본 논문은 버스정류장 미세먼지 저감을 위해 설계된 도로시설물의 성능평가 과정 및 결과를 보고한다. 먼저, 유한요 소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 대상 구조물에 대한 충돌해석이 수행되었다. 해석변수로 차량의 속도와 충돌 위치를 고려한 다양한 조건에서의 구조해석이 진행되었다. 대상 시설물의 성능은 이 결과를 이용하여 구조적 성능과 충돌 후 차량의 안전성능이 평가되었다. 해석결과로부터 충돌속도가 증가하고 충돌위치가 전면으로 갈수록 시설물의 구조성능과 차량의 충돌 후 안전성능이 저하되는 것이 콘크리트의 손상량을 통해 확인되었다. 더불어 충돌 후 차량의 거동에 대한 분석을 통해 시설물에 연속되는 연석이 설치되면 차량의 이탈을 방지해 안전성능을 확보하는 것으로 예측되었다. 최종적으로, 대상 시설물은 설계 시 고려된 목표 충돌속도 25km/h보다 더 큰 40km/h까지 충분한 안전성능을 확보하고 있다는 것이 확인되었다.

PURPOSES: This study develops eco-friendly asphalt reinforcement materials applicable to bridge deck pavement. The main purpose is to ensure highly reliable quality applicable to structures and the possibility of practical application. The main target of the study is to develop materials that are environmentally friendly and capable of improving performanceMETHODS: The application of double-reinforcement fiber improves the performance of the road pavement. 1. We use recycled film for application of sheet-typed reinforcement. 2. We use preprocessing fibers to reinforce the properties of composite pavement materials.RESULTS : The developed products may produce materials that fit the purpose of achieving stability and environmental friendliness. Sheettyped reinforcements use more than 50% recycled resin. The most important type of damage to the asphalt layer is deflection (plastic deformation). These products have a very high deflection resistance of not less than 6,000 cycles/mm. In addition, all performance is excellent. Thus, it will be easier to access the field in the future.CONCLUSIONS: Fiber-reinforced asphalt pavement showed excellent performance. Sheet-typed reinforcements containing 50% recycling resin produced good performance in terms of functionality as well as environmental friendliness. Thus, enhancing the field applicability will enhance the usability of the reinforcements.

목적: 비침습적 혈당 분석은 환자의 편의와 감염에 대한 안전성을 위하여 요구된다. 본 연구에서는 금 나노입자의 합성과 응집반응을 활용하여 누액 내 글루코오스의 농도를 정량적으로 분석하고, 이를 종이 미세유체 장치에서 구현하고자 하였다. 방법: 종이 미세유체 장치는 얇은 필터 종이 위에 3mm 직경의 친수성 영역을 형성하는 왁스패턴을 인쇄하여 제작되었다. 완성된 종이 미세유체 장치 위에 염화금 용액 4μl과 누액의 생리적 농도의 글루코오스 용액 5μl를 차례로 떨어뜨려 건조시켰다. 글루코오스 용액이 건조 되면, 개시제(Sodium hydroxide, 60mM)와 발색강화제(Sodium chloride, 100mM)가 포함된 용액 5μl을 떨어뜨려 테스트 영역을 발색시켰다. 테스트 영역의 색상 값은 붉은 색과 노란색의 비율로 환산하여 분석하였다. 결과: 테스트 영역은 글루코오스 농도가 증가함에 따라서 옅은 노란색에서 분홍색으로 변하였다. 또한 농도가 증가함에 따라, 비색분석의 R/Y 비율 값은 선형으로 증가하였다. 이는 글루코오스에 의하여 금 이온이 금 나노입자로 환원됨을 의미한다. 글루코오스의 각 농도에 대한 SEM 이미지를 보면, 글루코오스 농도가 증가함에 따라 종이 표면에 더 많은 금 나노 입자가 흡착된 것을 볼 수 있다. 흡착된 금 나노입자는 20–50nm 직경의 붉은색을 띄는 형태로 형성되었다. 카오트로픽 이온의 첨가는 금 나노입자의 응집을 촉진하여, 보다 진한 발 색양상을 나타내었다. 카오트로픽 이온이 적용된 글루코오스의 분석은 높은 신뢰도 (R² >0.95)를 나타내었다. 결론: 본 연구는 글루코오스와 이온성 요인들에 의해서 금 나노입자가 합성, 응집되는 원리를 이용하여 누액 내에 존재하는 글루코오스의 양을 판정하였다. 이 글루코오스 정량 검출 방법은 기존의 검출 기법과는 다른 새로운 검출 전략으로, 현재 바이오센서 분야에서 각광 받고 있는 금속 나노입자가 활용되었다. 또한 적은 양의 체액을 대상으로 하기 때문에 경제 적인 비색분석으로 활용될 수 있다.

