산업화와 도시화의 급속한 발전으로 교통량이 증가하면서, 도로 비산먼지와 같은 대기 오염 문제가 심각해지고 있다. 특히, 도로에 서 발생하는 미세먼지의 주요 원인인 비배기가스의 일환인 도로 비산먼지(Road suspended dust)는 대기 질을 저하시킬 뿐만 아니라, 인 체 건강에도 여러 가지 해로운 영향을 미친다. 이에 비산먼지 예측 모형식을 개발하기 위해 도심부 도로 내 비산먼지 측정차량을 운 영하고 있으나, 측정 시 주변 환경에 영향을 많이 미치기 때문에 보다 신뢰성 있는 결과를 위해서는 앞차에서 발생하는 배기가스 영 향권을 최소화하여 노면-타이어에서 발생하는 순수 비산먼지 농도를 측정할 필요가 있다. 따라서 본 연구의 목적은 차량의 주행 패턴 에 따라 도로 비산먼지 농도가 어떻게 변화하는지를 분석하고, 거리별 배기가스의 영향력을 평가하고자 하였다. 먼저, 이동식 비산먼지 측정차량을 활용하여 측정차량을 기준으로 차량 간의 거리(10m, 20m, 50m)와 도심부에서 발생할 수 있는 대표 적인 주행행태(전방 2대 직진, 전방 2대 평행, 전방 3대 직진)에 따른 도로 비산먼지 농도의 변화를 측정하였다. 실험 결과, 차량 간 거리가 가까운 10m일 때 비산먼지 농도가 가장 높았으며, 이 때의 농도는 20m 또는 50m 거리에서 측정된 농도보다 유의미하게 증가 하는 경향을 보였다. 특히, 20m 거리에서는 비산먼지 농도가 낮아지는 경향이 뚜렷하였으며, 이는 차량의 배기가스가 도로에서 발생하 는 비산먼지에 미치는 영향이 줄어드는 것을 나타낸다. 또한 전방에 3대의 차량이 직진으로 주행할 경우 앞차량에 의해 비산된 먼지 가 계속 공기중으로 비산되어 측정차량에서는 낮게 나타나는 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 도시 내에서 비산먼지에 기반한 안전 거리를 설정하는 데 중요한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 측정차량 운영 시 앞차에서 발생하는 배기가스의 영향을 최소화하여 비산 먼지 농도만을 측정할 수 있는 자료로 활용될 수 있다. 본 연구는 배기가스가 도로 비산먼지 농도에 미치는 영향을 실증적으로 분석함으로써, 대기질 개선을 위한 보다 효과적인 정책 수립 에 기여할 것으로 기대된다. 궁극적으로, 도심부 도로 내 도로 비산먼지에 대한 영향을 고려할 때 배기가스에 따른 농도 변화를 이해 함으로써, 향후 도시 환경에서의 지속 가능한 교통 관리와 대기질 개선 전략을 개발하는 데 중요한 기초 자료가 될 것으로 판단된다.

