간행물
한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집
- 발행기관 한국도로학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 반년간
- 수록기간 1999 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 534DDC 625
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2024년도 제24회 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 (2024년 10월) 140건
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2024.10
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한국 고속도로 포장은 1970년 경부고속도로 건설을 시작으로 많은 발전을 이루었으며, 최근 도로이용자에게 쾌적한 도로를 제공할 수 있는 배수성 아스팔트 포장에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 한국 고속도로 배수성 아스팔트 구간에 대한 시공목적별, 신설과 유지보수 등을 구분하여 배수성 아스팔트 포장 적용현황을 분석하였다. 또한, 적용된 배수성 아스팔트 포장의 교통량을 조사 분석하였으며, 효율적인 교통량 그룹 선정 방법을 제시하였다. 고속도로에 적용된 배수성 아스팔트 포장의 전주기 평가를 위해 평가항 목을 제시하였다. 내구성평가 항목으로는 포장상태평가지수와 표면조도를 선정하였다. 기능성 평가 항목으로는 내부 공극 막힘여부를 확인할 수 있는 현장투수, 미끄럼저항지수, 포장노면과 타이어에서 발생하는 도로소음원 평가를 위한 도로소음을 선정하였다. 그리고 조사 항목들에 대한 배수성 아스팔트 포장의 전주기 평가를 통해 각각 조사 항목에 대한 정량적 분석평가를 수행하여 도로소음도 예 측식을 제안하였다.
102.
2024.10
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온실가스 배출량을 최소화하기 위하여 가열 없이 생산이 가능한 상온 아스팔트 포장 공법도 2000년 초부터 개발되어 활용되고 있으 나, 기술적 한계로 인해 성능 확보가 어려워 대부분 기층용으로 활용중에 있다. 상온 아스팔트 혼합물은 유화아스팔트를 사용하는데 양생하는 동안 혼합물 내부에 있는 물이 증가됨에 따라 혼합물 내부의 높은 공극률이 발생하게 되어 포장의 성능을 확보하는데 한계 가 있다. 따라서 본 연구에서는 유화 아스팔트 내 아스팔트 고형분 함량을 증가시켜 물 함량을 최소화함으로서, 양생시간을 단축하고 낮은 공극률 확보를 통한 상온 아스팔트 혼합물의 성능의 변화를 평가하였다. 시험결과, 고형분 함량이 변화에 따라 공극률 및 간접인 장강도, 터프니스 물성이 변화가 나타났다. 하지만 고함량 고형분의 유화 아스팔트를 상온 아스팔트 혼합물에 적용하기 위해서는 최적 함수비 결정방식 및 양생방식 등에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 나타났다.
103.
2024.10
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인도네시아는 전 세계에서 여섯 번째로 많은 탄소 배출국으로, 2023년 기준 약 729 MtCO₂를 배출하며 아세안 국가 중 가장 높은 배출량을 기록하고 있다(Global Carbon Atlas). 이러한 탄소 배출은 주로 화석연료 사용과 산림 벌채로 인해 발생한다. 인도네시아 정부 는 파리기후협정에 따라 2030년까지 온실가스 배출을 29% 감축하는 목표를 설정했으며, 이를 달성하기 위해 다양한 저탄소 기술 도입 이 필수적이다. 특히, 도로 건설 분야에서는 탄소 저감과 시공 효율성을 동시에 향상시킬 수 있는 중온 아스팔트(Warm Mix Asphalt) 기술이 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 인도네시아에 적합한 중온 아스팔트 기술의 적용 가능성을 평가하기 위해, 국내 골재와 중온첨가제를 사용하여 인도 네시아 현지 바인더(IN 6070, 침입도 60-70)와 국내 아스팔트 바인더(PG64-22, 침입도 60-80)를 각각 비교 분석하였다. 인도네시아 시방 기준에 따라 배합설계를 수행하였으며, 합성입도는 인도네시아 시방기준과 유사한 입도(WC-2)를 적용하였다. 또한 현지 바인더와 국내 바인더를 비교하여 성능 차이를 분석하고, 중온첨가제를 사용한 경우와 그렇지 않은 경우의 혼합물 특성도 평가하였다. 아스팔트 바인더 시험 결과, 인도네시아 바인더는 국내 바인더와 유사하였으며, 중온첨가제를 적용한 경우 점도가 모두 낮아지는 경 향을 보였다. 혼합물 시험 결과(국내 골재 사용) 두 바인더 모두 유사한 성능을 나타냈으며, 중온첨가제를 사용한 경우 가열 아스팔트 대비 약 30℃ 낮은 온도에서도 공극률이 유사하였고, 품질 기준을 모두 만족하였다. 향후 인도네시아의 골재와 바인더에 국내 중온첨 가제를 적용한 시험 결과가 본 연구와 유사하게 나타난다면, 국내 중온첨가제를 인도네시아 도로 건설에 적용할 수 있을 것으로 판단 된다.
