PURPOSES : This study is to analyze the reduction effect on road pavement damage from the installation of weigh-in-motion systems used for overloaded vehicle enforcement, from the perspective of traffic assignment. METHODS : Fixed-demand multi-class traffic assignment was conducted by VISUM, a macroscopic traffic simulation software. We considered three vehicle classes and calculated the traffic load for each road link using the ESAL(Equivalent Single Wheel Load) factor, as proposed by ASHTTO(American Association of State Highway and Transportation Officials). We set up scenarios with weigh-in-motion installations in certain sections and observed how the traffic load changed before and after the installation of weigh-in-motion for each scenario. RESULTS : Three main trends were observed. Firstly, at points where weigh-in-motion systems were installed, traffic load significantly decreased even with the influx of cars and trucks following the restriction of overloaded trucks, highlighting the significant influence of overweight vehicles on the traffic load. Secondly, even when overweight vehicles detoured, there was no significant change in the overall network's traffic load. Lastly, the detour of overweight vehicles led to an increase in the total driving distance and time for all vehicles. CONCLUSIONS : Installing weigh-in-motion systems in sections with a lower structure number, which indicates thinner road pavement, can prevent damage in those specific areas without affecting the entire road network.

PURPOSES : Concrete pavement is excellent in structural performance and durability. However, its functionality – such as noise and skid resistance – is a shortcoming. Functionality such as noise reduction and skid resistance of concrete pavement is affected by the texture surface, and the texture surface is classified according to the length of the wavelength. In recent years, Fine-size exposed aggregate concrete pavement has been applied, which has excellent structural performance and durability, and secures functionalities such as noise reduction and long-term skid resistance by randomly forming texture surface. Fine-size exposed aggregate concrete pavements are constructed by removing the surface cement binder to randomly expose coarse aggregate and their functionality is mainly governed by the surface texture. However, deteriorated concrete by tire-pavement friction and deicing agent may cause abrasion and aggregate loss on the surface texture; thus reducing their functional performances. Abrasion is created by the thin cutoff of aggregate texture under repeated tire-pavement friction. In addition, aggregate loss is defined by the detachment of aggregates from cement binder. This study aims to evaluate the abrasion and aggregate loss of Fine-size exposed aggregate concrete pavement surface texture under tire-pavement friction and scaling tests. METHODS : In the study, abrasion and aggregate loss of tining and exposed aggregate concrete surface treatments were evaluated. Deterioration of each surface treatment was replicated by scaling test under ASTM C 672 test method. Afterward, abrasion test was conducted by ASTM C779 to simulate the tire-pavement friction under traffic. Consequently, abrasion and aggregate loss were measured. RESULTS : Abrasion depth of non-scaling tining, 10-mm EACP, and 8-mm EACP was 1.76, 1.12, and 1.01mm, respectively. Compared to scaling surface treatments, the difference of abrasion depth in tining texture was the largest with value of 0.4mm. For both textures of finesize exposed aggregate concrete, abrasion depth difference was about 0.1mm. Moreover, The 10-mm EACP exhibited a 2.6% of aggregate loss rate caused by tire-pavement friction before conducting concrete deterioration test. After 40-cycle scaling test, aggregate loss increased up to 12.2%. For 8-mm EACP, aggregate loss rate was 1.7% on non-scaling concrete. Further, this rate was magnified up to 7.3% for the 40-cycle scaling concrete. CONCLUSIONS : Under non-scaling or scaling tests, fine-size exposed aggregate concrete pavement showed better abrasion resistance than tining texture since tining was formed by aggregates and cement binder. Additionally, rate of aggregate loss was significant when EACP experienced the deicing agent under numerous cycles of freeze-thaw action.

