현재 공항포장은 기존 포장관련정보의 관리에 대한 어려움이 있고, 장기공용으로 인해 유지보수비용이 증가하고 있어 예산의 효율적 활용과 공항포장의 체계적 유지관리가 필요하다. 이를 위해서 포장관리시스템을 도입할 필요성이 있다. 본 연구에서는 외국의 여러 포장관리시스템 중 세계적으로 널리 활용되고 있는 Micro PAVER를 국내에 도입하기 위한 방안을 연구하였다. 외국의 시스템을 국내에 적용하기 위해서는 환경차이, 포장관리수준 차이 등으로 인해 발생하는 오류를 최소화하기 위해 국내에 맞도록 적정화(customization)하는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Micro PAVER를 국내에 도입하기 위해 필요한 적정화 연구를 수행하였다 Micro PAVER의 논리 및 구조를 분석하여 Micro PAVER 운영에 주요하게 작용하는 부분을 기존 포장평가자료와 포장 전문가의 설문조사 방법을 이용하여 적정화하였다. 주요 적정화 부분은 포장파손예측모형, critical PCI, PCI에 따른 유지보수비용, 유지보수공법 및 단가, PCI 등급이다.

현재 공항포장은 기존 포장관련정보의 관리에 대한 어려움이 있고, 장기공용으로 인해 유지보수비용이 증가하고 있어 예산의 효율적 활용과 공항포장의 체계적 유지관리가 필요하다. 이를 위해서 포장관리시스템을 도입할 필요성이 있다. 본 연구에서는 외국의 여러 포장관리시스템 중 세계적으로 널리 활용되고 있는 Micro PAVER를 국내에 도입하기 위한 방안을 연구하였다. 외국의 시스템을 국내에 적용하기 위해서는 환경차이, 포장관리수준 차이 등으로 인해 발생하는 오류를 최소화하기 위해 국내에 맞도록 적정화(customization)하는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Micro PAVER를 국내에 도입하기 위해 필요한 적정화 연구를 수행하였다 Micro PAVER의 논리 및 구조를 분석하여 Micro PAVER 운영에 주요하게 작용하는 부분을 기존 포장평가자료와 포장 전문가의 설문조사 방법을 이용하여 적정화하였다. 주요 적정화 부분은 포장파손예측모형, critical PCI, PCI에 따른 유지보수비용, 유지보수공법 및 단가, PCI 등급이다.

동전모양의 균열이 이상복합 실린더 계면에 존재하는 혼합모드 조건(I, II)에 대해 유한요소법을 사용하여 에너지해방율을 구하였다. 두재료의 탄성비와 노치율을 변화시켜 상업용 FEM 프로그램인 ABAQUS로부터 얻은 결과를 가상 균열법과 J 적분법에 적용하였으며 에너지해방율을 구하여 무차원함수로 표현하였다. 모드 II의 무차원 에너지해방율은 균열길이와 탄성비가 증가되면서 그 값이 증가됨을 알수 있었다. 반면, 모드 I의 무차원 에너지해방율은 탄성비가 증가하면서 그 값이 감소하며, 두재료의 탄성비가 3 이상인 경우에 균열길이가 증가되면서 무차원 에너지해방율이 감소하다가 다시 증가하게 나타났다. 또한 수치해석된 결과치를 무한판 실린더의 응력확대계수에 대한 정해와 비교하여 본 해석의 신뢰성을 확보하였다

국가 기간산업의 중추 역할을 수행하는 일반 국도는 대부분 일반 아스팔트 포장으로 되어 있으며, 최근 들어 고온 및 중차량의 증대로 인해 포장의 수명이 급격히 줄어들고 있는 실정이다. 이런 이유로 많은 경우 신설포장에 대해서는 SMA. 개질아스팔트 등 특수포장이 적용되고 있다. 그러나 어떤 경우에 특수 포장을 채택할 것인가에 대한 적용 기준이 명확히 제시되어 있지 않아 설계 실무자들이 포장형식 선정을 위한 의사 결정에 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 이에 대한 부분적인 해결책으로 과거 10여 년 동안 수행된 국도 포장유지관리시스템의 자료를 이용하여 교통량에 따른 일반 아스팔트포장의 수명을 분석하였다. 분석결과 신설포장은 9.5년, 덧씌우기 포장은 5.6년으로 나타났다. 또한 현재의 포장 수명에 대한 분포 자료를 이용하여 설계 수명인 10년을 공용하기 위한 교통량을 신뢰수준에 따라 제시하였다. 그 결과 90%의 신뢰수준에서는 8.2ton 표준 축하중 2,300 ESAL, 80% 신뢰수준에서는 8.2ton 표준 축하중 1,500 ESAL로 나타났다 즉, 여기서 제시된 교통량보다 많은 구간에 대해서는 특수 포장의 적용을 검토할 것을 제안한다.

