[논문]평창 동계 올림픽 대비 도로개량 사업 - 노후포장 개량을 위한 도로포장 기술 검토 -

이재수; 이익배; 이경하; 안상주

평창 동계 올림픽 대비 도로개량 사업 - 노후포장 개량을 위한 도로포장 기술 검토 - 원문보기

이재수 (한국도로공사 도로개량사업단) , 이익배 (한국도로공사 도로개량사업단 품질환경팀) , 이경하 (한국도로공사 도로개량사업단) , 안상주 (한국도로공사 도로개량사업단 품질환경팀)

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문제 정의

도로개량사업은 단순한 유지관리 사업이 아니라 도로를 전면적으로 개량하는 사업이므로 사업을 실시하기 전에 검토되어 야 할 사항이 많다. 본 기사에서는 도로개량 사업과 관련하여 도로포장에 관련된 기술검토 결과를 기술하고자 한다.
골재를 피복하는 아스팔트가 박리되면 아스팔트 혼합물의 안정성이 저하되어 포트홀 및 균열 등의 파손이 발생된다. 아스팔트 혼합물의 박리 저항성 증진을 위하 여 박리방지제의 적용성을 검토하였다.
영동선ㆍ중부선 도로시설 개량공사 시 덧씌우기 전 콘크리트 포장의 부분 단면보수 방안을 검토한다.

제안 방법

교면포장의 보수 단면은 표 2와 같이 포장층만 손상된 구간은 두께 5cm로 절삭덧씌우기를 실시하며, 슬래브가 열화된 구간은 슬래브의 열화정도에 따라 슬래브 열화가 5% 미만인 구간은 방수층을 설치한 후에 두께 8cm로 절삭덧씌우기를 실시한다. 슬래브 열화가 5% 이상인 구간은 콘크리트 열화부를 제거한 후에 두께 11cm로 콘크리트 덧씌우기를 실시한다.
그러므로 용기에 붙어 있는 세립분도 긁어내어 혼합할 수 있도록 블레이드가 수직에서 60°조절 가능하고 가변속도 조절이 가능한 믹서를 비치하도록 하였다.
이러한 문제점을 극복하기 위해서 현재 가장 오랜 기간 공용중인 콘크리트 덧씌우기 구간의 추적조사를 통하여 반사균열에 대한 수명을 추정하는 것이 대안이 될 수 있다. 따라서 콘크리트 포장 위에 아스콘 덧씌우기를 시행한 구간 중에서 가장 높은 공용성을 나타낸 호남지선의 포장상태를 평가하여 콘크리트 포장 덧씌우기 설계에 활용한다.
아스팔트 혼합물 생산 후 골재입도와 아스팔트 함량을 확인하기 위하여 과거에는 원심분리시험을 실시하였다. 그러나 원심분리시험은 유독성 용제를 사용하므로 인체에 유해하고, 용제 수급이 어려워서 품질관리 시험에 어려움을 겪는다.
따라서 연소시험기를 이용하면 대략 1시간 정도 아스팔트 혼합물을 연소하여 아스팔트 함량을 구하고 연소된 후, 골재입도 시험을 할 수 있으므로 품질관리에 유리하다. 이에 아스팔트 연소 시험기를 플랜트마다 비치하도록 권장하여 품질관리 수준을 향상시키도록 하였다.
SMA 혼합물 시공 시 그림 13과 같이 플러싱이 발생될 수 있는데, 플러싱의 원인은 아스팔트 혼합물의 온도가 너무 높거나 골재입도가 불량할 때, 또는 화이버가 불량하거나 분산이 안될 때 발생될 수 있다. 혼합물 생산 시 플러싱을 방지하기 위하여는 셀룰로스 화이버 투입량을 0.5%로 증가하도록 하였다. 표 10에서는 드레인다운 시험을 한 결과, 셀룰로스 화이버 투입량을 0.
중부선 및 영동선에 위치한 휴게소는 ILP (Interlocking Pavement) 블록으로 포장되어 있으며 블록이 다수 손상된 상태이다. 휴게소 광장부 포장 개량공법으로 ILP 블록 위 아스콘 덧씌우기 방안 또는 ILP 블럭 제거 후 아스콘 덧씌우기 방안에 대한 지지력 검토를 통하여 휴게소 포장의 최적 보수방안을 검토한다.