104.
2024.10
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도로 포장 기술이 발달함에 따라 내구성 확보 등의 구조성능 중심에서 이용자의 승차감 및 소음 저감 등의 기능성 중심으로 변화하 고 있다. 최근 도로 소음에 대한 민원이 증가하고 있고 도로 소음으로 인한 피해를 보상하라는 판결 사례도 증가하고 있다. 이러한 문 제를 해결하기 위해 차량 소음 저감 효과가 우수한 저소음 포장을 적용하고 있다. 본 연구에서는 저소음 배수성 포장과 저소음 비배 수성 포장의 내구성 및 공용성을 평가하였으며, 기대수명 예측을 위해 국내에 있는 배수성 8종, 비배수성 3종의 제품을 이용하여 실내 성능 평가를 수행하였다. 국토교통부의 "아스팔트 콘크리트 포장 시공 지침(2021)"의 배수성 포장 품질기준 및 비배수성 혼합물에 대 한 품질기준에 따라 시험을 진행하였다. 아스팔트 혼합물의 생산, 저장, 운반 및 포설 시 아스팔트의 흘러내리는 양이 적합한지를 평 가하기 위해 드레인다운 시험을 진행하였고, 배수성 혼합물의 골재 비산 저항성을 평가하기 위해 칸타브로 손실률 시험을 진행하였다. 또한 포장의 수분 저항성을 평가하기 위해 인장강도비(TSR) 시험과 소성변형 저항성을 평가하기 위해 동적안정도 시험을 진행하였다. 이후, 배수성 포장의 투수 성능을 평가하기 위한 실내투수계수 시험을 진행하였고, 저소음 포장의 소음 저감 성능을 평가하기 위해 임 피던스 관을 이용한 흡음률 시험을 진행하였다. 시험 결과 모든 종류의 혼합물이 품질기준을 통과하여 충분한 기초 성능을 가지고 있 는 것으로 나타났고, 흡음률 시험의 경우 배수성 혼합물이 평균 0.779, 비배수성 혼합물이 평균 0.638의 흡음계수를 나타내었다. 배수 성 혼합물과 비배수성 혼합물의 평균 공극률은 각각 19.3%, 3.2%로 배수성 혼합물이 비배수성 혼합물에 비해 많은 공극률을 가지고 있어 소음 저감 성능이 비배수성에 비해 우수한 것으로 판단하였다.
105.
2024.10
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지속저인 산업발전은 화석 연료사용과 에너지 사용을 증가시켰으며, 각 국가별 온실가스 배출은 증가하고 있는 실정이다. 국제사회는 지구 온난화 방지를 위해 1997년 교토 의정서를 채택하였고, 이산화탄소(CO2) 순 배출량 0을 목표로 하여 자체적으로 온실가스 배출 목표를 정하고 실천하고자 2015년 '파리기후변화협정'을 채택하였다. 우리나라는 2015년 '파리기후변화협정' 체결 후 2030년까지 2017년 총 배출량 대비 24.4 % 감축을 목표로 설정하였다.(외교부, 2020) 국내 사회 각 분야에서는 온실가스 감축을 위해 노력하고 있으며, 도로분야에서는 온실가스 저감을 위한 환경친화형 도로 설계와 시 공기술 개발을 위한 연구들이 검토되고 있다. 그 중 가열 아스팔트 혼합물 제조 시 사용되는 기존의 연료(중유, 벙커씨유, 정제유 등) 를 상대적으로 탄소배출량이 적은 연료(LPG, LNG)로 전환하거나, 플랜트 생산온도를 낮추어 사용되는 연료를 저감하는 방법 등 다양 한 연구를 진행하고 있다. 따라서 본 연구에서는 일반 가열 아스팔트 혼합물보다 약 50℃ 낮은 상태에서 생산할 수 있게 도와주는 탄소저감형 첨가제를 적용 한 저가열 아스팔트의 특성을 파악하고자 하였다. 기본 물성시험으로는 연화점, 신도, 회전점도를 시험하였으며, 공용성 등급 시험을 통하여 PG 등급을 확인하였다. 또한 기존에 상용화된 제품과 차이를 보기 위해, 첨가제가 투입되지 않은 일반 아스팔트와 중온 첨가 제 2종(고상형, 액상형)이 적용된 중온 아스팔트도 동일한 시험을 진행하였고, 저가열 아스팔트와 비교·분석 하였다.
