• 복합신소재구조학회지
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• 제5권3호
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• pp.38-52
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• 2014

도시주민생활에 없어서는 안 될 주요한 사회간접자본시설인 하수도, 하수도처리시설 등의 콘크리트 구조물에 대한 부식열화는 현재 세계 각국에서 급속히 진행되고 있다. 콘크리트 구조물은 반영구적인 것으로 인식하고 있다. 그러나 각종 열화 인자에 의해 구조물의 사용수명은 급속히 단축된다. 하수시설 내에서는 황산이외에도 다양한 염류에 의하여 콘크리트구조물이 부식될 가능성이 있지만 황산에 의한 부식이 가장 대상범위가 넓고 부식속도가 빠르기 때문에 부식현상이 발견되면 급속하고 적절한 대응조치가 필요하다. 열화예측결과 및 구조물의 공용연수를 감안한 신뢰성이 높은 공법의 도입이 필요하며 이러한 조건에 적합한 유기재료와 무기재료의 복합 특성을 발휘하는 갱생공법에 사용되는 주요 소재의 실험적 특성에 관하여 고찰하였다. 그 결과 경질염화비닐(이하 프로파일)은 내외수압 저항성에서 3분간 $1kgf/cm^2$의 압력에도 누수 및 압력의 이동이 없었으며 약품침지에 따른 중량변화량이 $0.2mg/cm^2$이하로 산에 대한 변화량은 거의 없었다. 주입재인 모르타르의 산성에 대한 저항성은 일반 콘크리트에 비해 우수하였으며 기존 모르타르에 비해 비확선성 또한 우수하였다. 장거리압송시험은 200m까지 안정적인 압송이 가능하여 이 기술에 필요한 요구 성능을 확보한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.133-141
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• 2017

고속도로의 확충과 산업발전에 따른 물동량 증가로 인하여 도로 구조물의 내구성 저하와 취약구간의 반복적인 하자가 발생하고 있다. 따라서 국외에서 사용하는 품질보증제도 도입방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 한국도로공사는 점검위주의 품질관리에서 목적물의 품질성능 위주의 품질관리 체계로의 전환을 위하여 목적물의 품질 수준 측정이 가능하도록 정량적 평가 지수인 품질성능지수(QPI : Quality Performance Index)를 개발하여 적용하고 있다. 품질성능지수에서 콘크리트포장 평가인자는 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수로 구성되어 있다. 콘크리트 평가인자의 경우 국외에서 경험적 판단에 의해 자체적으로 선정된 인자를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 포장 평가인자를 수명예측 시뮬레이션 및 실측 자료를 활용하여 분석하고 평가인자의 적정성을 검토하였다. QPI의 콘크리트포장 평가인자인 포장두께, 압축강도, 평탄성, 기포간격계수는 포장수명, 공용성 및 내구성을 적절하게 판단할 수 있는 인자로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.93-101
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• 2022

국내 RC 슬래브교의 경우 공용연수가 20년 이상인 교량이 전체의 70% 이상을 차지하며, 노후화된 구조물의 수가 증가함에 따라 구조물의 안전 진단 및 유지관리의 중요성이 증가하는 실정이다. 고속도로 교량의 경우 바닥판 균열은 열화현상의 우선적인 원인이 되며, 교량 내구성 및 사용수명 저하에 밀접한 관계가 있다. 또한 신축이음과 교량받침 등의 부재 손상으로 인한 손상 발생 비율이 약 73%로 주부재보다 높다. 따라서 본 연구에서 교량 부재 손상과 바닥판 열화가 결합된 손상 시나리오를 정의하였다. 설계하중으로는 일교차를 고려한 온도 증감과 차랑햐중을 고려하여 개별 단일 손상 및 이종손상 시나리오 발생 시 바닥판 응력 분포와 최대 응력 발생 지점을 비교 분석하였다. 또한 바닥판 열화의 주요한 원인이 되는 균열의 점검 및 진단이력데이터 기반으로 공용연수 별 손상 시나리오에 대한 손상확산 분석 및 상태등급 예측을 수행하였다. 교량부재 손상이 동반되어 발생하는 이종손상의 경우 단일손상 대비 균열 면적율과 손상확산율이 증가되며, 상태등급 C에 도달하는 시기도 매우 빠를 것으로 예측된다. 따라서 교량부재 손상이 발생하였을 때, 신속한 보수 및 교체가 이루어지지 않으면 바닥판의 손상 발생과 손상 확산으로 인한 2차 피해를 유발하는 원인이 될 수 있다. 따라서 바닥판 응답에 대한 지속적인 관찰과 대응이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.39-46
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• 2010

