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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2016년도 제18회 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 (2016년 6월) 127건
1.
2016.06
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A permanent deformation model for asphalt concrete (AC) layers based on shear properties is developed and calibrated in this study. The indirect tensile (IDT) strength and uniaxial compressive strength (UCS) were used to determine the cohesion and friction angle of asphalt mixtures. Five types of asphalt mixtures with various air-void and binder contents are tested under different loadings and temperature conditions. Multiple regression analysis was conducted to develop permanent deformation model of asphalt mixtures which is a function of the air void, binder content, stress, and number of load cycles, temperature, and frequency. The regression model was verified by comparing the predicted and measured plastic strain. It was found out that the regression model has a correlation coefficient of 0.96 in determining plastic strain. Through the field WesTrack database, the permanent deformation model was calibrated to be applied to AC layers. After calibration, it is observed that the correlation coefficient is 0.86 for the measured and predicted rut depth. Finally, the model is validated using the field rutting performance obtained from Long Term Pavement Performance (LTPP) data sets. Based on the validation study, it can be concluded that the proposed model can successfully predict the permanent deformation of various asphalt mixtures in a wide range of loadings and temperature conditions in the field.
2.
2016.06
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아스팔트 덧씌우기는 어느 정도 파손이 진행된 아스팔트 포장이나 시멘트 콘크리트 포장 위에 아스팔 트 혼합물을 포설하는 포장 보수 공법으로 지난 2006년에는 탄소섬유와 유리섬유를 느슨한 격자막 형태 로 직조한 토목섬유 보강재를 노면에 부착하여 아스팔트 포장체의 균열저항성을 증진시킬 수 있는 섬유그 리드 보강 덧씌우기 공법이 개발되어 현재까지 136km의 달하는 구간에 시공되었다. 그에 따라 최근 국내 에서는 섬유그리드 보강 덧씌우기 포장의 효과를 확인하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 김광우 외 (1999)는 아스팔트 콘크리트 덧씌우기에서 야기되는 반사균열에 대한 저항성 향상을 위한 연구를 통해 유 리섬유 그리드로 보강된 아스팔트 혼합물이 반사균열 저지에 효과적이라는 연구결과를 보였다. 도영수 외 (2005)도 아스팔트 덧씌우기 포장에 나타나는 반사균열 제어를 목적으로 시멘트 콘크리트 포장과 아스팔 트 덧씌우기 포장 경계면에 보강재의 부착 방법을 달리하여 실내실험을 진행하였으며, 불포화 폴리에스터 수지 부착이 가장 효과인 것을 확인했다. 또한 박상구 외(2010)는 이러한 섬유보강 아스팔트 포장 부착의 전단강도를 개선하여 섬유보강 아스팔트 포장의 성능을 극대화하기 위한 연구를 진행하여 현장에서 지켜 야 할 만한 규정을 제안하였다.
국내에서의 섬유그리드 보강 덧씌우기 포장공법은 비교적 최신의 기술이기 때문에 일반 아스팔트 덧씌 우기 포장공법과의 장기적인 공용성 비교가 제대로 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 섬 유그리드 보강 덧씌우기 포장 공법의 장기공용성 조사를 위해 재령 8년이 된 국내 고속도로 콘크리트 포 장의 PMS 데이터를 확보하여 추적조사와 구조해석을 실시하였다.
결과 분석을 통해 기존 콘크리트 포장을 섬유그리드로 보강하고 덧씌웠을 때가 그렇지 않은 경우보다 수명이 증진되는 것으로 나타났으며, 섬유그리드가 반사균열에 저항하는 것을 확인하였다.
3.
