• Structural Engineering

    Blast Analysis and Damage Evaluation for Reinforced Concrete Building Structures

    RC Building 구조물의 폭발해석 및 손상평가

    Park, Yang Heum, Yun, Sung-Hwan, Jang, Il Young

    박양흠, 윤성환, 장일영

    The blast damage behavior of reinforced concrete (RC) structures exposed to unexpected extreme loading was investigated. To enhance the accuracy of numerical ...

    본 논문은 비예측 극한하중인 폭발하중에 노출된 RC building 구조물의 폭발손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 효율성 및 정확성을 높이기 위해, 폭발하중에 대한 정의 ...

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    The blast damage behavior of reinforced concrete (RC) structures exposed to unexpected extreme loading was investigated. To enhance the accuracy of numerical simulation for blast loading on RC structures with seven blast points, the calculation of blast loads using the Euler–flux-corrected-transport method, the proposed Euler–Lagrange coupling method for fluid–structure interaction, and the concrete dynamic damage constitutive model including the strain rate-dependent strength and failure models was implemented in the ANSYS-AUTODYN solver. In the analysis results, in the case of 20 kg TNT, only the slab member at three blast points showed moderate and light damage. In the case of 100 kg TNT, the slab and girder members at three blast points showed moderate damage, while the slab member at two blast points showed severe damage.


    본 논문은 비예측 극한하중인 폭발하중에 노출된 RC building 구조물의 폭발손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 효율성 및 정확성을 높이기 위해, 폭발하중에 대한 정의, 유체-구조 연성을 위한 Euler-Lagrange 커플링 기법 적용, 그리고 고변형률 속도가 고려된 콘크리트 및 강재 재료구성모델이 제안된다. 특히 효율적인 폭발하중 정의를 위해, Euler-FCT 기법을 통하여 TNT 질량에 따른 시간별 압력하중 데이터가 확보되고, 이는 RC building 구조물 총 7 지점의 폭발위치에 적용되며, ANSYS-AUTODYN 솔버에 연결되어 수치 시뮬레이션이 수행된다. 해석결과, TNT 질량 및 폭발 위치에 따라 손상 차이가 발생하였으며, 먼저 TNT 질량 20 kg 일 경우 3 곳의 폭발손상 지점에서 주부재 중 슬래브에서만 중간 및 가벼운 손상이 발생되었고, TNT 질량 100 kg 일 경우 5 곳의 폭발손상 지점 중 3 곳은 슬래브 및 보 부재에서 중간 손상이 발생되었으며, 2 곳은 슬래브에서 심각한 손상이 발생되었다.

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    August 2021
  • Concrete Engineering

    Thermodynamic Modeling of Long-Term Phase Development of Slag Cement in Seawater

    해수에 노출된 슬래그 시멘트의 장기 상변이 열역학 모델링

    Park, Solmoi, Suh, Yongcheol, Nam, Kwang Hee, Won, Younsang

    박솔뫼, 서용철, 남광희, 원윤상

    Known to improve resistance to chloride ingress, blast furnace slag is a widely used supplementary cementitious material. However, a detailed characterization of ...

    고로슬래그는 콘크리트의 염소이온침투 저항성능 개선 목적으로 가장 널리 활용되는 혼화재이나, 해수에 노출된 고로슬래그 혼입 콘크리트의 장기거동 및 상변이에 대한 보고는 부족한 실정이다 ...

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    Known to improve resistance to chloride ingress, blast furnace slag is a widely used supplementary cementitious material. However, a detailed characterization of cements blended with slag exposed to seawater remains unavailable. This study employs thermodynamic modeling as a toolkit for assessing the long-term phase evolution of slag cement in seawater. The modeling result shows that slag incorporation leads to the formation of phases that are less prone to structural alteration in seawater. Formation of more ettringite is expected to induce expansion in both plain and blended cements, while brucite is unstable in the blended systems. Despite this, the porosity is expected to increase in the blended cements, and aluminate hydrates with a higher chloride binding capacity are more abundant in the blended cements. The results suggest that the use of slag in concrete improves the durability performance of concrete in marine environments.


    고로슬래그는 콘크리트의 염소이온침투 저항성능 개선 목적으로 가장 널리 활용되는 혼화재이나, 해수에 노출된 고로슬래그 혼입 콘크리트의 장기거동 및 상변이에 대한 보고는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 열역학 모델링을 통해 해수에 노출된 슬래그 시멘트의 장기 상변이를 모사하였다. 모델링 결과 슬래그 혼입은 해수에 노출되었을 때 상변이가 쉽게 일어나지 않는 안정적인 상을 생성시킬 것으로 예측되었다. 해수에 노출되었을 때 ettringite 생성으로 인해 포틀랜드 시멘트 및 슬래그 시멘트에서 모두 팽창이 일어날 것으로 예측되었으나, 슬래그 시멘트에서는 brucite가 덜 생기는 것을 확인하였다. 공극률은 슬래그 혼입 시멘트의 경우 더 높았으나, 염소 흡착능이 높은 알루미네이트 수화물이 슬래그 시멘트에서 더 활발히 생성되는 것을 확인하였다. 따라서 슬래그 혼입을 통해 해양 환경에서 사용되는 콘크리트의 내구성능을 크게 증진시킬 수 있는 것으로 나타났다.

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    August 2021
  • Concrete Engineering

    Experimental Study on the Performance Improvement of Velcro Reinforcement through Internal Filling

    내부충진을 통한 벨크로 보강재의 성능향상에 대한 실험적 연구

    Jeong, Yeong-Seok, Kwon, Minho, Kim, Jin-Sup, Nam, Gwang-Sik

    정영석, 권민호, 김진섭, 남광식

    During the earthquake, for multi-story structure, if the first floor is soft, the deformation will concentrate on that floor causing a serious ...