106.
2024.10
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일반적인 택코트용 유화아스팔트는 도로 포장면에 살포되고 양생되는 과정에서 공사차량 및 포설장비 타이어에 쉽게 들 러붙어서 포장면의 코팅막 훼손과 같은 심각한 문제를 일으킬 뿐 아니라, 접착력과 전단강도가 약하여 상하 포장층간 부 착력 저하로 균열, 포트홀, 밀림과 같은 포장도로 조기 파손의 주요 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 택코트 시공 후 양생시간을 현저히 단축시키고 공사차량 통행에 의한 접착 처리면 훼손을 최소화하여 아스팔트 포장의 조기 파손을 방지할 뿐 아니라, 포장체의 장기 공용성능을 크게 향상시키는 초속경성 타이어 미부착 택코트 유화아스팔트 개발과 이를 고속도로 현장에서 적용한 사례에 대해 소개하고자 한다. 해당 기술은 택코트 훼손방지 기능 외에도 폴리머가 함유된 아스팔트를 적용하여 부착강도가 매우 우수하며, 배수성 포장, SMA 포장, 교면 포장 등 특수포장의 공용성 증진효과가 큰 것으로 나타났다. 양생시간 또한 크게 단축되어 1액형 택코트의 경우 30분 이내에 양생이 되며, 양생 촉진제를 적용하는 2액형 택코트는 5분 내에 양생을 완료 시킬수 있어서, 시공시간 단축을 통한 조기 교통개방을 가능하게 한다. 해당 기술은 국토교통부 개질 유화아스팔트 품질기준인 RS(C)-PG70T 규격을 만족하였고, 타이어 부착률이 약 1.5% 대로 우수한 것으로 나타났다. 고속도로 현장 적용성 평가 결과, 양생시간이 5분 이내로 확인되었으며, 시공 후 현장 코어 시편 확인 결과, 택코트층이 잘 보전되어 있었으며, 포장층간의 결합력이 우수하게 유지되었다. 따라서 고속도로 뿐만 아니라 서울시와 같은 도심지 및 택코트의 충분한 양생시간을 확보하기 어려운 아스팔트 유지보수 공사에 본 기술을 적용하는 것은 매우 효과적일 것으로 판단된다.
107.
2024.10
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일반 가열 아스팔트 혼합물 생산 시 높은 온도로 이산화탄소 및 대기오염물질이 발생함으로써, 유럽 및 선진국들은 탄소배출 저감 이 가능한 중온 아스팔트(warm mix asphalt, WMA)를 사용하는 추세이다. 아스팔트 콘크리트의 생산온도를 낮출수록 이산화탄소 발생 량과 연료 소비량을 저감시킬 수 있어 중온 아스팔트 콘크리트에 대한 수요성은 증가하고 있으나 국내외로 중온 아스팔트 콘크리트의 생산온도는 120℃의 한계성을 극복하지 못하고 있는 실정으로 120℃ 이하의 생산기술을 확보하기 위해서는 기능성 개질재 제조기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 110±10℃의 생산온도에서 저온화 고분자형 개질재를 첨가하여 폴리머 개질 저온 아스팔트(Polymer Cool Mix Asphalt, PCMA)를 생산하였으며, PCMA 혼합물의 마샬안정도, 공극률, 동적안정도 및 인장강도비 등을 시험 평가하여 10년 이상의 공용 내구연한 확보를 확인하였다. 또한, 일반 가열 아스팔트 혼합물, 타사 중온화 첨가제를 적용한 아스팔트 혼합물 및 PCMA 혼합물의 비교평가를 실시하였으며 PCMA 혼합물의 피로균열지수(Cracking Tolerance Index) 및 노화계수(Aging Coefficient)가 비교적 매우 우수한 것으로 나타났다. 2024년 8월, 베트남 바리어붕따우성에서 PCMA 혼합물 생산 및 시공을 실시한 결과, 목표 생산온도인 110±10℃의 조건을 확보하였으며, 현장 포설시에도 특이사항 없이 시공이 완료되었다.
