도로에서 소음저감에 대한 대책으로 방음벽, 포장 개선, 차량 속도 제한 등 여러 가지 대책이 제기되고 있으며 최근에는 차세대 표면처리 공법(Next Generation Concrete Surface, NGCS)이 사용되고 있다. 이러한 NGCS는 표면을 그라인딩 후 그루빙 공정을 진행하게됨에 따라 포장두께 감소 및 ITZ(Interfacial Transition Zone)의 표면 노출에 따른 내구성 감소가 발생할 수 있다. 이러한 내구성 감소는 교면포장에서 발생 시 안정성에 크리티컬한 영향을 미치게 됨에 따라, 본 연구는 교면포장에 주로 사용되는 라텍스 개질 콘크리트 (Latex-Modified Concrete, LMC)에 NGCS 적용 시 발생할 수 있는 내구성 감소 중 염해에 관한 연구를 진행하였다. 실제 공용 중인 LMC 교면포장의 현장 코어와 라텍스 혼입율(10, 15, 20%)에 따른 실내 배합을 진행하였으며 NGCS를 시험편에 적용하기 위하여 도로공사 표면처리공법 시방서를 기준에 따른 NGCS 모사 공법을 적용하여 염해 내구성 평가를 진행하였다. 시험 결과 현장코어의 경우 높은 수밀성과 염해저항성을 가지고 있어 NGCS 처리 시 뚜렷한 염해 내구성 저하가 나타나지 않았지만 상대적으로 낮은 수밀성을 가진 LMC 실내 배합의 경우 NGCS 적용 시 소폭의 염해 내구성이 감소함을 확인하였다.

PURPOSES : This study aims to provide quantitative profile values for the objective evaluation of concrete surface profile (CSP) grades in concrete structures. The main aims are to quantify the CSP grade required for concrete surface pretreatment and proposing a more suitable CSP grade for structural maintenance. METHODS : Initially, the challenges in measuring concrete surface profiles were outlined by analyzing pretreatment work and profile samples of concrete pavements. Theoretical foundations for quantifying concrete surface roughness were established, and regression models including linear regression, cubic regression, and log regression were selected. Additionally, the interquartile range anomaly removal technique was employed to preprocess the data for regression modeling. RESULTS : Concrete CSP profiles were measured through indoor tests, and the measured data were quantified. Linear regression, cubic regression, and log regression models were applied to each CSP grade for comparative analysis of the results. Furthermore, comparative studies were conducted through adhesion strength tests based on the CSP grade. CONCLUSIONS : Our results are expected to establish objective standards for the pretreatment stage of concrete repair and reinforcement. The derived reference values can inform standards for the restoration and reinforcement of concrete structures, thereby contributing to performance improvement. Moreover, our results may serve as primary data for the repair and reinforcement of various concrete structures such as airports, bridges, highways, and buildings.

본 연구는 도로 노면의 결빙을 방지하기 위해 열적 특성을 갖는 콘크리트를 개발했습니다. 팽창 점 토에 상변화 물질(PCM)을 함침 시키고, 고열 전도성 에폭시와 실리카 흄으로 이중코팅을 하여 PCM 물질의 유출 방지, 골재의 부착성 개선, 열적 성능 개선을 하였으며 이를 DSC를 통해 열적 성능 평가 를 진행하여 확인했습니다. 또한 상변화 물질과 경량골재의 사용으로 인한 강도 감소 개선을 위한 CNT 혼합으로 강도 감소를 25% 개선하였습니다.

PURPOSES : In this study, a method to use magnesium phosphate ceramic (MPC) concrete for the surface maintenance of airport pavements with jointed concrete is developed. METHODS : To investigate the application of a material incorporated with MPC for the surface maintenance of airport pavements with jointed concrete, structures with various cross-sections and thicknesses were constructed. The cross-section of the structure was modeled for the surface maintenance of four types of pavements and typical pavement construction processes, such as cutting, cleaning, production and casting, finishing, hardening, and joint reinstallation. Subsequently, the hours required for each process was determined. RESULTS : The MPC concrete used for the surface maintenance of airport pavements with jointed concrete demonstrate excellent performance. The MPC concrete indicates a compressive strength exceeding 25 MPa for 2 h, and its hydration heat is 52.9 ℃~61.2 ℃. Meanwhile, the crushing and cleaning performed during the production and casting of the MPC require a significant amount of time. Specifically, for a partial repair process, a total of 6 h is sufficient under traffic control, although this duration is inadequate for a complete repair process. CONCLUSIONS : MPC concrete is advantageous for the surface maintenance of airport pavements with jointed concrete. In fact, MPC concrete can be sufficiently constructed using existing concrete maintenance equipment, and partial repair works spanning a cross-sectional area of 11 m2 can be completed in 1 d. In addition, if the crushing and cleaning are performed separately from production and construction, then repair work using MPC concrete can be performed at a larger scale.

