국내 고속도로 콘크리트 포장은 주로 줄눈 콘크리트 포장(JCP) 형식으로 시공되어 줄눈부 파손에 따른 유지관리 부담이 지속되고 있으며 이를 보완하기 위해 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)이 확대 적용되고 있다. 하지만 기존의 노후화된 JCP를 CRCP로 전환하는 기술에는 한계가 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 공용성과 시공성을 동시에 확보하기 위해 CRCP 형 식과 프리캐스트 콘크리트 포장 공법을 접목한 프리캐스트 CRCP 슬래브를 설계하였다. 슬래브 내부의 철근비를 0.68%로 설계하여 배근하였으며 타이바 포켓은 슬래브 측면 중앙부에 배치하도록 설계하였다. 유한요소해석과 모멘트 분포 분석을 수행하여 슬래브 상부에 최적 인양 위치를 선정하였으며 매립형 인양 장치를 배치하였다. 또한 그라우트 주입구는 차선 기 준으로 슬래브 외곽부 중앙에 위치하도록 설계하였다. 슬래브의 연결부는 덮개 형식으로 구성하였으며 상부 덮개에는 앵커 를 설치하여 그라우트의 탈락을 방지하였다. 연결부에는 연속철근을 노출시켜 인접되는 슬래브와의 거동이 일체화되어 CRCP의 특성을 발휘하도록 설계하였다.

최근 도로 포장 분야에서는 시공성과 공용성 확보를 위해 모듈러 형식의 프리캐스트 콘크리트 포장 공법을 적용하는 추 세이다. 프리캐스트 콘크리트 포장은 사전 제작한 슬래브를 현장에서 조립 및 시공함으로써 시공 시간을 단축할 수 있어 장 기간 교통통제가 어려운 구간의 신속한 유지보수에 활용되고 있다. 국내에서는 도심지 버스정류장을 중심으로 적용 사례가 증가하고 있으나 고속도로에 적용된 사례는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 고속도로 환경에 적합한 프리캐스트 콘크리트 포장 시공 방안을 마련하기 위해 시험시공을 수행하고자 줄눈 콘크리트 포장(JCP) 형식의 프리캐스트 슬래브를 설 계 및 제작하였다.

최근 폭염·폭우 등 극한기후의 증가와 공항 포장의 고하중·고타이어압 하중 조건으로 인해 조기 열화 및 파손 위험이 커지는 상황에 서 본 연구는 국내 포장 입도의 공항 에어사이드 표층 적용 가능성을 평가하고 국내 실정에 맞는 품질관리 및 적용 기준 마련을 목적 으로 수행되었다. 이를 위해 국내 바인더 3종(PG 64-22, 76-22, 82-22)에 대해 DSR, BBR, MSCR 시험을 실시하여 고온 소성변형 저 항성과 개질 바인더 적용 적합성을 검토하고, FAA Gradation 1, 2와 국내 입도(WC-2, WC-4, WC-5, SMA-13 mm)를 사용한 혼합 물을 제작하여 동탄성계수(E*), 함부르크 휠트래킹(HWTT), 수분저항성(TSR), 피로균열 저항성 등 주요 역학적 성능을 평가하였다. 그 결과, 국내 WC 및 SMA 혼합물은 FAA 입도 혼합물과 비교해 동등하거나 일부 항목에서 상회하는 성능을 나타내어 공항 포장용 재료로서의 적용 가능성을 확인하였다. 향후 철저한 플랜트 관리, 적정 배합설계, 공인시험 기반 품질관리 체계가 확보된다면, 국내 재 료 수급 및 생산 여건을 반영한 합리적인 공항 아스팔트 포장 품질관리 기준 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

