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콘크리트 도로
콘크리트 도로(beautify city streets)란 시멘트 콘크리트로 만든 도로이다. 포장도로라는 측면에서 콘크리트 도로는 장기적, 기능적, 효율적 측면을 고려하여 가장 이상적인 도로포장 방법이라 할 수 있다.
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개요[편집]
콘크리트 도로에 사용되는 재료인 콘크리트 시멘트와 물, 골재의 수화반응을 이용하여, 경화체체를 형성하는 무기계 복합체로서 단위체적질량이 크다는 단점을 가지고 있지만 강성과 효울성에서 우수하다는 장점이 있다. 콘크리트 도로는 콘크리트 슬래브. 중간층, 보조기층으로 구성되어 있다. 콘크리트 슬래브란 직접 교통에 공용되어 그 하중을 지지하는 가장 중요한 층으로 온도 변화 및 함수량 변화 등에 의한 응력을 줄이기 위해 줄눈을 적당한 간격으로 설치하거나, 단면을 두껍게 하기도 한다. 보조기층은 콘크리트 슬래브를 지지하며 슬래브로 부터 전달되는 교통하중을 분산하여 노상에 전달하는 층으로, 내구성이 좋고 충분한 지지력을 가진 재료가 사용된다. 보조기층은 내수성 및 내구성을 개선하기 위해 보조기층 최상부에 아스팔트 중간층을 설치하기도 한다. 콘크리트 도로의 수명은 30~40년으로 아스팔트 도로에 비해 내구성이 좋고, 시공이 간판하며, 유지관리가 쉬운 것이 장점이다. 하지만 초기 공사비가 비싸고 부분적인 보수가 어렵고 양생 기간이 긴 것이 단점이다.[1]
역사[편집]
국내 고속도로 전체를 콘크리트로 건설한 건 1984년 완공된 88고속도로가 최초이다. 광주와 대구를 동서로 잇는 길이 181.9km의 왕복 2차선으로 건설되었다. 당시 아스팔트 대신 콘크리트를 전부 사용한 이유는 콘크리트가 아스팔트보다 약간 저렴한 측면도 있었고, 해당 도로에 무거운 트럭이 많이 다닐것으로 예상하여 강도가 높은 콘크리트 포장을 채택하였다. 그때 당시 콘크리트 도로를 만들어본 경험이 부족하다 보니 조기에 파손되고 승차감도 많이 떨어지는 문제점에 노출되었고 결과는 만족스럽지 않았다. 그리고 1987년 두번째 콘크리트 고속도로인 중부고속도로가 개통되었다. 포장 품질이 좋아지고 트럭 등 무거운 차량이 가하는 하중을 잘 버티는 장점도 좋은 평가를 받았다. 중부고속도로의 성공을 계기로 급속도로 콘크리트 포장이 늘어나지는 않았고 1994년 최강의 폭염때 40도 가까이 육박하는 폭염 속에 콘크리트 도로는 무사하지 못했다. 1993년 개최된 대전엑스포를 위해 서울~대전 구간을 새로 왕복 8차선으로 확장한 경부고속도로가 문제였다. 아스팔트 포장을 한 지 얼마 안됬는데 뜨거운 열기에 아스팔트가 녹고, 솟아오르는 등 병형이 곳곳에서 일어낫다. 그래서 정부와 도로교통공사는 앞으로 아스팔트보다 상대적으로 강도가 센 콘크리트로 만들자는 공감대가 형성되었다. 이후 새로 계획하고 건설하는 고속도로는 대부분 콘크리트 포장을 하게 되었고, 지금처럼 전체 고속도로의 65%까지 비중이 치솟았다. 1990년대까지는 겨울에 눈이 오면 작업 요원들이 현장에 나가서 직접 눈을 밀고 치우는 인력 집중형 제설작업을 하였다. 