    다층 구조물의 경우 1층이 연약한 경우 지진 시 1층에 변형이 집중되어 기둥 부재에 심각한 손상이 발생하거나 파괴되어 구조물이 붕괴하는 사례가 발생하게 된다 ...

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    During the earthquake, for multi-story structure, if the first floor is soft, the deformation will concentrate on that floor causing a serious damage to the column members which might leads to the collapse of the whole structure like Piloti structure during the Pohang earthquake in Korea. According to the 2016 National Disaster Management Research Institute's “Investigation of Seismic Reinforcement and Cost Analysis of Domestic Non-seismic Buildings”, the rate of seismic resistance of private reinforced concrete buildings was 38.3 %. Among them, it was reported that the seismic-resistance ratio of the two to five-story structures was less than 50 %. Accordingly, the government is trying to improve the seismic rate through support projects, but the conventional seismic reinforcement methods are still expensive, and emergency construction is difficult. Therefore, in this study, the field applicability was evaluated by improving the reinforcement method using Velcro, which was developed through the research project of the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs in 2014. In order to improve the performance of the Velcro reinforcement method, introducing the initial tension of Velcro using high foaming rigid urethane filling between the Velcro and concrete of the columns was applied. Additionally, an experiment was conducted to evaluate the ductility of Velcro specimen from the concrete confinement effect. As a result, the ductility of the Velcro specimen was improved compare to Normal specimen. However, the energy dissipation capacity of VELCRO2 is better than VELCRO1, yet the maximum ductility of those two specimens did not show a significant difference. Therefore, the improvement of the internal filler material is still needed to have a better maximum ductility.


    다층 구조물의 경우 1층이 연약한 경우 지진 시 1층에 변형이 집중되어 기둥 부재에 심각한 손상이 발생하거나 파괴되어 구조물이 붕괴하는 사례가 발생하게 된다. 국내의 경우 포항지진 당시 필로티 구조물의 손상사례를 예로 들 수 있다. 2016년 국립재난 안전연구원의 “국내 비내진 건축물의 내진보강공법 조사 및 소요비용 분석 연구”에 따르면 민간 철근콘크리트조 건축물 중 주택의 내진화 비율은 38.3 %고, 그 중 2층 구조물 7.1 %에서 6층 96.3 % 그 외 99.4 %로 2~5층 구조물의 경우 내진비율이 50 %이하로 저조한 것으로 보고하였다. 이에 정부는 지원사업을 통해서 내진화율을 개선코자 하고있으나, 종래의 보강법은 여전히 시공비용이 고가이고 긴급시공이 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 2014년 국토교통부의 연구사업을 통해서 개발된 저렴하고 긴급시공이 가능한 벨크로를 사용한 내진보강법의 성능을 개선하고자 벨크로와 콘크리트 기둥 사이에 고발포의 경질 우레탄 내부 충진을 통해서 벨크로의 초기긴장력을 도입하고, 이를 통해서 콘크리트 구속효과에 따른 벨크로의 연성보강성능 개선을 목표로 이를 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 시험체의 최대 연성도를 통한 평가에서 벨크로 내진 보강재의 최대 연성도 증진 효과를 재확인할 수 있었다. 에너지 소산 능력을 통한 평가에서는 VELCRO1 대비 VELCRO2 눈에 띄는 개선을 보인 반면, VELCRO1와 VELCRO2 시험체의 최대 연성도는 큰 차이를 보이지 않았다. 결과적으로 충진재가 사용된 VELCRO2 시험체에서 에너지 소산 능력은 크게 증진되었으나, 최대 연성도 평가에서 최대변위(Δmax)의 증가가 크지 않은 것을 확인하였다. 따라서 내부 충진재 재료의 개선과 균일한 충진재 시공을 개선의 필요성이 확인되었다.

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    August 2021
  • Concrete Engineering

    Evaluation of Hydration Characteristics and NOx-removal Performances of Cement Paste Containing Refined TiO2 Obtained from Waste Sludge

    폐수 슬러지에서 정제된 TiO2를 혼입한 시멘트 페이스트의 수화특성 및 질소산화물 제거 성능 평가

    Yoon, Hyunno, Seo, Joonho, Kim, Seonhyeok, Bae, Jinho, Kil, Taegeon, Lee, Haeng-Ki

    윤현노, 서준호, 김선혁, 배진호, 길태건, 이행기

    The present study investigated the hydration properties and NOx-removal performances of the cement pastes containing three different types of TiO ...

    본 연구에서는 서로 다른 종류의 TiO2 혼입이 시멘트 페이스트의 수화특성 및 질소산화물 제거성능에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 상용 제품인 P-25와 NP-400 ...

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    The present study investigated the hydration properties and NOx-removal performances of the cement pastes containing three different types of TiO2. Two commercially available TiO2 (P-25 and NP-400) and refined TiO2 (GST) obtained from waste sludge were incorporated to cement paste at levels of 0, 5, 10, and 20 wt%. Isothermal calorimetry test results indicated that the TiO2 incorporation induced a notable influence on the reaction kinetics of cement paste, showing the highest cumulative heat release in the samples containing P-25, followed by NP-400 and GST. Quantitative X-ray diffractometry as calculated by the Rietveld method identified that the incorporated TiO2 promoted the formation of C-S-H, ultimately leading to the enhancement in the 28 day-compressive strength of cement pastes. As revealed by SEM/EDS analysis, the content of distributed Ti elements on the surface of the samples was in the order of P-25, GST, and NP-400. Regardless, the NOx-removal performance was the highest in the sample containing P-25, followed by NP-400 and GST.