콘크리트 포장은 아스팔트 포장에 비해 우수한 내구성에 의한 장기공용성 확보로 잦은 유지보수가 필요없는 포장 형식이 다. 도심지의 교차로는 많은 교통량과 다양한 하중 조건이 집중되는 구간으로 아스팔트 포장에서는 파손이 빈번하게 발생하 고 있어 내구성 확보가 요구된다. 이에 본 연구에서는 도심지 교차로 구간에 적용된 콘크리트 포장의 특성 및 공용성을 분 석하기 위해 일본 나고야시를 방문하여 현장 조사를 수행하였다. 현장 조사 결과, 대부분의 교차로에서 진출입부 구간뿐만 아니라 중앙부까지 콘크리트 포장을 적용하고 있었다. 교차로에 시공된 콘크리트 포장 형식으로는 줄눈 콘크리트 포장과 줄 눈 철근콘크리트 포장이 확인되었으며 공용상태의 경우 경미한 수준의 스폴링 및 대각선 균열 등이 관찰되었다. 일부 교차 로에서는 콘크리트 포장 적용 시 교통차단을 장기간 유지할 수 없어 조강 포틀랜드 시멘트를 사용하는 1DAYPAVE와 슬래 브를 공장에서 사전 제작하여 시공하는 프리캐스트 콘크리트 포장 등 신속하게 교통 개방이 가능한 공법도 적용된 것으로 확인되었다.

싱가포르에서는 1970년대 후반부터 버스 정차와 가감속이 빈번하게 발생하는 버스정류장 및 버스차로 구간을 중심으로 콘크리트 포장을 광범위하게 적용해 왔다. 본 연구에서는 싱가포르 도심지 버스정류장에 적용된 콘크리트 포장의 현장 조사 를 수행하였으며 버스정류장에 적용된 콘크리트 포장의 공법, 연장, 손상 유형 등의 조사를 통해 적용 현황과 공용상태를 분석하였다. 조사 결과, 싱가포르 도심지 버스정류장 구간에는 대부분 줄눈 철근콘크리트 포장이 적용된 것으로 조사되었으 며 약 18~32m의 연장을 지닌 것으로 확인되었다. 줄눈 간격의 경우 주로 8~9m로 형성되어 있으며 손상 유형으로는 줄눈부 스폴링 및 줄눈재 파손, 망상 균열, 대각선 균열 등이 확인되었다.

일본 나고야시에서는 타도시에 비해 중차량 교통량의 비중이 높아 도로의 약 30%를 콘크리트 포장으로 적용하고 있으며 도심지 버스정류장에도 콘크리트 포장을 적극적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 일본의 나고야시 도심지 버스정류장에 적용된 콘크리트 포장 현황과 공용성을 분석하기 위해 다양한 버스정류장 구간에 대해 현장 조사를 수행하였다. 현장 조사 는 버스정류장에 시공된 콘크리트 포장 형식, 연장, 줄눈 간격, 파손 유형, 표면처리 등 적용 특성 및 공용성을 분석하였다. 분석 결과, 버스정류장에 주로 줄눈 콘크리트 포장과 줄눈 철근 콘크리트 포장이 시공되어 있었으며 일부 구간에서는 반강 성 포장이 적용되어 있었다. 또한, 스폴링, 줄눈재 파손 등이 확인되었으나 공용성에 영향을 미치는 수준은 아닌 것으로 분 석되었다.

겨울철 도로 결빙은 대형 연쇄 추돌 사고를 유발하는 치명적인 위험 요인이다(Kim et al., 2024). 국내에서는 이러한 기 상재해에 선제적으로 대응하기 위해 국토교통부를 중심으로 「결빙 취약구간 재평가 및 관리지침」을 개정하는 등 국가 인프라 안전 관리 체계를 강화해 왔다(MOLIT, 2021). 그러나 현행 지침에 따른 위험도 평가 방식은 주로 과거 사고 이 력이나 고가의 노면 감지 센서 데이터에 의존하고 있어, 기초 기상 인자만을 활용해 실시간으로 위험을 인지하고 즉각 대응해야 하는 현장 실무자들에게는 방법론적 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 기상청 API 등을 통해 상시 확보 가능 한 기온, 습도 데이터를 활용하여 결빙 사고 유발 인자 간의 비선형적 상관관계를 정량적으로 분석하였다. 특히 Support Vector Machine(SVM) 알고리즘을 적용하여 최적의 결정 경계를 도출함으로써 실시간 위험도 예측의 정밀도를 확보하 였으며, 복잡한 수치 해석 과정 없이도 객관적인 판단이 가능한 데이터 기반 지표를 제시하였다. 본 연구의 결과는 향후 지능형 도로 안전 관리 전략 수립을 위한 선제적 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

