공항 Airside 내에서는 항공기 동체의 부식 등으로 염화물 계열의 제설제 사용이 제한되기 때문에 고체 제설제로 요소(Urea) 또는 개미산(formate) 계열 재료들이 주로 사용되고 있다. 국내 공항 역시 일정기온 (-3℃ 이상)에서 가격대비 제설능력이 있으며 항공기 부식성에 안전한 요소가 주로 사용되어 왔다. 하지 만, 최근 이상기후로 겨울철 –10℃ 이하로 낮아지는 빈도가 잦아짐에 따라 상기 온도에서 요소의 제설효 과가 크게 떨어지고, 가격이 급상승하여 이를 대체할 수 있는 고체제설제 개발이 필요한 실정이다. 따라 서 본 연구에서는 요소를 대체할 수 있는 고체제설제 개발하기 위한 기초연구로 해외 고체제설제(개미산 나트륨 98%, 알갱이 형태)와 개미산 나트륨(sodium formate, 분말 형태) 및 요소(분말 형태)의 Ice Melting Capacity 평가를 통해 고체제설제 개발 가능성을 검토하였다. 이를 위해 SHRP H205.1에 따라 반경 35mm 패트리 접시에 물 25㎖을 균일한 두께로 얼린 얼음판위에 해외 고체제설제, 개미산 나트륨, 요소를 살포하여 각 온도(-10, -15, -20)에 따른 시간(10, 20, 30, 45, 60)별 얼음 융해량을 측정하였 다. 측정 결과치는 살포된 제설제의 량(g) 대비 녹은 얼음량(g)으로 나타내며 그 결과는 그림.1과 같다.

동절기 강설에 따른 적절한 제설은 안전한 공항 운영의 중요 요건 중 하나이다. 이를 위해 공항에서는 충분한 장비, 인력, 설비를 확보하여야 한다. FAA는 공항규모 및 우선제설면적(공항운영에 필요한 기초 시설물 제설 면적)에 따른 제설장비 및 설비의 규모를 규정하고 있다. 이에 본 연구에서는 이상기후 대응 및 공항 확장성을 고려하기 위한 인천국제공항 적정 제설용량 산정 연구의 일환으로, 제설장비 보유 현황 을 검토하고 그에 따른 개선사항을 제안하고자 하였다. 이를 위해 FAA AC 150/5200-20A(2014)에 따라 필요장비 수량을 산정하고 보유 장비와 비교 검토하였다. 이는 FAA 권고기준에 따른 단순 장비성능에 기 인한 것으로 실제 여건에 따라 필요한 장비수량과는 차이를 보일 수 있다. 필요수량은 검토는 규정된 온 도(4 ℃), 풍속(0 ft/h), 눈 밀도(25 lbs/ft3), 적설두께(1/12 ft) 조건에서 30분 내 인천공항의 우선제설 면적(19,218,000 ft2)을 제설하는데 필요한 제설주력 장비인 제설기(Displacement Plow)와 송풍기 (Rotary Plow)에 대해 이루어졌다. 제설기는 삽날 길이 5.5m인 장비를 기준으로 우선제설면적 전체를 대상으로 그림.1를 이용하여 산정하였고, 송풍기는 최소용량 3000t/h(ClassⅣ)을 기준으로 활주로 및 유 도로의 제설면적을 대상으로 그림.2를 이용하여 산정하였다.

공항 활주로 및 유도로 등 Airside내의 Deicing과 Anti-Icing은 겨울철 항공기의 안전한 운영을 위해 필수적이다. 이를 위해 물리적 제설 작업 전·후에 주로 PDPs(Airfield Pavement Deicing Products)를 사용하고 있는데, 과거 PDPs의 주성분(urea, glycols 등)은 상대적으로 높은 결빙점과 환경 유해성 때문 에 선호도가 떨어져 이를 대체하기 위해 최근 PDPs의 주성분으로 친환경성과 상대적으로 결빙점이 낮은 초산칼륨(KAc), 초산나트륨(NaAc), 개미산나트륨(NaFm), 개미산칼륨(KFm) 등이 사용되고 있다. 하지 만 이러한 PDPs를 사용하는 최근 몇 십 년 사이 공항 콘크리트 포장에 ASR이 증가하였고, 북유럽 일부 공항의 아스팔트 포장에 아스팔트 바인더 액상화 등 내구성 문제가 나타나고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 PDPs의 국내 공항 포장에 적용성을 평가하기 위해 표.1과 같이 콘크리트 포장에 대한 ASR 시험(ASTM C 1260 – Mortar-Bar Method), 아스팔트 포장에 대한 표면인장강도 시험 (LFV Method 2-98, Europe)을 실시하였다.

