군사용으로 먼저 개발되어 온 드론은 요소기술의 급격한 발전을 통해 민간 분야로 확대되면서 최근 다양한 산업분야에 활용되 고 있다. 이러한 시대적 흐름에 따라, 조선해양 산업계에서도 유지보수 및 점검용으로 드론의 활용이 유럽을 중심으로 본격화되고 있다. 이와 관련하여, 본 논문에서는 조선해양 분야에 적합한 드론의 기술개발을 위해 선박 및 해양플랜트의 유지보수 점검의 현상태를 진단함 으로써 드론 기술개발의 방향성을 제시한다. 즉, 조선해양용 드론이 이미 상용화 된 선진국의 기술력을 살펴보고, 조선해양 산업계에서 드론시대를 대비하여 해결해야 할 기술적 과제들을 소개한다. 또한, 이러한 드론의 시장성장 가능성을 전망함으로써 기술개발의 추진력 을 제공하고자 한다.

PURPOSES:In this study, field performance evaluation of crack treatment of pavement and the feasibility of surface treatment of pavement are presented. The performance and cost of preventive maintenance methods have been previously verified, and the methods are being used in many developed countries and cities. However, the performance and cost of the system have not been verified in domestic, field applications. Therefore, in order to improve performance, the field performance is evaluated, and a reasonable cost is proposed.METHODS:Visual Inspection was conducted to evaluate the field application and performance of the preventive maintenance method. In addition, the PCI index was calculated from the results of visual inspection of the application area of the surface treatment method, and the performance life of each method was predicted. For the economic evaluation, life cycle cost analysis was performed using the life cycle cost analysis program.RESULTS:In order to evaluate and quantify the field performance of crack repair material, the residue condition of the pavement surface after crack treatment, rather than the performance of the material, is evaluated. In addition, the crack resistance and performance life of surface treatment methods are evaluated. The cost of currently available treatment methods are compared to the common pavement cut and overlay method, and it is determined that the preventive method is not economical based on life cycle cost analysis.CONCLUSIONS:Because of the characteristics of cracking, it is necessary to conduct the evaluation of currently applied methods and the analysis of the cause of damage, by visual inspection. Moreover, in order to evaluate the performance and economic suitability of the currently applied surface treatment methods, it is necessary to acquire information on application sections by monitoring their long-term conditions and performance.

도로 포장 및 교면 포장의 노후화로 인해 이에 대한 보수는 지속적으로 이루어지고 있고 매년 증가하고 있다. 도로 및 교량의 유지보수는 교통량이 많은 낮 시간보다는 교통량이 상대적으로 적은 야간에 주로 수행되고, 교통량이 다시 많아지는 시간 이전에 신속히 마무리하고 교통개방을 해야 하기 때문에 노무자 의 인력관리 및 안전관리를 체계적으로 수행하기가 쉽지 않다. 본 연구는 주로 야간에 주어진 시간 내에 신속히 작업을 수행해야하는 유지보수공정에 대하여 노무자 의 업무 및 안전을 체계적으로 관리하기 위해 실시간 위치정보 시스템을 구축하고, 현장에 시범 적용하여 그 가능성을 살펴보았다. 유지보수 현장에 총 8개의 고정식 노드를 설치하고 작업자의 안전모에 이동식 노드를 설치하여 현장에서 노무자의 작업 패턴을 충분히 확인할 수 있었다. 그리고 시스템 상에서 현장을 1m 격자로 구분하고 위험지역을 시스템 상에서 부여하여 노무자가 위험지역을 진입할 경우 이를 실시간 으로 확인하고 위험여부를 통보 가능함을 확인하였다.

