1. 스폴링(spalling) 발생 원인

스폴링은 줄눈단부에서 포장이 파손되는 현상을 말하며, 이로 인하여 줄눈재 손상, 평탄성 저하 등이 발생된다. 이러한 스폴링의 원인은 손상된 줄눈부내의 비압축성 물질의 침투, 온도 및 습도의 상승에 따른 콘크리트 팽창, 하중전달장치인 다웰바(dowel-bar)의 불량 등 복합적인 조합으로 발생된다.

4.1.1 다웰바 시공상태

다웰바의 시공상태는 설계위치를 기준으로 위치이동 방향 및 상태에 따라 3가지 유동(translation)과 2가지의 엇갈림(misalignment)로 분류된다. 그림 4.1은 다웰바의 5가지 시공상태를 보여준다.

그림 4.1 다웰바의 5가지 시공상태

4.1.2 다웰바의 시공상태와 포장 공용성

다웰바의 5가지 시공상태는 콘크리트 포장의 공용성에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 종방향유동의 경우, 이로 인해 다웰바의 삽입 길이가 일정값 이상 확보되지 못하면 콘크리트 포장의 단차가 발생할 위험이 크게 증가하는 것으로 알려져 있다(Burnham 1999). 깊이변화는 다웰바를 덮고 있는 콘크리트 혼합물의 최소 두께로 바꾸어 생각할 수 있으며, 이 두께가 얇아질수록 스폴링 또는 다웰바의 부식과 같은 문제가 발생할 수 있다. 수평엇갈림과 수직엇갈림은 줄눈의 자유거동과 상관성이 있는 항목으로 엇갈림이 심하면 줄눈잠김(joint locking, freezing)이 발생하여 줄눈부에 스폴링이나 균열을 초래할 수 있다.

그림 4.2 다웰바의 종방향유동과 단차 (Burnham 1999)

그림 4.3 다웰바의 엇갈림과 균열 (Prabhu 2006)

그림 4.2와 그림 4.3은 다웰바의 시공상태와 포장 공용성과의 상관관계를 보여주는 현장 및 실내시험 데이터다. 그림 4.2는 다웰바의 종방향유동에 따른 삽입길이와 단차발생과의 상관성을 보여주는 현장 데이터로 삽입길이가 60mm 이하가 되면 슬래브에 발생한 단차가 급격히 증가함을 알 수 있다. 그림 4.3은 실내에서 슬래브와 줄눈의 모형을 만들고 인위적으로 다웰바에 엇갈림을 주어 실험한 결과로 2H9NU의 경우 줄눈이 17mm 가량 벌어졌을 경우 파손이 발생되는 것을 알 수 있다. 여기서, 2H9NU는 2개의 다웰바를 수평으로 서로 다른 방향으로 1/9라디안 만큼의 엇갈림을 준 상태를 의미한다. 그러나, 다웰바의 시공상태와 공용성과의 상관성은 아직까지 명확하게 결론이 내려지지 않은 상태이다. 실제로 다웰바의 시공상태가 매우 안좋은 줄눈 콘크리트 포장이 수십 년 동안 사용되었음에도 불구하고 그 공용성이 매우 좋은 경우도 있다.