• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.45-54
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• 2018

본 연구에서는 최근 도심지에서 발생하고 있는 지반함몰에 대하여 도로의 붕괴 가능성을 높이는 지하공동 영향인자에 대한 수치해석적 분석을 수행하였다. 지하공동으로 인한 지반함몰 영향 인자는 서울시에서 제안한 공동관리 등급제를 참고하여 아스팔트 포장층의 두께, 토피고, 공동 폭을 고려하였고, 본 연구에서 추가로 공동의 높이를 선정하였다. 이들 영향 인자들을 다양한 범위 내에서 변화시킨 조건에서 지하공동이 있는 아스팔트 포장층 상단에 집중하중과 등분포하중을 각각 변위제어하여 도로 파괴하중을 분석하였다. 분석된 파괴하중을 토대로 서울형 공동관리 등급제에 대한 적용성을 평가하였다. 해석 결과 공동의 높이가 파괴에 미치는 영향은 크지 않았으며 이외의 다른 인자에 따라 복합적으로 파괴하중이 결정되었다. 또한 파괴하중을 기준으로 한 공동분류 방법은 공동 조건을 기준으로 한 분류 방법보다 더 세밀한 분류가 가능하며 파괴 시 물리적인 현상을 반영할 수 있어 더 합리적인 방법이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.283-290
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• 2016

최근 도시지역의 홍수방지 및 지정체 반복구간의 교통문제 해결을 위해 다목적 대심도 복층터널의 건설이 요구되고 있다. 다목적 복층터널은 주기능인 도로기능 이외에 다목적 기능을 부여해 지하공간의 효율적인 활용을 위해 도입이 절실하다. 본 연구에서는 도심지 치수능력 증진과 도로터널의 기능을 동시에 고려하기 위한 입지선정 조건과 복층터널의 단면 구역별 처리가능한 유량에 대한 기초검토를 수행하였다. 터널의 용도별 입지선정 기준 검토를 통해 복층터널의 다목적 활용을 위한 입지선정 기준 방안을 제시하고 있다. 또한 대심도 복층터널의 다목적 활용성 검토를 위해 계획단면에 대한 홍수시 처리 가능 유량을 검토하였다. 본 연구로부터 복층터널의 입지선정은 다양한 분석을 통한 복합적인 고려가 필요함을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.545-552
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• 2017

함몰은 싱크홀, 포트홀, 구조물 침하, 도로함몰 등을 발생시킨다. 도로함몰은 지표수 근처 석회암이 녹아 동공이 생기고 지지력 저하로 인한 도로표면의 급작스런 붕괴로 기술된다. 도로함몰은 서울시에서만 2010년 이후 연평균 약 665건 발생하였고 2013년까지는 발생빈도가 증가하였다. 서울 지역에서 발생하는 도로함몰의 주된 원인은 지하 시설물의 파손 및 관리 소홀과 지하수위 강하 등이다. 이에 서울시에서는 여러 기관과 공동연구 및 탐사를 통해 원인을 규명하고 통행자들이 안심할 수 있도록 안전관리방안에 대한 특별대책을 수립하여 발표하였다. 도심지의 경우 주로 굴착복구 공사에서 도로함몰이 발생할 수 있기 때문에 공사장에서의 올바른 관리는 필수적이다. 본 연구의 목적은 도로함몰의 주된 원인을 파악하고 이에 대한 대책 및 관리방안을 제시하는 것이다. 이를 위하여 생애주기비용 분석을 통해 주야간공사 시행의 필요성을 제기하였다. 또한 모래를 뒤채움재로 사용하는 경우의 한계점을 분석하여, 모래 대신 유동성 뒤채움재를 활용할 것을 제안하였다. 마지막으로 지방자치단체들의 도로탐사 사각지대를 줄이기 위하여, 권역으로 구분하고 권역별로 외부전문기관과 협업하여 탐사하는 방안을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권11호
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• pp.23-29
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• 2021

최근 도심지를 중심으로 지반함몰이 꾸준하게 발생되고 있어 시민들의 안전을 위협하고 있다. 도로 하부에는 상수관로, 하수도관로, 통신관로 등 각종 지하 시설물이 매설되어 있다. 이러한 지하시설물의 노후화와 지하 난개발로 인해 지반함몰의 원인으로 작용하고 있다. 기존 관로의 노후도에 따라 지반함몰 발생 위험도를 분석된 결과가 있지만 지반 교란상태를 나타내는 관로의 밀집도를 활용한 지반 함몰 위험도를 분석한 결과는 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 서울시의 대표 지하 관로 6종 데이터를 활용하여 지하공간의 밀집도를 분석하여 지반함몰과 상관성이 있는지에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과 지반함몰 발생 지역에서는 지하 시설물의 밀집도가 높은 것으로 나타나 지반함몰에 관로의 밀집도가 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권4호
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• pp.171-184
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• 2023

