최근 노후 콘크리트포장은 보수비가 급증하고 있으며, 더불어 노후 콘크리트포장의 연장 역시 앞으로 빠른 속도로 증가할 것으로 보인다. 따라서 앞으로 급증할 노후 콘크리트 물량을 생각할 때 우리나라도 노후 콘크리트 포장의 근본적인 보수/보강대책 마련이 시급하다. 또한, 현재 콘크리트 도로포장의 파손에 대한 적절하고 시급한 보수 및 보강능력을 향상 시키고 교통 지연 및 시공비용을 최소화하기 위한 방법들 이 재료, 배합, 시공 등의 다각적인 측면에서 시도되고 있다. 이러한 보수방법들은 저 교통량 하에 최소한 의 작업시간으로 교통안전과 사고의 위험을 줄일 수 있는 경제적, 환경적 대안을 필요로 한다. 해마다 도 로연장의 증가로 유지보수단면이 증가하고, 특히 교통량의 증가에 따른 신설 도로 확장공사구간이 늘어나 고 있는 추세이다. 이와 같이 증가되는 공사구간에 의해 차량지체현상이 주기적으로 발생하며 사용자비용 또한 증가되고 있다. 이러한 사용자 비용을 감소시키기 위해서는 조기교통개방을 위한 체계적이고 안정적 인 보수공법이 적용되어야 한다.

국내 투수 콘크리트 포장을 시공할 시 발생하는 주요 문제점으로는 포장의 다짐도 만족과 다짐형식 및 방법에 의해 표면 공극 막힘 현상이 발생하는 현상을 꼽을 수 있다. 본 연구는 이에 투수성 콘크리트 포장 을 다짐할 시 다짐 에너지의 영향과 다짐 롤러 타입이 공극막힘에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고 그 에 따른 개선책을 제시하는 것에 목적을 두었다. 본 연구를 수행하기 위해 두 가지 실험을 진행하였다. 첫 번째, 하중 유도 진동 실험을 실시하여 동일한 크기의 하중을 재하하는 조건 하에 서로 다른 진동시간을 설정하여 다짐 에너지의 영향을 확인하였다. 두 번째, 실제 포장 슬래브를 모사하여 형식이 다른 다짐롤 러를 적용하여 표면 공극 막힘이나 압축강도, 마모저항성 그리고 투수계수를 측정하여 다짐에 의한 성능 변화를 비교하였다. 실험 결과는 다음과 같다. 다짐 에너지가 증가할수록, 단위중량과 압축강도는 증가하나, 공극률과 투수 계수는 감소하는 경향이 나타났다. 물 분사를 실시하면서 철제 표면을 가진 다짐롤러로 다짐을 진행하였 을 시에는 물/시멘트 비의 변화로 인하여 시멘트 페이스트가 발생하여 표면 공극 막힘 현상이 발생하였 다. 그러나 반면 롤러 표면을 오일로 코팅하였거나 고무 롤러를 적용하여 다짐을 실시한 경우, 슬래브 표 면 공극 막힘률이 기존 방법을 사용하였을 시보다 상당히 개선되었으며 시편의 압축강도와 마모저항성 및 투수 성능에 있어서도 더욱 높은 결과치를 나타내었다.

