The Estimation of Durability Factor of Deteriorated Jointed Concrete Pavement Using Image Analysis Test

한 국 방 재 학 회 논 문 집 제9권 5호 2009년 10월

pp. 31 ~ 38

도로교통방재

화상분석 실험을 이용한 열화된 줄눈콘크리트 포장의 내구성 지수 평가

The Estimation of Durability Factor of Deteriorated Jointed Concrete Pavement Using Image Analysis Test

최판길*·김용곤**·윤경구***·권수안****

Choi, Pan-Gil ^· Kim, Yong-Gon ^· Yun, Kyong-Ku ^· Kwon, Soo-Ahn

···

Abstract

The primary objective of this study was to estimate the deterioration degree of jointed concrete pavement which was major con- crete pavement type in Korea. First of all, visual survey of concrete pavement was performed to observe deterioration types. In the result of visual survey, the majority of concrete pavement deterioration was investigated in joint area. It is appeared that most of the distresses are durability cracking and joint distress. Second, concrete core specimens were taken from eight locations includ- ing good section (4 locations) and bad section (4 locations) based on visual survey. The deterioration reasons of concrete pave- ment were analyzed with ultrasonic pulse velocity test, splitting tensile strength test, and image analysis for concrete core specimens. Among the image analysis test result for 21 concrete core specimens, only two specimens satisfied the Kansas DOT criteria of spacing factor, 250

^µ

m, and the remains of 19 specimens were estimated to be above 250

^µ

m. The durability factor of concrete was estimated very low. As a result, it was analyzed that the main deterioration reason of the deteriorated jointed con- crete pavement was to be freezing and thawing damages.

Key words

: jointed concrete pavement, deterioration, image analysis, durability factor, spacing factor, freezing and thawing

요 지

본연구의목적은콘크리트포장의한종류인줄눈콘크리트포장의열화정도를평가하는것이다

.

첫째로

,

열화종류를관찰하 기위하여콘크리트포장육안조사를실시하였다

.

^{육안조사결과콘크리트포장파손의형태는대부분줄눈부위에서조사되었}

고

,

내구성균열과줄눈파손이주를이루는것으로나타났다

.

둘째로

,

육안조사결과에기초하여콘크리트포장을양호한단면

(4

개소

)

과불량한단면

(4

개소

)

으로구분하여총

8

개소에서콘크리트코어시편을채취하였고

,

콘크리트열화원인을콘크리트코 어시편의초음파강도추정

,

쪼갬인장강도실험및화상분석실험을이용하여분석하였다

.

화상분석실험결과

,

총

21

개의시험편 에서

Kansas DOT

^기준

(

^간격계수

250

^µ

m

^이하

)

^{을만족하는시험편은단지}

2

^{개에불과했고}

,

^나머지

19

^{개의시험편의간격계수}

는

250

µ

m

이상으로평가되어내구성지수가매우낮은것으로나타났다

.

따라서 조사된콘크리트포장의주열화원인은동 결융해작용인것으로분석되었다

.

핵심어 : 줄눈콘크리트포장

,

^열화

,

^화상분석

,

^{내구성지수}

,

^간격계수

,

^동결융해

···

1. 서 론

콘크리트 포장은 일반적으로 특수포장을 제외하면 줄눈콘

크리트 포장 (JCP), 연속철근콘크리트 포장 (CRCP) 및 줄눈철

근콘크리트 포장 (JRCP) 으로 구분할 수 있다 . 국내에서 시공 되고 있는 포장형식은 줄눈콘크리트 포장이 대부분이다 . 줄눈 콘크리트 포장은 줄눈을 설치함으로 인해 응력분산 및 환경

하중에 저항하는 특징이 있으나 , ^{동결융해가 빈번히 발생하는}

환경에서는 오히려 줄눈부로 염화물 , ^{불순물 및 물이 침투하}

여 콘크리트 포장의 열화 (Deterioration) 를 가속화 시킬 수

있다 . 콘크리트 포장에 열화가 발생하면 포장의 열화정도를 평가하여 원인에 따른 대책을 수립하고 , 이에 따른 적절한 보수재료 및 공법을 적용하여 유지보수를 실시하여야 한다 .