최근 도심지 도로에서 빈번하게 발생하는 도로 파임의 주원인인 지하 공동의 발생을 파악하기 위해, 차량 부착형 지표투과레이더(GPR)를 통해 얻은 대량의 취득 자료를 효율적으로 처리하기 위한 기계학습 기반 공동 탐지 기술이 활발하게 연구되고 있다. 그러나 기계학습 자료 생성 시 단순한 영상 처리 기법들만 활용되고 있고, 탄성파 탐사나 GPR 자료 처리에 시도되었던 여러 기법들은 충분히 활용되지 못하고 있다. 이 연구에서는 지하 공동의 탐지가 대부분 회절파의 탐지에 의해 이루어진다는 점에 착안하여 GPR 자료로부터 회절파를 분리하여 YOLO v5 모델을 이용한 도로 하부 공동 탐지 모델의 성능을 향상시켰다. 탄성파에서 개발된 기계학습 기반 회절파 분리 기법을 GPR 자료에 맞게 변형한 후, GPR 현장 자료에서 회절파를 분리하여 공동 탐지 모델의 입력으로 사용하였다. 서울시 공공 개방 GPR 자료를 이용하여 제안된 방법의 성능을 검증한 결과, 회절파 분리를 이용했을 때 더 정확하게 공동 및 지하 구조물을 탐지하는 것을 확인하였다. 또한 제안된 회절파 분리 기법은 향후 GPR 탐사가 이용되는 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.231-248
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• 2017

서울시는 도심지 교통체증을 해결하기 위해 최근 경부고속도로의 일부 구간을 복층터널로 계획하는 방안을 검토하고 있다. 도심지에 복층터널을 건설할 경우, 교통난 해소뿐만 아니라 말레이시아 스마트 터널과 같이 홍수 시 침수방지를 위한 저류시설로도 활용할 수 있을 것으로 본다. 그러나 도로터널을 복층터널로 계획할 경우에는 각 지역을 연결하는 분기터널이 필요하며, 분기터널은 토피가 낮은 구간에 편평율이 큰 대단면 또는 복잡한 터널 단면형상으로 이루어지게 된다. 이때 토피가 낮은 지역에서는 지하 공동구나 건물 기초 등에 인접하여 위치하게 되며 터널 건설로 인해 지장물에 미치는 영향에 대해 반드시 검토해야 한다. 본 연구에서는 복층터널에서 분기되는 터널 굴착 시, 지하 공동구에 미치는 영향을 수치해석을 통해 분석하였다. 변위조절모델(Displacement Controlled Model)을 이용하여 터널 주변의 지반손실률을 1.0%, 3.0%, 그리고 5.0%까지 모사하였다. 복층터널에서 분기되는 각도를 $45^{\circ}$와 $36^{\circ}$로 다르게 설정하여 공동구 측면 및 하부로의 접근을 고려할 수 있도록 하였다. 그 결과, 일반적으로 분기터널이 공동구에 근접할수록 그리고 지반손실률이 클수록 변위, 각변위 그리고 안정성에 미치는 영향이 큰 것으로 타나났다. 공동구 바닥부의 침하와 공동구 부재의 안정성에는 이격거리 보다는 공동구의 하부에 근접하여 큰 변위와 부등침하를 유발할 수 있는 각도 $36^{\circ}$, 이격거리 10 m가 가장 취약한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 근접시공 시 구조물의 안정성 평가를 위한 각변위-거리/직경 관계를 제시하였으며, 지하 공동구 안정성에 영향을 미치는 한계 임계 지반손실률을 산정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.304-304
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• 2011

최근 도시화에 따른 인구증가와 더불어 도로포장 등 불투수면적의 증가로 인하여 우기시 빗물 침투가 차단되어 도심의 지하수위가 저하되며 토양의 건토화, 열섬현상 등의 문제가 발생하게 되었다. 이러한 문제점에 착안하여 본 연구에서는 투수효과를 최대한 고려할 수 있는 고강도의 친환경 콘크리트 블록(에크스톤 바이오 블록; ECOSTONE-BIO BLOCK)을 개발하였으며 기존 콘크리트 블록의 자연적 빗물침투 억제의 문제점을 일부 개선하였다. 본 블록은 캡슐공법을 사용하여, 공극률은 높이면서(투수성 향상), 강도와 내구성이 유지됨은 물론 캡슐안에 황토성분을 첨가하여, 바이오적인 기능 및 재생골재를 이용한 친환경적 제품으로 투수성, 내구성, 기능성을 극대화 시켰다. 또한 제품표면은 천연 백색돌맹이, 흑색돌맹이의 배합으로 자연석재 느낌을 구현하였으며, 쇼트블라스트 및 커링 표면공정으로 미끄럼저항지수를 조절할 수 있어, 기존 콘크리트 보도블록에 비해 투수율, 내구성, 기능성, 안전성이 우수하여, 안전한 보행환경이 가능한 것으로 분석되었다. 마지막으로, 주변 환경과 잘 어울리도록 디자인된 바이오기능성 친환경 블록으로 도심지역 시공시 투수효과에 따른 지하수고갈방지 및 침수피해에 도움을 주리라 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.599-615
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• 2022

