• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.59-68
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• 2009

온도 및 수분의 영향에 의하여 발생한 콘크리트 포장 슬래브의 컬링(curling)과 와핑(wraping)의 비틀림 거동은 자중이나 마찰력 등에 의하여 구속되며 이로 인하여 응력이 발생된다. 슬래브 내부의 온도 변화에 의해 발생한 응력은 상용 구조해석 프로그램으로 쉽게 계산할 수 있지만 습도 차이에 의하여 발생되는 응력은 기존 프로그램으로는 계산하기 어렵다. 따라서, 슬래브의 거동에 미친 습도의 영향이 등가의 온도로 환산되어 구조해석에 입력값으로 사용된다면 보다 정확하게 환경하중에 의한 슬래브의 거동을 예측할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 콘크리트 슬래브를 현장에 시공하여 환경하중에 의해 발생된 변형률을 장기적으로 측정하였으며 실내에서 측정된 콘크리트 시편의 열팽창 계수를 사용하여 열변형률을 추출하였다. 나머지 변형률인 건조수축변형률을 추가적인 열변형률이라고 가정하고 이를 열팽창 계수로 나누어 줌으로써 건조수축과 등가의 영향을 갖는 가상의 온도가 계산되었다. 자중이나 마찰력 등이 고려되도록 기존 건조수축 모형을 수정하였으며, 이를 이용하여 슬래브 상부와 하부 상이에 발생한 건조수축의 차이를 등가의 온도차이로 환산할 수 있는 모형을 개발하였다. 보다 정확한 응력계산을 위하여 압축변형률의 지속적 증가에 따른 인장응력 감소에 관한 추가적인 연구가 이어질 것이다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1683-1691
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• 2013

콘크리트 표면절삭 작업은 포장면의 노화 또는 파손으로 인한 보수작업과 그루빙(Grooving) 시공을 통한 포장면의 배수능력을 강화하거나 평탄성을 확보를 위하여 자주 적용되는 공법이다. 그러나 그 작업특성이 노동집약적이고 분진, 슬러지, 소음 등으로 인한 유해한 작업환경을 보유하고 있으며 장비를 다루는 기능공의 숙련도에 따라 생산성 및 절삭품질의 편차가 큰 경향이 있다. 따라서 장비 조종자가 각종 위험에 노출되지 않도록 하기 위한 원격조종 콘크리트 표면절삭 장비 개발이 필요하다. 원격 조종 환경에서는 조종자가 객관적인 절삭 품질을 확인함과 동시에 장비가 계획 경로에 따라 작업이 올바르게 수행되고 있는지를 확인할 수 있도록 하는 지원시스템이 필요케되는 바, 본 연구에서는 머신비전 시스템(Machine Vision System)과 GPS를 적용하여 네트워크 카메라로 촬영한 절삭면의 이미지를 디지털 영상처리(Image Processing)과정을 거쳐 객관적이며 품질관리 프로세스가 자동화된 시스템을 구축하였다. 또한 장비의 현재 위치와 방향, 속도, 계획된 경로와의 오차정보 그리고 작업의 진척도 등을 종합적으로 산출하여 워크 스테이션에 표시함과 동시에 머신 비전 시스템에 의한 작업 품질 정보와의 통합을 위한 프로그램을 개발하였으며, 현장 적용 테스트를 통해 본 기술을 검증하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.55-62
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• 2006

