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고속도로 줄눈 콘크리트 포장의 평탄성 모델 개발 (Development of Roughness-Model for Jointed Plain Concrete Pavements in Express Highway)

  • 박영훈;전범준;김영규;이승우
    • 한국도로학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.9-16
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    • 2010
  • 평탄성은 도로 공용성을 확보하기 위한 중요한 인자이며, 줄눈콘크리트 포장에서 수명에 큰 영향을 미친다. 포장의 공용성을 평가하는 요소로는 크게 기능성 평가, 안정성 평가 및 구조적 성능 평가가 있다. 기능성 평가 가운데 가장 대표적인 평탄성은 유지보수를 위한 중요한 기준으로 이용되고 있으나 체계적인 연구를 통해 포장 설계시에 적용하기 위한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 신뢰성 있는 평탄성 모델의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 국내 콘크리트포장의 노선별 총 연장 280.93km를 일정기준으로 나누어 238개의 섹션으로 선별하였다. 또한, 현재 국내 평탄성 모델에서 고려하고 있는 영향인자인 스폴링, 균열, 재령뿐만 아니라 동결지수, 연평균강수량, 기층조건, 교통량 등에 대한 검토가 이루어졌으며, 재령의 다양화를 위하여 추가적인 노선을 선별하여 평탄성에 영향을 미치는 인자들에 대한 분석이 이루어졌다. 분석결과는 스폴링(%), 균열(%), 재령(년), 기층이 평탄성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이를 통해 평탄성과의 상관관계를 분석한 결과 신뢰성 있는 평탄성 모델이 도출되었으며, 평탄성를 설명할 수 있는 비율은 68.8%로 나타나 통계적으로 유의한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장의 시험시공을 실시하여 초기 공용성을 평가하였으며, 이를 통하여 적정 강도, 저소음 및 적정 미끄럼저항을 확보함을 확인하였다.

아스팔트 바인더의 노화특성을 고려한 동탄성계수 평가 (Evaluation of Dynamic Modulus based on Aged Asphalt Binder)

  • 이관호;조경래;이병식;송용선
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.51-58
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    • 2008
  • 최근 국내외에서 도로포장설계법에 경험적/역학적 개념을 적용한 설계법의 개발 및 이의 활용을 위한 연구가 매우 활발하게 진행 중에 있다. 미국의 경우 AASHTO 2002 설계법, 우리나라의 경우 한국형 도로포장설계법의 개발이 진행 중에 있고, 개발되는 설계법에 도로포장재료의 역학적 물성치 평가가 상당히 중요한 역할을 하게 구성되어 있다. 따라서 설계법에 이용될 국내 아스팔트 혼합물의 재료물성의 평가가 매우 시급한 실정이다. 이 재료의 물성치를 평가하는 방법 중 최근에 많이 적용되는 방법이 동탄성계수시험이다. 본 연구에서는 아스팔트 포장체의 시간에 따른 노화특성을 고려한 아스팔트 포장체의 동탄성계수를 평가하였고, 이를 이용하여 동탄성계수 예측방정식을 제안하였다. 시험에 이용된 아스팔트 혼합물은 KS 표준규격에 사용되는 9종(SMA 및 SBS 포함)과 3종류의 아스팔트 바인더를 이용하였다. 보통 공장에서 배합, 생산되어 현장으로 이동하고 다짐이 완료되기까지 걸리는 시간을 고려하면 단기노화조건은 $135^{\circ}C$ 4시간이 적절할 것으로 판단되며, 공정이 빠르고 관리가 잘되는 조건을 반영 한다면 $135^{\circ}C$ 2시간이 적절할 것이다. 장기노화 시험은 공용단계의 아스팔트 바인더의 노화를 시험하였다. 전체적으로 노화가 진행되면서 동탄성계수가 높아짐을 알 수 있다. 최대입경이 클수록 그 정도는 작아지는데 그 이유는 아스팔트 바인더의 효과 보다 골재의 효과가 그 비중이 증가함에 따른 것이다.

