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.

PURPOSES: Knowing the scope of deterioration of the concrete slab around spalling is important in determining the size of the partial-depth repair. The change in the material properties of the concrete slab, according to the severity of spalling and distance from spalling, is analyzed herein by performing non-destructive and destructive tests at the field and in the laboratory. METHODS: The test slabs were determined by finding spallings with high or medium severity. The relative elastic modulus was measured near the spalling, far from spalling, and around the slab center using an impact echo equipment. The core specimens were obtained at the measurement positions. An absorption test was performed for the core specimens, while the impact echo and dynamic modulus tests were performed for the upper and lower parts of the core specimens under dry or saturated conditions. A compressive strength test was also performed for the upper and lower parts of the core specimens. RESULTS : The absorption coefficient, relative elastic modulus, relative dynamic modulus, and relative compressive strength worsened as the measurement position became closer to the spalling distress and top of the slab. The worse material properties were measured for the spalling with a higher severity. The moisture condition of the specimens scarcely affected the material properties. CONCLUSIONS : The impact echo test results obtained at the field showed a high correlation with the results of the absorption, impact echo, dynamic modulus, and compressive strength tests performed in the laboratory. Accordingly, a quicker and a more convenient nondestructive soundness evaluation of concrete pavements is expected to be realized using the field impact echo test method.

이 논문은 재료의 전기 전도도 분포를 재구성하는 전기임피던스 단층이미지 기법(electrical impedance tomography; EIT)을 제시한다. 이 문제는 구조물 표면의 전극에서 측정된 전위와 계산된 전위의 차를 최소화하여 전기 전도도의 공간적 분포를 재구성하는 최적화 문제로 정의된다. 전류 입력 시 전위를 구하는 정해석 문제의 수학적 모델로서 완전전극모델(complete electrode model; CEM)을 사용하였다. 완전전극모델은 전기 포텐셜에 대한 라플라스 방정식과 전류 입력에 따른 경계조건들로 구성되는 경계값 문제이다. 완전전극모델 해의 정확성을 검증하기 위하여 유한요소법을 이용해 구한 원형 구조물의 전위해와 Technology Computer Aided Design(TCAD) 소프트웨어를 사용해 얻은 결과를 비교하였다. 완전전극모델의 지배방정식과 경계조건을 구속조건으로 하는 최적화 문제를 라그랑주 승수법(lagrange multiplier method)을 이용해 비구속 최적화 문제로 전환하고 라그랑지안의 1차 최적화 조건으로부터 전극에서의 전위 차를 최소화하는 최적의 전기전도도 분포를 도출 하였다. 원형 균일영역의 전기 전도도 분포를 재구성하는 역해석 예제를 통해 완전전극모델 기반 EIT 프레임워크의 적용성을 검토하였다.

PURPOSES: The new waste management policy of South Korea encourages the recycling of waste materials. One material being recycled currently is tire-derived fuel (TDF) ash. TDF is composed of shredded scrap tires and is used as fuel in power plants and industrials plants, resulting in TDF ash, which has a chemical composition similar to that of the fly ash produced from coal. The purpose of this study was to evaluate the properties of an asphalt concrete mix that used TDF ash as the mineral filler. METHODS: The properties of the asphalt concrete were evaluated for different mineral filler types and contents using various measurement techniques. The fundamental physical properties of the asphalt concrete specimens such as their gradation and antistripping characteristics were measured in accordance with the KS F 3501 standard. The Marshall stability test was performed to measure the maximum load that could be supported by the specimens. The wheel tracking test was used to evaluate the rutting resistance. To investigate the moisture susceptibility of the specimens, dynamic immersion and tensile strength ratio (TSR) measurements were performed. RESULTS : The test results showed that the asphalt concrete containing TDF ash satisfied all the criteria listed in the Guide for Production and Construction of Asphalt Mixtures (Ministry of Land, Infrastructure and Transport, South Korea). In addition, TDF ash exhibited better performance than that of portland cement. The Marshall stability of the asphalt concrete with TDF ash was higher than 7500 N. Further, its dynamic stability was also higher than that listed in the guide. The results of the dynamic water immersion and the TSR showed that TDF ash shows better moisture resistance than does portland cement. CONCLUSIONS : TDF ash can be effectively recycled by being used as a mineral filler in asphalt, as it exhibits desirable physical properties. The optimal TDF ash content in asphalt concrete based on this study was determined to be 5%. In future works, the research team will compare the characteristics of asphalt concrete as function of the mineral filler types.