연속철근콘크리트포장에서 횡방향 균열은 초기의 온도와 습도변화로 인해 발생하며 횡 방향 균열의 폭과 간격은 하중전달효율 및 펀치아웃과 같은 포장공용성에 직접 관련된다. 또한, 연속철근콘크리트포장에서 균열폭은 콘크리트의 건조수축 뿐만아니라 소위 특성 온도변화 시점으로 정의되는 "제로-스트레스 온도"에 의존한다. 연속철근콘크리트포장의 양호한 장기공용성을 위해서 횡방향 균열은 매우 작은 폭으로 유지될 필요가 있으며 초기재령 에서 온도제어는 이를 위한 필수요소라 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 페이브프로를 사용하여 콘크리트 온도를 예측하였으며 현장실험을 통한 실측온도와 비교하고 균열조사를 수행하였다. 본 연구로부터 도출된 결과는 첫째, 실측온도는 $0.2\sim4.5^{\circ}C$의 범위에서 예측온도보다 큰 것으로 나타났으며 정확한 콘크리트 온도예측을 위해서는 수화특성치로 고려되는 활성화 에너지와 단열온도상수가 입력변수에서 정확히 고려되어야 할 것으로 판단되었다. 둘째. 콘크리트 타설 후 24시간 이내의 온도는 오후에 비하여 오전에 타설된 콘크리트에서 더 크게 나타났으며 최대온도는 정오에 타설된 온도에서 발생되었다. 마지막으로 재령 12일에 조사된 균열발생률은 오전에 타설된 구간에서 25% 증가되고 그 만큼 균열간격은 감소하는 것으로 나타났다. 이 결과로부터 최대 콘크리트 온도는 균열발생에 크게 영향을 미치며 콘크리트 온도제어는 연속철근콘크리트포장의 양호한 공용성을 위해 필요할 것으로 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.991-998
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• 2016

초기평형상태를 만족하는 간략해석법(Jung et al., 2015)의 무응력길이를 이용하여 사장교의 임의 시공단계를 직접적으로 모사할 수 있는 무응력길이 기반의 시공단계 해석법을 제시하고, 이 방법의 효용성과 정확성을 보이고자 한다. MIDAS해석 시 unknown load factor기능을 이용한 초기형상해석과 lack of fit force기능을 이용한 순방향해석을 실시하는데 반하여 ULM (unstrained length method)해석법은 무응력길이만 알고 있으면 중간단계를 거치지 않고 직접적으로 특정중간단계를 해석할 수 있다. 2차원 인천대교모델을 구축하고 ULM과 MIDAS를 각각 적용하여 시공단계해석을 수행하고, 수치예제를 통하여 두 해석결과를 분석한 결과, 완공계의 주탑, 주거더의 길이 차이로 인한 오차를 제외하면 비교적 서로 일치하는 결과를 보였다. 아울러, 포장무게와 카운터웨이트를 역으로 재하하여 폐합해석을 수행하고, 결과비교를 통하여 두 해석결과의 타당성을 보였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.37-45
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• 2015

PURPOSES : The purpose of this study is to validate the design criteria of the concrete modular road system, which is a new semi-bridge-type concept road, through a comparison of numerical analysis results and actual loading test results under static axial loads. METHODS : To design the semi-bridge-type modular road, both the bridge design code and the concrete structural design code were adopted. The standard truck load (KL-510) was applied as the major traffic vehicle for the design loading condition. The dimension of the modular slab was designed in consideration of self-weight, axial load, environmental load, and combined loads, with ultimate limit state coefficients. The ANSYS APDL (2010) program was used for case studies of center and edge loading, and the analysis results were compared with the actual mock-up test results. RESULTS : A full-scale mock-up test was successfully conducted. The maximum longitudinal steel strains were measured as about 35 and 83.5 micro-strain (within elastic range) at center and edge loading locations, respectively, under a 100 kN dual-wheel loading condition by accelerating pavement tester. CONCLUSIONS : Based on the results of the comparison between the numerical analysis and the full-scale test, the maximum converted stress range at the edge location is 32~51% of the required standard flexural strength under the two times over-weight loading condition. In the case of edge loading, the maximum converted stresses from the Westergaard equation, the ANSYS APDL analysis, and the mock-up test are 1.95, 1.7, and 2.3 times of that of the center loading case, respectively. The primary reason for this difference is related to the assumption of the boundary conditions of the vertical connection between the slab module and the crossbeam module. Even though more research is required to fully define the boundary conditions, the proposed design criteria for the concrete modular road finally seems to be reasonable.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.107-115
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• 2017