현재 도로 설계는 기존의 경험적인 설계법에서 역학적인 설계법으로 바뀌고 있는 추세이다. 이러한 전환기에서 세계 많은 도로국들은 역학적-경험적인 도로 설계법을 개발하고 있고 혹은 이미 채택하여 적용하고 있다. 이에 실제 미국 미시간 도로국에서 나온 자료를 바탕으로 역학적-경험적 설계법을 개발하였다. 이 역학적-경험적 설계법의 연결 함수 (transfer function)로 사용될 소성 변형 예측 모델과 피로 균열 예측 모델도 함께 개발되었다. 여기서는 이 설계법을 개발하는데 사용된 자료와 예측 모델, 설계 알고리듬등이 소개된다. 이 설계법의 검증을 위해 기존의 경험적 설계법에 의한 설계와 새로 제시된 설계법에 의한 설계가 비교된다. 새로 설계된 설계법은 설계자 혹은 사용자가 도로 파손의 기준을 정량적으로 정함으로서 좀더 구체적으로 설계를 할 수가 있다.

국가 기간산업의 중추 역할을 수행하는 일반 국도는 대부분 일반 아스팔트 포장으로 되어 있으며, 최근 들어 고온 및 중차량의 증대로 인해 포장의 수명이 급격히 줄어들고 있는 실정이다. 이런 이유로 많은 경우 신설포장에 대해서는 SMA. 개질아스팔트 등 특수포장이 적용되고 있다. 그러나 어떤 경우에 특수 포장을 채택할 것인가에 대한 적용 기준이 명확히 제시되어 있지 않아 설계 실무자들이 포장형식 선정을 위한 의사 결정에 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 이에 대한 부분적인 해결책으로 과거 10여 년 동안 수행된 국도 포장유지관리시스템의 자료를 이용하여 교통량에 따른 일반 아스팔트포장의 수명을 분석하였다. 분석결과 신설포장은 9.5년, 덧씌우기 포장은 5.6년으로 나타났다. 또한 현재의 포장 수명에 대한 분포 자료를 이용하여 설계 수명인 10년을 공용하기 위한 교통량을 신뢰수준에 따라 제시하였다. 그 결과 90%의 신뢰수준에서는 8.2ton 표준 축하중 2,300 ESAL, 80% 신뢰수준에서는 8.2ton 표준 축하중 1,500 ESAL로 나타났다 즉, 여기서 제시된 교통량보다 많은 구간에 대해서는 특수 포장의 적용을 검토할 것을 제안한다.

포장은 건조수축이나 온도변화 또는 차량의 반복하중 등으로 인하여 균열이 발생하게 된다. 발생된 균열 부위로 우수의 침입 및 비압축성 물질이 침투하여 하부층의 지지력 저하, 과다한 스폴링, 2차 균열 등의 파손이 발생하게 된다. 이런 문제점을 해소하기 위해서는 균열폭을 제한하여 관리해야하며 이것은 정확한 균열폭 감지를 필요로 한다. 현재의 측정방법은 공간적 시간적으로 많은 제약을 받는 현미경을 이용한 육안조사가 전부인 실정이다. 본 연구의 목적은 망원렌즈를 장착한 자동포장상태 조사장비를 사용하여 도로에서 주위차량과 비슷한 속도로 주행하면서 가장 정확한 균열폭을 감지할수 있는 조건을 찾는 것이다. 본 연구는 모의조사를 통하여 균열폭 크기에 따른 카메라 초점거리를 결정하고 망원렌즈를 부착한 카메라로 노면을 확대 촬영한 자료를 이미지프로세싱 프로그램인 STADI-2에서 여러 가지 factor를 사용하여 산출된 균열폭과 현장조사를 통하여 현미경으로 실측한 균열폭을 비교 분석한 결과, 이미지프로세싱을 이용한 최적균열폭 감지조건을 제시하였다. 연구결과 CRCP(연속철근콘크리트포장)에서는 카메라 초점거리 75mm를 사용하여 균열폭 0.5mm~1.2mm일때 정확도 80%이상으로 측정 가능했으며 아스팔트포장에서는 카메라 초점거리 12.5mm를 사용하여 균열폭 1.8mm~3.3mm에서 90%의 정확도로 균열폭을 감지할 수 있었다.