    본 연구에서는 서로 다른 종류의 TiO2 혼입이 시멘트 페이스트의 수화특성 및 질소산화물 제거성능에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 상용 제품인 P-25와 NP-400, 폐수 슬러지에서 제조된 GST, 총 세 종류의 TiO2를 시멘트 무게대비 0, 5, 10, 20 % 첨가하여 시멘트 페이스트의 수화특성 및 질소산화물 제거성능을 분석하였다. 미소수화열 측정결과 TiO2의 혼입은 시멘트 페이스트의 초기 수화반응에 큰 영향을 미치는 것이 확인되었으며, P-25, NP-400, GST 순으로 더 높은 누적 발열량을 나타내었다. 이로 인해 Rietveld 분석결과 TiO2 혼입 샘플에서 더 많은 C-S-H의 생성량이 관찰되었으며, 이는 TiO2 혼입 시멘트 페이스트의 28일 압축강도 증가에 영향을 미친 것으로 판단된다. SEM/EDS 분석결과 P-25, GST, NP-400 순으로 페이스트 샘플 표면에 더 많은 Ti 원소의 함량이 관찰되었지만, NOx 제거 성능은 P-25, NP-400, GST 순으로 우수한 것으로 확인되었다.

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    August 2021
  • Water Engineering

    Stability Evaluation on Particle Size Characteristics of Bed Materials at High-Velocity Flow

    고유속 흐름에서 하상재료의 입도특성에 따른 안정성 평가연구

    Kim, Gwang Soo, Jung, Dong Gyu, Kim, Young Do, Park, Yong Sung

    김광수, 정동규, 김영도, 박용성

    In general, domestic streams and rivers are composed of alluvial rivers consisting of sand and gravel beds. These rivers can cause erosion ...

    일반적인 국내 하천은 모래, 자갈하상으로 이루어진 충적하천으로 구성되어 있다. 이러한 하천들은 홍수나 집중호우, 폭우등의 급격한 유량변화로인해 침식 및 세굴등의 하상변화를 초래할 수 ...

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    In general, domestic streams and rivers are composed of alluvial rivers consisting of sand and gravel beds. These rivers can cause erosion and riverbed changes due to sudden changes in flow rates, such as floods, torrential rains, and heavy rains. In particular, there are various types of erosion, such as contraction erosion caused by changes in river shape, or local erosion occurring around obstacles such as piers, abutments or embankments. In addition, river changes can occur in various forms, such as static or dynamic periods, due to limitations such as flow rate, velocity, and shear stress. This study focused on the erosions of embankments directly related to human casualties among various river structures, and evaluated limit velocities and critical shear stress in order to identify changes in strength of natural materials by identifying the characteristics of natural hoan materials and resistance to erosions. In particular, the limitations of materials according to the type of materials in the river, characteristics of particles, and size of particles were studied using Soil loss, which is a change in the volume of the revetment material, and it is intended to be used as basic data for river design and restoration.


    일반적인 국내 하천은 모래, 자갈하상으로 이루어진 충적하천으로 구성되어 있다. 이러한 하천들은 홍수나 집중호우, 폭우등의 급격한 유량변화로인해 침식 및 세굴등의 하상변화를 초래할 수 있다. 특히 세굴현상은 하천형상의 변화로 인해 발생하는 수축세굴이나 교각, 교대, 제방 등 흐름의 장애물 주위에서 발생하는 국부세굴등 다양한 형태의 세굴이 있다. 또한 유량이나 유속, 소류력등의 한계력에 의해 정적세굴이나 동적세굴등의 다양한 형태로 하천의 변화가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 하천구조물 중 인명피해와 직결되는 제방에 발생하는 세굴에 초점을 두었으며, 자연형 호안재료의 특성과 세굴에 대한 방어능력등의 특성을 파악하고 자연재료의 강도를 증진시켜 강도증진의 변화를 파악하기 위해, 증진된 강도를 한계 유속과 한계소류력을 산정하여 제방 재료의 강도평가에 관한 연구를 진행하였다. 하상의 재료의 종류, 입자의 특성, 입자의 크기에 따라 재료가 가지는 한계를 호안 재료의 부피 변화인 토양 유실율을 이용하여 연구를 진행하였으며, 재료의 안전성에 대한 평가를 통해 하천설계 및 피해복구 시 활용할 수 있는 기초자료로 활용하고자 한다.

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    August 2021
  • Water Engineering

    Analysis of Intercepted Flow according to Change of Flow Width in Gutter

    도로 흐름폭 변화에 따른 차집유량 분석

    Joo, Dong Won, Kim, Jung Soo

    주동원, 김정수

    In dense cities, which are covered by many impermeable areas, rainwater flows quickly along the roads and collects in certain areas. The ...

    밀집이 심한 도시는 불투수 면적이 많아 흘러나온 빗물이 빠르게 도로를 타고 한쪽으로 모이게 된다. 이는 도로에 설치된 빗물받이로 차집이 되지 못한 많은 ...

