1. 서 론
2. 과립형 구스 아스팔트를 이용한 매립형 신축이음 공법
2.1 과립형 구스 아스팔트를 이용한 재료적 장점
2.2 매립형 신축이음 공법의 구조적 장점
2.3 공법 시공 순서
3. 시공사례 및 추적조사
3.1 시공사례 및 현장추적조사 방법
3.2 현장추적조사 결과
4. 결 론
1. 서 론
콘크리트를 사용한 도로 및 Box-type, U-type 등 지하구조물은 온도변화 및 건조수축으로 인한 신축량을 흡수하여 균열을 방지하고, 차량 진동 및 충격하중으로 인한 포트홀 발생을 최소화하기 위하여 신축이음(Expansion joint)을 시공한다. 신축이음부 시공은 서로 접하는 구조물의 양단면부를 절연시킨 후 이음재, 지수판 등으로 구조물 사이로 전달되는 응력을 차단하고, 평탄성을 유지해주고, 하부구조로의 누수를 방지하기 때문에 구조물의 내구성, 사용성 측면에서 매우 중요하다(Gang, 2009; No and Lee, 2014). 기존에는 단순 기계식 시공을 하거나 탄성재료를 사용하여 신축이음을 시공하였으나 시공 표면의 노출되기 때문에 차량이 신축이음부 경계를 지날 때 소음과 진동이 발생하고, 신축이음부로 우수가 침투할 경우, 아스팔트 포장을 약하게 하여 포트홀 또는 탈리현상이 발생하게 된다. 따라서 기존의 문제점을 보완하기 위하여 다양한 신축이음공법이 연구·개발되고 있다. 본 기술노트에서는 다양한 신축이음공법 중 과립형 구스아스팔트를 이용한 매립형 신축이음 공법과 시공사례와 추적조사 결과를 소개하고자 한다.
2. 과립형 구스 아스팔트를 이용한 매립형 신축이음 공법
2.1 과립형 구스 아스팔트를 이용한 재료적 장점
Fig. 1은 과립형 구스 아스팔트를 보인 것이다(Gussfix, 2022). 과립형 구스 아스팔트는 개질 아스팔트와 천연아스팔트로 구성된 구스 아스팔트에 일정 크기(0-5 mm)의 골재를 혼합시켜 작은 알갱이 형태의 과립형으로 성형한 것이다. Table 1은 과립형 구스 아스팔트의 품질시험결과를 보인 것이다. 국토교통부의 아스팔트 콘크리트 포장 시공 지침(2021.07)의 기준을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 일반적인 신축이음 공법에 사용되는 채움재의 경우, 운송 및 다짐, 평탄화 공정을 실시하기 때문에 시간과 비용이 발생한다. 반면 과립형 구스 아스팔트는 버너, 토치 또는 소형 쿠커로 180°C 이상 가열하면 페이스트(Paste) 형태로 되어 맨홀, 신축이음부, 측구 등 다양한 곳에 필요한 만큼만 소분하여 사용할 수 있고, 다짐작업과 평탄화작업을 실시할 필요가 없어 시간과 비용을 절감하는 장점이 있다.
Table 1.
Mechanical properties of Granulated guss asphalt
| Test | Method | Criteria | Value |
| Dynamic Stability (60°C, time/mm) | KS F 2374 | ≧ 300 | 970 |
| Flexural Strength (Failure strain) | KS F 2395 | ≧ 8 × 10-3 | 2.9 × 10-2 |
2.2 매립형 신축이음 공법의 구조적 장점
Fig. 2는 매립형 신축이음 공법의 구조를 보인 것이다. 시멘트 콘크리트 구조체의 신축이음부를 따라 아스팔트 콘크리트 포장층을 약 200 mm 또는 300 mm로 절삭 후, 과립형 구스 아스팔트와 그리드로 신축이음부를 시공하고, 아스팔트 콘크리트로 포장하여 기존층과 신축이음부를 일체화 시킨 것이 특징이다. 신축이음부가 표면에 노출된 기존 공법 대비 주행성이 우수하고 소음 및 진동을 저감시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 전용장비 사용으로 구조물의 손상을 발생시키지 않는다. 만약 해당 공법 시공부위가 매립된 과립형 구스 아스팔트로 인하여 파손이 발생하였을 경우, 해당 부분만 표층 파쇄 후 기존 구스 아스팔트의 재가열 및 성형 또는 추가적인 구스 아스팔트 시공으로 보완이 가능하다.
