Airside 지역 콘크리트 포장의 조인트에 사용되는 충진재는 항공기 이 착륙시 엔진에서 뿜어져 나오는 고열의 후폭풍과 계류장에서 항공기의 정비 및 주유시 항공유 유출에 대한 저항성을 가지고 있어야 한다. 이러한 특성 때문에 공항용 조인트 충진재는 도로포장용과는 다른 충진재의 사용이 요구되고 있다. 본 연구에서는 국내외에서 사용되고 있는 3 종류의 충진재에 대하여 물리적 특성 시험과 성능시험을 실시하였다. 시험재료는 폴리썰파이드, 폴리우레탄, 실리콘을 사용하였다. 시험결과 폴리썰파이드 충진재는 내열성과 내유성에 대한 저항성이 가장 우수하였으며, 폴리우레탄, 실리콘 충진재의 순으로 시험결과가 나타났다. Airside 지역별 특성을 고려했을 때, 폴리썰파이트 충진재는 활주로와 계류장에, 폴리우레탄 충진재는 유도로에 사용하는 것이 적절하며 실리콘 충진재는 Airside 지역 충진재로는 부적합한 것으로 나타났다.
Airside 지역 콘크리트 포장의 조인트에 사용되는 충진재는 항공기 이 착륙시 엔진에서 뿜어져 나오는 고열의 후폭풍과 계류장에서 항공기의 정비 및 주유시 항공유 유출에 대한 저항성을 가지고 있어야 한다. 이러한 특성 때문에 공항용 조인트 충진재는 도로포장용과는 다른 충진재의 사용이 요구되고 있다. 본 연구에서는 국내외에서 사용되고 있는 3 종류의 충진재에 대하여 물리적 특성 시험과 성능시험을 실시하였다. 시험재료는 폴리썰파이드, 폴리우레탄, 실리콘을 사용하였다. 시험결과 폴리썰파이드 충진재는 내열성과 내유성에 대한 저항성이 가장 우수하였으며, 폴리우레탄, 실리콘 충진재의 순으로 시험결과가 나타났다. Airside 지역별 특성을 고려했을 때, 폴리썰파이트 충진재는 활주로와 계류장에, 폴리우레탄 충진재는 유도로에 사용하는 것이 적절하며 실리콘 충진재는 Airside 지역 충진재로는 부적합한 것으로 나타났다.
The joint sealants used in the airside should resist the high temperature of the jet blast and the jet fuel oil spilled when the aircraft is maintained and filled. The material of joint sealant for the airside should be different from that for the road due to these characteristics. Three different k...
The joint sealants used in the airside should resist the high temperature of the jet blast and the jet fuel oil spilled when the aircraft is maintained and filled. The material of joint sealant for the airside should be different from that for the road due to these characteristics. Three different kinds of the joint sealant materials were tested in this paper. The materials include the polysulfide, the polyurethane and the silicon. The test results show that the physical properties and the performance of the polysulfide show the high resistance to the jet blast and the jet fuel oil. When the characteristics of the airside considered, the polysulfide may apply in the both of the runway and the apron area, the polyuretane can be applied the taxiway. The use of the silicon sealant is not recommended for the airside.
The joint sealants used in the airside should resist the high temperature of the jet blast and the jet fuel oil spilled when the aircraft is maintained and filled. The material of joint sealant for the airside should be different from that for the road due to these characteristics. Three different kinds of the joint sealant materials were tested in this paper. The materials include the polysulfide, the polyurethane and the silicon. The test results show that the physical properties and the performance of the polysulfide show the high resistance to the jet blast and the jet fuel oil. When the characteristics of the airside considered, the polysulfide may apply in the both of the runway and the apron area, the polyuretane can be applied the taxiway. The use of the silicon sealant is not recommended for the airside.
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문제 정의
각 재료의 항공유에 대한 저항성을 시험하기 위하여 접착 인장강도시험에 사용한 동일한 모양의 공시체를 제작하여 항공유속에 48시간을 담가두었으며 48시간 후에 꺼내어 무게 변화율을 측정하였다. 무게변화율은 각 재료가 48시간 침적되어 있는동안 항공유의 침투로 인하여 무게변화가 발생할 것이라는 것에 착안하여 실시하였다. 표 7.
