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• 기대수명 20년 목표 유지보수형 콘크리트 포장 덧씌우기 실용화 기술 개발 기대수명 20년 목표 유지보수형 콘크리트 포장 덧씌우기 실용화 기술 개발 ▲ 남정희 KICT 도로교통연구본부 연구위원 들어가며 국토교통부 도로현황조서 ( 2020)에 따르면 2000년 이후 시멘트 콘크리트 포장 연장은 지속적으로 증가하여 고속도로 ( 1차로) 연장의 약 65.63% ( 12,956 km)에 해당되나, 노후화가 진행되어 리모델링 중장기 계획 ( 안)에 포함된 연장도 무려 19.51% ( 2,528 km)에 해당되는 것을 알 수 있다. 이와 같은 시멘트 콘크리트 포장 노후화의 증가는 필연적으로 유지보수 예산의 증가로 이어진다. 2001년에 349억 원 규모이던 고속도로 유지보수 예산이 2020년에는 1,547억 원 규모로 무려 4.43배나 증가한 것을 보면 효과적인 유지보수 방안 마련이 절실한 시점이 지금이라는 것을 알 수 있다. 이에 부분 단면 보수의 한계를 극복하고, 기존 노후 시멘트 콘크리트 포장과 동일한 계열의 재료를 사용하여 장수명과 고내구성을 확보할 수 있는 시멘트 콘크리트 포장 계열의 덧씌우기 공법 개발 연구를 지난 4년간 진행하였다. 주요 연구성과로 연속철근 보강을 통해 내구성을 극대화시켜 유지보수로 기대수명을 20년 이상 향상시킬 수 있는 덧씌우기 공법을 실용화하였으며, 현재 기술이전 협상이 진행 중이다. 연속철근 콘크리트 포장 덧씌우기 유지보수 공법 실용화 기술 개발 접착식 콘크리트 덧씌우기 공법은 열화된 기존 콘크리트 층을 절삭한 후 콘크리트를 덧씌우기하는 것으로서 내구성과 경제성이 우수한 포장 유지보수 공법으로 알려져 있다. 아스팔트 덧씌우기 공법과 비교하여 상대적으로 사용연한이 길고, 교통량 증가 및 중차량에 대한 하중지지 능력이 우수하여 유지보수 빈도 및 유지관리비를 현저히 줄일 수도 있다. 또한 기존 콘크리트 포장과 재료 특성이 유사하여 유지보수 후 포장 파손이 적기 때문에 경제적인 유지보수 대안으로 평가받고 있다. 기존 콘크리트 포장 덧씌우기 공법은 노후화된 줄눈 콘크리트 포장 ( Jointed Plain Concrete Pavement, JPCP) 위에 콘크리트를 덧씌우고 기존 포장에 있는 줄눈 ( joint) 위치와 동일하게 줄눈을 설치하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 줄눈 콘크리트 포장에서 가장 취약한 부위가 줄눈부이며, 보수보강 관점에서 줄눈을 그대로 동일하게 설치한다는 것은 궁극적으로 공용성 증진에 한계가 있을 수 있다. 이에 줄눈 콘크리트 포장의 덧씌우기에서 기존 공법보다 공용 수명을 증진시킬 수 있는 혁신적 공법으로 철근 등의 보강재를 사용하여 줄눈부의 거동을 제한하고 줄눈부를 없애는 방식인 연속 철근 콘크리트 포장형식의 박층 유지보수 공법을 개발하였다.연속 철근보강 박층 콘크리트 덧씌우기 유지보수 공법 ( Ultra Thin-Continuously Reinforced Concrete Pavement, 이하 UT-CRCP)은 기존 포장체의 노후화된 표면을 절삭하고얇은 콘크리트로 덧씌우기하는 방식으로 포장체의 두 층 ( 덧씌우기 포장층과 기존 포장층)이 완전히 부착하여 단일화된 거동을 유도하는 공법이다. 본 공법의 핵심 개념은 기존 열화부위를 제거하고 포장 표면을 개량한다는 점과, 보강재를 통해 포장체의 구조적 능력을 증가시킨다는 점이다. 이를 실현시키기 위한 중요한 전제 조건은 기존 포장체는 하중에 대한 지지를 충분히 유지해야 하며 덧씌우기 층은 기존 포장과 완전 부착이 이루어져야 한다는 것이다. 또한 줄눈부 중심으로 콘크리트 포장이 많이 파손되고 있는 국내 현실을 고려할 때, 덧씌우기 시 효과적인 연속 보강근 배치를 통해 기존 줄눈부에 응력이 집중되는 것을 분산시키고, 제한적인 줄눈 폭 거동을 통해 장기 내구성을 증진시키는 것이다. 실용화를 위한 시공 측면의 핵심 개념은 공용 중인 노후화된 콘크리트 도로를 유지보수할 경우 필연적으로 수반되는 차선 차단 및 이에 따른 교통지체 현상을 최소화하기 위해 보강재 설치 시 한 차선만을 이용하여 유지보수가 가능한 한차선 차단 ( One-lane paving) 공법을 개발한 것이다. 주요 연구성과로는 연속 철근보강 박층 콘크리트 덧씌우기 공법의 실용화를 위한 4차에 걸친 대규모 시험 시공을 들 수 있다. 1, 2차 시험 시공은 경기도 연천에 위치한 한국건설기술연구원 SOC실증센터 내 시험 시공 부지에 60 m 규모의 UT-CRCP를 시공하였다. 본 시험 시공을 통해 개발된 한 차선 차단 공법 장비의 시공성을 평가하였으며, 1종 시멘트를 이용한 일반 레미콘의 현장 적용성도 검증하였다. 또한 매립형 계측기를 이용하여 UT-CRCP에 대한 환경하중 및 축하중에 대한 공용성을 평가하였다. 환경하중 변화에 대한 기존 JPCP와 UT-CRCP의 시공 전후 거동 분석을 보면, 기존 JPCP 조인트 거동에 비해 UT-CRCP의 균열 폭 거동은 기존 대비 약 88% 정도 저감되는 효과를 보여주고 있으며 이는 명백히 연속 철근 보강 효과로 판단된다. 이와 같은 현상은 기존 JPCP 줄눈부 거동이 유지보수를 통해 CRCP의 균열거동 형태로 변환될 수 있는 가능성을 보여준 결과라고 말할 수 있다. 또한 2차례의 시험 시공 결과를 바탕으로 3차 시험 시공은 국토교통부와 의정부 국도관리사무소의 협조를 통해 일반국도 37호선 파주 구간 리비사거리에 약 102 m 연장을, 4차 시험시공은 홍천 국도 관내에서 2022년 5월에 시공 완료하였으며, 현재까지 우수한 공용성을 보여주고 있다. 유지보수를 통해 사용자 중심의 고품질 도로 서비스 제공 이 글에서는 노후 시멘트 콘크리트 포장의 유지보수 시 적용할 수 있는 새로운 형식의 유지보수 공법에 대한 특징과 장점을 소개하였다. 이는 시멘트 콘크리트 포장 덧씌우기 유지보수를 통해 노후화된 도로에 대해 구조적 수명연장뿐만 아니라 사용자 중심의 주행 쾌적성 향상, 연속 시공에 따른 노면소음 저감 등의 부가적 서비스 제공이 가능하다는 것을 의미한다. 끝으로 본 연구의 결실이 실용화를 통해 콘크리트 포장의 새로운 미래상을 제시하였으면 하는 바람이다. 도로교통연구본부 게시일2022-12-27 조회수 1953

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