최근 자율주행차량 기술의 급속한 발전은 교통 시스템의 효율성을 향상시키는 동시에, 도로 인프라에 새로운 도전 과제를 제기하고 있다. 자율주행차량은 차선 유지 시스템을 통해 일정하게 차선 중앙을 주행하는 특성이 있으며, 이로 인해 특정 휠패스(Wheel Path) 구 간에 하중이 집중되는 문제가 발생한다. 특히 중차량과 자율주행차량이 빈번하게 운행되는 도로 구간에서는 이러한 하중 집중으로 인 해 도로 포장층의 소성 변형과 균열이 빠르게 진행되며, 결과적으로 도로의 내구성이 크게 저하된다. 이는 도로의 유지보수 주기를 단 축시키고, 유지 비용을 증가시키며, 도로 이용자들에게 안전상의 위험을 초래할 수 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 도로 보강 기술이 연구되어 왔으며, 그중 섬유 보강 그리드 기술이 주목받고 있다. 본 연구에서는 탄소섬 유와 유리섬유를 결합한 하이브리드형 섬유보강 그리드를 개발하고, 이를 자율주행차량이 운행하는 도로 구간에 적용함으로써 도로의 내구성 향상과 유지보수 비용 절감을 목표로 한다. 탄소섬유는 높은 강도와 내구성을 제공하여 휠패스 부위에 집중되는 하중에 대한 저항성을 강화하고, 유리섬유는 비휠패스 구간에 경제적인 보강 효과를 제공한다. 본 연구는 자율주행차량 시대에 적합한 도로 보강 솔루션을 제시하고, 이를 실증 구간에서 평가하여 그 효과를 검증하고자 한다. 이를 통해 도로의 반사균열 저항성 및 소성변형 저항성을 개선하고, 도로 수명을 연장함으로써 자율주행차량이 증가하는 교통 환경에서도 지속 가능한 도로 관리 방안을 제시할 수 있을 것이다.

Fiber reinforced polymer (FRP)는 섬유와 폴리머가 결합된 복합재료로써 중량 대비 강도가 높아 취급 및 운반이 용이할 뿐 아니라 인장강도 등의 역학 성능이 우수한 재료이다. 더욱이, FRP는 뛰어 난 내부식성에 의해 기존 철근과 달리 부식이 발생하지 않는 장점이 있다. 이 장점에 의해 FRP를 기 존 철근대체재로 활용하기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다. 그러나 FRP는 탄소성 거동을 하는 철 근과 달리 완전탄성거동을 하는 취성적 재료로써 안전성 문제에 의해 철근대체재로의 사용은 한계가 명확한 실정이다. 최근 FRP의 취성파괴 문제를 해결하기 위해 연속섬유가 사용된 FRP가 아닌 단섬유 를 사용후 Stitched를 이용하여 파괴시 응력을 재분배하여 FRP의 단계적 파괴를 유도하기 위한 연구 가 국방, 항공 분야를 중심으로 연구되고 있으나, 이를 건설분야에 적용하기 위한 연구는 극히 제한적 으로 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 의사소성이 확보된 FRP를 철근대체재로 사용하기 위한 기초 연구로써 Stitched된 단섬유 FRP 보강재의 단계적 파괴여부를 실험적으로 확인하였다. 실험변수로써 Stitched 여부가 고려되었으며, 직접인장시험을 통해 FRP 보강재의 인장거동이 확인되었다. 실험결과 Stitched되지 않은 FRP 시편은 최대응력 도달 후 취성적으로 파괴되었다. 반면 Stitched된 FRP 시편은 최대 강도 도달 후 최대 강도 대비 66%~75%의 응력이 약 0.0071ε 구간동안 유지되는 것으로 나타 났다.

In this paper, the mechanical properties of glass fiber reinforced plastic (GFRP) rebar, which has been applied as an concrete reinforcement, and produced carbon fiber reinforced plastic (CFRP) grid were compared to develop a concrete reinforcement material with excellent mechanical properties. In addition, the mechanical properties of CFRP prepared with each molding process were evaluated. Three molding processes were evaluated: prepreg oven bagging, reaction injection molding (RIM), and pultrusion. The tensile strength of the CFRP grid prepared through pultrusion was 2.85GPa, the elastic modulus was 169.81GPa, and the strain was 1.68%, which was 2.85 times better in tensile strength, and 2.83 times better in elastic modulus compared mechanical properties of GFRP rebar. The strain was confirmed to be equivalent to GFRP rebar.