블록포장의 공용성 평가 및 품질기준개선 연구 (A Study on the Performance Evaluation and the Improvement of the Quality Stand ard of Block Pavements)

  • 정종석;박용부;이경희;황창규
    • 한국도로학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.115-124
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    • 2008
  • 본 연구에서는 단지 내 아파트 블록포장 50곳의 현장조사를 통하여 주요 파손형태를 조사하여 공용성을 평가하였다. 공용성 평가결과에 따르면, 조사대상지역에서 9년의 공용연수를 가진 블록포장의 유지관리지수는 7.9에서 8.9사이이며, 블록포장의 상태는 양호한 것으로 나타났다. 따라서 건설교통부 '보도설치 및 관리지침'에 10년으로 제시된 보도의 교체주기는 검토할 필요가 있다는 결론을 도출하였다. 또한 블록포장의 공용성을 객관적으로 평가하기 위해서 일본블록포장협회에서 제시한 유지관리 기준과 건설교통부 '보도설치 및 관리지침'의 유지관리기준을 조합하여 국내 현실에 적합한 유지관리기준을 제시하였다. 외국과 비고할 때 국내의 블록포장의 기준에는 내구성 관련기준과 줄눈채움재 및 모래안정층의 품질관리 기준이 명확히 제시되어 있지 않다. 따라서 블록포장의 기대수명과 유지관리비용을 줄이기 위하여, 본 연구에서는 국내외 기준을 비교하여 이러한 기준들을 국내기준에 포함시킬 것을 제안하였다.

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중온화 액상형 화학첨가제 개발과 이를 적용한 중온 아스팔트의 성능 평가 (Development and Performance Evaluation of Liquid-type Chemical Additive for Warm-Mix Asphalt)

  • 백철민;양성린;황성도
    • 한국도로학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.107-116
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    • 2013
  • PURPOSES: The liquid-type chemical warm-mix asphalt (WMA) additive has been developed. This study evaluates the basic properties of the additive and the mechanical properties of WMA asphalt and mixture manufactured by using the newly developed chemical additive. METHODS: First, the newly developed WMA additive was applied to the original asphalt by various composition of additive components and dosage ratio of additive. These WMA asphalt binders were evaluated in terms of penetration, softening point, rotational viscosity, and PG grade. Based on the binder test results, one best candidate was chosen to apply to the mixture and then the mechanical properties of WMA mixture were evaluated for moisture susceptibility, dynamic modulus, and rutting and fatigue resistance. RESULTS : According to the binder test, WMA asphalt binders showed the similar properties to the original asphalt binder except the penetraion index of WMA additive was a little higher than original binder. From the Superpave mix design, the optimum asphalt content and volumetric properties of WMA mixture were almost the same with those of hot mix asphalt (HMA) mixture even though the production and compaction temperatures were $30^{\circ}C$ lower for the WMA mixture. From the first set of performance evaluation, it was found that the WMA mixture would have some problem in moisture susceptibility. The additive was modified to improve the resistance to moisture and the second set of performance evaluation showed that the WMA mixture with modified chemical additive would have the similar performance to HMA mixture. CONCLUSIONS : Based on the various laboratory tests, it was concluded that the newly developed chemical WMA additve could be successfully used to produce the WMA mixture with the comparable performance to the HMA mixture. These laboratory evaluations should be confirmed by applying this additive to the field and monitoring the long-term performance of the pavement, which are scheduled in the near future.

도로시설물 자산관리를 위한 서비스수준체계 개발 (Development of Level of Service System for Road Infrastructure Asset Management)

  • 한대석;유인균;이수형
    • 한국도로학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.75-86
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    • 2014
  • PURPOSES: The aim of this paper is developing user-oriented flexible Level Of Service (LOS) system for integrated asset management of various road facilities. It is essential to overcome limitations of general management systems which only focus on a type of assets (e.g. pavement, bridge etc.), and to serve a customizable LOS platform for smooth implementation and future improvement of the LOS considering various managerial environments of road agencies. METHODS: This study suggested a total framework of the LOS system as a process for self-development, operation and improvement of LOS system to conduct the PDCA (Plan-Do-Check-Act) in management process. In the process, we adopted user-customizable elements regarding asset definition, service index and evaluation method to match with the managerial environment of road agencies. In addition, we conducted an empirical study on the entire process of the suggested LOS system with a real road agency (Korea Express Highway) to prove applicability of the LOS system. RESULTS: From the empirical study, we confirmed that the suggested LOS system framework were suitable for development of customized LOS system. In addition, evaluation of asset conditions by LOS ratings, and quantification of vision achievement of the Korea Express Highway were successfully made. It would be the first trial in integrated management approach with LOS systems for numerous road facilities. CONCLUSIONS : It was recognized that easy application and sustainable improvement of the LOS was the most critical point in asset management. The suggested LOS system would be a powerful weapon as a managerial tool in preparing tight budget, aging infrastructures, and increased demands for more accountability both in Korea and internationally. Implementation of the LOS system needs to be expanded to the other infrastructure members to serve satisfactory level of service to taxpayers.

