간행물
한국도로학회논문집 KCI 등재 International journal of highway engineering
- 발행기관 한국도로학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1738-7159 (Print)2287-3678 (Online)
- 수록기간 1999 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 534DDC 625
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제10권 제1호 (2008년 3월) 16건
1.
2008.03
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도로기하설계의 기준이 되는 요소에는 시거(視距), 차량의 안정성, 운전자의 안락감, 배수, 경관 등이 있으며, 이 중 선형 결정에 있어서 가장 결정적인 요소는 시거이다. 도로와 그 위를 주행하는 운전자의 관찰 행위는 분명히 입체적인 특성을 가지고 있다. 그러나, 현행의 도로설계는 과정상 여러 가지 제약조건으로 인해 평면과 종단을 분리하여 2차원적으로 시거를 분석하여 설계시 적용하여 왔다. 입체시거의 계산이 까다롭고 2차원적인 시거가 실제의 입체시거와 크게 차이가 나지 않는 것도 그 원인에 포함된다. 하지만 최근의 도로안전에 관한 연구에서 도로일관성이 대두되었고, 이러한 일관성 평가를 위해서는 안전요소들의 안전여유(safety of margin)를 계산할 수 있어야 한다. 따라서 시거에 관한 정확한 안전여유를 계산하기 위해서는 정확한 입체시거의 적용이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구는 임의의 평면선형과 종단선형의 합성으로 이루어진 도로선형에서 입체시 거를 계산할 수 있는 모형을 유도하는데 초점을 두었다. 제시되는 모델을 이용하여 도로선형을 가정한 후 시거분석을 실시해 보았으며 2차원적 시거와의 단순비교를 통하여 두 경우의 시거에 차이가 있음을 확인하였다. 제안된 모델은 3차원 도로선형에 대한 설계기준을 정량화 하거나 입체시거 분석이 요구되는 도로안전의 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
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2.
2008.03
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본 논문은 하중재하시 강상판교의 방수층과 교면포장에서 발생하는 거동을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 포장표면에 연직방향으로 작용하는 차량하중과 수평방향으로 작용하는 차량의 제동하중의 크기에 따른 포장체와 방수시트에 발생되는 응력을 산정하였다. 그리고 강상판 두께 및 강성. 포장층 두께, 차량제동하중, 온도 등의 변수가 포장체의 응력변화에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 분석하였다. 방수층의 전단응력은 강상판의 두께가 얇아지고 강성이 감소할수록 증가하였으며, 강상판의 두께가 150mm이상의 경우와 탄성계수가 2×105MPa이상의 경우에는 그 영향이 미비하였다 또한 교면 포장의 두께가 얇아지고 온도가 낮아질수록 방수층의 전단응력이 증가하였다. 포장체 하부에서 발생하는 인장변형률은 고온에서 최대가 되었으며 두께가 증가할수록 감소하였다.
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3.
2008.03
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사고예측모형은 도로에서 발생한 교통사고자료를 통계적으로 모형화한 것으로 종속변수는 과거의 사고건수가 되고 설명 변수로는 주로 사고가 일어난 장소의 도로 기하구조 조건, 교통조건, 운영조건 등 도료의 속성자료가 이용된다. 기존의 사고예측모형의 한계를 극복하고자 새로운 방안인 Hauer의 연구를 구체적으로 소개하고 이를 국내 고속도로 사망사고자료를 통해 적용하였다. Hauer의 방법론에 의한 사고예측모형을 구축한 결과 AADT와 종단구배를 통해 사고예측모형의 적합도를 상당히 높일 수 있었으나, 곡선반경은 사고건수와 직접적 인 관련이 있는 것으로 파악되지 않았다. 이러한 사고예측모형은 기존의 모형과 비교 시 여러 설명변수 중 어떤 변수가 모형에 도입되어야 하는지를 결정할 때 분명한 근거를 지니기 때문에 중요한 변수가 누락되거나 혹은 중요하지 않는 변수가 도입될 가능성 이 낮아지는 장점을 지니고 있다.
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4.