폐유리는 화학성분 중 70% 이상이 실리카(SiO2) 성분으로 시멘트와의 반응시 포졸란 작용 및 기타 충전 재의 역할이 기대되기 때문에 폐유리를 콘크리트 품질개선을 위한 환경 친화적 혼화재로서 활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 학계에서 일부 발표다. 따라서 본 연구에서는 자동차 폐부품인 폐유리의 재활용 방안을 모색하기 위하여 폐유리 미분말을 콘크리트 결합재의 20%까지 치환하여 대체율에 따른 모르타르와 콘크리 트의 기초물성 실험을 통해 도로 소구조물 및 콘크리트포장 활용성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 본 연구에서는 폐유리 미분말 대체율에 따른 콘크리트의 기초 물성 실험으로 슬럼프, 공기량, 압축강도 를 수행하였고 역학적 특성 평가를 위해 탄성계수와 길이변화 시험을 수행하였다. 또한 내구성 평가를 위 해 탄산화, 염소이온침투저항성, 동결융해 저항성 시험을 수행하였다. 폐유리 미분말 활용을 위한 물성 시험결과, 대체율 10%까지는 슬럼프와 공기량은 증가하는 것으로 나타 났으며 폐유리 미분말 대체율에 따라 압축강도와 탄성계수가 저하하는 경향을 나타냈으나 탄성계수는 저하 폭이 상대적으로 작은 것으로 분석되었다. 또한 수축 특성은 폐유리미분말 대체율 변화에 따른 차이가 크지 않은 것으로 분석되었다. 압축강도 값은 대체율이 증가할수록 저하하는 경향을 나타내었다. 탄산화와 염소 이온침투저항 특성은 대체율이 증가함에 따라 감소 경향을 나타내었다. 동결융해저항성은 대체율 20%의 경 우에도 상대동탄성계수가 90%를 상회하므로 동결융해저항성에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 판단된다. 폐유리 미분말 대체율에 따른 시험 결과를 종합할 때 폐유리미분말 5~10%를 치환할 경우 일반 시멘트를 사 용하는 경우와 유사한 성능을 나타내어 도로구조물 활용시 적용이 가능할 것으로 판단된다.

PURPOSES : This study set out to investigate the fundamental properties of alkali-activated concrete (AAC) using modified slag as the pavement maintenance material. METHODS: The material properties of modified slag based alkali-activated concrete (MSAAC) were analyzed and evaluated against those of alkali-activated slag concrete (AASC). Several mix formulations were considered, including one MSACC and four AASCs. The main variables considered in the study were slump, air content, compressive strength, rapid chloride permeability test, scaling resistance, freeze-thaw test, XRD, SEM, and EDS. RESULTS: MSAAC exhibits a compressive strength in excess of 21 MPa six hours after curing. Also, the charge passed of the MSACC was found to be less than 2000 coulombs after seven days and about 1000 coulombs after 28 days. The weight loss determined from a scaling test did not exceed 1 kg/cm2 in the case of the MSACC, but that of the AASCs had already exceeded 1kg/cm2 at the 10th cycle. Based on the results of the freeze-thaw test, the relative dynamic modulus of every mix was found to be in excess of 90%. An energy dispersive spectroscopy(EDS) analysis found that the weight rate percentage of the calcium and aluminum in the MSAAC mix is twice that of the AASC mixes. CONCLUSIONS : It was found that the MSAAC mix exhibits significantly better performance than AASC mixes, based on various fundamental properties.

PURPOSES: The objective of this study is to evaluate the tack-coating material’s properties using the bitumen bond strength(BBS) test and damping test as function of changed curing times. In this study, bonding strength tests were performed according to the curing time of tack coating materials. METHODS : In order to investigate bonding characteristic of tack coating materials, the Pneumatic Adhesion tensile Testing Instrument(PATTI) device is used to measure the bond strength between the tack coating materials and aggregate substrate based on the AASHTO TP-91. Also, damping test as in situ test was used to determine an appropriate traffic openting time for construction vehicle. Four different tack-coating materials were used in this study. The BBS tests were performed a one hour curing and testing temperatures of 5℃, 15℃, and 25℃. Damping test was conducted at 30min, 60min, 90min, and 120 min of curing times with temperatures of 20℃ and 30℃. RESULTS and CONCLUSIONS : The BBS test results show various bond strength as function of tack coat materials. At the same testing condition, A tack coat material shows almost two times higher than D tack coat materials although both materials are satisfied the criteria of material’s physical properties. Also, Dampting test results shows similar trend with BBS test result. The damping test result was significantly changed as function of tack coat materials. Based on this study, the tack coating material’s curing time is very important. Therefore, both curing time and the bond strength’s characteristic has to be considered in standard specification.

