With the increasing scale and span of bridge structures, there has been a growing demand to reduce construction accidents and shorten the duration of pier construction. Conventional pier construction methods using steel formworks involve repetitive installation and dismantling processes, which require high-level work and pose a significant risk of fall accidents. In addition, the complexity of these processes limits construction efficiency. In this study, a rapid pier construction method using precast concrete stay-in-place formwork applied to pier columns and copings was proposed, and its structural performance and constructability were evaluated through experimental and analytical investigations. Composite and bond performance tests between the precast stay-in-place formwork and cast-in-place concrete were conducted for both column and coping components. Furthermore, construction-stage analyses were performed to assess structural stability during construction. The experimental results showed that the flexural strength of the composite column section reached approximately 105% of that of the monolithic reinforced concrete section, while the composite coping section achieved approximately 107%. The bond performance test results also confirmed that sufficient bond strength satisfying the design requirements was secured. Constructability analysis indicated that the elimination of the formwork dismantling process enables a reduction in construction duration and a significant improvement in construction safety compared to conventional steel formwork methods. Therefore, the proposed PCS-Pier method can be considered a viable alternative for pier construction, providing both structural safety and improved construction efficiency.
대규모 인트라 및 플랜트 부지조성시 경제성 제고를 위해 암버력을 활용한 비다짐 암쌓기 공법이 증가하고 있으나, 공학적 불확실성과 체계적인 품질관리 지표 부재로 구조적 안정성 우려가 제기되고 있어, 비다짐 암성토 부지의 합리적인 시공 기 준 수립 및 전문시방서 개정을 위한 연구 방향과 세부 방법론 구축이 필요하다. 본 연구에서는 국내외 주요 기관의 시방 기 준을 비교 분석하고 기초 형식, 지지력 변동, 경제성 등에 미치는 영향을 파악하기 위한 개발 기술 로드맵을 구축하고, 현장 시험을 위한 실험 항목 및 분석 방법론을 수립하고, 소형충격재하시험(LFWD)을 활용한 시공관리 절차서를 개발하였다.
국내 고속도로에 적용된 콘크리트 포장은 오랜 공용기간으로 인해 노후화되어 유지보수가 필요한 구간이 증가하고 있다. 이러한 구간의 유지보수를 위해 국외에서는 프리캐스트 콘크리트 포장 공법을 사용하여 노후화된 구간을 보수하고 있으며 국내 고속도로에도 프리캐스트 포장의 적용이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 고속도로 환경에 적합한 프리캐스트 콘크리 트 포장의 시공 방안 개발을 목적으로 현장 조사를 수행하여 시험시공 계획을 수립하였다. 시험시공 구간은 서해안 고속도 로 비봉 영업소 구간의 화물차 전용 차로로 선정하여 수차례의 현장 조사를 수행하였다. 현장 조사 결과, 시험시공에 적용 될 슬래브의 제원은 연장 3.0m, 폭 5.1m, 두께 0.29m로 선정하였으며 CRCP 형식과 JCP 형식으로 프리캐스트 포장을 구성 하는 시험시공 계획을 수립하였다.
This study identifies critical ESG decision factors for road pavement maintenance during the design phase, which dictate approximately 80% of infrastructure performance outcomes. A two-stage analytical framework was employed. First, the fuzzy-Delphi method filtered 72 industry indicators into 20 core factors based on expert consensus (defuzzification value≥0.7). Second, a revised importance-performance analysis prioritized these factors across five regional types (urban, mountainous, rural, coastal, and expressway) using a 10-member expert panel. Results revealed distinct regional priorities: urban areas emphasized low-noise construction, mountainous areas focused on ecological restoration, coastal areas prioritized durability, and expressways required worker safety system integration. Climate risk assessment (G10) and pollution prevention (E19) emerged as priorities across all regions. These findings prove that ESG evaluation in road maintenance must incorporate weighted regional differentiation rather than uniform criteria. Policy recommendations include implementing mandatory regional ESG checklists in design guidelines and establishing BIM-integrated performance-tracking systems.
