간행물
한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집
- 발행기관 한국도로학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 반년간
- 수록기간 1999 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 534DDC 625
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2024년도 한국도로학회 봄학술대회 발표논문 초록집 (2024년 3월) 53건
21.
2024.03
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자율주행차 상용화 시대를 가속화하기 위해 실제 도로에서 다양한 실증 프로젝트를 수행중이다. 그러나, 자율주행차와 비자율주행차 가 혼재된 혼합교통류 환경에서 발생할 수 있는 다양한 문제의 원인을 파악하고 선제적인 안전대책을 강구하는 노력은 미비한 실정이 다. 특히, 기존 비자율주행차 측면의 주행안전성을 고려하여 설계된 도로 시설 특성으로 인해 자율주행차의 주행안전성이 저하될 수 있다. 또한 기존 비자율주행차의 주행안전성을 저해함과 동시에 자율주행차의 주행안전성도 저해하는 도로 시설 특성이 존재할 가능 성이 있다. 본 연구에서는 상암 자율주행차 시범운행지구에서 수집된 automated vehicle data (AVD)를 활용하여 자율주행차와 비자율주 행차의 주행안전성을 평가하고 도로 시설 특성 측면의 영향요인을 도출하였다. 주행모드별 주행안전성 평가를 위해 autonomous emergency braking system (AEBS) 위험 이벤트 기반의 driving risk index (DRI)를 개발하였다. 구간별 DRI가 발생하지 않은 구간을 very good으로 정의하고 발생한 구간을 25 percentile로 구분하여 good, moderate, poor, very poor 등급으로 정의하여 총 5개의 등급으로 구분 하였다. 또한, 현장조사을 수행함으로써 구간별 포함되어 있는 도로 시설 특성을 수집하였다. 주행모드별 주행안전성에 영향을 미치는 도로 시설 특성을 도출하기 위해 이항로지스틱 회귀분석을 수행하였다. 종속 변수의 경우 DRI 기반 안전등급 중 poor 이상 등급을 1, 그 외의 등급을 0으로 정의하였으며, 독립변수의 경우 현장조사를 통해 수집된 교차로 유형, 차로 수, 차로 폭, 추가차로 유무, 차량 진행방향, 불법주정차 유무, 버스정류장 유무, 자전거 차로 유무에 대해 명목형 변수로 설정하였다. 도출된 주행모드별 주행안전성 영 향 요인을 검토하고 향후 자율주행차 시대에 대비하여 선제적으로 개선이 요구되는 도로 시설 특성을 도출하고 도로 운영성 및 효율 성, 안전성 측면의 개선 방향을 제시하였다.
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22.
2024.03
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도로의 포장 상태의 노후화나 관리미흡으로 인하여 시민의 사유 재산 중 주요한 요소인 자동차 등의 손상이나 자동차 사고 로 이어질 수 있어 큰 사회적 비용이 발생할 뿐 아니라, 시민들의 불편과 불만을 초래할 수 있다. 최근 도로 포장의 경우 포트홀 발생 건수와 그에 따른 민원 및 소송 건수가 증가해 행정력 및 예산이 낭비되고 있으며, 서울시의 경우 포장도로 노후화 추이가 증가함에 따라 유 지 관리 비용 또한 증가하고 있다. SOC 시설물 안전성 강화에 대한 사회적 요구는 지속적으로 증가하고 있어 한정된 예산의 효율적 활용을 위한 첨단 유지관리기술 도입이 시급하다.
23.
