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.

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.

신개념 철근콘크리트 포장인 ARCP(Advanced Reinforced Concrete Pavement)는 연속철근 콘크리트 포장인 CRCP(Continuously Reinforced Concrete Pavement)에서 균일하지 않게 발생하는 균열과 다량의 철근 사용으로 인한 높은 시공비를 개선한 기술이다. ARCP 는 고속도로 제1호선 언양~영천 구간에 최초로 시공하였으며 고속도로 제14호선 밀양~울산 구간에도 시공하였다. 이전의 시공 과정 및 초기 공용성을 기반으로 ARCP의 주요 기술 요소인 부분철근과 균열유도장치의 형상을 개선하여 고속도로 제14호선 창녕~밀양 구 간에 적용하여 시공하였다. 기존 균열유도장치는 반달형의 GFRP 재질로 제작되었으며 지지대를 이용하여 설치하였으나 개선된 균열 유도장치는 L형의 철재로 부분철근에 용접된 어셈블리 형태로 제작되어 설치가 간단하다. 기존 부분철근은 2개의 부분철근을 서로 연 결시킨 형상이었으나 개선된 부분철근은 연결부를 두지 않고 독립적인 형상으로 설치하였다. ARCP 시공 이후 초기 현장조사 결과, 균 열유도장치가 설치된 곳에서 적절한 균열이 발생하는 것을 확인하였으며 슬래브 표면 침하도 발생하지 않았다. 따라서 개선된 부분철 근과 균열유도장치를 적용함으로써 ARCP의 시공성 및 공용성을 한층 더 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

국내 도로 연장은 2023년 기준 115,878km로 매년 증가하는 추세를 보이고 있다. 이중 준공 30년 이상된 노후도로의 비율은 51.5%에 해당하고 있어 도로 유지관리의 중요성이 대두되는 실정이다. 본 연구에서는 아스팔트 예방적 유지보수공법인 포그씰(Fog Seal)을 실 제 공용중에 있는 도로에 적용하여 공용성 변화를 분석하였다. 공용성능 분석을 위해 차량의 휠패스 부분에서 공법당 6개의 코어를 3 차년간 채취하여 공극률 및 바인더 함량 값을 비교하였다. 분석 방법으로는 포그씰 공법을 시공하지 않은 구간을 대조군으로 선정하 여 추적조사 기간에 따른 변화 추이를 분석하였다. 분석 결과, 공극률은 포그씰 시공 이후 지속적인 감소를 보였다. 바인더 함량의 경 우 공용연수가 증가할수록 바인더 함량 또한 점차 증가하는 것으로 확인되었다. 이는 공용연수가 증가함에 따라 차량의 주행으로 인 해 표면에 도포된 포그씰이 점차 도로 표면 및 균열 속으로 스며들어 내부의 공극이 채워지는 것으로 판단된다.

최근 제안된 탄소감축을 위한 조립 해체가 용이한 접합부는 주기적 하중을 가력하여 시험하였다. 시험체의 거동을 더 잘 이해하기 위해 “Tied Model”(볼트 접촉 면이 묶여 있음)과 “Bolt-slip Model”(접촉 면이 미끄러지고 분리됨)을 사용하여 3차원 유한요소(3D-FE) 해석을 수행하였다. Tied Model은 제안된 접합부가 강 접합(Rigid Joint)으로 거동할 경우 보의 소성 힌지가 발생하는 것을 시사한다. 반면, Bolt-slip Model은 제안된 접합부가 적절히 제조(간극 없이) 및 조립된 경우 강성 접합부의 약 0.5배의 에너지를 소산할 수 있음 을 시사한다. 그러나 시험 결과와 비교했을 때, 모멘트-회전 이력 곡선이 잘 맞지 않는 것으로 나타났으며, 이는 시험체의 제조 결함(약 5-10mm 간극)으로 인해 성능이 저하되었음을 시사한다. 그럼에도 불구하고 실험에서 관찰된 이력곡선의 핀칭 현상과 시험체의 파괴 모드는 서로 일치하였다.

최근 콘크리트 타설 중 구조체, 거푸집 및 동바리 사고가 지속적으로 발생하고 있으며, 특히 슬래브 두께가 증가한 비기준층이 존재 하는 다층지지 RC 구조 시스템에서 빈번하게 발생하였다. 선행 연구에서는 동일한 조건에서 일부 슬래브 두께가 증가하는 경우 콘크 리트의 강성과 슬래브 시공 하중의 분포에 대한 분석을 실시하였다. 이 논문에서는 슬래브 두께가 변화하여 비기준층이 존재하는 다 층지지 RC 구조 시스템에서 시공 주기, 동바리 지지 층수의 시공 조건과 두께 증가량, 두께 증가 층수의 설계 조건을 변화시켜 시공 하 중, 시공 손상 변수, 동바리 축력을 분석하였다. 시공 하중과 시공 손상 변수는 두께 증가량과 두께 증가층 수의 영향이 가장 크고, 동바 리 축력은 동바리 지지 층수와 두께 증가층 수가 가장 큰 영향을 미침을 확인하였다.