대기관리권역법을 통해 권역 내 집중관리도로를 선정하고, 도로 청소 차량의 운용을 수행하여 미세먼지 저감을 도모하였다. 하지만, 도심지의 경우 대기오염 발생원인 차량 통행의 감축이 어려우므로 지속적인 관리가 필요하다. 따라서, 연간 발생하는 장비·시설의 유 지관리 비용을 고려했을 때 관련 재정의 효율적 운용이 필수적이며, 도심지의 고농도 발생 지역을 효과적으로 관리할 수 잇는 전략적 선정이 필요하다. 본 연구에서는 2017 ~ 2024년 기간 동안 수집된 서울권 집중관리도로의 재비산먼지 농도 데이터를 바탕으로 고농도 발생 경로를 선별하였으며, 대상지의 모빌리티 요소(차로수, 제한속도, 정지선, 버스정류장(가로변, 중앙), 지하철역 입구, 교차로 수 등) 를 추출하여 시계열적 기상 조건과 매칭하여 농도 변화에 영향을 미치는 요인에 관한 상관성 분석을 수행하였다. 이 과정에서 모빌리 티 요소의 가중치평균법 및 교호작용 분석을 통해 도심지 모빌리티 영향에 따른 도로 대기오염도 변화에 관한 분석을 수행하였다. 계절관리제가 시행되기 전(`17 ~ `19년) 대비 시행 후(`20 ~ `24년)의 평균 재비산먼지 농도는 17㎍/m3 낮았으며, 이는 코로나 19의 영향 외 작용된 청소 효과로 판단할 수 있다. 위치적으로 나눈 서울 5개 권역 중 서부 지역과 수도권 남부와 교통이 연결되어 교통망이 집 중된 서남권, 동남권에서 재비산먼지 평균 농도가 18㎍/m3 높게 발생하였다. 이를 모빌리티 영향에 의한 재비산먼지의 발생 및 확산 영향으로 판단하고, 계절관리제 시행 후 도심지 고농도 발생 지역에 대한 모빌리티 요소 및 기상 환경 변화 영향에 대한 복합적인 영 향 분석을 위해 시간 변수, 모빌리티 특성 변수, 도로 환경 변수, 기상 변수를 수집하고, 데이터 세트를 구축하였으며, 가중치 평균법 을 적용한 모빌리티 변수 모델, 모빌리티 변수 간의 상호작용을 고려한 교호작용 모델을 비교 분석함으로써 재비산먼지 PM10 농도 상 승과 상대적으로 높은 상관성을 갖는 영향 변수를 제시하였다.

도심부 도로에서 불투수면적 증가로 인해 발생한 홍수 및 물순환 장애 문제를 해결하기 위해, 투수블록포장이 도입되고 있으며, 물순환 시스템 강화의 필요성에 따라, 투수블록포장은 효과적인 대안으로 주목받고 있다. 투수성 포장의 성능 향상 을 위해서는 교통 하중 지지력을 만족하고, 투수 성능을 동시에 확보해야 하므로 표층뿐만 아니라 하부 투수기층의 설계 기준과 입도 특성에 대한 고려가 필요하다. 그러나, 국내의 경우 설계법이 잘 정립되어 있지 않고, 국외에서는 AASHTO 93 설계법을 구조설계법으로 적용하고 있으며, 투수성 포장재료의 상대강도계수에 대한 연구가 부족하여 다양한 재료에 대 한 설계 적용이 어려운 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 투수블록포장 하부 투수기층 골재의 물리적 특성과 입도 기준에 관한 고찰을 통해, 내구성 향상을 위한 설계 요인과 투수 성능 간의 관계 분석 결과를 정리함으로써, 두 방향을 모두 고려하여 효율적인 골재 입도 구성을 도모할 수 있는 적합한 방향성을 정립하는 것을 목표로 한다. 다양한 투수성 포장 설계 조건과 성능에 관한 연구를 다루는 문헌을 수집해 투수 블록포장의 하부구조 단면 설계에 적용할 수 있는 기준 및 연구 방법론을 정리함으로써 실무 연구자들의 국내 연구 활성에 기여하고자 한다