2024.03
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최근의 국제사회는 경제성장에 따른 기상이변의 방지를 위한 국가 간 기후변화협력 체결(1992년)을 시작으로 환경 오염물질 배출 저감을 요구하고 있다(Moon et al, 2014). 따라서 최근에는 전 세계적으로 지구온난화와 기후변화의 원인이 되는 온실가스의 발생을 줄 이고자 노력하고 있으며, 건설 산업은 이러한 온실가스 배출량의 주요 원인으로 인식되고 있다(Kong et al., 2016) 교량 건설사업이 환 경에 미치는 정도를 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)방법을 활용하여 재료 및 공법의 지속가능성에 대한 객관적, 정량적 평가 체계를 구축하고자한다. 본 연구에서는 선행적으로 국내외 환경성적표지제도(Environment Product Declaration, EPD), 탄소발자국(Carbon footprint) 등을 분석함으로써, LCA 관련 제도에 대한 전반적인 동향을 파악하였다. 그다음, 국제적으로 통용되고 있는 제품 범주 규칙 (PCR)과 환경제품선언(EPD) 사례를 분석하여 LCA 관련 분석 범위를 확인했으며, 전과정영향평가(LCIA) 방법론과 국내외 LCI DB(Ecoinvent, Athena Pavement LCA, LCA PAVE 등)을 분석함으로써 국내외 환경 영향인자 관련 기술자료를 확보하였다. 또한, 건설 자재, 시공, 유지 관리 관련 설계 명세서, 표준품셈, 단가 산출표를 분석함으로써, 자재 투입량, 장비 연료 소모량에 대한 기초 DB를 도출하였다. 기존 프로그램을 토대로 고속도로 온실가스 산정 프로그램을 개발하여 건설자재, 수송, 시공, 유지 관리 단계에서의 탄소 배출량 산정 사례 분석을 수행했다. 교량 분야는 STEEL BOX교를 선정했다. 이에대하여 건설자재. 시공, 수송, 유지관리에 탄소배출량 을 산정하였다. 산정된 결과를 바탕으로 LCA분석의 기틀을 마련하였으며, 이를 통하여 추후 추가적인 기초 DB를 추가하여 교량 분야 전과정평가 LCA를 분석하기 위한 플랫폼을 제작할 예정이다.
24.
2024.03
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본 연구는 2011년에 개발된 한국형 포장설계법(KPRP)이 국내 도로포장 분야에서 어떻게 활용되고 있는지를 조사하며, 특히 JCP(적층 콘크리트 포장) 설계에 중점을 두고 다양한 해외 포장설계 프로그램과의 비교를 수행하였다. 이를 위해 AASHOTO Ware와 같은 국제적으로 인정받고 빈번히 활용되는 해외 프로그램을 선택하여 두 프로그램 간의 차이점을 파악하고자 했다. 비교 대상으로 선정된 AASHOTO Ware는 미국에서 개발된 프로그램으로, 차량 분류 및 기후데이터 활용과 관련하여 KPRP와는 다른 특징을 보인다. AASHOTO Ware는 차량을 16종으로 분류하는 반면, KPRP는 12종으 로 분류하며, 특히 화물차량에 대한 상세한 분류 기준을 가지고 있다. 또한, AASHOTO Ware는 실시간 기후데이터를 인터넷 기반으로 활용하는 반면, KPRP는 기상대에서 축적한 데이터를 사용한다. 두 프로그램 간의 Input 값은 기후데이 터와 교통량 데이터 중 차량 분류를 중심으로 비교하였다. 향후에는 AASHOTO Ware의 설계로직을 분석하여 더욱 세 밀한 비교를 진행하고, 두 프로그램의 설계 전이함수와 로직을 분석하여 KPRP 프로그램의 발전에 기여하는 것이 이 연 구의 최종 목표이다. AASHOTO Ware의 유연한 최종IRI값 설정과 상세한 차량 분류 기준은 KPRP의 발전 가능성을 탐 구하는 데 중요한 지표로 활용될 것으로 예상된다.
25.
2024.03
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국내 도로 포장설계법인 KPRP와 미국의 포장설계법인 AASHTOWare Pavement·TxCRCP-ME를 CRCP에 대해서 비교해보았다. CRCP 는 강성포장 중 하나로 줄눈이 없고 콘크리트 슬래브 내에 종방향 연속 철근을 삽입한 것이 특징이다. 줄눈부가 없으므로 줄눈부에서 발생하는 파손과 균열이 없어 주행성이 좋고 공용성이 우수하다. 또한 수명이 길어 장수명 포장에 적합하다. 이러한 특징으로, 국내 CRCP의 수요가 증가할 것으로 예상되어 CRCP를 기준으로 비교해보았다. 국내 포장설계법 개발 이전 AASHTO 설계법을 사용해왔지만, 여러 문제점과 한계가 존재하여 국내 실정에 맞는 포장설계법의 개발 이 필요해졌고, 결과적으로 오랜 연구 끝에 2011년 KPRP가 개발되었다. 이후 꾸준히 업데이트를 통해서 현재는 2016년 버전의 KPRP 를 사용하고 있다. 미국에서는 텍사스주의 TxCRCP-ME와 같이 주마다 각기 다른 포장설계법도 있지만, 보편적으로 AASHTOWare Pavement를 사용하여 역학적-경험적 설계를 하고 있다. 분석결과, 공용성 해석 결과 지표의 차이가 가장 컸으며, 이 외에도 피로하중 허용반복횟수, PunchOut 전이함수도 계산 방법과 로직의 계수가 조금씩 달랐다.