PURPOSES : The piezoelectric energy road analysis technology using a three-dimensional finite element method was developed to investigate pavement behaviors when piezoelectric energy harvesters and a new polyurethane surface layer were installed in field conditions. The main purpose of this study is to predict the long-term performance of the piezoelectric energy road through the proposed analytical steps. METHODS : To predict the stresses and strains of the piezoelectric energy road, the developed energy harvesters were embedded into the polyurethane surface layer (50 mm from the top surface). The typical type of triaxial dump truck loading was applied to the top of each energy harvester. In this paper, a general purpose finite element analysis program called ABAQUS was used and it was assumed that a harvester is installed in the cross section of a typical asphalt pavement structure. RESULTS : The maximum tensile stress of the polyurethane surface layer in the initial fatigue model occurred up to 0.035 MPa in the transverse direction when the truck tire load was loaded on the top of each harvester. The maximum tensile stresses were 0.025 MPa in the intermediate fatigue model and 0.013 MPa in the final fatigue model, which were 72% and 37% lower than that of the initial stage model, respectively. CONCLUSIONS : The main critical damage locations can be estimated between the base layer and the surface layer. If the crack propagates, bottom-up cracking from the base layer is the main cracking pattern where the tensile stress is higher than in other locations. It is also considered that the possibility of cracking in the top-down direction at the edge of energy harvester is more likely to occur because the material strength of the energy harvester is much higher and plays a role in the supporting points. In terms of long-term performance, all tensile stresses in the energy harvester and polyurethane layer are less than 1% of the maximum tensile strength and the possibility of fatigue damage was very low. Since the harvester is embedded in the surface layer of the polyurethane, which has higher tensile strength and toughness, it can assure a good, long-term performance.

• 한국조경학회지
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• 제46권3호
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• pp.14-26
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• 2018

생태면적률은 친환경적 공간 개발을 위한 정량적 사전 계획지표이자 건축물과 외부공간의 균형 있는 개발을 유도하는 통합적 지표이다. 그러나 제도 적용상 면적 산정의 오류, 하부 지반과 토심 확보 기준의 미달, 시공 후 실제 생태면적의 감소, 사전 계획지표로서의 기능 저하 등의 문제점들이 지적되어 왔다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 LIM 활용을 제안하였다. 생태면적률의 가중치는 주로 하부 지반과 토심, 피복 유형에 의해 결정되므로 지형과 포장재를 중심으로 연구를 진행하였다. 모델은 정부기관 및 관련 전문단체에서 제시한 BIM 기준과 가이드라인, 지침서를 참고하여 여기에 부합되도록 모델의 작성 범위와 상세 수준을 의미하는 LOD(Level Of Detail)를 설정하고, BIM 저작도구를 선정하여 조경정보모델을 구축하는 방법을 제시하였다. 사례 대상지로는 경사지에 위치한 공동주택단지를 선정하여 3차원적 지형을 모델링하고, 생태면적률과 관련된 속성정보를 포함한 포장재 라이브러리를 제작하였으며, 이들을 토대로 부지의 조경 정보모델을 완성하였다. 그리고 구축된 모델을 활용하여 생태면적률을 산정하고, 계획도와 산정표, 포장 상세도 등 관련 도면을 출력하였다. LIM을 활용함으로써 생태면적률의 기준 적용과 면적 산정이 정확해지고 설계업무의 효율성을 도모할 수 있었으며, 지형과 지하구조물의 관계 등 입체적 형태에 대한 객관적 검토가 가능해짐을 알 수 있었다. LIM 도입을 위해 라이브러리 매뉴얼 또는 템플릿을 작성, 배포하거나 KBIMS 기준에 부합하는 라이브러리 구축에 힘써야 하며, 인증제도에서 BIM 모델을 제출하도록 하는 제도적 전환이 필요하다. 앞으로 생태면적률에 식재 유형별 기준이 도입되어 확대 적용될 것으로 예상되므로 식재 정보 모델 구축과 활용에 대한 후속 연구가 요구된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.11-27
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• 2017