현재까지 국내외에서는 비산먼지 예측 모델식에 대한 다양한 연구를 수행해왔다. 이때 환경 및 교통요인에 따라 변화하는 비산먼지 농도를 예측하는 연구가 수행되어 왔으나, 모두 지역적 특성에 따라 연구 결과가 상이하게 분석되었다. 이러한 한계점을 해결하기 위 해 도로 포장과 가장 직접적인 요인인 노면 Texture를 활용하여 노면-타이어에서 발생하는 비산먼지 농도를 정량적으로 분석하고자 한 다. 실험 결과, 아스팔트 포장 중 HMA 포장에서 평균 Texture 깊이(Mean Texture Depth, MTD)가 낮을 경우 비산먼지 농도가 증가하였 으며, 특히 MTD가 0.9mm 이상일 때 쌓인 먼지 양이 비슷해져 비산먼지 농도가 상대적으로 일정하게 유지되었다. 반면, 다공성 아스 팔트(PP) 포장에서는 Silt loading(먼지 부하량)이 HMA 대비 많았지만 비산먼지 농도가 낮고, MTD가 1.8mm 이상일 경우에도 농도가 일정하게 유지되는 경향을 보였다. 이는 공극으로 인해 배수성 포장이 비산먼지 농도가 낮은것으로 나타났다. 본 연구에서는 노면의 Wavelength와 Texture Depth에 따른 비산먼지와의 상관관계를 분석한 결과, 전체적으로 아스팔트 포장에서는 Texture 깊이가 깊을수록 비산먼지 농도가 낮아지는 경향을 보였다. 시멘트 포장에서는 구조가 깊을수록 비산먼지 농도가 증가하였으 며, T.Tining 포장에서는 Texture 깊이에 관계없이 도로 표면의 쌓인 sL에 따라 비슷한 수준의 농도가 나타났다. 특히, 그루빙 포장과 타이어 접촉 시 발생하는 에어 펌핑 현상으로 인해 비산먼지 농도가 증가하는 결과가 나타났으며, 이는 미끄럼 저항을 개선하는 효과 와 반대되는 경향을 보여 적절한 포장 관리가 필요할 것으로 판단된다. 이 연구는 기존의 교통 및 환경 조건에 따른 타이어-도로 비산먼지 회귀 모델의 한계를 극복하고, Texture를 통한 도로 비산먼지의 정량적 예측을 위한 새로운 회귀 모델을 제시하였다. 기존 연구에서는 특정 구간의 경험적 측정 결과를 바탕으로 비산먼지 발생 요인 을 선정하였으나, 본 연구에서는 노면 Texture를 포함하여 보다 포괄적인 분석을 통해 회귀 모델의 신뢰성을 향상시켰다. 결론적으로, 연구 결과는 도로 비산먼지 발생에 대한 중요한 기초 자료를 제공하며, 환경문제를 해결하기 위해 도로 포장재의 선택 및 유지관리 측면에 있어 MTD, Wavelength와 같은 Texture 특성을 고려해야 함을 도출하였다. 정량적인 데이터는 도로 포장 설계 단계에서 골재 입자 크기 등을 선택하는 데 활용될 수 있으며, 이는 비산먼지 발생원에서의 저감 효과를 확보하는 데 기여할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 비산먼지 농도를 평가하기 위한 영향 요인인 먼지부하량(Silt loading, sL)에 대한 연구로 노면에 쌓여있는 먼지 수집 시 효율적인 방법을 제시하기 위해 실험적 데이터 수집과 시각화를 통해 위치별 특성에 따른 먼지 분포량과 효율적인 먼지 수집 위치 를 분석하고자 하였다. 기존의 미국 EPA(Environmental Protection Agency)에서는 도로 전구간을 샘플링하기에 어려움이 있어 구간별 교 차로 길이(2.4km)를 기준으로 샘플링 위치를 제시하거나 1km 이하 구간에서는 2개를 샘플링하도록 제시하고 있다. 하지만 국내 실정 에 적용하기에는 교차로 사이 간격이 너무 넓거나, 샘플링 개수가 적은 등 한계점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 청소기의 길이 0.3m에 따라 3m(0.3m X 10회) 샘플링 기법을 통해 25m와 100m 구간을 대표할 수 있는 위치를 제시해주는 것을 목표로 하고 있으며, 이때 시료를 채취하여 통계분석과 클러스터링 분석을 통해 샘플링 위치를 선정하고자 하였다. 또한 샘플링 위치에 따른 검증을 위해 서 도로 먼지 부하량과 비산먼지와의 상관관계를 정량적으로 평가하였다. 