• 한국도로학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.101-110
• /
• 2007

국내 줄눈콘크리트 포장의 줄눈간격은 6m로 획일적으로 설계 건설되어 왔으며 이에 대한 과학적 근거는 제시된 바 없었다. 현재 진행중인 한국형 포장설계법 개발에서는 국내 지역별 기후조건 등을 고려하여 줄눈간격 변화에 따른 줄눈콘크리트 포장의 장 단기 파손을 역학적-경험적 방법을 토대로 분석하여 줄눈간격을 지역별로 $6{\sim}8m$로 설계할 것을 제시한 바 있다. 본 연구는 한국형 포장설계법에서 제시한 줄눈간격 잠정안에 대한 타당성을 검증하기 위한 연구의 일환이다. 줄눈간격이 증가할 경우 시공초기에 하중전달률의 변화, 무작위균열 등의 발생가능성에 문제점이 없는지를 검증하기 위해서 한국형 포장설계법의 줄눈간격 잠정안에서 줄눈간격이 7m로 제시된 지역에 대해서 7m 줄눈간격으로 시험시공하고 초기거동을 모니터링 하였다. 하중전달률, 무작위균열, 줄눈폭변화 등 모니터 링 결과를 시공조건이 동일한 인접 6m 줄눈간격 비교구간의 초기거동과 비교분석하였다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
• /
• 대한자원환경지질학회 2000년도 춘계 공동학술발표회
• /
• pp.14-15
• /
• 2000

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2003년도 학술발표회논문집(2)
• /
• pp.759-762
• /
• 2003

• 한국도로학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.51-59
• /
• 2011

온도와 습도 변화에 의해 수축될 경우 콘크리트 포장 슬래브에는 인장응력이 생기고 이로 인해 무작위 균열이 발생한다. 일정한 간격으로 줄눈을 설치하고 균열을 유도함으로써 슬래브에 발생하는 인장응력을 줄이고 무작위 균열을 최소화할 수 있다.줄눈간격이 너무 넓으면 무작위 균열, 줄눈부 파손, 하중전달률 저하가 일어나고, 반대로 줄눈간격이 너무 좁으면 공사비 증가와 승차감 저하가 유발된다. 본 연구에서는 콘크리트 포장의 역학적-경험적 줄눈간격 설계방법을 개발하였다. 이를 위하여 우수한 공용성을 보이는 콘크리트 포장 구간 중 구조적 및 환경적으로 가장 취약한 구간을 찾고 그 구간에 대한 유한요소해석으로 설계기준강도를 결정하였다. 기존 연구결과를 참고하여 하중전달률이 급격히 낮아질 때의 줄눈폭을 허용줄눈폭으로 결정하였다. 유한요소해석으로 계산된 설계대상구간의 최대인장응력이 설계기준강도를 초과하지 않는 최대줄눈간격을 찾아냈다. 그리고 이 줄눈간격으로 예측된 최대줄눈폭을 허용줄눈폭과 비교하였다. 본 연구에서 개발된 방법을 설계 중인 함양-울산 고속도로의 두 공구에 적용해 보았다. 기존보다 넓은 8.0m의 줄눈간격으로 시험시공된 구간과 동일한 줄눈간격이 본 연구의 설계방법으로 계산되었다. 공용 6년 후 측정된 시험시공 구간의 매우 낮은 균열률로 본 연구에서 개발된 설계방법이 검증되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권1D호
• /
• pp.57-65
• /
• 2008

콘크리트 포장의 줄눈은 초기 콘크리트 슬래브에 건조수축과 온도변화에 의한 무작위 균열이 발생하지 않도록 해주어 도로포장의 공용성 향상에 기여한다. 하지만 콘크리트가 충분히 양생되기 전에 수행된 줄눈 절단 작업은 줄눈 주변의 콘크리트에는 미세균열 등의 손상을 발생시키고 이로 인하여 반복적인 교통 및 환경하중에 의한 줄눈부의 파손이 장기적으로 발생한다. 본 연구에서는 이러한 인위적인 줄눈 절단작업 때문에 발생할 수 있는 줄눈부 파손을 감소시키기 위하여 선행연구를 통해 개발된 100mm, 150mm, 220mm 높이의 줄눈균열 유도장치와 다양한 깊이를 갖는 균열유도 홈을 시험시공 구간에 설치하고 줄눈균열의 발생과 거동을 약 5개월에 걸쳐 조사하였다. 그 결과, 줄눈균열 유도장치의 높이가 높을수록 균열유도 효과가 높은 반면 줄눈균열의 거동은 큰 것으로 나타났다. 향후 추가적인 조사와 줄눈균열 유도장치의 개선을 통하여 균열유도 효율을 높이고 줄눈의 성능을 향상시켜야 할 것으로 판단되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.917-920
• /
• 2008