본 연구는 일본 나고야시 도심지 교차로에 적용된 프리캐스트 콘크리트 포장을 대상으로 현장 조사를 수행하여 연결 방 식에 따른 구조적 특성과 손상 유형을 분석하였다. 조사 결과, 해당 지역에는 다웰바와 타이바를 이용한 연결 방식과 코터 식 조인트 방식이 적용된 것을 확인하였다. 공용 상태 분석 결과, 다웰바 방식에서는 줄눈부 스폴링 등 일반적인 줄눈 콘크 리트 포장의 손상이 나타났으며 코터식 조인트 방식에서는 그라우트 홀 주변의 미세 파손만이 확인되었다. 본 연구에서 확 인된 손상은 포장의 구조적 성능 및 주행 안전성에 영향을 미치지 않는 경미한 수준으로 분석되었다. 또한, 프리캐스트 슬 래브 간 단차는 관찰되지 않아 평탄성이 우수한 것으로 판단되었으며 이는 도심지 콘크리트 포장의 장기공용성 확보에 긍정 적으로 작용할 것으로 기대된다.

콘크리트 포장 내부 온도는 열응력 발생, 균열 거동, 구조 성능 및 유지관리 의사결정에 직접적인 영향을 미 치는 핵심 변수이다. 그러나 기존의 물리식 기반 예측 모델은 특정 지역과 제한된 기상 조건에서 보정된 계수 에 의존하는 경우가 많아, 지역 및 기후 조건이 달라질 경우 적용성과 확장성에 한계가 있다. 이에 본 연구는 한국 기상대 자료와 인천국제공항 유도로 콘크리트 포장의 실측 온도 데이터를 활용하여, 깊이별 내부 온도를 예측하는 CNN 기반 모형을 구축하고 공항 포장 유지관리 및 구조 평가에 활용 가능한 데이터 기반 예측 체계 를 제시하고자 하였다. 연구 데이터는 2017년 1월 1일부터 2018년 12월 31일까지의 1시간 단위 시계열로 구 성하였으며, 입력 변수로는 기온, 풍속, 강수량, 습도, 일조량, 일사량, 적설량, 적운량, 지면온도 등 기상 인자 를 사용하고, 출력 변수로는 포장 내부 0.05 m, 0.15 m, 0.25 m, 0.35 m, 0.45 m 깊이의 온도를 설정하였 다. 또한 한국도로연구프로그램(KPRP)의 열평형 방정식 기반 지식을 보조적으로 활용하여 데이터 기반 예측 결 과의 물리적 타당성을 검토하고 모형 고도화 방향을 함께 모색하였다. 제안된 CNN 모형은 다변량 시계열 입력 으로부터 시간대별 변동 패턴, 계절성 및 기상 인자 간 국부적 상관관계를 추출하도록 설계하였으며, 합성곱 연산을 통해 급격한 기온 변화, 강수·적설 이벤트, 주야간 반복 패턴 등 온도 변화 특성을 안정적으로 학습할 수 있도록 하였다. 특히 깊이별 온도를 동시에 예측하는 다중출력 구조를 적용하여 표면과 내부층 간 연계 거 동을 반영하고자 하였다. 아울러 ANN 기반 접근과 비교 가능한 평가 체계를 마련하여 예측 정확도뿐 아니라 일반화 성능 및 계절별·시간대별 재현성을 검토함으로써, 콘크리트 포장 깊이별 온도 예측에서 CNN의 적용 타 당성과 실무 활용 가능성을 평가하고 향후 공항 포장 관리 시스템과 연계 가능한 예측 기반 기술로 확장하기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