이때 먼저 sL의 양에 따른 비산먼지의 농도 측정은 도심부 제한속도에 따라 50km/h의 속도로 주행하는 조건에서 측정되었으며, 측정차량을 통해 수집된 GPS 좌표를 활용하여 도로 먼지 농도의 변화를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 먼지 부하량(sL)이 농도가 높을수록 도로 먼지 농도가 증가하는 경향이 나타났으며, 이러한 상관관계는 먼지가 많을수록 공기중으로 비산되는 먼지의 양이 많은 것에 기인한 것으로 분석되었고 이때 측정한 전 구간에서 sL과 비산먼지 농도 간의 높은 상관 관계(상관계수 0.76)가 확인되었다. 추가적으로, 각 시료 채취 지점에서의 sL의 변화가 도로 먼지 농도에 미치는 영향을 평가하기 위해 K-평균 클러스터링 기법을 사용하였다. 클러스터링 결과, 최적의 샘플링 지점이 25m 구간 내에서는 3개, 100m 구간 안에서는 5개의 샘플링 위치로 대표값을 띄는 것으로 도출되었으며 비산먼지 농도의 변화와도 일치하는 것을 보였다. 이러한 방법을 통해 도로 먼지 샘플링의 신뢰성을 높일 수 있었으며, 도로 먼지의 특성을 보다 정확하게 분석할 수 있었고, 인력 수집에 따른 시간적, 공간적인 한계 를 해결할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 이는 향후 비산먼지 측정 차량 제작 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

단지 내 도로는 별도의 설계법 없이 AASHTO 및 TA 설계법, 한국형 도로포장 설계법을 적용하여 일률적인 포장 두께를 적용하고 있으나 비산먼지 방지 목적으로 중간층 또는 기층 포설 후, 공사차량을 사전개방하고 사업 준공 단계에서 표층을 시공하는 단계시공 을 실시하고 있다. 이에 의해 포장단면 두께는 공사차량의 영향으로 공용수명을 만족하지 못하게 되므로 포장 파손이 빈번하게 발생 하므로 이를 고려한 포장 설계법 정립이 필요하다. 따라서 공사차량 통행을 고려한 단지 내 도로포장 설계기준을 적용한 시험시공 구 간을 대상으로 현장 모니터링 조사를 수행하였으며, 구조해석 프로그램을 활용하여 단면두께에 대한 포장 공용수명을 산출함으로써 적정성을 검토하였다. 현장조사 결과, 표층 시공 후, 공사차량 교통량을 개방한 구간에서는 공용기간 48개월일 때 표면 균열율이 1% 미만으로 조사되었으며, 중간층만 포설된 단면에서 공사차량 하중이 재하되고, 표층을 포설한 구간의 균열율은 약 8%로 상대적으로 높게 나타났다. 일반적으로 균열율이 8% 초과할 경우, 노후화된 포장층으로 판단하여 유지보수를 실시(서울시, 2018)하므로 조기파손 이 발생한 것으로 제시할 수 있다. 또한, 기존 설계기준을 적용한 구간의 표면상태 조사결과와 KENPAVE를 활용한 Damage 산출 결과 가 유사한 추세로 나타났으며, 6,170 세대 이상의 공사차량이 통행할 경우 공용년수를 만족하지 못하였으므로 해당 세대수에 대해서는 상향 설계를 실시해야 한다. 유지보수 기준에 따라 5∼7년 동안 공용된 포장에서 나타나는 균열율을 기준으로 KENPAVE Damage 10%, KPRP 피로균열 6% 이하이면 10년 이상의 공용이 가능한 것으로 도출되었다. 그러나 절삭 후 덧씌우기를 진행하지 않은 포장 단면에서는 상대적으로 높은 표면 균열율이 발생하므로, 잔존수명 예측을 통해 적절한 절삭 깊이를 산출하여 목표 설계수명을 만족할 수 있는 단지 내 도로포장 설계단면의 적정 기준을 제시함으로써 공용수명을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.

