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문제 정의
- Thermal Compatibility는 열에 대한 호환성에 관한 실험이다. APC를 현장에 시공하였을 때 현장의 온도변화에 대한 바닥판과 APC포장층의 접착성 및 포장상태의 변화를 알아보기 위해 본 시험을 실시하였다. 시험은 ASTM C884/C884M-98에 준하여 실시하였으며, 시편은 각 배합비율 당 두 개를 기본으로 하였다.
- 또한 향후 현장에서의 시공을 위해서는 APC의 물리적 특성을 보다 객관적으로 판단할 수 있어야한다. 따라서 본 연구는 현재 상용화 되어 있는 해외 제품과의 물리적인 특성들을 비교 해 보았으며 그 내용은 표 9와 같다. 표 9에서도 볼 수 있듯이 APC는 해외제품들과 비교하였을 때 그 결과가 매우 비슷하거나 더 우수한 값을 나타내는 항목도 있었다.
- 선진국과는 다르게 국내에서는 폴리머 콘크리트에 대한 연구가 매우 더딘 상황이고, 그 적용범위 또한 매우 한정적이었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 방수층 재료로 연구 및 적용이 되었던 아크릴 폴리머 콘크리트(Acryl Polymer Concrete, 이하 APC라 명칭함)를 표층 포장재로써 박층 포장을 하기위한 연구를 실시하였다. 포장 체의 두께를 약 1㎝ 정도로 실시하는 초 박층 형식이기 때문에 교량에 적용할 경우 사하중을 대폭적으로 감소할 수 있을 것으로 기대하며(Rosenberg, 2000), 경화시간이 1시간 이내로 향후 보수공사에 적용되었을 경우 조기 교통개방의 효과도 따를 것으로 기대된다.
- 포장가속시험을 위해 사용된 포장가속시험기는 20여 년간의 차량하중을 단기간에 모사할 수 있는 장비로써 단기간 내 포장재료 및 보수공법의 신뢰성 및 중차량 하중, 온도, 습도의 영향에 대한 평가가 가능하다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 신뢰성이 높은 포장가속시험을 통해 박층 포장용 아크릴 폴리머 콘크리트의 포장 공용성을 평가하기 위하여 한국 도로공사 도로교통 기술연구원 내 APT(accelerated performance testing)실험동에서 포장가속시험을 실시하였다.
- 표 9에서도 볼 수 있듯이 APC는 해외제품들과 비교하였을 때 그 결과가 매우 비슷하거나 더 우수한 값을 나타내는 항목도 있었다. 따라서 연구의 목표인 박층 포장용 표층 재료로써 사용가능한 물리적인 성질의 개선은 이루어졌다고 사료 된다. 이와 동시에 소규모 시험시공을 통하여 현장에 대한 적용성 또한 확인 할 수 있었으며, 현장에 적합한 APC의 수지함량 정도 또한 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서는 APC의 현장적용성에 초점을 맞추어 물리적인 성질을 개선하기 위한 연구를 진행하였다. 이를 위해 점도시험, 구배시험, 암축강도, 휨 강도, 인장강도, 선수축 및 열팽창계수, Thermal Compatibility 등의 실내시험과 포장가속시험 및 현장시험시공을 통한 공용성을 확인하였다.
- 본 연구에서는 기존의 아크릴 폴리머 콘크리트의 연구를 바탕으로 방수층 등에 한정적으로 적용하였던 아크릴 폴리머 콘크리트의 연구 범위 확대 및 교면포장재의 대안을 제시하기 위하여 표층에 적용하기 위한 연구를 실시하였으며 연구결과를 정리하면 다음과 같다.
- 본 연구에서는 폴리머 콘크리트를 사용한 포장 재료의 연구를 실시하였다. 선진국의 경우 폴리머 콘크리트에 대한 연구가 이미 활발히 진행되어 있다.
- APC의 실내시험 및 포장가속시험 등을 통하여 현장 적용에 문제가 없을 것으로 판단을 하여, 소규모 현장 시험시공을 실시하였다. 시험시공을 통하여 APC의 현장 시공성을 확인 및 평가하고 시공과정에서의 미비점을 보완할 수 있는 방법을 모색해보고자 하였다. 소규모 현장 시험시공은 그림 5와 같이 2009년 7월 3일 중앙고속도로 만종분기점 부근 폐도에 실시하였고 시공단면은 그림 6과 같다.
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