고속도로의 확충과 산업발전에 따른 물동량 증가로 인하여 도로 구조물의 내구성 저하와 취약구간의 반복적인 하자가 발생하고 있다. 따라서 국외에서 사용하는 품질보증제도 도입방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 한국도로공사는 점검위주의 품질관리에서 목적물의 품질성능 위주의 품질관리 체계로의 전환을 위하여 목적물의 품질 수준 측정이 가능하도록 정량적 평가 지수인 품질성능지수(QPI : Quality Performance Index)를 개발하여 적용하고 있다. 품질성능지수에서 콘크리트포장 평가인자는 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수로 구성되어 있다. 콘크리트 평가인자의 경우 국외에서 경험적 판단에 의해 자체적으로 선정된 인자를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 포장 평가인자를 수명예측 시뮬레이션 및 실측 자료를 활용하여 분석하고 평가인자의 적정성을 검토하였다. QPI의 콘크리트포장 평가인자인 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수는 포장수명, 공용성 및 내구성을 적절하게 판단할 수 있는 인자로 사료된다.
고속도로의 확충과 산업발전에 따른 물동량 증가로 인하여 도로 구조물의 내구성 저하와 취약구간의 반복적인 하자가 발생하고 있다. 따라서 국외에서 사용하는 품질보증제도 도입방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 한국도로공사는 점검위주의 품질관리에서 목적물의 품질성능 위주의 품질관리 체계로의 전환을 위하여 목적물의 품질 수준 측정이 가능하도록 정량적 평가 지수인 품질성능지수(QPI : Quality Performance Index)를 개발하여 적용하고 있다. 품질성능지수에서 콘크리트포장 평가인자는 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수로 구성되어 있다. 콘크리트 평가인자의 경우 국외에서 경험적 판단에 의해 자체적으로 선정된 인자를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 포장 평가인자를 수명예측 시뮬레이션 및 실측 자료를 활용하여 분석하고 평가인자의 적정성을 검토하였다. QPI의 콘크리트포장 평가인자인 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수는 포장수명, 공용성 및 내구성을 적절하게 판단할 수 있는 인자로 사료된다.
Traffic volume increases according to highway expansion and industrial development which causes repetitive defect and durability degradation on pavement. The research of quality assurance system used abroad has introduced Korea. Korea Expressway Corporation (KEC) has developed a Quality Performance ...
Traffic volume increases according to highway expansion and industrial development which causes repetitive defect and durability degradation on pavement. The research of quality assurance system used abroad has introduced Korea. Korea Expressway Corporation (KEC) has developed a Quality Performance Index (QPI) that quantitatively assesses the level of quality of the final product, and practical applications. Assessment factor on concrete pavement consisted of pavement thickness, compressive strength, IRI and spacing factor. Assessment factor on concrete pavement is determined by empirical evaluation factor from abroad. In this study, analysis of evaluation factors of concrete pavement by using pavement life prediction simulation and measured data were evaluated with consideration of feasibility of the assessment factor. Pavement life, performance and durability are affected by pavement thickness, compressive strength, IRI and spacing factor in assessment factor on concrete pavement, QPI.
Traffic volume increases according to highway expansion and industrial development which causes repetitive defect and durability degradation on pavement. The research of quality assurance system used abroad has introduced Korea. Korea Expressway Corporation (KEC) has developed a Quality Performance Index (QPI) that quantitatively assesses the level of quality of the final product, and practical applications. Assessment factor on concrete pavement consisted of pavement thickness, compressive strength, IRI and spacing factor. Assessment factor on concrete pavement is determined by empirical evaluation factor from abroad. In this study, analysis of evaluation factors of concrete pavement by using pavement life prediction simulation and measured data were evaluated with consideration of feasibility of the assessment factor. Pavement life, performance and durability are affected by pavement thickness, compressive strength, IRI and spacing factor in assessment factor on concrete pavement, QPI.
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문제 정의
콘크리트 포장 평가인자의 경우 국외에서 경험적 판단에 의해 자체적으로 선정하고 개발된 인자를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 한국도로공사에서 적용하고 있는 품질성능 지수인 QPI에서 콘크리트 포장에 적용하고 있는 인자 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수에 대한 적정성에 대한 검토를 실시하였다.
본 연구에서는 한국도로공사에서 개발하여 적용하고 있는 QPI의 콘크리트 포장에 평가인자인 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수에 대한 적정성을 검토하기 위하여 포장수명 예측 시뮬레이션과 실측자료를 활용하여 분석 결과는 다음과 같다.
제안 방법
QPI의 콘크리트포장 압축강도의 적정성을 평가하기 위하여 미국의 설계 프로그램인 MEPDG (Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide)을 이용하여 분석을 하였고, 입력변수의 경우 국내의 기후 및 환경조건을 고려하여 중부지방을 선정하였다. MEPDG의 설계수명 평가는 IRI (m/km)와 단차(Faulting) 및 균열율(%)로 이루어지며 압축강도의 경우 QPI에서 제시한 등급에 따라서 36, 31, 27, 24 MPa 설정하여 분석하였다.