그때 당시에는 고속도로 연장이 1000km 조금 넘는 수준이어서 이런 작업이 가능하였다. 고속도로 연장이 급증하면서 이러한 제설작업에 한계에 부딪혔고 기계식 제설작업을 도입하게 되었다. 그리고 2000년대 초반 염수를 자동으로 살포하는 방식으로 제설작업을 하였다. 그런데 염수를 많이 살초하자 콘크리트 포장이 쉽게 파손되는 등 문제가 생기기 시작했다. 앞서 건설된 콘크리트 도로들은 염수나 제설제가 많이 뿌려질 걸 예상하지 못한채 콘크리트 배합 비율등이 계산됐기 때문에 부작용이 나타났다고 한다. 결국 다시 콘크리트 일변도의 설계를 지양하고 아스팔트에 다시 관심을 보이게 되는데 2010년대에 들어오면서 고속도로 이용자의 편의를 보다 고려하여 2015년 도로교통공사에서는 앞으로 걸설하는 고속도로는 가급적 아스팔트 도로로 설계하고, 터널이나 교량 등만 콘크리트를 사용하는 쪽으로 수정을 하였다.[2]
구조[편집]
콘크리트 포장은 일반적으로 표층 슬래브 및 보조기층으로 구성되어 있다. 보조기층의 역할은 슬래브에 균등한 지지력을 주고, 물 침투시 발생할 수 있는 펌핑 현상을 방지하며 동상방지를 위한 여분의 두께 역할 및 시멘트 콘크리트 슬래브를 타설하기 위한 안전한 작업 기반을 제공하는데 있다.
슬래브[편집]
포장 슬래브는 기본적으로 콘크리트 슬래브와 하중전달 장치, 줄눈재로 구성된다. 구성 재료는 공용기간 동안 받게 되는 교통하중과 환경영향에 의한 손상을 충분히 지지할 수 있는 강도와 내구성을 가져야 한다. 콘크리트 슬래브의 강도특성은 소요 시험절차로써 얻어지는 휨 강성을 기준으로 삼는다. 콘크리트 슬래브 재료에 사용하는 시멘트 종류의 선정은 콘크리트 휨강성을 크게 하고, 수축이 적고, 조기 발열량이 적게 하는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 콘크리트 슬래브에 사용되는 시멘트는 한국산업 규격에 적합한 것이어야 하며, 일반적으로 ‘보통 포틀랜트 시멘트’가 많이 사용되며 이외에 주로 사용되어온 시멘트로 중용열포틀랜드 시멘트를 들 수 있다. 중용열 포틀랜드 시멘트와 플라이애쉬를 혼합한 시멘트 또는슬래그 미분말을 혼입한 시멘트를 사용하면 발열량이 적고 장기 강도가 증진되기 때문에 국내에서는 특히 하절기 시공 시에 콘크리트 포장용 재료로 적합하다. 알카리 실리카 반응 및 내황산염 등에 대한 내구성 개선을 위해서는 플라이애쉬 또는 슬래그 분말 등을 혼합하여 사용하는 것이 유리하다.
보조기층[편집]
크리트 포장 구조에서의 보조기층은 노상과 콘크리트 슬래브 사이에 놓이며 한 개 또는 그 이상의 입상재료나 안정처리 재료의 다짐작업으로 구성된다. 설치 목적은 안정적이고 지속적인 균등 지지력 화보와 노상반력계수의 증가, 동결작용에 의한 손상도 극소화, 콘크리트 슬래브의 줄눈부, 균열부, 단부에서 세립토의 펌핑 방지, 단차와 균열의 감소, 시공장비의 작업공간 제공한다. 보조기층은 안정처리를 하거나 하지 않을 수 있으며 보조기층의 마무리 폭은 콘크리트 슬래브의 양측으로 더 넒게 만드는데 이유는 포장 단부, 측면 거푸집 및 슬립폼 페이버의 트랙 지지대를 확보하고 팽창성 흙의 사용이나 동상현상에 의해 포장단부에 발생하는 불균일 팽창 방지, 길어깨 포장에 대한 보조기층으로의 역할, 표층의 평탄성을 확보하는 것 때문이다.[3]