26.
2024.03
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본 연구의 목적은 보행로의 완충공간에 설치할 공유형 개인이동장치 주차구획을 합리적으로 설계하는 것이다. 공유형 개인이동장치 주차구획 설계를 위해 공유형 개인이동장치 주차구획의 주차형식별 규격과 주차용량을 산정하는 공식을 도출하였다. 본 연구의 방법 은 다음과 같다. 먼저 보행로 완충공간의 수직길이에 대한 기하학적 특성을 활용하는 것이다. 이를 바탕으로 공유형 개인이동장치 주 차구획의 수직길이에 대한 제약조건을 도출하였다. 다음으로 보행로 완충공간의 수평길이에 대한 기하학적 특성을 활용하는 것이다. 이를 바탕으로 공유형 개인이동장치 주차구획의 수평길이에 대한 제약조건을 도출하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 보행로 완충 공간의 수직길이에 대한 공유형 개인이동장치 주차구획의 주차형식별 규격을 바탕으로 주차구획 설계공식을 도출하였다. 보행로 완충 공간의 수평길이에 대한 공유형 개인이동장치 주차구획의 용량을 바탕으로 주차구획 설계공식을 도출하였다. 본 연구는 연구결과를 바탕으로 보행로의 완충공간에 설치할 공유형 개인이동장치 주차구획에 대해 최적의 주차형식과 주차용량을 도출하였다.
27.
2024.03
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최근 국내 겨울철 블랙아이스(Black Ice)로 인해 발생하는 교통사고가 증가하는 추세이며, 한국 도로교통공단 조사 결 과 2016～2020년 겨울철까지 블랙아이스로 인한 사고는 총 4,868건이며, 사상자는 8,938명인 것으로 조사 되었다. 도로상 태에 따라 건조대비 동결상태에서 교통사고 발생시 치사율이 43%로 높게 나타났다. 이러한 사고는 기온이 떨어지는 12 월부터 급증하여, 최저기온이 가장낮은 1월까지 증가한다. 블랙아이스는 도로에 쌓인 눈이 융해(해설)과 동시에 도로 위 각종 이물질과 결합 후 재동결하여 흑색 동결막을 형성하는 것을 말한다. 그 특성상 운전자가 차량내부에서 도로의 상태 를 쉽게 파악할 수 없으며 대부분의 운전자가 차량이 미끄러지기 시작함과 동시에 인지하여 사고가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 기존 포장체의 미끄럼 저항도를 상태별로 비교 분석하였다. 포장체의 미끄럼 저항성 정도를 파악하기 위 해 영국식 미끄럼저항 시험기 (British Pendulum Tester ; BPT)를 사용하였으며, 포장체의 종류로는 일반적인 밀입도 아스팔트 포장, 배수성 아스팔트 포장, 그루빙(포장 표면에 일정한 규격의 홈을 형성)을 적용한 콘크리트 포장, 그루빙이 없는 콘크리트 포장을 적용하였다. 미끄럼저항 실험은 관련 KS규격 및 ASTM규격에 준하여 실시하되 블랙아이스를 모 사하기위하여 표면온도 영하 2～3℃ 샘플에 강우를 모사한 물을 분사하며 영하 9℃로 10분 동결 후 2mm강수량을 모사 한 수분을 재 분사한 후 시험을 실시하였다.
28.
2024.03
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국토교통부는 2020년 '결빙 취약구간 평가 세부 배점표’에 따라, 전국의 고속국도와 일반국도를 대상으로 410개 구간의 결빙 취약구 간을 선정하였다. 그러나, 2021년 감사원의 결빙 취약구간 지정 적정성 감사 결과에서 감사원은 현재 지정ㆍ관리 중인 결빙 취약구간 및 결빙 취약구간 평가 세부 배점표의 적정성에 문제를 제기하였다. 이에, 국토교통부는 결빙 취약구간을 재지정하여 발표하였으나 그 에 대한 평가 및 지정 적정성 검증이 아직 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 결빙 취약구간과 결빙사고 데이터의 위치정보를 수집하여 GIS(Geographic Information System) 데이터로 구축하고 맵핑(Mapping)하여 결빙 취약구간 내 결빙사고이력을 확인함으로서 결빙 취약구간의 결빙사고 예측성능을 평가하였다. 또한, 각 결빙 사고 발생지점에서 도로시설, 교통, 선형구조, 환경인자 데이터를 수집하여 분석한다. 이를 통해 결빙사고와 각 인자 간의 상관성을 파 악하고, 그 결과에 따라 결빙 취약구간 평가 세부 배점표의 평가항목 및 각 항목별 배점을 수정하고 보완함으로써 결빙 취약구간의 신뢰성을 제고한다.