지구 온난화로 인한 이상기후로 발생하는 경제손실과 화석연료 중심의 에너지 소비구조로 인한 자원고 갈의 가속화로 오늘날 선진국을 중심으로 온실가스 감축, 에너지 자립도를 높이기 위한 녹색성장이 주목 받고 있으며, 한국 정부도 국제 변화에 부응하고자 저탄소 녹색성장을 추진하고 있다. 그 일환 중 저탄소 친환경 도시의 교통대안으로 자전거 이용이 주목 받고 있으며, ʻ10대 자전거 거점 도시ʼ 조성, 국가 자전거 도로 구축 사업 등이 장려되어 향후 자전거도로의 연장은 더욱 증가할 전망이다. 그러나 자전거 이용 활성화 노력의 비해 국내의 자전거도로 포장은 라벨링, 종·횡방향 균열, 단차, Blow up 등의 파손으로 상태가 불량하며 부적절한 유지관리로 이용자의 만족도를 충족시키지 못하고 있다. 이에 중앙대학교에서는 자전거도로 포장의 주요 파손발생율을 저감시키고자 배합설계, 다짐 방법의 개선, 적절한 줄눈 간격의 설정 등에 관한 연구를 진행하고 있으며, 본 연구에서는 과다한 줄눈 간격으로 인한 횡방향 균 열 발생율 저감에 초점을 맞추었다. 현재 자전거도로의 줄눈 간격은 일반 도로와 같이 6.0m를 적용하고 있 다. 자전거도로는 환경하중만을 고려하고 포장 두께는 10~15cm로, 차량하중이 재하되고 포장 두께가 20~30cm인 일반도로의 줄눈 간격을 적용하는 것은 부적절하다고 판단된다. 이에 본 연구에서는 포러스 콘 크리트 포장을 적용한 자전거도로 포장의 줄눈 간격에 따른 거동 변화를 분석하여 적정 줄눈 간격을 제시하 고자 하였다. 연구 수행을 위해 <그림 1>과 같이 폭 1.5m, 줄눈 간격을 각각 1.5m, 3.0m, 6.0m를 적용한 테스트베드를 마련하였고, 슬래브의 Center, Edge, End, Corner에 변형률계를 설치하여 슬래브에서 발생 하는 거동을 분석하고자 하였다. 또한 포장 깊이에 따라 써머커플을 매설하여 포장 내부의 온도변화를 측정 하고자 하였다. 테스트베드는 2014년 7월에 시공되었으며, 2015년 1월까지 거동 측정을 실시하였다.

국내의 회전교차로는 2010년 도입되어 교통지체, 교통사고가 많은 교차로에 설치되어 현재 전국 지방 지역 364개소에 설치·운영 중에 있다. 회전교차로는 차량이 진행함에 따라 원심력이 발생하게 되어 외측 차륜에 과도한 윤하중이 실리게 된다. 이는 아스팔트 포장의 응력 증가를 의미하며 궁극적으로 소성변형 (Rutting), 밀림(Shoving), 라벨링(Raveling) 그리고 지지력 부족으로 인한 균열을 초래하게 된다. 따라 서 유럽의 많은 국가들은 회전교차로의 포장을 JCP, CRCP와 같은 콘크리트를 사용한 포장을 권장하고 있다. 국내의 경우 2015년부터 회전교차로를 일반국도에서 확대 설치를 계획하고 있지만 콘크리트 회전 교차로는 설계 및 거동에 대한 이해가 부족하여 바로 적용하기에는 어려운 실정이다. 본 연구에서는 CRCP의 형태를 갖는 연속철근 콘크리트 회전교차로 포장(CRCR: Continuously Reinforced Concrete Roundabout)의 설계법 개발을 위한 기초 연구를 수행하였다. 우선 그림 1과 같이 내경의 크기에 따른 원형구조물에 대한 분석을 수행하여 CRCR의 거동 특성을 분석하였으며, 이를 토대 로 그림 2와 같은 CRCR 해석 모델을 개발하였다. 개발된 해석 모델을 이용하여 CRCR의 균열 진전, 응력 의 분포 등을 분석하였다.

최근, 우리나라는 겨울철 콘크리트 포장에 제설을 목적으로 한 제설제의 사용량이 점차적으로 증가하 고 있는 추세이다. 예를 들어 서울시의 경우, 현재 연간 약 4만톤 이상의 제설제가 도로포장에 살포되고 있으며, 이는 5년 전과 비교하여 약 2.5배 이상 제설제의 사용량이 증가한 것으로 보고되고 있다. 뿐만 아니라, 제설제 살포에 따른 콘크리트 포장의 표면박리(scaling) 등과 같은 내구성 저하 현상이 빈번하게 발생함에 따라 콘크리트 포장의 성능에 대한 제설제 종류 및 농도의 영향에 대한 관심도 점차 증가되고 있는 실정이다. 특히, 우리나라는 도로포장의 제설을 위하여 염화칼슘수용액 및 고체 염화나트륨을 이용 한 습염살포방식이 널리 사용되고 있다. 주지하다시피, 염화물계 제설제의 사용은 철근부식에 의한 콘크 리트의 손상을 초래할 수 있으며, 겨울철 동결융해 반복작용에 의한 콘크리트의 표면박리작용의 주요 원 인이 된다. 본 연구에서는 강도가 상이한 콘크리트(24 및 35 MPa)를 제조하여 ASTM C 672에 준하여 스케일링 실험을 실시하였으며, 동결융해 작용 50싸이클 후 콘크리트의 열화원인을 분석하기 위한 SEM 및 EDS 분석을 실시하였다. 실험결과에 의하면, 콘크리트의 스케일링 저항성은 강도등급에 따라 상이하였으며, 동결융해 반복작용에 따른 thaumasite의 생성이 스케일링의 주요 원인 중 하나라고 판단된다.