포장은 건조수축이나 온도변화 또는 차량의 반복하중 등으로 인하여 균열이 발생하게 된다. 발생된 균열 부위로 우수의 침입 및 비압축성 물질이 침투하여 하부층의 지지력 저하, 과다한 스폴링, 2차 균열 등의 파손이 발생하게 된다. 이런 문제점을 해소하기 위해서는 균열폭을 제한하여 관리해야하며 이것은 정확한 균열폭 감지를 필요로 한다. 현재의 측정방법은 공간적 시간적으로 많은 제약을 받는 현미경을 이용한 육안조사가 전부인 실정이다. 본 연구의 목적은 망원렌즈를 장착한 자동포장상태 조사장비를 사용하여 도로에서 주위차량과 비슷한 속도로 주행하면서 가장 정확한 균열폭을 감지할수 있는 조건을 찾는 것이다. 본 연구는 모의조사를 통하여 균열폭 크기에 따른 카메라 초점거리를 결정하고 망원렌즈를 부착한 카메라로 노면을 확대 촬영한 자료를 이미지프로세싱 프로그램인 STADI-2에서 여러 가지 factor를 사용하여 산출된 균열폭과 현장조사를 통하여 현미경으로 실측한 균열폭을 비교 분석한 결과, 이미지프로세싱을 이용한 최적균열폭 감지조건을 제시하였다. 연구결과 CRCP(연속철근콘크리트포장)에서는 카메라 초점거리 75mm를 사용하여 균열폭 0.5mm~1.2mm일때 정확도 80%이상으로 측정 가능했으며 아스팔트포장에서는 카메라 초점거리 12.5mm를 사용하여 균열폭 1.8mm~3.3mm에서 90%의 정확도로 균열폭을 감지할 수 있었다.

콘크리트포장의 구조적 능력을 평가하는 가장 중요한 요소 중의 하나는 하중전달효과이다. 하중전달효과는 슬래브 상 하부 온도차, 다우월바 시공여부, 포장 노후도, 그리고 균열틈 등에 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 콘크리트 포장의 하중전달효과 특성을 파악하고 하중전달효과에 영향을 주는 요소를 정량화하고 적절한 하중전달효과 조사방법을 제시하는 것이다. 연구결과 하중전달효과는 슬래브 표면온도가 아닌 슬래브 평균온도 영향을 받는 것으로 나타났다. 하중전달효과는 온도가 내려가고 균열틈이 벌어질수록 감소하는 것으로 나타났다. 다우월바를 시공한 구간의 경우 온도변화에 따라 하중전달효과는 큰 차이를 보이지 않은 반면, 다우월바를 시공하지 않은 구간에서는 온도가 내려갈수록 하중전달효과는 급격히 감소하였다. 다우월바를 시공한 구간이라도 포장이 노후화되면 하중전달효과는 온도가 하락함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 본 조사대상 구간에서는 슬래브 단위온도 하락시 하중전달효과는 1.4% 감소하는 것으로 나타났다.

콘크리트포장의 구조적 능력을 평가하는 가장 중요한 요소 중의 하나는 하중전달효과이다. 하중전달효과는 슬래브 상 하부 온도차, 다우월바 시공여부, 포장 노후도, 그리고 균열틈 등에 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 콘크리트 포장의 하중전달효과 특성을 파악하고 하중전달효과에 영향을 주는 요소를 정량화하고 적절한 하중전달효과 조사방법을 제시하는 것이다. 연구결과 하중전달효과는 슬래브 표면온도가 아닌 슬래브 평균온도 영향을 받는 것으로 나타났다. 하중전달효과는 온도가 내려가고 균열틈이 벌어질수록 감소하는 것으로 나타났다. 다우월바를 시공한 구간의 경우 온도변화에 따라 하중전달효과는 큰 차이를 보이지 않은 반면, 다우월바를 시공하지 않은 구간에서는 온도가 내려갈수록 하중전달효과는 급격히 감소하였다. 다우월바를 시공한 구간이라도 포장이 노후화되면 하중전달효과는 온도가 하락함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 본 조사대상 구간에서는 슬래브 단위온도 하락시 하중전달효과는 1.4% 감소하는 것으로 나타났다.