본 논문은 철근대체재로 Carbon fiber reinforced polymer(CFRP) 그리드가 사용된 콘크리트 부재의 휨성능을 평가하기 위한 실험적 연구결과를 보고한다. 실험에 사용된 CFRP grid의 탄성계수와 인장강도는 각각 240GPa, 3964MPa이다. CFRP 그리 드가 인장 보강재로 사용된 콘크리트 부재의 휨거동 평가를 위해 총 7개의 1방향 슬래브 콘크리트 실험체가 제작되었다. 실험 변수로 피복두께, CFRP 그리드의 보강 겹 수, CFRP 그리드의 겹침 여부가 고려되었다. 실험체의 휨거동 평가는 3점 휨실험을 통해 수행되었으며, 각 실험변수가 초기균열하중에 미치는 영향은 미미한 것으로 확인되었다. 실험체에 초기균열이 발생된 이후 응력 재분배에 의해 하중 증가 없이 CFRP grid의 변형률이 증가하는 현상이 관측되었다. CFRP 그리드 보강 겹 수가 1겹 증가 함에 따라 실험체의 극한하중은 약 8.5kN씩 선형적으로 증가하였다. 또한, 피복두께가 증가함에 따라 실험체의 극한하중 및 강 성이 감소하였으며, 그리드 겹침 여부가 실험체 극한하중에 미치는 영향은 미미하다는 것이 확인되었다. 추가적으로 실험결과와 ACI 440.1R-15를 통해 계산된 공칭 휨강도를 비교하였다. 그 결과 실험을 통해 확보된 극한강도는 ACI 440.1R-15 대비 13%∼ 24% 큰 것으로 나타났다. 따라서, ACI 440.1R-15는 CFRP grid로 보강된 콘크리트 보의 휨강도를 보수적으로 평가하고 있음이 확인되었다.

필로티 공간을 주차장으로 활용할 경우 차량 화재에 대한 위험성이 발생한다. 한 대의 차량에서 화재가 발생하게 되 면 차량 간의 거리가 밀접하므로 주차되어있는 여러 대의 차량에 화재가 빠르게 전이되며 차량의 높은 열방출율과 온도로 인해 폭발 위험성이 있다. 이러한 화재에 취약한 필로티 구조 특성으로 인해 짧은 시간 동안 주차공간이 화염에 휩싸이게 되며 화재 가 확대되어 주변 건물까지 화재 위험이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 필로티 주차공간 실화재 실험을 통해 화염의 성장크기 와 전파속도에 따라 필로티 기둥의 미치는 영향을 분석하였으며, 화재에 노출된 CN준불연 및 CFRP 보강 필로티 기둥의 내화 및 연소성능을 평가하고자 한다.

본 논문은 준등방성 적층 섬유배열된 FRP보강재로 보강된 철근콘크리트보의 휨 보강 설계에 대하여 소개하고 있다. 본 논문에서는 첫 번째로 FRP보강재의 적층설계와 그 적층부재의 물성값 해석이 수행되었다. 마지막으로 여러 개의 준등방성 적층구조로 보강된 철근콘크리트보에 대한 휨 해석이 수행되었다. 그 결과값은 직교차 적층 구조를 갖는 RC보와 비교되었다. 따라서 본 연구가 준등방성 적층구조의 FRP보강재로 보강된 노후 RC보의 휨 설계의 지침서가 될 수 있을 것이다.

내진설계규정이 정립되기 전에 시공된 콘크리트 교각의 경우 횡철근을 겹침이음하거나 최소한의 배근으로 최적화를 유도하였다. 따라서 지진하중 발생 시 지진에너지를 소산할 수 있는 에너지 감쇠의 효과가 기존 교각들에는 미흡한 실정이다. 본 논문은 반복하중을 받는 원형콘크리트 교각 외부에 강판, GFRP, CFRP 보강을 적용한 경우, 교각의 지진대응 성능 향상도를 정량적으로 평가하였다. 범용유한요소해석프로그램인 ABAQUS의 다양한 3차원 요소를 적용하여 교각 구조물을 모델링하였으며,하중은 교각 상부에 횡방향 동적하중과 교각 전체 자중이 고려되었다. 하중-변위 곡선, 응력-변형률 곡선, 연성도, 에너지 흡수 능력(연성도), 손상도를 고려하여 보강에 따른 교각의 내진성능 향상도를 비교분석하였다. 비보강 콘크리트 교각의 경우 연성도는 78%로 취성파괴 구조물이었으나, 강판보강의 경우 91.0%, GFRP보강의 경우 91.9%, CFRP보강의 경우 92.0%이다. 세 가지 보강의 종류를 비교한 결과 강도, 연성도, 손상도 모두에 있어서 CFRP보강의 경우가 가장 큰 증진 효과를 보이고 있다.