그러나 콘크리트 포장의 파손은 여러 복합 요인에 의해 발생

****

정회원·강원대학교토목공학과박사과정

(E-mail: [email protected])

****

대상이앤씨

(

주

)

대표이사

****

강원대학교토목공학과교수

****

정회원·한국건설기술연구원도로시설연구실책임연구원

하므로 포장의 열화정도를 각각의 파손원인에 입각하여 정량 적으로 평가하기란 매우 어려우므로 , 경화전 - 후 콘크리트의 공극구조를 분석하여 내구성 지수를 예측하는 기법들에 대한 연구가 진행되고 있다 (Pigeon, 1995, 정원경 , 2005).

본 논문에서는 줄눈콘크리트 포장의 파손 원인을 재료적 측면에서 규명할 수 있는 방법으로 , 콘크리트 코어시편의 공 극구조를 분석하여 평가할 수 있는 방법을 적용하였다 . 일반 적으로 보통 콘크리트의 경우 공기량이 작으면 굳은 콘크리 트에서 공극이 상대적으로 작게 되어 강도 및 투수저항성은 커지나 동해에 의해 발생되는 내부 인장응력에 대한 저항성

이 저하되어 동결융해 저항성 및 스켈링 (Scaling) 저항성이

떨어지게 된다 . 따라서 연행공기가 산재된 상태에서 적정 공

기량을 유지하는 것이 중요하다 (Attiogbe, 1993).

국도 42 호선 정선 - 평창구간 내에 위치한 줄눈콘크리트 포장 을 대상으로 조사를 실시하였다 . 본 조사구간은 인근에 폐기 물처리장이 위치해 있어 중차량 덤프트럭의 운행이 잦은 구 간이다 . ^{콘크리트 코어시편 채취 위치는 육안조사} ( ^사진 ) ^{를 토}

대로 하여 , 양호한 구간 (4 구간 ) 과 불량한 구간 (4 구간 ) 으로 구 분하여 총 8 개소에서 실시하였다 .

실내실험으로는 총 세 가지 실험을 수행하였다 . 첫째로 , 초 음파 압축강도 추정 실험을 실시하고 , ^{동일 시편을 사용하여}

쪼갬인장강도 실험을 수행하였다 . 마지막으로 화상분석 실험 을 수행하여 경화 시현의 공기량 , 공극구조분포 , 간격계수

(Spacing Factor) 및 비표면적 (Specific Surface Area) 을 측 정하여 내구성 지수 (Durability Factor) ^{를 평가하였다} .

2. 콘크리트 포장 현장조사 2.1 콘크리트 코어시편 채취

조사대상 구간의 대표적인 콘크리트 파손형태는 내구성 균 열 (Durability Cracking), 스폴링 (Spalling), 표면 스켈링 , 줄 눈 이격 (Joint Separation) ^{및 길어깨 단차} (Lane-to-Shoulder

Drop-Off) 등으로 나타났고 , 심각하게 손상된 구간은 코어채

취가 불가능할 정도로 열화가 진행된 것으로 조사되었다 .

Table 1 은 조사된 콘크리트 포장에서 채취한 8 개 구간의

시편상태를 간략히 정리한 표이다 . Fig. 1 은 조사대상 콘크리

트 포장 전경을 나타내고 , Fig. 2 는 콘크리트 코어시편 채취

위치를 나타내며 , ‘Center’ 는 차선의 중앙선 부근을 나타내고

‘Corner’ 는 가로줄눈과 세로줄눈이 만나는 부분을 나타낸다 .

2.2 콘크리트 파손현황

일반적으로 콘크리트 포장에서 조사되고 있는 파손의 형태 는 크게 균열 , 줄눈결함 , 표면결함 및 기타 복합파손으로 구

분할 수 있다 . ^{균열에는 단부 파손} (Corner Break), ^내구성

균열 , 종방향 균열 (Longitudinal Cracking) 및 횡방향 균열

(Transverse Cracking) 등이 있고 , 줄눈결함에는 주입재 파손 및 스폴링 등이 있다 . 표면결함은 망상형 균열 , 스켈링 , 골재

마모 및 팝아웃 (Popout) ^{등으로 구분되며} , ^{기타 파손에는 블}

로우업 (Blowup), 길어깨 단차 , 길어깨 분리 (Lane-to-Shoulder Separation) 및 패칭 (Patching) 등이 있다 (FHWA-RD-03-031,

2003).