연근해에서의 선박 전복사고는 소형 어선에서 많이 발생한다. 소형 어선의 전복사고를 예방하기 위해서는 초기설계 단계에서 부터 복원성을 평가하는 것이 매우 중요하다. 하지만 초기설계 단계에서 확보할 수 있는 정보는 제한적이어서 신뢰성 있는 복원성을 평 가하는 데 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 초기설계 단계에서 추정할 수 있는 KM, KG, 트림을 활용하여 소형 어선의 횡메타센터(GM) 를 추정하고, 표준어선형의 안전성 평가 기준에서 제시된 최소횡메타센터(GMmin)와의 차이를 비교하여 복원성을 평가하는 방안을 제안 하였다. 한국해양안전교통공단에서 제공하는 복원성 평가프로그램인 K-SHIP을 사용한 Hydrostatics 특성 계산에서 요구되는 트림을 도출하 기 위해 상용 CFD 프로그램인 STAR-CCM+를 이용하여 어선 선형에 따른 초기 상태 트림을 추정하였으며, K-SHIP을 사용하여 어선 선형 에 대한 Hydrostatics 특성을 계산하여 GM을 추정하였다. 그리고 GM과 GMmin의 비교를 통해 만재출항상태의 복원성을 비교하였다. 실적 선을 기준선으로 선정하여 본 연구에서 제안한 복원성 평가 방안을 적용해 복원성을 평가하고 그 타당성을 검증하였다. 결과적으로 4.99 톤 어선의 대표적인 선형과 이를 활용해 도출한 모듈 선형 9개의 복원성을 평가하였고, 이중 상대적으로 복원성이 우수한 선형을 선정하 였다.

PURPOSES : This study intended to derive a methodology that can evaluate water splash caused by distress on the road surface based on experimental methods and to present quantitatively by analyzing the impact on road users. METHODS : Through literature review, the current problems of road pavement and drainage facility standards, the factors of road splash caused by puddle was selected to measure damage. Field measurements were conducted by setting different conditions for each factors and setting different conditions based on the hypothesis. In addition, water splash by surface distress type and puddle was measured to analyze using statistical techniques from correlation to multi-regression. RESULTS : The maximum and effective distance due to road splash increases as the driving speed, regardless of vehicle load and tyre type. Splash was measured according to the type of road distress to analyze the correlation between the influencing factors, and there was a weak correlation between the width and length of the puddle, depth and the effective distance. In addition, the interaction analysis showed that there was an interaction between the width of the water hole and the depth of puddle. Moreover, based on the multi-regression analysis, it was not statistical significant. This is judged to that the number of data samples used for this analysis is limited because the diversity of puddle conditions cannot be set differently for each type of distress. CONCLUSIONS : Since the distress of depending on the size, depth and shape of the road surface, it is necessary to calculate it and present maintenance standards, so this results present an experimental methodology that can intuitively evaluate damage cased by unestablished puddle. From this results, this is expected to be used as a quantitative indicator to evaluate the satisfaction of road users as a functional performance according to road surface condition.

본 연구에서는 어선의 운동성능을 향상하기 위해 부착되는 부가물의 조합과 파라미터 변경에 따른 어선의 자유 횡 동요 감쇠 와 저항 성능을 평가하였다. 성능 평가를 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용한 수치해석을 수행하였으며, 주요 부가 물인 빌지킬과 선저킬의 조합과 치수 변경에 따른 횡 동요 주기와 감쇠 계수의 변화를 확인하였다. 선저킬의 경우 길이가 변화함에 따른 횡 동요 감쇠 계수의 변화가 상대적으로 크지 않음을 확인하였다. 반면 빌지킬의 경우 길이와 각도의 증가에 따라서 횡 동요 감쇠 계수가 증가함을 확인하였다. 4가지 부가물 조합 조건과 나선의 저항 성능을 비교하였으며, 부가물에 의한 어선의 자세와 압력분포의 변화로 인 해 저항이 증가함을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 부가물 크기와 배치가 어선의 운동 및 저항 성능에 미치는 영향을 확인할 수 있었 으며, 어선 적용 시에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

PURPOSES : This study predicts the concentration of suspended road dust (PM10) by analyzing meteorological, traffic, and atmospheric environmental data acquired at various angles, and attains a comprehensive understanding of the influencing factors of suspended road dust. METHODS : Experimental field methods were applied and statistical analyses were conducted. Field experiments were conducted using a vehicle-based measurement of suspended dust (PM10) to measure its concentration at the measurement site while maintaining a constant driving vehicular speed. Statistical analysis demonstrated the effects of the concentration of suspended dust on changes in meteorological and environmental factors and lanes per traffic volume at the time of measurement. Finally, a multiple linear regression model was applied to identify the factors which affected the generation of suspended dust. RESULTS : The analysis of suspended road dust concentrations according to the lanes per traffic volume and environmental factors showed that suspended dust concentrations increased at increasing driving speeds. In addition, the background concentration at the monitoring station was higher at high-wind speeds (>3.0 