29.
2024.03
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Evaluation of Bond Strength Properties of Tack Coats in Asphalt Mixtures According to their PG Grade
택코트란 아스팔트 포장 공사 시 기존 아스팔트층과 신설 아스팔트 층 사이에 부착성을 증가시키기 위하여 사용되는 재료이다. 교통 하중으로 인해 포장 경계면에서 수평전단응력 및 수직인장응력이 발생하게 되는데 택코트의 유실, 양생 부족 등의 문제로 접착 성능 이 부족하면 포장층의 분리, 밀림과 같은 도로 파괴가 형상이 나타날 수 있다. 현재 국내에서는 국토교통부 아스팔트 콘크리트 포장 시공 지침에 택코트 살포량에 대한 기준은 존재하지만 기존 및 신설 아스팔트 포장층 사이에 택코트의 접착강도에 대한 기준은 존재 하지 않는 실정이다, 이는 접착강도 특성이 분석되지 않은 택코트를 사용함에 따라 아스팔트 포장의 공용성 측면에서 문제를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 PG등급이 다른 택코트 4종류에 대한 인장 및 전단접착강도를 확인하기 위하여 인장접착강도 시험, 전 단접착강도 시험을 진행하였다. 택코트의 양생정도에 따른 접착강도 특성을 확인해보기 위하여 택코트의 수분이 증발됨에 따라 중량 변화가 없는 상태를 양생 100%로 하여 양생 0%, 50%, 100%로 진행하였으며, 살포량은 국토교통부 아스팔트 콘크리트 시공 지침에 따 라 0.5ℓ/m2로 진행하였다. 사용된 택코트 종류에 관계 없이 양생 정도가 증가함에 따라 접착강도는 증가하는 추세를 보였으며, 인장 및 전단접착강도 시험에 관계없이 초기 양생(양생 0%~50%)보다 양생 50% 이후에서의 더 높게 강도가 발현된 것을 확인하였다. 또한 PG등급이 높은 택코트가 인장 및 전단접착강도에 관계없이 접착강도 성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 추후 택코트의 종류를 추 가하여 PG등급이 분류가 이루어진 후에 접착강도 시험을 진행하여 결과를 확인할 예정이다.
30.
2024.03
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국내 고속도로의 시멘트 콘크리트 포장은 초기 시공 비용이 저렴한 줄눈 콘크리트 포장을 주로 사용해 왔으나 포장이 노후화됨에 따 라 줄눈부 파손으로 인해 유지보수비용이 매년 증가하고 있는 실정이다. 이러한 줄눈부 파손을 근본적으로 해결할 수 있는 포장 형식 으로 연속철근 콘크리트 포장을 들 수 있다. 연속철근 콘크리트 포장은 1980년대에 중부고속도로 등에 적용하였으나 자연발생적이며 허용되는 횡방향 균열에 대한 이해가 부족하여 그 이후로는 사용이 미미하였으나 균열에도 불구하고 우수한 공용성을 지닌 것이 검증 되면서 최근에는 연속철근 콘크리트 포장을 확대하고 있는 실정이다. 하지만 본선차로가 연속철근 콘크리트 포장으로 시공되어도 접 속차로의 포장은 줄눈 콘크리트 포장을 사용하는 경우가 대부분이며 이러한 경우 서로 다른 포장 형식의 거동 차이가 타이바로 인해 구속되므로 과도한 응력 발생에 의해 접속부에서 파손이 발생하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 본선차로가 연속철근 콘크리트 포장 이고 접속차로가 줄눈 콘크리트 포장일 경우 타이바가 포장 거동에 미치는 영향을 3차원 유한요소해석 프로그램을 통해 분석하였다. 유한요소해석은 타이바 배치가 서로 다른 모델을 구성하여 환경하중이 작용할 경우를 고려하여 수행하였다. 연구를 통해 타이바의 배 치가 줄눈에서 멀어지며 슬래브 중앙부에 집중적으로 배치될 경우에 슬래브와 타이바의 응력이 감소하는 것을 확인하였다
31.