공용 중인 포장파손의 진행은 도로포장 표면이 작은 조각으로 탈리되는 스폴링 파손으로 시작하여 반복적 인 교통하중 및 환경하중 하에서 점진적인 파손부 확대로 이어지며 파손부 보수는 일정크기 이상 또는 손상 율에 도달한 상태에서 보수하고 있다. 이로 인해 유지보수 물량의 증대, 교통차단 시간 증대 및 유지보수 비 용 증대로 이어지고 있음. 따라서 본 연구에서는 포장 파손 초기 형태인 스폴링 발생 지점에 대한 즉각적인 유지보수를 통해 파손부 확대에 따른 유지보수 비용을 절감하고자 한다. 현재의 기술은 초기 파손부에 대한 유지보수 시 투입장비 및 인력의 과다와 적은 물량으로 인해 경제성이 약화되어 이용자 안전에 큰 영향을 주 지 않는 범위 내에서는 경미한 파손부를 보수하지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 현재의 기술적 현실적 문제점을 극복하고자 투입장비 및 인력을 최소화할 수 있는 형태인 유지보수재를 개발함과 동시에 기 존 기술 대비 강도발현 시간을 절반으로 줄인 초기강도 발현 재료를 개발하고자 하였다. 즉, 공장에서 정량 생산되는 팩 형태의 유지보수재를 개발하고 이를 현장에서 개봉과 동시에 적용할 수 있는 긴급보수재를 개발 하였다. 기존 보수재방법은 소규모 소파보수임에도 불구하고 현장에서 모르타르나 콘크리트계 재료를 사용 하여 팻칭보수할 경우 저울, 혼합기, 발전기 등 많은 장비와 인원이 필요한 실정이나 본 개발 기술은 별도의 혼합장비를 사용하지 않고 현장에서 Pack을 흔들어 혼합하기 때문에 다른 부대장비가 필요하지 않고 1인으 로 혼합 타설이 가능한 시스템을 구축, 인력 및 장비 효율에서 월등한 특징을 지니고 있다.

국내 고속도로는 1981년 건설된 남해고속도로를 시작으로 많은 구간이 콘크리트로 시공되어 약 65%가 콘크리트 포장으로 이루어져 있다. 현재 공용 중인 대부분의 콘크리트 포장은 공용년수가 설계수명인 20 년을 넘어가 노후화된 상태이며, 그 연장은 2014년을 기준으로 1,426km에 이르고 있다. 이와 같은 고속도 로 포장의 노후화 때문에 파손구간과 이에 대한 보수비가 급증하고 있다(건설교통부, 2014). 따라서, 노후 된 포장에 대한 소규모의 단편적인 보수로는 파손의 반복적 발생 및 교통안전 사고, 교통 정체로 인한 사 회적 비용증가를 감당하기 어렵기 때문에 부분보수 등이 아닌 대대적인 개량방안이 필요한 시점이다. 엄청난 물량의 노후 콘크리트 포장을 일시에 개량할 수 없기 때문에 우선순위를 정할 필요가 있으며 이 를 위하여 본 연구에서는 노후 콘크리트 포장의 구조적인 상태를 수치화할 수 있는 도구인 리모델링 지수 (Remodeling Index)를 개발하려고 한다. 리모델링 지수는 국내 고속도로 포장 전문가 및 실무자들로 구 성된 패널 멤버를 구성하여 다양한 종류와 심각도 및 기타 조건을 갖는 포장 구간에 대하여 평가를 실시 하였다. 줄눈무근 콘크리트 포장(JPCP)과 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)의 포장 형식별로 외곽차로에 대해 각 30개씩의 구간을 선정하였다. 각 후보구간에 대하여 한국도로공사의 포장관리시스템에서 수집하 는 교통량, 포장 파손현황 및 제설제 사용량을 수집하고, 기상연보 및 월보를 참고하여 최근 20년 (1992~2013) 간의 강수 및 적설일수, 기온, 상대습도 등의 환경인자를 수집하였다. 본 연구를 통하여 노후된 콘크리트 포장 구간의 리모델링 우선순위를 결정할 수 있는 모형을 개발하고 각 보수구간의 특성에 맞는 공법을 선정하는 방법과 연계할 수 있을 것으로 기대한다.

