• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권2호통권31호
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• pp.159-169
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• 1997

최근 중화물 차량의 적재율 증가와 교통량의 증가 등으로 인해 강도로교에서는 반복하중에 의한 피로손상이 많이 발생하고 있으며 이러한 손상은 교량의 안전성에 심각한 영향을 미치고 있다. 따라서 사용기간 동안에 발생하는 피로손상을 합리적으로 반영할 수 있는 피로설계하중을 결정하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 먼저 미국 AASHTO의 LRFD 피로설계방법을 고찰하였으며 그 결과 교폭에 관계없이 1대의 피로설계트럭을 재하하여 설계하는 것은 일정한 안전수준을 확보하지 못하는 것으로 분석되었다. 따라서, 교폭에 따라 설계하중 재하방법을 다르게 하는 것이 보다 일관성 있는 안전수준을 가지는 것으로 나타났으며 본 연구에서는 다양한 교량구조형식과 통행특성에 따라 발생하는 피로손상을 합리적으로 반영할 수 있는 피로설계하중의 재하방법과 수준 및 형식을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.799-808
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• 2008

국내 교통 현실을 반영한 중(重)차량에 대한 하중 분석은 케이블 교량의 유지관리시 잔존수명 예측을 위한 피로하중모델 개발이나 교량의 설계시 해석에 필요한 활하중 모델 개발시 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서는 강합성 사장교 상부구조 하면에 설치된 변형률 센서에서 측정한 신호를 이용하여 교량을 주행하고 있는 중차량의 하중정보를 얻기 위하여, 인공신경망 및 영향선을 이용한 차량하중분석시스템을 개발하였다. 인공신경망의 학습과 테스트를 위한 데이터 확보에 있어서 이론적인 수치 시뮬레이션을 통하지 않고, 실제 교량을 주행하는 임의 차량에 대해 직접 측정한 데이터를 이용하였다. 또한, 학습된 신경망의정확도를 검증하기 위하여 3종류의 시험재하차량을 반복 주행시켜 구한 값과 계량소에서 측정한 정적 값을 비교하였다. 교량의국부거동을 고려하기 위하여 가로보를 이용하였고, 인공신경망을 이용한 방법과 영향선을 이용한 방법의 분석결과를 비교한 결과, 인공신경망이론을 적용한 분석방법이 하중 판별의 정확도에 있어서는 영향선 분석방법보다 높은 정확도를 얻을 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제2권4호
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• pp.91-98
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• 1990

시멘트콘크리트 포장의 세로줄눈 및 가로줄눈은 교통하중의 반복이동에 의한 포장슬래브의 단차현상을 억제하고, 하중, 온도 및 습도변화 등에 의하여 발생하는 응력 및 변형을 효율적으로 조절하기 위하여 설치된다. 그러나, 노반공극수의 동결융해, 지하수위의 변화, 줄눈부의 펌핑 및 단차현상으로 지반지지력이 저하되면 줄눈부에 국부적 응력집중이 발생하여 하중분산응력이 저하됨은 물론 포장의 공용성 및 안전성을 크게 위협하게 된다. 따라서 시멘트콘크리트 포장을 효율적으로 유지관리하고 사용성을 확보하기 위해서는 줄눈부의 하중전달특성을 보다 엄밀히 반영할 수 있는 해석모델이 정립되어야 하며, 이를 토대로 체계적인 유지관리 시스템이 개발되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 줄눈부의 거동을 다우얼바의 연결작용, 골재 맞물림작용 및 타이드키 작용으로 구분한 후, 포장체의 특성에 따라 이들의 영향을 포장슬래브의 구조해석에 선택적으로 반영시킬 수 있도록 해석프로그램을 개발하였다. 포장슬래브의 거동평가를 위하여 Winkler 기초모델 및 탄성지반 위에 놓인 판이론을 적용하였으며, 4절점 사각형 유한요소를 사용하여 줄눈요소의 강성 매트리스를 전 해석과정에 반영하였다. 한편, 본 연구의 해석결과를 Huang의 수치예에 비하여 Arlington 실험값에 더욱 근접된 경향을 보이므로 매우 효율적인 것으로 평가된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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• pp.442-448
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• 2003