108.
2024.10
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포트홀은 아스팔트 도로 위에서 반복적인 하중으로 인해 일부가 떨어져 나가며 발생하는 패임을 의미한다. 포트홀은 습기에 취약해 특히 장마철에 큰 영향을 받으며, 이로 인해 대형교통사고와 높은 개보수 비용이 발생한다. 매년 포트홀 로 인한 피해와 사고는 언론을 통해 지속적으로 보도 되고 있다. 이러한 피해를 최소화하기 위해서는 사고가 발생하기 전 적절한 시기에 포트홀이 보수되어야 한다. 이를 위해서는 정확한 포트홀 면적 탐지가 선행되어야 한다. 포트홀 면적 의 정확한 탐지는 도로포장의 유지관리 및 보수 전략 수립에 매우 중요한 과정이다. 이에 따라 본 연구에서는 2,086의 포트홀 이미지를 기반으로 학습하고 탐지하였다. 비정형 탐지에 최적화된 Mask R-CNN을 활용하여 포트홀의 전체적인 면적을 탐지하였으며, 탐지 정확도를 높이기 위해 SwinT 백본 네트워크를 사용하였다. 그 결과, 90% 이상의 높은 정확 도로 포트홀의 면적을 탐지하였다. 추후 이 연구를 바탕으로 적절한 시기에 개보수 시기를 예측하여 포트홀로 인한 피해 와 사고를 줄이는 데 기여할 것이다.
109.
2024.10
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최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.
110.
2024.10
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최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.
111.
2024.10
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서울시와 같은 도심지의 경우 상수도관, 하수관, 가스관, 통신․전기선과 같은 인프라 시설물을 도로포장 하부에 매설하고 있다. 그 러나 도로 지하에 각종 시설물을 매설하거나 유지보수 등으로 인해 노면을 굴착할 경우, 포장체 구성에 불연속면을 생성하여 이에 대 한 복구가 적절하지 않았을 경우 지반침하, 포장 노면 균열, 평탄성 불량 등의 발생으로 도로 이용자의 승차감 저하 및 노면배수 불량 으로 인한 차량 주행의 안전성 저하, 보도의 경우 통행인의 불편 초래 및 안전사고를 유발할 수 있다. 그러나 현재 서울시의 도로굴착복구 공사는 도로 이용자의 편의를 위해 당일 굴착·당일 복구를 원칙으로 하고 있으며, 이를 위해 주 간 공사 및 장시간 교통통제를 지양하고 있어, 하루 중 야간 8시간 정도로 공사 시간이 부족하고 수많은 공사가 산발적으로 시행됨에 따라 관리 감독이 어려워 시공 품질관리가 미흡하며, 특히 지하 매설물 공사 이후 포장층 하부의 되메우기 공정은 다짐 작업이 제대 로 이루어지지 않는다. 일반적으로 서울시 도로굴착복구 공사는 공사 당일 임시포장을 시행하고, 일정 기간 경과 후 차로 단위로 항구 포장 복구를 시행하고 있으며, 이로 인한 도로 평탄성 불량으로 소음․진동 발생 및 포장 조기 파손의 원인으로 작용하고 있다. 특히 되메우기 공정의 경우, 현행 시방서에 따르면 신속한 되메움 복구 및 관로 주변의 조밀한 충진을 목적으로 관로 주변을 양질의 모래로 시공하는 것을 원칙으로 하고 있으나, 기존 되메움 재료인 모래는 결속력이 약해 인접 구간 공사 시 세굴로 인한 사고 발생 위험 요소를 내재하고 있으며, 누수에 의한 세굴 발생시 편토압 등으로 인해 주변 지반의 침하 등 2차 파손을 발생시킬 수 있다.
112.
