35 0

노면촬영자료를 활용한 콘크리트 포장 단면보수 파손 분석 및 내구성 결함 구간의 아스팔트 덧씌우기 적정 시점 결정 연구

Title
노면촬영자료를 활용한 콘크리트 포장 단면보수 파손 분석 및 내구성 결함 구간의 아스팔트 덧씌우기 적정 시점 결정 연구
Other Titles
Failure Analysis of Partial Depth Repair and Determination of Appropriate Asphalt Overlay Timing for Durability Cracks of Concrete Pavements Using Surface Distress Image Data
Author
이응준
Advisor(s)
서영찬
Issue Date
2022. 8
Publisher
한양대학교
Degree
Doctor
Abstract
콘크리트 포장은 다양한 파손에 대해 지속적인 관리가 필요하다. 관리가 필요한 대표적인 유형 중 하나는 줄눈부에 적용되는 부분단면보수(Partial Depth Repair)이다. 부분단면보수는 재료나 시공방법에 따라 조기파손이 발생하기도 하며 주행성에 영향을 끼치기 때문에 즉각적인 재보수가 필요하다. 또 다른 유형은 콘크리트 포장에 있어 치명적인 약점이 되는 내구성 결함(Durability Distress)이다. 내구성 결함 구간은 파손이 훨씬 빠르게 진행되고 잦은 재파손으로 여러 차례에 걸친 재보수를 필요로 한다. 이러한 구간은 일반적인 보수보다는 적절한 시기에 아스팔트 덧씌우기를 하여 콘크리트 모재의 악화를 막는 것이 나을 수 있다. 포장유지관리 시스템(Pavement Management System, PMS)의 결과물 중 노면촬영자료는 각종 결함들의 진전 속도, 보수 공법들의 수명 및 효과, 재파손 양상, 최적의 보수시기 등을 대략적으로 파악할 수 있는 유용한 자료이다. 본 연구에서는 노면촬영자료 활용하여 국내에서 시행된 단면보수의 재파손 유형과 수명을 파악하고 문헌조사를 통해 재파손 유형별 파손원인과 개선방안을 마련하고자 하였다. 그리고 내구성 결함 구간의 적정 덧씌우기 시점을 도출해 관리자가 이 시기를 예상하고 미리 보수일정과 예산을 마련할 수 있는 기초연구를 하고자 하였다. 이를 위해 국내 주요 고속도로의 자료 수집 및 분석 대상 구간 선정, 시계열 분석을 위한 노면촬영사진 가공, 문헌고찰을 통한 개선방안 도출 등을 수행하였다. 또한 내구성 결함 구간의 파손진전 모델을 개발하기 위해 동일 지점의 100m 노면촬영사진 내에서 확인되는 파손들의 크기를 측정하여 1년마다 증가하는 파손량을 산출하였으며, 적정 보수 시기 선정을 위해서는 포장 전문가들을 대상으로 Panel Rating을 진행하였다. 부분단면보수부의 재파손 분석결과 보수부 내에서 시작된 경우가 총 84%로 대부분을 차지하였으며, 조기 파손된 단면보수의 경우 파손 기준에 따라 약 2.5년∼3.1년 정도 만에 재파손에 이르는 것으로 분석되었다. 단면보수 내부 재파손의 유형은 크게 압축파손, 건조수축 파손, 복합파손으로 분류되었다. 이 중 압축파손이 재파손의 심각도가 가장 크게 나타났다. 문헌고찰 결과 압축파손을 최소화하기 위해서는 단면보수부가 인접 슬래브와 부착되는 것을 막아주는 분리재(Bond Breaker)사용이 필수인 것을 확인하였다. 내구성 결함 구간은 연장 100m 내에서 현재 파손 정도에 따라 1년 후에 파손이 얼마나 증가하는지 예측할 수 있는 모델을 도출하였다. 또 Panel Rating을 통해 덧씌우기를 필요로 하는 적정 파손면적을 도출하였고 도로의 수준에 따라 덧씌우기 시점을 결정할 수 있도록 회귀식을 도출하였다. 그리고 두 가지 결과를 통해 덧씌우기까지 1∼3년 정도의 여유시간을 갖는 파손면적을 제시하여 도로 관리자가 본 연구결과를 활용할 수 있도록 하였다. | Concrete pavement requires continuous management for various types of failures. One of the representative types that require management is partial depth repair applied to joints. Partial depth repair may cause premature failure depending on the material or construction method, and since it affects rideability, immediate repair is required. Another type is durability distress, which is a fatal weakness in concrete pavement. Sections with durability distress tend to be damaged much faster than normal sections and require repairs several times due to frequent re-failure. Early failure of concrete deterioration can be prevented by overlaying asphalt before too late rather than having a general repair schedule. Among the results of the PMS, road surface image data is particularly useful as it provides various information including the speed of deterioration, the lifespan and effectiveness of repair methods, re-failure patterns, and optimal repair time. In this study, the types and lifespan of partial depth repairs’ re-failures were analyzed by using road surface image data. And the causes of failure and improvement plans for each type of re-failure were analyzed through an extensive literature review. In addition, A base study was conducted to inform managers to estimate a proper overlay time for the durability distress sections and to appropriately prepare for a rehabilitation schedule and budget in advance. For this study, data collection and analysis of target sections of major highways were selected, road surface photography was processed for time series analysis, and improvement plans were derived through literature review. In addition, to develop a distress progress model in the durability section, the size of the failure confirmed in the 100m road surface taken at the same point was measured and the amount of failure that increased every year was calculated. A panel rating was conducted for pavement experts to select an appropriate repair time. As a result of the re-failure analysis of the partial section repair part, the cases that started within the repair department accounted for the majority (84%). The types of internal re-failure in section repair were largely classified into compression failure, drying shrinkage failure, and compound failure. Among them, compression failure showed the greatest severity of re-failure. A literature review confirmed the use of a bond breaker is essential to minimize compression failures as it prevents the section repair part from adhering to the adjacent slab. In the durability distress section, I derived a model that can predict how much damage will increase after 1 year depending on the current condition within an extension of 100m. In addition, the appropriate distress area that needed to be overlaid was derived through the panel rating, and a regression equation was derived to determine the time of overlay according to the level of the road. And, through the two results, the damaged area with a spare time of 1 to 3 years before overlay was suggested.
URI
http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000628005https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/174887
Appears in Collections:
GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > TRANSPORTATION AND LOGISTICS ENGINEERING(교통ㆍ물류공학과) > Theses (Ph.D.)
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
Export
RIS (EndNote)
XLS (Excel)
XML


qrcode

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

BROWSE