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232 | 설계·감리사례

광주비행장콘크리트포장노후화에따른유지보수방안및재포장설계사례

Design for Aged Airfield Concrete Pavement Rehabilitation and Maintenance

1. 머리말

2. 광주비행장 포장상태 현황

3. 공항콘크리트포장 유지 보수기준

4. 광주비행장 포장평가결과

5. 재포장(재시공) 방법 결정

6. 포장설계

7. 맺음말

1) 공항부 과장([email protected])2) 공항부 상무, 도로및공항기술사([email protected])

As most of the national airfield has been built in the 1950s, it is necessary to carry outproper maintenance work for the existing pavement of airfields nationwide. Rehabilitationmethod can be decided with PCI(Pavement Condition Index) grade that calculated usingvisual survey data in accordance with ASTM D5340-12 Standard Test Method for AirportPavement Condition Index Surveys.

The PCI is a numerical indicator that reflects the structural integrity and surface operationalcondition of a pavement. It is based on an objective measurement of the type, severity, andquantity of distress.

By projecting the rate of deterioration, a life-cycle cost analysis can be performed forvarious M&R alternatives. Not only can the best alternative be selected, but the optimal timeof application can also be determined.

Therefore, this paper introduces a proper procedure of design and rehabilitation decisionfollowing the airfield concrete pavement PCI grade that is calculated using pavementdistress. Accordingly, it needs for us to be equipped with technical competitiveness for anyrehabilitation projects in the future.

최정훈1) 윤한주2)

< 유신기술회보_ VOL.23

18-232~241-광주비행장다시 1904.1.2 23:8 페이지232 G7 JPC-ATALK 300DPI 60LPI

광주비행장 콘크리트포장 노후화에 따른 유지 보수방안 및 재포장 설계 사례 | 233

1. 머리말

국내비행장들은대부분1950년대에건설되어포

장이노후화됨에따라최근비행장포장의유지보

수가필요한상황이다.

비행장포장의유지보수방법은활주로및유도

로, 계류장지역포장상태조사를수행하고조사자료

를 이용하여 포장상태지수(PCI : Pavement

Condition Index)를산출후등급별포장보수방

법을결정한다. 이에본지는최근수행한광주비행

장의유도로포장유지보수용역사례를들어콘크

리트포장노후화에따른유지보수방법결정및보

수방법(재포장설계사례)을제시하고자한다.

2. 광주비행장포장상태현황

광주비행장 평행유도로는 콘크리트포장으로

1964년에건설되어약50년째공용중인매우노후

된포장이다. 주된결함은하중이재하되는중앙부

슬래브에피로균열이많이발생되어있으며, 하중이

재하되지않은외측구간은Culling 현상으로종방

향균열이발생되어있다.

또한 평행유도로 전체적으로 맵크랙이 확산되어

있으며부분단면보수구간주변으로실크랙파손이

많아일부구간에서는줄눈재의손상도가높아포장

의거동과포장하부의연약화가우려되는상태이다.

○ ○ ○

[표 1] 포장시설 파손 현황

Warm-Up 패드(맵크랙) G7유도로(단차, 종방향 균열)

ALT 지역(줄눈손상, 노후화) 리베트먼트지역(노후화)



3. 콘크리트포장유지보수기준

콘크리트포장유지보수하기위한포장평가방식

은미국FAA “Advisory Circular 150/5380-

6B”에서기술된방식으로수행되며다음과같이PCI

(Pavement Condition Index)수치로평가된다.

PCI는포장표면에서관측된파손들을기초로포

장의현재상태를측정하는수치적인측정법이다.

반복적인PCI 모니터링의결과는포장상태의감

소율을결정하기위해사용할수있으며보수가수

행되어야시점을결정할수있게해준다.

PCI의범위는0에서100까지로표현되며일반적

으로71~100 사이의범위를가지는PCI는예방적

유지보수가필요하며 41~70 사이의 PCI는 주요

유지 보수활동(덧씌우기)이 필요한 시점이고 40이

하는값은재포장이필요한시점이다.

4. 광주비행장포장평가결과

광주비행장 포장은 1964년에준공하여공용기

간이 50년인 유도로 포장시설물로 표장상태지수

(PCI)가 46~78(불량~만족)으로확인되었으며, 주

요결함으로는소규모단면보수(L급) 및종·횡방향

균열(M급)이주류를이루었고코너파손, 스켈링및

스폴링, 보수구간재파손등결함의종류가다양하

게확인되었다.

Alert와직각유도로(Alpha)지역은줄눈보수공

사를실시하여줄눈재의상태가매우양호하였으나,

● ● ●

[그림 1] 포장 파손 형태에 따른 PCI등급

[그림 2] PCI 등급별 보수방안

예방적인유지 보수

전면 유지보수

재시공



미실시된평행유도로일부구간에서는줄눈재의손

상도가높아포장의거동과포장하부의연약화를초

래할수있다.

따라서포장상태지수가40~78로PCI등급별보수방

법중전반적인보수에해당하나노후화및장래급속

도로파손되는것을우려하여재포장으로결정하였다.