2024.03
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국내 고속도로의 본선차로 포장은 시공비용이 저렴한 줄눈 콘크리트 포장을 주로 시공하였으나, 최근 유지보수비용이 증가함에 따 라 유지관리비용이 저렴하고 공용성이 뛰어난 연속철근 콘크리트 포장을 확대 적용하고 있는 추세이다. 그러나 본선차로가 연속철근 콘크리트 포장으로 시공될 때 접속차로의 포장은 대부분 줄눈 콘크리트 포장으로 시공하고 있어 서로 다른 포장 형식이 접속함으로 인해 거동 차이가 발생하여 접속부에서 파손이 발생하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 본선차로 연속철근 콘크리트 포장과 접속차로 줄눈 콘크리트 포장을 시공할 경우 줄눈 간격에 따른 접속차로 줄눈 콘크리트 포장의 응력 특성을 분석하기 위하여 유한요소해석 프 로그램을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 줄눈 간격별로 줄눈 콘크리트 포장의 해석모델을 구성하였으며 환경하중인 선형수직온도 경사와 온도하강, 그리고 선형수직온도경사와 온도하강을 동시에 적용하여 해석을 실시하였다. 구조해석 결과, 모든 온도조건에서 줄 눈 간격이 좁아질수록 슬래브와 타이바의 응력이 감소하는 것으로 나타났다.
32.
2024.03
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급격한 과학기술의 발전으로 미세먼지 배출량이 증가함에 따라 대기오염은 심각한 환경·사회 문제로 꾸준히 대두되고 있고, 이에 따 라 미세먼지 증가로 인한 질병 및 이상기후 증가로 인한 도로이동원에서의 교통사고 발생률 등의 문제점이 증가할 수 있다. 이를 해 결하기 위해 미세먼지 저감을 목적으로 건설분야에서 널리 사용되고 있는 광촉매 물질인 TiO2를 콘크리트의 광촉매 반응을 증가시키 고 광원의 효율적 이용을 위한 방안으로 투수콘크리트에 적용한 TiO2를 혼입한 투수콘크리트 포장 기술개발 기초 연구를 진행하였다. 실험결과, TiO2\혼입에 따른 투수콘크리트의 압축강도의 변화는 영향을 미치지 않는 미미한 수준으로 나타났다. TiO2를 혼입한 투수 콘크리트를 도로이동원에 적용하기 위해서는 동결융해 저항성 등 내구특성 및 미세먼지 저감 성능 등의 추가적인 실험이 필요할 것으 로 판단된다.
33.
2024.03
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본 연구는 특수한 조건에서의 줄눈 콘크리트포장의 설계 및 성능에 관한 분석을 목적으로 한다. 줄눈 콘크리트포장은 시멘트 콘크리트 포장의 한 형태로, 오랜 기간 도로 포장형식으로 사용되어 왔다. 이 포장 방식은 철근을 사용하지 않는 대신, 콘크리트 슬래브의 균열을 줄눈을 통해 유도하고, 다월바와 타이바를 통해 슬래브에 생기는 응력을 줄이는 방식이 다. 대한민국의 다양한 지역 환경과 계절적 특성은 도로 포장설계에 주요한 인자로 적용된다. 특히, 슬래브의 부등건조수 축이 평탄성 문제의 주요 원인으로 지적되며, 이는 온습도의 변화에 의해 발생한다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석 을 활용하여 줄눈 콘크리트포장 슬래브의 거동을 분석하고, 콘크리트 슬래브의 두께, 줄눈 간격, 타이바 및 다웰바의 배 치 등 주요 설계 변수의 영향을 평가한다. 이러한 설계 인자들이 슬래브의 응력과 변위에 미치는 영향을 확인하며, 다양 한 환경 조건 하에서의 설계 방법의 유효성을 검증한다. 본 연구는 줄눈 콘크리트포장의 실제 배치 방식을 모델링하여, 기존 설계 방식의 보안 사항을 파악하고, 설계 기준 내에서의 주요 인자 변화를 통해 부등건조수축을 완화할 수 있는 방 안을 제시한다. 이를 통해, 특수 환경 조건에서의 온습도 영향을 고려한 효율적인 포장 설계 방안을 도출함으로써, 도로 포장의 평탄성과 내구성 향상에 기여하고자 한다.
34.