대상 데이터

중부선, 영동선의 도로개량 사업은 평창올림픽의 성공적인 개최를 지원하며, 노후 안전시설 조기 개선으로 안전성을 제고하기 위한 사업이다. 공사 구간은 그림 1과 같이 중부선은 호법JCT에서 하남 JCT까지이며, 영동선은 3개 공구로 나누어 1공구는 여주JCT~만종JCT, 2공구는 만종JCT~면온IC, 3 공구는 면온IC~강릉JCT이다. 도로개량사업은 단순한 유지관리 사업이 아니라 도로를 전면적으로 개량하는 사업이므로 사업을 실시하기 전에 검토되어 야 할 사항이 많다.

성능/효과

FWD 시험결과, 표 6에서 ILP를 제거하고 아스콘 덧씌우기를 한 구간은 아스콘 두께가 20cm 이상인데도 불구하고 처짐값이 600㎛ 이상으로 크게 나타났고, ILP 위에 직접 덧씌우기를 한 구간은 대부분 500㎛ 이하로 나타났다.
ILP를 제거하고 덧씌우기를 한 구간과 ILP위에 덧씌우기를 한 구간의 FWD 시험 비교 결과, 그림 6 에서 보는 것과 같이 ILP위에 덧씌우기를 한 구간이 ILP를 제거하고 덧씌우기를 한 구간보다 처짐값이 1.15배 정도 작은 것으로 나타나서 포장 지지력에 유리한 것으로 나타났다.
ILP위에 아스콘 덧씌우기 구간의 공용성은 양호한 것으로 나타났고, ILP위에 덧씌우기를 한 구간이 지지력에 유리한 것으로 나타났다. 휴게소 광장 포장의 아스콘으로 덧씌우기 시 보수방안은 ILP블럭 파손부는 시멘트계로 보수한 후 아스콘 덧씌우기(두께 8cm)로 시행하되, 상부층은 SMA(PG 76-22), 하부층은 WC-1(PG 76-22)로 시공한다.
기존 아스팔트 포장의 절삭 덧씌우기만을 한 경우에도 콘크리트 슬래브가 같이 절삭된 경우에는 슬래브에 열화가 발생되었다. 따라서 콘크리트 포장의 덧씌우기 형태는 비절삭 덧씌우기로 하는 것이 절삭 덧씌우기로 하는 것보다 슬래브 열화를 방지하는 것으로 나타났다. 다만 제설재 사용 영향과 절삭방법에 따른 기존 콘크리트 포장 열화의 영향은 별도 검 토사항에 포함하지 않았다.
박리방지제의 동적 수침시험 결과, 그림 8~9와 같이 박리방지제 적용 시 피복율이 현저히 증가하는 것으로 나타났다.
그림 3은 표 4의 조사결과를 토대로 반사균열 등급과 공용년수의 관계를 나타낸 것으로 반사균열이 Ⅳ등급인 구간은 아직 나타나지 않았으나, 유추 해석할 때 반사균열이 Ⅳ등급일 때 공용수명은 10년으 로 나타났다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 아스콘 두 께가 10cm일 때 기대수명은 대략 10년인 것으로 추정된다. 또한 10cm 이상 포설 시 콘크리트 줄눈의 반사균열 영향을 미치지 않는 것으로 추정된다.
콘크리트 포장 위 아스콘 덧씌우기를 할 때 기대 수명 10년을 만족하기 위해서는 덧씌우기 두께는 10cm를 필요로 하는 것으로 나타났다. 노후 콘크리트 포장의 덧씌우기는 절삭 덧씌우기보다는 비절삭 덧씌우기로 하여야 콘크리트 열화를 방지할 수 있다.
5%로 증가하도록 하였다. 표 10에서는 드레인다운 시험을 한 결과, 셀룰로스 화이버 투입량을 0.5%로 증가 시 드레인다운 이 현저히 개선되는 것으로 나타났다.
표 4에서 콘크리트 상태는 보수를 적게 한 구간일수록 콘크리트의 상태는 양호하며, 비절삭을 한 구간에서 콘크리트의 상태가 양호한 것으로 나타났다. 기존 아스팔트 포장의 절삭 덧씌우기만을 한 경우에도 콘크리트 슬래브가 같이 절삭된 경우에는 슬래브에 열화가 발생되었다.
호남지선의 콘크리트 포장 덧씌우기 구간의 포장 상태를 조사한 결과, 합성 단면(아스팔트 포장+콘크리트 포장)으로 시공한 구간에서 콘크리트 슬래브가 양호한 것으로 나타났다.
휴게소 포장 중에서 아스콘 덧씌우기로 보수한 구간을 조사한 결과, 표 5에서 ILP를 제거하고 덧씌우기를 한 구간은 13~21cm의 두께로 나타났고, ILP 위에 덧씌우기를 한 구간은 대략 6cm로 나타났다. 노면상태는 대부분 양호하였고, 대형차량 주차장에 누유흔적이 있는 구간에서 부분적인 포트홀이 발생되었다.