○ ○ ○

구 간 PCI 지수 포장상태등급

ALT Alert 78 Satisfactory

SDT1 206대대1 70 Fair

SDT2 206대대2 46 Poor

PT 평행유도로 49 Poor

CTA Alpha 78 Satisfactory

구 분

유도로(TAXIWAY)

[표 2] 구간별 PCI산출결과

[그림 3] 구간별 PCI현황

5. 재포장(재시공) 방법결정

재시공 방법은 완전 재시공(Reconstruction)

과부분절삭재시공방법(Inlay)으로분류된다.

1) 완전 재시공(Reconstruction)

완전재시공(Reconstruction)은절삭덧씌우기

에서제거되는포장뿐만아니라하부재료의보조기

층까지제거하고완전히재시공한다. 이방법은포



장 하부 보조기층의 지지력이나 지하배수 문제 등

전반적으로문제가있을경우적용될수있는방법

이다.

또한, 기존연결유도로와의연결성측면을감안할

때포장종단계획고의조정이나개선을가장용이하

게적용할수있는방법이다.

그러나, 경제성측면에서볼때다른공법에비하

여비효율적으로재시공의과정에서발생한폐포장

재에 대한 재활용 방안이 검토되어야 하며 포장을

깰때발생하는환경적인측면과자원의재활용측

면에서는불리한공법이다.

2) 절삭 재시공(Inlay)

절삭재시공(Inlay)은기존포장위치에요구되는

포장층만 걷어내고 재포장하거나 활주로나 유도로

의경우에전체폭중에서항공기가주행하는폭만

큼만걷어내고재포장하는방법으로전면재시공보

다는경제적인장점이있다.

절삭재시공방법은기존포장과의접속부처리가

쉽지않아, 재포장후에도이부분에서2차적인결함

이발생할수있다는단점이있기때문에대규모의

재포장공법에서는적합하지않은것으로판단된다.

또한, 절삭재시공방법은기존포장체제거에서

발생되는폐포장재가전면재시공보다적게발생하

지만환경오염최소화를위해재활용하는방법이검

토되어야한다.

3) 재포장 공법의 선정

광주기지의활주로, 유도로및주기장등이40년

이상 공용되어 노후화가 많이 진행된 점을 감안할

때절삭재시공공법에비해전체포장수명이비약적

으로증가하는완전재시공공법을광주기지재포장

공법으로선정하였다.

6. 포장설계

1) 설계항공기 및 운항수요

광주기지의 항공수요는 군용항공기 운항회수와

민간항공기운항회수를합하여산출하였으며, 군용

항공기장래군작전을고려하여UFC 공군비행장

표준 운항회수를 적용하고 민간항공기 운항회수는

제4차공항개발중장기종합계획에서예측한항공

수요및광주공항통계자룔이용장래교통량을산

정하여적용하였다.

본설계에서포장단면산출을위해적용하는항공

기운항회수(20년누적통과회수)는[표 3]과같다.

● ● ●

기 종 A300 A320 B737 B767 F-15E C-17 B-52 B747

항공기 하중 380,518 150,796 188,200 451,000 81,000 580,000 400,000 877,000

총교통량 1,600 40,845 83,831 7,263 100,000 400,000 400 240

[표 3] 설계항공기 및 교통량

민간교통량구 분

연평균교통량 80 2,042 4,192 363 5,000 20,000 20 60

군교통량



2) 노상지지력(K값)

노상토에대한실내 CBR시험결과소량의자갈

이 분포하는 통일분류상 자갈 섞인 실트질 모래

(SM)로분류되며, CBR 값이 10 이상으로나타났

다. 실내수정CBR시험값의전체평균은 15.3%로

계산 CBR은 14.9%로 산출되었으므로 포장두께

설계용CBR 12%(K값 210pci)를적용하였다.

3) 콘크리트 슬래브 휨 강도

UFC(미군 통합매뉴얼)에 의하면 설계휨강도는

대부분의지역재료가600~650psi 수준에손쉽게

도달하므로이보다더높은설계강도를사용하도록

기준하고있다.

또한, FAA(미항공청)에 의하면 설계휨강도는

600~ 700psi를 권고하고 있으며 이는 장기강도

(Long term strength)이며재령28일강도대비

최소 5% 이상 증가하는 것으로 기준하고 있으며,

PCA(미국콘크리트 협회)에 의하면 설계휨강도는

재령90일을적용하고재령90일시험치가없을경

우에는재령28일강도의110%~114%를적용하는

것으로기준하고있다.

따라서본설계에서는국내에서현장플랜트및사

급자재이용시28일재령4.5MPa의포장콘크리

트를생산또는수급하는데문제가없으므로장기강

도또는90일강도인설계휨강도는28일재령강도

에서약 10%증가한5.0MPa(710psi)를적용하였

다.

4) 포장 단면 설계

포장두께산정은UFC 포장설계법과 FAA 포장

○ ○ ○

[그림 4] 미국 FAA FAARFIED 프로그램으로 설계한 포장단면



설계법이있다.