현재 공항포장용 충진재의 평가시험은 물리적 특성만을 고려한 시험에 의존하여 왔다. 본 연구에서는 실제 현장조건을 고려하여 각 충진재가 항공유에 침적된 경우와 되지 않은 경우의 시료를 제작하여 윤하중 주행시험, 접착인장강도 시험을 고안하여 공용성을 평가하였다.
본 연구에서는 전세계적으로 사용되고 있는 대표적인 3종류의 조인트 충진재를 선정하여 충진재의 성능과 항공유에 대한 저항성 시험을 실시하였다. 시험에 사용된 재료는 폴리썰파이드(Polysulfide), 폴리우레탄(polyurethane) 및 실리콘(silicone)를 사용하였다.
제안 방법
각 재료의 항공유에 대한 저항성을 시험하기 위하여 접착 인장강도시험에 사용한 동일한 모양의 공시체를 제작하여 항공유속에 48시간을 담가두었으며 48시간 후에 꺼내어 무게 변화율을 측정하였다. 무게변화율은 각 재료가 48시간 침적되어 있는동안 항공유의 침투로 인하여 무게변화가 발생할 것이라는 것에 착안하여 실시하였다.
물리적 특성 시험방법으로는 항공기의 정비나 주유시 항공유 유출에 의해 조인트 충진재에서 발생할 수 있는 체적 및 중량변화 시험, 70℃에서의 용적변화시험, 항공기의 후폭풍에 의한 내화염성 시험을 비롯하여 흐름시험, 탄력성 시험, 인공기후에 대한 체적변화 시험, 점도 및 Tack Free Time 시험, 가속노화 시험, 자체평탄 시험을 실시하여 각 재료의 시험결과를 상호 비교하였다.
접착인장강도 시험은 폴리썰파이드, 폴리우레탄, 실리콘 재료에 대한 콘크리트와 충진재와의 접착성 시험을 실시하였다. 그림 6은 접착인장강도 시험을 위해 제작한 시편이며, 그림 7은 접착인장강도 시험장면을 보인 것이다.
본 연구에서는 항공기의 이?착륙시에 엔진에서 발생하는 고열의 후폭풍과 항공기 정비나 주유시에 발생하는 항공유의 유출에 대한 조인트 충진재의 저항성에 대해 물리적 특성시험과 성능시험을 실시하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
시험에 사용된 재료는 폴리썰파이드(Polysulfide), 폴리우레탄(polyurethane) 및 실리콘(silicone)를 사용하였다. 충진재를 평가하기 위해 물리적 시험으로는 가속노화시험 외 10종의 시험을 실시하였으며, 성능시험으로는 윤하중 주행시험, 접착인장강도 시험을 항공유에 침적했을때와 하지 않았을 때로 나누어서 시험을 실시하여 각각의 조인트 충진재에 대한 성능을 비교?분석하였다.
콘크리트 조인트와 충진재와의 접착력 및 내구성을 측정하기 위해 항공유에 침적되지 않은 경우와 침적된 경우 윤하 중 주행시험을 실시하여 비교하였다. 그림 4은 윤하중 주행시험용 시험체의 모형도이며 그림 5는 윤하중 주행시험 장면이다.
대상 데이터
본 연구에서는 전세계적으로 사용되고 있는 대표적인 3종류의 조인트 충진재를 선정하여 충진재의 성능과 항공유에 대한 저항성 시험을 실시하였다. 시험에 사용된 재료는 폴리썰파이드(Polysulfide), 폴리우레탄(polyurethane) 및 실리콘(silicone)를 사용하였다. 충진재를 평가하기 위해 물리적 시험으로는 가속노화시험 외 10종의 시험을 실시하였으며, 성능시험으로는 윤하중 주행시험, 접착인장강도 시험을 항공유에 침적했을때와 하지 않았을 때로 나누어서 시험을 실시하여 각각의 조인트 충진재에 대한 성능을 비교?분석하였다.