현재 국내 공항의 포장상태를 평가하는 지표로 포장상태지수(PCI, Pavement Condition Index)를 사용 하고 있다. 이는 1970년대 미공병단(COE, Corps of Engineers)에 의해 개발된 지수로써 F.O.D 예방에 주 안점을 두어 포장에 발생된 표면결함의 종류, 심각도, 결함량에 대하여 각각의 공제값을 적용하여 포장의 상태를 정량화한 지수이다. 그러나 평가대상 공항의 규모나 주 항공기의 특성, 기후조건 등이 국내와 달라 현 국내 공항 포장 상태를 평가하기에는 적절하지 않았다. 이에 따라 국내 실정에 맞는 공항 포장상태지수 의 필요성이 대두되어, 국내 주요 발생 결함을 대상으로 결함별 심각도 기준 조정 및 Panel Rating을 통한 공제곡선, 수정공제곡선을 개발하였다. 본 연구에서는 이러한 개발 포장상태지수와 기존의 기준을 통해 동 일한 포장을 평가하고 비교분석 하였다. 국내 개발 기준과 비교한 기존의 기준은 ASTM D5340이며, 비교대상인 두 기준은 포장상태지수 결정에 핵심요소인 결함별 심각도 기준과 공제값 곡선, 복합결함에 대한 수정 공제값 곡선이 다르므로 포장상태조 사 시 적용하는 심각도 기준에서부터 포장상태지수 결정 시 적용하는 공제값 곡선을 나누어 비교하였다. 비 교를 위한 대상구간은 최근에 포장조사가 이루어진 공항을 대상으로 공항공사와 인천국제공항공사의 협조 로 선정하였으며, 4개 공항(김해공항 제 2활주로, 청주공항 제 1활주로, 원주공항 제 1활주로, 인천공항 제 3활주로)의 콘크리트 포장 구간을 선정하였다. 분석자료는 선정한 구간에서 자동포장상태조사장비로 조사 한 화상자료(실측 촬영)이며, 약 1만 5천장의 사진을 Pavement Analyzer 프로그램을 사용하여 표면결함 유무 및 결함 심각도를 분석하였다. 그 결과, 500개의 샘플 유닛에 대하여 결함량 자료를 얻을 수 있었다. 결함량 자료를 토대로 각 기준의 결함별 공제값 곡선 및 수정 공제값 곡선을 적용하여 포장상태지수를 산출 하였다. 이후 대상구간의 재령 및 발생 결함 유형별 분석, 그리고 각 기준간의 핵심요소를 비교 분석하였다. 분석구간을 대상으로 포장의 재령 및 발생 결함유형별로 분석한 결과 공항 포장의 재령이 오래될수록 균 열과 소파보수의 비중이 높아지는 추세를 보였으며, 국내 기준에서 심각도가 상승하는 사례가 발생하였다. 또한 각 기준별 포장상태지수를 산출하여 비교한 결과 다음과 같은 추세를 보였다. (1) 개발 기준으로 평가 한 포장상태지수가 ASTM D5340으로 평가한 포장상태지수보다 낮은 점수로 산출되었다. (2) 포장상태가 나쁠수록 개발 포장상태지수의 점수가 상대적으로 낮게 평가되었다. (3) 개발 포장상태지수의 점수대별 분 포가 ASTM D5340의 점수대별 분포보다 비교적 균등하였다.