PURPOSES : Recently, air pollution caused by particulate matter has been worsening. Among the substances generating particulate matter, NOx is the main precursor of particulate matter and is widely distributed in areas with a high volume of traffic. TiO2 has been used as a material for removing NOx through a chemical reaction as a photocatalyst. In this context, the reduction of NOx through TiO2 concrete is proposed. However, the research on the surface deterioration on the performance of TiO2 concrete is not documented yet. Therefore, the objective of this study was to evaluate the long-term durability and NOx removal efficiency of TiO2 concrete by considering the concrete surface deterioration. METHODS : Freezing–thawing resistance test (KS F 2456) and scaling test (ASTM C 672) were performed to investigate the variation in the TiO2 penetration distribution and NOx removal efficiency of TiO2 concrete corresponding to surface deterioration. The long-term durability of TiO2 concrete was evaluated through an environmental resistance test and changes in TiO2 penetration depth and distribution characteristics. In addition, the NOx removal efficiency of TiO2 concrete was evaluated as surface deterioration occurs. RESULTS : As a result of the freeze–thawing resistance test, a relative dynamic elastic modulus of more than 80 % was detected. In addition, a TiO2 penetration depth of 0.3 mm, NOx removal efficiency of 11.2 %, and a 30 % of TiO2 surface prediction mass ratio were achieved after 300 cycles. As a result of visual observation of the scaling test, “0, no scaling” was secured. After 50 cycles of scaling test, the TiO2 penetration depth, NOx removal efficiency, and TiO2 surface prediction mass ratio were 0.3 mm, 36.3 %, and 63 %, respectively. Through the results of the environmental resistance test, the excellent long-term durability and NOx removal efficiency of TiO2 concrete were confirmed. CONCLUSIONS : As a result of the experiment, long-term durability and NOx removal efficiency of TiO2 concrete were secured. The application of TiO2 concrete can be a good alternative with long-term performance and durability.

본 논문은 콘크리트 구조물 보강공법 중 하나인 CFRP 표면매립 긴장보강의 거동을 분석하였다. 이를 위해 CFRP 긴장재 및 긴장시스템을 개발하고 손상후 보강거동 및 충전재 유무에 따른 비부착 보강거동을 고찰하였다. 실험결과, 비부착 실험 체의 보강효과는 무보강 실험체보다 38% 증가하지만, 부착 실험체보다 17% 감소하였다. 손상된 콘크리트를 보강한 경우는 건전한 콘크리트의 보강효과와 유사했다. 정착장치와 부착된 CFRP 긴장재는 안정된 보강효과를 보였다.

본 논문은 지속하중을 받은 철계-형상기억합금 표면매립보강 철근콘크리트 보의 휨 거동에 대한 실험적 연구이다. 연구를 위하여 철계-형상기억합금 보강 유ㆍ무 및 철계-형상기억합금 활성화 유ㆍ무를 변수로 하여 3개의 실험체를 제작하였다. 장기거동을 측정하기 위해 약 1 ton 중량의 콘크리트 추를 시험체 중앙에 거치하였다. 상재하중 재하 후 철계-형상기억합금을 15kW용량의 전력공급장치를 통해 활성화하였다. 이 후 다이얼게이지를 이용하여 실험체 중앙의 처짐을 528일동안 측정하였다. 528일 후 실험체의 잔존강도를 확인하기 위해 휨 파괴 실험을 실시하였다. 실험결과, 콘크리트 추를 거치한 후 철계-형상기억합금으로 보강된 실험체는 무보강 실험체 대비 50%이상 감소된 즉시처짐을 나타냈다. 또한 철계-형상기억합금을 활성화 시킨 실험체가 활성화 시키지 않은 실험체에 비해 약 35.3% 감소된 추가처짐을 나타냈다. 잔존강도 실험결과 철계-형상기억합금으로 보강한 실험체는 무보강 실험체대비 26% 이상의 극한강도 증가를 나타냈다. 또한 철계-형상기억합금 활성화는 초기 강성을 증가시키며 극한 강도에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.