m/s) than at low-wind speeds (<1.6 m/s), but the suspended dust concentrations were higher at low-wind speeds. During the temperature inversion period from evening to morning, the suspended effects of traffic and meteorological factors were greater than the background concentration at the station. Multiple linear regression analysis showed that excluding yellow-dust days, which are known to affect atmospheric pollution levels, the accuracy of the model improved and resulted in increases in background PM10, vapor pressure, sea-level pressure, visibility, after-rainfall time, and in decreases in insolation and precipitation during low-wind speed conditions. CONCLUSIONS : At low-wind speeds, 5 days after rain, and when the relative humidity was higher than 72%, suspended dust was found to be higher than atmospheric PM10 concentration and may increase at increasing driving speeds and section lane traffic volumes. However, the volume of measured data in this study is limited to determining the patterns of suspended dust, as the silt loading of the operational road or the effects of prominent variables were not considered in this study. However, we identified prominent factors related to road-suspended dust for real-time road-dust predictions.

PURPOSES : This study investigated the field applicability of pervious concrete to pavement base courses. Pervious concrete was developed at laboratory level, and the compaction methods, field moisture content, and fundamental properties when the material was constructed in the field were studied. METHODS : Field-applied pervious concrete was compacted at different levels using a tandem roller, and cores were taken to investigate the compressive strength, infiltration rate, continued porosity, and freeze-thaw resistance. In addition, the optimum field construction and quality control of the moisture content of a batch plant were measured. RESULTS : The moisture content of pervious concrete has an essential effect on workability and quality control during field test construction. From the test herein, the optimum value at a batch plant was found to be approximately 2.5±0.1%. The compaction level is also a crucial parameter at construction sites because it affects the mechanical and penetration properties. Considering both compressive strength and drainage, the recommended compaction was three times the round trip when a tandem roller was used. The penetration coefficient was 0.88 cm/sec when applying three times the round trip of the tandem roller. The freezing and thawing weight loss rates of the applied pervious concrete satisfied the required condition of 14% or less, regardless the compaction level. CONCLUSIONS : With the suggested mixed proportions of pervious concrete, the recommended compaction was three times the round trip of a tandem roller and a moisture content of approximately 2.5±0.1% from a batch plant. When these conditions were satisfied, the mechanical and drainage properties satisfied the required criteria.

PURPOSES : The objective of this study was to evaluate the effectiveness of dust removal by dust removal vehicles by the measuring dust load and PM10 concentrations on the sidewalks of block pavements. METHODS : Field experiments were conducted to determine a dust removal method suitable for the sidewalk conditions, as identified through a literature review. Data collection was followed by the evaluation of the sidewalk dust load with removal vehicles and analysis of the PM10 content within a service road. Moreover, an economic analysis was conducted based on the social costs of dust reduction. RESULTS : When cleaning a sidewalk block by spraying water, the contaminants in small gaps in the block pavement could be reduced, providing a potential solution to void clogging. The dust on the surface of the sidewalk was suspended from a paved road with a high level of traffic volume. Using sidewalk dust removal vehicles with sweeping, spraying water, and inhalation reduced the dust load and PM10 contents by more than 2 and 0.07g/m2, respectively. CONCLUSIONS : According to the economic analysis of the development of dust removal vehicles for sidewalks, the cost-benefit analysis method shows an input effect of 0.4, but if the reduction amount of fine particles such as PM2.5, further experiments are necessary to address the atmospheric fine dust concentrations resulting from cleaning sidewalk block pavements.