• 대한토목학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.9-20
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• 2023

고속도로 콘크리트 구조물은 제설제 사용량 증가로 구조물의 열화가 가속되고 있어 성능회복을 위해 단면복구공사를 실시하고 있다. 하지만, 보수공사 이후 보수부위에 균열, 들뜸 및 부착성능 저하 등의 재손상이 나타나고 있다. 본 연구에서는 먼저 해외 기준을 분석하였고, 공용 중인 콘크리트 구조물의 현장조사, 실내실험, 폐교량에 대한 시험시공을 통해 균열 방지 및 부착성능향상을 위해 강화된 기준을 제시하였다. 요구성능이 충족되는 재료는 모두 적용이 가능하도록 성능기반의 품질기준을 제시하였고, 재료별 상이한 시험방법도 일관성 있는 시험결과 분석을 위해 콘크리트 시험법으로 통일하여 제시하였다. 고려된 품질기준은 하중 저항을 위해 역학특성 분야로는 압축강도, 휨강도, 부착강도 기준을 마련하였고, 체적안정성을 위해 길이변화율, 균열저항성, 열팽창계수, 탄성계수를 기준을 마련하였다. 제설염해에 대한 저항성을 위해 내구성능 분야로는 염분침투저항성과 동결융해저항성 기준을 제시하였다. 본 연구에 의해 제시된 콘크리트 보수재료의 기준은 국내의 단면복구공사 품질향상에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.105-113
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• 2008

곡선 강박스거더교는 부분적인 일사에 의해 교량단면에 불균등한 온도분포와 함께 기타 불리한 하중조건이 복합되어 작용되므로 교량의 수명이 단축되거나 사용성을 저하시킬 수 있는 문제점을 가지고 있다. 따라서 곡선교 설계 시 방위각, 받침배치방식, 형상 등에 따라 온도에 의한 영향을 고려해야 하지만 온도거동의 특성이 명확히 규명되어 있지 않을 뿐만 아니라 현행 설계기준의 규정도 명확하지 못하여 보다 많은 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존의 연구에서 제안된 일사량 계산식과 열전달 유한요소해석기법을 병용하여 곡선 강박스거더교의 기하학적 형상 및 방위각에 따라 변화하는 온도분포를 보다 쉬운 방법으로 예측하는 기법을 개발하였고 실측된 곡선교의 온도자료를 통해 검증하였다. 또한, 개발된 온도분포예측기법과 3차원 구조해석을 이용하여 일사에 의한 곡선교의 거동을 분석한 결과, 곡선 외측면이 남측을 향하는 경우에서 고정단측 받침의 교축방향과 교축직각방향 반력이 크게 나타났으며 곡선반경이 감소할수록 모든 방향의 반력이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서 제안한 온도분포예측기법을 바탕으로 향후 관련 연구를 통해 현재의 설계기준을 보완할 수 있는 합리적인 온도하중의 제시가 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5D호
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• pp.821-829
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• 2006

교통하중은 포장 설계 및 해석에서 가장 중요한 입력 변수로서 포장 파손의 주요 원인이 된다. 따라서 정확한 포장 설계 및 해석을 위해서는 적절한 교통하중 정량화가 선행되어야 한다. 전통적으로 교통하중은 혼합된 교통흐름을 설계목적의 하나의 값으로 변환시켜주는 ESALs 관점에서 추정되어왔으나 이는 AASHO 도로 테스트를 통해 도출된 지극히 경험적인 값으로 전 노선망에 대해 평균적인 계수로 적용하기에는 한계가 있다. 이러한 등가단축하중계수의 문제점을 해결하기 위해 선진국에서는 역학적 개념을 도입한 많은 연구를 진행한 결과 역학적-경험적 설계법(Mechanistic-Empirical Design)에 적용할 수 있는 축하중 분포(Axle Load Spectra)를 이용한 교통하중 정량화 방안을 수립하였다. 본 논문에서는 일반국도에 설치 운영되고 있는 WIM 시스템을 통해 수집된 화물차 하중 데이터를 이용하여 축하중 분포 특성(Axle Load Spectra)을 이해하고 혼합정규분포함수에 기초한 축 형태별 하중 분포 모형식을 제시하였으며, 이를 기존 하중 분포 모형과 비교 평가하였다. 본 논문에서 제시한 화물차 축하중 분포 특성 및 축하중 분포 모형식은 향후 일반국도 및 고속도로의 포장 설계법 개발을 위한 교통하중 정량화 방안 수립 시, 과적 차량 단속 정책 수립 시, 도로 유지관리를 위한 계획 수립 시 기초자료로써 활용가능하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4D호
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• pp.513-521
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• 2008