2008.03
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본 연구는 도로기하구조 요인과 교통사고간의 관계를 규명하기 위하여 CART분석을 이용하여 전국의 4차로 국도를 대상으로 교통사고예측모형을 개발하고, 다중회귀모형, 확률회귀모형과 CART분석모형을 비교 분석하여 개발한 모형의 적합도를 검증하였다. 연구결과로는 첫째, 변수간의 복합적인 상호관계를 설명할 수 있는 CART분석을 이용하여 국도의 교통사고 예측모형을 개발하고 도로기하구조 요인에 따라 표준교통사고율을 의미하는 교통사고발생도표를 제시하였다. 둘째, CART분석모형에 근거하여 교통사고 발생률에 큰 영향을 미치는 도로기하구조 요인이 구간거리(km), 횡단보도폭(m), 횡단길어깨(m), 교통량 순으로 나타났다. 셋째, CART분석모형의 적합도 검증결과, CART분석모형이 실제교통사고율을 타 모형에 비해 전반적으로 잘 묘사하고 있었으나, 각 모형별로 교통사고율의 크기에 따라 교통사고율이 비교적 낮은 구간에서는 다중회귀모형이, 평균이상의 교통사고율을 나타내는 구간에서는 포아송 회귀모형의 예측력이 높았으며, CART분석모형은 교통사고율의 크기와 상관없이 우수한 예측력을 보였다. 넷째, 도출된 교통사고발생도표는 도로기하구조 조건에 따른 표준교통사고율을 제시해주기 때문에 도로설계 시에 안전한 기하구조 설계요소 선정기준을 제시 할 뿐만 아니라, 교통사고 잦은 지점개선사업추진 시 사업의 우선순위를 판단할 수 있는 기준을 제시하는 등 정책적 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다.
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5.
2008.03
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이 논문은 가파른 경사면 전면에 시공되는 낙석방지벽에 작용하는 토압의 특성에 대한 내용을 다룬다. 낙석방지벽 배면되메움 공간은 주동상태의 흙쐐기가 완전히 형성될 만큼의 공간이 없고, 토압의 특성은 벽체의 이동과 벽체와 절취사면 사이의 좁은 간격에서 발생하는 아칭 효과의 영향을 크게 받기 때문에 해석적으로 신뢰성 있는 규명이 되지 않고 있다. 연구는 실내에서 축소모형에 대한 원심력시험을 통하여 수행되었다. 연구결과는 낙석방지공 배면토압이 지반의 경사각과 벽체이동에 크게 영향 받음을 보여주었다 벽체상반부에서는 벽체이동에 의한 토압감소가. 하반부에서는 아칭 효과가 뚜렷하게 나타남을 보였다. 이 연구결과에 의하면 낙석방지벽 설계에서 벽체에 작용하는 토압은 지반경사와 공사중 또는 완공후의 벽체 이동조건을 고려하여야 함을 알 수 있었다.
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6.
2008.03
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본 논문은 대표적인 도로상 지반재료에 대한 반복하중 작용시 변형특성을 평가하였다. 회복변형과 영구변형의 중요한 두 가지 계수를 반복재하 삼축시험의 결과를 통하여 추정하였다. 또한 응력상태와 환경조건, 그리고 재료특성을 각각 고려하여 영향을 비교 분석하였다. 국내 도로지반재료는 억물림과 변형후 회복적인 특성으로 인해 재료의 영구변형은 일정한 증가율을 가지며 이후 거의 일정변형율로 수렴하는 것으로 관측되었다. 연구결과선정된 영구변형 모델과 계수는 일정한 회수의 반복하중이 가해진 이후 변형을 예측하는데 적합함을 알 수 있었다.
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7.
2008.03
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교통하중하의 포장구조체에 대한설계나 비선형해석에 있어 도로하부재료의 회복변형특성이 활용되고 있으나 국내에서는 관련연구가 매우 미진한 실정이다. 또한 매우 제한적인 범위의 자료만이 회복탄성계수를 추정하는데 활용되고 있어 본 연구에서는 도로기초 지반재료인 보조기층과 노상토를 대상으로 비선형특성을 파악하기 위한 반복재하 회복탄성계수 시험을 실시하였다. 또한 이를 토대로 응력조건을 고려한 회복탄성계수 예측모델과 적합한 응력의존 모델을 결정하고 이를 이용하여 유한요소 해석방법을 활용하여 포장체 및 도로하부 지반재료에 대한 거동을 파악하였다.