최근 장대교량의 건설이 증가하고 지진에 대한 관심이 고조되면서 교략의 내진설계와 면진설계가 교량설계의 주요항목으로 자리잡게 되었다. 특히 최근 ILM교량과 같은 다경간 장대교의 경우 지진시 교량의 상부구조와 하부구조를 격리시켜 주기를 변화시키는 LRB를 이용한 면진설계가 주로 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 국내에는 Mt5의 거동과 기본성능에 대한 실험데이터가 절대적으로 부족하며, 따라서 그 특성을 엄밀히 검증하지 못한 채 고속도로 및 국도상의 교량에 LRB를 다수 사용하고 있는 현실이다. 본 연구에서는 실교량에 사용될 LRB에 대하여 기본성능 중의 하나인 피로마모시험을 수행함으로써 온도하중과 같은 반복하중에 대한 LRB의 피로거동을 모사하고 피로시험 전.후의 기본성능의 변화를 파악하였다. 이러한 LRB의 기본성능에 대한 실험온 LRB의 성능에 대한 검증과 함께 LRB의 거동에 대한 불확실성을 줄일 수 있는 기본 자료로 축적할 수 있으며, 현재 한국도로공사 도로교통기술원에서 마련중인 지진격리장치(LRB) 성능시험기준(안)의 정립에 기초 자료로참고하고자 한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.21-30
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• 2011

콘크리트 포장의 다웰바는 교통하중을 줄눈 넘어 인접한 슬래브로 전달하는 하중전달장치이다. 현재 국내에서 사용되는 다웰바는 원형봉강으로 교통하중과 환경하중으로 인해 반복적으로 발생하는 전단응력과 휨응력에 대해 높은 내구성을 갖고 있다. 그러나, 강재 다웰바는 장기간 공용시 줄눈틈, 포장 하부 등으로 침투한 수분으로 인해 부식이 발생한다. 특히, 겨울철에 사용되는 제설용 염수와 접촉할 경우 부식은 급격히 진행된다. 다웰바에 부식이 발생하면 부피가 증가하여 줄눈의 거동을 방해하며 유효단면적의 감소로 하중전달효과가 떨어질 수 있다. 이와 함께 지속적인 원자재 가격의 상승으로 강재 다웰바의 가격 경쟁력이 크게 낮아지고 있다. 이러한 강재 다웰바의 문제점은 새로운 재료를 사용한 대체 다웰바의 개발로 이어지고 있다. 본 연구에서는 높은 인장강도, 높은 내부식성을 갖춘 FRP(fiber reinforced plastic)를 튜브 형태로 제작하고 그 속을 고강도 무수축 모르타르로 충진한 FRP 튜브 다웰바에 대한 역학적 두께 설계를 실시하였다. 역학적 두께 설계의 기준으로 다웰바와 콘크리트 면 사이에 발생하는 지압응력을 사용하였다. 지압응력의 산정을 위하여 다웰바에 전달되는 교통하중을 이론식과 유한요소해석을 통해 산출하고 실내시험을 통해 FRP 튜브 다웰바의 물성을 측정하였다. 그 결과, 직경 32mm, 40mm FRP 튜브 다웰바 모두 지압응력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 국내 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브 하부에 강성이 큰 린 콘크리트층을 사용하기 때문에 다웰바에 전달되는 교통하중이 적고 이로 인해 지압응력도 낮아져 상대적으로 적은 직경의 FRP 튜브 다웰바의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.5-13
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• 2004

기존의 흙을 사용하여 건설된 철도 노반은 반복적인 교통하중의 증가, 열차속도의 향상, 노반상으로의 지하수의 유입, 노반의 배수능력 저하 등의 이유로 인해 시간경과에 따라 쉽게 그 기능을 상실할 수 있다. 본 연구에서는 실대형시험과 수치해석을 수행함으로씨 철도노반으로서의 쇄석강화노반의 성능을 평가하였다. 쇄석강화노반의 탄$.$소성 연직변위는 모사열차하중의 재하횟수에 관계없이 일반 흙노반에 비해 작은 응답특성을 보였으며, 동일한 노반 부설두께에서는 노반반력계수의 증가에 따라 감소하며, 동일한 강성인 경우 노반 부설두께 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 하지만, 쇄석강화노반의 부설두께에 비해 노반의 강성이 궤도에 발생하는 전체 소성 연직변위에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.69-76
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• 2005