도심지의 도로포장은 버스 등 중차량 교통하중과 포장 유지보수 시기가 지나 급속히 진행 되고 있는 포 장표면의 노후화뿐만 아니라 도로하부 시설물 보수를 위한 잦은 굴착복구가 진행되고 있다. 이로 인해 포 장체의 구조적 지지력이 감소하여 전형적인 도심지형 도로파손인 포트홀, 균열, 침하 및 소성변형이 급증 하고 있다. 또한 빈번히 발생하는 도심지의 도로파손 유지보수로 적지 않은 예산이 소요되고 있기 때문에 효율적인 유지보수를 통한 공용성 확보가 절실히 요구된다. 따라서 본 연구에서는 도로포장의 표면상태와 포장층의 구조적 지지력과의 연관성을 파악하여 효과적인 유지보수 방안을 제시하고자 한다. 우선 도로포 장 하부상태와 표면상태 분석결과를 도심지 도로파손 원인 분석 및 대응방안 수립 근거자료로 활용하기 위 해서 서울시의 23개 장기공용성구간(Long Term Performance Pavement)중 공용기간이 5년 경과된 구간 을 선정하였다. 선정된 대상구간의 포장 표면상태 조사(Visual Inspection) 결과인 Rutting, Crack, IRI 및 그에 기반한 SPI지수와 FWD시험으로 부터 산출된 잔존수명과의 비교 분석을 수행하였다. 특히, 표면 조사와 동일구간에 현장코어를 통해 얻어진 아스팔트층 두께와 30cm로 가정한 보조기층 두께 및 대표온 도 20℃를 이용, 역산프로그램을 사용하여 포장층의 탄성계수와 잔손수명을 추정하였다. 대상 구간의 잔 존수명과 도로포장 표면상태와의 관계를 도출하기 위해 지지력 기반 우선순위와 표면상태 기반 우선순위 를 비교하였다. 그 결과 표면상태와 지지력의 상관관계는 다음 그림1에 나타난 바와 같이 Rutting, Crack 에 대한 R-square 값이 0.65이상으로 상관성이 비교적 높은 수준이며 IRI(종단평탄성)는 상관성이 가장 낮았다. 이는 포장층이 지지력이 도로 노면의 평탄성에 미치는 영향이 상대적으로 적기 때문이며, 따라서 Rutting, Crack, IRI의 지수가 모두 포함된 SPI는 상대적으로 낮게 나타난 것으로 판단된다. 따라서 포장 표면상태를 나타낸 지수만을 고려하여 유지보수를 시행할 경우 포장층의 지지력이 충분하지 못한 경우에는 예상보다 빠른 시기에 혹은 동일 시기라도 심각한 상태의 포장손상이 나타날 가능성이 높다. Rutting과 Crack에 대한 지지력의 상관도를 볼 때 이미 진행된 도로파손의 유지보수시 표면상태 뿐만 아니 라 포장층 자체의 지지력을 함께 고려하여 유지보수를 시행하여야 향상된 공용성을 기대할 수 있다.

콘크리트 포장 파손 구간에 적용되는 보수공법은 파손의 유형(type)과 심각도(severity level)에 따라 결 정 된다. 고속도로 포장은 Hi-PMS(고속도로 포장관리 통합시스템)를 통해서 보수 대상구간에 대한 우선순 위가 선정되고 포괄적인 공법선정도 하고 있다. 여기에서 사용되는 포장상태 지수(HPCI)는 평탄성(IRI)과 표면손상(SD)를 변수로 산정되며 표면손상은 개별적인 파손을 하나의 지수로 대표하도록 정의된 값이다. 그러나, 보수가 필요한 구간 특성을 파악하기 위해서는 하나의 지수로 대표되는 구간이 어떤 파손이 주를 이루고 있는지와 어떠한 심각도로 구성되는지를 알아야하며 이를 통해 파손 성격에 적합한 보수공법 선정을 할 수 있다. 콘크리트 포장 파손유형과 심각도 구분은 공항의 경우 ASTM D 5430, 포장의 경우 ASTM D 6433 및 FHWA-RD-03-031(LTPP 매뉴얼)이 조사되고 있으며 기관 별로 파손 매뉴얼이 조사되었다. 포장파손 심각도 구분 기준에 대해서 문헌조사를 수행한 결과 LTPP 매뉴얼(LTPP Distress Identification manual)과 별도로 개별적인 매뉴얼을 만들어 적용하는 경우도 있는 것으로 조사되었다. 조사 기관 파손유형에 따라 LTPP 매뉴얼과 파손 심각도 적용이 유사(스폴링 파손의 경우 일리노이, 유 타) 하거나 상대적으로 엄격하거나 반대 경우도 있었고 파손유형 구분은 비교적 단순한 것으로 조사되었 다. ASTM 및 LTPP 매뉴얼에서 사용하는 방법은 파손 구분이 구체적인 장점이 있으나 복잡하기 때문에 조사시간이 많이 소요되고 어떤 파손은 다소 주관적인 정의를 하고 있으며 적용 가능한 도로 유형이 광범 위 하도록 만들었기 때문에 고속도로에 적합한 파손 정의에 대한 검토가 필요한 것으로 판단되었다.