조사대상 구간인 국도 42 호선 정선 - 평창구간 콘크리트 포장 에서는 내구성 저하로 인한 내구성 균열과 줄눈부 파손이 대 부분인 것으로 조사되었다 . ^{조사된 콘크리트 포장의 파손형태}

Table 1. Condition of Concrete Core Specimens Specimen No Position of Specimen Condition Remark

Section 1-1 Center Good

Section 1-2 Corner Bad Severe Deterioration (Not available)

Section 2-1 Center Good

Section 2-2 Corner Bad

Section 3-1 Center Good

Section 3-2 Corner Bad

Section 4-1 Center Good

Section 4-2 Corner Bad

Fig. 1. Investigated Concrete pavement.

Fig. 2. Indication(position of concrete core).

를 살펴보면 다음과 같다 . Fig. 3 (a) ^{는 가로줄눈을 따라 형}

성된 균열을 나타내는 사진이고 , Fig. 3 (b) 는 세로줄눈의 이

격을 나타내는 사진이다 . Fig. 3 (c) 는 세로줄눈의 이격현상

과 가로줄눈과 세로줄눈 사이의 심각한 균열이 동시에 발생 한 경우를 나타낸다 . ^{이러한 파손현상은 하중전달 능력의 저}

하 , 동결융해의 반복 및 응력집중 등의 복합적인 원인에 의

해 발생할 수 있다 . Fig. 3 (d) 는 차량하중의 충격으로 인해

콘크리트 슬래브 일부가 떨어져 나가 아스팔트로 응급 보수

된 사진을 나타낸다 . Fig. 3 (e) ^{는 줄눈 부위 스폴링과 표면}

박리가 발생한 상태이며 , 대부분 균열을 동반하고 있는 것으 로 조사되었다 . Fig. 3 (f) 는 차량진행 방향을 따라 콘크리트 슬래브에 발생한 종방향 균열을 나타낸다 .

종방향 균열을 제외한 대부분의 포장파손은 줄눈을 따라서 발생하였고 , 특히 가로줄눈과 세로줄눈이 교차하는 위치에서 는 내구성 균열 형태의 열화가 심각하게 발생한 것으로 조사 되었다 . 더불어 차선 중앙부는 콘크리트 상태가 양호한 것으 로 조사되었다 . ^{따라서 물과 염화물의 유입으로 인한 동결융}

해 현상이 본 콘크리트 포장의 주 열화 원인임을 유추할 수 있다 . 또한 겨울철 살포되는 제설제는 콘크리트의 줄눈과 균 열발생부로 침투하여 삼투압현상을 유발하여 외부의 수분을 흡착하므로 , ^{포장 구조가 동결융해에 매우 취약하게 되는 원}

인 중 하나이다 . 특히 , 강원도와 같이 겨울철 적설량이 많은

지역에 다량 살포되는 제빙염 (deicing salt) 은 동결융해 가속

화의 주원인으로 작용하여 콘크리트 포장의 열화를 가속화 시킬 수 있다 .

3. 코어시편 분석실험 3.1 초음파 압축강도 및 쪼갬인장강도 실험

본 연구에서는 초음파 강도측정기를 이용하여 콘크리트의

압축강도를 추정하고 , 해당시편을 절단하여 쪼갬인장강도 실 험을 실시하였다 . Fig. 4 (a) ^{는 쪼갬인장강도 시험편을 나타내}

고 , Fig. 4 (b) ^{는 실험전경을 나타낸다} . Fig. 3. Example of deteriorated concrete pavement.

Fig. 4. Splitting tensile strength test.

3.2 화상분석 실험

3.2.1 실험개요

Fig. 5 는 화상분석 시험편의 상면 (Top), 중앙면 (Middle), 하

면 (Bottom) 의 위치를 나타내는 그림으로 , 상면은 시편 상층

표면에서 5 mm ^지점 , ^{중앙면은 시편 상층 표면에서} 35 mm ^지

점 및 하면은 하부에서 대략 50~80 mm 지점이다 . 하면의

위치는 코어시편 바닥 층의 불규칙한 면을 절단한 후 절단면

을 기준으로 50 mm 상부로 선정하였고 , 실험은 ASTM C

457 ^{에 준하여 실시하였다} (ASTM C 457, 1982). ^{경화시편의}

화상분석 수행하기 위하여 일반적으로 적용되는 콘크리트 포 장 배합을 적용하였다 . Table 2 는 화상분석에 적용한 콘크리 트 배합표를 나타낸다 .