2024.03
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여름철은 타 계절에 비해 장마와 불안정한 대기 등으로 인하여 빗길 교통사고의 위험성이 크게 증대될 수 있으며, 최근 5년 (2018~2022)간 여름철 빗길 교통사고는 전체 빗길 교통사고의 39%를 차지할 정도로 높은 수준이다. 이러한 빗길 운전은 노면의 배수 불량 및 미끄럼 저항 감소 등으로 인하여 수막현상을 발생시키게 된다. 이에 본 연구에서는 우천 시 도로의 안전성 강화 및 사고 위 험을 최소화하기 위한 요소인 수막두께를 산정하기 위하여 Manning의 평균 유속식을 기반으로 콘크리트 노면의 조도계수 예측 모델을 개발하는 것을 목표로 하였다. 조도계수의 영향인자를 고려하기 위하여 실외 강우 모의 장비를 이용하여 콘크리트를 타설한 뒤 실험 인자로 포장 경사, 배수거리, 강우강도, 노면 조직 특성을 고려하였으며, 이 중 노면 조직 특성은 타이닝 처리를 하지 않은 구간만 고 려한 타 연구의 기존 예측 모델 단점을 보완하기 위하여 16, 25mm 간격의 타이닝 표면 처리한 구간을 추가로 고려하였다. 수막두께 측정은 측정 범위 0.3~5mm의 수막두께 측정 게이지를 제작하여 강우가 모사된 조건에서 배수 거리 1~5m 이내 지점의 노면 조직 상 단과 수면이 접하는 수직 높이를 총 3회 측정하여 평균값을 사용하였다. 실측된 수막두께 데이터베이스를 기반으로 Manning 공식을 이용하여 조도계수를 역산한 결과, 강우강도가 증가함에 따라 조도계수는 감소하였으며, 이는 강우의 증가로 인해 물의 흐름과 콘크리 트 노면 사이의 마찰 저항 감소에 기인한 것으로 판단되었다. 또한 포장 경사가 높고 배수 거리가 짧을수록 배수성이 증가하여 마찰 저항의 지표인 조도계수가 증가하는 것으로 확인되었다. 평균 조직 깊이에 따른 조도계수 영향의 경우, 평균 조직 깊이가 증가할수록 콘크리트 표면에 노출되는 표면적이 증가하여 수막두께가 얕게 생성되고, 얕은 수심으로 인해 물의 흐름 저항이 감소하여 조도계수는 감소하는 것으로 산정되었다. 이후 135개의 데이터를 종합하여 조도계수를 종속변수로 하고 강우강도, 포장경사, 배수거리, 평균 조직 깊이, 수막두께를 독립변수로 하는 회귀분석을 수행하여 조도계수 산정식을 개발하였다.
35.
2024.03
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Since the decrease of skid resistance of the road surface due to the effects of hydroplaning increases the ratio of vehicle crashes significantly, it is important to predict water film thickness (WFT). Tined is one of the widely used textures for concrete pavements. Since previous WFT models have been developed based on the asphalt pavement texture and broom concrete, it may not give reliable predictions for Water film thickness for tinned concrete. Furthermore, surface flow on tined texture may show hydraulically different characteristics due to the geometric characteristics of tined texture. This study aims to propose a reliable water film thickness prediction model for tined concrete. Three test slabs including a smooth surface, a tined surface with 16mm spacing, and a tined surface with 25mm spacing were prepared. WFTs of the test slab were measured for various conditions such as pavement slope (0-10%), rainfall intensity (0-130mm/h), and drainage path length (0-5m). A statistical model was proposed to predict water film thickness (WFT) as a function of pavement slope, rainfall intensity, drainage path length, and mean texture depth. This model exhibits strong agreement with the experimental test results. The GWNU prediction model consistently provides reliable predictions with the actual WFT for tined concrete pavement. Conversely, the previous equation consistently underestimated the water film thickness, notably on tined surfaces with 16 mm and 25 mm spacing, due to the occurrence of viscous flow along the tined lines.
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36.