PURPOSES : This research was a fundamental study on the application of an integral TiO2 solution to asphalt concrete pavement. The integral TiO2 solution was produced in pilot production equipment; application of the integral TiO2 solution to asphalt pavement was conducted to examine the pollution-reducing capability of photocatalytic compounds such as TiO2. The photocatalytic TiO2 reacted with air pollutants, converting them into small amounts of relatively benign molecules. METHODS : In this study, laboratory experiments were conducted using five various testing methods. Tensile strength ratio (TSR) and British pendulum test (BPT) were conducted in order to evaluate the properties of asphalt pavement subsequent to the integral TiO2 solution coating. In addition, methylene blue testing, a measurement of nitrate on the coated pavement, and nitrogen oxide (NOx) reduction testing were conducted in order to evaluate photocatalytic reaction. Lastly, a UV-A lamp was used as a light source for photocatalytic reactions. RESULTS : Test results indicated no change in the properties of asphalt pavement following the integral TiO2 solution coating. In order to evaluate the performance of asphalt pavement as a function of TiO2, the moisture susceptibility and skid resistance were investigated. The moisture susceptibility and skid resistance satisfied there quirements related to pavement quality and safety specification. Furthermore, the effects of reduction of air pollution were significantly improved as determined via the methylene blue test and NOx reduction test. The TiO2-paved asphalt specimen exhibited approximately 43% reduction of NOx. CONCLUSIONS : This study has suggested that applying TiO2 rarely impacts asphalt pavement performance measures such as moisture susceptibility and skid resistance, and that its application may be a better means of reducing air pollution. Further studies, such as proper TiO2 dosage rates and compatibility with various pavement types, are required to broaden and generalize its application.

PURPOSES: The new waste management policy of South Korea encourages the recycling of waste materials. One material being recycled currently is tire-derived fuel (TDF) ash. TDF is composed of shredded scrap tires and is used as fuel in power plants and industrials plants, resulting in TDF ash, which has a chemical composition similar to that of the fly ash produced from coal. The purpose of this study was to evaluate the properties of an asphalt concrete mix that used TDF ash as the mineral filler. METHODS: The properties of the asphalt concrete were evaluated for different mineral filler types and contents using various measurement techniques. The fundamental physical properties of the asphalt concrete specimens such as their gradation and antistripping characteristics were measured in accordance with the KS F 3501 standard. The Marshall stability test was performed to measure the maximum load that could be supported by the specimens. The wheel tracking test was used to evaluate the rutting resistance. To investigate the moisture susceptibility of the specimens, dynamic immersion and tensile strength ratio (TSR) measurements were performed. RESULTS : The test results showed that the asphalt concrete containing TDF ash satisfied all the criteria listed in the Guide for Production and Construction of Asphalt Mixtures (Ministry of Land, Infrastructure and Transport, South Korea). In addition, TDF ash exhibited better performance than that of portland cement. The Marshall stability of the asphalt concrete with TDF ash was higher than 7500 N. Further, its dynamic stability was also higher than that listed in the guide. The results of the dynamic water immersion and the TSR showed that TDF ash shows better moisture resistance than does portland cement. CONCLUSIONS : TDF ash can be effectively recycled by being used as a mineral filler in asphalt, as it exhibits desirable physical properties. The optimal TDF ash content in asphalt concrete based on this study was determined to be 5%. In future works, the research team will compare the characteristics of asphalt concrete as function of the mineral filler types.

PURPOSES : The purpose of this paper is to evaluate the moisture susceptibility of asphalt mixtures containing developed liquid antistripping agents using the boiling water test as a screening test. METHODS: The boiling water test was used to evaluate the moisture susceptibility of asphalt mixtures containing different anti-stripping agents. The tensile strength ratio was calculated to compare the moisture susceptibility of the asphalt mixtures after indirect strength tests were performed. Additionally, image analysis techniques were used to calculate and analyze the quantity of stripped area in the asphalt mixtures. RESULTS: In general, the asphalt mixtures containing anti-stripping agents showed a higher resistance of anti-stripping based on the boiling water test and tensile strength ratio. CONCLUSIONS: The boiling water test can be used to differentiate the resistance of moisture susceptibility of asphalt mixtures, except for asphalt mixtures containing hydrated lime. The boiling water test can be used as a screening test for asphalt mixtures before conducting time consuming and expensive indirect tensile strength tests.

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.

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.