3.2.2 실험절차

1) 화상분석 개요

화상분석이란 어느 주어진 화상 (Image) 으로부터 정량적인 정보를 추출해 가는 분석방법으로서 물체의 크기와 이의 분 포도 , 밝기 , 높이 , 면적 , 위치 및 형상 등을 추출해 내기 위 한 분석 방법을 말한다 . 화상분석에는 리니어 트레버스 방법

과 포인트 카운트 방법 (ASTM C 457) 이 있다 .

리니어 트레버스 방법은 현미경에 의해 확대된 콘크리트 표면에 나타난 공극의 크기 , 개수 등을 육안으로 관측하여 하나씩 세어서 필요한 계수 등을 계산해 내는 방법으로 측정

에 많은 시간이 소요되므로 최근에는 거의 사용되지 않는다 .

포인트 카운트 방법은 Fig. 6 과 같이 시멘트 페이스트를

통해서 잘 배치된 입방체로 분포되는 모든 공극은 같은 직경 을 가진다는 가설을 바탕으로 간격계수 ( 시멘트페이스트 속의 가장 먼 점으로부터 가장 가까운 공극벽에 대한 거리 ) 는 입 방체의 반대편에 위치한 두 공극의 외주 사이의 거리를 반으 로 나눈 것을 의미한다 .

2) 실험방법

화상분석의 용이함을 위해서 표면연마 작업은 반드시 행해 져야 하며 , ^{분석 시 오차를 줄이기 위한 매우 중요한 작업이}

다 . 절단 직후의 공시체는 그 표면이 매우 거칠어 기포부의 구별이 불가능하다 . 본 논문에서는 ASTM 규정에 따라 SiC

파우더를 이용하여 콘크리트의 표면을 연마하였다 . 표면 연마

에 사용된 SiC ^{파우더는 최초} 60 ^{번 연마제에서 시작하여}

100 번 , 200 번 , 320 번 , 420 번의 연마제를 거쳐 최종 600 번 연마제 순서로 연마를 실시하였다 . 연마가 끝난 후 , 시료 표 면의 기포 안으로 유입된 이물질 제거를 위하여 강한 수압으 로 표면을 깨끗이 세척한다 .

화상분석 단계는 현미경 초점과 조명위치 설정에서부터 데

이터 저장 단계까지 총 9 단계로 구분된다 . Fig. 7 은 화상분

석 시험절차를 나타낸다 .

4. 실험결과 4.1 초음파 압축강도 추정결과

압축강도는 파괴법을 사용하여 평가하여야 하나 본 논문에 서는 동일 시험편의 강도 및 공극구조 관계 검토를 위하여 간접법인 초음파법을 적용하였다 (Bungey, 1984). Fig 8 은 직 접법을 통한 압축강도 추정결과 나타낸다 . 총 7 개의 시험편

중 Section 2-2 ^와 3-2 ^{는 내부에 균열을 포함하고 있어 시편}

내 불연속면이 형성되어 초음파 강도추정 적용이 불가하였

Fig. 5. Specimen for Image Analysis.

Table 2. Applied Concrete Mixture W/C (%) S/a

(%) Unit Weight(kg/m

³

) AEA

W C S G (25 mm) (%)

44.2 38.0 148 335 703 1,163 0.5

Fig. 6. Spacing Factor.

Fig. 7. Image analysis testing procedure.

다 . Section 2-2 ^{는 시편 표면부터 균열이 발생한 경우이고} ,

Section 3-2 는 시편의 외관상 균열은 관찰되지 않았으므로 내

부에 결함이 발생한 것으로 사료되었다 . 본 논문에서는

Section 2-2 와 3-2 를 취약 단면 (Bad Section) 으로 분류하였

다 . ^{압축강도 추정결과 전 구간에서} 40 MPa ^{이상으로 평가}

되었다 . 그러나 Section 4-1 과 4-2 는 기타 구간과 비교하여 다소 작게 평가되었다 .