해를 거듭할수록 증가하는 고속도로 연장과 함께 전체 고속도로 유지보수 비용은 급증하는 추세에 있다. 제한된 유지보수 예산으로 전체 고속도로망을 효율적으로 유지관리하기 저해 포장관리시스템 (PMS, Pavement Management System)의 운영은 필수적이라 할 수 있다.본 연구는 PMS의 핵심기능인 보수 우선순위 및 공법결정 논리를 개발하여 실무자들의 PMS 활용도를 높이기 위한 연구로서, 실무자들이 친숙하게 사용할 수 있도록 PMS의 기본기능에 충실하여 쉽게 운영 기능한 시스템을 구성 하는데 역점을 두었다. PMS의 주 논리인 보수우선순위 및 보수공법결정에 관련된 각 항목들의 criteria는 기술자의 판단에 의해서 쉽게 수정할 수 있도록 하여 좀더 유연한 운영을 할 수 있도록 하였고, 보수공법 결정에 있어서도 기계적인 알고리즘께 의한 보수공법결정체계의 경직성을 보완하기 위해, 제시된 보수공법의 적절성을 PMS운영자가 직접 확인하고 필요시 현장실사 또는 정밀조사를 통해 보수공법을 조정할 수 있도록 하였다. 도로 일반현황조회에 있어서는 운영자가 쉽게 포장의 상태를 파악할 수 있도록 HGIS와의 연계를 통해 현황조회 기능을 강화하였다. 고속도로 PMS의 전산화는 각 고속도로 포장과 관련된 모든 정보에 대한 데이터베이스를 기반으로 하여 실무자들이 쉽게 이해하고 편리하게 사용하는데 중점을 두어 개발하였으며 정량화된 객관적인 정보를 실무자에게 제공하여 포장을 효율적으로 관리할 수 있도록 하였다.

무근 콘크리트 포장(JCP)과 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)간의 우열 논쟁은 추후의 공용성 비교를 위해 중부고속도로(1987년 개통)를 두가지 포장형식으로 절반씩 시공하기에 이르렀다. 개통후 13년이 경과한 현 시점에서 두 포장의 공용성을 직접 비교하는 것은 의미 있는 일이다. 본 연구는 두 포장을 비교하기 위한 기본적 연구로서, 우선 고속도로 기능의 핵심이 피는 평탄성(IRI)을 중부고속도로 전구간(상행선 주행차로)에 대해 자동포장상태조사장비(ARIA)를 이용하여 조사 분석하였다. 중부고속도로 평탄성을 포장 형태별(CRCP, JCP, 부분적 Asphalt)로 비교 분석한 결과, CRCP, JCP, Asphalt의 순서로 우수한 평탄성을 나타내었고, 교량 및 터널 접속부에서는 IRI(Internation Roughness Index)가 5이상으로서 개선의 여지를 가지고 있었다. '99년 한국도로공사에서 실시한 중부고속도로 포장표면 결함조사 자료와의 상관관계를 검토한 결과, JCP의 경우는 균열과 IRI가 서로 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 기타 파손들은 뚜렷한 관계를 나타내지 못하였다. 또한, 미국 LTPP(Long Term Pavement Performance) 자료중 JCP 구간인 GPS-3과 CRCP 구간인 GPS-5 자료를 바탕으로 평탄성 측면을 비교한 결과 중부고속도로가 선진국 콘크리트 포장에 뒤떨어지지 않음을 확인하였다. 토공부에서의 평탄성 저하 구간의 가장 큰 원인은 지하통로 및 배수로 통과 등이었으며, 지하통로가 있는 CRCP 및 JCP 구간을 비교한 결과, CRCP가 역시 좋은 평탄성을 보여주었다.

해를 거듭할수록 증가하는 고속도로 연장과 함께 전체 고속도로 유지보수 비용은 급증하는 추세에 있다. 제한된 유지보수 예산으로 전체 고속도로망을 효율적으로 유지관리하기 저해 포장관리시스템 (PMS, Pavement Management System)의 운영은 필수적이라 할 수 있다.본 연구는 PMS의 핵심기능인 보수 우선순위 및 공법결정 논리를 개발하여 실무자들의 PMS 활용도를 높이기 위한 연구로서, 실무자들이 친숙하게 사용할 수 있도록 PMS의 기본기능에 충실하여 쉽게 운영 기능한 시스템을 구성 하는데 역점을 두었다. PMS의 주 논리인 보수우선순위 및 보수공법결정에 관련된 각 항목들의 criteria는 기술자의 판단에 의해서 쉽게 수정할 수 있도록 하여 좀더 유연한 운영을 할 수 있도록 하였고, 보수공법 결정에 있어서도 기계적인 알고리즘께 의한 보수공법결정체계의 경직성을 보완하기 위해, 제시된 보수공법의 적절성을 PMS운영자가 직접 확인하고 필요시 현장실사 또는 정밀조사를 통해 보수공법을 조정할 수 있도록 하였다. 도로 일반현황조회에 있어서는 운영자가 쉽게 포장의 상태를 파악할 수 있도록 HGIS와의 연계를 통해 현황조회 기능을 강화하였다. 고속도로 PMS의 전산화는 각 고속도로 포장과 관련된 모든 정보에 대한 데이터베이스를 기반으로 하여 실무자들이 쉽게 이해하고 편리하게 사용하는데 중점을 두어 개발하였으며 정량화된 객관적인 정보를 실무자에게 제공하여 포장을 효율적으로 관리할 수 있도록 하였다.