급격한 도시화로 인해 불투수면적이 크게 증가하면서 자연 침투 감소와 강우 유출량 증가가 발생하 여 도시 홍수 위험이 심화되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 식물재배화분 시스템을 포함한 저영향 개발(Low Impact Development, LID) 기법이 도입되어 도시 물 관리 개선을 도모하고 있 다. 본 연구는 다양한 강우 조건에서 식물재배화분 기반 LID 시설의 강우 유출 저감 효과를 평가하 고 도시 홍수 완화를 위한 최적 설계 방향을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 수원시 레인시 티(Rain city) 사업의 일환으로 설치된 식물재배화분을 대상으로 현장 실험 및 수문 모델링을 수행 하였다. 자연 강우 및 인공 강우 실험을 통해 유출 저감율, 침투율, 첨두 유출량 저감율을 측정하였 으며, Storm Water Management Model(SWMM) 시뮬레이션을 활용하여 연간 유출 저감 효과를 평가하였다. 연구 결과 12mm 이하의 강우에서는 유출이 발생하지 않았으며, 17.7mm 의 강우에서 는 일부 유출이 확인되었다. **최대 강우 강도 75mm/h 조건에서 L5.0 식물재배화분의 유출 저감율 은 42.9%, 첨두 유출량 저감율은 23%**로 나타났다. 또한 SWMM 모델 분석 결과 **L5.0 식물재 배화분의 연간 유출 저감율은 2019년(강우량 915.8mm) 86.3%, 2020년(강우량 1,635.5mm) 75.5%**로 분석되었으며, **L2.5 식물재배화분의 유출 저감율은 각각 61.7%, 51.6%**로 나타났 다. 이러한 결과는 식물재배화분 기반 LID 시설이 도시 강우 유출 저감에 효과적인 역할을 수행할 수 있음을 시사하지만 강우량이 증가할수록 성능이 저하되는 경향이 있음을 보여준다. 따라서 보 다 효과적인 도시 물순환 관리를 위해 식물재배화분 설계를 최적화하고, 다층적 유출 저감 전략을 통합하는 추가 연구가 필요하다.
기후변화로 인해 폭염 기간 증가, 하절기 극고온, 혹한기 극저온 현상이 두드러지면서 도로포장에 소성변형과 포트홀이 빈번하게 발생할 위험이 커지고 있다. 이로 인해 SMA(Stone Mastic Asphalt) 포장의 공용성능을 유지하기가 어렵다. SMA 포장은 골재 간 맞물림이 뛰어나 중차량 교통량이 많은 도로에서 내구성을 높이는 데 유리하지만, 이를 효과적으 로 활용하기 위해서는 혼합물 배합설계와 시공과정에서 다짐 품질을 엄격히 관리해야 한다. 국내 지침에서는 점도가 높은 개질 아스팔트 바인더(6% 이상)를 사용하는 SMA 혼합물이 다짐 시 타이어에 달라붙을 가능성이 커 타이어 롤러의 사용을 제한하고 있다. 그러나 적절한 부착방지제 사용, 타이어 예열, 시공 온도 확보 등을 통해 혼합물 부착 문제가 완화되고, 다짐도와 초기 공용성능을 높인 사례가 점차 보고되고 있다. 이는 타이어 롤러 특유 의 ‘반죽(kneading) 효과’로 인해 기존 철륜(머캐덤·탄뎀) 롤러 대비 하부층까지 균질하게 다져줄 수 있기 때문이다. 따라 서 이상기후 환경에서 SMA 포장의 균열·소성변형을 줄이기 위해서는 다짐도 증가에 따른 적절한 아스팔트 바인더 함량 결정이 필요하다. 더불어 시공 장비 및 혼합물 관리가 유기적으로 개선된다면 SMA 포장의 특성을 살린 적정능력이 발 휘될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 SMA 포장 적정능력을 발휘하기 위한 기초연구를 수행하였다. 이를 위해 SMA 포장 시공 시 타이어 롤 러 장비 적용 효과, 혼합물 부착 방지 기술, 아스팔트 바인더 함량 조정 등을 국내·외 시공 사례와 문헌조사를 통해 고찰 하였다. 또한 타이어 롤러의 현장 적용성을 파악하기 위해 시험포장 구간에 대해 소형낙하하중시험(LFWD)을 실시하고, 표면처짐량과 역산 탄성계수를 산출하여 시공 품질 개선 가능성을 확인하였다.