1970년 경부고속도로를 시작으로 우리나라에 본격적인 고속도로시대가 열렸으며, 전국을 하루생활권 안에 들도록 만들었다. 그 후 호남선, 영동선, 중부선, 외곽순환선 등의 잘 짜인 고속도로망은 지금까지 우리나라 경제발전의 핵심 인프라로서 그 역할을 해왔다. 그러나 고속도로는 영구적으로 사용할 수 있는 구조물이 아니기 때문에 포장면에 지속적으로 가해지는 교통하중과 온도 및 습도의 환경하중으로 인해 구 조적인 능력이 한계에 도달하며, 특히 공용연수가 지난 포장은 공용 초기에 비하여 파손이 기하급수적으 로 증가하게 된다. 이러한 포장 파손의 급증은 교통안전을 위협할 뿐만 아니라 보수비용을 급격하게 증가 시키는 경제적 문제도 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 포장파손에 미치는 인자를 파악하기 위해서 파손 종류별로 포장체의 재령 및 교통량과 환경인자에 해당하는 기온, 상대습도, 적설 일 수, 제설 제 사용량 등과의 상관성 분석 및 통계적 유의성을 검토하였다. 분석에서 사용한 포장체의 재령은 준공년도로부터 데이터 측정시점까지의 기간으로 정하였다. 또한 교 통량의 경우, 각 노선별에 대해 교통량과 차종 12종의 등가단축하중계수(ESALF)를 이용하여 등가단축하 중(ESAL)을 구해 각 파손들과 상관성 분석을 실시하였다. 이어 환경인자에 해당하는 인자들에 대해 파손들과의 분석을 실시하였다. 기온의 경우 콘크리트의 온 도를 변화시켜 슬래브의 열수축, 열팽창 및 이로 인한 컬링을 일으켜 파손을 발생시키고, 습도의 경우 콘 크리트의 부등건조수축으로 인해 슬래브에 와핑을 일으켜 파손을 발생시킬 수 있다고 판단하였다. 적설 일 수와 제설제 사용량은 제설제에 포함된 염화물에 의한 포장 파손의 가능성을 고려하였다. 중부선, 영 동선 등 총연장 1,426km에 달하는 재령 20년 이상의 노후된 고속도로 줄눈 콘크리트 포장을 대상으로 파 손 종류별 심각도와 앞서 언급한 네 가지 영향인자의 관계를 통계적으로 분석하였다. 파손은 종방향 균 열, 횡방향 균열, 패칭, 스켈링, 내구성 균열, 모서리 파손, 펀치아웃, 스폴링 등 총 10가지의 파손을 대 상으로 하였으며, 파손의 영향인자는 해당 포장구간에 인접한 기상관측대의 자료를 사용하였다. 기온과 상대습도는 2011년부터 2013년까지의 연평균을 사용하였고, 적설 일 수는 2011년부터 2013년까지 연중 0.1cm 이상 적설된 일수의 연평균을 사용하였으며, 제설제 사용량은 2007년부터 2011년까지 한국도로공 사 각 지사에서 사용한 양의 연평균을 사용하였다. 최종적으로 각 파손에 대해 어떠한 인자가 영향을 주 는지 원인을 분석하였으며 정리된 자료를 바탕으로 리모델링 지수(Remodeling Index)를 개발하는 데에 참고하였다.

