이 연구 주제는 도로 및 건설 재료가 생산과 시공 과정에서 환경에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 보다 지속가능한 건설을 위한 기준을 마련하는 데 목적이 있다. 연구실은 탄소배출량만이 아니라 자원고갈, 산성화, 부영양화, 오존층 파괴, 광화학 산화물 생성, 생태독성, 인체독성 등 다양한 환경영향 범주를 함께 고려해야 한다는 문제의식을 바탕으로 연구를 수행한다. 이는 기존의 단일 지표 중심 평가를 넘어, 재료별 특성을 반영한 종합 환경평가 체계를 구축하려는 접근이다. 구체적으로는 LCA(전과정평가)와 LCIA(전과정영향평가) 방법론을 적용하여 도로 건설 재료 및 건설폐기물의 주요 환경영향 범주를 분석한다. 도로 사업에서 사용되는 주요 재료들이 어떤 영향 범주에 크게 기여하는지 도출하고, 건축 시공 단계에서 발생하는 폐기물 가운데 환경영향 기여도가 높은 폐기물을 식별함으로써 우선관리 대상을 제시하였다. 특히 콘크리트, 시멘트, 철근, 단열재 등 양적으로 많거나 또는 양은 적어도 환경기여도가 큰 재료를 구분해 관리 전략을 세울 수 있도록 한 점이 연구의 실용적 강점이다. 이러한 연구는 탄소중립 시대의 건설산업 전환에 매우 중요한 기반 자료를 제공한다. 공공 인프라 발주, 친환경 설계, 건설폐기물 감축 정책, 녹색조달 기준 수립 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 향후에는 경제성·내구성·환경성을 동시에 고려하는 통합 평가 체계로 확장될 수 있다. 연구실의 성과는 지속가능한 도로 및 건설 시스템 구현, 그리고 환경영향을 줄이는 재료 선택과 시공 전략 수립에 실질적인 도움을 준다.

이 연구 주제는 매설관, 터널, 사면과 같은 지중 및 지반 구조물의 거동을 정밀하게 이해하고, 다양한 현장 조건에서의 안정성을 평가하는 데 초점을 둔다. 연구실은 지반공학의 기본 원리와 실제 인프라 문제를 연결하여, 하중 조건, 지하수, 포화 상태, 공동 발생, 배면토 특성 등 복합 요인이 구조물의 응력 분포와 변형, 균열 진전에 미치는 영향을 분석한다. 특히 실제 시공 및 유지관리 과정에서 자주 발생하는 불확실성을 반영해 보다 현실적인 설계와 진단 기준을 제시하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 3차원 유한요소해석, 비선형 탄소성 모델링, 재료별 강성 및 토압 분포 분석 등 수치해석 중심의 접근을 적극 활용한다. 매설 콘크리트 관에 대한 연구에서는 주변 지반의 강성 차이, 상재하중, 측압, 지하수 및 공동 유무에 따라 토압 재분배와 균열 전파 양상이 어떻게 달라지는지 규명하였다. 또한 터널 및 굴착 안정성, 팽창성 암반의 장기거동, 방향성 굴착의 안정 문제 등도 함께 다루며, 지반-구조물 상호작용을 통합적으로 해석하는 연구 역량을 축적하고 있다. 이러한 연구는 노후 지중 인프라의 안전성 확보, 재해 위험 저감, 유지관리 비용 절감에 직접적으로 기여할 수 있다. 도시화와 기후변화로 인해 지반환경이 점점 복잡해지는 상황에서, 정밀 해석 기반의 안정성 평가 기술은 매설관 파손, 터널 변형, 사면 붕괴와 같은 사회기반시설 리스크를 사전에 줄이는 핵심 수단이 된다. 연구실의 성과는 향후 스마트 유지관리, 디지털 트윈 기반 인프라 진단, 재해영향평가 고도화로도 확장될 가능성이 크다.