최근 콘크리트 타설 중 구조체, 거푸집 및 동바리 사고가 지속적으로 발생하고 있으며, 특히 슬래브 두께가 증가한 비기준층이 존 재하는 다층지지 RC 구조 시스템에서 빈번하게 발생하였다. 양생 온도는 콘크리트의 강도와 강성을 결정하는 주요한 요인이며 이에 따라 시공 하중의 분포가 변화한다. 이 연구에서는 양생 온도에 따른 시공 하중의 분포를 분석하기 위하여 온도와 재령에 따른 적산 온도 이론을 사용하여 등가 재령을 계산하고, 이에 따른 슬래브 콘크리트의 강도 및 강성을 산정하여 시공 하중, 시공 손상 변수의 변 화에 대하여 분석하였다. 시공 하중은 평균 양생 온도가 낮아질 때 초기 재령에서는 소폭 감소하고, 충분한 재령이 지난 후에는 증가 하였다. 시공 손상 변수는 평균 양생 온도가 낮아질 때 크게 증가함을 확인하였다.
This study aimed to assess the global and domestic efforts regarding the reduction of environmental-impact-factor emissions in the production and construction processes of concrete pavements. By utilizing internationally commercialized programs, this study sought to calculate the environmental impact factors generated by specific domestic concrete-pavement projects and identify areas for improvement. This study evaluated the global and domestic efforts of environmental impact reduction by focusing on the production and construction of concrete pavements. This study calculated the environmental impact factors for five cases using internationally commercialized software. The analysis revealed that, during the production and construction of concrete pavements, Portland cement production is a dominant cause of global warming, smog, acidification, and non-carcinogenic factors, whereas aggregate production is a dominant cause of ozone depletion, eutrophication, carcinogenicity, respiratory issues, environmental toxicity, and fossil-fuel depletion. This study analyzed the environmental impact factors of material mix and process during concrete pavement production and construction using foreign life-cycle inventory (LCI) databases. The environmental impact of each input material was identified. In the future, if an LCI and life-cycle impact assessment (LCIA) database for domestic road pavement materials is established and analyzed based on the conditions presented in this study, it is expected to lay the foundation for the development of environmentally friendly materials.
This research introduces a novel probabilistic approach to consider the effects of uncertainty parameters during the design and construction process, providing a fresh perspective on the evaluation of the structural performance of reinforced concrete structures. The study, which categorized various random design and construction process variables into three groups, selected a two-story reinforced concrete frame as a prototype and evaluated it using a nonlinear analytical model. The effects of the uncertainty propagations to seismic responses of the prototype RC frame were probabilistically evaluated using non-linear dynamic analyses based on the Monte-Carlo simulation sampling with the Latin hypercube method. The derivation of seismic fragility curves of the RC frame from the probabilistic distributions as the results of uncertainty-propagation and the verification of whether the RC frame can meet the seismic performance objective from a probabilistic point of view represent a novel and significant contribution to the field of structural engineering.
자연재해의 발생이나 화재, 폭발 등의 인재 등으로 인하여 교량이 파괴되거나 노후화 등으로 교량이 기능을 상실한 경우, 기존의 교 통량에 대하여 빠르게 대처하기 위하여 급속으로 시공이 가능한 가설교량이 필요하다. 교통 통제가 장기화되면 막대한 경제적 손실이 발생하고, 교통 체증으로 인한 불편함도 증가하게 된다. 기존의 급속시공 교량은 대부분 미리 제작한 모듈을 현장에서 조립하는 방법 을 이용하고 있고, 신규 교량 건설 수요가 발생하거나 대대적인 교량 보수보강 작업이 필요한 시점에서 모듈을 제작하고 현장에서 조 립해야 하는 기간을 고려하면 초단기간의 급속시공이 이루어진다고 보기는 어렵다. 본 연구에서는 매우 큰 인장강도로 인하여 기존의 인장재에 비하여 구조적 성능이 탁월한 CFRP를 보강재로 사용함으로써 강재의 사용량을 감소시켜 급속시공이 가능하면서 경제적인 가설교량 모델을 제시하였고, 기존 H형강 강교량의 CFRP Plate 보강 전후의 내하력을 비교하여 11% 이상의 내하력 증가효과를 확인 하였다.