본 연구는 과거 기상관측자료와 IPCC SRES A2 기후변화 시나리오를 이용하여 기후변화가 건설시공환경 변화에 미치는 영향을 분석하고자 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 과거기간은 전국 57개 기상관측소의 30년(1975~2004년)기간, 미래기간에 2025s(2011~2040년)와 2065s(2051~2080년)기간의 일강수량과 일평균기온자료를 이용하였다. 관측소별로 연강수량과 연평균기온에 대한 경향성분석을 수행한 결과 대부분의 관측소에서 연강수량과 연평균기온이 증가하는 것으로 나타났다. 기후변화와 시공환경간의 관계지표로 공사별 작업가능일수와 극치호우사상 발생일수를 선정하였다. 관계지표에 대해 선형회귀분석과 Mann-Kendall test를 이용하여 경향성 분석을 수행한 결과, 연별 작업가능일수와 극치호우사상 발생일수는 증가하는 것으로 나타났다. 또한, A2 시나리오 상황에서 작업가능일수와 극치호우사상 발생일수의 변화를 분석한 결과 관측자료를 이용한 결과와 유사한 결과를 보였다. 결과적으로 기후변화로 인해 작업가능일수의 증가와 더불어 집중호우로 인한 건설현업에서의 직 간접적 피해도 증가할 것으로 전망되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2B호
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• pp.169-177
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• 2010

본 연구에서는 이상기후 및 기후변화에 따른 태풍, 집중호우 등으로 발생할 수 있는 피해들을 대비하고 상황에 맞는 대응을 위한 홍수위험지도의 작성을 위하여, 낙동강의 지류인 금호강 유역에 위치하는 대구광역시 서구 지역에 대하여 국 내외 홍수위험지도 작성에 널리 이용되고 있는 FLUMEN 모형을 적용한 하도 및 제내지의 2차원 침수해석을 실시하여 대상유역에 대한 시간별 침수심과 유속을 계산하고, USBR의 Downstream Hazard Classification Guidelines에 제시된 홍수위험 분류기준에 의거하여 홍수위험지도를 작성하는 연구를 수행하였다. FLUMEN 모형을 적용한 하도 및 제내지의 2차원 침수해석은 100년 빈도 강우에 대하여 제방의 붕괴가 발생하지 않고, 월류를 통한 제내지로의 유입만 발생한다는 가정 하에 모의을 실시하였고, 대상유역에서는 100년 빈도 강우에 대하여 금호강유역에 위치한 비산동 지역의 제방에서 월류를 통한 홍수가 발생하는 것으로 확인되었으며, 하도 및 제내지에서의 2차원 침수해석 결과로 얻어진 각 Node에 대한 매시간별 수심과 유속에 관한 정보를 이용하여 홍수위험정도를 분류하였다. 본 연구방법을 통한 지역별 침수심도 및 홍수위험지도가 구축된다면 홍수로 인한 제방붕괴 또는 월류 시 지역 주민들의 비상대처 행동양식을 시스템화 할 수 있을 것이며, 고위험지역의 인명을 우선적으로 대피시키고, 차량 및 도로를 통제하는 등의 세분화된 비상대처계획을 수립하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2B호
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• pp.173-179
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• 2009