도로 포장 종류[편집]
줄눈 콘크리트 포장[편집]
줄눈 콘크리트 포장은 다웰바나 타이바를 제외하고는 일체의 철근 보강이 없는 포장형태로서, 일정한 간격의 줄눈을 설치함으로써 균열의 발생 위치를 인위적으로 조절하고, 필요에 따라 줄눈부에 다웰바를 사용하여 하중전달을 돕기도 한다. 줄눈 콘크리트 포장에서는 줄눈 이외의 부분 에서는 균열 발생을 허용하지 않는다. 그 이유는 철근 보강이 없으므로 줄눈부 외에 발생한 균열이 과다하게 벌어지는 것을 막을 수가 없기 때문이다. 그리고 콘크리트 슬래브와 보조기층 사이에 분리막을 설치하는데, 이는 마찰력을 줄임으로써 온도변화 및 건조수축에 의한 콘크리트 슬래브의 움직임을 억제하는 구속력을 감소시킨다. 구속력이 줄어들면 콘크리트에 발생되는 응력도 줄어들고 따라서 균열의 발생도 줄일 수 있다. 줄눈 콘크리트 포장은 시간이 경과함에 따라 줄눈부위의 파손으로 승차감의 저하를 초래할 수 있다. 줄눈 콘크리트 포장은 많은 줄눈을 사용하게 되는데 이러한 문제점을 감소시키기 위하여 고안된 포장의 형태가 줄눈 철근 콘크리트 포장이다. 줄눈 철근 콘크리트 포장은 줄눈의 개수를 감소시키는 대신 줄눈 이외의 부분에서 발생되는 균열을 어느정도 허용하는데, 이렇게 발생된 균열들이 과대하게 벌어지는 것을 방지하기 위하여 일정량의 종방향 철근을 사용하는 포장의 형태이다. 줄눈 철근 콘크리트 포장의 경우 줄눈 콘크리트 포장에 비해 줄눈의 수가 줄어들긴 하지만 줄눈 부위에서 발생하는 문제점을 여전히 가지고 있다.
연속 철근 콘크리트 포장[편집]
연속 철근 콘크리트 포장은 가로 줄눈을 완전히 제거한 포장의 형태로서, 균열의 발생을 허용하고 상당량의 종방향 철근을 사용하여 균열틈이 벌어짐을 억제하는 포장의 형태이다. 연속 철근 콘크리트 포장은 가능한 한 온도변화 및 건조 수축에 의한 콘크리트 슬래브의 움직임을 막아야 하므로 콘크리트 슬래브와 보조기층 사이에 분리막을 사용하지 않는다. 연속 철근 콘크리트 포장은 줄눈이 없으므로 승차감이 좋고 포장 수명도 다른 포장형태보다 긴 장점이 있으나, 콘크리트의 품질관리 등 고도의 숙련기술이 필요하다.[3]
콘크리트 블록 포장[편집]
콘크리트 블록포장은 콘크리트 포장이 현장에서 생산된 콘크리트를 사용하는 대신에 공장에서 대량으로 생산되는 조그만 크기의 블록을 이용하여 포장하는 공법이다. 따라서 콘크리트 블록포장은 맞물림 효과를 갖는 인터록킹 블록을 표층으로 하는 포장으로서 블록 상호가 맞물림 으로서 교통하중을 분산시켜 포장구조로써 유효한 기능을 가지고 있으며 교통하중 담당에 소요되는 두께는 기존 시멘트 포장보다 얇게 할 수 있어 경제적이다.
구조[편집]
- 노상 : 노상은 보조기층 밑 약 1m 두께 범위를 칭한다. 포장두께를 결정함에 있어 기본조건이 되는 부분이다. 노상은 노상토가 보조기층으로 침입하여 오는 것을 방지할 목적으로 설치하는 차단층을 비롯하여 균등한 지지력을 갖는 노상을 만들기 위하여 부분적으로 흙의 치환 등을 하는 것을 포함한다.
- 보조기층 : 인터록킹 블록표층에 가해지는 교통 윤하중을 분산시켜 안전하게 노상에 전달하는 역할을 한다. 따라서 충분한 지지력을 가져야 하며 내구성이 좋은 양질의 재료로서 필요한 설계 두께로 잘 다져 주어야 한다.
