1. 서    론

프리캐스트 교량바닥판은 공기단축 및 고품질 확보라는 장점으로 인해 신설 현장뿐만 아니라 도심지 교체공사와 같은 급속시공이 요구되는 현장에서 현장타설 교량바닥판의 효과적인 대안으로 평가받고 있으며, 이와 관련된 분야에 대한 연구 또한 지속적으로 증가하고 있다.^1-5) 그러나 프리캐스트 바닥판은 현장타설 바닥판과는 다르게 바닥판 세그먼트(segment)간 이음부가 존재하게 되며, 이 이음부의 연결상태에 따라 전체 교량구조물의 성능이 좌우되므로 이음부의 연결성능 확보가 매우 중요하다. 프리캐스트 바닥판의 이음부에 대해 다양한 형식의 연구가 진행되어 왔으며, 이음부의 종류는 이음부의 형태에 따라 구분할 수 있다. 대표적인 기존 공법으로는 종방향 프리스트레스 도입에 의한 방법 및 이음부 계면에 바닥판 본체의 철근을 돌출시켜 이음길이를 확보하여 프리캐스트 바닥판을 일체화하는 방법으로 구분할 수 있다.^6,7) Female-to-female 형태의 단면을 갖는 종방향 프리스트레스 도입에 의한 방법은 교축방향으로 배치된 내부 긴장재의 긴장 및 정착을 통해 바닥판에 압축력을 도입하여 프리캐스트 바닥판간 이음부의 연속화를 확보하는 방법이다.^4,5,8) 이 공법은 활하중 전달능력 및 균열 제어능력 등 구조성능 및 내구성은 우수하나 내부긴장 공정으로 경제성 및 시공성이 불리하며, 내부 긴장재의 그라우팅이 확실하지 않을 경우 긴장재가 부식될 수 있는 문제점이 있다.⁹⁾ 대표적인 철근이음 형태인 루프(Loop)이음 방법은 루프형태의 철근을 겹치게 배치한 후 현장에서 이음부에 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 바닥판간 연속성을 확보하는 공법이다.^10-12) 루프이음 방법은 이음부만 현장시공 되므로 경제성 및 시공성은 향상되지만 철근의 이음길이 확보를 위해 이음부의 폭이 증가하게 되어 이음부 하부에 거푸집 설치가 필요하며, 이음부에서의 균열, 누수 등의 사용성 문제가 우려될 뿐만 아니라 이음부 채움재 콘크리트의 양생시간이 필요하여 급속시공이 요구되는 현장에는 적용하기 곤란한 단점이 있다.⁹⁾ 이와 같이 기존의 연결방법들은 프리캐스트 바닥판간 이음부의 구조성능, 사용성 및 경제성 등을 동시에 만족하지 못하기 때문에 프리캐스트 바닥판을 이용한 교량시스템의 활발한 적용에 한계가 있는 실정이다. 따라서 선행연구⁹⁾에서 기존 공법들의 단점을 보완한 대칭구조의 요철형 이음단면(ribbed loop joint)을 갖는 프리캐스트 바닥판 연결시스템을 제안하였으며, 부재요소실험을 수행하여 제안된 연결시스템의 휨성능을 평가하였다. 실험결과, 대칭구조의 요철형 이음단면 연결시스템은 일체형 RC 부재와 유사한 구조성능을 보이는 것으로 나타났으나 돌출된 요철형 격벽으로 인해 프리캐스트 바닥판간 상호 간섭이 발생하여 순차적인 수직시공이 곤란해지는 단점이 있다.

본 연구에서는 선행연구⁹⁾에서 제안된 연결시스템의 시공성을 개선한 비대칭 구조의 요철형 이음단면을 갖는 프리캐스트 바닥판 연결시스템을 제안하여 요소실험을 통해 휨성능을 평가하였으며, 선행연구⁹⁾의 대칭형 연결시스템과 비교하였다.

