포틀랜드 시멘트 콘크리트 (Portland cement concrete; PCC)는 재료의 구조적 특성, 강도, 내구성, 그리고 경제적인 측면에서 타 재료들에 비해 우수하기 때문에 대형 토목구조물의 제작 및 유지보수에 주로 사용되는 재료이다. 하지만 PCC의 경우 충분한 강도 발현을 위해서는 최소 28일이라는 오랜 시간이 소요되기 때문에 특정 분야에서는 해당 재료를 활용하는데 제약이 따르게 된다 (ex. 공항 활주로). 또한 PCC를 이용한 포장의 경우 건조수축과 취약한 내약품성, 낮은 인장강도와 접착강도 등으로 인해 포장 수명이 기대 이하이며, 이를 해결하기 위해서는 새로운 포장 기법, 혹은, 새로운 포장 재료에 대한 연구가 진행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 빠른 시간 내에 목표 강도 발현이 가능한 폴리머 콘크리트 (Polymer concrete; PC)에 대한 연구를 진행한다. PC를 이용한 활주로의 유지보수 가능성을 평가하기 위해 다양한 조건에서 재료의 강도와 물성 (강성, 열팽창계수) 실험을 진행하고, 실험을 통해 구축한 데이터를 기반으로 상용유한요소해석 프로그램을 활용하여 실제 유지보수 시스템을 모사한다. 외부환경 조건을 고려한 열전달 해석을 통해 포장 깊이에 따른 온도분포를 해석하고, 해당 해석결과를 이용하여 유지보수 계면과 재료내부에서의 발생응력을 계산한다. 최종적으로 FBG 센서를 삽입하여 구축한 소규모 모니터링 실험을 통해 수집한 데이터와 유한요소해석 결과의 비교ž분석을 진행하여 이를 검증하고 실제 환경에서의 재료 거동을 예측한다.

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