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    In dense cities, which are covered by many impermeable areas, rainwater flows quickly along the roads and collects in certain areas. The surface runoff that fails to get intercepted by the roadside rain gutters results in a wider flow of water along the sides, which in turn increases the amount of water on the road and causes traffic congestion as well as accidents due to slippage. Based on these issues, this study was carried out in order to propose an intercepted flow calculation formula. To this end, the maximum longitudinal slopes of arterial roads and expressways were reflected to depict a road condition of 2~10 %, while a general traverse slope of 2 % was selected for the traverse slope on the side. As for the road lane condition, two, three, and four lanes were chosen for the area from the centerline to the sidewalk. As for the experimental flow rate, the rainwater runoffs at the actual design frequency of 5, 10, 20, and 30 years for road conditions were converted into experimental flow rates, and as a result, flow rates ranging from 1.36 l/s to 3.96 l/s were divided into ten flow rates for a hydraulic experiment. Also, an equation taking into consideration the inflow velocity and flow width along the roadsides was proposed. The results of the experiment showed an increase in flow width and a decrease in interception rate. Also, the inflow velocity at a traverse slope of 2 % was measured, while increasing the longitudinal slope. Accordingly, an equation for calculating the flow intercepted by rain gutters at a flow width reflecting the longitudinal slope of the road and rainwater runoff, according to the design frequency, was derived by performing a regression analysis using IBM SPSS Statistics 24. It is deemed that the equation derived in this study will be useful in designing rain gutters for roads.


    밀집이 심한 도시는 불투수 면적이 많아 흘러나온 빗물이 빠르게 도로를 타고 한쪽으로 모이게 된다. 이는 도로에 설치된 빗물받이로 차집이 되지 못한 많은 노면 유출수로 인해 측구에서의 흐름 폭이 넓어져 정체 노면수를 증가시켜 교통체증과 미끄러움으로 인한 사고를 유발한다. 이에 본 연구에서는 차집유량 산정식을 제시하기 위해서 간선도로와 고속도로의 최대 종경사를 반영하여 2~10 %의 도로 조건을 반영하였고, 측구 횡경사는 일반도로 횡경사인 2 %를 선정하였다. 도로 차선조건은 중앙차선과 보도를 경계를 2, 3, 4 차선을 선정하였으며, 실험유량은 설계 빈도 상황을 고려하여 실제 도로 조건의 5년, 10년, 20년, 30년의 설계빈도 유수유출량을 실험유량으로 환산한 결과 1.36 l/s~3.96 l/s의 유량을 10개로 나누어 수리실험을 진행하였다. 또한, 측구로 들어오는 유입유속과, 흐름 폭을 고려한 식을 제시하였다. 실험 결과 종경사 증가에 따라 흐름 폭은 증가하고, 차집율은 감소하는 경향을 보였다. 이에 본 연구에서는 IBM SPSS Statistics 24 프로그램으로 회귀분석하여 설계빈도에 따른 우수 유출량, 도로의 종경사를 반영한 흐름 폭과 유입유속의 빗물받이 차집유량 산정식을 도출하였다. 산정된 도출식은 도로에서의 빗물받이 설계에 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.

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    August 2021
  • Water Engineering

    Determination of Optimum Capacity Rainwater Utilizing Facilities by Analysis of the Water Supply by Land Use Scenario

    토지이용 시나리오별 용수공급 분석에 따른 빗물이용시설 최적 용량 결정

    Lim, Seok Hwa, Kim, Byung Sung, Ryoo, Kyong Sik, Lee, Sang Jin

    임석화, 김병성, 류경식, 이상진

    Most of Korea’s agricultural water is supplied by reservoirs, so dependence on them is very high. Accordingly, it is important to ...

    우리나라 농업용수 공급은 대부분 저수지를 통한 공급 방법을 채택하고 있어 그 의존도가 매우 높다. 이에 적용 가능한 대체 수원을 활용하여 저수지 의존도를 ...

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    Most of Korea’s agricultural water is supplied by reservoirs, so dependence on them is very high. Accordingly, it is important to reduce this dependence and provide a stable agricultural water supply by utilizing an applicable alternative water source. Therefore, in this work, scenarios for different land uses were constructed, and an optimal water supply plan using rainwater and reused sewage water –which are alternative water sources– was created. A study was also conducted to determine the optimal capacity of a rainwater facility. From the analysis, a stable water supply was achieved in the scenario of maximum utilization of rainwater by changing an existing paddy area to a greenhouse area, and about 0.82 ton of flow capacity was required for 1 mm of rainfall on farms utilizing rainwater. As a result of analyzing the optimal scenario to derive the ratio of the storage capacity per unit water collection area, the rainwater storage capacity determined through MODSIM and the storage capacity determined through actual monitoring showed similar results, about 31 and 32 %, respectively, and the optimal capacity of rainwater facilities was calculated to be about 5,796,000–6,182,400 ton.


    우리나라 농업용수 공급은 대부분 저수지를 통한 공급 방법을 채택하고 있어 그 의존도가 매우 높다. 이에 적용 가능한 대체 수원을 활용하여 저수지 의존도를 경감시키고 안정적인 농업용수 공급이 이루어져야 한다. 따라서, 본 연구에서는 토지이용 별 시나리오를 구성하여 대체 수원인 빗물과 하수재이용수를 활용한 최적의 용수공급방안에 대하여 분석하고 빗물 이용시설의 최적 용량을 결정하는 연구를 수행하였다. 분석 결과 기존 논농사 지역을 하우스로 변경하여 빗물을 최대로 활용할 경우 안정적인 공급이 이루어졌고, 실제 빗물을 활용하고 있는 농장에서 1 mm의 강우에 약 0.82 ton의 용량이 필요한 것으로 분석되었다. 이에 최적의 시나리오를 MODSIM을 통해 결정한 빗물 저류 용량과 실제 모니터링을 통해 결정한 저류 용량을 집수면적당 저류 용량 비율로 분석한 결과 각각 약 31, 32 %로 유사하게 나타났으며, 빗물 이용시설의 최적 용량은 약 5,796,000 ton ~ 6,182,400 ton 으로 분석되었다.

