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롤러 전압 콘크리트 포장의 장기 내구성 확보를 위한 실험적 연구

Experimental Study on Long-term Durability of Roller Compacted Concrete Pavement

초록/요약 도움말

국내의 경우, 급격한 산업발달 및 중차량의 증가에 따라 우수한 구조적 성능과 공용성을 보유한 시멘트 콘크리트 포장의 적용은 지속적으로 증대되었다. 하지만 시공 상의 다양한 문제와 내부 결합제인 시멘트 생산 과정에서 발생되는 다량의 이산화탄소는 시멘트 콘크리트 포장의 단점으로 부각되었다. 롤러 전압 콘크리트 포장(RCCP; Roller Compacted Concrete Pavement) 공법은 시멘트 콘크리트 포장 고유의 성능이 유지되지만, 저감된 단위시멘트량으로 친환경성을 추구하며 간소화된 시공 및 절차로 경제적 장점을 보유한다. 그러나 롤러 전압 콘크리트는 공법의 특성상 혼합물 포설 후, 다짐으로 인한 압축 과정에서 다량의 내부 공극이 소산되어 유출된다. 시멘트 콘크리트 내부에 형성된 공극은 동절기 수분 동결에 의한 팽창압 및 열화를 완화시키는 직접적인 요소로서 내구성 확보에 중요한 요소이다. 국외의 선행 연구에서는 일반 시멘트 콘크리트에 비해 낮은 공기량 및 기포간격계수가 형성되는 롤러 전압 콘크리트의 내구성 확보를 위해 공극에 대한 하한 기준이 존재한다. 그러나 국내에서는 롤러 전압 콘크리트 포장의 내부 공극에 대한 관련 기준과 더불어 장기 내구성과의 상관관계 분석을 위한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 도로 포장용 롤러 전압 콘크리트의 혼화제 혼입에 따른 내부 공극 특성을 확인하고, 국외의 기준 및 환경하중 저항성 평가 결과와의 상호간 비교/분석을 통해 적정량 이상의 혼화제 혼입량 확보의 필요성과 공기량 2∼3%, 기포간격계수 200 ∼ 300μm 범위에서 장기 내구성의 개선 효과를 확인하였다.

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초록/요약 도움말

In Korea, due to rapid industrial development and increase in the number of heavy vehicles, the application of cement concrete pavements with superior structural performance and commonality has been continuously increased. However, various constructional problems and the huge amount of carbon dioxide from production of cement, the main internal bonding agent, have been spotted. Roller Compacted Concrete Pavement (RCCP) is considered to be an environment-friendly construction method with similar performance to conventional concrete pavement for lower cement content. It also has an advantage in the economic aspect since it has a simplified construction process. However, due to the nature of the RCCP, a significant number of internal pores vanish during the compaction process. The pores formed in cement concrete structure is an important element to secure its durability because they are direct factor for buffering the structure against expansion pressure or deterioration due to the freezing of water. Due to its relatively low level of air-void and air spacing factor compared to normal cement concrete structures, previous studies in other countries suggested minimum standards of pores for RCCP to secure its durability. A few domestic studies have also been able to draw the internal pore standards of RCCP by making its correlation with long-term durability. In this study, we aimed to determine the properties of internal pores of RCCP with different amount of admixture inclusion. We also determined the necessity of the addition of over a certain amount of admixture based on cross-comparison and analysis of the international standards and environmental loading resistance test results, and identified the improvement of long-term durability at 2∼3% of the air content and 200∼300 μm of the air spacing factor.

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목차 도움말

차 례

국문요약 ⅰ
영문요약 ⅲ
차 례 ⅴ
표차례 ⅶ
그림차례 ⅷ

제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구내용 및 방법 4

제 2 장 이론적 배경 및 특성 6
2.1 롤러 전압 콘크리트의 특성 6
2.2 내부 공극 특성 9
2.2.1 시멘트 콘크리트의 공극 특성 9
2.2.2 롤러 전압 콘크리트의 공극 특성 12
2.3 콘크리트 포장의 내구성 14
2.3.1 콘크리트 포장의 동결-융해 현상 14
2.3.2 콘크리트의 표면 박리(Surface scaling) 현상 19

제 3 장 장기 내구성 평가 방안 21
3.1 실험 조건 21
3.1.1 배합 특성 21
3.1.2 롤러 전압 콘크리트 혼합물의 평가 23
3.1.3 공시체 제작 25
3.1.3 롤러 전압 콘크리트의 기초 물성 확인 26
3.2 동결-융해 저항성 평가 방안 28
3.3 표면박리 저항성 평가 방안 31
3.4 공기량 및 기포간격계수 측정 방안 33

제 4 장 장기 내구성 평가 37
4.1 동결-융해 저항성 평가 37
4.2 표면박리 저항성 평가 39
4.3 공기량 및 기포간격계수 측정 결과 44
4.4 장기 내구성과 기포간격계수의 상관관계 분석 46

제 5 장 결 론 48

참고문헌 51

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