PURPOSES : This study provides fundamental information on the temperature variations in tunnel structures during severe fire events. A fire event in a tunnel can drastically increase the internal temperature, which can significantly affect its structural safety. METHODS : Numerical simulations that consider various fire conditions are more efficient than experimental tests. The fire dynamic simulator (FDS) software, based on computational fluid dynamics (CFD) and developed by the National Institute of Standards and Technology, was used for the simulations. The variables included single and multiple accidents involving heavy goods vehicles carrying 27,000 liters of diesel fuel. Additionally, the concrete material characteristics of heat conductivity and specific heat were included in the analysis. The temperatures of concrete were investigated at various locations, surfaces, and inside the concrete at different depths. The obtained temperatures were verified to determine whether they reached the limits provided by the Fire Resistance Design for Road Tunnel (MOLIT 2021). RESULTS : For a fire caused by 27,000 liters of diesel, the fire intensity, expressed as the heat release rate, was approximately 160 MW. The increase in the carrying capacity of the fire source did not significantly affect the fire intensity; however, it affected the duration of the fire. The maximum temperature of concrete surface in the tunnel was approximately 1400 ℃ at some distance away in a longitudinal direction from the location of fire (not directly above). The temperature inside the concrete was successfully analyzed using FDS. The temperature inside the concrete decreased as the conductivity decreased and the specific heat increased. According to the Fire Resistance Design for Road Tunnel (MOLIT 2021), the internal temperatures should be within 380 ℃ and 250 ℃ for concrete and reinforcing steel, respectively. The temperatures were found to be approximately 380 ℃ and 100 ℃ in mist cases at depths of 5 cm and 10 cm, respectively, inside the concrete. CONCLUSIONS : The fire simulation studies indicated that the location of the maximum temperature was not directly above the fire, possibly because of fire-frame movements. During the final stage of the fire, the location of the highest temperature was immediately above the fire. During the fire in a tunnel with 27,000 liters of diesel, the maximum fire intensity was approximately 160 MW. The capacity of the fire source did not significantly affect the fire intensity, but affected the duration. Provided the concrete cover about 6 cm and 10 cm, both concrete and reinforcing steel can meet the required temperature limits of the Fire Resistance Design for Road Tunnel (MOLIT 2021). However, the results from this study are based on a few assumptions. Therefore, further studies should be conducted to include more specific numerical simulations and experimental tests that consider other variables, including tunnel shapes, fire sources, and locations.

PURPOSES : When fire event occurs in tunnel the reinforced concrete is exposed to very high temperature at a very short time period. This study investigates the tensile behavior of steel rebar that experienced high temperature. METHODS : The steel rebar was exposed to 200, 400, 600, and 800℃ following the ISO 834 temperature-time fire curve. Hightemperature- exposed steel rebars were tested using the UTM for their yielding and tensile strengths, and elongation rate. RESULTS : Up to an exposure temperature of 600℃, the tensile properties of the rebar did not vary considerably. However, at 800℃ (which corresponds to a temperature rise time of approximately 22 min), the rebar lost its yielding and tensile strength by approximately 27 and 13%, respectively, compared to the control specimen. Further, the elongation rate increased after exposure to 600℃. The above fundamental tensile test results can be a good reference for future guidelines in the repair manual for tunnels after severe fire events. CONCLUSIONS : When steel rebar experiences high temperatures of 800℃, the yield strength of the rebar reduces approximately 27%. This strength reduction can cause severe structural damage to tunnels that use reinforced concrete as the primary structural elements.

The objective of this study was to compare physicochemical, microbial, and antioxidant properties of domestic and imported wheat kernels for bread making. Two domestic (JK1, 2) and three imported (ND, DNS, and CWRS) kernels were compared. Domestic kernels had higher moisture contents, and lower ash and protein contents (p<0.05). In grain characteristics, JK1 had 13.62% of damaged kernels, which was the highest among the samples (p<0.05). JK2 was similar to imported kernels in the ratio of sound kernels, foreign materials, and damaged kernels. Kernel size of JK1, 2 was larger than the imported kernels; therefore, kernels area and perimeter were higher by the image analyzer. Domestic kernels hid lower total aerobic counts the imported kernels (p<0.05). Domestic kernels and DNS had no yeast, while NS and CWRS had yeast in kernels. DNS (3.08 mg gallic acid equivalent (GAE)/g) had the highest total polyphenol content (TPC), followed by JK1 (2.81 mg GAE/g). JK2 had the lowest amount of TPC as 2.26 mg GAE/g. Total flavonoid content (TFC) was the highest in DNS as 0.44 mg catechin equivalent (CE)/g and JK2 was the lowest as 0.12 mg CE/g. Domestic wheat kernels had lower protein content and lightness than the imported wheat kernels so that flour from domestic wheat kernels may have lower quality for baking.