2024.10
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서울시의 중앙버스전용차로의 경우 승객을 태운 대형버스가 집중적으로 반복하중을 재하하기 때문에, 아스팔트 도로포장의 균열부 확산을 가중시키고, 이를 통해 강우시 빗물이 침투함에 따라 조기 파손을 가속화 한다. 버스 자체중량 및 출퇴근 시 만차 특성을 고려 하여 14~19톤에 달해 포장 파손을 심각하게 가속한다는 문제를 가지고 있다. 이에 서울시에서는 파손이 가장 심각한 정류장 도로포장 에 고강성 프리캐스트 콘크리트 포장을 시범 및 확대 적용하여 문제를 해결하고 있다. 하지만 포장공사비가 기존공법 대비 2.5~3배에 달해 확대적용에 문제점을 안고 있다. 그리고 주행차로 구간 역시 잦은 포장파손으로 인한 잦은 보수가 이루어지고 이에 대한 문제 해결이 필요한 시접으로 고내구성 포장의 도입 가능성 및 방안에 대해 연구를 수행하였다.
113.
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본 연구는 스트론튬 이온(Sr²⁺) 처리가 수화 시멘트 복합체의 공극분포 특성에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 물- 시멘트비(w/c) 0.3, 0.4, 0.5로 제조된 시멘트 페이스트 시편을 21일간 탈 이온수에서 수중 양생한 후, 각각 두 개의 그룹 으로 나누었다. 첫 번째 그룹은 탈 이온수에서 추가로 7일간 양생하였고, 두 번째 그룹은 30% 질산스트론튬(Sr(NO3)2) 수 용액에서 동일기간 동안 추가 양생하였다. 양생기간 및 조건에 따른 각 시편에 대하여 수은압입법(MIP: Mercury Intrusion Porosimetry)을 사용하여 공극률 및 공극 크기 분포를 분석하였다. 실험 결과, 물-시멘트비가 낮을수록 공극률이 감소하는 것을 확인하였다. 21일과 28일간 탈 이온수에서 양생한 시편 간에는 공극률 차이가 유의미하지 않았으나, 21일 수중양생 후 스트론튬 이온에 7일간 처리된 시편은 공극률이 유의미하게 감소한 것으로 분석되었다. 특히, 물-시멘트비 0.3인 경우 에는 공극률이 33% 이상 감소하는 결과를 보였다. 또한, 공극 크기 분포 특성 분석 결과, 모든 물-시멘트비 조건에서 21 일 양생된 시편에 비해 7일간 추가 양생된 시편은 큰 공극의 양이 줄어들면서 작은 공극의 양이 증가하는 경향을 확인 하였다. 특히, 스트론튬 이온에 처리된 시편의 경우 50nm 이하의 매우 작은 공극의 양이 크게 증가하였다. 이로써 스트 론튬 이온 처리에 의해 수화 시멘트 복합체의 미세조직이 치밀해짐을 확인하였으며, SEM 분석을 통해 이러한 결과를 시 각적으로 확인하였다. 본 연구는 스트론튬 이온을 활용한 시멘트 콘크리트 표면처리 기법이 노후 시멘트 콘크리트 구조 물에 대하여 수분 침투 저항성을 향상시키는 유지관리 기술로서 잠재력을 지니고 있음을 보여준다.
114.
2024.10
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현재 도로포장 유지보수 과정으로부터 노화된 폐 아스팔트가 발생하며, 순환 아스팔트로서 재활용하기 위해 아스팔트 오일을 첨가제 등과 함께 혼합하여 노화된 아스팔트의 성상 회복 및 유동성을 개선하여 도로포 장 재료로 활용하고 있다. 또한 아스팔트 오일의 사용은 저온영역의 성능 개선에도 영향을 미쳐 개질아스팔트 제작에도 활용하고 있으며, 개질 아스팔트는 SBS(Styrene Butadiene Styrene), SBR(Styrene Butadiene Rubber)등 고무계열의 폴리머와 오일 등을 원 아스팔트에 혼합하여 아스팔트 바인더의 공용성을 향상시키는 기술로서 폴리머는 아스팔트의 고온 영역의 물성, 오일은 저온영역의 물성을 개선하는데 사용된다. 이 중 폴 리머에 관한 연구는 활발히 이루어지고 있는 반면 아스팔트에 사용하는 오일에 관한 연구는 상대적으로 연 구가 부족한 실정이다. 따라서 오일의 사용으로 인한 아스팔트의 물성 변화에 관한 실험적인 검토가 필요 하다고 판단된다.