최근 국내에서 토목 및 건축구조물의 노후화 및 성능저하에 따른 사회적인 우려가 발생하고 있다. 일반적으로 노후 구조물의 보수보강 방법으로는 외부 부착공법이 가장 많이 사용되고 있으며 시공 용이성을 위하여 GFRP나 CFRP Sheet나 Plate를 활용한 부착 보강방법이 활발히 적용되고 있다. 그러나 이들 방법은 온도에 취약하며 탄소섬유의 경우 경제성이 낮다는 우려가 발생한다. 본 연구에서는 친환경적이고 내열성이 상대적으로 우수한 현무암 섬유(BFRP)를 활용하여 온도변화 및 콘크리트 표면 내 균열발생에 따른 BFRP-콘크리트의 인장 부착성능 및 파괴 패턴을 실험적으로 평가하였다. 그 결과 구조물의 온도가 상승함에 따라 BFRP-콘크리트 계면의 부착성능은 약 30%정도 감소하는 것으로 나타났으며 내열성 수지를 사용한 보강재의 경우 일반 함침용 에폭시 수지보다 부착성능이 다소 우수한 것으로 평가되었다. 콘크리트 표면 내 균열 발생된 경우 균열의 폭이 증가함에 따라 부착 성능은 약 20%씩 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 균열보수제로 보강 후 계면에서의 부착성능의 경우, 보강 전 대비 약 30% 정도의 개선효과를 나타내었다.

PURPOSES : Exposed aggregate concrete pavements have been adopted in several countries because of their advantages of pavement texture characteristics, which can produce low tire-pavement noise and higher load-carrying capacities. The magnitude of tire-pavement noise greatly depends on the wavelength of pavement texture. The wavelength of exposed aggregate concrete pavement can be controlled with maximum sizing and by controlling the amount of coarse aggregates in the concrete mixture. In this study, the maximum size and the amount of coarse aggregate in the exposed aggregate concrete pavement are investigated to produce equal levels of wavelength in the asphalt pavement. METHODS: A simple method to measure the average wavelength of pavement texture is introduced. Subsequently, the average wavelength of typical asphalt pavement is investigated. A set of mixture designs of exposed aggregate concrete with three maximum-sized coarse aggregates, and three amounts of coarse aggregate are used. The average wavelengths are measured to find the mixture design needed to produce equal levels of wavelength as typical asphalt pavement. RESULTS : With a cement content of 420 kg/m3 and fine aggregate modulus of 30%, the number of exposed aggregates was 48, and the shortest texture depth provided a wavelength of 4.2 mm. According to the number of exposed aggregates, the exposed aggregate concrete pavement could be rendered low-noise, because its wavelength was similar to that of asphalt pavement ranging from 3.9 to 4.4 mm. CONCLUSIONS : Selection of appropriate maximum sizes and the amount of coarse aggregates for exposed aggregate concrete pavement can produce a wavelength texture closely resembling that of asphalt pavement. Therefore, the noise level of exposed aggregate concrete pavement can be reduced with an appropriate maximum size and the amount of coarse aggregates are employed.

Because of the economy and construction simplicity, Jacketing method has been widely used in strengthening RC columns in Korea. Although some studies on the compressive performance of jacketed elements have been conducted by experimental or analytical methods, the correlation between the axial performance and the surface roughness of the jacketed element has not been performed. In this study, the surface roughness of chipped surface of old element was measured and the compressive strength test was performed to evaluate the surface roughness and jacketed effects. The test results are as follows; (1) Compressive strength was improved by 1.8%∼3.1% by chipping, (2) Compressive performance of the jacketed elements reduced to 85%∼93% of theoretical values, (3) As a result of analysis of correlation between surface roughness index and axial strength, surface roughness index based on the wave length was more effective than existing methodology for evaluation surface roughness.

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.