현재 (초)미세먼지의 주요 발생 원인이 되고 있는 질소화합물(NOx) 및 PM10, PM2.5 미세먼지 입자 제거를 위해 화물차를 비롯한 경유차에 대한 다양한 규제와 정책이 추진되고 있으나 가시적인 개선 효과가 나타나지 않아 근본적인 대책이 필요한 실정이다. 이에 관한 대책으로서 국내에서는 도로 물청소, 분진흡입, 노후 경유차 대도시 운행 제한 등을 시행하고 있으나 구체적인 저감효과에는 한계가 있어 능동적인 대응 방안을 마련이 시급한 실정이다. 또한, 도심부 도로에서 발생하는 미세먼지는 도로변을 걷는 보행자와 차량 운전자의 건강에 직접적인 영향을 주는 심각한 환경문제로 대두됨에 따라 도로변 미세먼지 저감 필요성이 증대되고 있다. 따라서, 이 연구에서는 기능성 건설재료를 활용하여 도로변 미세먼지 저감 기술 개발에 관한 실증 방안을 제시하고자 한다.

This study provides a simple introduction to photo-catalyst technology to self-clean the organic dirts and degrade the air pollution in urban environment. Moreover, it shows the spray coating technique was applied to effective coating on the surface of concrete specimen by using as-developed integral photocatalyst solution. In order to examine photo-catalytic activity and degradation effectiveness on the surface of the concrete specimen, the UV-LED lamp was used as a light source to activate the photo-catalysis. Methyl-orange dye was used as an indicating method to speculate the photo-catalytic reaction and UV-VIS spectrometer to determine the molar content of the organic dye.

콘크리트는 장기간 사용환경에 노출되면서 다양한 표면열화과정을 거친다. 실리케이트 기반 함침제는 콘크리트 표면에 적용되어 불용성 수화물을 형성하는데, 이 과정에서 다양한 공학적 장점을 기대할 수 있다. 본 연구는 분산형 실리케이트를 사용하여 표면의 내구성능을 강화하고 이후 광촉매를 분무함으로서 표면 함침된 콘크리트의 자기정화능력을 평가하는 것이다. 이를 위해 실리케이트 함침 콘크리트에 대하여 압축강도 뿐 아니라, 흡수성, 건조 수축, 염소이온저항성, 황산저항성, 동결융해 저항성 등과 같은 내구성 실험이 수행되었다. 또한 아세트 알데이드 및 메틸렌블루 반응 평가를 통하여 독성카스의 제거와 자기정화성능을 평가하였다. 실리케이트 함침 후 광촉매 도포를 함으로서 광촉매의 부착성을 확보할 수 있었으며, 콘크리트의 내구성 개선과 광촉매 고유의 정화성능을 유지할 수 있었다.

This study provides a simple introduction to photo-catalyst technology to degrade the air pollution in urban environment, in particular, NOx gases from automobiles. Moreover, it shows the spray coating technique was applied to effective coating on the surface of asphalt roads by using as-developed integral photocatalyst solution. In order to examine the slip resistance of asphalt surfaces, the BPT (British Pendulum Test) was used under drying and wetting conditions.

본 연구에서는 산업부산물인 TDFA를 혼입한 콘크리트에 대하여 초기재령의 공학적 특성을 분석하였다. 물-결합재비 0.5, FA 치환 율 20%인 콘크리트를 대상으로 TDFA를 3~12%치환하여 경화 전 및 경화 후의 특성을 분석하였다. TDFA 혼입율 6% 이후의 배합에서는 작업 성이 현저하게 감소하였고 공기량 확보가 어려웠으며, 이로 인해 감수제 및 공기연행제를 추가하여 작업성을 개선시켰다. TDFA 혼입율 6~12% 까지는 콘크리트의 강도에 큰 영향은 없었으며, 탄산화저항성 및 염해저항성에서는 FA 20% 치환 배합보다 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 공기량이 부족한 TDFA 혼입율 6%배합에서는 동결융해 저항성이 크게 감소하였다. 공기량 및 작업성이 확보된다면 FA를 12%수준까지 TDFA로 치환해도 공학적인 성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

TDFA (Tire Derived Fuel Ash) is byproduct after burning copped tire fillet in boiler. It contains relatively high SiO2 and CaO components with high Braine over 5,000g/cm3. Nowadays the reclamation site for TDFA is going insufficient and its utilization is strongly required. In the paper, its utilization for cement-based material is introduced. Its detailed strategy and test plans are presented in the related presentation.

콘크리트 구조물은 여러 가지 열화현상으로 내구성 및 건전성이 크게 저하되므로, 열화현상을 억제하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 콘크리트의 열화현상을 억제하여 성능을 개선 시킬 수 있는 경제적이고 효율적인 표면침투제의 사용방법을 도출하기 위하여 표면침투제의 종류, 농도, 함침시간을 달리한 시험체의 점도, 표면장력, 압축강도, 내약품성, 내흡수량 및 염소이온 침투저항성 시험결과를 고찰하였다. 그 결과, 콜로이달 실리카 용액 및 소듐 알루미나 실리케이트 용액의 적정 희석 농도와 함침시간은 각각 15%, 5분 및 17%, 10초로 나타났다.