• 제목/요약/키워드: Bridge Deck Overlay

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폴리머 콘크리트 포장을 적용한 강바닥판의 피로응력에 관한 해석적 연구 (Analysis Study on Fatigue Stress on the Orthotropic Steel Deck Applied Polymer Concrete Pavement)

  • 한범진;윤상일;최병진;최진웅;박선규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.68-77
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    • 2014
  • 본 연구에서는 초박층 교면포장으로 폴리설파이드 에폭시 폴리머 콘크리트 포장을 선정하여, 에폭시 아스팔트 포장, SFRC 포장과의 비교 분석을 통해 폴리머 콘크리트 포장이 강바닥판의 피로응력범위에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 포장 재료 및 두께에 따라 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다.

기상조건에 따른 손상 교량 바닥판의 상대유전율 변화 고찰 (Relative Permittivity of Damaged Concrete Bridge Deck According to the Weather Conditions : A Case Study)

  • 이지영;최재진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.209-215
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    • 2017
  • 지하투과레이더(GPR)를 이용하여 아스팔트 포장이 있는 교량 바닥판의 상태를 평가할 때, 현재는 포장면에 접한 콘크리트의 상대유전율이 12이상일 때를 손상위험이 높은 곳으로 판단하고 있다. 그러나 콘크리트의 상대유전율은 공극율과 수분율에 따라 변화하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 고속도로 상에 공용 중인 아스팔트 포장 교량 바닥판을 대상으로 다양한 시기에 걸쳐 GPR 조사를 실시하였으며 이로부터 손상평가 기준으로 활용되는 교량 바닥판 콘크리트의 상대유전율 변화에 대해 고찰을 실시하였다. 조사 결과, 손상이 발생되지 않은 경우 포장층 하면에 접한 바닥판 상면 콘크리트의 상대유전율은 보통 콘크리트의 상대유전율 범위로 정규분포에 가깝게 나타났다. 그러나, 열화 손상이 발생된 콘크리트 바닥판의 상대유전율은 조사가 이루어지는 시기와 기상조건의 영향을 받으며, 그 값은 우수의 유입 여부와 콘크리트의 손상 상태에 따라 변화할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 콘크리트 교량 바닥판의 상태평가를 위해 GPR을 이용하는 경우, 그 조사는 우기 또는 비가 온 이후에 실시함으로써 손상범위를 폭넓게 확인하는 것이 가능하다고 판단된다.

교면포장을 갖는 교량 바닥판의 효율적인 점검방법 제안 (The Proposal of Efficient Inspection for Concrete Bridge Decks has Asphalt Overlay)

  • 서진원;이지영;구본성;박창호;신재인
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.157-160
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    • 2008
  • 교량 바닥판은 차량하중과 제설염화물 등의 다양한 유해환경에 직접 노출되어 있어, 교면 포장의 손상과 더불어 내부 콘크리트 바닥판의 열화로 진전되는 경우가 자주 발생되고 있다. 고속도로상에 손상이 발생한 교량에 대한 조사결과, 교면포장이 건전한 것으로 보이는 부위에서도 포장하면에서는 콘크리트 바닥판 상면의 손상이 광범위하게 진행되는 사례가 있다. 따라서 고속도로상의 교량 32개소를 선정하여 노면측정차량에 의한 조사와 차량탑재형 레이더에 의한 조사를 실시하였다. 그 결과, 외관상 양호해 보이는 곳에서도 포장내부에서는 손상발생가능성이 높은 것으로 나타났다. 따라서, 바닥판의 손상평가는 외관조사와 더불어 레이더 조사를 병행하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

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공용중인 교량 바닥판의 내구성에 공극특성이 미치는 영향 (Case Study on the Void Characteristics of Concrete Bridge Decks on the Expressway)

  • 서진원;이지영;김홍삼;이병주;신도철
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.425-428
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    • 2008
  • 교량 바닥판은 공용기간 동안 차량하중 및 외부 열화환경(동결융해, 우수, 융빙제)에 직접적으로 노출되어 있어 교량의 주요 부재 중 가장 많은 결함이 발생되는 부위이다. 따라서, 콘크리트 교량 바닥판의 열화원인을 분석하고 향후 손상방지 및 품질향상 대책을 수립하고자, 고속도로 상에 공용 중인 교량 바닥판 중 19개소에 대해 콘크리트 코어를 채취하고, 콘크리트에 대한 공극특성 분석을 실시하였다. 실험결과, 손상이 발생된 교량 바닥판의 경우, 공기량이 기준치에 미달하거나, 기준치를 만족하는 경우에도 기포간격계수가 외국의 기준에 미치지 못하여 내구성이 저하된 것으로 나타났다.

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라텍스 개질 콘크리트의 부착강도 특성 (Bond Strength of Latex-Modified Concrete)

  • 윤경구;이남주;장흥균;심도식;김경진
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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    • pp.647-652
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    • 2000
  • The bond strength of latex-modified concrete to normal portland cement concrete measured with direct pull-out test. Using $250\times1100\times1400$mm concrete slab as the base concrete, an overlay of the latex-modified concrete is applied and cured similar to bridge deck and then tested in direct pull-out. The test results not only give values of the bond strength of the overlay tested but also clearly indicate whether the failure is in the bond interface or the materials tested.