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8.
2008.03
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아스팔트 혼합물의 수분손상은 물의 침투로 인해 아스팔트 피막과 골재 사이의 부착력이 손실되면서 발생하는 현상으로서, 이는 아스팔트 포장의 주요 파손형태 중 하나인 포트흘의 주요원인으로 알려져 있다. 이에 본 연구는 반복적인 수침에 의한 수분손상이 일반 아스팔트 혼합물의 재료물성에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 이를 위해 기존의 수분손상 시험법인 수정 라트만 시험의 수분 동결-응해 방법을 반복적으로 적용한 일반 아스팔트 혼합물을 대상으로 간접인장시험에 의한 상온물성의 변화특성을 평가하였다. 이를 통해 일반 아스팔트 혼합물의 상온물성은 수침횟수의 증가에 따라 초기에는 급격하게 감소하다가 이후 완만한 감소추세를 나타내었으며, 초기 수분손상에서 물성값의 약 50% 이상이 손실되는 것으로 관측되었다. 또한 파괴시점을 고려한 아스팔트 혼합물의 조기 수분손상 특성을 파악하는데, 25℃의 파괴 에너지와 크리프 변형 에너지를 이용한 재료물성의 손상비가 가장 높은 상관성을 나타내는 것으로 평가되었다.
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9.
2008.03
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형상이 일정하지 않은 구조에 충돌하는 차량의 탑승자 안전을 확보하기 위해서 그 구조물의 앞에 공간이 허용하는 한도의 깊이만큼 충격을 흡수하는 재료로 만든 모듈을 쌓아두는 방법을 생각할 수 있다. 충격흡수모듈로 사용되기 위해서는 재료가 충분한 에너지 흡수능력을 가져야 하고 동시에 탑승자의 안전을 확보할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 에너지 흡수능력과 더불어 탑승자의 안전을 보장하기 위하여 충격흡수재료가 가져야 할 조건을 설명하고 auard-Guard 시스템 모듈, 샌드백, 재활용 타이어, 지오컨테이너, 지오셀 그리고 EPS 블록에 대한 정적압축실험을 실시하여 그 결과를 분석하였다. 이로부터 30kg/m3의 밀도를 갖는 EPS 블록이 쿠션모듈로 사용되기 적합한 재료임을 보였다. 한편 시속 35.6km/h까지의 충돌조건으로 Drop Test를 실시하여 EPS블록의 정적특성과 동적특성간 큰 차이가 없음을 보여 주었으며 쿠션모듈로서의 성질을 개선시키기 위한 방안으로 EPS 블록에 공극을 두는 방안을 제안하고 공극이 있는 EPS블록에 대하여 Drop Test를 실시하여 EPS 블록을 이용한 충격흡수시설의 설계에 필요한 재료적 특성치를 제시하였다.
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10.
2008.03
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도로변에는 다양한 부정형의 구조물들이 방호되지 않은 채 노출되어 있어서 통행차량에 큰 위험요소가 되고 있다. 이러한 부정형 구조물을 효과적으로 방호하는 수단으로 구조물 앞에 에너지흡수형 모듈을 적층구조로 쌓는 방법이 있다. 본 논문은 EPS블록으로 구성된 모듈타입의 충격흡수장치를 차량과 충격흡수장치간의 에너지 평형원리를 이용하여 해석하는 방법을 소개하고 0.9ton-500km/h, 0.9ton-60km/h and 0.9ton-70km/h의 충돌조건에 대한 수치 예제로 설명하였다. 이 방법은 최대가속도, 충돌변형에 걸리는 시간 모든 모듈에 대한 변형이 완료되기 전에 차량의 완전한 정지여부 등에 대한 예측을 가능하게 하지만, 모듈 수만큼의 매우 듬성듬성한 속도 및 가속도 데이터를 주기 때문에 RA와 OIV같은 안전지수를 구하기 위해서는 보간법을 이용한 데이터 수의 확대가 필요하다. 선형 및 스플라인 보간법을 이용하여 안전도를 분석하고 결과를 비교 분석하였다.
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11.
