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콘크리트포장의 럼블스트립 형태에 따른 진동 데시벨 측정

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/341236
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한국도로학회 (Korean Society of Road Engineers)
초록

럼블스트립에 의해 발생하는 진동의 크기는 럼블의 형태에 따라 변화하게 되는데, 럼블스트립의 깊이나 폭의 설계가 적절하지 못할 경우 차량의 타이어에 마모를 일으킬 뿐만 아니라 운전자에 과도한 진동이 전해져 불필요한 긴장감을 주어 사고로 이어질 가능성이 있다. 또한 실제 럼블스트립에 관련된 주변 주거지역과 운전자의 소음 및 진동에 관한 민원이 접수되고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 고속도로 톨게이트 진입로에 설치되어져 있는 럼블스트립의 형태 및 설계재원이 변화하는 경우에 따라 차량 내부의 운전자가 핸들을 통해 감지할 수 있는 진동 데시벨의 크기를 측정하고 진동데시벨-럼블 형태의 관계를 찾고자 한다.
럼블스트립의 형태에 따라 운전자가 감지할 수 있는 진동 데시벨을 측정하기 위하여 다음 그림. 1~4와 같은 4가지 럼블을 측정대상으로 선택하였다. 진동을 측정하기 위한 차종은 기아 자동차의 K-5, 현대 자동차의 Starex로 선택하 였다. 또한 도로노면상태는 젖은 상태의 노면과 마른 상태의 노면 두 가지 상황으로 분류하였다. 서로 다른 럼블스트 립은 3.4m의 일정한 간격을 유지하며 분리되어 있다. 차량의 진동 측정 주행속도는 40km/hr, 60km/hr, 80km/hr, 100km/hr의 4가지 속도로 분류하였으며, 제동거리의 문제 때문에 100km/hr를 측정하지 못한 경우도 존재한다. 한 럼블당 측정횟수는 측정의 정확성을 위하여 3~4회 실시하였다.
위와 같은 조건하에 측정되어진 진동은 펄스장비에 의해 디지털 신호화되며, 최종적으로 주파수분석을 통해 주파수 별 진동의 크기를 구할 수 있다. 주파수 분석에는 주파수 별 진동 크기를 이산적으로 도출 가능한 DFT(Discrete Fourier Transform) Analysis와 DFT분석의 주파수 별 반복되는 계산과정을 개선하고 주파수 별 진동 크기를 연속적으로 도출 가능한 FFT(Fast Fourier Transform) Analysis, 이러한 FFT분석 과정 중 일정한 밴드폭에 가중치를 부과하여 옥타브 중심 주파수에 대해 이산적으로 진동의 크기를 도출할 수 있는 CPB(Constant Percentage Bandwidth) Analysis 등의 여러 방법이 존재한다. 하지만 본 연구에서 최종적으로 도출하고자 하는 것은 주파수 별 진동의 크기가 아닌 운전자가 직감 가능한 진동 데시벨을 구하고자 하는 것이기 때문에 주파수 분석 중 1/24 OCT Band Analysis를 사용하고자 한다. 진동 데시벨은 다음 표 1과 같이 ANSI(American National Standards Institute) S1.8-1989에 의해 도출되어진다.

저자
  • 김도완(서울과학기술대학교 건설시스템디자인공학과 석사과정)
  • 김하연(서울과학기술대학교 건설시스템디자인공학과 학사과정)
  • 문성호(서울과학기술대학교 건설시스템디자인공학과 조교수)
  • 안덕순(한국건설기술연구원 도로포장연구실 수석연구원)