- 안정층 : 안정층은 모래로 포설하며 포설두께는 보조기층의 평탄성에 따라서 다르지만 보통 4～5cm로 하고, 다진 후 두께는 보통 3～4cm를 표준으로 한다. 포설용 모래의 입도는 0～8mm로 하며 소성이 있는 세립분을 함유하지 않아야 한다.
- 표층 : 표층은 인터록킹 블록으로 부설된다. 하중 분포의 균일성이 좋은 형을 사용한다.
장점 및 문제점[편집]
- 장점
- 블록은 정확한 규격과 강도에 견디는 재료로 값싸게 생산 가능
- 포설의 용이성 및 장비 필요시 간단한 장비소요
- 시공 후 즉시 교통개방 가능
- 지형이 불리한 곳(급경사지, 산악지 도로 등)에도 포장 가능
- 줄눈으로 인하여 표층의 반사균열 근절 및 파손부위를 신속히 보수할 수 있으며 유지보수비가 저렴
- 침하가 큰 곳에 대해 기존 강성 포장보다 적응성 우수
- 미관이 수려
- 중차량의 가속, 회전, 정지 등에 의한 횡방향 전단에 높은 저항을 가짐
- 단점
블록포장의 주요 문제점은 인력으로 시공하기 때문에 포장 시공 속도가 느리고, 시공 후고속차량 이용에 어려움이 있다. 시공측면에서보면 아스팔트 콘크리트나 슬립폼 콘크리트포장과 같이 즉시 타설이 어렵고 도로포장일 경우 승차감으로 인하여 차량속도가 50km/h 이하인 곳에서만 제한적으로 사용된다.[3]
비교[편집]
콘크리트, 아스콘, 아스팔트[편집]
아스콘 도로는 콘크리트 도로에 비해 내구성이 약하며 수명이 짧다. 그래서 극단적인 기상조건에서는 도로의 손상도 많아서 폭염에 도로가 쩍쩍 갈라지기도 하고, 통행량이 많으며 차량의 무게에 눌려 도로가 변형되기도 한다. 그러나 유지 및 보수가 간다하고 비용이 상대적으로 저렴하다. 외관이 곱고 티끌이나 먼지가 나지 않으면서, 소음과 저항이 적고 입자들 사이에 틈인 공극이 있어 방수성이 좋고, 청소도 간편하고 포장을 쉽게 걷어낼수가 있어서 보수작업에 유리하다. 또한 공극은 소음을 흡수하는 흡음 역할도 한다. 콘크리트는 아스팔트에 비해 내구성이 우수하고 수명이 30~40년 정도로 아스팔트 도로보다 길고 시공도 간편하다. 그러나 도로 시공 비용이 많이 들고 유지보수가 어렵다. 마찰계수가 높기 때문에 아스팔트에 비해 주행감이 떨어진다. 그만큼 주행 소음도 높다. 눈이 많이 내리면 아스팔트에 비해 눈 녹는 속도가 느려서 도로가 원상태로 돌아가는데 시간이 걸린다. 특히 아스콘 도로의 경우 공극으로 눈이나 비가 녹으면 도로로 스며들지만 콘크리트 도로는 공극이 없어 여름철에는 수막현상이 발생하고, 겨울에는 운전자의 눈에 잘 띄지 않는 블랙 아이스와 같은 빙판 길이 생길 확률이 높다. 실제로 겨울철에는 콘크리트 도로에서 블랙아이스로 인한 사고가 적지 않다.[4]
미끄럼방지홈[편집]
콘크리트 도로는 공극이 없어 여름철에는 수막현상이 발생하고 겨울철에는 눈에 잘 띄지 않게 블랙아이스와 같은 빙판길이 생길 확률이 높다. 그래서 실제로 겨울철에 콘크리트 도로에서 블랙아이스로 인한 사고가 많이 발생한다. 이러한 이유에서 일부 구간에 미끄럼방지홈을 설치하여 미끄럼방지 효과를 얻는다. 미끄럼방지홈이란 도로 표면에 일부로 홈을 파는 것인데 종방향으로 새긴 홈은 타이어와 노면사이의 수막현상을 막아서 미끄럼을 방지하는 효과가 있다. 