4.2 쪼갬인장강도 실험결과

Fig. 9 는 코어시편의 쪼갬인장강도를 나타내는 그래프이다 .

초음파 강도추정 결과 취약 단면으로 구분되었던 Section 2- 2 와 3-2 의 인장강도가 기타 시험편과 비교하여 작게 평가되 어 내부결함이 존재할 수 있음을 확인하였다 . ^{일반적으로 콘}

크리트의 인장강도가 압축강도의 1/9~1/13( 대략 10%) 인 점을 감안하면 초음파 압축강도추정 결과와 쪼갬인장강도 평가결 과가 유효한 결과임을 알 수 있다 .

4.3 화상분석 실험결과

4.3.1 경화시편 공기량

Fig. 10 은 화상분석으로 통해 측정된 각 단면별 코어시편의

공기량을 비교한 그래프이다 . ^{전체적으로 공기량이} 2.0% ^내

외로 매우 작게 평가되었다 .

Fig. 11 은 콘크리트 시험편의 깊이별 공기량 측정결과를 나

타낸 그래프이다 . 각 단면의 깊이별 공기량을 측정한 결과 , Section 3-1 ^과 Section 4-1 ^{을 제외하면 대부분 상면의 공기}

량이 중앙면에 비해 적게 측정되었음을 알 수 있다 . ^그러나

콘크리트 포장에서는 마무리 장비로 슬립폼 페이버 (Slip

Form Paver) 를 사용하므로 , 다짐과정에서 강한 진동으로 인

해 콘크리트 표면에 얇은 모르타르 층을 형성하게 된다 . 코 어 시편의 상면에서 모르타르가 중앙면에 비해 많이 분포함 에도 불구하고 공기량이 적게 측정된 것으로 나타났다 . 일반 적으로 동일 단면적에서 콘크리트의 공기량은 모르타르의 체 적과 비례하여 증가하므로 , 코어시편 상면의 공기량이 상대적 으로 크게 평가되어야 하지만 상반되는 결과가 도출되었다 .

이는 콘크리트 상면의 미세공극이 파쇄 또는 표면으로 유출 되었음을 의미하며 , 시공당시 과도한 진동이 콘크리트의 공극 구조를 변화시킨 것으로 사료된다 .

4.3.2 경화시편 공극구조

일반적으로 콘크리트의 공기는 연행 공기 (Entrained Air) 와

갇힌 공기 (Entrapped Air) 로 구분되며 , 연행 공기와 갇힌 공

기의 기준은 1,000 ^µ m(1mm) ^이다 (ASTM C 125).

Fig. 12 와 Fig. 13 은 양호한 시편과 불량한 시편을 각각 1

개씩 선정하고 , 이를 상 , 중 , 하로 구분하여 공극 크기별 공 기량 분포를 비교한 그래프이다 . 그래프에서 볼 수 있듯이 불량한 시편과 비교하여 양호한 시편에 연행공기가 더 많이 분포하고 있음을 알 수 있고 , 반대로 불량한 시편에는 갇힌

공극이 다량 분포하고 있음을 알 수 있다 . 따라서 1,000 µ m

이상 크기의 갇힌 공극이 다량 존재하는 불량한 단면 (Section

3-2) ^{은 동결융해에 매우 취약할 수밖에 없다} . ^{따라서 초음파}

Fig. 8. Prediction of compressive strength.

Fig. 9. Results of splitting tensile strength.

Fig. 10. Air content of hardened concrete.

Fig. 11. Air content with specimen depth.

강도추정 결과 취약 단면으로 구분되어 , ^{기타 시편에 비해}

강도가 낮게 평가된 이유는 대부분 동결융해에 심각하게 노 출되므로 인해 콘크리트가 손상되었음을 의미한다 .

4.3.3 ^{간격계수와 비표면적}

일반적으로 콘크리트의 내구성 평가를 위해 적용되고 있는 간격계수는 Powers 가 제안한 방법이 사용되고 있다 (Powers, 1949).

Kansas DOT ^{에서는 공극의 간격계수와 내구성 지수에 관한}

연구를 수행하여 기준을 마련하였고 , 간격계수가 250 µm 보 다 작을 때 내구성이 양호한 것으로 분류하였다 (Kansas DOT Specification, 2007).