현재 국내에서 개발된 콘크리트 포장의 설계프로그램은 도로포장에 관련된 한국형 포장설계프로그램 (KPRP)로 교통하중과 지역별 환경조건을 복합적으로 고려하여 포장 설계를 실시한다. 하지만 공항 콘크 리트포장 설계프로그램은 국내 환경조건을 고려할 수 있는 프로그램은 전무하고 미연방항공청(FAA)에서 개발된 FAAFIELD프로그램이 존재하나 항공기 기어하중과 온도하중만을 고려하고 습도하중을 고려하지 못해 합리적인 설계를 못하는 실정이다. 따라서 항공기 기어하중과 환경하중을 복합적으로 고려하는 공항 설계 프로그램 개발이 필요하다. 본 연구에서 개발된 프로그램개발은 국내 공항 콘크리트 포장 응력해석 및 설계 프로그램이다. 선행연 구에서 유한요소해석과 다중회귀분석을 통해 개발된 국내공항의 설계항공기에 따라 각 기어별 환경하중 과 기어하중을 동시에 고려한 응력 회귀모형과 이에 적합한 합리적인 설계 수명을 산출을 위해 응력보정 계수를 보정한 수정 FAA AC 150/5320-6E 피로모형을 적용하였다. 프로그램은 비주얼베이직을 기반으 로 개발되었으며 입력부와 출력부로 구분된다. 입력부에 입력변수로는 설계 교통 특성, 포장구조 특성, 환경 특성으로 구분되며 설계 교통 특성에는 기어의 종류, 설계항공기하중, 설계교통량을 입력한다. 포장 구조 특성에는 설계의 응력검토를 위해 슬래브 두께, 줄눈간격, 복합지지력을 입력하며 환경하중을 고려 하기 위해 환경조건이 내장되어있는 17개의 지역을 선택할 수 있다. 이 외의 지역에 설계는 일교차와 상 대습도를 입력하여 환경조건을 고려한다. 본 프로그램은 사용자 중심으로 단순화된 인터페이스로 구성되어 있어 공항포장 실무자들의 편의성을 고려하였으며 기어의 종류, 설계항공기하중, 설계교통량, 지역설정 등을 통해 줄눈간격에 따른 적정 슬래 브 두께가 산출된다. 향후 콘크리트 포장 뿐만 아니라 아스팔트 포장관련 추가 연구를 통해 개발된다면 국내 공항 포장의 보완을 통해 정확한 설계가 가능할 것으로 기대한다.

시멘트 콘크리트포장은 경제적이면서도 우수한 내구성, 기능성 및 구조적 성능을 확보하여 사회 기반 시설인 도로 건설에 활발히 사용되고 있다. 그러나 최근 들어 지구온난화, 이상기후 및 자원 고갈 등의 환 경 문제로 인하여 환경 친화적인 건설의 중요성이 대두되면서, 시멘트 콘크리트포장의 주요 재료인 시멘 트 생산 공정 중에 발생되는 CO2 등의 온실가스로 인하여 환경을 저해하는 배타적인 재료로 인식되고 있 는 실정이다. 그러므로 콘크리트포장의 주요 재료인 시멘트 사용량의 절감을 통하여 시멘트 생산과정에서 발생하는 다량의 CO2와 화석자원 소비에 따른 친환경성에 대한 부정적인 요소를 환경 친화적 도로건설로 부응하고, 콘크리트 포장에 대한 잘못된 인식을 해소할 수 있다. 따라서 콘크리트 포장 고유의 우수한 성 능을 확보하면서 상대적으로 적은 단위 시멘트량을 사용하여 CO2 발생의 저감으로 친환경성 및 경제성을 확보하고, 정량화된 아스팔트 시공장비의 이용으로 신속하고 간소한 시공절차를 확보할 수 있는 저비용 롤러 전압다짐 콘크리트포장 공법(RCCP; Roller Compacted Concrete Pavement)의 도입이 요구된다. RCC는 페이스트의 체적이 일반 PCC보다 작기 때문에 배합에서의 공극을 최소화하기 위해 조밀한 입도이 어야만 한다. RCC 체적의 70%~85%를 구성하는 골재특성은 진동다짐시 요구하는 워커빌러티와 건조단 위중량을 도출하기 위한 역할을 하며, 압축강도, 휨강도, 온도 특성, 장기거동 및 내구성에 많은 영향을 준다. 이는 골재의 적절한 선택이 시공 중․후에 안전성을 제공하고 RCCP의 구조 및 성능에 영향을 미칠 중요한 요소 중 하나로 사료된다. 그러므로 PCA에서 제시하는 RCCP 골재입도 Band 영역 안의 골재 입 도가 RCCP에 미치는 특성에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 최대 치수 19mm 굵은 골재와 잔골재를 이용하여 상한선과 하한선 및 Band 영역 내의 골재 입도 분포를 설정하여 PCA에서 제시하는 RCCP 골재입도 Band가 RCCP 특성에 미치는 영향을 재검토하고, 입도분포에서 작은 비중을 차지하지만 시공 시 재료의 선정 과정에서 발생되는 양이 상당한 미립자 부분에 대한 영향을 파악하고 골재 선정 시 편의성과 경제성을 확보하기 위해 수정 Band를 제안하였다.