PURPOSES: The objective of this study is to evaluate the physical properties of recycled asphalt mixtures reinforced with glass fiber. METHODS: Firstly, mixing design was conducted on recycled asphalt mixture for use of 50% recycled aggregate. Various laboratory tests were performed on four types of recycled asphalt mixtures with different glass fiber content to evaluate the physical properties. The laboratory tests include indirect tensile strength test, dynamic modulus test, Hamburg wheel tracking test and tensile-strength ratio to evaluate cracks, rutting and moisture resistance of mixtures. RESULTS: The indirect tensile strength of fiber reinforced glass increased about 139.4%. As a result of comparing the master curves obtained by the dynamic modulus test, the elasticity was low in the low temperature region and high in the high temperature region when the glass fiber was reinforced. The glass fiber contents of PEGS 0.3%, Micro PPGF 0.1% and Macro PPGF 0.3% showed the highest moisture resistance and rutting resistance. CONCLUSIONS : The test results show that use of glass fiber reinforcement can increase the resistance to cracking, rutting, and moisture damage of asphalt mixtures. It is also necessary to validate the long-term performance of recycled asphalt mixtures with glass fiber using full scale pavement testing and field trial construction.

PURPOSES: This study develops eco-friendly asphalt reinforcement materials applicable to bridge deck pavement. The main purpose is to ensure highly reliable quality applicable to structures and the possibility of practical application. The main target of the study is to develop materials that are environmentally friendly and capable of improving performanceMETHODS: The application of double-reinforcement fiber improves the performance of the road pavement. 1. We use recycled film for application of sheet-typed reinforcement. 2. We use preprocessing fibers to reinforce the properties of composite pavement materials.RESULTS : The developed products may produce materials that fit the purpose of achieving stability and environmental friendliness. Sheettyped reinforcements use more than 50% recycled resin. The most important type of damage to the asphalt layer is deflection (plastic deformation). These products have a very high deflection resistance of not less than 6,000 cycles/mm. In addition, all performance is excellent. Thus, it will be easier to access the field in the future.CONCLUSIONS: Fiber-reinforced asphalt pavement showed excellent performance. Sheet-typed reinforcements containing 50% recycling resin produced good performance in terms of functionality as well as environmental friendliness. Thus, enhancing the field applicability will enhance the usability of the reinforcements.

As the size of the wind turbine tower becomes larger and larger, research on assembled wind turbine tower that is advantageous for transportation and installation is continuing. Large wind turbine tower require door openings for maintenance. The opening of the tower has an irregular cross section, and an excessive stress is generated due to the door opening. The result is structural damage to the tower and many accidents. In this research, stress analysis was performed on a model with internal stiffener to prevent excessive stress. The stress was investigated around the openings where the tower was resonant and excessive stressed, and the shape of the openings was optimized. Through optimization, we confirmed that the maximum stress was reduced by about 6% with respect to the initial value.

All structures can not be perfect due to geometric or material initial imperfections. Initial imperfections are an important factor in determining the buckling mode and are known to be important factors in evaluating the actual buckling strength. The DNV-RP-C202 design standard limits the longitudinal stiffener spacing. However, the criteria for the stiffener spacing presented in DNV-RP-C202 is a guideline derived from the curved panel theory of perfect cross-sectional shape without initial imperfections. In this study, considering geometric initial imperfections, the transition point of stiffener spacing where longitudinal stiffeners affect the buckling strength of reinforced steel wind turbine tower is analyzed using finite element analysis program. The results of finite element analysis compared with theoretical results based on the perfect shape. As a result, a more reasonable stiffener spacing considering the initial imperfections was suggested.