Fig. 14 ^{는 각 단면별 간격계수를 종합하여 비교한 그래프이}

다 . 그래프에서 볼 수 있듯이 Section 1-1 의 중앙면과

Section 3-1 의 상면을 제외하면 모든 시험편에서 Kansas

DOT 간격계수 기준을 만족하지 못하고 있음을 알 수 있다 .

Fig. 15 ^{는 각 단면별 공극의 비표면적을 종합하여 비교한}

그래프이다 . 간격계수가 작다는 것은 콘크리트내부에 연행공 기가 다량 분포하고 있음을 의미하므로 공극의 비표면적이 커지게 된다 . 따라서 연행공극이 균질하게 분포되어 있는 콘 크리트에서는 간격계수와 비표면적이 일정한 관계를 유지해 야 우수한 내구성 지수를 확보할 수 있다 . 반면에 콘크리트

내부에 큰 크기의 공극이 다량 포함되어 있을 경우 비표면적 은 상대적으로 작아지게 된다 ( 최판길 , 2009). 따라서 동일한 간격계수에서도 비표면적이 큰 경우가 동결융해에 안전하게

된다 . Section 3-2 의 경우 중앙면과 하면에서 간격계수가 서

로 다름에도 불구하고 공극의 비표면적이 유사하게 측정되었 음을 Fig. 14 와 Fig. 15 에서 확인할 수 있다 . 이는 중앙면에 큰 크기의 공극이 다량 포함되어 있음을 의미하므로 , Section 3-2 의 손상의 대부분은 동결융해에 지배받았음을 유추할 수 있다 .

4.4 내구성 지수 평가결과

Fig. 16 은 간격계수 결과에 근거하여 콘크리트 포장의 내구

성 지수를 예측한 그래프이다 . Kansas DOT ^기준 ( ^점선 250 µ m) 에 의거하여 총 21 개의 시험편에서 단지 2 개의 시험 편이 내구성 양호기준을 만족하였고 , 19 개의 시험편은 기준 을 만족하지 못하였다 . 특히 초음파 강도실험에서 강도추정이 불가하였던 Section 3-2 ^{의 경우 매우 낮은 내구성 지수를 나}

타내고 있으므로 콘크리트의 균열과 동시에 동결융해 작용으 로 인한 내부결함이 매우 많이 발생한 것으로 사료된다 .

Section 2-2 에서도 초음파 강도추정이 불가하였지만 , 내구성

지수 평가결과 내구성 지수가 양호하게 평가된 점을 고려하

면 , Section 2-2 에 발생한 결함은 외부 충격 등으로 인한 단

순 내부균열인 것으로 사료된다 .

Fig. 12. Air content distribution with air size ("Good" Section 1-1)

Fig. 13. Air content distribution with air size("Bad" Section 3-2)

Fig. 14. Spacing factor with specimen depth.

Fig. 15. Specific surface area with specimen depth.

내구성 지수는 간격계수의 범위를 총 4 ^{개의 범위로 구분하}

여 각각 범위의 예측식 <Eq.(1)~(4)> 을 도출하고 실험을 통 해 측정된 간격계수를 대입하여 예측하였다 ( 최판길 , 2009).

그러나 본 방법은 중앙선을 작도하여 예측한 중앙선법 (Mid Line Method) ^이므로 , ^{간격계수가} 480 ^µ m ^{를 초과하면 내구성}

지수를 평가하지 못한다 . 따라서 간격계수가 480µm 를 초과 하는 범위에서는 내구성 지수를 “0(Not available)” 으로 표기 하였다 .

[Range #1] D.F = ⁻ 0.0298×S.F+102.12

{S.F ; S.F ≤ 262} (1)

[Range #2] D.F = − 0.0045×S.F

²

+2.3076×S.F − 199.74

{S.F ; 262<S.F ^≤ 288} (2)

[Range #3] D.F = ⁻ 0.461×S.F+222.55

{S.F ; 288<S.F ≤ 480} (3)

[Range #4] D.F = 0 (Not available)

{S.F ; S.F>480} (4)

Table 3 은 제안된 중앙선법에 의거하여 각 단면별 내구성

지수를 예측한 결과를 나타낸다 . 21 개의 시험편 중 7 개

(33%) ^가 480 ^µ m ^{를 초과하여 내구성 지수가} “0 (Not

available)” 으로 평가되었고 , 12 개 (57%) 의 시편이 내구성 지수

60% 이하로 평가되었다 . 따라서 현장 육안조사 ( 사진조사 ) 결 과 확인된 국부적인 열화현상의 대부분은 동결융해작용으로 인해 발생한 것으로 평가할 수 있다 .