서울시 등의 국내 주요 도심은 지역적 팽창에 따라 도로망 체계가 급격하게 발전하였고 도시민이 안락하고 풍요로운 생활을 영위하도록 전력, 통신, 상수도, 하수도, 냉 난방관로, 가스관 등이 무분별하게 개별 매설되었으며 비효율적으로 개별 관리되고 있다. 국토계획법에서는 Life-Line을 공동 수용함으로써 도로의 반복 굴착을 줄이고 도시 미관의 개선, 포장 내구성 향상에 따른 주행성능 향상 그리고 원활한 교통소통 등을 기대하는 도시계획 시설물로 공동구를 정의하고 있다. 최근 기존 도심지의 재정비 측면에서 쾌적한 도시공간 조성, 지하공간 이용 효율과 도로관리 효율 향상, 지진 및 도로함몰에 대한 재난안전성, 스마트 그리드와 전기자동차 보급과 같은 미래 생활환경 변화에 대한 신속한 대응 등을 기대할 수 있는 기존 도심지의 공동구 설치 필요성이 증가하고 있으나 국내에 설치된 모든 공동구는 신도시 개발에 따라 계획된 Life-Line을 모두 수용하도록 설치한 개착식 공동구 형태이다. 기존 도심지에서는 현재 가동중인 모든 Life-line을 모두 수용할 수 없으므로 도심지 유형별 공동구 설치 타당성 평가시스템을 활용한 설계용량 최적화 등의 새로운 연구가 필요하다. 본 연구는 신도시 공동구를 탈피하고 기존 도심지를 대상으로 평가지표에 의한 정량적 평가모델을 제시 하는 등 유형별 타당성 평가시스템을 세분화하며 정량적 평가시스템의 구현이 가능한 프로그램을 개발해 궁극적으로 도심지 공동구 활성화에 기여하고자 한다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.59-64
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• 2008

포장지역 중 도로는 많은 차량의 운행으로 건조시 각종 오염물질의 축적인 높은 토지이용이며, 불투수율이 높아 강우시 고농도의 비점오염물질의 유출이 발생한다. 특히 도로 노면에서 유출되는 강우유출수는 입자상 물질 및 각종 중금속 등의 함량이 높아 인근 수계 유입시 수질악화 및 수생태계 파괴의 원인으로 작용한다. 도로에 침착되는 오염물질의 원인으로는 차량 통행으로 수반되는 윤활계통의 오일류 누출 및 타이어 마모 등이 주요 원인이다. 이러한 비점오염물질의 유출을 저감하고 관리하기 위하여 환경부는 2006년 수질 및 수생태계보전에 관한 법률을 개정하여 비점오염원 관리를 환경부의 중요 정책으로 확립하였다. 또한 수질오염총량관리제도의 도입으로 그 중요성이 높은 토지계의 오염원단위 개정을 위하여 환경기초조사사업을 통해 2015년까지 수행되는 장기모니터링을 수립하여 시행하고 있다. 그러나 오염총량제의 조기정착과 효율적 비점오염원 관리를 위해서는 토지이용별 비점오염물질의 특성파악, 부하량 산정, 처리 메커니즘 규명 및 원단위 산정이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 차량의 운행이 많은 국도에서의 모니터링 결과를 활용하여 유출 특성파악과 EMC 산정 등을 통하여 비점오염원 관리에 중요한 기본 자료를 제공하고자 한다. 본 연구를 위한 모니터링 지점은 경기도 용인시에 위치하고 있으며, 모니터링은 2006년부터 최근까지 총 16회의 강우사상에 대하여 수행되었다. 국도는 많은 차량으로 인하여 비점오염물질의 유출이 높은 토지이용 지역이다. 따라서 본 연구에서는 경기도 용인시에 위치하고 있는 국도에서의 비점오염 모니터링을 통하여 유출특성 파악, 초기 강우현상 파악, EMC 산정 및 오염물질간의 상관성을 분석하였다. 오염물질간의 상관분석결과, 오염물질 중 TSS항목이 다른 오염물질과의 상관관계가 높은 것으로 분석되었고, TSS농도로부터 다른 오염물질의 농도의 산정이 가능하여, 향후 효율적 비점 오염 모니터링 수행과 비점오염저감시설 선정시 중요한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.