반복적인 교통하중은 아스팔트 포장에 손상을 누적시키는 반면, 휴식기 동안 아스팔트 혼합물에는 축적된 손상의 회복현상이 지속적으로 일어난다. 이러한 손상회복 현상은 아스팔트 포장의 피로수명을 증가시킨다. 본 연구에서는 간접인장시험을 이용하여 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 측정할 수 있는 시험방법을 개발하고, 이를 통해 일단 아스팔트와 개질 아스팔트를 포함하는 총 네 가지 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 평가하였다. 본 연구에서 개발한 손상회복시험은 반복재하시험과 일련의 $M_R$시험으로 구성된다. 반복재하시험과 $M_R$ 시험 동안 회복변형 (resilient deformation)을 측정하고 응력과 변형률을 이용하여 DCSE (Dissipated Creep Strain Energy)를 구하고 이를 통해 아스팔트 혼합물의 손상회복특성을 평가할 수 있는 파라메터로서 $DCSE/DCSE_{applied}$를 이용한 정규화된 손상회복속도 (normalized healing rate)를 제안하였다. 실험결과, 아스팔트 혼합물의 손상회복속도는 온도가 증가함에 따라 지수 함수적으로 증가함을 알 수 있었으며, 아스팔트 혼합물의 손상회복특성은 폴리머 개질과 같은 아스팔트 바인더의 특성보다는 아스팔트 함량과 같은 혼합물의 구조적인 특성에 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.819-829
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• 2008

콘크리트 포장에 반복적으로 재하되는 차량의 하중에 의하여 슬래브의 동적강도는 꾸준히 감소하며 장기적으로 피로균열이 발생한다. 온도와 수분의 분포에 의하여 슬래브 내에는 항상 응력이 도입되어 있으므로 이를 고려한 후 차량하중의 영향을 추가해야만 보다 정확하게 콘크리트 포장의 피로수명을 예측할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존에 개발된 대표적 피로모형들의 각종 인자들을 평가하고 모형으로부터 데이터를 추출하여 환경하중을 고려하는 새로운 피로모형을 개발하였다. 국내 각 지역의 기상 및 교통조건을 사용하여 국내에서 일반적으로 시공되는 콘크리트 포장에 대한 피로해석을 수행하여 개발된 피로모형의 적용성을 평가하였다. 슬래브 하부에서 발생한 상향의 균열보다는 슬래브 상부의 인장응력에 의한 하향의 균열이 피로파손의 주요한 원인으로 판단되었다. 본 연구결과를 바탕으로 한 후속 연구를 통하여 차량의 속도가 고려된 피로해석도 수행될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.13-23
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• 2004

본 논문은 국내의 콘크리트 교면포장에 주로 발생하는 아스팔트 포장의 파손유형들에 대한 현황 분석과 교량 상판과 포장의 상호작용 해석을 실시하여 주된 파손유형을 제시하고자 한다 연구의 범위는 PSCI형교, 철근콘크리트 슬라브교와 라멘교를 각각 대상으로 하였다. 조사결과 콘크리트 교면 아스팔트 포장의 주요 파손들은 소성변형, 포트홀 그리고 피로균열 순으로 확인되었다. 또한 교면 아스팔트 포장에 발생되는 피로균열의 경우 주된 파손인자가 교통하중의 반복보다는 포장의 노후화나 재료의 박리와 같은 재료 문제로 추정되며 실제조사에서도 콘크리트 교량의 경우 미세한 파손의 빈도가 높고 박리가 있는 지점에서 균열이 상대적으로 많이 발생되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권9호
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• pp.55-69
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• 2013

본 설계법은 기존 탄성이론에 근거한 강화노반 설계방법의 대안으로 노반의 소성침하와 열차 반복하중에 따른 응력-변형 특성을 고려한 노반 설계 방법이다. 특징은 설계자가 요구하는 허용설계기준에 따라 교통하중과 열차 년간 통과톤수에 따라 노반의 탄성변위 뿐만 아니라 소성침하량을 평가할 수 있다. 본 설계법을 이용하여 허용 탄성 및 소성 침하량, 열차 속도 및 총통과톤수등의 설계조건을 고려하여 호남고속철도 표준노반단면에 적용하였다. 그 결과 노반의 회복탄성계수 모델인자($A_E$), 일축압축강도, 흙 재료 종류 등의 요구수준 등을 평가할 수 있다.