2. 휨성능 평가실험

2.1 비대칭 요철형 이음단면

선행연구⁹⁾에서 제안된 대칭구조의 연결시스템 및 본 연구에서 제안된 비대칭 구조의 연결시스템 개요는 각각 Figs. 1 및 2와 같다. 각각의 연결시스템은 공장에서 사전 제작된 두 종류의 루프이음 프리캐스트 바닥판 부재를 현장에서 거더 위에 거치한 후 프리캐스트 바닥판간 이음부에 고강도의 무수축 모르타르를 타설함으로서 바닥판이 연속화 된다. 요철형 이음단면은 프리캐스트 부재간 이음부 경계면에서의 부착성능을 향상되어 프리캐스트 바닥판 이음부의 강성을 증가시키는 효과가 있으며, 하부 돌출부에 의해 이음부에서의 누수를 최소화 할 수 있다. 또한, 채움재인 무수축 모르타르의 타설 양을 줄일 수 있어 경제적인 시공이 가능하다. 그러나 대칭구조의 연결시스템은 일체형 RC구조와 동등한 구조적 성능을 가졌으나, Fig. 3(a)에 나타내었듯이 먼저 설치된 바닥판의 루프철근과 나중에 설치되는 바닥판의 하부 돌출부 콘크리트와의 간섭으로 인해 순차적인 수직시공이 불가능하게 된다. 반면, Fig. 3(b)에 나타낸 것 같이 본 연구에서 제안된 비대칭 구조의 연결시스템은 바닥판간 간섭 없이 순차적인 수직시공이 가능하여 시공성이 양호하며, 요철형 격벽길이를 길게 할 경우 격벽이 측면 거푸집 역할을 하므로 별도의 거푸집을 설치할 필요가 없어 경제적인 급속시공이 가능할 것으로 기대된다.¹³⁾

2.2 실험체 개요

실험체는 비대칭 이음단면을 갖는 두 개의 프리캐스트 콘크리트 부재로 구성되었으며, 무수축 모르타르를 사용하여 합성하였다. 대칭 이음단면의 실험결과와 비교하기 위해 실험체는 길이 2,200mm, 폭 800mm, 두께 250mm로 하여 선행연구⁹⁾와 동일한 크기로 제작되었다. 철근은 H19 SD 400을 사용하였으며, 폭 방향으로 150mm 간격, 5열로 배근되었다. 실험체에 사용된 콘크리트 및 무수축 모르타르를 KS F 2405(2005)에 따라 공시체 압축강도시험을 수행한 결과, 콘크리트의 최대압축강도는 평균 55MPa, 무수축 모르타르의 최대압축강도는 평균 60MPa로 측정되었다. 실험체의 이음은 루프이음으로 하였으며, 이음부의 폭은 300mm, 이음부 루프철근의 겹침 이음길이는 250mm로 모든 실험체가 동일하도록 제작하였다. 프리캐스트 바닥판 요철의 격벽길이를 실험변수로 하였으며, 85mm, 150mm, 200mm로 설정하였다. 요철의 격벽길이를 길게 할 경우, 루프철근 심부의 공간부족으로 인해 격벽길이에 따라 횡방향 철근의 개수와 위치를 다르게 배근하였다. 실험체 이음부의 개요는 Figs. 4~6과 같으며, 실험체의 종류 및 변수는 Table 1과 같다. Table 1에서 Loop 300 B 실험체는 선행연구⁹⁾에서 제안된 대칭형 이음단면 실험체이며, SLoop W 실험체는 본 연구에서 제안된 비대칭 이음단면을 갖는 실험체로서 W는 격벽길이를 의미한다. 각 실험체의 철근 배근 상세도는 Figs. 7~10과 같다.

2.3 구조실험 및 측정내용

프리캐스트 바닥판 이음부의 휨성능 평가를 위한 구조실험은 파괴시까지 변위제어방법의 정적실험으로 수행되었으며, 순수 휨모멘트에 따른 이음부의 구조적 거동을 파악하기 위해 4점 휨실험으로 수행되었다. 하중은 폭 100mm의 하중 재하판을 사용하여 600mm 간격의 두 지점에 재하 하였으며, 실험체의 폭 방향으로 일정하게 분포시켰다. 실험체의 수직변위는 실험체의 중앙 및 하중재하위치에 LVDT를 설치하여 측정하였으며, 이음부의 벌어짐 및 콘크리트의 균열발생 측정을 위해 이음부의 하단과 실험체 중앙 하단에 콘크리트 게이지를 설치하였다. 구조실험 전경은 Fig. 11과 같으며, 하중 재하위치, LVDT 및 균열폭 게이지 설치 위치는 Fig. 12와 같다.