수자원사업에 의해 공급되는 공업용수는 대상 사업체에서 노동, 자본, 토지 등과 더불어 필수적인 투입재이다. 이러한 투입재의 안정적인 확보는 해당 산업이 부가가치를 창출하는데 매우 중요한 사안이다. 공업용수의 공급이 중단될 시 해당 산업에서의 피해액은 동일한 공급량 기준으로 봤을 때, 생활용수나 농업용수에 비해 매우 크다고 알려져 있다. 이처럼 공업용수의 실제 가치는 직관적으로 매우 높게 인식하고 있으나, 경제성분석을 위한 공업용수의 편익산정에 대한 구체적인 연구는 많지 않았다. 본 연구는 수자원사업으로부터 공급되는 공업용수의 가치를 확인하고, 경제성분석시 공업용수공급편익 추정을 위한 수단으로서 한계생산가치를 산정하였다. Cobb-Douglas 생산함수와 Translog 생산함수를 이용하여 실증분석한 결과, 전국 평균 한계생산가치는 각각 5,427원/$m^3$, 5,583원/$m^3$로 산정되었고, 산업분류별로 11가지 산업에 대한 한계생산가치를 산정하였다. 본 연구에서 제시한 산업별 한계생산가치는 앞으로 공업용수편익을 산정하는데 중요한 자료로 사용될 수 있으리라 판단된다. 또한, 위급상황시 용수배분에 대한 의사결정이나 수자원사업시 비용배분 등의 문제에서 본 연구의 결과는 합리적인 기준을 제공할 수 있으리라 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2D호
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• pp.245-253
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• 2009

도로시설은 교통을 위한 가장 기본적인 인프라 시설로, 원활한 교통흐름을 위해 다양한 정보를 노면에 포함하고 있다. 노면에 표시된 다양한 정보는 차량 소통으로 인한 부분 파손 및 노화에 의해 제거되고 다시 표시되어야 하는 경우가 발생하며, 해당 도로의 교통정보의 변화에 따른 노면표시 정보를 새로 표시하기 위해 기존의 것을 제거해야 한다. 종래의 노면표시 제거방법은 그라인더와 토치를 이용하여 인력작업으로 작업장비의 위험성과 함께 작업자가 운행 중인 차량에 직접 노출 되는 점과 아스팔트에 손상을 입히는 문제점을 갖고 있었다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 새로운 기술을 도입하여 초 고압수를 이용한 워터젯 시스템은 노면표시 제거작업에 활용되고 있으나 물탱크에 따른 작업의 제약 및 작업 후 도로표면에 남은 수분의 결빙 및 한정된 도료의 제거 등과 같은 문제점을 내포하고 있다. 이에 본 연구는 노면표시 제거 작업공정 분석 선행연구에 따른 드라이아이스 블래스터 도입의 자동화 차선제거 시스템 개발을 위해 프로토타입 개발을 수행하였다. 또한 환경과 작업성을 고려한 새로운 노면표시 제거 자동화 장비의 제안을 위한 드라이아이스 블래스터 장비 도입의 가능성을 테스트를 통해 파악하였으며, 실험 결과를 바탕으로 노면표시 중 차선 제거를 하는데 소요되는 작업 비용을 새로운 방법과 비교 분석 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.597-603
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• 2006