공항포장 재시공 중 재생골재의 사용 시 운송에 따른 비용 절감 및 이산화탄소 배출 감소를 위하여 공장을 경유하지 않는 현장재생설비의 사용가능성을 확인하고자 천연골재(화강암), 현장재생골재(○○공항), 공장재 생골재(중간처리업체) 세 등급으로 나누어 골재의 특성 및 콘크리트의 기초물성을 실험하였다. 다음 표 1은 골 재의 특성실험 및 콘크리트 기초물성 실험 결과 값이며 그림 1은 현장재생골재의 입도곡선, 그림 2는 슬럼프 경시변화 결과그래프이다. 골재 특성실험 결과 현장재생골재는 적정 슬럼프 및 공기량을 보였으며 마모율 및 안정성, 입도곡선에서도 기준치를 만족하였으나 공장재생골재는 안정성 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 슬럼프 경시변화에서현장재 생골재의 경우 40분 이후 슬럼프 변화량이 급하게 감소하여 시공에 주의를 요하는 것으로 판단된다. 흡수율의 경우 미국 대부분 기관에서 재생골재의 흡수율 기준을 두지 않고 있기 때문에 현장재생골재의 흡수율이 초과하더라도 천연골재와 동일수준의 품질을 나타내는지 여부를 실험을 통해 확인하고자 하였다. 콘크리트 기초물성 실험 결과 천연골재, 현장재생골재, 공장재생골재 모두 압축강도, 휨강도, 탄성계수 기준치를 만족시키는 결과가 나왔으며 특히 현장재생골재의 경우 압축강도와 휨강도에서 천연골재와 유사한 결과 값을 나타내었고 탄성계수실험에서는 천연골재 대비 88%의 성능을 보였다.

아스팔트 콘크리트 포장 파손 중 40cm-50cm 지름과 5cm-10cm 깊이를 갖는 움푹 파이는 형태의 포장 파손을 포트홀(pothole)이라고 한다. 포트홀 파손 발생 메커니즘은 아스팔트 혼합물에 수분이 침투하고, 아 스팔트 바인더와 골재의 점착력이 침투한 수분에 의하여 약화되어 발생한다. 따라서 아스팔트 콘크리트 포 장의 포트홀은 주로 장마 기간에 많이 발생하지만 최근 들어 지구 온난화의 영향으로 겨울철 강우 또는 강 설의 증가와 제설제의 영향으로 겨울과 봄에도 많이 발생하고 있다. 본 연구에서는 아스팔트 콘크리트 포장 에 발생한 포트홀 파손을 효율적으로 상온에서 보수할 수 있는 보수 재료에 대한 기본 물성 시험으로 마샬 시험을 수행하였으며, 시험에 적용된 보수 재료는 밀입도 아스팔트 콘크리트 포장용(공극률 4%, Type A)과 배수성 포장용(공극률 15%, Type A) 및 중간 단계의 공극(공극률 10%, Type C)을 갖고 있는 포장용으로 개발되었다. 목표 공극률 4% 혼합물(Type A)의 경우 안정도가 시험 장비의 재하하중 범위를 넘어 측정할 수 없었지만 세 가지 혼합물 모두 마샬시험 결과 모두 서울시의 마샬시험기준을 만족하는 것으로 나타났다.

PURPOSES : This study was performed to investigate a feasibility of job-site use of recycled concrete aggregate exceeding 3% of absorption rate. Test variables are coarse aggregate types such as natural aggregate, job-site processed recycled aggregate, and recycled aggregate processed from the intermediate waste treatment company. METHODS : First, aggregate properties such as gradation, specific gravity and absorption rate were determined. Next a basic series of mechanical properties of concrete was tested. RESULTS : All strength test results such as compression, flexure and modulus were satisfied for the minimum requirements. Finally up to first 48 elapsed days the shrinkage strains of concretes made from both recycled aggregates (in case of volume-surface ratio of 300) appeared to be greater than 26% of the companion concretes made from natural aggregates. CONCLUSIONS : Drying shrinkage result is ascribed to greater absorption rate and specific gravity of those specimens made from recycled aggregate. This may be reduced with an addition of admixtures.