대형 토목 구조물 중 하나에 속하는 공항 활주로의 경우 항공기의 반복적인 이착륙으로 인한 동적 하 중, 엔진의 열, 화학침식, 그리고 외부 기후요소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 포장 파손이 발생한다. 이는 항공기 안정뿐만 아니라 포장 자체의 수명에도 악영향을 미치기 때문에 신속한 보수가 이루어져야 한다. 활주로 특성상 항공기의 원활한 이착륙을 위해 새벽에만 유지보수가 가능하여 조속한 교통개방이 필요 하다. 이를 위해 보통 잔골재만을 사용한 에폭시 콘크리트를 사용하여 유지보수를 진행하여왔다. 그러나 기존 포장 면과의 이질거동으로 인해 재 파손이 심각하게 발생하며, 보수재료의 실제 수명이 2~3년에 불 과하여 공항 공사의 경우 연간 100억 원 이상의 유지보수 비용이 소모되고 있는 실정이다. 이에 따라 6시간 이내 교통개방이 가능하고 내구성이 향상된 유지보수용 콘크리트 포장 재료 및 공법의 개발이라는 목표를 설정하고 연구를 진행하였다. 유기-무기 하이브리드 결합재 개발 및 굵은 골재 사용 을 통해 보수 재료와 기존 포장 간의 이질거동을 최소화하여 수명을 증진시키고, 조속한 교통개방이 가능 한 공항포장 긴급 유지보수용 재료로 PMC(Polymer Modified Concrete)와 PC(Polymer Concrete)가 개 발되었다. PMC란 초속경 시멘트에 분말 폴리머를 첨가하여 짧은 시간에 높은 강도를 발현하고, 기존의 포장 층과 의 부착을 증대시킨 재료로, 그 전반적인 특성이 콘크리트와 유사하다. 반면 PC는아스팔트 바인더를 대 신해 폴리머를 사용한 재료로 PC1은 기존재료 외에 Crumb Rubber을 추가하여 발생하는 응력에 저항토 록 하고, PC2는 최적화 이론 및 Film thickness 이론 등을 적용하여 기존 골재 입도분포를 바꾸어 소요 폴리머 량을 적게 하여 온도에 의한 수축 및 팽창을 줄인 재료이다. 위 재료에 대해, 폴리머 콘크리트의 성능 목표를 만족시키는 기본 조성 비율을 찾기 위해서 골재 종류, 배합 비 및 폴리머 콘크리트를 구성하는 골재와 고분자 재료의 무게 비율에 따른 물성의 평가를 실시하여 이를 통해 최적 배합 비를 결정하였고, 압축강도, 휨 강도, 동결융해 저항성, 내화학성 및 건조수축 특성 에 대한 실험을 통해 내구성을 평가하였다.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the performance properties of chip seals and fog seals with polymer-modified emulsions. METHODS : The performance of chip seals and fog seals was evaluated on the basis of common issues in surface treatments. Granite aggregate and four types of asphalt emulsions (one of the unmodified and three of the modified emulsions) were used considering the usage in field. A Vialit test was performed to determine the aggregate retention, and the MMLS3 (Third Scale Model Mobile Load Simulator) test was conducted to determine the aggregate retention, bleeding, and rutting. In addition, the fog seal specimens were tested by the BPT (British Pendulum Test) to evaluate skid resistance. RESULTS AND CONCLUSIONS : Overall, the polymer-modified emulsions (PMEs) showed better aggregate retention and bleeding resistance for both chip seals and fog seals. When comparing the performance of the PMEs, the difference was not considerable. In addition, PMEs present significantly better rutting resistance than unmodified emulsions. For skid resistance, if the recommended mix design is applied, the specimens do not cause issues with skid resistance. Although all of the fog seal specimens were over the criteria for skid resistance, the specimen fabricated by the high emulsion application rate (EAR) of the unmodified emulsion was nearly equivalent to the skid value criteria. Therefore, the use of an unmodified emulsion with a high EAR should be carefully applied in the field.