철근의 변형률 측정을 위한 변형률 게이지의 설치위치는 Fig. 13과 같다. 즉, 철근 변형률 게이지는 채움재에 위치한 루프철근의 끝단(①, ②, ③, ⑥) 및 이음부 경계에 위치한 철근(④, ⑦)에 설치되었으며, 각 실험체 모두 동일한 위치에 설치되었다.

3. 실험결과 및 분석

3.1 하중‧균열 거동

실험은 하중의 증가 없이 수직변위만 증가되는 단계까지 진행되었다. 실험은 동일한 실험체로 2회씩 수행되었으며, 게이지의 불량 또는 오측정 결과 값을 제외하고 대표적인 한 개의 결과 값을 선정하여 분석하였다.

대칭 이음단면과 비대칭 이음단면의 균열거동 비교를 위해 선행연구⁹⁾에서 수행된 대칭 이음단면 실험체(Loop 300 B)의 균열양상을 Fig. 14(a)에 나타내었다. 먼저, 중앙에 위치한 이음부 경계면의 부착파괴(①) 이후 하부 루프철근 형상을 따라 이음부 경계면과 하부돌출부 시작점에 균열이 발생하였다(②). 하중단계가 증가하면서 콘크리트 본체의 균열(③) 후, 이음부에 위치한 상부 루프철근 형상을 따라 균열이 발생하였으며(④), 이후 하중이 증가됨에 따라 지점 쪽으로의 콘크리트 본체에 균열이 발생하였다(⑤).

본 연구에서 수행된 비대칭 이음단면의 실험체(SLoop W85, SLoop W150, SLoop W200)의 균열양상은 Fig. 14(b)와 같다. 격벽이 없는 부분의 프리캐스트 부재와 채움재 사이의 이음부 경계를 따라 수직방향으로 부착탈락(opening)이 발생하였으며(①), 이후 프리캐스트 부재의 격벽부 하부돌출부 시작점에서 균열이 발생하였다(②). 하중단계가 증가하면서 격벽 하단돌출부의 경계면을 따라 수평방향으로 부착파괴가 발생하였고(③), 하부 루프철근 형상을 따라 채움재에 균열이 발생하였다(④). 이후 하중이 증가됨에 따라 지점 쪽으로의 콘크리트 본체에 균열이 발생하였다(⑤).

대칭 이음단면 실험체와 비대칭 이음단면 실험체 모두 루프철근의 형상에 따라 유사한 균열양상을 보였으나, 격벽길이가 상대적으로 긴 SLoop W150 및 SLoop W200 실험체는 최종 파괴단계에서 콘크리트 격벽부가 탈락되는 현상을 보였다. 본 연구에서 제안된 비대칭 이음단면 연결시스템은 프리캐스트 콘크리트 부재와 채움재 사이의 부착파괴 이후 철근이 대부분의 하중을 저항하는 구조이므로 철근과 콘크리트 또는 철근과 채움재간의 부착이 전체 구조성능에 주요한 부분을 차지하게 된다. 그러나 Fig. 5 및 6에 나타낸 것 같이 격벽길이가 길어지게 되면 이음부 내부의 공간 부족으로 인해 철근 정착을 위한 충분한 피복두께의 확보가 어려워지며, 철근으로부터 전달된 힘이 콘크리트 본체와 채움재 경계면에서의 부착파괴를 유발시키고 결과적으로 무근 콘크리트인 격벽부의 탈락이 발생된 것으로 판단된다. Fig. 15는 극한하중 단계에서 각 실험체의 균열형상을 나타낸 것이며, 흰색 점선은 파괴되기 전 실험체의 격벽 부분을 표시한 것이다.