항공기 착륙으로 인해 발생하는 공항 활주로 고무 퇴적물을 제거를 위해 일반적으로 사용되는 고압살수의 방법은 콘크리트 포장의 그루빙 손상 및 아스팔트 포장 표면의 박리, 탈리 등의 파손을 야기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 고무 퇴적물의 효율적 제거와 포장 표면 파손 저감을 위해 상대적 저수압의 살수로 고무 퇴적 물을 제거할 수 있도록 친환경 고무 제거제 개발을 위한 포장에 대한 영향성 평가를 진행하였다. 고무 분해 효 율의 증가, 거품 발생의 최소화, Water Jet 장비와의 조합 시 내구성 영향 최소화를 위해 기존 연구에서 표 1과 같이 배합비율을 선정하였다. 포장 영향성 평가를 위해 배합비율에 따른 콘크리트 포장의 ASR 시험 (ASTM C 1260 – Mortar-Bar Method), Scaling 시험(SIS SS 317244)과 아스팔트 포장에 대한 표면인장강 도 시험(LFV Method 2-98, Europe)을 실시하였다. 이 때 각 배합은 물과 1:50으로 희석하여 사용하였다.

PURPOSES : The evaluation of the pavement condition of the asphalt concrete pavement of No. 2 runway of Inchon International Airport through PMS, a supporting system for making a decision of pavement, maintenance and repair, was made, and the proper time for repair according to the PCI reduction rate was suggested. METHODS: By comparing and analyzing the evaluation results of pavements built in 2009, 2010, 2011, PCI change in each facility (No. 2 runway, C parallel taxiway, connection taxiway) was calculated. By applying the calculated change to PCI deduction rate model, the pavement condition of the target sections was estimated, and then the necessary section and time for repair were chosen. RESULTS: After careful consideration of the time for pavement and maintenance, based on the result of PCI prediction, it was estimated that the southern takeoff and landing section of No. 2 runway was required to be repaired in 2012; connection taxiway in 2013; and C parallel taxiway in 2014; however, the section which is the main moving route of connection taxiway and C parallel taxiway was needed to be repaired in 2012. CONCLUSIONS: For maintenance and repair of airport pavements, the optimal alternative should be chosen by considering economics and operability, via examining the time for repair and the aspect of management all together on the basis of this study.

항공기 착륙 시 타이어와 활주로 표면이 접촉되는 순간 발생되는 마찰열로 인해 표면에 딱딱하고 얇은 고무 퇴적층(대형항공기(B-747급) 바퀴 당 700g)을 형성하게 된다. 이러한 고무 퇴적물은 마찰력을 저하시키기 때문에 이를 제거하기 위해 세계의 주요 공항에서는 Water-Jet과 같은 물리적 방법을 사용하고 있다. 하지만 고압살수로 인해 아스팔트 포장 표면부에 많은 파손(박리 및 탈리 등)이 발생되어 내구성저하 문제로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고무 퇴적물의 효율적 제거와 파손 저감을 위해 상대적 저수압의 water jet 사용을 유도하도록 친환경 화학 제거제로써 Eco-Cleaner의 적용성에 대한 실내 시험을 실시하였다. 사용 재료의 항공기 타이어 구성 성분인 합성고무와 천연고무의 결합력을 저하시킬 수 있는 분해능을 검토한 결과 합성고무시편의 사용 용액별 분해 효과는 그림 1.과 같으며 Type2(eco cleaner 100%)가 가장 좋은 분해능을 보였다. 합성고무 시험편 고무분자 구조의 개질화를 확인할 수 있었으나, 현장 적용을 위한 분해/세척 효율의 증가 및 시간 단축을 위한 화학적 결합제 연구가 필요할 것으로 사료된다. 천연고무 시편의 사용 용액별 분해 효과를 관찰한 결과는 그림 2.와 같이 Type5 > Type6 > Type1 > Type7 > Type2 > Type3 순으로 무게 감소 비율을 보였으며, 혼합 재료의 최적 배합으로는 Type5로써 eco cleaner(90%)와 NaOH(10%)가 적정 배합으로 도출되었다. 또한 본 재료 사용시 아스팔트 포장 재료가 직간접적으로 분해 효과를 나타내면 안 되므로 아스팔트에 개질제를 혼입할 때 쓰이는 mixer 시험기에 일정량을 사용하여 아스팔트 제거 여부를 관찰한 결과, 일부 아스팔트 성분이 묻어나오긴 하였으나 그 양이 작으며, 아스팔트 내 분자간 결합구조를 완전히 분해하는 특성이 아니므로 현장 사용성에는 문제가 되지 않는다고 판단된다.