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    August 2021
  • Environmental and Ecological Engine

    Selective Nitrate Removal Performance Analysis of Ion Exchange Resin in Shipboard Waste Washwater by Air Pollution Prevention Facility

    선박용 대기오염장치 폐세정수 내 질산염의 선택적 제거를 위한 이온교환수지 공정 성능 평가

    Kim, Bong-Chul, Yeo, In-Seol, Park, Chan-Gyu

    김봉철, 여인설, 박찬규

    From 1 January 2020, the limit for Sulphur in fuel oil used on board ships operating outside designated emission control areas will ...

    2020년 1월 1일부터 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)는 선박 대기오염 규제를 지속적으로 강화하고 있으며, 배출규제해역이 아닌 일반해역을 운항하는 전 세계 모든 ...

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    From 1 January 2020, the limit for Sulphur in fuel oil used on board ships operating outside designated emission control areas will be reduced to 0.5 %. This regulation by international maritime organization (IMO) is able to significantly reduce the amount of Sulphur oxides (SOx) discharging from ships and should have environmental advantages and health for all over the world. To meet the regulation, in these days, wet scrubber system is being actively developed. However, this process leads to make washing wastewater. In this study, we evaluated ion exchange resin system in accordance with scrubber wastewater discharge regulation by IMO. Theoretical wastewater used as feed solution of lab scale water treatment systems. The results revealed that nitrate ion was removed selectively in spite of high TDS wash wastewater solution depending on ion exchange resin property. Moreover, it was possible to improve efficiency of the system by optimizing operating conditions.


    2020년 1월 1일부터 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)는 선박 대기오염 규제를 지속적으로 강화하고 있으며, 배출규제해역이 아닌 일반해역을 운항하는 전 세계 모든 적용대상 선박에 대하여 황함유량 0.5 %를 초과하지 않는 연료유를 사용하거나 이에 준하는 대기오염 배출기준을 만족하도록 결정하였다. 최근 습식 스크러버를 통한 본 규정의 대기오염 배출기준을 만족시키려는 연구가 진행되고 있으나, 이 기술은 폐세정수를 동시에 유발하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 국제해사기구의 폐세정수 배출 기준을 준수하기 위한 이온교환수지 공정의 성능을 평가하였다. 모사폐세정수를 사용하여 실험실 규모의 회분식 및 연속식 실험을 진행하였다. 실험 결과 모사폐세정수의 높은 총용존고형물에도 불구하고 이온교환수지 특성에 따라 선택적으로 질산염의 제거가 효율적으로 이루어짐을 확인하였다. 추가적으로 다양한 운영조건을 최적화함에 따라서 제거 효율을 개선할 수 있었으며, 이를 통하여 국제해사기구의 폐세정수 배출수 수질 기준을 만족할 수 있을 것으로 판단된다.

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    August 2021
  • Transportation Engineering

    A Study on the Improvement Plan of Speed Limit and Road Service Quality according to the Implementation of Safety Speed 5030 Policy

    안전속도 5030 시행에 따른 제한속도 및 도로서비스 질의 개선방안에 관한 연구

    Lee, Hwan Jin, Jung, Hun Young

    이환진, 정헌영

    The safety speed 5030 policy, which is currently being implemented nationwide, tends to increase citizens' dissatisfaction due to reduced mobility and inconvenience ...

    최근 전국적으로 시행을 추진하고 있는 안전속도 5030 정책은 이동성의 저하 및 통행 불편 등으로 인해 일부 시민들의 불만이 증가하는 경향을 보여 정책을 ...

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    The safety speed 5030 policy, which is currently being implemented nationwide, tends to increase citizens' dissatisfaction due to reduced mobility and inconvenience. In order to successfully promote the Safety Speed 5030 policy, it is important to collect various opinions of citizens who use roads by deviating from quantitative policy evaluation criteria such as traffic accidents and traffic speed. Therefore, in this study, citizens who use roads were classified into a driver group and a non-driver group, and civic consciousness analysis such as adequacy evaluation of speed limit, satisfaction evaluation of road service quality (MDS), and importance-satisfaction analysis (IPA) was conducted. As a result of the analysis of civic consciousness, in particular, satisfaction with mobility, economy, and environment was low. Accordingly, it was intended to promote the successful implementation of the Safety Speed 5030 policy by presenting measures to improve the speed limit and quality of road service for roads with low satisfaction.


    최근 전국적으로 시행을 추진하고 있는 안전속도 5030 정책은 이동성의 저하 및 통행 불편 등으로 인해 일부 시민들의 불만이 증가하는 경향을 보여 정책을 성공적으로 추진하기 위해서는 교통사고, 통행속도 등 정량적인 정책평가 기준에서 벗어나 도로를 이용하는 시민들의 다양한 의견을 수렴하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 도로를 이용하는 시민을 운전자 집단과 비운전자 집단으로 분류하고 이를 대상으로 안전속도 5030 정책 시행에 따른 제한속도의 적정성 평가와 도로서비스 질의 만족도 평가(MDS), 중요도-만족도 분석(IPA) 등 시민의식 분석을 실시하였다. 시민의식 분석결과, 도로서비스 질 중에 특히, 이동성, 경제성, 환경성에 대한 만족도가 낮게 나타났는데, 이에 만족도가 낮은 도로를 대상으로 제한속도와 도로서비스 질의 개선방안을 제시하여 안전속도 5030 정책의 성공적 추진을 도모하고자 하였다.