프리캐스트 바닥판의 연결은 이음부 경계면에서의 균열에 따른 누수로 인해 철근의 부식 발생 등 사용성에 있어서 취약한 구조로서 이음부 경계면에서의 균열폭 제어가 중요한 요소이다. 각 실험체의 초기 균열(opening)위치인 이음부 경계면에서의 하중-균열폭(opening) 관계를 Fig. 16에 나타내었으며, 선행연구⁹⁾에서 수행된 일체형 RC 실험체의 균열폭과 비교하였다. 실험체 SLoop W85는 RC 실험체와 유사한 초기 균열거동을 보이는 것으로 나타났으며, SLoop W150 및 SLoop W200 실험체는 서로 유사한 거동을 보였다. 철근콘크리트 구조물의 내구성 및 수처리 확보를 위한 허용균열폭 0.2mm∼0.4mm 범위¹⁴⁾에서 SLoop W85 실험체는 RC 실험체와 동등한 수준의 균열거동을 보였으나 격벽길이가 증가된 실험체(SLoop W150 및 SLoop W200)는 초기 강성 등 상대적으로 균열거동에 있어서 불리한 것으로 나타났다. 균열폭은 철근의 응력 및 피복두께에 영향을 받으므로 상대적으로 격벽길이가 짧아 피복두께가 두꺼운 SLoop W85 실험체가 우수한 균열저항 성능을 보이는 것으로 판단된다.

격벽길이에 따른 각 실험체의 하중-중앙부 수직처짐 관계를 Fig. 17에 나타내었다. 선행연구⁹⁾에서 일체형 RC 부재와 유사한 구조성능을 보인 것으로 나타난 대칭형 이음단면을 갖는 Loop 300 B 실험체와 비교했을 때, 본 연구에서 제안된 비대칭 이음단면을 갖는 실험체는 최대하중 및 연성도에서 다소 차이는 있지만 초기 강성 등 전반적으로 유사한 구조적 거동을 보이는 것으로 나타났다.

하중-처짐 거동에서의 강성변화(기울기의 변화)에 영향을 주는 각 실험체의 초기 균열하중 및 철근의 항복하중(Ch.④), 최대하중을 Table 2에 나타내었다. 본 연구에서 제안된 비대칭 단면을 갖는 실험체는 서로 동등한 초기 균열하중을 보였으나 대칭단면을 갖는 Loop 300 B 실험체의 초기 균열하중은 비대칭 단면 실험체의 약 90% 수준인 81kN으로 나타났다. 그러나 Table 1에서 나타내었듯이 Loop 300 B 실험체의 콘크리트 압축강도가 약 14MPa 낮다는 것을 감안한다면 각 실험체의 초기 균열하중은 유사한 수준일 것으로 판단된다.

동일한 격벽길이를 갖는 대칭 이음단면의 Loop 300 B 실험체와 비대칭 이음단면의 SLoop W85 실험체는 유사한 극한하중을 보이는 것으로 나타났다. 그러나 앞에서 언급하였듯이 콘크리트 압축강도의 차이를 감안한다면 대칭형 이음단면의 구조성능이 상대적으로 우수한 것으로 판단되며, 비대칭 이음단면 형태를 적용하는 경우, 대칭형 이음단면 수준의 구조성능을 확보하기 위해서는 상대적으로 고강도의 콘크리트를 사용해야 할 것으로 판단된다.