The purpose of this study is to improve the previous damage evaluation model for RC members which is proposed by Igarashi[1] in 2010.The previous model was not confirmed by enough data of damage such as, residual crack length, width and area for exfoliation of concrete, etc. In addition, validation of the model is still insufficient. Therefore, experiment of a real-scale RC structure and experiment of RC columns using the high-strength concrete were conducted to gather the data of damage in RC members. The investigation has been conducted gathering the data not only additional experiments data but also existing data for modification of damage evaluation model. It has been investigated on changing damage in RC due to axial force ratio, shear reinforcement and shear span ratio. As a result, several problems were founded in the previous model, such as, hinge length(lp), spacing of flexural crack(Sav,f), total width of flexural cracks regulated by maximum width of flexural crack(nf) and total width of shear cracks regulated by maximum width of shear crack(ns). New model is proposed and evaluated the damage properly.

이 논문은 화재에 노출된 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석 모델을 제시하고, 기존의 자료 및 설계 규준과의 비교를 통해 구조물의 설계 시 고려 사항에 대해 제안하고 있다. 수치해석은 비정상 열전달 해석과 비선형 구조해석의 두 단계로 수행되며, 비정상 열전달 해석을 통해서 얻어진 화재시간에 따른 단면 온도분포를 바탕으로 비선형 구조해석하여 부재의 상태에 대한 정보를 얻게 된다. 이때, 철근콘크리트의 재료모델을 화재진행상태(Under-Fire)와 화재종료 후 냉각상태(After-Cooling)로 나뉘어 해석수행하여 각각의 재료상태에 따른 거동의 변화를 살펴본다. 해석된 결과는 여러 구조물에 대해 기존의 실험결과와 비교하여 검증하고, 설계 규준과의 비교를 통해 화재 시 구조물의 안전성에 대해 고찰하였다.

본 연구는 콘크리트 옹벽에서 배양토와 토양처리에 따른 녹화용 식물의 초기 생육특성을 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 배양토의 이화학적 성질 분석에서 산림부식토와 일반상토의 pH는 5.18 및 5.02로서 약산성을 보였고, 산림표층토와 혼합토는 4.5이하로서 강한 산성을 나타내었다. 유기물 및 양이온 등 식물생장에 도움이 되는 영양분이 가장 높은 배양토는 일반상토이며, 산림표층토가 가장 낮게 나타났다. 배양토별 발아율은 일반상토 > 산림부식토 > 혼합토 > 산림표층토의 순으로 나타났고, 토양처리의 경우 미생물 50% 처리구 및 미생물 100% 처리구가 무처리구 보다 발아량이 높게 나타났다. 배양토에 따른 페네리얼의 월별생장량과 평균생장량에서도 일반상토 > 산림표층토 > 혼합토 > 산림부식토 순으로 생장량이 높게 나타났으며, 토양처리에 따른 페네리얼의 총생장량은 미생물 50% 처리구 및 미생물 100% 처리구가 무처리구 보다 높게 나타났다. 생장량에 있어서 배양토, 토양처리 2개요인 내 주 효과 및 요인 간 상호작용 분석 결과 효과가 있는 것으로 나타나 콘크리트 옹벽의 녹화용 식물의 조기생육을 위하여 적절한 배양토의 선발과 미생물제재의 처리는 매우 필요하다고 생각된다.