본 연구에서는 아스팔트 콘크리트의 전단 물성을 고려한 영구변형 예측 모델을 개발하였다. 아스팔트 콘크리트의 전단 물성과 영구변형과의 상관성을 고찰하기 위해서 세 가지 종류의 아스팔트 콘크리트에 대해서 반복재하삼축압축(RLTC) 시험 및 삼축압축강도 시험과 간접인장강도 시험을 다양한 하중과 온도 조건에서 시행하였다. 주어진 아스팔트 콘크리트에 대하여 온도가 증가함에 따라 점착력은 감소하였으나 온도가 40℃ 이상인 경우 마찰각은 온도 변화에 민감하지 않은 거동을 나타내었다. 축차응력, 구속압, 온도 및 하중 주파수가 영구변형에 미치는 영향이 크다는 것을 관측할 수 있었다. 이러한 실내 시험 결과로 부터 아스팔트 콘크리트의 전단물성과 하중재하시간에 기초한 영구변형 모델을 개발하였다. 또한 일반적인 포장 단면에서 실시한 포장가속시험 결과를 이용해서 영구변형 모델을 보정하였다. 본 연구에서 제안한 영구변형 모델을 이용하여 다양한 온도와 하중조건에서 아스팔트 콘크리트의 영구변형을 예측할 수 있었다.

에너지 절약과 CO2발생량의 절감을 위해 자전거의 이용을 적극 장려하고 있다. 이를 위해 다량의 신설 자전거 도로 건설 계획을 추진 중에 있다. 현재 국내에서 신설 자전거도로 건설을 위해 아스팔트포장 및 콘크리트 포장을 비롯하여, 반강성포장, 유색포장, 흙포장 등이 적용되고 있다. 하지만 이들 포장형식은 자전거도로의 요구 성능에 비하여 시공비용이 높다. 본 연구에서는 경제적이고 친환경적이며 내구성을 확보한 자전거도로포장으로써 롤러 다짐 콘크리트의 최적 다짐율과 배합비를 기초물성시험을 통해 검토하였다. 도출된 배합비에 대한 동결융해와 제설제 저항성 시험을 통해 환경저항성을 검토하였다. 추가적으로 경제성 및 CO2발생량을 일반콘크리트포장과 비교를 통해 평가했다.

본 연구에서는 콘크리트 포장의 균열, 스폴링 등의 파손문제를 해결하기 위해 국내 시공사례가 없는 이층 포설 공법의 도입 및 기술 경제적 타당성을 검토하고자 하였다. 본 포장공법중 하나인 강섬유 보강 콘크리트(SFRC, Steel Fiber Reinforced Concrete)의 포장 배합 적용성이 검토되었다. 강섬유 함량과 포장 높이가 산정되었으며, 강섬유 보강 콘크리트의 물성 평가를 위해 압축강도, 휨강도, 휨인성 지수, 인장강도, 피로강도를 측정하였다. 슬럼프와 공기량은 대부분이 시방 기준을 만족하였으며, 28일 강도도 교통개방을 할 수준 정도로 발현되었다. 휨강도 실험 결과, 강섬유 보강 콘크리트가 무보강 콘크리트에 비해 휨인성은 증가하였지만 휨강도는 증가하지 않았다. 에너지 흡수능력, 피로 저항성 및 동결 융해저항성은 강섬유 보강 콘크리트가 무보강 콘크리트에 비해 향상되었다. 향후, 시험시공을 통해 강섬유 보강 콘크리트의 현장 적용성 및 공용성을 평가할 것이다.

일반적으로 UFFA(Ultra Fine Fly Ash)는 일반 플라이 애시보다 워커빌리티를 더 좋게 하고 포졸란 반응을 더 크게 활성화시키는 특성을 가지고 있으며, 이와 같은 특성이 콘크리트의 내구성을 더욱 향상시키는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 UFFA의 특성을 활용하여 초속경시멘트에 UFFA를 첨가한 콘크리트 혼합물이 조기교통개방용 콘크리트포장 보수재료로서 활용이 가능한지 여부를 판단하고자 하였다. 기 연구에서는 초속경시멘트에 UFFA만을 첨가할 경우, 포졸란 반응이 크게 활성화되지 못하여 내구성 증진에 큰 효과가 나타나지 않았다. 이에 본 연구에서는 초속경시멘트와 UFFA에 수산화칼슘을 추가로 첨가하여 제조된 콘크리트 혼합물의 포졸란 반응 발생여부를 판단하고, 이것이 콘크리트 물성에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다. 본 연구결과, 초속경시멘트에 UFFA를 첨가할 경우 W/C비를 크게 낮출 수 있어 콘크리트의 조기강도 저감부분을 충분히 상쇄시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한 X-선회절분석과 염소이온침투저항성 실험결과를 볼 때 수산화칼슘 첨가에 따른 UFFA초속경 콘크리트의 포졸란반응이 첨가하지 않은 것에 비하여 더 크게 활성화되는 것으로 나타났으며, 특히 수산화칼슘 첨가량이 증가함에 따라 UFFA 초속경 콘크리트의 투수저항성이 전반적으로 증진됨을 알 수 있었다.