격벽길이가 상대적으로 긴 SLoop W150 실험체와 SLoop W200 실험체는 균열거동과 마찬가지로 전반적으로 서로 유사한 거동을 보여 동등한 수준의 극한하중을 나타냈으나 SLoop W85 실험체 극한하중의 약 90% 수준으로 나타났다. 격벽길이에 따라 극한하중이 차이를 보이는 이유는 3.1절에서 언급한 격벽길이의 증가에 따른 피복두께의 부족 및 이음부 루프철근 심부에 배치되는 횡방향 철근의 영향 때문인 것으로 판단된다. 인장을 받는 루프철근에 의해 루프철근 심부 콘크리트에 지압응력이 작용하게 되며, 횡방향 철근은 심부 콘크리트를 구속함으로서 루프철근의 지압부위에 발생하는 콘크리트의 국부적 압축파괴와 횡방향 파열에 대해 저항하여 심부 콘크리트의 강도를 증가시키는 효과가 있다. Figs. 7~10에 나타낸 것 같이 Loop 300 B 및 SLoop W85 실험체는 이음부 루프철근 심부에 2쌍의 횡방향 철근이 폐합 상태와 유사하게 대칭으로 배근되어 있지만 격벽길이가 긴 SLoop W150 및 SLoop W200 실험체의 경우에는 격벽길이 증가에 따른 공간 부족으로 인해 횡방향 철근이 대칭으로 배근되지 못하였다. SLoop W85 실험체는 루프이음 심부에 폐합 형태로 배근된 횡방향 철근의 구속효과(confined effect)로 인해 채움재인 무수축 모르타르의 강도가 증가되었을 것으로 판단된다. 또한, 무수축 모르타르와 철근의 부착성능은 무수축 모르타르의 강도에 비례하여 증가되므로 구속효과에 의한 무수축 모르타르의 강도 증가는 철근의 정착을 보다 향상시켰을 것으로 판단되며, 이러한 원인에 의해 SLoop W85 실험체의 극한하중이 크게 나타난 것으로 판단된다.

각 실험체 단면의 공칭 휨강도는 109.3kN‧m/m이며, 이에 해당되는 하중은 390.3kN이다. 본 연구에서 제안된 비대칭 이음단면을 갖는 실험체는 대칭형 이음단면을 갖는 실험체(Loop 300 B)에 비해 최대하중이 다소 부족하지만 공칭 휨강도의 하중보다는 큰 파괴하중을 가지므로 본 연구에서 제안된 비대칭 단면 형태의 이음부 시스템은 충분한 휨 저항성능을 확보하는 것으로 판단된다.

3.2 철근의 하중-변형률 관계

각 실험체 하부철근의 위치별 하중-변형률 관계를 Fig. 18에 나타내었으며, 각 철근 변형률 측정위치는 Fig. 13(b)와 같다. 철근의 항복 변형률()은 사용된 철근의 항복응력() 400MPa 및 탄성계수 200GPa을 고려하여 0.002로 볼 수 있지만 사용된 규격 철근의 항복응력은 그 이상이 될 수 있고 항복마루가 뚜렷하지 않는 경우가 있을 수 있으므로 본 연구에서는 콘크리트구조기준¹⁴⁾을 참고하여 항복변형률로 0.0035을 사용하였으며, 이에 상응하는 하중을 항복하중으로 하였다.¹⁵⁾

본 연구에서 제안된 비대칭 이음단면을 갖는 실험체는 격벽이 없는 이음부에서의 프리캐스트 콘크리트 부재와 채움재인 무수축 모르타르 간의 부착파괴 이후 그 위치에서의 루프철근이 하중에 저항하는 구조이다. 따라서 모든 실험체가 격벽이 없는 이음부에 위치한 철근(Fig. 13(b)의 ④)이 가장 먼저 항복을 하였고, 이후에 반대쪽 격벽 부분 이음부에 위치한 철근(Fig. 13(b)의 ⑦)이 항복 하였다. 동일한 변형률의 경우, 격벽길이가 상대적으로 짧은 SLoop W85 실험체가 큰 하중을 받는 것으로 나타났다(Fig. 18(a), (b)). 이것은 격벽길이가 짧은 실험체가 휨 저항성능이 상대적으로 크다는 것을 의미하며, 3.2절 하중-처짐 거동분석과 동일한 결과임을 알 수 있다.