국내 외 평탄성 예측 모델을 통한 예측인자의 비교 분석을 위해 평탄성 영향인자들을 비교하였다. 2002 AASHTO에서는 JCP 평탄성 모델의 영향인자로 균열, 평균줄눈단차, 스폴링, 누적줄눈단차, 지역계수, 동결지수, 재령, 노상재료의 비율 등 다양한 인자들을 고려하고 있다(AASHTO, 2002).
기포간격계수가 콘크리트 포장에 미치는 영향을 분석하기 위하여 고속도로 10개 구간에서 콘크리트 포장의 QPI 평가인자 데이터를 수집하여 분석을 실시하였다. 수집된 기포간격계수와 스폴링 비율은 Table 3과 같이 수집하였고 이를 활용하여 기포간격계수와 스폴링 파손율을 상관관계 분석을 실시하였다.
기포간격계수의 내구성을 평가하기 위해서 기포간격계수와 파손율에 대한 분석을 실시하였다. Fig.
콘크리트 압축강도에 따른 포장수명을 평가하기 위하여 설계수명과 평탄성을 비교하여 분석하였다. Fig.
콘크리트 포장이 설계수명 30년을 기준으로 포장두께와 IRI을 평가하였다. 콘크리트 포장 수명을 평가하기 위해서는 포장두께와 평탄성 지수(IRI)에 대하여 분석을 실시하였다. 초기 평탄성의 경우 IRI 값이 1.
그러나 QPI의 평가인자의 경우 국외에서 경험적 판단에 의해 자체적으로 선정하고 개발된 인자를 사용하고 있는 실정이다. 콘크리트 포장 평가인자를 신뢰성을 확보하기 위하여 포장수명 예측 시뮬레이션 및 실측 자료를 활용하여 분석하고 평가인자의 적정성을 검토하였다.
콘크리트 포장두께에 따라서 포장수명을 판단하기 위하여 균열율과 평탄성을 비교하여 포장수명을 예측하였다. Fig.
KPRP의 입력 변수의 경우에는 대전지역을 선정하였고, 일일교통량의 경우 60,000 을 기준으로 설정하였다. 콘크리트 포장의 경우 QPI에서 제시한 등급에 따라서 31, 30, 29, 28, 27cm를 설정하여 분석을 실시하였다.
KPRP에서의 콘크리트 포장수명은 균열율이 20%이상 발생하였을 때 포장이 파괴된 것으로 판단한다. 콘크리트 포장이 30년이 지난 시점에서의 포장두께와 균열율을 평가하였다. Fig.
0 m/km이상일 때 포장의 기능적 측면에서 수명을 다했다고 판단한다. 콘크리트 포장이 30년이 지난 시점에서의 포장두께와 평탄성을 평가하였다. Fig.
콘크리트 포장이 설계수명 30년을 기준으로 포장두께와 IRI을 평가하였다. 콘크리트 포장 수명을 평가하기 위해서는 포장두께와 평탄성 지수(IRI)에 대하여 분석을 실시하였다.
대상 데이터
콘크리트 포장의 설계수명은 IRI 또는 균열율이 기준이상 높아지면, 파괴되는 것으로 판단한다. KPRP의 입력 변수의 경우에는 대전지역을 선정하였고, 일일교통량의 경우 60,000 을 기준으로 설정하였다. 콘크리트 포장의 경우 QPI에서 제시한 등급에 따라서 31, 30, 29, 28, 27cm를 설정하여 분석을 실시하였다.
데이터처리
기포간격계수가 콘크리트 포장에 미치는 영향을 분석하기 위하여 고속도로 10개 구간에서 콘크리트 포장의 QPI 평가인자 데이터를 수집하여 분석을 실시하였다. 수집된 기포간격계수와 스폴링 비율은 Table 3과 같이 수집하였고 이를 활용하여 기포간격계수와 스폴링 파손율을 상관관계 분석을 실시하였다.
이론/모형
QPI의 콘크리트포장 압축강도의 적정성을 평가하기 위하여 미국의 설계 프로그램인 MEPDG (Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide)을 이용하여 분석을 하였고, 입력변수의 경우 국내의 기후 및 환경조건을 고려하여 중부지방을 선정하였다. MEPDG의 설계수명 평가는 IRI (m/km)와 단차(Faulting) 및 균열율(%)로 이루어지며 압축강도의 경우 QPI에서 제시한 등급에 따라서 36, 31, 27, 24 MPa 설정하여 분석하였다.
콘크리트 포장두께와 구조물에 영향을 확인하기 위하여 포장설계 프로그램인 KPRP (Korea Pavement Research Program)을 사용하였다. KPRP의 경우 설계수명은 IRI (m/km)과 균열율(%)을 기준으로 평가한다.
성능/효과
(1) 포장두께와 압축강도의 경우 포장수명 예측 시뮬레이션 분석결과 포장두께 및 압축강도가 증가할수록 포장수명을 증가하는 것을 알 수 있었으며, 포장두께와 압축강도는 포장수명에 영향을 미치는 인자로 확인하였다. 따라서 포장두께와 압축강도는 QPI의 평가인자로 적합한 인자로 판단된다.