인도네시아는 전체 도로의 약 96%가 아스팔트 포장으로 되어 있으며, 최근 지역 간의 경제교류 활성화 및 국민에 삶에 질을 높이기 위해 기초 기반시설인 도로 건설에 많은 예산을 투자하고 있다. 하지만 년 중 약 6개월 동안 비가 내리는 몬순기후 및 과적차량, 그리고 급격한 교통량 증가로 인해 소성변형과 포트홀, 골재 박리와 같은 수분에 의한 조기 파손이 빈번히 발생하고 있다. 또한 인도네시아는 아스팔트 플랜트가 인도네시아 전역에 고르게 분포되어 있지 않아 원거리 공사의 경우, 아스팔트 혼합물의 포설 및 시공온도를 관리하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 인도네시아의 기후 및 교통하중을 고려하여 아스팔트 포장의 성 능 및 공용수명을 향상시키고, 특히 수분에 대한 저항성을 증진시켜, 몬순기후에 적합한 중온 개질 첨가제 를 개발하였으며, 인도네시아 현지에 적용하여 현장 적용성 평가를 수행하였다. 본 연구는 한국건설기술연 구원과 인도네시아 국가 연구기관인 도로연구소(IRE, Institute of Road Engineering)와 국제 공동연구로 추진되었으며, 연구 결과, 몬순기후용 중온 개질 아스팔트 포장 기술은 인도네시아의 고온다습한 기후에서 아스팔트 포장의 소성변형 및 포트홀과 같은 수분에 대한 저항성이 높은 것으로 평가 되었다. 인도네시아에서 사용 중인 일반 아스팔트 바인더는 고온 등급이 64℃이며 수분에 대한 저항성이 낮아 인도네시아에 적용하기에는 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 인도네시아 일반 아스팔트 바인더에 수분에 대한 저항성 증진을 위한 화학적 요소와 폴리머 그리고 중온화 첨가제를 혼합하여 고온 및 수분에 대한 저항성이 높은 기술을 개발하였다(그림 1). 개발 기술의 현지 적용성 평가를 위해 WEST JAVA 섬에 위치한 Jatibarang 및 Subang 지역에 시험포장을 수행하였으며, 동시에 인도네시아 현지에 서 품질평가를 수행하였다. 인도네시아 현지 품질 평가 수행 결과 몬순기후용 중온 개질 아스팔트 기술이 인도네시아 현지 개질 아스팔트 품질기준에 부합하였으며, 시험포장 또한 성공적으로 수행되었다. 시험포 장 배합설계는 아스팔트 함량이 5.2%,시, 생산온도 144℃, 다짐온도 120℃였다. 향후 지속적인 추적조사 를 통해 소성변형, 포트홀 등 수분에 대한 파손에 대한 평가가 필요할 것으로 판단된다.

접착식 콘크리트 덧씌우기는 교통량 증가 및 중차량에 대한 하중지지 능력이 우수하고, 기존 콘크리트 포장과의 재료물성이 유사하여 유지보수 후 포장 파손 발생이 적다는 장점이 있다. 최근 들어 다양한 초 속경성 재료의 도입으로 콘크리트 덧씌우기의 조기 교통개방 성능을 확보하여 국내 현장 적용실적이 증가 하고 있는 추세이다(이승우 외, 2011). 접착식 콘크리트 덧씌우기의 장단기 공용성을 확보하기 위한 방안 으로는 기존 콘크리트 포장층이 건전해야 하며, 적정 부착성능을 확보하여 완전부착을 통한 일체화 거동 을 나타내야 한다. 접착식 콘크리트 덧씌우기의 공용성을 저하시키는 원인으로는 크게 부착면 파손에 의 하여 구조적 성능이 감소하는 것으로, 부착면에서의 수직 인장응력 및 수평 전단응력이 임계치에 도달하 여 부착강도 이상 발생할 경우 파괴되는 것이다. 따라서 이에 대한 적절한 부착강도 품질관리 기준이 요 구된다. 그러나 국내의 경우 부착면 파괴 발생모드에 대한 메커니즘 규명 및 기초 연구가 전무한 상황으 로, 실질적인 부착강도 품질관리기준을 제시하기 위하여 부착면에서 발생하는 수직 인장응력과 수평 전단 응력의 산정이 필요한 것으로 판단된다. 최근 김영규 등(2014)의 연구에서는 접착식 콘크리트 덧씌우기의 구조적 파손 중 하나인부착면 파손의 발생 특성을 확인하기 위하여 3차원 유한요소 해석을 실시한 후 부착면에서 발생하는 수직 인장응력 및 수평 전단응력을 검토하였다. 연구 결과, 부착응력의 경우 교통하중과 환경하중의 상호작용에 의하여 발 생하나 수직 인장응력은 환경하중에 의한 영향이 지배적이며, 수평 전단응력은 교통하중에 의한 영향이 지배적인 것으로 나타났다. 또한 부착면 파손의 경우 수직 인장응력과 수평전단응력의 복합적인 거동에 의하여 발생할 수 있으나 수평 전단응력 보다는 수직 인장응력에 의하여 지배적이며, 최대 부착응력의 경 우 상하부 온도차가 (-)분포를 나타내는 야간의 경우 상향컬링과 함께 과도하게 발생한 것으로 확인하였 다. 그러나 이와 같은 연구결과는 교통하중의 흐름이 정적인 구간, 즉, 토공부의 특성을 반영하는 것으로 고속도로 상습 지･정체 구간 및 요금소 진출입로 등의 경우 교통하중의 특성이 상이하여 접착식 콘크리트 덧씌우기의 빈번한 파손을 초래하고 있다. 따라서 본 연구에서는 구조해석을 통하여 접착식 콘크리트 덧씌우기에 대한 교통하중의 정지 및 출발 조건을 고려하는 수평교통하중을 적용하였으며, 부착면에서 발생하는 수직 인장응력 및 수평 전단응력의 산정을 통하여 부착면 파손의 발생 특성(debonding mechanism)을 확인하고자 하였다.