비오톱의 자연체험 및 휴양가치 평가모형 개발과 적용 (Development and Application of an Evaluation Model for Biotope Appraisal as Related to Nature Experiences and Recreation)

  • 조현주;이현택;사공정희;나정화
    • 한국조경학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.11-24
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    • 2010
  • 본 연구는 지구단위 차원에서 자연체험 및 휴양 가치를 평가하기 위해 객관적인 평가지표를 도출하고, 이를 토대로 체계적인 평가모형을 설정하는데 가장 큰 목적을 두었다. 우선 문헌분석 결과, 자연체험 및 휴양가치 평가를 위한 평가지표 들로는 층위구조, 포장율, 헤메로비(hemeroby) 등 총 10개의 항목이 도출되었다. 또한, 전문가 설문분석 결과, 평가지표 항목 모두가 4.4 이상으로 높은 중요도 평균값을 나타내었다. 특히 헤메로비 및 독특한 경관요소 항목은 5.8 이상으로 매우 높게 나타났다. 더불어 평가지표들을 특성별로 유형화하기 위해 요인분석을 수행한 결과, '경관구조 및 자연체험 질', '일반적 이용성', '미 시각 질' 등 총 3개의 요인으로 구분되었다. 이상과 같은 설문분석 결과를 토대로 각 요인별 가중치를 산정한 결과, '미 시각 질' 요인이 3.510으로 가장 높은 값을 보였으며, 이에 반해 '경관구조 및 자연체험 질' 요인은 3.035으로 가장 낮은 값을 나타내었다. 이들 결과를 종합적으로 분석하여 체계적인 가치평가 모형을 설정하였다. 또한, 도출된 평가모형의 타당성을 검증해 보기 위해 실 사례지를 선정하여 적용하였다. 우선 사례지의 비오톱 유형분류 결과, 비오톱 유형군은 유수지 비오톱 등 총 13개로 분류되었으며, 이에 귀속되는 비오톱 유형은 총 61개로 구분되었다. 마지막으로 기 설정된 평가모형을 적용한 비오톱 가치평가 결과, I 등급으로는 식생이 풍부한 자연형 하천, 산림과 접해 있는 소규모 수림 등 총 16개 유형으로 나타났다. 반면 II 등급은 9개 유형, III 등급은 8개 유형, IV 등급은 8개 유형, 가치가 매우 낮은 V 등급은 19개 유형으로 분석되었다.

슬래그 골재를 사용한 10 mm 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재입도 기준 연구 (A Study on Aggregate Gradation of 10 mm Dense-graded Asphalt Mixture using Slag Aggregate)

  • 조신행;김경남;김낙석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권6호
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    • pp.1367-1375
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    • 2015
  • 제강슬래그 골재를 사용한 박층 아스팔트 포장공법을 위해 10 mm 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재 입도기준을 제시하고자 하였다. 기존 WC-1, WC-3과 같은 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재 입도기준은 퓰러모델에 의해 제시되었으나 10 mm 밀입도 아스팔트의 경우 최대밀도선과 유사한 입도를 얻게 되어 부드러운 혼합물이 되는 경향을 나타내었다. 국외 입도기준을 참고하여 골재 맞물림과 최소 골재간극률을 확보하기 유리한 입도를 제시하였다. 제시된 입도의 검증을 위해 골재 입도특성지표인 입도비(GR)와 골재다짐밀도(CAD)를 사용하여 혼합물 물성과의 상관관계를 분석하였다. 골재 입도 및 다양한 특성을 반영할 수 있는 CAD 지표의 $R^2$가 0.86~0.99로 매우 높게 나타났다. CAD 지표를 이용하여 다양한 골재 입도를 검토한 결과 제시 입도기준이 마샬안정도와 VMA 등 배합설계 인자에 보다 안정적인 것으로 나타났다. 또한 균열저항성 향상을 위해 0.3 mm 이하 골재의 통과중량백분율을 10% 이상으로 제한함으로서 터프니스가 약 15% 향상되어 효과적임을 확인 할 수 있었다.

단기노화 된 아스팔트 바인더의 유변학적 거동 특성에 관한 연구 (A Study on the Rheological Behavior Properties of Short-term Aged Asphalt Binder)

  • 박태순
    • 한국도로학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.203-210
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    • 2005
  • 바인더의 노화로 인한 성능변화는 침입도 또는 점도시험을 실시하여 판정하여왔다. 기존의 시험방법으로 아스팔트 바인더의 점탄성 특성과 실제거동을 평가할 수 없기 때문에 새로운 분석방법이 요구되어 왔다. 본 연구에서는 기존시험 방법을 사용하여 침입도지수와 잔류침입도를 판정하였고, 양방향 반복회전 모드와 일방향 반복회전 모드 시험을 실시하여 단기 노화된 아스팔트 바인더의 유변학적 특성을 분석하였다. 시험결과 단기 노화된 아스팔트 바인더는 시험주기(frequency) 즉, 차량속도의 변화에 따라 서로 다른 복합계수와 위상각을 나타냈으며 단기 노화 전후의 크리프 컴플라이언스 및 전단점도 시험결과에도 영향을 미치는 것으로 나타나서 포장 설계시 이러한 특성이 고려되어야 한다.