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    August 2021
  • Highway Engineering

    Prediction of Life Expectancy of Asphalt Road Pavement by Region

    아스팔트 도로포장의 균열률에 대한 지역별 기대수명 추정

    Song, Hyun Yeop, Choi, Seung Hyun, Han, Dae Seok, Do, Myung Sik

    송현엽, 최승현, 한대석, 도명식

    Since future maintenance cost estimation of infrastructure involves uncertainty, it is important to make use of a failure prediction model. However, it ...

    사회기반시설의 장래유지 관리비용 추정은 불확실한 미래를 다루기 때문에 신뢰성 높은 파손예측모델의 구축이 매우 중요하다. 하지만, 지자체에서는 예산, 인력, 파손예측모델의 필요성 등에 대한 ...

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    Since future maintenance cost estimation of infrastructure involves uncertainty, it is important to make use of a failure prediction model. However, it is difficult for local governments to develop accurate failure prediction models applicable to infrastructure due to a lack of budget and expertise. Therefore, this study estimated the life expectancy of asphalt road pavement of national highways using the Bayesian Markov Mixture Hazard model. In addition, in order to accurately estimate life expectancy, environmental variables such as traffic volume, ESAL (Equivalent Single Axle Loads), SNP (Structural Number of Pavement), meteorological conditions, and de-icing material usage were applied to retain reliability of the estimation results. As a result, life expectancy was estimated from at least 13.09 to 19.61 years by region. By using this approach, it is expected that it will be possible to estimate future maintenance cost considering local failure characteristics.


    사회기반시설의 장래유지 관리비용 추정은 불확실한 미래를 다루기 때문에 신뢰성 높은 파손예측모델의 구축이 매우 중요하다. 하지만, 지자체에서는 예산, 인력, 파손예측모델의 필요성 등에 대한 인식부족으로 인해 기반시설의 정확한 파손예측모델 개발이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 베이지안 마르코프 혼합해저드 모델을 활용하여 일반국도 아스팔트 도로포장의 균열률에 대한 지역별 기대수명을 추정하였다. 또한 정확한 기대수명 추정을 위하여 교통량, 축하중, 포장강도, 기후, 제설제사용량 등의 환경변수를 적용하여 추정결과에 대한 신뢰성을 확보하고자 하였다. 분석결과, 지역별로 최소 13.09년에서 최대 19.61년의 기대수명이 추정되었다. 본 연구결과를 활용할 경우, 지역적 파손특성이 고려된 신뢰성 높은 장래 유지관리비용의 추정이 가능할 것으로 기대된다.

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    August 2021
  • Construction Management

    A Study on the ICT Construction in Korea through Benchmarking Japanese Systems and Policies - Focused on Earthwork

    일본의 제도·정책 벤치마킹을 통한 국내 건설 ICT 시공 방안에 관한 연구-토공사를 중심으로

    Park, Soo-Hyun, Kim, Jeong-Hwan, Seo, Jong-Won, Shim, Ho

    박수현, 김정환, 서종원, 심 호

    In order to cope with the decrease of construction manpower caused by the aging population and to improve construction productivity, Japanese Ministry ...

    고령화로 인한 건설인력 감소에 대응하고 건설현장의 생산성 향상을 위해 일본에서는 2016년부터 정보통신기술을 활용한 자동화시공을 추진하고 있다. 일본 국토교통성은 ICT를 활용한 토공 자동화 ...

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    In order to cope with the decrease of construction manpower caused by the aging population and to improve construction productivity, Japanese Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism has been promoting construction methodology using ICT (Information & Communication Technology) since 2016. The ministry has established and implemented new cost estimation standards, delivery systems, and government support policies to boost automated earthwork using ICT, and is expanding the types of automated construction methodology applied at the construction sites. To utilize ICT at construction sites in Korea, as in case of Japan, laws, systems, and policies should be readjusted first. By comparing the ICT-related systems and policies between Japan and Korea, this paper scrutinizes critical benchmarking factors. As a result, we have reached the conclusion that in order to promote ICT methodology at Korean construction sites, Korean government should establish ICT-related cost estimation standards, delivery systems, and economic support policies in advance.


    고령화로 인한 건설인력 감소에 대응하고 건설현장의 생산성 향상을 위해 일본에서는 2016년부터 정보통신기술을 활용한 자동화시공을 추진하고 있다. 일본 국토교통성은 ICT를 활용한 토공 자동화 시공을 뒷받침 할 새로운 비용 산정기준, 발주제도, 정부지원 정책을 마련하여 시행하고 있고 현장에서 활용할 수 있는 자동화 시공의 종류를 확대하고 있다. 우리나라도 ICT를 건설 현장에 원활하게 적용하기 위해서는 일본에서와 같이 우선적으로 ICT를 활용한 자동화 시공 관련 법과 제도, 정책 등을 정비해야 한다. 본 논문은 일본과 한국의 ICT를 활용한 자동화시공 관련 제도 및 정책을 비교·분석하여 벤치마킹하는 방법으로 연구하고 이로부터 시사점을 찾고자 했다. 연구 결과, 국내 건설현장에서 ICT기술을 활용하기 위해서는 한국 정부가 선도적으로 ICT기술 관련 비용 산정기준, 발주체계, 경제지원 정책 등을 마련해야 한다는 결론에 이르게 되었다.