일본은 오래전부터 다양한 형식의 콘크리트 포장을 도심부 도로에 적용해 왔다. 특히 나고야는 다양한 도심부 환경에서 콘크리트 포장을 운영하는 대표적인 도시로서 일반도로, 교차로, 버스정류장, 지하차도 등 다양한 도심부 구간에 콘크리트 포장을 적용하고 있다. 이에 본 연구에서는 나고야 도심부 도로에 적용된 콘크리트 포장의 현황을 조사하고 공용성능에 대 한 영향을 분석하였다. 현장 조사 결과, 교차로 구간에는 줄눈 콘크리트 포장(JCP)과 줄눈 철근 콘크리트 포장(JRCP)이 주로 적용되었으며 프리캐스트 콘크리트 포장(PCP)과 1DAYPAVE도 적용되었다. 또한, 일반도로와 버스정류장에는 JCP, JRCP, CRCP가 적용되었으며 지하차도에서는 미끄럼 저항성 향상을 위한 표면 패턴이 적용된 콘크리트 포장을 시공한 것으로 분 석되었다. 공용성 분석 결과, 현장 조사에서 관찰된 손상 수준은 경미하였으며 전반적으로 우수한 공용성을 보이고 있는 것 으로 관찰되었다.

본 연구에서는 실내 실험의 효율성을 확보하기 위해 실제 콘크리트 슬래브를 1/6 크기로 축소한 실험체를 제작하고 구조 거동 분석을 위한 계측 및 해석 방법을 수립하였다. 축소 슬래브에 스트레인 게이지와 LVDT를 설치하여 변형률과 처짐을 계측하고 3차원 유한요소해석 결과와 비교 분석하였다. 분석 결과 변형률의 경우 60mm 스트레인 게이지의 계측값이 해석값 과 가장 유사한 경향을 보였으며 처짐은 모든 LVDT에서 해석 결과와 유사하게 나타났다. 이를 통해 축소 슬래브의 처짐 거동을 정밀하게 계측 가능함을 확인하였으며 변형률 계측 시에는 슬래브 축소 비율에 따른 단순 비례 크기의 센서 선정이 아닌 해석 기반 검증이 필요함을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 축소 슬래브 거동 분석 방법은 다양한 축소 비율의 콘크 리트 슬래브 실내 실험에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

싱가포르는 고온다습한 기후조건과 중차량의 잦은 가감속에 따른 피로 하중으로 인해 아스팔트 포장이 빈번하게 파손되어 도심지 교차로 구간에 콘크리트 포장을 적용하고 있다. 본 연구에서는 싱가포르의 도심지 교차로 구간에 시공된 콘크리트 포장의 적용 특성 및 공용성 분석을 위해 현장 조사를 수행하였다. 현장 조사를 통해 도심지 교차로에 적용된 콘크리트 포 장의 형식, 연장, 줄눈 간격 및 파손 유형 등을 분석하였다. 조사 결과, 도심지 교차로 구간에 적용된 콘크리트 포장의 연장 은 약 38~40m로 측정되었으며 포장 형식은 줄눈 철근콘크리트 포장과 반강성 포장으로 분석되었다. 줄눈 철근콘크리트 포 장은 줄눈 간격이 약 15~18m로 구성되어 있었으며 반강성 포장은 줄눈이 별도로 형성되어 있지 않는 것을 확인하였다. 파 손의 경우 줄눈 철근콘크리트 포장에서는 줄눈부 스폴링 및 줄눈재 파손 등을 관찰할 수 있었으며 반강성 포장에서는 표면 균열과 박리 등의 파손을 볼 수 있었다. 이러한 파손들은 포장 공용성에 악영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 분석되었다.

도시 불투수 지역에서 발생하는 초기 강우 유출수는 고농도의 비점오염물질을 단기간에 하천으로 유입시켜 수질 악화를 초래한다. 본 연구에서는 우수받이 및 맨홀에 설치 가능한 다단 폴리프로필렌 섬유 여과장치를 개발하고, 실험실 및 현장자료를 기반으로 오염물질 제거 효율을 평가하였다. 섬유 여재 조합 실험을 통해 53 μm, 20 μm, 10 μm 구성의 3단 여과가 TSS, TN, TP 제거에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 현장 초기유출수 분석 결과, 평균 제거 효율은 TSS 79.7%, TN 31.6%, TP 43.1%로 확인되었다. 또한 SWMM을 이용하여 학사마을 도시유역에 적용 시 25%, 50%, 100% 설치비율에 대해 TSS 47.3∼99.2%, TN 21.6∼49.4%, TP 23.6∼67.7%의 저감효과가 모의되었다. 본 연구의 결과는 공간 제약이 큰 도시지역에서 초기세척효과(first flush)를 제어하기 위한 실용적인 비점오염 관리기술로서 활용 가능성을 제시한다.