근래 국내 초고층 주상복합 건물에는 철근콘크리트구조가 보편적으로 적용되는데, 이러한 철근콘크리트 초고층 주상복합 건물은 시공 시점에 따라 구조적인 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 시공 중인 철근콘크리트 초고층 주상복합 건물에 대하여, 시공 시점별 구조 안전성 및 횡력저항성능을 검토하고자 한다. 이를 위해, 예제 모델로 탑상형의 초고층 주상복합 60층 건물을 선정했고, 기존의 범용구조해석 프로그램을 사용하여 구조해석을 수행하였다. 각 시공 시점별 10층, 20층, 30층, 40층, 50층, 60층 완료모델과 60층 완공단계 모델의 구조성능을 비교하였다. 구조성능 비교를 위해 이 모델들의 고유치해석을 수행하였으며, 횡력저항성능과 부재별 단면성능을 검토하였다. 횡력저항성능 검토를 위해 횡변위비와 층간변위비를 검토했고, 부재별 단면성능 검토는 완공단계에 대한 설계강도비와 시공단계의 설계강도비를 비교하여 부재안전성을 검토하였다. 이 연구를 통해, 시공 중인 철근콘크리트 초고층 건물의 구조 안전성을 검토하고 시공단계에 적합한 구조해석 및 설계하중의 가이드라인을 제시하고자 한다.

PURPOSES: The purpose of this study is to investigate the relationship between the crack propagation depth through a slab and crack width movement in continuously reinforced concrete slab systems (CRCSs). METHODS : The crack width movements in continuously reinforced concrete pavement (CRCP) and continuously reinforced concrete railway track (CRCT) were measured in the field for different crack spacings. In addition, the crack width movements in both CRCP and CRCT were simulated using finite element models of CRCP and CRCT. The crack width movements, depending on the unit temperature change, were obtained from both the field tests and numerical analysis models.. RESULTS: The experimental analysis results show that the magnitudes of the crack width movements in CRCSs were related to not only the crack spacing, but also the crack propagation depth. In CRCP, the magnitudes of the crack width movements were more closely related to the crack propagation depths. In CRCT, the crack width movements were similar for different cracks since most were through cracks. If the numerical analysis was performed to predict the crack width movements by assuming that the crack propagates completely through the slab depth, the predicted crack width movements were similar to the actual ones in CRCT, but those may be overestimated in CRCP. CONCLUSIONS: The magnitudes of the crack width movements in CRCSs were mainly affected by the crack propagation depths through the slabs.

PURPOSES : In this study, an image analysis method is used to evaluate the pore structure characteristics and permeability of hybrid concrete. METHODS: The binder weight of hybrid concrete is set to 400 kg/m3, 370kg/m3, and 350 kg/m3, and for each value of binder weight, the pore structure and permeability of concrete mixture is evaluated. The permeability of hybrid concrete is evaluated using a rapid chloride penetration test(RCPT). RESULTS : The concrete pore structure characteristics of hybrid concrete reveals that as the binder weight is reduced, the entrained air is reduced and the entrapped air is increased. The permeability of the hybrid concrete for all values was measured to be below 1000 C, which indicates a "Very Low" level of permeability relative to the evaluation standard of KS F 2711. Additionally, as the binder weight is decreased, there is a significant increase in the permeability of chloride ions. CONCLUSIONS : In this study, the pore structure characteristics of hybrid concrete at different binder weights shows that as the binder weight is reduced, the entrained air is reduced and the entrapped air is increased. Consequently, chloride ion penetration resistance of the hybrid concrete is diminished. As a result, it is expected that this will reduce the concrete’s durability.