PURPOSES: This study is to develop the deduct value curves for the calculation of pavement condition index of asphalt airfield pavement. METHODS: To develop the deduct value curves of asphalt airfield pavement, panel rating was conducted to decide the pavement condition based on pavement distress type, severity, and density. RESULTS: Results show that standard deviation of deduct values by panel rating is increased at higher severity level and as damage density increases. The deduct value of alligator cracking show the highest. CONCLUSIONS: The deduct value curves based on panel rating could be used without existing problems which were occurred in Shahin's method.

PURPOSES : This study aims to investigate the snow-melt effects of an underground electric heater's snow-melt system via a field performance test, for evaluating the suitability of the system for use on a concrete pavement. The study also investigates the effectiveness of dynamic measures for clearing snow after snowfall events. METHODS : In order to check the field applicability, in November 2010, specimens were prepared from materials used for constructing concrete pavements, and underground electric heating meshes (HOT-mesh) were buried at depths of 50 mm and 100 mm at the site of the Incheon International Airport Construction Research Institute. Further, an automatic heating control system, including a motion sensor and pavement-temperature-controlled sensor, were installed at the site; the former sensor was intended for determining snow-melt effects of the heating control system for different snowfall intensities. Pavement snow-melt effects on snowy days from December 2010 to January 2011 were examined by managing the electric heating meshes and the heating control system. In addition, data on pavement temperature changes resulting from the use of the heating meshes and heating control system and on the dependence of the correlation between the outdoor air temperature and the time taken for the required temperature rise on the depth of the heating meshes were collected and analyzed. RESULTS : The effects of the heating control system's preheat temperature and the hot meshes buried at depths of 50 mm and 100 mm on the melting of snow for snowfalls of different intensities have been verified. From the study of the time taken for the specimen's surface temperature to increase from the preheat temperature (0℃) to the reference temperature (5~8℃) for different snowfall intensities, the correlation between the burial depth and outdoor air temperature has been determined to be as follows: Time=15.10+1.141Depth-6.465Temp CONCLUSIONS : The following measures are suggested. For the effective use of the electric heating mesh, it should be located under a slab it may be put to practical use by positioning it under a slab. From the management aspect, the heating control system should be adjusted according to weather conditions, that is, the snowfall intensity.

고속도로에서 재령이 20년이 넘는 노후 콘크리트가 늘어남에 따라 콘크리트 포장의 보수/보강이 중요한 이슈로 대두되고 있다. 노후 콘크리트 포장의 보강 대안으로서 아스팔트 덧씌우기가 많이 사용되고 있으나 반사균열 및 포트홀 등 체류수로 인한 문제가 심각하게 대두되고 있다. 본 연구는 반사균열 및 체류수의 문제를 최소화하기 위해 고안된 접착식 방수층을 소개하였으며 포장가속시험을 통해 일반 택코팅을 적용한 합성단면포장과 비교평가를 실시하였다. 실험은 강우를 모사하기 위해 물을 뿌리면서 진행하였고 덧씌우기 포장체의 거동 및 수분 저항 특성을 분석하였다. 연구결과 접착식 방수층은 아스팔트 포장과 콘크리트 포장이 일체로 거동하는 것을 도와주기 때문에 아스팔트 포장체에 발생하는 거동이 일반 택코팅 구간과 완전히 다른 것으로 나타났다. 또 수분의 유입을 최소화하므로 결과적으로 반사균열의 발생을 약 70% 지연시키는 것으로 나타났으며, 체류수로 인한 손상도 줄여주는 것으로 나타났다.