조선해양산업의 용접 자동화는 숙련 인력 부족과 고위험 환경 극복을 위해 협동로봇 중심으로 발전하고 있으나 선박블록 내 부 공간을 계측하기 위한 3차원 비전 센서의 경우 계측 거리에 따라 품질이 저하되는 문제가 있다. 본 연구는 협동로봇 용접 자동화를 위 해 3차원 포인트 클라우드 기반의 V-개선 용접선 검출 알고리즘을 제안하였으며 특히 자동화 용접에 필수적인 1m 미만 근거리에서 비전 센서 기술에 따른 계측 정밀도 및 검출된 평면의 개선각을 정량적으로 비교 검증하였다. 대중적으로 활용되고 있는 Active IR Stereo와 Time-of-Flight(ToF) LiDAR 센서를 400mm, 600mm, 800mm 거리에서 90° 개선각 시편으로 비교 평가한 결과 Active IR Stereo 센서는 삼각 측 량 원리의 한계로 인한 데이터 왜곡으로 상당한 각도 오차를 보였으며 800mm에서는 개선면 검출에 실패하였다. 반면 ToF LiDAR 센서는 데이터 왜곡에 강건하여 400mm에서 4.4°의 가장 낮은 평균 개선각 오차를 기록했으며 모든 거리에서 안정적으로 평면을 검출하였다. 이 를 통해 근거리 V-개선 형상 계측에는 ToF LiDAR 방식이 Active IR Stereo 방식보다 높은 정밀도를 제공하여 용접선 검출에 더 적합함을 정량적으로 검증하였다.

Ultra-high temperature ceramics (UHTCs) exhibit extremely high melting points (> 2,500 °C) and maintain structural stability under severe conditions. However, their intrinsic brittleness and oxidation vulnerability limit their direct application in aerospace components exposed to extreme environments. To overcome these limitations, UHTC-based composites reinforced with secondary phases such as ZrO2 are required to improve fracture toughness and oxidation resistance. The polymer infiltration and pyrolysis (PIP) process provides a promising fabrication route for such composites, offering densification of porous matrices with liquid precursors while maintaining uniform microstructures. Here, we report a novel zirconia precursor (PZC-12) synthesized through a sol-gel reaction of zirconium propoxide with acrylic acid (1:2 molar ratio). The liquid precursor exhibited a suitable viscosity (~518 cP) and enabled dual crosslinking via hydroxyl condensation combined with radical polymerization of vinyl groups. Consequently, effective thermal curing was accomplished upon heating at 80 °C for 12 h. This strategy minimized premature decomposition and achieved a high ceramic yield of 52.7 %. Pyrolysis at 600 °C in air produced nanosized t-ZrO2, which transformed into m-ZrO2 with grain growth at higher temperatures. Applied in PIP, a ZrB2-ZrO2 composite was successfully fabricated, demonstrating that dual crosslinking is critical for high-yield, reliable PIP-based UHTC composites.

Magneto-mechano-electric (MME) energy harvesters have emerged as a promising solution for maintenance-free power generation in rapidly expanding Internet of Things (IoT) environments, where replacing or wiring batteries is impractical. MME devices convert weak alternating magnetic fields, ubiquitous around power infrastructures, into useful electrical energy through sequential magnetic, mechanical, and electrical transduction processes. This review summarizes recent advances across triboelectric-, piezoelectric-, and hybrid MME architectures. Triboelectric MME generators employing nano-engineered polymer surfaces, flash-induced surface modification, and nanoscale pattern replication demonstrate low-cost fabrication routes while achieving significantly enhanced voltage and current outputs. Piezoelectric MME systems based on Mn-doped PMN-PZT single crystals highlight strategies for improving mechanical quality factors and resonance-driven power generation. Further, hybrid MME designs that integrate piezoelectric and electromagnetic induction mechanisms enable high-power outputs exceeding tens of milliwatts, sufficient to operate multifunctional IoT platforms and charge practical energy-storage devices. Collectively, these studies illustrate a transition of MME harvesting technologies from laboratory concepts to application-ready self-powered systems. Future opportunities lie in broadband resonance design, modular harvester integration, advanced power management, and multi-source hybridization for robust long-term operation in real environments.

