최근 우리나라에서는 기후변화에 의한 집중호우와 국지성 폭우 및 결빙 등으로 토석류의 발생이 증가 하고 있어 이에 대한 대책으로써 여러 종류의 방호시설들이 설치되고 있다. 이들의 토석류 방호시설을 설 치하기 위해서는 이들의 성능에 대한 적정한 평가가 필요하다. 일반적인 구조물은 하중의 크기와 형태가 정해져 있어 설계하중을 산정하여 구조물 단면 설계에 반영 할 수 있다. 그러나 토석류 방호시설과 같은 충돌형태의 외력에 저항하는 구조물은 토석류의 흐름을 정적 하중으로 변환하기가 어렵다. 이에 토석류 방호시설의 성능평가는 충돌현상을 에너지보존 개념으로 접근 하여 충돌에너지 < 내적 변형에너지 조건이 만족하는지를 평가하고 있다. 따라서 토석류 방호시설의 성능 평가를 위해서는 토석류의 충돌에너지와 토석류 방호시설의 내적 변형에너지에 대한 보다 편리하고 정밀 한 평가가 필요하다. 본 연구는 코일스프링이 압축작용을 일으키도록 개발되어 스프링의 피로하중에 대한 영향이 없고 스프 링이 큰 변형을 일으켜 충돌 시 변형 시간 지연으로 보다 향상된 충격에너지 흡수효과를 얻을 수 있도록 개발된 압축코일 스프링을 이용한 완충형 토석류 방호시설에 대해 실물 충돌실험과 해석 및 이들의 비교 분석을 실시하여 성능을 평가하고 보다 편리하고 안전한 성능 평가방법을 제안하는 것이다. 이번 수직낙하 실험에 의한 실물 충돌실험 결과와 충격에너지로부터 정적 구조해석에 사용할 하중을 에너지 보존의 법칙인 충격에너지 = 정역학적에너지로 산정하고 케이블은 기하학적 비선형성을 고려한 유한요소로, 스프링도 유한요소의 연속성을 위해 케이블로 모델링하여 FEM해석한 내용을 상호 비교 분 석한 결과, 이들의 결과가 잘 일치하였으며 방호시설의 충돌에너지 흡수능력 평가 시, 와이어로프의 항복 응력을 기준으로 성능을 분석하면 편리하고 안전하게 평가할 수 있음을 알 수 있었다.

충돌형태의 하중을 가지는 토석류는 큰 에너지를 가지는 하중이 충격을 통해 짧은 시간에 갑작스럽게 작용하여 구조물이 쉽게 파괴에 이르게 한다. 완충형 토석류 방호시설은 유연적 구조를 사용하여 구조물 이 충돌하는 토석류에 보다 긴 시간에 걸쳐 저항하도록 함으로써 저항성능을 높이는 형태의 구조물을 말 한다. 이러한 완충형 토석류 방호시설은 크게 내력을 지지하는 부분과 유연성을 담당하는 부분으로 나누 어지며, 압축스프링을 이용한 완충형 토석류 방호시설은 내력을 지지하는 부분을 두께가 두꺼운 와이어로 프로 구성하고 유연성을 담당하는 부분은 와이어로프에 압축스프링을 사용하여 유연성을 크게 증가시킨 새로운 형태의 방호시설을 말한다. 최근 집중호우와 국지성 폭우 등으로 인해 토석류 발생 빈도가 증가하고 있다. 이에 대한 방지책으로 많은 종류의 방호시설물들이 개발되고 설치되고 있으나 아직까지 이러한 산사태 방호시설물들에 대한 명 확한 설계방법이 제시되어있지 않다. 그 이유는 토석류의 토사유출량이나 운동에너지를 명확하게 정의하 는 것은 복잡한 과정을 거쳐야 하며, 어렵게 이를 정의하였다 하더라도 구조물 설계에 어떻게 적용시키는 가에 대한 방법적 문제가 존재하기 때문이다. 본 연구에서는 토석류의 토사유출량 산정을 프로그램화하여 단순화 시켰으며, 산정된 토사유출량을 사 용하여 개발된 압축스프링을 이용한 완충형 토석류 방호시설의 단면 형상과 단면 크기 설정 방법을 제시 한다. 먼저, 토석류의 토사유출량 산정을 프로그램화하기 위해 많이 사용되는 토사유출량 산정방법인 RUSLE방법을 사용하였다. 이를 프로그램화하기 위해 개념도를 파악하였으며 Excel의 script언어인 VBA 를 사용하여 구현하였다. 또한, 토석류가 발생하는 산악지형의 계곡형상은 단면형상이 주로 사다리꼴 형 태를 가지게 된다. 단면이 삼각형이나 사다리꼴 형태인 일반적인 토석류 방호시설의 저항단면크기는 시설 물의 높이를 결정하는 것이 핵심이다. 기존의 방법은 구조물의 높이를 산정하기 위해 평균폭을 가정하여 사용하였으나 이는 정확한 방법이 될 수 없다. 따라서 본 연구에서는 측정 가능한 하단의 폭과 앞서 산정 된 토석류의 양을 기반으로 정확한 구조물의 높이를 산정하는 방법을 제안하였다.