본 연구의 목적은 인공위성 자료와 지상의 관측자료간의 비선형 특성을 가장 잘 반영할 수 있는 신경망 모형을 이용하여 단시간 강우량 정보를 사전에 예측하여, 하천제방의 붕괴로 인한 상습 침수지역에서의 홍수범람 양상을 실시간으로 예측함으로써 홍수재해로부터의 피해를 최소화시키는데 있다. 강우예측 신경망 모형은 현재의 대기상태를 나타내는 인공위성 자료와 실시간으로 전송되는 자동기상관측소 자료를 입력자료로 하여 현재부터 3시간 및 6시간 선행시간까지의 면적평균강우량을 예측할 수 있도록 구성하였다. 신경망 모형의 구조는 입력층과 출력층 사이에 하나의 은닉층이 존재하는 다층 신경망으로 구성하였으며, 학습단계에서는 오류 역전파 알고리듬 학습방법 중 모멘텀법을 사용하였다. 예측된 면적평균강우량으로부터 홍수량을 산정하고, 이를 이용하여 하천의 제방붕괴로 인한 제내지에서의 범람양상을 예측할 수 있도록 1차원 흐름모형과 연계한 동역학적 홍수범람 모형을 개발하였다. 개발된 홍수범람 모형은 본류와 지류의 여러 지점에서 제방이 붕괴될 경우, 하도의 홍수위 및 제내지에서의 침수위와 침수면적이 일괄적으로 모의될 수 있도록 구성하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6D호
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• pp.1003-1010
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• 2006

본 논문은 현재 교통사고로 인한 피해가 심각한 상황에서 기존 교통사고 원인분석을 위한 많은 양의 자료를 효과적으로 처리할 수 있는 WebGIS 기반 교통사고 정보관리 시스템을 개발하였다. 더불어 교통정보를 어떻게 구성하고 어떤 방법으로 전달할 것인가에 대한 방안을 제시하고, 교통사고 정보에 대한 공간적인 속성 뿐만 아니라 비공간적인 속성 자료를 통합 관리할 수 있도록 하였다. Web 서비스를 제공하기 위해 ASP, 자바스크립트, ArcIMS 등을 통해 인터넷상에서 시각적인 공간도형정보와 교통사고 자료를 제공할 수 있는 모듈을 개발하고 서버를 구축하였다. 또한 교통사고 자료가 일반인들에게 제공되기 위한 준비 기간이 길었던 종래 방식에 비해 데이터 입력이 완료되는 즉시 인터넷을 통해 해당 지역의 교통사고 정보를 제공하는 실시간 교통사고 현황 정보제공 기능을 구현하였다. 이전의 단순한 집계에 의한 비공간적인 데이터를 사용한 교통사고 분석보다는 교통사고의 자세한 내용 및 통계자료와 함께 사고 위치를 시각적으로 도시하여 가시적으로 주변 환경을 파악할 수 있는 기능을 제공하였으며 사고 담당 경찰관과 직접 연계할 수 있는 인터페이스를 제공하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1C호
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• pp.63-72
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• 2006

도심지의 급속한 성장으로 인한, 사회 기간시설 확충 필요성으로 현재 많은 터널이 시공되고 있으며 앞으로 더 많은 터널 공사가 계획되고 있다. 도심지에서의 터널 굴착은 일반적으로 터널 심도가 얕고 지상에 각종 건물, 공공시설이 밀집 되어 있어 터널굴착에 따른 지반 침하로 지상 구조물 및 지중 매설관에 피해를 주는 경우가 빈번히 발생하고 있어 주변지반의 거동, 구조물의 영향 검토의 중요성이 대두되고 있고, 민원 발생이 우려되는 도심지의 특수성 때문에 도심지 터널설계/시공은 산악터널과 다른 맥락에서 접근되어야 한다. 본 논문에서는 도심지 광역 단위 터널 현장의 최소 단면을 해석 후 전단면에 대한 예측이 가능할 경우 터널 시공위험도 평가에 효율적이기에 그 방법으로 전문가 시스템 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)기법을 적용하여 터널 안정성 검토방안을 연구하였다. 또한 그 결과를 GIS에 연계하여 터널 시공중 실시간(real time)개념으로 지반거동 및 주변 환경에 미치는 영향 평가를 수행하여 시공에 반영하는 정보화 개념의 시공관리기법을 강구하였다.