As the size of the wind power becomes larger, the development of the assembly type wind power which is advantageous in transportation and installation is active. This advantage comes from the economic point of view, and the stiffener is applied to the inner side, so that the safety is high. Large wind power require door openings for maintenance. The door opening has an irregular cross-section, and an excessive stress active due to the door opening. In this paper, the stresses occurring around the door opening was analyzed. As a result, small stress values were appeared in the tower, as the number of stiffeners were increased. Also, stress values were decreased a little in the tower as the opening shape become to ellipse was closer.

Recent decades, maintenance and reconstruction have been paid attention to old buildings. Especially, it has been recognized that seismic retrofit measures are necessary for non-reinforced masonry buildings which are used for prevailing building constructions. However, such applications can be limited due to its excessive costs, long-period, and inherent difficulty in securing construction spaces. For this reason, different reinforcement methods have been proposed by previous researchers in the economic manner. This study carried out an adhesive retrofit material upgrading low workability and excessive costs of existing reinforcement methods and, in turn, verified the level of seismic reinforcement throughout experimental studies. In order for the objectives, masonry walls with an aspect ratio of 1.0 were designed and manufactured. Also, effective parameters which are affected by openings, adhesive material types, the number of reinforcement layers, and lateral load levels were established. Experimental results showed that MW specimens without openings were collapsed for low-seismic resistances resulting from rocking failure modes, while strength and displacement capacities were improved for reinforced openings. Also, R-MWO-3F specimens with opening which was enhanced for three layers of stiffener showed displacement, ductility capacities, and energy dissipating capacities in the stable manner, even satisfying the collapse prevention level proposed in the current seismic codes.

개발도상국인 몽골(울란바토르)은 경제가 발전하면서 물류의 원동력인 중차량이 많이 증가하고 있으며, 교류 활성화 및 국민들의 삶의 질을 개선하고자 기반 시설인 도로 건설과 유지관리에 많은 예산을 투자하고 있다. 하지만, 급격한 차량 증가 및 도로포장 기술의 부재로 인하여 도로 포장이 설계 당시의 공용수명에 이 르지 못하고 조기에 파손이 발생하는 일이 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 이러한 개발도상국(몽골, 베 트남, 캄보디아, 중국 등)의 중차량 증가 및 집중호우 등의 기후 변화와 맞물려 나타나는 것이 아스팔트 포 장 성능 저하, 공용 수명 저하로 나타난다. 또한, 이러한 현상은 도로 조건을 고려하지 못한 품질관리 체계 미흡, 시공 조건을 파악하지 못한 관리 불량 등에 기인하며, 개발도상국 현지화 기술 개발을 통한 도로 포장 의 파손 문제해결과 유지보수 비용 절감을 위한 대응 방안이 필요한 실정이다. 최근 개발도상국 기후, 차량 하중, 시공조건 및 경제여건 등을 고려할 때 맞춤형 택코팅 보호 필름이 부착된 아스팔트 보강재(ESGRID) 를 이용한 현지 사업을 통하여 중소기업 신규 시장 발굴, 기술개량 및 상용화 지원이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 개도국 현지 적용을 위하여 국내에서 적용하는 비용의 40% 정도를 절감하는 제품을 개 발하였으나, 동일한 성능을 발현하도록 설계하여 비용 대비 제품 효용성을 향상시켰다. 이러한 개발을 통 하여 몽골의 Sharga morit Bridge구간에 2015년 10월에 시험 시공을 하였다. 시험시공 당시 방수층까지 시공되어 있었으나, 중앙분리대 부근 음지부에는 얼음이 얼어 있었으며, 일부 방수층에 균열이 발생한 상 태였다. ESGRID는 인력시공을 하였고, 겹이음 부분은 스프레이접착제를 이용해 부착을 하여 중앙 부분 을 강화하였다. 또한 방수층이 경화된 이후라 ESGRID의 접착력 확보를 위해 RSC-4 택코팅을 추천하였 으나, 장비의 부재로 AP-5를 녹여서 택코팅을 대체하였다. 이 방법은 방수층과 ESGRID와의 접착력 확 보에는 큰 도움이 되지는 않을 것으로 보인다. 2015년 12월에 추적 조사를 실시한 결과 문제가 없는 것으 로 확인되었다. 이로 인하여 아시아 개도국 현지 도로 조건에 적합한 적정 기술 개발로 신규 건설 및 유지 보수 비용의 절감 효과를 기대할 수 있다.