Thermal barrier coatings (TBCs) for hydrogen-fueled gas turbines withstand higher combustion temperatures and increased steam concentrations compared to conventional natural-gas systems. These harsh operating conditions significantly accelerate the thermal degradation of widely used YSZ coatings, emphasizing the need for alternative top-coat materials with improved phase stability and reduced thermal conductivity. In this study, rare-earth zirconate ceramics, Gd2Zr2O7 (GdZO), Tm2Zr2O7 (TmZO), and a mixed composition (Gd0.5Tm0.5)2Zr2O7 (Gd/TmZO), were synthesized and investigated as potential next-generation TBC candidates. Each material was comparatively examined with a focus on crystal structure, thermophysical properties, and thermal conductivity. Furthermore, high-temperature steam exposure experiments were performed to simulate hydrogen combustion environments. Microstructural analyses, high-temperature degradation behavior, and phase stability evaluations were carried out to obtain fundamental experimental data. This study provided essential baseline information for the design and development of high-performance TBC materials suitable for the hydrogen-fueled gas turbine systems.

국내 양돈 산업의 대형화와 산업화에 따라 축산 악취에 대한 민원 발생이 지속적으로 증가하고 있다. 돼지 분뇨 에서 주로 발생하는 악취는 후각적 불쾌감을 유발할 뿐 아니라, 돼지의 폐사율 증가, 생산성 저하, 농장 근로자의 작업 환경 악화 등 다양한 부정적 영향을 미친다. 따라서 전국적인 양돈장 환경 개선과 효과적인 악취 저감 대책의 마련이 필요하다. 본 연구에서는 천연 추출물 복합체인 바 이오매직®의 양돈장 악취 저감 효과와 그에 따른 부수적 인 생리학적 개선 효과를 평가하였다. 본 실험에 사용된 바이오매직®은 오렌지, 파파야, 라임을 발효하여 제조한 것으로, 우선 돼지 농장에서 분리된 메티실린 내성 황색 포도상구균(MRSA)을 대상으로 항균 활성을 평가하였다. CLSI 기준에 따른 최소억제농도(MIC) 및 최소살균농도 (MBC) 시험 결과, 바이오매직®은 15개 MRSA 균주에 대 해 낮은 MIC와 MBC 값을 나타내어 우수한 항균 활성을 보였다. 양돈장 내 주요 악취 유발 물질인 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 이산화탄소(CO2)에 대한 저감 효과를 조사 한 결과, 바이오매직®을 살포한 후 NH3와 C O2 농도가 유 의적으로 감소하였으나(P<0.05), H2S는 연구 전기간에 걸 쳐 측정되지 않았다. 또한, 돼지의 스트레스 수준은 혈중 코르티솔 농도를 효소면역측정법(ELISA)으로 측정하여 평 가하였다. 그 결과, 실험군의 코르티솔 농도 감소율이 대조 군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 스트레스 감 소에 따른 면역력 향상 여부를 평가하기 위해 유세포 분석 (flow cytometry)을 실시한 결과, 항원제시세포의 비율이 다 소 증가하였고, CD4-T cell 비율이 유의적으로 증가하였다 (P<0.05). 이상의 결과를 종합하면, 본 실험에서 사용한 바 이오매직®은 양돈장에서 악취 저감뿐만 아니라 돼지의 스 트레스 완화 및 면역 기능 향상에도 긍정적인 효과를 나타 내었다. 이러한 개선 효과는 폐사율 감소 및 생산성 향상, 나아가 동물 복지 증진에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.