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    August 2021
  • Construction Management

    Solitary Work Detection of Heavy Equipment Using Computer Vision

    컴퓨터비전을 활용한 건설현장 중장비의 단독작업 자동 인식 모델 개발

    Jeong, Insoo, Kim, Jinwoo, Chi, Seokho, Roh, Myungil, Biggs, Herbert

    정인수, 김진우, 지석호, 노명일, Biggs, Herbert

    Construction sites are complex and dangerous because heavy equipment and workers perform various operations simultaneously within limited working areas. Solitary works of ...

    건설현장에서는 수많은 중장비와 작업자가 다양한 작업을 동시다발적으로 수행하기 때문에 복잡하고 위험한 상황이 자주 발생한다. 복잡한 현장에서 중장비가 단독으로 작업할 경우 운전자의 시야제한 ...

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    Construction sites are complex and dangerous because heavy equipment and workers perform various operations simultaneously within limited working areas. Solitary works of heavy equipment in complex job sites can cause fatal accidents, and thus they should interact with spotters and obtain information about surrounding environments during operations. Recently, many computer vision technologies have been developed to automatically monitor construction equipment and detect their interactions with other resources. However, previous methods did not take into account the interactions between equipment and spotters, which is crucial for identifying solitary works of heavy equipment. To address the drawback, this research develops a computer vision-based solitary work detection model that considers interactive operations between heavy equipment and spotters. To validate the proposed model, the research team performed experiments using image data collected from actual construction sites. The results showed that the model was able to detect workers and equipment with 83.4 % accuracy, classify workers and spotters with 84.2 % accuracy, and analyze the equipment-to-spotter interactions with 95.1 % accuracy. The findings of this study can be used to automate manual operation monitoring of heavy equipment and reduce the time and costs required for on-site safety management.


    건설현장에서는 수많은 중장비와 작업자가 다양한 작업을 동시다발적으로 수행하기 때문에 복잡하고 위험한 상황이 자주 발생한다. 복잡한 현장에서 중장비가 단독으로 작업할 경우 운전자의 시야제한, 판단오류 등으로 인해 안전사고가 발생할 수 있으며, 이에 따라 중장비는 신호수와의 상호작용을 통해 주변 상황에 대한 정보를 수집하면서 작업을 수행해야 한다. 중장비를 자동으로 모니터링하고 위험상황을 탐지하기 위해 많은 컴퓨터비전 기술들이 개발되었지만, 기존의 방법들은 중장비 단독작업 인식에 필요한 중장비와 신호수 간 상호작용을 고려하지 않았다는 한계가 있다. 이러한 한계를 보완하기 위해 본 연구는 중장비-신호수 간의 상호작용을 고려한 컴퓨터비전 기반 중장비의 단독작업 자동 인식 모델을 제안함을 목표로 한다. 개발된 모델을 검증하기 위해 실제 건설현장으로부터 영상 데이터를 수집하여 실험을 수행하였다. 그 결과, 학습된 모델은 중장비와 사람을 83.4 %의 정확도로 인식하였고, 일반 작업자와 신호수를 84.2 %의 정확도로 분류하였으며, 중장비-신호수 간 상호작용 또한 95.1 %의 높은 정확도로 분석하였다. 본 연구결과는 건설현장에서 위험한 상황을 초래할 수 있는 중장비의 단독작업을 사전에 탐지하여 안전사고를 예방할 수 있다.

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    August 2021
  • Construction Management

    Decision Support Model for Selection Water Resources Facility Improvement Projects

    수리시설개보수사업 선정을 위한 의사결정지원모델

    Nam, Song Hyun, Park, Hyung Keun

    남송현, 박형근

    More than 80 % of agricultural reservoirs are old facilities over 50 years old, and safety and function declines occur. As a result ...

    농업용 저수지의 80 % 이상이 50년 이상 된 노후 시설물로 안전성 및 기능 저하가 발생하고 있다. 이로 인해 저수지의 붕괴 등 안전사고가 발생하고 ...

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    More than 80 % of agricultural reservoirs are old facilities over 50 years old, and safety and function declines occur. As a result, safety accidents such as the collapse of the reservoir have occurred. Precise safety diagnosis is conducted in advance to prevent accidents such as reservoir collapse, and Water resources facility improvement project are implemented based on priority. However, the priority of the business is selected based on the subjective judgment of the facility manager. In this study, we set 80 hypotheses based on the results of precision safety diagnosis and decision-making examples of existing Water resources facility improvement project and selected 45 variables using correlation analysis and significance test. Using logistic regression analysis, the final 21 variables were selected and a decision support model was presented, and the classification accuracy of the model was 86.8 %. In this research, the part that presented the quantitative index for decision support when selecting the Water resources facility improvement project has important significance.


    농업용 저수지의 80 % 이상이 50년 이상 된 노후 시설물로 안전성 및 기능 저하가 발생하고 있다. 이로 인해 저수지의 붕괴 등 안전사고가 발생하고 있는 실정이다. 이에 따라서 저수지의 붕괴 등의 안전사고를 미연에 방지하고자 정밀안전진단을 실시하고 우선순위에 따라 수리시설개보수사업을 시행하고 있다. 하지만 사업 우선순위 선정의 대부분은 시설물 관리자의 주관적인 판단을 통해 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 정밀안전진단 결과 및 기존의 수리시설 개보수사업의 의사결정 사례를 D/B화하여 80개의 가설을 설정하고 상관분석 및 유의성검정을 통해 45개의 변수를 선정하였다. 선정된 변수들을 로지스틱회귀분석을 이용하여 의사결정지원모델을 제시하였다. 의사결정지원모델의 변수는 총 21개가 채택되었으며 모델의 분류 정확도는 86.8 %로 나타났다. 본 연구는 수리시설개보수사업 선정을 위한 의사결정의 정량적인 지표를 제시 한 부분에 중요한 의의를 가진다.