PURPOSES : This study was performed to determine a systematic approach for measuring the coefficient of thermal expansion (COTE) of concrete specimens. This approach includes the initial calibration of measurement equipment. Test variables include coarse aggregate types such as natural aggregate, job-site produced recycled concrete aggregate, and recycled aggregate processed from an intermediate waste treatment company. METHODS: First, two cylindrical SUS-304 specimens with a known COTE value of 17.3×10-6m/m/℃. were used as reference specimens for the calibration of each measurement system. The well-known AASHTO TP-60 COTE apparatus for concrete measurement was utilized in this study. Four different measurement apparatuses were used with each LVDT installed and a calibration value was determined using each measurement apparatus. RESULTS : In the initial experimental stage, calibration values for each measurement apparatus were assumed to be almost identical. However, using the SUS-304 samples as a reference, the calibration values for the four different measurement apparatuses were found to range from 3.49 to 8.86 ×10-6m/m/℃. Using different adjusted values for each measurement apparatuses, COTE values for the three different concrete specimens were obtained. The COTE value of concrete made with natural coarse aggregate was 9.91×10-6m/m/℃, that of job-site produced recycled coarse aggregate was 10.45×10-6m/m/℃, and that of recycled aggregate processed from the intermediate waste treatment company was 10.82×10-6m/m/℃. CONCLUSIONS: We observed that the COTE value of concrete made from recycled concrete aggregates (RCA) was higher than that of concrete made from natural coarse aggregate. This difference is due to the fact that the total volumetric mortar proportion in the RCA mix is higher than that in the concrete mix made with natural coarse aggregate.

본 연구에서는 남해안에 건설된 사용기간이 5~34년의 해상 콘크리트 교량의 염화물이온농도에 대한 실측데이터로부터 표면 염화물이온농도를 추정하고, 기존에 제시된 시방서와 타 연구결과에서 제시한 값들의 타당성을 평가하였다. 그리고 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장의 유무, 염화물이온농도, 탄산화 깊이 및 콘크리트 압축강도의 상관관계를 도출하여 상호 작용을 평가하였다. 연구결과에 의하면, 표면염화물이온농도는 간만대에서 KCI 2009, 물보라지역과 해상대기중에서 Cheong et al.(2005)의 제안한 값이 타당한 것으로 판단된다. 또한, 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장은 염화물이온의 침투, 탄산화 깊이 및 압축강도 저하 대한 방지효과가 있음을 알 수 있었다. 콘크리트의 압축 강도는 탄산화 깊이와 염화물이온농도의 증가에 따라 감소하였다.

본 논문에서는 현재 시공중인 58층의 철근콘크리트조 고층건물에서 진동현식게이지를 통해 계측된 기둥의 축방향 변형률과 레이져 스캐닝을 통해 구한 횡변위를 3차원 시공단계해석에 의한 예측치와 비교하였다. 예측치는 ACI 209와 PCA의 재료모델식, PCA report의 축소량 산정알고리즘을 3차원 구조해석 프로그램으로 개발한 ASAP을 사용하여 구하였다. 비교결과 평면의 중앙부 기둥의 축방향 변형율 계측치는 시공단계 해석치와 거의 유사한 결과를 나타내었으나 각 모서리에 두 개씩 배치된 기둥의 경우 비교적 큰 오차를 나타내었다. 레이져 스캐닝에 의한 횡변위 계측결과는 해석결과와 유사한 경향을 보였으나 층당 계측치가 큰 변동을 나타내므로 향후 이를 해결하기 위한 계측 및 데이터 처리기법이 요구된다.

불확실성을 가지는 콘크리트의 특성으로 인해 철근 콘크리트 부재의 처짐에는 높은 변동성이 발생할 수 있다. 그러나 현행 설계규준은 이를 고려하지 않고 경험적인 데이터에 바탕을 두고 있으며, 부재의 최소 두께 또는 최대 허용 처짐만을 제시하고 있다. 본 논문에서는 철근 콘크리트 플랫 플레이트의 처짐 예측이 가능한 유한요소해석 모델에 확률해석 모델을 적용하여 철근 콘크리트 플랫 플레이트 처짐의 변동성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 콘크리트, 철근, 부재치수, 인장강성에 관련된 8개 요소를 변수로 한 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과, 스팬의 크기가 증가할수록 하중으로 인한 처짐에 더 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 재하되는 활하중의 크기가 클수록, 슬래브의 두께가 작을수록 처짐의 변동성이 큰 것으로 나타났다.