115.
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본 연구는 노후화된 교량의 단면 보수를 위한 고성능 콘크리트 보수재료를 개발하는 것을 목표로 하여 진행하였다. 건식 숏크리트 방법을 사용하여 최적의 혼합비를 도출하기 위해 재료에 대한 기본 실험을 바탕으로 내구성 및 수밀성 측면에서 적합한 성능을 개발 하기 위한 실험을 진행하였다. 본 연구는 실리카 흄, 고로슬래그, 자연섬유 등을 혼합하여 각 변수별 차이를 비교하였으며, 압축강도, 소성 수축, 염소 이온 침투 저항성, 동결융해 실험을 통해 성능을 평가하였다. 본 연구 결과 실리카 흄과 천연 섬유를 혼합하여 내구 성 및 수밀성을 확보한 채 팽창제와 폴리머 분말수지를 혼입하여 적합한 성능을 가진 보수재료를 개발하기 위한 기초 연구를 완료하 였다. 이 보수재료는 압축강도, 동결융해 저항성, 소성수축 균열 저감성, 염소 이온 침투 저항성 측면에서 우수한 성능을 보여줄 것이 다. 본 연구에서 개발될 보수재료는 기존 보수 모르타르보다 성능이 우수하며, 건식 숏크리트 방식을 사용하기 때문에 작업 및 후처리 과정이 습식 숏크리트 방식보다 간단하여 소구 작업에 더욱 효율적일 것으로 판단된다.
116.
2024.10
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이수식 쉴드 TBM 공법에서 발생하는 부산물인 필터케이크를 유동성 채움재로의 재활용 가능성을 평가하기 위해 다양한 기초 실험을 수행하였다. 필터케이크를 굵은골재 및 잔골재와 혼합하여, 필터케이크의 함량 비율을 증가시키면서 세 가 지 배합(Case 1, Case 2, Case 3)을 구성하였다. 강도 발현을 위한 바인더로는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 물- 시멘트비(w/c)를 변화시켜 플로우 시험, 블리딩 시험, 압축강도 시험을 통해 유동성 채움재로서의 가능성을 평가하였다. 시험 결과, 필터케이크 함량이 증가할수록 혼합물의 유동성은 저하되었으며, 이를 보완하기 위해 혼합수의 양을 증가시 키며 적정한 범위의 유동성을 확보하도록 하였으나, 혼합수의 양이 많아질수록 압축강도가 크게 감소하는 경향을 보였 다. 특히, 필터케이크 함량이 가장 높은 Case 3에서는 이러한 현상이 두드러지게 나타났으며, 반면 필터케이크 함량이 적 은 Case 1에서는 상대적으로 높은 강도가 발현되었다. 또한, 필터케이크 함량이 적을수록 혼합물의 유동성은 혼합수량에 민감하게 변화하였다. 블리딩은 필터케이크의 혼합 비율에 영향을 받았으며, 필터케이크 함량이 가장 높은 Case 3에서 블리딩이 가장 적게 발생하였다. 이는 필터케이크의 높은 수분 흡수율이 블리딩 감소에 영향을 미친 것으로 판단된다. 즉, 유동성, 강도, 블리딩 사이의 균형을 맞추기 위한 적절한 배합비 설정을 통해 TBM 공법 부산물인 필터케이크는 유 동성 채움재로 재활용 가능성이 높을 것으로 평가하였다.
117.