이순신대교 포장을 시작으로 본격적으로 상용화된 에폭시 아스팔트는 현재 국내에 정확한 규정이 마련 되어 있지 않아 입도 및 최적아스팔트첨가량, 에폭시와 경화제의 첨가량 선정에 어려움을 겪고 있다. 일 본의 경우,에폭시 아스팔트를 위한 별도 규정이 마련되어있어 설계 및 제작주문 뿐 아니라 시공시 매우 유용하게 쓰이고 있다. 일본 에폭시 아스팔트 규정을 살펴보면, 표층용 국내 개질아스팔트 규정과는 달리 10mm의 밀입도 골재가 사용되지 않는다. 따라서 본 연구에서는 입도 차이가 에폭시 아스팔트에 주는 영 향을 파악하기 위하여 국내 표층용 WC-1 입도와 일본규정의 입도를 사용하여 공시체를 혼합 및 제작하 고, 이를 실내시험을 통해 물성치를 파악, 실제 일본에서 제작한 에폭시 아스팔트 공시체와 성능을 비교 하였다. 또한, 한국형 에폭시 아스팔트 규정 마련을 위하여 에폭시와 경화제 모두 국내제품을 사용하였으 며, 고형 에폭시에 백색과 흑색의 액상형 경화제 2종류를 준비하여 본 연구에 사용하였다. 본 연구에 사 용된 입도는 그림 1.과 같다. 시험에 사용된 아스팔트 바인더는 PG 64-22 등급의 제품이며, 150℃에서 2시간 보온을 통해 양면 75회 마샬다짐을 실시하여 혼합물을 제작, 실내연평균온도인 25℃와 실내연평균 습도인 60%에서 24시간 양생을 실시

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.

포장의 평탄성은 자동차 주행시의 승차감 안전성 및 포장파손의 직접적인 영향인자로서, 도로 이용자 입장에서 도로상태를 평가하는 가장 중요한 사항이다. 이러한 포장의 평탄성은 포장 공용성 평가요소 중 가장 중요한 사항으로서 포장의 품질관리나 유지관리시에 중요하게 다루어져야 하나, 국가별로 각기 고유의 측정장비나 계산방법이 사용됨으로 인해 국제적으로 통일된 관리기준이 확립되어 있지 않은 실정이다. 국내의 경우 신설포장에 대해 포장평탄성의 관리기준을 적용하고 있으며, 관리 기준값은 7.6m CP 장비를 이용한 PrI를 사용하고 있는 실정이다. 그러나 이 장비는 수동식으로서 현장조사시 교통차단이 불가피하며, 측정 및 계산을 인력에 의존하고 있기 때문에 시간이 많이 소요되고 개인오차가 발생하는 문제점이 있다. 따라서 80km의 속도로 평탄성을 측정할 수 있는 자동식 평탄성 장비인 APL에서 IRI 값을 도입하여 수동식 장비의 문제점을 해결코자 하고 있다. 본 연구에서는 기존의 PrI 관리기준을 이용하여 IRI 관리기준을 정립하기 위해, 7.6m CP에 의한 PrI와 APL에 의한 IRI의 상관관계를 시험을 통해 규명하였다. 시험결과 분석에 따르면 아스팔트 및 시멘트 콘크리트 포장 모두는 신뢰 할 만한 상관관계가 나타남을 알 수 있었다.

포장의 평탄성은 자동차 주행시의 승차감 안전성 및 포장파손의 직접적인 영향인자로서, 도로 이용자 입장에서 도로상태를 평가하는 가장 중요한 사항이다. 이러한 포장의 평탄성은 포장 공용성 평가요소 중 가장 중요한 사항으로서 포장의 품질관리나 유지관리시에 중요하게 다루어져야 하나, 국가별로 각기 고유의 측정장비나 계산방법이 사용됨으로 인해 국제적으로 통일된 관리기준이 확립되어 있지 않은 실정이다. 국내의 경우 신설포장에 대해 포장평탄성의 관리기준을 적용하고 있으며, 관리 기준값은 7.6m CP 장비를 이용한 PrI를 사용하고 있는 실정이다. 그러나 이 장비는 수동식으로서 현장조사시 교통차단이 불가피하며, 측정 및 계산을 인력에 의존하고 있기 때문에 시간이 많이 소요되고 개인오차가 발생하는 문제점이 있다. 따라서 80km의 속도로 평탄성을 측정할 수 있는 자동식 평탄성 장비인 APL에서 IRI 값을 도입하여 수동식 장비의 문제점을 해결코자 하고 있다. 본 연구에서는 기존의 PrI 관리기준을 이용하여 IRI 관리기준을 정립하기 위해, 7.6m CP에 의한 PrI와 APL에 의한 IRI의 상관관계를 시험을 통해 규명하였다. 시험결과 분석에 따르면 아스팔트 및 시멘트 콘크리트 포장 모두는 신뢰 할 만한 상관관계가 나타남을 알 수 있었다.