최근 방음벽의 높이를 높이지 않고 차음 성능을 향상시키기 위해 방음벽 상단 소음저감장치의 설치가 늘어나고 있다. 이러한 소음저감장치의 음향적 성능평가 방법으로는 현재 고속도로에 적용되는 소음저감장치에 대하여 실시되고 있는 한국도로공사 도로교통연구원의 「고속도로 방음벽 소음저감장치의 감음성능 시험 및 평가방법」이 있다. 그러나 다양한 종류의 소음저감장치 제품이 계속 출시되고 있음에도 불구하고, 이를 구성하는 재질에 대한 성능기준은 아직 마련되지 않은 실정이다. 이 연구에서는 방음벽 상단 소음저감장치의 품질기준 도출을 위하여 비음향적 성능에 대한 시험방법 및 평가기준을 검토하였다. 소음저감장치의 내하중 시험과 관련하여 일본에서는 제품별로 심사 증명을 받거나, 자체적인 성능 시험 을 실시하는 것으로 알려져 있다. 소음저감장치의 다양한 형상과 크기를 감안하여 하중체를 사용한 등분포 하중시험방법을 검토하고, 시험방법의 적용성 평가를 위해 2m, 4m의 지주 간격을 갖는 시험용 지지대 2종을 제작하고, 동일한 소음저감장치 제품을 각 지지대에 설치한 후 재하 시험을 실시하였다. 시험 결과, 제품이 동일하더라도 설치되는 지주 간격이 넓어짐에 따라 소음저감장치 및 고정부에 대한 하중부하가 크게 증가함을 확인하였다. 소음저감장치에 대한 하중 재하 시, 캡 플레이트의 변형이 안전성에 미치는 영향이 크다는 점을 감안하여 캡 플레이트 부위(길이 방향 중간 지점)에 대하여 시험하중, 최대 변위량 기준을 방음판 기준을 참고하여 적용하고, 외형의 이상 여부(깨짐, 꺾임, 부품 탈락 등)를 확인하는 방법을 제안하였다. 금속재 방음판 한국산업규격에서는 부식 방지를 위해 전면판 재질을 알루미늄 및 알루미늄합금판(두께 1.6 ㎜ 이상), 용융아연도금강판(도장 제품에 한하며, 두께 0.6㎜ 이상의 SGCC)으로 한정하고 있으므로 소음저감장치도 이를 준용하고, 소음저감장치를 지주에 고정하는 데 사용되는 캡 플레이트에 대해서는 방 음판 후면판 재질(두께 1.6 ㎜ 이상의 SGHC)의 아연 도금 양면 최소 부착량 기준(Z27 이상)을 준용하여 적용하는 것으로 제안하였다. 금속재에 컬러 도장을 실시한 경우, 「방음판-금속재 컬러(KS F 4770- 2)」의 도막 품질 기준(염수분무시험, 촉진내후성시험, 밀착성시험)을 준용하되, 소음저감장치는 방음벽에 비해 빛의 반사로 인한 운전자의 시야 방해를 일으킬 가능성이 낮으므로, 광택도 항목은 제외해도 무방할 것으로 판단된다. 한편, 얇은 두께의 플라스틱 제품은 휨이나 뒤틀림으로 인해 외관 불량이 발생하기 쉬우므로, 「방음판 -비금속재 컬러(KS F 4770-3)」에서 규정하는 전면판의 최소 두께 수준(2㎜ 이상)과 후면판의 내후성 기준(형광UV시험 500시간 또는 자외선카본시험 600시간 후 황변도 3 이하)의 준용을 제안하였다.