2008.03
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온도 및 수분 등과 같은 환경적인 요인들은 슬래브의 컬링을 유발하여 줄눈 콘크리트 포장의 장기적인 거동과 공용성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 하지만, 콘크리트 슬래브의 컬링에 관한 상세한 조사가 부족한 실정이므로 컬링과 이에 미치는 요인들의 관계는 아직까지도 명확하게 정의되지 못하고 있다. 본 연구에서는 현장에 건설된 줄눈 콘크리트포장의한 슬래브에 각종 계측기를 매설하여 콘크리트 슬래브의 온도, 상대습도, 변형률, 연직변위, 그리고 슬래브 좌우측 줄눈부의 수평방향 움직임을 조사하였다. 콘크리트 타설 직후부터 약 4일간 측정된 현장자료를 분석하여 초기 재령 콘크리트 슬래브의 컬링에 미치는 온도 및 수분의 영향과 줄눈강성의 크기에 따라 컬링이 구속되는 정도를 조사하였다. 콘크리트 슬래브의 컬링은 주로 온도의 영향 때문에 24시간주기의 사이클을 나타내었으며. 장기적인 건조수축의 영향으로 상향의 컬링이 점차 증가하는 경향을 보였다. 또한, 컬링의 크기와 변화량이 골재 맞물림 등에 기인하는 줄눈강성에 영향을 크게 받는 것으로 조사되었다. 향후 온도에 의 한 계절별 줄눈강성의 변화와 장기적인 건조수축이 콘크리트 슬래브의 컬링에 미치는 영향을 추가로 조사할 예정이다.
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12.
2008.03
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콘크리트포장은 시공초기의 품질관리수준에 따라 전체수명이 결정될 정도로 시공초기의 품질관리가 매우 중요하다. 이러한 초기 품질관리는 콘크리트포장의 초기거동을 잘 파악하여 초기거동을 조절할 수 있는 방안을 도출하는 것이 중요하다. 콘크리트포장의 초기거동에 영향을 주는 요소는 크게 두 가지가 있다. 첫째는 콘크리트의 건조수축이고, 두 번째는 수화열 및 대기온도 변화에 따른 포장체의 온도변화이다. 따라서, 콘크리트의 열팽창계수와 건조수축은 콘크리트의 초기거동에 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 지금까지의 열팽창계수는 완전히 양생된 콘크리트에 대해 실험하는 것이 일반적이었기 때문에 시공초기에 열팽창계수를 얻는데 한계가 있어 왔다. 또 건조수축도 시간방법의 한계로 초기 건조수축을 측정하는데 어려움이 있어 왔다. 본 연구에서는 콘크리트포장의 초기 거동을 조절할 수 있는 방안을 도출하기 위하여, 콘크리트의 초기 건조수축과 열팽창계수를 측정하고 이를 통해 콘크리트포장의 초기 거동 예측프로그램의 입력변수들과 적용 모델들에 대한 자료제공 및 검증을 위 한 기초자료를 제공하는데 그 목적을 두었다. 본 연구에서 얻은 결론은 현장에서 초기 콘크리트의 열팽창계수 값을 측정한 결과 8.9~10.8×10-6/℃ 값을 나타내었으며, 콘크리트의 건조수축에 있어서 깊이별 effect와 size effect가 존재하는 것으로 분석되었다.
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13.
2008.03
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국내에 설치되고 있는 가드레일의 단부처리시설(end treatments)은 차량의 관통이나 전복을 유발할 수 있는 형상을 하고 있어 사고 시 탑승자가치명상을 입을 가능성이 매우 높다. 실제로 차량이 가드레일의 단부에 충돌하였을 경우, 가드레일이 차량내부를 관통하여 탑승자에게 직접적인 상해를 입히는 경우가 발생되고 있다. 본 연구에서는 미국과 유럽의 성능평가기준(performance evaluation criteria)에 근거하여 국내 실정에 적합한 단부처리시설에 관한 성능평가기준(안)을 제시하였다. 또한 외국의 설치사례 및 연구사례를 조사하여 단부처리시설의 mechanism을 파악하고 국내 도로환경 에 적합한 단부처리시설을 제안하였다. LS-DYNA 프로그램을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 단부처 리시설에 대한 성능을 검증한 결과 성능평가기준(안)에 모두 만족한 결과를 보였으며, 개발 단부처리시설에 대한 실물차량 충돌시험을 수행한 결과 성능평가기준(안)의 탑승자 보호성능, 단부처리시설의 거동, 충돌 후 차량의 거동을 모두 만족하였다. 국내 최초로 탑승자의 안전을 고려하여 개발된 단부처리시설이 고속도로나 국도에 설치된다면 단부충돌사고의 심각성을 감소시켜 도로의 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.