PURPOSES : The purpose of this article is to compare and evaluate the riding comfort of a passenger in tunnels depending on different surface textures of concrete pavement. METHODS: Evaluation of riding comfort is conducted at 17 sections, which have different surface texture such as transverse tinned(TT), longitudinal tinned(LT) and diamond grinded(DG). A triaxial accelerometer was set up on the passenger seat surface of the test vehicle to measure vibrations of an occupant, then the effects of vibration on comfort and health were evaluated by ISO 2631. And microphones were installed at passenger's ears height to measure sound pressure level(SPL) in the test vehicle. Additionally, a surface microphone was installed on the inside of wheel arch to evaluate noise between tire and pavement by NCPX method. All tests were conducted cruising at 100km/h. RESULTS : The results of all tests are as follows. First, both vibration magnitudes for comfort and for health in LT and DG sections are almost same and they represent lower than those in TT sections. Second, the average SPL of DG shows the lowest decibels among them. And third, it is founded that interior noise is significantly affected by noise between tire and pavement. CONCLUSIONS : It may be concluded that DG can provide more excellent riding comfort to passenger than LT or TT. Therefore, it is necessary to consider applying DG to existing pavement surface to improve surface condition when the driving environment especially requires riding comfort like a long tunnel.

본 연구에서는 다양한 포장용 콘크리트 배합의 건조수축 특성에 관한 실험결과를 분석하였다. 실험변수는 굵은골재의 종류(석회암, 사암, 화강암, 안산암, 편마암)와 잔골재의 종류(자연사, 부순모래) 및 콘크리트의 배합강도(보통강도, 고강도)를 달리하였다. 그리고 형상비가 22.2, 40, 85.7, 150, 200, 300을 갖도록 시편의 크기를 달리하였으며 코팅제(U&V-H(A,B))를 활용하였다. 다이얼게이지를 이용하여 항온(20℃) 항습(60%)에서 수행된 건조수축 실험은 길게는 1,014일 동안 측정하였다. KS에서 제시하는 표준시편에 비해 도로포장 모사용 슬래브 시편의 건조수축 변형률은 약 39% 감소되는 것으로 나타났다. 또한 동일한 형상비에 대해 굵은골재의 변화에 따른 건조수축 실험결과 석회암이 배합된 시편의 변형률이 사암대비 형상비별로 56~76% 범위에서 가장 낮게 측정되어 포장용 콘크리트로 사용되는데 유리할 것으로 판단된다.

Geopolymer materials are attractive as inorganic binders due to their superior mechanical and eco-friendly properties. In the current study, geopolymer-based cement was prepared using aluminosilicate minerals from fly-ash with KOH as an alkaline-activator and Na2SiO3 as liquid glass. Then, calcium carbonate powder from a clam shell was mixed with the geopolymer and the mixture was coated on a concrete surface to provide points of attachment for environmental organisms to grow on the geopolymers. We investigated the effect of the shell powder grain size on the microstructure and bonding property of the geopolymers. A homogeneous geopolymer layer coated well on the concrete surface via aluminosilicate bonding, but the adhesiveness of the shell powder on the geopolymer cement was dependent on the grain size of the shell powder. Superior adhesive characteristics were shown in the shell powder of large grain size due to the deep penetration into the geopolymer by their large weight. This kind of coating can be applied to the adhesiveness of eco-materials on the surface of seaside or riverside blocks.

본 연구는 콘크리트 포장의 지불규정 인자 중 콘크리트 휨강도와 표면 평탄성이 콘크리트 포장 공용성에 미치는 영향에 대하여 분석하고, 이러한 인자에 대한 지불규정을 적용할 때 인자의 크기에 따른 적절한 허용범위를 결정하는 근거를 마련하기 위하여 수행되었다. 콘크리트의 휨강도에 대하여 AASHTO, 지수형, 선형 피로파손 공식 등의 공용성 모델을 이용하여 분석을 수행하였으며, 콘크리트 포장의 표면 평탄성에 대해서는 PSI, IRI, PrI 등의 평탄성 지수와 AASHTO 피로파손 공식을 사용하여 분석을 수행하였다. 연구결과, 휨강도의 허용 기준은 휨강도 손실률(손실량/휨강도)을 기준으로 하여야 하며, 휨강도 손실률이 증가할수록 설계수명이 선형으로 감소하기 때문에 이에 적절하게 공사비를 차감 지급해야 하는 것을 알 수 있었다. 표면 평탄성은 초기 평탄성이 우수할수록 평탄성지수의 손실률을 크게 허용해야 하며, 휨강도와 같이 평탄성 지수 손실률과 포장 수명 감소가 선형으로 비례하므로 공사비 차등 적용도 이에 적절하게 하여야 한다는 것을 알 수 있었다.