4.1) 택코팅 살포량 : 0.6~0.8ℓ/㎡
(5) 시공 이음부의 침투수 방지를 위해 이음부를 어긋나게 설치하고 이음부에 아스팔트계 도막식 방수제 도포

4.2 향후 계획
(1) 시공관리 및 품질관리 실태점검 (도로처, 도로교통연구원)
(1.1) 시기 : 2012.6, 2012.9
(1.2) 내용 : 공극률, 다짐, 배합설계 등 시공 및 품질관리
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