2016.06
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도로포장은 구조 및 재료 조건과 더불어 환경 및 교통하중 조건에 영향을 받아 러팅(Rutting), 피로균 열, 반사균열, 온도균열 등의 파손을 일으켜 설계수명에 도달하기 이전에 유지보수를 실시해야 하는 경우 가 자주 발생한다. 이러한 유지보수를 실시하는데 있어 기존의 파손된 도로 포장위에 아스팔트 덧씌우기 를 하는 방법이 있으며, 지난 2006년에는 탄소섬유와 유리섬유를 격자망으로 직조한 섬유보강재를 이용 한 아스팔트 덧씌우기 공법이 개발되어 2014년 기준 시공연장이 250km에 달한다. 최근 국･내외에서는 섬유보강재를 이용한 유지보수 방법의 효과를 확인하기 위한 연구가 활발히 진행되었다. 권세용 외(2005) 는 섬유보강 아스팔트 혼합물의 균열저항성 연구를 통해 덧씌우기 층의 층간 섬유 부착력은 아스팔트의 휨 강성 및 균열 저항성에 큰 영향을 끼친다는 연구결과를 보였다. 박상구 외(2010)는 이러한 섬유보강 아스팔트 포장의 부착 전단강도를 증가시키고 장기 공용성을 향상시키기 위해서는 시공시 표층 아스팔트 의 다짐 온도가 저하되지 않도록 노면절삭에서 표층 아스팔트 타설과 다짐까지의 작업을 연속적으로 수행 해야 한다는 연구결과를 보였다.
국내에서는 비교적 최근 섬유그리드 보강 아스팔트포장의 시공이 이루어졌기 때문에 초기의 거동 및 성능에 대한 검증은 이루어졌지만 일반 아스팔트포장의 거동 및 성능과의 장기적인 비교 분석이 아직까지 제대로 이루어지지 않은 실정이다.
본 연구의 목적은 장기공용성 조사를 위해 시공완료 후 5~8년이 경과된 구간의 아스팔트 덧씌우기 포장 의 거동과 공용성에 미치는 섬유그리드의 효과를 확인하는데 있다. 노후된 일반국도 아스팔트포장의 섬유그 리드 보강 아스팔트로 덧씌운 구간과 일반 아스팔트로 덧씌운 구간의 현황조사를 실시하였으며, 이들 구간 의 PMS자료와 노면촬영사진을 분석하여 파손현황을 비교하고, 현장에서 채취한 코어에 대해 실내실험을 실시하여 파괴에너지, 부착전단강도 등의 데이터를 획득하였다. 실험 분석 결과를 구조해석의 입력값으로 활용하여 섬유그리드 포장과 일반 아스팔트포장의 러팅, 피로균열 해석을 통해 거동을 비교하였다.
4.
2016.06
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포장의 공용수명은 교통량, 기후, 포장강도, 차량하중 등 다양한 인자들의 영향을 받고 있으며 특히 교 통하중 특성과 기후, 포장의 상･하부구조 등은 포장의 수명에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 하지 만 측정에 따른 오차, 조사구간의 불일치등에 따른 다양한 잠재오차들로 인해 다양한 인자들을 고려한 공 용수명의 예측에 관한 연구가 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 다중회귀분석기법을 활용하여 포장 의 수명에 영향을 미치는 주요인자를 선정하고 인공지능 분석기법 중의 하나인 신경망 분석기법(Neural Network Analysis)을 활용하여 아스팔트포장의 공용수명을 예측하고 이를 다중회귀분석의 분석결과 비 교･분석하였다.
먼저, 최근 3년간의 일반국도를 대상으로 조사가 이루어진 아스팔트포장의 수명 데이터를 기준으로 해 당 구간의 누적 교통량(AADT: Average Annual Daily Traffic), 누적 환산축하중(ESAL: Equivalent Single Axle Loads), 포장상부구조(보수층, 표층, 기층), 포장하부구조(보조기층, 동상방지층), 포장강도, 유지보수 지역(관리청)등의 다양한 요인들을 고려한 다중회귀분석 결과 누적교통량, 포장상부구조, 포장하 부구조, 유지보수 지역(관리청)이 유효한 변수로 선정되었다.