UFC 포장설계법은 PCASE(Pavement-

Transportation Computer Assisted Struc-

tural Engineering) 프로그램이 주로 이용되고

있다.

FAA 포장설계법은 2009년 AC 150/5320-

6E)로개정되면서과거설계도표를이용하는방식

에서포장설계프로그램인FAARFIEL를사용하는

것으로변경되었다.

따라서, 본설계에서는UFC의 PACSE 프로그

램과 FAA의 FAARFIELD 프로그램을이용하고

그산출결과를검토후안정적인포장두께를산정하

여설계에적용하였다.

•노상CBR 12%(K=210pci)일때FAARFIELD

● ● ●

[그림 5] UFC PCASE프로그램으로 산출한 포장단면

구 분 FAA설계법 UFC설계법

PCC 슬래브 380mm 350mm

시멘트안정처리층 150mm 150mm

배수층 150mm 150mm

차단층 150mm 150mm

계 830mm 800mm

적 용 ◎

[표 4] 강성포장 두께 결정



(FAA설계법)와 PCASE(UFC설계법) 강성포장단

면산출결과는[표4]와같으며, FAA설계법에의한

포장단면이구조적안정성이높으므로FAA설계법

으로산출한단면을적용하였다.

5) 동상방지층 설치 검토

포장층은동결과융해작용의반복에의한보조기

층및노상의지지력을저하시키고지지력이손실되

어펌핑현상으로발전되면서포장층의균열로인한

파손과FOD가발생한다.

따라서 포장시설이 동상에의한 파손을 방지하기

위해「도로 동상방지층 설계 지침(국토교통부,

2012.8)」을이용하여동상방지층설치유무를검토

하였다

설계동결깊이=0.75×Z=0.75×23cm=18cm.

노상동결 관입허용법에 의한 설계동결깊이를 산

출한결과, 본과업의포장두께가설계동결깊이보다

커서동상방지층설치는필요하지않은것으로분석

되었다.

6) 줄눈 설계

줄눈은가능한적으면서적정구조로설치하여포

장공용성과주행성을향상시키도록한다. 줄눈은가

급적정방형으로계획하되정방형이안될경우에는

가로와세로의비가1.25배를넘지않아야한다. 따

라서우각부(Fillet) 등부득이한경우에도정방형

에가깝게계획하는것이균열방지에효과적이다.

슬래브의두께에따라포장구조특성이다르기때

문에UFC에서는아래[표6]에서제시된바와같이

줄눈의설치간격을권고하고있으며줄눈간격의최

대값을6m로제한하고있다.

따라서콘크리트포장의줄눈간격은규정범위내에

서 경제성 및 유도로 폭(23m) 규모를 고려하여

5.75m를적용하고(5.75m×4슬래브=23m) 다웰

바의설치규격은줄눈의간격과마찬가지로포장두

○ ○ ○

포장두께(cm) 간격(m)

23 이하 3.8-4.6

23-30.5 4.6-6.0

30.5이상 6.0

[표 5] 포장 단면 비교

기존 포장 단면 재포장 단면

[표 6] 포장두께별 줄눈 간격 기준



께에따라서UFC에규정된설치길이50cm, 간격

38.1cm, 직경25mm를적용하였다.

7) 기존포장 철거 및 접속부 처리

기존포장두께는총 112cm이며신규설계된포장

두께는83cm기존포장의보조기층까지철거후재

포장하였으며신구포장접속부는UFC매뉴얼기

준을고려하여두꺼운단부형을적용하였다

● ● ●

7. 맺음말

현재국내뿐만아니라해외공항은신규시설확충

사업보다는기존시설의보수또는확장사업이많은

상황에서 본 기술회보는 향후 발주될 공항 포장의

유지보수사업수행시필요한기본적인흐름만소

개하였다.

일반적으로유도로와계류장은폐쇄후재시공을

하므로설계및시공이용이한반면활주로는운영

중 시공을 해야 하므로 계획부터 시공까지 철저한

계획과설계를수행해야하며설계뿐만아니라공항

운영및안전전문지식도필요하다

따라서앞으로노후화된공항포장의유지관리사

업을수행하기위한준비는다음과같다.

[그림 6] 재포장 표준단면

[그림 7] 신구 포장 접합부 처리 방법(두꺼운 단부형)



1) 기술경쟁력 제고

•유지보수설계프로세스정립

•국내외기준및전문서적교육

2) 국내외 산학기관 교류

•국내외전문기관및학회와의교류로전문성

강화

3) 전문인력 양성

참고문헌

1. Unified Facilities Criteria(UFC), 2001, Pave-

ment Design for Airfields

2. 공군본부, 1988.11, K-57포장평가 종합보고서

3. M. Y. Shahin, 2011.1, Pavement Management

for Airports, Roads, and Parking Lots

4. ㈜유신, 2016.2, 15-공항 유도로 재포장 등 설계용

역 실시설계보고서

○ ○ ○


광주비행장콘크리트포장노후화에따른 유지보수방안및재포장...

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