ECC는 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 통하여 균열의 폭을 제어함으로써 미세한 다중 균열(multiple cracking)을 발생시키면서 인장변형률 경화 거동을 보이는 섬유복합재료이다. 따라서 다중 균열과 인장변형률 경화 거동을 보일 수 있도록 마이크로역학에 기반하여 재료를 설계한다. 이 연구에서는 ECC의 다중 균열과 변형률 경화 거동을 모사할 수 있는 해석 방법을 제시하고자 한다. 이 과정에서 균열 면에서 이론적으로 유도된 가교응력-개구변위 관계에서 섬유의 방향과 유효 섬유의 개수를 고려하여 수정된 응력-변위 관계를 사용하였으며, 매트릭스 및 섬유-매트릭스 계면의 불확실성을 고려하기 위하여 각 요소의 매트릭스 균열 강도(${\sigma}_{fci}$) 및 탄성계수($E_{ci}$), 균열면 최대응력(${\sigma}_{Bi}$) 및 변위(${\delta}_{Bi}$), 계면의 화학적 부착에 의한 균열면의 초기응력(${\sigma}_{0i}$), 균열 간격(${\alpha}_cX_d$)이 일정 범위 내에서 무작위로 선택되도록 하였다. 해석결과 변형률 경화거동 및 최대 변형률을 충분히 모사할 수 있는 것으로 나타났으며, 균열 개수 및 균열면의 강성이 해석의 중요한 변수임을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권4A호
• /
• pp.353-359
• /
• 2010

시멘트계 기질을 사용하는 복합재료는 재료 양생 과정에서 발생하는 건조수축 균열에 취약하다. 본 연구에서는 파이버 보강 콘크리트의 건조수축에 의한 파괴 거동을 시뮬레이션 하고, 파이버의 조건이 균열 특성에 미치는 영향에 대해 분석한다. 수치 해석 모델은 무작위 격자 형태의 기하학적 구조를 공유하는 관로 요소와 rigid-body-spring 요소로 구성되는데, 각 요소가 담당하는 비역학적-역학적 거동의 커플링에 의해 건조수축이 표현된다. 파이버 보강을 모델링하기 위해 rigid-bodyspring network 내부의 semi-discrete 파이버 요소를 적용하였다. KS F 2424 자유 건조수축 실험을 해석하고 시간에 따른 건조수축 변형률 변화를 비교함으로써 재료의 건조수축 관련 계수들을 산정한다. 다음으로 여러 파이버 혼입률에 대해 KS F 2595 구속 건조수축 실험을 시뮬레이션 하고 균열 발생 일자를 선행 실험 결과와 비교하여 해석 모델의 타당성을 검증한다. 또한, 파이버의 길이와 표면 형태를 변화시켜 건조수축 균열 해석을 수행하고 최대 균열 폭을 측정하여 시뮬레이션에서 나타나는 균열 제어 효과를 판단한다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.458-465
• /
• 2018

연구목적: 철도 안전에 영향을 미치는 콘크리트 궤도는 이미지분석 기술을 사용하여 균열을 감지 할 수 있으나 균열을 검출하기 위한 콘크리트 궤도 및 표면 오염의 조건이 균열검측에 방해되므로 이를 효과적으로 제거하기 위한 방법이 필요하다. 연구방법: 본 연구에서는 한국 철도의 균열을 효과적으로 감지하기 위한 이미지 분석 기법을 적용한 프로세스를 제안하고 실험 모듈을 통해 취득된 이미지를 분석하여 성능을 검증하였다. 또한, 우리는 제안된 Gabor Filter Bank 기법을 사용하여 철도 콘크리트 도상 이미지를 획득한 데이터 중 무작위로 선택된 2000개의 이미지를 개발된 프로세스를 통해 자동 균열 검측을 수행하여 타당성을 검토하였다. 연구결과: 연구에서 제안된 시스템으로 균열 검측 결과 탐지율이 약 94% 성능으로 검토되었으며 취득된 철도콘크리트도상이미지의 균열이 동일한 크기와 형식으로 일치하였다. 결론: Gabor Filter Bank를 사용한 균열 검측법은 한국 철도의 콘크리트 궤도도상에 노이즈를 포함한 균열 이미지에 효과적으로 분석되는 것을 확인 할 수 있었다. 이 시스템은 기존의 인간 위주의 철도 산업에서 자동화 된 유지 관리 시스템이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.165-176
• /
• 2001

줄눈콘크리트포장의 줄눈은 온도 및 습도변화에 기인하여 발생하는 슬래브내에 무작위하게 발생하는 균열을 제어할 목적으로 설계된다. 이러한 인위적인 균열 (줄눈)은 자연발생적인 균열에 비하여 줄눈채움, 하중전달장치등의 보호대책을 강구하는 것이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 줄눈채움의 잠재적인 이점은 표면수의 하부층으로의 침투로 인한 하부층의 약화 및 비압축성 물질 (작은 입자위 골재)의 줄눈내에 끼어듦으로 인한 스폴링을 방지하는데 있다. 합리적인 줄눈 채움의 설계를 위해서는 줄눈폭의 변화 (줄눈의 수평 움직임)의 산정이 중요한 입력요소이다. LTPP SMP 연구에 포함된 16개의 줄눈콘크리트포장의 줄눈의 수평움직임에 대한 장기 현장계측자료를 토대로 상당수의 줄눈에서 수평움직임을 허용하지 않고 있다는 것이 밝혀진바 있다. 이러한 현상을 줄눈잠김이라고 한다. 줄눈잠김이 발생하는 원인은 설계상에 계획된 줄눈부의 균열이 발생하지 않기 때문이라고 추정된다. 본 연구에서는 임의의 줄눈콘크리트포장에서 줄눈잠김의 비율을 예측할 수 있는 모델을 제시하였고 줄눈 잠김이 포장체의 성능에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.75-89
• /
• 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.