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안테나 기술 및 데이터 처리 기술의 발전으로 인하여 비파괴 시험 장비인 GPR(Ground Penetration Radar; 지표투과탐사장비) 장비의 적용이 확대되고 있다. GPR 장비는 송신기에서 지표면으로 전자기파 를 송출하고, 송출된 전자기파가 매질의 유전율에 따라 수신기로 반사되거나 회절 또는 산란되어 돌아오 는 시간 영역에서의 특성에 기초하여 지표 하부의 층구조 및 매설물을 조사할 수 있는 장비이다. 이러한 GPR 장비는 현재 포장층 두께조사, 지하 동공 및 지질조사, 터널 라이닝 및 구조조사 등 여러 분야에서 적용되고 있다.
외국에서는 GPR 장비의 적용분야 가운데 도로포장분야에서 GPR 장비를 포장층 두께 측정, 박리의 위 치조사, 포장층 밀도예측, 다우웰바 탐지 등에 적용할 수 있다고 알려져 있으나 아직 많이 활성화되어 있 지는 않은 상황이다. 국내에서는 일반국도 도로포장관리시스템(Pavement Management System; PMS) 에서 주로 포장층 두께 측정을 위해 GPR 장비를 활용하면서 그 적용범위를 확대하고자 노력하고 있으며, 500MHz 주파수의 접촉식 GPR 장비와 1.0GHz 주파수의 비접촉식 GPR 장비가 사용되고 있다.
최근 사회적으로 이슈화되고 있는 도로함몰 예방을 위한 동공 조사에 현재 도로포장분야에서 활용중인 GPR 장비를 적용하기 위해서는 먼저 각 주파수별 측정 깊이의 파악이 필요하다. 왜냐하면 측정 주파수가 높으면 해상도는 좋아지지만 전자기파의 측정 깊이가 작아지고, 측정 주파수가 낮으면 해상도는 낮아지지 만 전자기파의 측정 깊이가 커지기 때문이다. 따라서 주파수별로 어느 정도 깊이까지 전자기파가 침투할 수 있는지, 측정된 데이터의 해상도가 어떻게 나타나는지 확인하여 사용목적에 적합하게 사용할 필요가 있다.
본 연구에서는 포장표면에서부터 깊이별로 스티로폼으로 모사한 동공을 설치하고 250MHz, 500MHz, 800MHz 주파수의 접촉식 GPR 장비와 1.0GHz 주파수의 비접촉식 GPR 장비를 사용하여 동일한 구간을 측정한 후, 각각의 B-scan 결과를 비교하였다. 그 결과, 포장층 두께 정도의 깊이를 조사하기 위해서는 1.0GHz 주파수의 비접촉식 안테나를 사용하는 것이 가능하지만, 1.5m 깊이 부근까지의 동공 여부를 조 사하기 위해서는 500MHz 주파수 정도의 접촉식 안테나를 사용해야 하는 것으로 나타났다.