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A study of glass and carbon fibers in FRAC utilizing machine learning approach

  • Ankita Upadhya;M. S. Thakur;Nitisha Sharma;Fadi H. Almohammed;Parveen Sihag
    • Advances in materials Research
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    • 제13권1호
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    • pp.63-86
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    • 2024
  • Asphalt concrete (AC), is a mixture of bitumen and aggregates, which is very sensitive in the design of flexible pavement. In this study, the Marshall stability of the glass and carbon fiber bituminous concrete was predicted by using Artificial Neural Network (ANN), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), and M5P Tree machine learning algorithms. To predict the Marshall stability, nine inputs parameters i.e., Bitumen, Glass and Carbon fibers mixed in 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100 percentage (designated as 100GF:0CF, 75GF:25CF, 50GF:50 CF, 25GF:75CF, 0GF:100CF), Bitumen grade (VG), Fiber length (FL), and Fiber diameter (FD) were utilized from the experimental and literary data. Seven statistical indices i.e., coefficient of correlation (CC), mean absolute error (MAE), root mean squared error (RMSE), relative absolute error (RAE), root relative squared error (RRSE), Scattering index (SI), and BIAS were applied to assess the effectiveness of the developed models. According to the performance evaluation results, Artificial neural network (ANN) was outperforming among other models with CC values as 0.9147 and 0.8648, MAE values as 1.3757 and 1.978, RMSE values as 1.843 and 2.6951, RAE values as 39.88 and 49.31, RRSE values as 40.62 and 50.50, SI values as 0.1379 and 0.2027 and BIAS value as -0.1 290 and -0.2357 in training and testing stage respectively. The Taylor diagram (testing stage) also confirmed that the ANN-based model outperforms the other models. Results of sensitivity analysis showed that the fiber length is the most influential in all nine input parameters whereas the fiber combination of 25GF:75CF was the most effective among all the fiber mixes in Marshall stability.

도심지 유형별 공동구 설치 타당성 평가시스템 개발에 관한 기초 연구 (A fundamental study on the development of feasibility assessment system for utility tunnel by urban patterns)

  • 이성원;심영종;나귀태
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.11-27
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    • 2017
  • 서울시 등의 국내 주요 도심은 지역적 팽창에 따라 도로망 체계가 급격하게 발전하였고 도시민이 안락하고 풍요로운 생활을 영위하도록 전력, 통신, 상수도, 하수도, 냉 난방관로, 가스관 등이 무분별하게 개별 매설되었으며 비효율적으로 개별 관리되고 있다. 국토계획법에서는 Life-Line을 공동 수용함으로써 도로의 반복 굴착을 줄이고 도시 미관의 개선, 포장 내구성 향상에 따른 주행성능 향상 그리고 원활한 교통소통 등을 기대하는 도시계획 시설물로 공동구를 정의하고 있다. 최근 기존 도심지의 재정비 측면에서 쾌적한 도시공간 조성, 지하공간 이용 효율과 도로관리 효율 향상, 지진 및 도로함몰에 대한 재난안전성, 스마트 그리드와 전기자동차 보급과 같은 미래 생활환경 변화에 대한 신속한 대응 등을 기대할 수 있는 기존 도심지의 공동구 설치 필요성이 증가하고 있으나 국내에 설치된 모든 공동구는 신도시 개발에 따라 계획된 Life-Line을 모두 수용하도록 설치한 개착식 공동구 형태이다. 기존 도심지에서는 현재 가동중인 모든 Life-line을 모두 수용할 수 없으므로 도심지 유형별 공동구 설치 타당성 평가시스템을 활용한 설계용량 최적화 등의 새로운 연구가 필요하다. 본 연구는 신도시 공동구를 탈피하고 기존 도심지를 대상으로 평가지표에 의한 정량적 평가모델을 제시 하는 등 유형별 타당성 평가시스템을 세분화하며 정량적 평가시스템의 구현이 가능한 프로그램을 개발해 궁극적으로 도심지 공동구 활성화에 기여하고자 한다.