길어깨 접속부 및 단면 개선방안에 대한 연구 : (Enhancement of Joint Performence andSection Properties for Pavement Shoulders)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The cross sections of the shoulders are different from those of the traffic lanes. And the constructions of the traffic lanes and the shoulders are conducted seperately. Due to these differences between the traffic lanes and the shoulders, problems frequently occur at the interface of the two. Those include the wide crack widths, spalling of concrete and the differences in the vertical displacements at the interface. The main objective of this study is to develop a design method which can be used to prevent failures at the interface between the traffic lanes and the shoulders. The differences in the several kinds of shoulders were investigated, and the reasons of failures of the shoulders were studied. And, it was conducted to adopt the tapered thicknesses to shoulder section and new material such as porous concrete to shoulder materials. The Field test was conducted to investigate several items of this research such as checking the problems in real constructing the new section and obtaining field data. In this study, it is concluded that the full depth design of shoulders needs to be applied to some sites where the encroaching and parking traffic will be heavy. Also, it was proposed that the consistent design flow for determining the thickness of shoulders. The selective design concept, shoulder thickness design procedure, tapered thickness, and the joint analysis of shoulders which were extracted from this research, will make contributions to the developments of highway systems.

국문 초록 (Abstract)

고속도로 포장단면 중 본선과 길어깨는 서로 상이한 단면구조를 갖도록 설계되고 시공된다. 본선이 시멘트 콘크리트 포장인 구간에 아스팔트 콘크리트 길어깨 포장이 적용되어 분리시공이 이루어지는 구간에서 본선과 길어깨의 재료거동이 다르게 되어 길어깨 접속부가 벌어지거나 단차가 발생하는 등의 손상이 빈번히 발생하여 문제시 되고 있는 실정이다. 특히 지반조건이 불연속적이거나 길어깨로의 차량통행이 빈번한 구간에서는 길어깨 접속부의 손상이 더욱 급격히 진행될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 포장재료와 단면이 상이한 본선 포장과 길 어깨 포장의 접속부 공용성을 증진시킬 수 있는 재료 및 공법의 도출을 위하여 문헌분석, 실내실험, 시험시공, 추적조사 등의 과정을 거쳐 연구를 수행하였다. 본 연구를 통하여 현행 고속도로상이나 국도상에 시공되는 길어깨 포장의 형태별 재료별 차이점을 분석하였으며, 길어깨 포장의 설계개념 및 구조적 능력 그리고 손상 원인에 대한 검토를 수행하였다. 이에 대한 대책으로 현행 길어깨 포장의 손상을 방지할 수 있는 길어깨 포장 단면의 선택적 운용방안에 대해 제안하였으며, 콘크리트 길어깨 변단면 포장의 활용 가능성을 제시하였다. 콘크리트 길어깨의 두께 설계 방안을 제시하고 해석적 방법을 통한 콘크리트 길어깨의 구조적 장점을 검토하였으며, 현장 시험시공과 추적조사를 통해 시공성을 살펴보고 포장체의 거동을 실측하였다. 그리고 신재료적용성분석을 위해 투수콘크리트의 적용성을 검토하였다. 본 연구결과로 도출된 길어깨 설계의 선택적 운용방안, 두께설계절차, 변단면 콘크리트 길어깨 포장의 단면, 길어깨 포장의 전산해석결과 등은 능동적인 길어깨 손상대책으로 도로포장의 건전성 유지에 기여할 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 표목차
• 그림목차
• 사진목차
• 요약문
• ABSTRACT
• 제1장 서론
• 1.1 연구배경 및 목적
• 1.2 연구내용 및 범위
• 제2장 길어깨 포장 현황
• 2.1 개요
• 2.2 길어깨의 기하조건
• 2.3 길어깨의 포장재료
• 2.4 길어깨 포장 설계 현황
• 2.4.1 아스팔트 길어깨 포장
• 2.4.2 콘크리트 길어깨 포장
• 제3장 길어깨 포장의 손상
• 3.1 개요
• 3.2 콘크리트 포장의 손상
• 3.2.1 콘크리트의 내구성
• 3.2.2 표면파손(Scaling)
• 3.2.3 건조수축 균열(Shrinkage cracks)
• 3.2.4 다우엘바의 부적절
• 3.2.5 Warping f열
• 3.2.6 수축 균열
• 3.2.7 펌핑과 블로잉
• 3.2.8 구조적 파손
• 3.2.9 블로우업 (Blowups)
• 3.2.10 지반활동(Deep-Foundation Movement)
• 3.2.11 조인트의 단차 및 파손
• 3.2.12 바퀴패임
• 3.2.13 골재 이탈
• 3.3 길어깨의 손상
• 3.3.1 개요
• 3.3.2 길어깨 처짐
• 3.3.3 접속부의 분리
• 3.3.4 길어깨와 본선포장 조인트의 유지관리
• 3.4 길어깨 포장 접속부의 변형
• 3.4.1 횡방향변형
• 3.4.2 종방향변형
• 3.4.3 수직 변형
• 3.4.4 회전변형
• 제4장 길어깨 단면검토를 위한 해석
• 4.1 개요
• 4.2 해석 방법
• 4.2.1 2차원 모델
• 4.2.2 3차원 모델
• 4.3 해석결과
• 4.3.1 2차원 해석결과
• 4.3.2 3차원 해석결과
• 제5장 길어깨 단면 두께설계
• 5.1 개요
• 5.2 길어깨 포장 두께설계에 영향을 미치는 인자
• 5.2.1 길어깨 포장의 종류
• 5.2.2 교통량
• 5.2.3 환경조건
• 5.2.4 안전
• 5.2.5 유지관리
• 5.3 길어깨 포장의 위험단면
• 5.3.1 균열발생점의 현장조사
• 5.3.2 균열발생점 해석
• 5.4 피로손상분석
• 5.4.1 콘크리트의 피로손상
• 5.4.2 길어깨 교통량
• 5.4.3 피로손상의 누적
• 5.5 피로한계의 결정
• 제6장 콘크리트 길어깨 시험시공
• 6.1 개요
• 6.1.1 변단면 콘크리트 길어깨 포장
• 6.1.2 투수콘크리트 포장
• 6.2 시험시공 단면
• 6.3 시험시공재료
• 6.4 시험시공절차
• 6.4.1 타이바 설치
• 6.4.2 보조기층면 마무리
• 6.4.3 유공관 및 분리막 설치
• 6.4.4 계측기 설치
• 6.4.5 콘크리트 포설
• 6.4.6 줄눈커팅 및 양생
• 6.5 시험시공결과 및 추적조사
• 6.5.1 시공성
• 6.5.2 콘크리트 강도
• 6.5.3 길어깨 포장체의 변형도 조사
• 6.5.4 FWD조사
• 제7장 해석결과 및 시험시공 결과분석
• 7.1 개요
• 7.2 선택적 방안
• 7.3 콘크리트 길어깨의 적용
• 7.3.1 현황분석
• 7.3.2 길어깨 두께 설계
• 7.3.3 신재료 적용성 분석
• 7.3.4 변단면 콘크리트 길어깨포장
• 제8장 결론
• 참고문헌