하부 루프철근 끝에 위치(Fig. 13(b)의 ③, ⑥)한 변형률을 비교해 보면, Fig. 18(c)와 같이 정착구간이 격벽이 없는 부분인 철근은 모든 실험체에서 항복을 하였다. 그러나 Fig. 18(d)에 나타낸 것 같이 정착구간이 격벽 부분인 철근은 모든 실험체에서 항복하지 않았으며, 실험체의 격벽길이가 길어질수록 변형률이 작아지는 것으로 나타났다. 이것은 격벽길이가 증가됨에 따라 정착구간에서의 피복두께가 부족하게 되어 철근의 정착이 충분하게 이루어지지 않아 활동(slip)이 발생되었기 때문인 것으로 판단되며, 이러한 현상이 실험체 강성 차이의 주된 원인인 것으로 판단된다.

루프철근 끝단 상부에 위치한 철근의 하중-변형률 관계는 Fig. 19와 같으며, 철근 변형률 측정위치는 Fig. 13(a)와 같다. 상부 철근은 하중 초기단계에서는 압축응력을 받으며, 하중이 증가됨에 따라 인장응력을 받는 것으로 나타났다. Fig. 19(a)와 같이 정착구간이 격벽이 없는 부분인 철근(Fig. 13(a)의 ①)의 변형률은 모든 실험체에서 항복마루가 뚜렷한 연성거동을 보였다. 그러나 Fig. 19(b)와 같이 정착구간이 격벽 부분인 철근(Fig. 13(b)의 ②)의 변형률을 살펴보면, 격벽길이가 짧은 SLoop W85 실험체의 철근은 항복변형률에 도달하여 연성거동을 보였으나 같은 위치의 하부 철근과 마찬가지로 격벽길이가 상대적으로 증가된 SLoop W150 및 SLoop W200 실험체의 상부 철근은 항복변형률에 도달하지 못하였다.

Table 3은 상부철근이 압축거동에서 인장거동으로 변하는 하중단계를 나타낸 것으로, 격벽길이가 짧을수록 압축거동에서 인장거동으로 변하는 하중이 큰 것으로 나타났다. 상부 철근의 거동이 압축에서 인장으로 변한다는 것은 중립축이 상부 철근 위쪽에 위치 한다는 것을 의미하므로 격벽길이가 길어지게 되면 중립축이 빠르게 상승한다는 것을 알 수 있으며, 이에 따라 휨강도가 다소 떨어지는 것으로 판단된다. 또한, 각 실험체별 Ch.① 및 Ch.②의 거동변화 발생 시의 하중을 비교해 보면, SLoop W85 실험체는 거의 동일한 하중수준에서 압축에서 인장으로의 거동변화가 나타나 일체형 부재와 같이 대칭거동을 보이는 반면, 격벽길이가 긴 실험체들의 거동변화를 발생시키는 Ch.① 및 Ch.②의 하중은 약 10%∼20% 정도 차이를 보였다. 이것은 격벽길이가 긴 이음부 시스템은 비대칭적인 거동을 보이며, Ch.②의 하중수준이 낮은 것으로 보아 격벽이 없는 이음부에서의 휨 저항성능이 상대적으로 취약한 것으로 판단된다. 따라서, 이음부 단면의 격벽길이를 짧게 하는 것이 루프철근의 정착 확보 및 횡방향 철근의 배근에 따른 휨 저항성능의 향상과 일체형 구조로서의 효과를 유발시킬 수 있을 것으로 판단된다.

4. 결   론

프리캐스트 바닥판은 공기단축 및 고품질 확보라는 장점으로 인해 도심지 교체공사와 같은 급속시공이 요구되는 현장에서 현장타설 바닥판의 효과적인 대안으로 평가받고 있다. 그러나 프리캐스트 바닥판 공법은 바닥판간 이음부가 존재하며, 이음부의 연결성능에 따라 전체 교량 구조물의 성능이 좌우되므로 이음부의 연결성능 확보가 매우 중요하다. 이에 따라 선행연구⁹⁾에서는 이음부의 부착성능 향상 및 누수를 최소할 수 있는 요철형 연결시스템을 제안하였다. 그러나 선행연구⁹⁾에서 제안된 대칭형 이음단면을 갖는 연결시스템은 돌출된 요철형 격벽으로 인해 프리캐스트 부재 간의 간섭이 발생하여 수직시공이 곤란해지는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 선행연구의 시공성을 개선한 비대칭 구조의 요철형 이음단면을 갖는 연결형식을 제안하였으며, 요철의 격벽길이에 따른 구조실험을 수행하여 제안된 연결형식의 휨성능을 평가하였다. 본 연구의 주요 결론은 다음과 같다.