그리고 물이 잘 빠지면서 결빙도 억제하고 소음까지 억제한다. 그리고 횡방향의 홈은 과속과 졸음을 방지하기 위한 것이다. 홈 간격에 따른 타어이 마찰음의 주파수 차이를 이용해 멜로디가 나오기도 한다. 주파수 차이가 음의 높낮이를 조절하여 갑자기 멜로디가 나와서 주의력을 향상 시키는 것이다. 하지만 단점도 있는데 100km 이상의 속도로 달리면 종방향으로 설치된 그루빙이 타이어홈과 맞물리면서 차량의 흔들림 현상이 나타난다고 한다. 이러한 이유 때문에 핸들을 꽉잡고 운전해야 하는 경우도 있다. 이러한 흔들림은 그루빙의 간격이 부정확하거나 선이 삐뚤어지는 등 부실시공이 원인일 가능성이 있다. 또한 멜로디가 나오는 도로의 경우도 차가 지날 때마다 들리는 멜로디가 소음이 될 수 있다. 마을과 가깝거나 민가와 붙은 도로에는 민원 때문에 멜로디 도로는 없어지는 추세이다.[4]
현황[편집]
서울시[편집]
서울 대부분의 도로는 아스팔트로 포장되어 있는 상태이다. 아스팔트는 내구성이 약하고 수명이 짧고 도로가 움푹파이는 포트홀이 자주 생기는 단점이 있다. 특히 버스정류장에 아스팔트 파손이 잦고 포트홀이 많이 발생한다. 서울시는 이러한 문제를 해결하기 위해 콘크리트 도로 포장을 늘릴 계획이다. 공장에서 미리 제작된 콘크리트 블록을 가져와서 조립, 설치하는 방식으로 현장에서 큰 공사 없이 신속한 시공이 가능하다. 아스팔트 도로 수명이 보통 7년인데 콘크리트 포장은 20년정도 사용이 가능하여 수명연장, 유지관리 비용 절감의 효과가 있다. 또한 아스팔트 포장보다 태양열 흡수가 적어 노면 온도를 낮추는 등 도심 열섬 완화에도 효과가 있을 것으로 기대된다. 해외에서는 이미 포트홀과 같은 도로파손 예방을 위해 90년대 후반부터 버스정류장, 교차로 등에 콘크리트 포장을 적용하고 있다. 특히 미국, 일본, 네덜란드, 싱가폴, 브라질 등 다수 국가에서 콘크리트 포장을 적극 활용하고 있다. 서울시는 앞으로 버스전용차로 정류장과 교차로에 조립식 콘크리트 포장을 확대하고, 고강성 포장 신기술을 개발·적용하는 등 포트홀 빈발 구간에 대한 집중 정비와 포트홀 발생 예측을 통한 선제적인 대응으로 2024년까지 포트홀 50% 저감을 목표로 추진할 계획이다.[5]
각주[편집]
- ↑ 조경생태시공, 〈콘크리트 포장〉, 《라펜트》
- ↑ 강갑생 기자,〈제설차가 바꾼 '콘크리트 운명'···'아스팔트 고속도' 반격 시작〉, 《중앙일보》, 2020-05-08
- ↑ 3.0 3.1 3.2 〈도로설계편람〉, 《국토해양부》
- ↑ 4.0 4.1 김종화 기자, 〈(과학을읽다)콘크리트 도로에는 홈을 판다?〉, 《아시아경제》, 2020-02-04
- ↑ 황현규 기자, 〈서울시, 콘크리트 도로 늘린다〉, 《이데일리》, 2020-07-09
참고자료[편집]
- 조경생태시공, 〈콘크리트 포장〉, 《라펜트》
- 강갑생 기자,〈제설차가 바꾼 '콘크리트 운명'···'아스팔트 고속도' 반격 시작〉, 《중앙일보》, 2020-05-08
- 〈도로설계편람〉, 《국토해양부》
- 김종화 기자, 〈(과학을읽다)콘크리트 도로에는 홈을 판다?〉, 《아시아경제》, 2020-02-04
- 황현규 기자, 〈서울시, 콘크리트 도로 늘린다〉, 《이데일리》, 2020-07-09
같이 보기[편집]