고속도로는 콘크리트 포장을 사용하는 경우 장수명 포장을 적용하여 공용수명을 증진시키고 차단을 최소화 하여 사용자 편의성을 높이는 방향으로 패러다임이 변화하고 있다. 이때 연속철근 콘크리트 포장(이하:CRCP)는 세계적으로 검증된 장수명 포장으로 국내는 일반 토공구간에 사용하고 터널의 경우 철근으로 인한 공사차량 진입로가 확보되지 않아 JCP를 사용하고 있는 실정이다. 터널 내부는 눈비가 오는 경우에도 포장에 직접 접하지 않아 제설제를 뿌릴 필요가 없어 철근 부식의 우려가 적고 하부 지지력이 크며 온도변화가 작아 토공구간에 적용할 때 보다 공용수명이 늘어나는 장점이 있다. 터널에 CRCP를 적용하는 경우 일반구간과 다른 설계를 적용해야 하며 시험시공을 수행하기 위한 국내외 사례조사를 실시하여 적용 방향 수립에 참고하였다. 국내는 JCP 설계 지침을 통해 포장 두께 및 타이바 설치방법을 제시하나 국내 CRCP 특성을 고려하고 있지 못하고 있는 상태로 일본의 경우 일반 구간 보다 얇은 두께를 적용하며 동일한 철근비를 적용해 철근비 감소에 따라 터널 입출구에서 발생할 수 있는 배근 전이구간 발생, 열화 발생에 장점을 가지는 것으로 조사되었다. 또한, 아스콘 포장과 접하는 경우 전이슬래브를 설치하여 연결하는 것이 조사되었고 미국에서도 전이 슬래브를 통해 단부에서 발생하는 수축/팽창을 흡수하고 아스콘 포장과 접속부 역할을 할 수 있도록 하는 것이 조사되었다. 국내외 사례와 국내 CRCP의 현재 설계기준은 시험시공을 위한 설계방향 설정에 사용하는 것이 합리적으로 판단되었다. 시험시공 구간 철근비는 토공구간 기준 철근비(0.68%)와 최소 철근비(0.60%)를 적용해 계측을 통해 국내에 적합한 철근비를 도출하되 시공구간 전후에서 아스콘 포장과 연결되므로 전이슬래브를 도입/검토하여 국내에 적합한 설계를 도출하는 것이 필요한 것으로 사료되었다.
국내 고속도로 포장의 장수명화에 대한 관심이 증가함에 따라 연속철근 콘크리트 포장의 적용이 증가하고 있으며 이에 따라 기존에 고려하지 않았던 부가차로 접속부에 대한 설계개선이 필요한 실정이다. 현재 본선이 CRCP인 곳에 부가차로가 발생하는 경우 기준이 없고 본선이 JCP인 경우에 대한 기준만 있는 실정이다. 따라서 본선 CRCP를 사용한 경우 접속부에 JCP를 설치하면 온도변화로 인한 줄눈 변위로 접속부 응력 증가 가능성이 있어 이를 방지하기 위해 타이바 설치방법을 변경하는 등의 세부 적용기준이 필요하다. 또한 인력시공 구간에서 와이어메쉬 및 가로줄눈 설치기준이 불명확하다. 인력시공 구간은 기계타설 구간까지 차로 폭이 늘어나는 테이퍼 형태를 가지며 무근 포장을 사용하는 경우 일부 구간은 타이바 생략이 불가피해 하중전달이 불리하게 된다. 인력타설 구간은 테이퍼 구간의 특성상 하중을 저항할 수 있는 단면이 좁고, 인력포설이 불가피해 본선에 비해 내구성능이 부족할 가능성이 높다. 본 연구는 국내외 사례조사를 통해 CRCP 본선의 접속부에 CRCP를 적용하는 시험시공을 실시하였다. CRCP 본선과 접한 부가차로 테이퍼에 CRCP를 적용한 국내외 사례를 참고해 신설 CRCP 본선의 부가차로 테이퍼 접속부에 CRCP를 적용하되 철근설치는 본선과 동일하게 하였고 타이바는 국외의 사례를 참고하여 길이 및 직경을 감소하여 적용하였다. 2024년 9월 12일에 콘크리트를 타설하였고 전체 구간 중 중앙지점에 균열유도 후 철근 및 콘크리트의 변위를 측정할 수 있도록 계측기를 설치하였으며 타 구간 본선에서 얻어진 계측결과와 비교분석에 사용 할 예정이다. 또한 본선과 부가차로 테이퍼 접속부를 연결하는 타이바에 변형률계를 설치하였고 테이퍼 접속부 단부에 변위계를 설치하여 접속부 및 단부 설계를 위한 기초자료로 사용할 예정이다.