1)요철의 격벽길이에 따른 실험결과, 상대적으로 격벽길이가 짧은 SLoop W85(격벽길이 85mm) 실험체는 SLoop W150(격벽길이 150mm) 및 SLoop W200(격벽길이 200mm) 실험체에 비해 우수한 구조성능을 보이는 것으로 나타났다. 요철의 격벽길이가 증가되면, 부착면적의 증가로 인해 격벽과 채움재 경계면에서의 부착강도는 증가될 수 있다. 그러나 본 연구에서 제안된 연결시스템의 취약부는 격벽이 없는 부분의 이음부 경계면이기 때문에 격벽부의 부착강도보다는 격벽길이 증가에 따른 철근의 정착성능 감소 및 횡방향 철근에 의한 구속효과 감소가 전체 구조성능에 지배적인 요소인 것으로 판단된다.

2)요철의 격벽길이 증가에 따라 균열 저항성능이 다소 감소되는 것으로 나타났으며, 격벽길이가 짧은 SLoop W85 실험체는 허용 균열폭 0.2mm∼0.4mm 범위에서 일체형 RC 실험체와 유사한 균열거동을 보였다. 균열폭은 철근의 응력 및 피복두께에 영향을 받으므로 상대적으로 격벽길이가 짧아 철근의 정착이 확실하게 이루어진 SLoop W85 실험체가 우수한 균열저항 성능을 갖는 것으로 판단된다.

3)동일한 압축강도를 갖는 콘크리트 및 채움재를 사용할 경우, 제안된 비대칭 이음단면을 갖는 연결시스템의 극한하중은 대칭형 연결시스템에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 그러나 프리캐스트 바닥판 부재에 사용되는 콘크리트의 압축강도가 약 30% 정도 증가된다면, 대칭형 연결시스템 및 일체형 RC 부재에 준하는 휨성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

4)요철의 격벽길이 증가에 따라 구조성능이 다소 감소되는 것으로 나타났으나 격벽의 길이와 관계없이 모든 실험체에서 공칭 휨강도 이상의 극한하중을 갖는 것으로 나타났다. 따라서, 비대칭 이음단면을 갖는 연결형식은 충분한 휨 저항성능을 확보하고 있으며, 프리캐스트 바닥판 이음부에 효과적으로 적용 가능할 것으로 판단된다.

5)결과적으로, 본 연구에서 제안된 비대칭 요철형 이음단면을 갖는 연결형식은 격벽 부분에서의 철근의 정착 및 부착파괴 방지가 가장 중요한 요소인 것으로 판단된다. 따라서, 제안된 연결시스템을 프리캐스트 바닥판 연결형식으로 적용하는 경우에는, 이음부 단면의 격벽길이를 짧게 하는 것이 이음부 루프철근의 정착 확보 및 횡방향 철근의 배근에 따른 휨 저항성능의 향상이 가능하게 되어 일체형 구조로서의 효과를 발휘하는 데에 보다 유리할 것으로 판단된다. 그러나 격벽길이를 지나치게 짧게 하면, 바닥판 이음부의 하부 돌출부 콘크리트가 파손될 우려가 있다. 따라서 향후, 바닥판 하부 돌출부의 파손을 최소화하며, 우수한 휨성능을 갖는 적절한 격벽길이가 도출되어야 할 것으로 판단된다.

6)본 연구에서는 비대칭 요철형 이음단면을 갖는 연결부의 휨성능 평가를 위한 요소실험을 수행하였다. 향후, 본 연구에서 제안된 연결시스템을 갖는 합성형 교량실험을 계획하고 있으며, 실험으로부터 교량 구조계에서의 구조성능, 피로내구성 및 정, 부모멘트 상태에서 이음부의 균열거동 등 사용성을 검토할 예정이다.