한강과 같은 하저지반을 안전하게 굴착하기 위해서는 고수압 막장면에 대응할 수 있는 이수식 쉴드 TBM 공법을 적용한다. 이수식 쉴드 TBM 공법은 지하철 프로젝트에 널리 활용되어 왔는데 도심지 지하철 공사는 지하에서 연결되기 때문에 굴착토를 대부분 전량 사토해왔으며 필터케이크(벤토나이트)도 폐기물처리를 했다. 이와 달리 도로공사는 절성토의 최적화를 위해 굴착되어 나온 토석을 외부로 반출하는 것이 아니고 대부분 성토재로 활용하는 특징이 있어 굴착토의 활용방안이 프로젝트 성공의 중요한 요소가 된다. 이수식 쉴드 TBM 공법에서 굴착토는 이수재로 사용하는 벤토나이트와 굴착된 토사, 풍화암, 연경암 등이 섞여서 배니관을 통해 이수처리플랜트로 운송되면 이수처리플랜트에서 처리과정을 거쳐 크기별로 분리 배출된다. 이러한 굴착토 중 세립질의 토사는 필터케이크와 함께 폐기되어 왔으나 그 성분에 독성이 없고 조립토와 적정 비율로 혼합하여 사용하면 성토재의 품질기준을 만족할 수 있어 그 활용방안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 이수식 쉴드 TBM 공법의 굴착토의 활용에 있어 제도적·기술적 기준을 고찰하여 필터케이크와 골재를 도로공사의 성토재로 활용하는 방안을 도출하였다. 벤토나이트는 몬모릴로나이트로 구성된 점토이며 터널 원지반의 굴착토 또한 독성이 없는 상태로 이를 폐기물 처리하는 것은 사회적 비용이 낭비될 수 있기에 오히려 귀중한 자원으로 재활용하여 향후 이수식 쉴드 TBM 프로젝트를 수행하는 지하공간 개발사업에 도움이 되고자 기대한다.

• Spatial Information Research
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• 제16권1호
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• pp.65-77
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• 2008

GPS를 이용하여 이동 차량의 현재 위치를 정의하는 기술이 많이 연구되어 왔다. 그러나 GPS를 이용한 차량안내 시스템은 실시간으로 변하는 주차 상황과 도로 조건을 고려한 최적화된 주차 경로를 검색하는데 어려움이 있다. 또한, GPS 시스템은 고층빌딩, 지하주차장과 빌딩내부 도로에서는 동작하지 못한다. 반면, RFID를 사용할 경우 도심의 밀집지역내에서도 실시간 주차 및 도로 현황을 반영할 수 있다. 이 논문에서는 실시간 제약 조건을 고려한 RFID 기반 주차경로 안내 시스템을 제안한다. 구현 결과는 주차장 및 도로 정보의 변화를 즉시 감지한 후 새로운 경로를 적절히 안내할 수 있음을 보여 주었다. 이동 중 주차장이 만차일 경우 시스템은 즉시 새로운 경로를 재추출해서 고객의 모바일 단말기로 전송한다. 그리고 지정된 경로상의 도로가 갑작스런 사고나 공사 중일 때는 우회 경로를 안내한다. 제안한 기법은 진보된 통합 주차 관제 시스템에서 유용하게 사용될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.309-316
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• 2020

본 연구는 도로 공간의 입체적 활용을 통한 도심재생 방안연구의 일환으로 일본의 입체도로제도에 대해서 분석하였다. 일본의 입체도로제도는 도로법, 도시계획법, 건축기준법의 3개의 법률을 일체적으로 운용해 왔으며, 특히 최근에는 도시계획법과 건축기준법이 개정되어 지구정비계획으로 중복이용구역이 설정된 모든 도로에서 입체도로제도의 적용이 가능해졌다. 입체도로제도 장점은 토지소유권자의 경우 도로상하공간의 이용이 자유로워지기 때문에 거주·영업이 지속가능하며, 도로관리자의 경우 도로로 이용하고자 하는 부분만 권리를 취득하기대문에 용지 취득비가 절감되는 장점이 있다. 또한 지역개발 측면에서 대규모 도로정비에 있어서 지역단절 개선 및 양호한 시가지를 형성할 수 있다. 입체도로제도의 적용 유형에 있어서는 고가도로, 지하도로, 자유통로, 주차장, 모노레일 등에서 일체구조와 분리구조의 형태로 다양하게 나타나고 있는데 도로를 일체적으로 정비하여 도로 상공에 건축물이 들어서 사업성 향상을 도모하고 있다. 또한 개발수법의 경우 도로와 건축물의 일체적 정비가 가능하여 개발계획의 자유도가 향상되며 도로법에 의한 관리 및 법률에 기초한 권한을 행사하여 관리상의 안정성 향상을 도모하고 있다. 이처럼 입체도로제도를 적용, 도로 공간의 입체적 활용을 통하여 제한된 가용부지를 최대한으로 활용하고 필요한 기능을 확보하여 개발지역의 지속가능성 및 양호한 시가지를 형성하고 있다.