일본에서 사회·경제활동 분야에서의 항공 운송은 매우 중요한 운송 수단이다. 항공 수요는 매년 증가되고 있고 그에 따라 이륙·착륙 횟수의 증가, 항공기의 대형화가 진행되고 있다. 일본의 공항 시설물은 대도시권에서의 거점공항에 대하여는 증가하는 항공수요에 대응하여 시설정비가 앞으로도 필요하다. 일부 공항에서는 준공 후 수 십년 경과되었고, 시설의 노후화에 의한 파손도 많이 발생하고 있다. 특히 공항의 가장 기본적인 시설물인 활주로, 유도로, 에프론에 대하여는 노후화에 대한 유지·보수작업이 중요하다. 그러나, 공항 포장분야에 대하여는 경험에 의하여 결정된 설계, 유지 관리기준이 많다. 한정된 예산 안에서 효율적인 유지·보수를 수행하기 위해서는 설계수법, 조사수법, 관리기준의 고도화가 필요하다. 보고서는 다음의 검토 항목별로 연구를 수행하였고 그 결과들을 정리하면 다음과 같다.

1) 공항 콘크리트 포장에서 발생하는 온도응력의 정량화에 관한 검토

○ 공항콘크리트 포장과 같이 바닥두께가 두꺼운 경우는 콘크리트바닥 깊이 방향의 온도 분포가 비선형분포가 되고, 휨 구속응력에 대해 내부구속응력이 크고 이들의 합인 온도응력은 바닥 두께가 두꺼울수록 저감하는 경향이 있다

○ 최대온도응력과 최대 판상하면 온도차의 관계로부터 최대온도응력은 최대판 상하면 온도차를 설명 변수로 하는 1차식에 의하여 정밀도 높게 추정 가능하다. 또한, 바닥두께가 두꺼울수록 온도응력은 약간 작은 경향이 있다.

○ 온도응력이 최대가 되는 것은, 판상하면 온도차가 최대가 되는 시간인 2, 3시간 후이다. 어느 시간에 바닥에 발생하는 온도응력을 추정하기 위해서는 제안한 온도 응력식에 2, 3시간 전의 판상하면 온도차를 입력함으로써 정밀하게 추정할 수 있다.

○ 콘크리트 판에 발생하는 온도응력에 대하여, 상층 노반재료의 차이에 의한 영향은 작다. 한편, 바닥두께의 영향은 크고, 온도 응력식에서의 계수는 바닥두께에 비례하여 작아진다.

2) 열적외선 화상에 의한 공항 아스팔트포장 층간박리 검출수법에 관한 검토

○ 적외선 열화상 카메라를 이용한 심야 조사에 의하여 열적외선 화상에 의한 층간 박리를 어느 정도 검출하는 것이 가능하다. 또한 시속 약10km/h의 속도로 주행 하면서 촬영한 동화상으로부터 층간 박리의 검출이 가능하다.

○ 촬영각도와 촬영높이를 조절함으로써 포장표면의 흠(grooving)의 영향을 작게 하는 것이 가능하다.

○ 층간 박리의 위치가 얕은 경우, 온도포장이 하루 중 크게 상승하고 일몰 후에 크게 저하하는 여름과 맑은날에 층간박리로 기인하는 포장표면 온도차이가 커진다.

○ 하루의 기온차, 일중의 적산일사량, 하루의 평균풍속으로부터, 층간박리에 기인 하는 포장표면 온도차이를 유추하는 것이 가능하다.

○ 조사실시 가능 일을 검토한 결과, 비교적 높은 위도의 공항에서도, 봄부터 가을까지 조사가 가능하다.

3) 주행시의 항공기 거동을 고려한 공항포장 평탄성 관리기준에 관한 검토

○ 항공기종의 차이는 활주로주행시의 항공기 응답에서 뚜렷하다. B747은 장파장의 노면을, DC-9에서는 단파장의 노면을 주행할 때에 대표연직가속도가 커지는 경향이 있다.

○ 유도로 주행 시에는 주행속도에 의하지 않고, 특정의 시간진동수일 때 수직가속도 가 최대가 된다. 이에 반하여, 활주로 주행시의 경우 연직가속도가 최대가 될 때의 시간 진동수는 일정하지 않고, 파장에 의해 변화한다.

○ 일련의 해석 결과를 정리하여, 유도로 및 활주로의 평탄성 관리기준을 제안한다.

○ 활주로의 평탄성 관리기준에 대하여는, 횡단프로파일을 기초로 하여 파장마다의 요철량과 평탄성 관리기준을 비교함으로써, 항공기의 응답을 고려한 공항포장의 평탄성 평가가 가능하다.

○ 유도로의 평탄성 관리기준에 대하여는 실제의 항공기에서 발생하는 연직가속도와 항공기 응답시뮬레이션에 의한 결과의 검증을 실시할 필요가 있다.

이 연구에서 이상과 같은 결론을 도출함으로써 공항 활주로 포장의 설계·유지관리 수법의 고도화가 가능하게 되었다.

▣ 원문제목: 空港？？の設計？維持管理手法の高度化に？する？究

▣ 원문의 주요목차*********************************************************************

1. 연구의 배경 및 목적

2. 공항 콘크리트 포장에서 발생하는 온도응력의 정량화에 관한 검토

3. 열적외선화상에 의한 공항 아스팔트포장 층간박리 검출수법에 관한 검토

4. 주행시의 항공기 거동을 고려한 공항포장 평탄성 관리기준에 관한 검토

5. 결론