기존의 생활 및 사업장 폐기물 등으로 발생하는 병유리를 파쇄 및 재활용 시 불가피하게 섞이게 되는 자기분은 도자기 자체의 강도를 늘리며 기면을 광택이 나도록 하는 유약성분이 포함되어 있다. 이러한 유 약성분을 함유하고 있는 도자기를 성분 분석한 결과, 공통적으로 P2O5라고 하는 오산화인이 상당부분 포함되어 있었으며, 시멘트 대체재료로 활용시 콘크리트의 응결시간을 지연한다는 연구결과가 발표되었다. 따라서 본연구에서는 향후 폐유리 미분말을 이용하여 콘크리트를 제작할 시 발생할 수 있는 응결지연 문제를 방지하기 위해 품질관리 범위를 도출하고자 한다. 이를 위하여 자기분 유약 성분의 초결 지연에 따른 강도 발현에 미치는 영향을 각 재료별로 비교 및 검토하였다. 본 시험은 KS L 5108에 따라 수행되었으며, 사용된 변수는 표 1과 같다. 이 표에서 OPC는 시멘트만을 사용한 페이스트이고, WG는 폐유리 미분말이며, WP는 폐자기 미분말이다. 분석결과, 폐자기를 시멘트 대비 5% 혼입한 페이스트의 경우, OPC (일반 페이스트)의 응결시간보다 지연되는 현상이 발생하였다. 초결은 15초정도 지연되었고, 종결은 10초정도 지연되는 결과가 도출되었다. 또한 폐유리 미분말과 폐자기 미분말을 각각 9:1 및 8:2로 혼입한 페이스트의 경우, 폐자기를 단독으로 사용한 페이스트에 비해 상당히 빠른 응결시간이 측정되었다. 따라서 이러한 시험 결과를 바탕으로 향후 폐자기 혼입에 대한 품질관리 방안을 마련할 시, 폐유리 미분말을 이용한 콘크리트의 시장성은 더욱 넓혀질 것으로 기대된다.

소입경 골재노출콘크리트포장은 콘크리트 포장 시공 시 포장표면에 적정 응결지연제를 분사한 후 표면 모르타르를 제거하여 굵은 골재를 노출시킴으로서 표면조직을 형성하는 공법으로써 기존 콘크리트 포장의 소음문제를 해결할 수 있는 저소음 공법이다. 소입경 골재노출 콘크리트 포장은 강도를 크게 개선할 뿐만 아니라 소음저감 효과 및 우수한 미끄럼 저항성을 확보하여 도로이용자의 안정성을 확보할 수 있는 공법이다. 현재 국외 도로 선진국의 경우 골재노출 포장의 상용화가 이루어진 상태이지만 국내의 경우는 실용화 초기단계이기 때문에 현장적용을 위해서는 국내 여건에 맞는 합리적인 관리 기준이 필요하다. 이를 위하여 소입경 골재노출 콘크리트 포장의 최적배합 및 노출기법 연구, 굵은 골재의 선정 및 입도 설계, 환경하중 저항성 평가 등 실내시험을 수행하였으며, 소입경 골재노출 콘크리트 포장의 시공을 위한 시공 장비를 제작하였다. 따라서 본 연구에서는 시험시공을 통해 도출된 결과와 기존 실내시험에서 도출된 결과를 비교 분석하였으며, 시험시공 분석을 통하여 골재 탈리 방지, 강도 및 내구성 확보를 위한 표준배합을 제시하였다. 환경 및 시공조건이 상이한 3차례 시험시공 구간을 선정하여 시공현장여건에 유동성으로 대처할 수 있는 시공 기술 및 시공 기준을 제시하였다. 또한 장 단기 공용성 평가를 통하여 도로 포장의 기능성 측면에서 우수한 소음저감 및 미끄럼 저항성을 확보할 수 있는 노면조직의 품질관리 기준을 제시하였다.

고속도로 건설 및 유지관리 과정중 발생되는 폐콘크리트를 현장파쇄하여 생산한 재생골재를 도로 포장용 재료로 활용하기 위한 시험시공을 실시하였다. 동상방지층의 경우 재생굵은골재, 스크리닝스 및 모래를 소요입도로 혼합하였을 때 양호한 지지력을 나타내었으며 강도가 약한 모르터가 진동 및 전압에 의해 파쇄됨에 따라 재생골재 2~20mm 통과율이 5~13%정도 증가하였다. 재생골재를 사용한 빈배합 콘크리트의 강도는 천연쇄석에 비하여 71~85% 강도를 나타내었으나 배합강도 57.5kgf/cm2를 크게 상회하였으므로 현장적용에는 문제없음을 확인하였다.