이 연구 주제는 포장도로의 장기 성능을 예측하고, 수분 침투로 인해 발생하는 손상 메커니즘을 규명하는 데 중점을 둔다. 아스팔트 포장체는 반복 교통하중과 환경 변화에 장기간 노출되며, 특히 수분은 재료 간 접착력 저하와 내부 응집력 약화를 유발해 균열과 파손을 촉진한다. 연구실은 이러한 수분손상이 도로 수명 저하의 핵심 원인이라는 점에 주목하고, 기존 도로와 신설 도로 모두에 적용 가능한 예측 모델 개발을 추진하고 있다. 연구 방법론으로는 실내실험, 재료 열화 분석, 멀티스케일 해석기법, 그리고 XFEM(확장 유한요소법)을 활용한 균열 및 파괴 거동 모사가 포함된다. 이를 통해 수분 침투 정도에 따른 파괴 모드의 차이, 재료 계면에서의 박리 거동, 혼합물 내부의 응집 파괴 특성을 정량화하고, 포장체 수명 예측 모델의 정확도를 높인다. 박사 및 박사후 연구 경력에서도 포장재 모델링 경험이 축적되어 있어, 포장 재료의 점탄성 변형, 저온균열, 혼합물 구조 특성까지 연계한 해석이 가능하다는 점이 특징이다. 이 연구는 도로 유지관리 의사결정의 과학화를 가능하게 한다는 점에서 중요하다. 단순한 사후보수 방식에서 벗어나, 손상 발생 이전에 성능 저하를 예측하고 최적의 보수 시점을 제안함으로써 예산 효율성과 도로 서비스 수준을 동시에 높일 수 있다. 앞으로는 기후조건, 교통량, 재료 조성, 현장 계측 데이터를 통합한 예측 모델로 발전하여, 보다 정교한 포장관리시스템과 연계될 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구 주제는 겨울철 도로와 터널에서 발생하는 결빙 및 블랙아이스 문제를 해결하기 위한 발열형 제설·해빙 기술 개발에 집중한다. 기존의 염화칼슘 살포나 금속 열선 방식은 구조물 내구성 저하, 유지관리 비용 증가, 작업 부담 등의 한계가 있어, 연구실은 탄소나노튜브와 탄소계 발열체를 활용한 새로운 도로 결빙방지 시스템을 제안해 왔다. 이 연구는 단순한 제설을 넘어, 도로 안전성과 운영 효율성, 에너지 사용의 경제성을 동시에 고려하는 기술 개발이라는 점에서 의미가 크다. 연구실은 실내실험, 수치해석, 현장실증시험을 통해 발열체의 열전달 성능과 최적 배치 조건을 검증하였다. 탄소나노튜브를 콘크리트 내부 발열요소로 적용하여 눈과 얼음을 녹이는 성능을 평가하였고, 발열체 간 거리, 발열 온도, 외기 조건, 실험 시간에 따른 유효 해빙 범위를 분석하였다. 더 나아가 유도배수 기능을 결합한 결빙방지 시스템, 노면 상태를 실시간으로 판단하는 스노우 멜팅 시스템, 도로 및 터널 라이닝용 온도제어장치 등 다수의 등록 특허를 확보하여, 연구 성과를 실제 적용 가능한 기술로 구체화하였다. 이 연구는 한랭지역 도로 안전 확보와 교통사고 예방에 직접적인 효과를 기대할 수 있다. 특히 산악지형과 터널 구간이 많은 지역에서 결빙은 중대한 재난요인이 될 수 있으므로, 능동형 발열 제어와 센서 기반 상태 판단 기술은 유지관리 패러다임을 사후 대응에서 사전 예방으로 전환시키는 역할을 한다. 향후에는 스마트센서, 자동 제어, 에너지 최적화 알고리즘과 결합하여 지능형 겨울철 도로 관리 시스템으로 발전할 가능성이 높다.