2024.03
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This study addresses the environmental impact associated with waste management and natural aggregate production. It explores the potential of utilizing Coal Bottom Ash (CBA) and Reclaimed Asphalt Pavement Aggregate (RAPA) as complete replacements, respectively, for fine and coarse aggregates in concrete. Despite their similarities to natural aggregates, CBA and RAPA often end up in landfills. Laboratory tests were conducted, revealing satisfactory performance in drying shrinkage and air void parameters. However, while the flexural strength met design requirements, the compressive and splitting tensile strengths were lower than predicted. The deviation in strength development behavior from natural aggregate concrete (NAC) was attributed to weak agglomerated aggregates in RAPA and the large size of the interfacial transition zone (ITZ) due to the old asphalt coating surrounding RAPA. To enhance the strength behavior, two methods were employed: compaction in the form of roller-compacted concrete and RAPA abrasion carried out by rolling RAPA in a concrete mixer. Compaction improved aggregate interlock, while RAPA abrasion decreased agglomerated aggregates and minimized asphalt coating, reducing ITZ size. These treatments resulted in improvements in compressive, flexural, and splitting tensile strengths, with the combination of both treatments having the most significant effect. Analysis of relationships between flexural, splitting tensile, and compressive strengths indicated that CBA and RAPA concrete behaved more similarly to NAC after the treatments. This research suggests that with appropriate interventions, it is feasible to utilize CBA and RAPA in concrete, contributing to sustainable construction through improved waste management, carbon footprint reduction, and conservation of natural resources.
37.
2024.03
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교통량이 증가하고 교량과 같은 특수구조물에 아스팔트 포장이 시공되는 사례가 증가함에 따라 일반적으로 사용되는 아스팔트보다 높은 성능을 가진 아스팔트에 대한 수요가 증가하고 있다. 일반 아스팔트 혼합물은 내구연한이 지나면 재생첨가제 등을 사용하여 다 시 도로포장재료로서 재활용할 수 있는 방안이 마련되어 있으나, 개질 아스팔트가 사용된 폐아스팔트 혼합물은 매립재로 사용하는 것 이외에는 별다른 대안이 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 국토부 지침에 규정된 재활용 아스팔트 혼합물 배합설계법을 적용하여 개질 폐아스팔트 혼합물을 재활용할 수 있는지를 검토해보고자 하였다. 이를 위해 개질 아스팔트를 활용하여 혼합물을 제작하였으며, 현장에서 수거되는 폐아스팔트 혼합물의 노화상태를 모사하기 위해 AASHTO R 30을 참고하여 강제 노화를 실시하였다. 노화 및 추출 과정에서 아스팔트의 물성 변화를 확인하기 위해 절대점도, DSR, MSCR 시험을 실시하였다. 시험결과, 추출 후 바인더의 절대점도는 감소하였으나 G*(복합전단계수)와 δ(위상각)은 증가하는 경향을 보였다. 소성변형 저항성을 확인하기 위해 MSCR(다중 응력 크리프 및 회복) 시험을 실시한 결과, 이 2배 가까이 증가하여 소성변형 저항성이 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 추출시 사용 되는 용매가 개질첨가제를 추출하지 못하여 기인한 결과로 판단된다. 따라서 개질 폐아스팔트 혼합물을 재활용하기 위해서는 기존과 는 다른 별도의 배합설계법이 개발되어야 할 것으로 판단되었다.
38.
2024.03
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내구연한이 도래한 아스팔트 혼합물은 사용자의 주행성 및 안전성 확보를 위해 주기적인 유지·보수를 실시한다. 과거에는 유지·보수 과정에서 발생된 폐아스팔트 혼합물을 각종 건설현장에서 단순 매립재로서 활용하였으나, 재활용 아스팔트 혼합물의 배합설계 기술이 확립된 이후에는 도로포장재료로서의 재활용되어왔다. 하지만 현재 시공된 재활용 아스팔트 혼합물 또한 내구연한이 다가옴에 따라 노화된 재활용 아스팔트 혼합물의 처리방안 수립이 필요한 시점이다. 본 연구에서는 한번 재활용된 아스팔트 혼합물이 기존의 재활용 배합설계법으로 반복적인 재활용이 가능한지 검증해보고자 하였다. 이를 위해 아스팔트 혼합물의 물성을 결정하는 가장 큰 요인 중 하나인 아스팔트의 물성이 노화 및 재생을 반복할때 어떻게 변하는지를 시험을 통해 분석하였다. 아스팔트 바인더의 노화를 모사하기 위해 공용성등급시험에 사용되는 단기노화 장비(Rolling Thin Film Oven, RTFO)와 장기노화 장비(Pressure Aging Vessel, PAV)을 활용하 였다. 노화된 아스팔트의 회생을 위한 재생첨가제 사용량은 국토부 시공지침의 배합설계법을 참고하였다. 실험결과, 노화된 바인더는 회생시 원바인더에 비해 sin는 감소하였으나, 회생된 바인더 간에는 유사한 결과값을 보였다. 반면 단기노화 시료는 회생이 반복 됨에 따라 sin이 감소한 경향을 보였으며, 장기노화시료는 회생이 반복되어도 sin가 유사한 것으로 확인되었다.