0 m/km이상일 때 포장의 기능적 측면에서 수명을 다했다고 판단한다. Fig. 3과 같이 포장두께가 증가할수록 IRI값이 감소하는 것을 알 수 있으며, 모든 포장두께에서 IRI이 4.0 m/km이상 값을 나타내고 있으며, 설계수명 30년 이전에 콘크리트 포장의 기능적 측면에서의 수명이 다했다고 판단된다.
QPI의 콘크리트 포장 평가인자인 포장 두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수는 포장수명, 공용성 및 내구성에 영향을 미치는 인자이며 품질성능을 평가하는 적합한 인자로 판단된다.
콘크리트 포장의 압축강도가 1 MPa가 증가하면 포장수명은 약 2년이 증가하는 경향을 나타내고 있다. QPI의 콘크리트 포장의 압축강도가 증가할수록 포장수명이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 콘크리트 압축강도는 QPI의 평가인자로 적정하다고 판단된다.
따라서, 국내에서 제시한 평탄성 모델에서도 평탄성은 중요한 인자로 판단된다. 국외 2002 AASHTO와 국내 KPRP JCP 평탄성 모델을 비교한 결과, 평탄성에 영향을 주는 인자들이 각기 다르지만 초기평탄성 주요 인자인 것을 확인하였다. 따라서, QPI에서 적용하고 있는 평탄성은 포장수명에 영향을 미치는 인자이며, 평가인자로 적정하다고 판단된다.
(2) 평탄성의 경우 포장수명 예측 시뮬레이션에서 포장수명의 공용성을 판단하는 인자로 적용되며, 국내･외의 평탄성 예측 모델에서 포장수명에 영향을 미치는 인자로 판단된다. 기포간격계수의 경우 스폴링 발생율과 기포간격계수를 분석 결과 기포간격계수가 증가할수록 스폴링 발생이 증가하는 것을 알 수 있으며, 국내･외 연구결과 기포간격계수가 내구성 및 스폴링에 영향을 미치는 인자로 확인할 수 있다. 따라서 평탄성 및 기포간격계수 또한 QPI에 적합한 인자로 판단된다.
94 m/km의 기준을 적용하고 있다. 다수의 주에서는 압축 또는 휨 강도를 인자로 선정하여 적용하였고, 네브라스카 주에서는 설계 압축강도에 대한 비율을 기준으로 사용하지만, 루이지애나 주는 27.6 MPa 이상의 압축강도를 기준임을 확인하였다. 또한, 휨 강도를 적용하는 인디애나, 아이오와 주는 각각 3.
콘크리트 포장 두께가 1 cm가 증가하면 포장수명은 약 2년이 증가하는 경향을 나타내고 있다. 콘크리트 포장두께가 증가할수록 수명이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 콘크리트 포장두께가 포장수명에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 따라서 콘크리트 포장두께는 QPI의 평가인자로 적정하다고 판단된다.
2 mm이하로 요구되며, 높은 내구성 지수를 나타내야한다. 홍승호 연구에 Backstrom의 연구를 바탕으로 국내에서 기포간격계수 연구를 진행하였으며, 연구결과 기포간격계수가 0.2 mm를 기준으로 내구성지수의 차이가 큰 것으로 보아 기포 간격계수 0.2 mm이하는 내구성 향상을 위해 매우 중요한 품질관리 사항임을 검증하였다(Backstrom, 1956; Hong, 2013).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유럽의 성능보증 계약제도의 단점은 무엇인가?
또한 유럽의 건설산업은 목적물의 품질을 가장 중요한 가치로 인식하고 품질 향상 유도를 목적으로 건설제도를 발전시켜 왔다. 유럽의 성능보증 제도는 다양한 계약방식으로 적용 가능하였으나, 계약자의 책임이 증가되면서 장기간동안 한 업체가 환경적, 정치적, 사회적 문제가 변화함에 따른 잠재적인 상황에 대한 리스크까지 부담하게 된다 (Kim, 2012).
품질성능지수란 무엇인가?
따라서 국외에서 사용하는 품질보증제도 도입방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 한국도로공사는 점검위주의 품질관리에서 목적물의 품질성능 위주의 품질관리 체계로의 전환을 위하여 목적물의 품질 수준 측정이 가능하도록 정량적 평가 지수인 품질성능지수(QPI : Quality Performance Index)를 개발하여 적용하고 있다. 품질성능지수에서 콘크리트포장 평가인자는 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수로 구성되어 있다.
품질성능지수에서 콘크리트포장 평가인자는 무엇으로 구성되어 있는가?
국내의 경우 한국도로공사는 점검위주의 품질관리에서 목적물의 품질성능 위주의 품질관리 체계로의 전환을 위하여 목적물의 품질 수준 측정이 가능하도록 정량적 평가 지수인 품질성능지수(QPI : Quality Performance Index)를 개발하여 적용하고 있다. 품질성능지수에서 콘크리트포장 평가인자는 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수로 구성되어 있다. 콘크리트 평가인자의 경우 국외에서 경험적 판단에 의해 자체적으로 선정된 인자를 사용하고 있는 실정이다.
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