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14.
2008.03
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주행하는 차량이 도로포장에 가하는 동적 하중은 포장표면의 거칠기에 따라 그 크기가 변화하게 되며 설계하중보다 큰 하중이 재하 될 경우에는 포장의 공용성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 포장표면의 평탄성에 대한 지불규정을 시방에 적용하여 포장의 성능 및 품질향상을 도모하기 위한 기본연구로써 도로포장의 표면에 거칠기가 있을 때 주행차량에 의한 동적 하중 크기의 변화를 분석하였다. 먼저 평탄성이 좋지 않은 오래된 포장과 평탄성이 좋은 새로운 포장에서 구한 평탄성 데이터를 이용하여 구조해석을 수행함으로써 이러한 포장에서 차량이 주행할 때 동적 하중의 크기 변화를 비교 분석하였다. 그리고 차량속도와 표면 거칠기의 진폭 및 파장이 차량 동적 하중 크기에 미치는 영향을 가상의 평탄성 데이터를 구성하여 분석하였다. 이러한 표면 거칠기에 의한 동적 차량하중 크기의 증가는 포장의 응력 및 변형률에 영향을 미치며 궁극적으로 포장의 공용성과 연관되기 때문에 표면 거칠기와 포장의 공용성과의 관계를 유출하는 방법을 제시하였다
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15.
2008.03
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본 연구의 목적은 출발시각기준 실시간 링크통행시간 추정정보의 질을 평가하는 것이다. 이에 본 연구는 통행시간 정보의 질을 정확성(추정오차)과 신속성(시간처짐) 측면에서 평가하였다. 그리고 통행시간 정보의 질과 링크길이 및 혼잡수준과의 관계를 규명하였다. 분석결과, 출발시각기준 실시간 링크통행시간 추정정보의 정확성과 신속성은 서로 상충관계임을 알 수 있었다. 또한 정확성을 나타내는 '추정오차' 는 계통오차(systematic error)와 혼잡수준을 반영하는 평균자승오차(MSEE)로 구성되는 것으로 분석되었다 시간처짐은 '최소시간처짐', '혼잡에 의한 시간처짐', '갱신간격에 의한 시간처짐'으로 구분하여 평가하였다. 이를 실제 AVI자료에 적용한 결과, 링크길이와 혼잡수준에 관계없이 추정오차가 5%일 때, 시간처짐은 약 10분 정도 발생하는 것으로 나타났다.
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16.
2008.03
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최근 들어 널리 확대되는 ITS시설과 장비의 효율적인 활용을 위해서는 실시간 통행시간예측과 같은 핵심기술의 개발이 매우 중요하다. 실시간 통행시간 예측기술을 통해 도로 이용자에게 통행시간 정보를 제공해줌으로써 운전자가 정보에 기반을 둔 선택을 할 수 있게 되며, 이에 따라 도로이용자의 통행 효용 및 도로시설 이용효율을 극대화할 수 있다. 본 연구에서는 자료 성질이 다른 VDS정보와 AVI정보를 하나의 틀 안에서 융합하는 모형을 제시하였으며, 이를 통해 VDS정보의 실시간성과 AVI 정보의 현실반영 특성을 반영한 통행시간추정이 가능하게 되었다. 또한 실시간 교통정보 제공을 위해 알고리즘의 수치연산 처리량이 실시간 현장 적용이 가능한 수준이 되도록 모형을 개발하였다. 본 연구에서 제시된 통행시간 추정 모형의 적용가능성과 신뢰성은 실제 국도 교통량자료를 이용하여 검증하였다. 실험결과에 따르면 본 모형은 연산처리 효율성이 매우 우수하여 실시간 운영 이 가능할 뿐만 아니라 실시간으로 수집되는 검지정 보를 사용함으로써 예측의 정확도를 향상시켰다. 특히 본 연구에서 제시한 이질적 자료의 융합방법은 향후 새로운 형태의 검지자료를 활용하는데 있어서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
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