39.
2024.03
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본 연구에서는 국내 아스팔트 도로 현장에서 발생한 동절기 도로융기 현상의 발생 원인을 현장 규명하고 동결융해 피해를 보수하고 자 현장조사, 현장 LFWD실험 및 포장 코어채취, 지하수위 측정, 기상데이터 및 설계자료 분석 등을 실시하였다. 본 연구의 동상 원인 분석은 추후 동결융해 피해 재발방지를 위한 적정한 보수보강공법을 선정하기 위해 수행하였다. 분석과정은 지하수위 상승에 의한 동 상피해 가능성, 동결깊이 과소설계에 의한 동결융해 가능성, 포장면 표면수 유입에 의한 동결융해 가능성, 도로 외측 비포장면을 통한 수분유입과 이에 의한 동결융해 가능성으로 조사하여 동상 원인을 파악하였다. 또한 현장에서 소형충격 재하시험 LFWD(Falling Weight Deflctometer)시험을 하여 포장의 구조적 지지력을 측정하여 얻은 처짐값을 통해 포장체 구조적 능력을 분석함과 동시에 도로융기와의 연관성을 파악하여 균열분석 결과를 함께 분석하고 보수방법을 제안하였다.
40.
2024.03
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인공지능(Artificial Intelligence, AI)은 1950년대 초기개념과 이론을 앨런 튜링이 튜링 테스트를 제안하여 기계가 인간과 같은 수준의 지능을 가질 수 있는지 대한 질문을 던지면서 시작되었다. 1980년대부터 특정 분야의 전문 지식을 모방하여 지원하는 AI 시스템인 전 문가 시스템이 부상하기 시작하면서 Machine Learning이 중요성을 얻기 시작하였다. 특히, Decision Tree, Clustering 그리고 Neural Network Algorithm 등이 연구되기 시작하였다. Clustering 기법은 다양한 분야에서 통계분석에 사용되는 자료를 정제하기 위한 비지도 학습 중 하나로, 군집화 알고리즘을 사용하여 자료의 값(Pointer)들을 특정 그룹으로 분류하는 방법이다. 이러한 Clustering을 활용하여 기존 데이터에서 숨겨진 데이터들의 특성을 파악할 수 있으며, 일정 패턴이나 특징을 가진 데이터들끼리의 군집화를 할 수 있게 된다. 이러한 클러스터링은 다양한 산업 분야에서 적용 및 활용하고 있다. 산업화 이후 미국, 벨기에 등 많은 나라에서 효율적인 도로 관 리를 위해 자국의 특성에 맞는 Pavement Management System (PMS)를 운영하고 있지만 현재 많은 분야에서 적용하고 있는 AI를 활용한 사례가 매우 드물다. 한국에서도 수십년 동안 국토교통부와 한국도로공사에서 PMS를 이용하여 도로를 관리해 왔으며, 최근에 는 몇 개 지자체에서 PMS를 도입하였다. 하지만 한국에서는 오랜 PMS 운영 경험에도 불구하고 AI를 활용하지 않고 전통적 방법인 회귀모형을 활용하여 개발한 공용성 예측모형을 사용하고 있기 때문에 그 성능이 떨어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Machine Learning Clustering 기법 을 PMS 자료에 적용이 가능한지 확인하였다. 공용성 예측모형의 종속변수인 Performance Factors와 독립 변수인 Influencing Factors 간의 상관성을 확인할 수 없는 경우 클러스터링을 적용하여 종속변수와 독립변수 간의 상관성을 분명히 나타내고 회귀분석이 가능하도록 하였다. Delaunay Triangulation을 적용하여 인천광역시 기상관측소의 삼각망을 형성하였다. 삼각망 의 각 꼭짓점과 도로 각 지점 간의 거리에 대하여 Inverse Distance Weighted 방법을 적용하여 도로 각 구간의 PMS 자료와 영향인 자를 매칭하였다. 클러스터링 기법을 원자료에 적용한 결과 공용성인자와 영향인자 간의 상관성이 분명해졌다. 또한, 클러스터링 이전 과 이후 자료의 확률밀도함수의 분포를 비교하여 클러스터링 이후의 자료가 이전의 대해서 대표성을 갖고 있는지 확인하였다.