후속연구

노후 콘크리트 포장의 덧씌우기 두께 설계 적용 시 AASSHTO 설계법이나 MEPDG 프로그램을 적용하면 두께가 과다하게 설계되는 등의 문제로 국내 고속도로 덧씌우기의 여건에는 맞지 않는다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 현재 가장 오랜 기간 공용중인 콘크리트 덧씌우기 구간의 추적조사를 통하여 반사균열에 대한 수명을 추정하는 것이 대안이 될 수 있다. 따라서 콘크리트 포장 위에 아스콘 덧씌우기를 시행한 구간 중에서 가장 높은 공용성을 나타낸 호남지선의 포장상태를 평가하여 콘크리트 포장 덧씌우기 설계에 활용한다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

슬래브 열화가 5% 이상인 구간은 무엇을 해야하는가?

교면포장의 보수 단면은 표 2와 같이 포장층만 손상된 구간은 두께 5cm로 절삭덧씌우기를 실시하며, 슬래브가 열화된 구간은 슬래브의 열화정도에 따라 슬래브 열화가 5% 미만인 구간은 방수층을 설치한 후에 두께 8cm로 절삭덧씌우기를 실시한다. 슬래브 열화가 5% 이상인 구간은 콘크리트 열화부를 제거한 후에 두께 11cm로 콘크리트 덧씌우기를 실시한다.

영동선의 도로개량 사업의 구간은 어떻게 되는가?

중부선, 영동선의 도로개량 사업은 평창올림픽의 성공적인 개최를 지원하며, 노후 안전시설 조기 개선으로 안전성을 제고하기 위한 사업이다. 공사 구간은 그림 1과 같이 중부선은 호법JCT에서 하남 JCT까지이며, 영동선은 3개 공구로 나누어 1공구는 여주JCT~만종JCT, 2공구는 만종JCT~면온IC, 3 공구는 면온IC~강릉JCT이다. 도로개량사업은 단순한 유지관리 사업이 아니라 도로를 전면적으로 개량하는 사업이므로 사업을 실시하기 전에 검토되어 야 할 사항이 많다.

평창 동계 올림픽이란?

평창 동계 올림픽은 국내 최초로 개최되는 동계 올림픽이며, 1988년 서울 올림픽을 개최한 이후 30년 만에 개최되는 올림픽 국제 대회이다. 동계 올림픽 개최를 위한 국민의 염원으로 2018년에 동계 올림픽을 평창에서 개최할 수 있게 되었다.

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