2007년부터 아이오와 주 교통국에서는 고속도로와 국도에서 FWD 장비를 이용하여 네트워크 레벨에 필요한 조사를 실시하였고 처짐 자료와 포장 구조분석 결과를 데이터베이스로 구축하는 작업을 시작하였다. 축적된 데이터베이스에 정보는 포장에 구조적 문제점을 발견하고 포장에 잔류 공용수명을 예측하여 포장에 유지보수 시점을 결정하는데 사용한다. 현재 아이오와 주 교통국에서 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 포장 표면에 3번에 하중을 각각 재하하여 8개에 지오폰으로부터 측정한 처짐량을 이용, 역 계산을 통해 포장구조 해석을 수행하고 있으며 조사지점 수는 조사하는 도로의 구간 길이에 따라 결정하고 있다. 그러나, 현재 사용하고 있은 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 1년 동안 아이오와 주 전체 도로 네트워크에 약 20%만을 조사할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 해마다 아이오와 주 도로 네트워크에 20% 이상을 조사하기 위해서는 현재 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜을 간소화해야 할 필요가 있다. 본 연구에 목적은 현재 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜에서 FWD 측정 데이터에 영향을 미치지 않는 범위내에서 최소 하중 재하 수와 조사지점 수를 결정하기 위한 것이다. 83개에 합성포장 구간을 대상으로 측정한 FWD 네트워크 레벨 조사에서는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜에서 하중 재하 수와 조사지점 수를 줄여도 포장 구조해석 결과에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 간소화된 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 FWD 측정 결과에 영향을 미치지 않으면서 측정 조사율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 교통 통제로 인한 간접비용도 절감시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.23-30
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• 2010

본 연구는 도로 설계나 공용성 평가 및 잔류 수명 예측시 필요한 아스팔트 콘크리트 포장 하부의 함수비 계측에 관한 논문으로 여러 함수비 계측 방법 중 미국 Campbell 사에서 제작한 TDR(Time Domain Reflectometry) 방식의 함수센서(CS616)를 도로 하부에 설치하고, 함수 센서에 대한 검정과 보정시험을 수행하였다. 함수센서의 검정 방법으로 피복두께 및 센서간섭의 영향, $5^{\circ}C\sim25^{\circ}C$ 범위에서 온도의 영향 및 다짐률의 영향에 대하여 검토하였으며, 함수센서가 매설된 6개 지역으로부터 얻어진 토질에 대하여 보정시험을 수행하였다. 함수센서 검정결과 피복두께 및 센서 간섭의 영향은 크지 않은 것으로 나타났으며, 온도 및 다짐률의 영향은 체적함수비로 $\pm6%$ 미만으로 무시가능 한 것으로 나타났다. 또한 노상 및 보조기층에 대한 보정시험 결과 $R^2$값이 모두 0.9이상으로 나타났으며, 6개 현장 시료에 대한 총괄식보다 개별 현장에 대한 보정식을 사용하는 것이 보다 정확한 현장계측이 이루어질 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.113-123
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• 2011

LCC 분석은 비용평가만을 위한 개별적인 방법이 아닌 가치 개선을 위해 기능평가와 상호 연계되어 이루어지는 방법이다. 점차 LCC 분석의 정확성은 높아지고 있으나 비교적 최근에 개발 적용되어진 재료나 형식들에서는 공용기간이 확보되지 않아 여전히 유지관리 이력을 추정하기가 어려워 신뢰도가 떨어진다. 이런 배경으로 본 연구는 유지관리 프로파일을 설정하기 어려운 대안들에 대해서 기능적인 증감사항이 비용과 연계되어 분석되어지는 LCC 방법론을 제시하고자 한다. 최근 강상판 교면포장은 중차량과 교통량의 증가로 소성변형 등 문제점이 발생하여 기존의 포장을 대체할 수 있는 새로운 혼합물포장의 개발이 활발히 이루어지고 있다. SMA, Guss 및 PSMA 포장을 사례로 들어 대안 간에 비교된 성능척도가 상대평가계수로써 유지관리 프로파일 항목에 포함되어 LCC 분석이 이루어졌다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.75-89
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• 2004