이러한 평가결과는 근본적으로 물과 염화물의 유입이 불가 능한 콘크리트 포장 중앙부 (Section 1-1, 2-1, 3-1, 4-1) 에는 적용이 어려우며 , 물과 염화물의 유입이 허용되는 줄눈부에서 는 전체적으로 콘크리트 포장 상태가 내구성 지수 예측결과 와 잘 부합하는 것으로 나타났다 . 따라서 경화시편의 공극구 조 분석을 통해 간격계수를 산정하여 내구성 지수를 평가한 결과 조사된 줄눈콘크리트 포장의 손상원인은 대부분 물과 염화물의 유입으로 인한 동결융해 현상의 가속화인 것으로 평가된다 .

5. 결 론

노후화된 줄눈콘크리트 포장의 열화정도를 평가하기 위하 여 콘크리트 코어를 채취하여 분석실험을 수행한 결과 다음 과 같은 결론을 얻을 수 있었다 .

1) 콘크리트 포장 육안조사결과 대부분의 파손형태는 줄눈 부 내구성 균열과 줄눈 결함인 것으로 조사되었다 . 2) 코어시편의 공기량은 7 개 단면 모두에서 전체적으로

2.0% 내외로 평가되어 적정공기량이 확보되지 않았다 .

3) 총 21 개의 콘크리트 코어 시험편에서 Kansas DOT 기 준 ( ^간격계수 250 ^µ m ^이하 ) ^{을 만족하는 시험편은} 2 ^개에

불과했고 , 19 개의 시험편의 간격계수는 250µm 이상으로 평가되어 내구성 지수가 매우 낮은 것으로 평가되었다 .

4) 내구성 지수를 예측한 결과 , 21 개의 시험편 중 7 개

(33%) ^가 480 ^µ m ^{를 초과하여 내구성 지수가} “0 (Not available)" 로 평가되었고 , 12 개 (57%) 의 시편이 내구성 지수 60% 이하로 평가되었다 . 따라서 현장 육안조사 ( 사 진조사 ) 결과 확인된 줄눈부 균열과 결합의 원인은 물과 염화물의 유입으로 인한 동결융해 작용의 가속화인 것으 로 사료된다 .

참고문헌

정원경

(2009)

콘크리트 동결융해 내구성 평가를 위한 평면간격계

Fig 16. Durability factor with spacing factor.

Table 3. Results of durability factor

Section Position Spacing Factor (

µ

m) Durability Factor (%) Section 1-1

(Good)

Top 343 64 %

Middle 323 74 %

Bottom 494 0 %(Not available)

Section 2-1 (Good)

Top 234 95 %

Middle 320 75 %

Bottom 342 65 %

Section 2-2 (bad)

Top 291 88 %

Middle 238 95 %

Bottom 445 17 %

Section 3-1 (Good)

Top 275 95 %

Middle 340 66 %

Bottom 400 38 %

Section 3-2 (bad)

Top 492 0 %(Not available)

Middle 567 0 %(Not available)

Bottom 396 40 %

Section 4-1 (Good))

Top 383 46 %

Middle 432 23 %

Bottom 538 0 %(Not available)

Section 4-2 (bad)

Top 486 0 %(Not available)

Middle 481 0 %(Not available)

Bottom 550 0 %(Not available)

수 제안

,

강원대학교대학원

,

박사학위논문

최판길

,

심도식

,

이봉학

(2009)

포스트텐션콘크리트 포장적용을 위한실리카흄과플라이애시를사용한삼성분계 콘크리트의 특성

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한국방재학회논문집

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최판길

,

정범석

,

윤경구

,

권수안

(2009)

코어시편을이용한열화 된줄눈콘크리트포장의공극구조분석

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Research Laboratories of the Portland Cement Associa- tion , Vol. 29.

◎논문접수일

: 09

년

09

월

03

일

◎심사의뢰일

: 09

년

09

월

03

일

◎심사완료일

: 09

년

09

월

18

일