PURPOSES : This research describes how to predict the life cycles of fatigue cracking based on NCHRP Report 704 as well as modified harmony search (MHS) algorithm. METHODS : The fatigue cracking regression model of NCHRP Report 704 was used in order to calculate the ESAL (Equivalent Single Axle Load) numbers up to pavement failure, based on using material parameters, composite modulus, and surface pavement thickness. Furthermore, the MHS algorithm was implemented to find appropriate material parameters and other structural conditions given the number of ESALs, which is related to pavement service life. RESULTS: The case studies show that the material and structural parameters can be obtained, resulting in satisfying the failure endurance of asphalt concrete structure, given the number of ESALs. For example, the required ESALs such as one or two millions are targeted to satisfy the service performance of asphalt concrete pavements in this study. CONCLUSIONS : According to the case studies, It can be concluded that the MHS algorithm provides a good tool of optimization problems in terms of minimizing the difference between the required service cycles, which is a given value, and the calculated service cycles, which is obtained from the fatigue cracking regression model.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the curing and adhesive behavior of asphalt emulsions including polymer-modified emulsions for chip seals and fog seals. METHODS : For the laboratory testing, the evaporation test, the bitumen bond strength (BBS) test, and the Vialit test are used. Also, the rolling ball test and the damping test are employed to evaluate the curing properties of the fog seal emulsions. In order to conduct all the tests in controled condition, all test procedures are performed in the environmental chamber. The CRS-2L and the SBS CRS-2P emulsions are used as a polymer-modified emulsion, and then unmodified emulsion, the CRS-2, is compared for the evaluation of chip seal performance. For the fog seal performance evaluation, two types of polymer-modified emulsions (FPME-1 and FPME-2) and one of unmodified emulsion, the CSS-1H, are employed. All the tests are performed at different curing times and temperatures. RESULTS AND CONCLUSIONS : Overall, PMEs show better curing and adhesive behavior than non-PMEs regardless of treatments types. Especially, the curing and adhesive behavior of PMEs is much better than non-PMEs before 120 minutes of curing time. Since all the test results indicate that after 120 minutes of curing time the curing adhesive behavior of emulsions, the early curing time, i.e., 120 minutes, plays an important role in the performance of chip seals and fog seals.

PURPOSES: This study focuses on conducting pavement rehabilitation for more deteriorated roads given a limited government budget. METHODS: Therefore, we apply a optimization programming model of the permutation algorithm used for rehabilitating more deteriorated pavement areas, which is subjected to the limited budget. RESULTS: The permutation algorithm was evaluated in terms of determining the maximized rehabilitation of deteriorated pavement areas, using the newly developed performance models such as fatigue cracking, rutting, international roughness index(IRI) through the surveying data from 2006 to 2012. When compared with a traditional model of the so-called worst-first sequence(WFS) method, the permutation algorithm worked better than the WFS method, resulting in covering more deteriorated pavement areas given the limited government budget. CONCLUSIONS : Through a case study, it could be concluded that the permutation algorithm provides more reliable results in terms of rehabilitating more deteriorated pavement areas given the limited budget.