PURPOSES : This study aimed to perform real-time on-site construction volume management by using Internet of things (IoT) technology consisting of 3D scanning, image acquisition, wireless communication systems, and mobile apps for new and maintenance construction of concrete bridge deck overlays. METHODS : LiDAR was used to scan the overlay before and after construction to check the overlay volume. An enhanced inductively coupled plasma (ICP) method was applied to merge the LiDAR data scanned from multiple locations to reduce noise, and an anisotropic filter was applied for efficient three-dimensional shape modeling of the merged LiDAR data. The construction volume counter of the mobile mixer was directly photographed using an IP camera, and the data were transmitted to a central server via the LTE network. The video images were transmitted to the central server and optical character recognition (OCR) was used to recognize the counter number and store it. The system was built such that the stored information could be checked in real time in the field or at the office. RESULTS : As a result of using LiDAR to check the amount of overlay construction, the error from the planned amount was 0.6%. By photographing the counter of the mobile mixer using an IP camera and identifying the number on the counter using OCR to check the quantity, the results showed that there was a 2% difference from the planned quantity. CONCLUSIONS : Although the method for checking the amount of construction on site using LiDAR remains limited, it has the advantage of storing and managing the geometric information of the site more accurately. Through the IoT-based on-site production management system, we were able to identify the amount of concrete used in real time with relative accuracy.

본 연구에서는 강합성라멘교의 벽체 배면 철근 커플러 적용 여부에 따른 두 실험체를 제작하여 하 중가력 실험을 수행하였다. 그 결과 공법에 적용된 주요 기술에 대한 구조적 안전성 및 적정성을 확인 하였으며, 실험체는 설계 내하력 대비 충분한 안전성을 확보하고 있음이 확인되었다. 또한, 경간장 17.3m, 교폭 3.0m, 높이 3.25m의 실험체에 대한 정적성능실험 및 동특성 측정 실험을 수행하였으며, 그 결과 설계 내하력 대비 충분한 안전성을 확보하고 있는 것으로 나타났다.

PSC(Prestressed Concrete)거더 교량은 긴장재(강선)를 통하여 교량 양쪽에서 압축력을 추가하는 방 식으로 외부에 대한 저항력을 확보한다. PSC 거더 교량의 긴장 방식에 따라 콘크리트 타설 전(프리텐 션)과 타설 후(포스트텐션)로 구분할 수 있다. 반면에 프리텐션 긴장의 경우 강선이 구조물과 직접 결 합하는 방식이기 때문에 전용관 삽입 및 그라우트 채움 공정이 생략되어 하중이 비교적 가벼울 뿐만 아니라, 긴장재 부식 방지를 위한 유지관리에 매우 효율적이다. 그러나 프리텐션 긴장 방식은 별도의 긴장 시설이 필요하므로 주로 공장에서 제작되고, 건설 현장까지 이동이 필요하기 때문에 길이 (L=18m) 및 무게(W=30tonf)의 제한이 있다. 프리텐션 긴장 공법의 경우 별도의 반력대 및 긴장 시설 이 필요하여 주로 공장에서 제작하고 현장으로 이동 및 설치되고 있다. 도로를 이용한 이동이 필요하 기 때문에 거더의 경간 및 중량의 제한이 발생하게 된다. 따라서, 경간장 25 m 이상의 거더의 경우 포스트텐션을 통한 현장 제작이 주로 이루어 지고 있다. 본 연구에서는 별도의 시설없이 현장에서 프 리텐션 긴장이 가능한 PSC 거더 시공 공법을 제안하였다. 또한, 장경간 PSC 거더 제작을 위한 포스트 텐션 기반의 세그먼트 제작 공법을 제안하고, 그 성능을 검증하였다.

PURPOSES : This study aimed to secure the work space in alarm valve rooms to ensure stable working conditions for the engineers. METHODS : We analyzed situations where alarm valve room work spaces were inadequately secured posing a problem. Using the Ovako working posture analysis system (OWAS) method, we measured the body size of adult male technicians and their tools to analyze the actual space needed for them to maintain a healthy posture while working. On this basis, we proposed regulations governing workspace size and acceptable durations for unstable body postures. RESULTS : By measuring valve room work space and technician body size, we found that the workspace was inadequate for technicians. Applying OWAS showed that securing more space in the valve room improved the construction stability. CONCLUSIONS : Regulations on valve room size and appropriate work space for technicians will improve construction and inspection stability. This reduces the probability of poor construction and inadequate inspection, increasing the reliability of the firefighting facility system.