공항 콘크리트 포장의 설계방법은 기존의 현장시험 결과를 바탕으로 한 경험적 설계방법에서, 하중조건을 고려하여 포장의 잔존수명을 예측하는 역학적-경험적 설계방법으로 발전해왔다. 미연방항공청(Federal Aviation Administration)에서는 3차원 유한요소해석에서 산출된 응력으로 공항 포장두께를 결정하는 역학적 설계방법을 병행하는 역학적-경험적 설계지침 AC-150/5320-6E을 제시하였다. 하지만, 국내에서도 적용되는 이 방법은 환경조건을 고려하지 못한 단점이 있어, 이에 대한 개선이 필요하다(Jeong et al., 2010). 환경하중은 공항포장에서 슬래브의 파손을 야기하는 주요 원인 중 하나이다. 콘크리트 슬래브에서 깊이에 따 른 온도 분포와 상하부의 부등건조수축으로 인해 하향컬링과 상향컬링 현상이 발생하며, 슬래브의 자중, 보조기층과의 마찰, 그리고 다웰바 등에 의해 구속되어 슬래브 내부에 응력을 발생시킨다. 내부 응력이 발생한 상태에서 교통하중이 복합적으로 작용하여 슬래브의 파손을 야기하므로 환경하중을 고려하지 않은 기존의 역학적 설계는 실제 포장의 공용성을 정확하게 예측할 수 없다(박주영 등. 2013). 본 논문에서는 공항포장에서 환경하중의 영향을 분석하기 위해 환경하중 및 교통하중을 고려한 수치해석을 실시하였고, 슬래브에 발생되는 최대인장응력의 크기와 그 때의 기어하중 위치를 찾았다. 환경하중을 적용하기 위해 미국 켄터키주 공항 콘크리트 포장의 열팽창계수 실측 데이터를 적용하여 등가선형온도차를 산출하였으며, 양과 음의 온도구배를 각각 재하하였다. 분석 결과, 그림 1과 같이 단일 하중조건만 고려했을 경우는 교통 하중이 환경하중에 비해 더 큰 인장응력이 나타났지만, 환경하중과 교통하중을 복합적으로 적용했을 때에는 발 생되는 인장응력이 큰 차이를 보였다. 또한 이러한 해석 결과들은 실제 공항에서 파손이 자주 발생되는 취약구간과 일치하는 경향을 보였다. 이로써 공항 콘크리트 포장의 공용 수명을 예측하고, 합리적인 설계를 위해서는 환경하중이 고려되어야한다 판단되었다.

건물설계단계에서 신축예정건물의 열차진동영향평가를 위하여 국내의 4개의 열차진동 가속도응답 계측치와 진동전달율(Transmissibility)값을 이용한 이론치를 비교하여 TR값의 적용성을 제시하였다. 이 TR 방법을 통하여 철도인접지역 위치한 신축 예정지반을 선정하고 지반진동 계측을 실시하였다. 계측한 지반의 가진진동수와 수직가속도응답과 신축 예정건물의 바닥슬래브를 MIDAS로 해석한 고유진동수를 통해 진동전달률을 산정한 후 신축건물의 진통예측을 실시하였다. TR을 적용한 가속도응답 예측치를 열차진동 가속도응답 계측치와 비교한 결과 3.61%~37.1% 오차범위에서 있는 것을 확인하였다. 또한 KTX, 경의선, 시멘트 열차 주행 시 지반의 가진진동수는 7.19~10.61Hz 사이에 선명한 피크를 확인 할 수 있다.

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.

본 연구에서는 차량하중에 의한 상시진동기록을 이용한 교량의 손상추정기법을 연구하였다. 즉, 차량진행 중 측정된 신호로부터 구조물의 모드특성을 구하고, 이를 이용하여 손상위치 및 손상정도를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 제안기법의 검증을 위하여 차량하중을 재하할 수 있는 모형교량을 제작하여 손상실험을 수행하였다. 차량진행 중 교량의 수직가속도를 계측하였으며, 측정된 가속도시계열로부터 random decrement(RD) 기법을 사용하여 자유진동신호를 구한 후, 이로부터 구조물의 모드특성을 추정하였다. 추정된 모드특성을 기초로 신경망기법을 적용하여 손상위치 및 손상정도를 추정하였으며, 추정된 결과는 실제 손상과 비교적 잘 일치하였다.