콘크리트 포장의 장기 공용성은 시공조건과 환경조건에 크게 좌우된다. 즉 초기에 무작위 균열이나 균열틈이 많이 벌어진 경우 포장수명을 저감시키는 원인이 된다. 시공당시의 온도와 습도, 시멘트와 골재의 종류, 양생조건들은 콘크리트포장의 품질에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 그 중에서도 대기온도와 수화열의 증가에 의한 높은 온도차이는 심각한 초기균열을 발생시키는 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 차광막을 사용하여 콘크리트 슬래브의 온도를 제어하여 초기균열이 발생할 가능성을 낯추고 슬래브질이의 온도차이에 의해 발생되는 curling stress를 줄일 수 있었고, 강도에 있어서는 차광막 설치 구간이 일반시공구간보다 장기강도를 크게 할 수 있음을 확인하였다. 또한 콘크리트포장의 포설 후 72시간의 강도 및 응력을 예측하는 프로그램인 HIPERPAV를 사용하여 초기에 균열이 발생할 가능성을 비교해본 결과 차광막을 설치한 구간이 본 시험시공의 예에서 균열이 발생하지 않을 가능성(reliability)이 차광막을 설치하지 않은 구간(일반시공구간) 72.5%. 차광막설치 구간 95%로 나타나 차광막설치 구간이 차광막을 설치하지 않은 구간보다 균열이 발생하지 않을 가능성을 크게 증가시킬 수 있을 것으로 분석되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.135-145
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• 2000

최근 포장도로의 역학적 상태를 평가하는 방법으로 비파괴 시험인 FWD(Falling Weight Deflectometer)와 탄성파시험이 많이 이용되고 있다. 그러나 기존의 방법들은 공용중인 도로에서 차량을 통제시킨 후 시험을 실시해야 하는 제한이 있다. 그러므로 실제 주행하중 통과시 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 물성을 추정하여 잔존수명 예측 및 이동하중에 대한 포장체 거동을 분석하는 경우에는 FWD와 같이 표면처짐으로부터 아스팔트 콘크리트 포장구조체 각 층의 물성을 추정하는 방법의 사용이 곤란하다. 이런 경우에 MDD (Multi-Depth Deflectometer)를 통해 얻어진 깊이별 처짐을 사용하여 아스팔트 콘크리트 포장구조체 각 층의 물성을 역산 추정하고자 본 연구에서는 다층 탄성이론의 반복적인 역산과 충격하중의 영향을 고려하여 깊이별 처짐으로부터 아스팔트 콘크리트 포장구조체 각층의 물성을 추정할 수 있는 역산반복기법을 개발한 후 이를 수치검증하였다. 수치모델을 통하여 검증한 결과, 역산추정된 탄성계수와 실제탄성계수 사이의 오차는 최대 0.114%로 신뢰성 있는 결과를 얻었다. 또한 본 연구에서는 주행하중의 속도에 따른 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 동적특성을 파악하여 실제적인 포장구조체의 거동을 분석하고자 수도권 외곽 순환고속도로 김포구간에서 실제 트럭주행을 통한 현장시험을 실시하였다. 주행하중에 대한 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 거동을 깊이별 처짐 측정장비인 MDD를 이용하여 깊이별 상대처짐을 측정하고, 주행속도에 따라 포장구조체의 거동을 해석하여 차량의 속도와 포장체 거동을 역학적으로 분석하였고, 주행속도별 층별 동적물성을 개발된 역해석 프로그램으로부터 산정하였다. 주행속도별 동적특성 분석결과, 차량의 주행속도가 증가할수록 깊이별 상대처짐은 감소하였고, 실측된 깊이별 처짐으로부터 포장구조체의 층별 물성을 역해석한 결과 속도가 증가할수록 탄성계수가 증가하였다. 따라서 주행속도가 줄어들수록 포장체의 구조적 능력 저하에 크게 영향을 주는 것을 알 수 있었다.