방수시스템의 거동은 재료 인자들의 복잡한 상호작용, 설계 상세, 그리고 시공의 질에 따라 결정되고, 방수성은 교면과의 접착성과 방수재의 손상정도에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에 유통되고 있는 교면방수재의 종류별로 방수시스템의 성능을 현재 각 시공현장에서 하자의 원인으로 가장 빈번하게 발생되는 요인들을 중심으로 인장접착 특성을 비교하였다. 방수시스템에 대한 인장접착강도 시험 결과, 함수비 10% 이상에서는 무기질탄성계 도막방수재를 제외하고는 접착력이 감소하였으며, 바닥판 콘크리트 강도가 증가할수록 일반적으로 인장접착강도는 증가하였다. 또한 바닥판 콘크리트의 양생방법에 따라 내부의 공극구조 및 평탄성의 차이로 인해 수중양생한 시편이 전반적으로 접착력이 더 큰 것으로 나타났다. 아스팔트 혼합물 포설전 보다 아스팔트 혼합물 포설후 인장접착강도가 증가하는 경향을 나타냈지만 도막식의 경우, 오히려 감소하는 결과가 나타났다. 그리고 방수재 시공시 대기온도가 상승함에 따라 접착력이 저하되어 방수 시스템의 성능에 악영향을 미치는 것으로 나타났다.

방수시스템의 거동은 재료 인자들의 복잡한 상호작용, 설계 상세, 그리고 시공의 질에 따라 결정되고, 방수성은 교면과의 접착성과 방수재의 손상정도에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에 유통되고 있는 교면방수재의 종류별로 방수시스템의 성능을 현재 각 시공현장에서 하자의 원인으로 가장 빈번하게 발생되는 요인들을 중심으로 인장접착 특성을 비교하였다. 방수시스템에 대한 인장접착강도 시험 결과, 함수비 10% 이상에서는 무기질탄성계 도막방수재를 제외하고는 접착력이 감소하였으며, 바닥판 콘크리트 강도가 증가할수록 일반적으로 인장접착강도는 증가하였다. 또한 바닥판 콘크리트의 양생방법에 따라 내부의 공극구조 및 평탄성의 차이로 인해 수중양생한 시편이 전반적으로 접착력이 더 큰 것으로 나타났다. 아스팔트 혼합물 포설전 보다 아스팔트 혼합물 포설후 인장접착강도가 증가하는 경향을 나타냈지만 도막식의 경우, 오히려 감소하는 결과가 나타났다. 그리고 방수재 시공시 대기온도가 상승함에 따라 접착력이 저하되어 방수 시스템의 성능에 악영향을 미치는 것으로 나타났다.

토공부 시공 시 공간이 협소한 교대, 옹벽, 암거 등의 구조물 뒤채움부는 다짐시험 관리가 곤란하다. 또한, 노체부는 공기 단축 등에 의한 다짐관리 소홀에 우려가 있다. 이와 같은 문제는 현행 토공 다짐도 측정시험으로 주로 사용하는 평판재하시험 방법의 적용상 난이도가 높기 때문이다. 평판재하시험을 하기 위해서는 반력 역할을 하는 장비가 있어야 하고, 시험에 시간이 과다하게 소요되며 이 모든 과정이 인력에 의해서 이루어지므로 주관적 평가에 오류가 발생할 수 있다. 한편 이를 보완하기 위하여 소형충격재하시험을 활용한 다짐관리 기준이 제정되었으나 이 또한 인력운영에 한계가 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 다짐관리를 간편하고 빠르게 토공부 다짐관리를 위한 자동화 시스템을 개발하고자 한다.

The map crack occurred in the concrete barrier and this crack is caused by the Alkali—Silica Reaction. As a result of the collision analysis according to the damage of the barrier, the barrier was found to be below the reference of structural performance when the crack height was 50cm or more. In the case, improvement is considered necessary.

The spaces under bridge have been used as business zone and yard. The facilities and piles of goods under bridges are considered at high risk for fire danger. In this paper, CFD simulations were conducted to predict the temperature change beneath steel and concrete bridges due to fire in clothing boxes, frequently placed in the space under bridge. Based on these results, the relationship between the piled height of clothing boxes and the clearance of bridge, and temperatures beneath the bridge was derived using a Lagrange interpolation.

The spaces under bridge have been used as business zone and yard. The facilities and piles of goods under bridges are considered at high risk for fire danger. In this paper, CFD simulations were conducted to predict the temperature change beneath steel and concrete bridges due to fire in clothing boxes, frequently placed in the space under bridge. Based on these results, the relationship between the piled height of clothing boxes and the clearance of bridge, and temperatures beneath the bridge was derived using a Lagrange interpolation.