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    August 2021
  • Surveying and Geo-Spatial Informati

    Development of Standard Work Type to Utilize Drone at Expressway Construction Sites

    고속도로 건설현장에서 드론 활용을 위한 표준공종 개발

    Lee, Suk Bae, Jeong, Min, Auh, Su Chang, Kim, Jong Jeon

    이석배, 정 민, 어수창, 김종전

    The role of drones is increasing day by day in smart construction that manages construction sites with 3D data in every life ...

    모든 생애주기에서 건설현장을 3D 데이터로 관리하게 되는 스마트건설에 있어서 드론의 역할은 날로 증대하고 있다. 드론을 통하여 건설현장에 대하여 얻게 되는 수치표면모델과 정사영상이 ...

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    The role of drones is increasing day by day in smart construction that manages construction sites with 3D data in every life cycles. This is because both the digital surface model (DSM) and the orthoimage obtained for the construction site through the drone are made of point cloud data. This study aims to develop standard work types for drone use in order to systematically utilize drones in expressway construction sites. For the study, two expressway construction sites in Korea were set as test beds, and construction types applicable to drones were derived and verified through a pilot project. As a result of the study, three construction work types were developed for road planning, road design and maintenance, respectively, and in road construction, twenty-one detailed construction types were developed for five construction work types. It is expected that drones can be used more systematically not only at expressway construction sites, but also at other road construction sites by utilizing the “standard work type at expressway construction site for drone use” developed in this study.


    모든 생애주기에서 건설현장을 3D 데이터로 관리하게 되는 스마트건설에 있어서 드론의 역할은 날로 증대하고 있다. 드론을 통하여 건설현장에 대하여 얻게 되는 수치표면모델과 정사영상이 모두 포인트 클라우드 데이터로 이루어지기 때문이다. 본 연구는 고속도로 건설현장에서 드론 활용을 보다 체계적으로 하기 위하여 드론 활용을 위한 표준공종을 개발하는 것이다. 연구를 위하여 우리나라 고속도로 건설현장 두 곳을 테스트베드로 설정하고 드론 촬영 시범사업을 통하여 드론 적용이 가능한 공종을 도출하고 검증하였다. 연구결과 도로계획, 도로설계 및 유지관리부분에 각각 세 개의 공종을 개발하였고, 도로시공에 있어서는 다섯개의 공종에 21개의 세부공종을 개발할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 ‘고속도로 건설현장 드론활용 표준공종’을 활용한다면 고속도로 건설현장뿐 아니라 다른 도로 건설현장에서도 드론을 활용하여 보다 체계적으로 건설현장을 관리할 수 있을 것으로 기대된다.

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    August 2021
  • Surveying and Geo-Spatial Informati

    Levee Maintenance Using Point Cloud Data Obtained from a Mobile Mapping System

    모바일 매핑시스템을 이용한 제방 유지보수에 관한 연구

    Lee, Jisang, Hong, Seunghwan, Park, Il suk, Mohammad Gholami Farkoushi, Kim, Chulhwan, Sohn, Hong-Gyoo

    이지상, 홍승환, 박일석, 모하마드, 김철환, 손홍규

    In order to effectively maintain and manage river facilities, on going data collection of associated objects is important. However, the existing data ...

    하천시설물의 효과적인 유지관리에는 대상물에 대한 지속적인 데이터 수집이 선행되어야 한다. 하지만, 토탈스테이션, GNSS 및 지상레이저스캐너를 활용하는 기존의 데이터 취득방식은 일반적인 시설물과 달리 ...

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    In order to effectively maintain and manage river facilities, on going data collection of associated objects is important. However, the existing data acquisition methods of using a total station, a global navigation satellite system, or a terrestrial laser scanner have limitations in terms of cost/time/manpower when acquiring spatial information data on river facilities distributed over a wide and long area, unlike general facilities. In contrast, a mobile mapping system (MMS), which acquires data while moving its platform, acquires precise spatial information data for a large area in a short time, so it is suitable for use in the maintenance of linear facilities around rivers. As a result of applying a MMS to a research area of 4 km, 184,646,099 points were acquired during a 20-minute data acquisition period, and 378 cross-sections were extracted. By comparing this with computer-drawn river plans, it was confirmed that efficient levee management using a MMS is possible.


    하천시설물의 효과적인 유지관리에는 대상물에 대한 지속적인 데이터 수집이 선행되어야 한다. 하지만, 토탈스테이션, GNSS 및 지상레이저스캐너를 활용하는 기존의 데이터 취득방식은 일반적인 시설물과 달리 넓고 긴 지역에 분포해있는 하천시설물의 공간정보데이터를 취득하는데 비용/시간/인력 측면에서 한계가 있다. 반면, 플랫폼이 이동하면서 데이터를 취득하는 모바일매핑시스템(MMS)은 넓은 지역에 대한 정밀한 공간정보데이터를 빠른 시간 내에 취득하기 때문에, 하천 주변의 선형시설물에 대한 유지관리에 활용되기 적합하다. 4 km에 달하는 연구지역에 모바일매핑 시스템을 적용하여 본 결과, 20분의 데이터 취득 소요시간 동안 184,646,099개의 포인트를 취득하여 378개의 횡단면을 추출하고 이를 하천기본계획 상의 도면과 비교해 봄으로써, 모바일매핑시스템을 이용한 효율적인 제방관리가 가능함을 확인하였다.

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    August 2021