표 5는 충진재 종류에 따른 물리적 특성 시험결과이다. 시험에는 폴리썰파이드 충진재 4종류(PS1, PS2, PS3, PS4)와 폴리우레탄 충진재 3종류(PU1, PU2, PU3)를 사용하였다. 시험결과 폴리썰파이드 충진재는 모든 시험결과를 만족하였으나 폴리우레탄 충진재는 연료침수에 의한 중량변화, 70℃에서의 체적변화와 콘크리트 접착성에서 부적합한 것으로 나타났다.
성능/효과
1. 시험에 사용한 3종류의 충진재 중 폴리썰파이드 충진재가 가장 우수한 시험결과를 나타냈다.
2. 폴리우레탄 충진재는 폴리썰파이드 충진재에 비하여 물리적 시험결과와 접착인장강도, 내유성능 등 모든 항목이 작게 나타났으나, 실리콘 충진재에 비하여 우수한 것으로 나타났다.
3. 실리콘 충진재는 현재 도로는 물론 공항에서 많이 사용되고 있는 재료아나 공항용으로는 부적합한 것으로 본 연구로부터 나타났다.
4. Airside 지역별 특성 고려시 재료의 성능과 경제적인 여건을 고려했을 때, 계류장에는 폴리썰파이드 충진재를, 유도로에는 폴리우레탄 충진재를 사용하는 것이 적합한 것으로 판단된다.
시험에는 폴리썰파이드 충진재 4종류(PS1, PS2, PS3, PS4)와 폴리우레탄 충진재 3종류(PU1, PU2, PU3)를 사용하였다. 시험결과 폴리썰파이드 충진재는 모든 시험결과를 만족하였으나 폴리우레탄 충진재는 연료침수에 의한 중량변화, 70℃에서의 체적변화와 콘크리트 접착성에서 부적합한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 기존연구에서도 이미 밝혀진바 있다(Gurjar & Kim, 1998).
폴리썰파이드 충진재가 가장 우수한 것으로 나타났다. 폴리우레탄 충진재는 항공유에 대한 저항성이 약한 것으로 나타났다.
무게변화율은 각 재료가 48시간 침적되어 있는동안 항공유의 침투로 인하여 무게변화가 발생할 것이라는 것에 착안하여 실시하였다. 표 7.은 내유성 시험결과를 나타낸 것으로 실리콘 충진재가 +48%의 무게변화율을보였으며, 폴리썰파이드 충진재는 +1%를 폴리우레탄 충진재는 +5%의 변화율을 보여서 폴리썰파이드 충진재의 내유성이 가장 큰 것으로 나타났다.
참고문헌 (7)
박태순, 김원주(2002) 공항 콘크리트 조인트 실런트의 내유성에 관한 연구, 석사학위논문, 서울산업대학교 산업대학원
박태순, 김원주, 조혁기, 이근식(2004) 공항 콘크리트포장 조인트실런트의 내유특성 비교 연구, 한국도로학회 2004 학술발표회 논문집, pp. 269-272
Ashwani K. Sharma (1990) Experimental Rehabilitation of Jointed Portland Cement Concrete Pavement, Transportation Research Record 1272, pp. 27-34
Ashok Gurjar, Dan G. Zollingger, and Tianxi Tang (1997) Strain and Age Effects on Behavior of a Concrete Pavement Joint Sealant Material, Transportation Research Record 1529, pp. 95-100
Ashok Gurjar, Hyung B. Kim (1998) Laboratory Investigation of Factors Affecting Bond Strength in Joint Sealants, Pavement and Winter maintenance No. 38623, pp. 13-21
Bryan K. Hawkins, Anastasios M. Ioannides, Issam A. Minkarah (2001) To Seal or Not to Seal: Construction ofa Field Experiment to Resolve an Age-Old Dilemma, Maintenance of Transportation Pavements and Structures, pp. 38-45
Dennis A. Morian and Shelley Stoffels (1998) Joint Seal Practices in the United States Observations and Considerations, Pavement and Winter maintenance No.38623, pp. 7-12
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