2.3 공법 시공 순서
Fig. 3은 본 공법의 시공 순서를 정리한 것이다. 신축이음부를 따라 절삭 후 절삭부 표면청소 및 수분을 제거하고 백업재, 프라이머, 과립형 구스 아스팔트 순으로 시공을 실시한다. 포설된 과립형 구스 아스팔트를 평탄하게 하고 그리드를 설치한 후 포장층을 시공한다.
3. 시공사례 및 추적조사
3.1 시공사례 및 현장추적조사 방법
Table 2는 5곳의 신축이음 현장정보를 요약한 것이고, Fig. 4는 본 기술노트에서 소개하는 공법을 적용한 3곳(C,D,E)의 준공 후 사진을 보인 것이다. 모든 현장의 준공연도는 2019년~2021년도이고 공용기간이 5년 이내로서 지하차도부 신축이음을 실시한 현장이다. 시공현장 A와 B는 추적조사의 결과비교를 위하여 일반 신축이음 공법으로 시공한 사례이고, 현장 C, D, E는 과립형 구스 아스팔트를 이용한 매립방식 신축이음 공법을 실시한 현장이다. 각 현장은 준공연도를 기준으로 매년 05월에 육안관찰을 실시하여 추적조사를 수행하였으며 균열, 포트홀 또는 탈리가 발생한 신축이음부 개소를 점검하였다.
Table 2.
Construction case study
3.2 현장추적조사 결과
Table 3은 현장추적조사 결과를 요약한 것이고, Fig. 5부터 Fig. 9는 2022년 5월의 각 현장별 추적조사 결과를 보인 것이다. 신축이음부가 표면으로 노출되는 현장 A와 B는 공용연수가 증가하면서 신축이음부를 중심으로 균열, 포트홀이 발생한 것을 볼 수 있다. 특히 현장 A의 신축이음부 손상 형태가 단순 균열에서 거북등 균열, 탈리 등으로 발전한 것을 확인할 수 있다(Fig. 5). 현장 B는 신축이음부를 중심으로 균열이 뚜렷하게 발생한 것을 확인하였다(Fig. 6). 반면 과립형 구스 아스팔트를 이용한 매립방식 신축이음 공법을 적용한 현장 C, D, E는 공용연수에 따른 신축이음부 손상이 적은 것으로 관찰되어 본 공법을 사용할 경우 신축이음부의 내구성을 증진시키는 것으로 확인되었다.
Table 3.
The Results of visual research each construction site
4. 결 론
신축이음부 손상은 교통하중 재하, 피로 누적, 지반 불량, 누수 등 다양한 원인으로 손상이 발생된다. 신축이음부의 내구성을 증진시키고, 사용자의 쾌적한 주행성을 도모하기 위하여 다양한 공법이 연구개발되고 있다. 과립형 구스 아스팔트를 이용한 매립방식 신축이음 공법은 신축이음부와 포장층이 일체화되어 주행성이 우수하고 진동 및 소음이 저감되며, 내구성을 증가시키는 것을 확인하였다. 현장추적조사를 통해 그리그 섬유강화제의 우수한 인장강도와 구스 아스팔트의 우수한 접착성과 방수성은 매립방식 신축이음 공법에 적절한 재료인 것으로 나타났다. 또한 지하차도 외 교량, 암거 등 다양한 분야에서 적용이 가능할 것으로 판단된다.