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보통 포틀랜드 콘크리트 기반 교면포장 재료 성능 평가 (Performance Evaluation of Bridge Deck Materials based on Ordinary Portland Cement Concrete)

  • 남정희;전성일;권수안
    • 한국도로학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.129-137
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    • 2017
  • PURPOSES : The purpose of this study is to develop bridge deck concrete materials based on ordinary Portland cement concrete, and to evaluate the applicability of the developed materials through material properties tests. METHODS : For field implementation, raw material (cement, fine aggregate, and coarse aggregate) properties, fresh concrete properties (slump and air content), strength (compressive, flexural and bond strength) gain, and durability (freeze-thaw resistance, scaling resistance, and rapid chloride penetrating resistance) performance were evaluated in the laboratory. RESULTS : For the selected binder content of $410kg/m^3$, W/B = 0.42, and S/a = 0.48, the following material performance results were obtained. Considering the capacity of the deck finisher, a minimum slump of 150 mm was required. At least 6 % of air content was obtained to resist freeze-thaw damage. In terms of strength, 51.28 MPa of compressive strength, 7.41 MPa of flexural strength, and 2.56 MPa of bond strength at 28 days after construction were obtained. A total of 94.9 % of the relative dynamic modulus of elasticity after 300 cycles of freeze-thaw resistance testing and $0.0056kg/m^2$ of weight loss in a scaling resistance test were measured. However, in a chloride ion penetration resistance test, the result of 3,356 Coulomb, which exceeds the threshold value of the standard specification (1000 Coulomb at 56 days) was observed. CONCLUSIONS : Instead of using high-performance modified bridge deck materials such as latex or silica fume, we developed an optimum mix design based on ordinary Portland cement concrete. A test construction was carried out at ramp bridge B (bridge length = 111 m) in Gim Jai City. Immediately after the concrete was poured, the curing compound was applied, and then wet mat curing was applied for 28 days. Considering the fact that cracks did not occur during the monitoring period, the applicability of the developed material is considered to be high.

Fatigue analysis of partly damaged RC slabs repaired with overlaid UHPFRC

  • Deng, Pengru;Kakuma, Ko;Mitamura, Hiroshi;Matsumoto, Takashi
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제75권1호
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    • pp.19-32
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    • 2020
  • Due to repetitive traffic loadings and environmental attacks, reinforced concrete (RC) bridge deck slabs are suffering from severe degradation, which makes structural repairing an urgency. In this study, the fatigue performance of an RC bridge deck repairing technique using ultra-high performance fiber reinforcement concrete (UHPFRC) overlay is assessed experimentally with a wheel-type loading set-up as well as analytically based on finite element method (FEM) using a crack bridging degradation concept. In both approaches, an original RC slab is firstly preloaded to achieve a partly damaged RC slab which is then repaired with UHPFRC overlay and reloaded. The results indicate that the developed analytical method can predict the experimental fatigue behaviors including displacement evolutions and crack patterns reasonably well. In addition, as the shear stress in the concrete/UHPFRC interface stays relatively low over the calculations, this interface can be simply simulated as perfect. Moreover, superior to the experiments, the numerical method provides fatigue behaviors of not only the repaired but also the unrepaired RC slabs. Due to the high strengths and cracking resistance of UHPFRC, the repaired slab exhibited a decelerated deterioration rate and an extended fatigue life compared with the unrepaired slab. Therefore, the proposed repairing scheme can afford significant strengthen effects and act as a reference for future practices and engineering applications.

초속경 라텍스개질 콘크리트의 균열발생 특징분석 (Analysis of Crack Pattern of Very-Early Strength Latex-Modified Concrete)

  • 이봉학;최판길
    • 산업기술연구
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    • 제27권A호
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    • pp.103-110
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    • 2007
  • Concrete is a material that will crack during its service life by its very nature. For bridge decks this is especially significant as these cracks allow accelerated ingress of chlorides and the subsequent corrosion of the reinforcing steel and deck deterioration. Very-early strength latex-modified concrete (below ; VES-LMC) was developed in order to realize early-opening-to-traffic bridge deck concrete. Although there has been little research to document the degree of cracking in VES-LMC overlay, there has been a general perception among highway agencies that overlay cracking of VES-LMC, particularly early-age cracking, is a one of problems which should be solved. The purpose of this study was to analyze the cause of map, transverse and longitudinal cracking in VES-LMC and to provide a control methods for minimizing the occurrence of cracks. The proposed prevention against map and transverse cracking was verified by field applications. VES cement was modified, the unit cement contents was reduced into $360kg/m^3$ from $390kg/m^3$, the maximum size of coarse aggregate was increase into 19mm from 13mm, wire mesh and steel fibers were incorporated in concrete mixture.

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현장실험을 통한 VES-LMC 균열발생 원인분석 (Diagnosis of Crack Occurrence of Very-Early Strength Latex-Modified Concretes through Field Tests)

  • 최판길;이봉학
    • 산업기술연구
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    • 제26권A호
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    • pp.139-146
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    • 2006
  • Many concrete bridge decks develop transverse cracking shortly after construction. These cracks accelerate corrosion of reinforcing steel and lead to concrete deterioration, damage to components beneath the deck, unsightly appearance. These cracks shorten the service life and increase maintenance costs of bridge structures. In this study, VES-LMC overlay, which provides the same benefits as a conventional overlay, is designed to cure very quickly. Although the materials for VES overlays are more expensive, the cost is more than offset by the savings on traffic control and work zone safety measures. Otherwise, reaction of hydration occurs very rapidly in beginning step(concrete placing). As a results, thermal cracking can be occur by thermal stress in accordance with hydration-heat The purpose of this study was to estimate diagnosis of crack occurrence of VES-LMC through field tests at early-age.

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