2024.10
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콘크리트 도로포장의 손상은 차량의 이동에 의한 진동, 겨울철 제설제 사용, 동결융해 작용 등이 주요 손상원인으로 나타나고 있다. 이러한 손상을 해결하기 위하여 열화 원인에 능동적으로 대응하는 보수재료 및 방법이 적용되어야 하나, 일반적으로 단면복구, 부분보 수를 반복적으로 사용함으로써, 지속적인 열화 현상의 발생으로 도로포장의 기능을 상실하게 된다. 또한, 기존에 사용되고 있는 보수 재료 중 무기계 보수재료는 폴리머 모르타르, 에폭시수지 모르타르 등이 있다. 이러한 재료는 높은 압축강도를 가지고 있으나, 취성 및 부착력이 약한 단점을 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(Ordinary Portland Cement), 칼슘알루미네이트계 재 료인 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate) 및 비정질 알루미네이트(Amorphous Calcium Aluminate)를 사용한 보수 모르타르의 압축강도 및 내동해성을 평가하였다. 보수 모르타르의 압축강도를 분석한 결과, 비정질 알루미네이트를 사용한 보수모르타르의 압축강 도가 보통포틀랜드시멘트 및 칼슘설포알루미네이트를 사용한 보수 모르타르보다 우수하게 나타나는 것을 확인하였다. 한편, 보수 모르 타르의 내동해성 평가는 ASTM C 666 A법에 준하여 실험을 진행하였다. 그 결과, 칼슘설포알루미네이트 및 비정질 알루미네이트를 적용한 보수 모르타르의 상대동탄성계수가 300사이클에서 약 90%이상으로 나타나 보통포틀랜드시멘트를 사용한 보수 모르타르보다 우수한 내동해성을 나타내었다. 따라서, 칼슘설포알루미네이트 및 비정질 알루미네이트를 적용한 보수 모르타르는 우수한 압축강도 및 내동해성을 나타냄으로써 도로포장의 보수재료로 사용이 가능할 것으로 판단된다.
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2024.10
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자연재해의 발생이나 화재, 폭발 등의 인재 등으로 인하여 교량이 파괴되거나 노후화 등으로 교량이 기능을 상실한 경우, 기존의 교 통량에 대하여 빠르게 대처하기 위하여 급속으로 시공이 가능한 가설교량이 필요하다. 교통 통제가 장기화되면 막대한 경제적 손실이 발생하고, 교통 체증으로 인한 불편함도 증가하게 된다. 기존의 급속시공 교량은 대부분 미리 제작한 모듈을 현장에서 조립하는 방법 을 이용하고 있고, 신규 교량 건설 수요가 발생하거나 대대적인 교량 보수보강 작업이 필요한 시점에서 모듈을 제작하고 현장에서 조 립해야 하는 기간을 고려하면 초단기간의 급속시공이 이루어진다고 보기는 어렵다. 본 연구에서는 매우 큰 인장강도로 인하여 기존의 인장재에 비하여 구조적 성능이 탁월한 CFRP를 보강재로 사용함으로써 강재의 사용량을 감소시켜 급속시공이 가능하면서 경제적인 가설교량 모델을 제시하였고, 기존 H형강 강교량의 CFRP Plate 보강 전후의 내하력을 비교하여 11% 이상의 내하력 증가효과를 확인 하였다.
119.
2024.10
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포장상태 평가를 위한 노면영상 촬영은 라인스캔 방식이 주를 이루고 있다. 라인스캔 특성 상, 조사환경이나 장비특성이 달라질 경 우 밝기가 상이한 노면영상을 취득할 수 있고 이는 U-net과 같은 픽셀 단위 segmentation 딥러닝 모델의 균열 자동검출 성능에 영향을 미친다. 본 연구에서는 인공지능 검출 모델의 변경 없이 영상의 밝기 최적화와 morphology 연산기법을 노면영상 전·후처리 방법으로 제시하고 그 효과를 분석하였다. 영상 처리를 통해 과다 검출경향을 보인 이상치들이 제거되었으며 정답으로 간주할 수 있는 전문요 원 분석결과인 GT 균열률과의 상관성 또한 향상됨을 확인하였다.
120.
2024.10
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도로포장의 대표적 파손 종류인 균열은 일반적으로 폭이 좁고 기하학적으로 정의하기 어렵기 때문에 균열을 검출하고 유형을 분류 한 후 정량화하기까지 많은 시간이 소요된다. 본 연구의 목적은 균열 검출 이후 단계에서 요구되는 분류 및 정량화 과정을 자동화하 기 위함이다. 이를 위해, 본 연구에서는 균열이 매핑된 포장관리체계용 노면영상을 대상으로 하는 25cm 정사각형의 격자 배치 방법과 차륜 통과 영역 구분을 제시하였다. 각 격자 내 균열 객체의 길이와 진전방향, 인접한 정도 등 시각적 정보에 의한 균열 격자 속성을 정의하고 프로그래밍하여 균열 유형분류와 집계를 자동화하였다. 무작위로 수집된 고속도로 노면영상 자료를 통해 포장형식 별 주요 균열 유형을 분석하였고 차륜 통과 영역에서의 균열률 증가를 수치적으로 확인하였다.