본 연구에서 인공신경망분석을 위해 활용한 다층 퍼셉트론(Multi layer Perceptron)기법은 입력층과 출력층 사이에 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)이 존재하게 되며 분석 알고리즘으로는 역전파 알고리 즘(Backpropagation algorithm)을 활용하였다. 분석을 위해 입력층에는 독립변수에 해당되는 누적교통 량, 포장상·하부구조, 유지보수지역의 4가지 변수를 입력하였으며 출력층에는 포장의 공용수명을 입력 하였다. 분석데이터는 70%를 학습, 15%를 검정, 15%를 테스트를 위해 활용하였으며 나아가 은닉층 신경 망(hidden neuron) 개수의 변화를 고려한 시나리오 분석을 수행하였다. 분석결과, 다중회귀분석에 비해 인공신경망 분석기법의 예측력이 뛰어난 것으로 나타났으며 은닉층 신경망(hidden neuron)의 개수가 과 대해지는 경우에는 인공신경망 자체의 예측력이 감소하는 것으로 나타났다.
5.
2016.06
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Roller-compacted concrete or RCC is a dry concrete that requires compaction in order to reach its final form. Its consistency is usually overlooked due to its inconsistency and lack of subjective nature. To work with this concrete, however, appropriate consistency is required for supporting the compacting machine and minimizing compaction energy. Due to transportation and compaction time, maintaining proper consistency within a period of time is also necessary. Vebe time, a represent parameter of dry concrete consistency, ranged from 30 to 75 seconds is considered appropriate for RCC in pavement application. The purpose of this study is to improve workability of this concrete which consisted of improving its consistency and maintaining it within the working time. It was confirmed that the workable time of a normal RCC is less than one hour. Moreover, it was found that Vebe time drops when water content increases and goes up when sand by aggregate ratio increases. Various admixtures were also employed in this study in order to improve the workability of this concrete. Poly Naphtalene Sulfonate superplasticizer, particularly, was found to be the most effective in term of lowering down Vebe time and maintaining it. With just 0.3% of this admixture, the working time of RCC can be extended up to four hours without affecting its compressive strength.
6.
2016.06
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콘크리트 포장은 시공비가 저렴하고 일정기간 동안 유지보수가 필요하지 않아 1981년 개통된 남해고속 도로를 시작으로 콘크리트 포장이 시공되었다. 2015년을 기준으로 콘크리트 포장은 국내 고속도로의 약 62.2%를 차지한다. 지난 1981년 이후 시공되기 시작한 다수의 고속도로 콘크리트 포장은 소규모 단면보 수만 시행한 채 설계수명이 지나 노후화된 상태이다. 중부고속도로를 포함하여 비슷한 시기에 만들어진 콘크리트 포장들은 이미 설계수명을 넘어섰고, 부분보수로 수명을 연장해 왔다. 실제로 최근 고속도로 포 장 노후화에 따라 파손 구간이 급속도로 증가하여 포장보수비가 급증하고 있다. 따라서 본 연구에서는 노 후 줄눈 콘크리트 포장에 발생하는 파손의 종류를 조사하고 각각의 파손에 영향을 미치는 환경인자들을 분석하여 상관성을 분석하고 통계적 유의성을 검토하여 포장 파손과 환경인자간의 관계를 도출한다.
고속도로 콘크리트 포장의 공용수명이 20년을 초과한 구간에 대해서 1,426km/차로의 HPMS(Highway Pavement Management System) 데이터를 수집하였다. 대상 구간은 11개 노선에 분포하며, 14개 지사의 관할 하에 있다. 대상구간에서 발생한 총 9종류의 파손에 대해 파손개수를 조사하고 노후 줄눈 콘크리트 포장 파손에 영향을 미치는 환경인자 10개를 선정하였다. 선정된 환경인자와 각종 파손의 평균값을 구하 여 상관도를 조사하였다. 하지만 파손의 양이 매우 광범위하여 상관도를 찾는데 한계가 있어 박스도표분 석(Box Plot Analysis)을 이용하여 이상치를 제거한 후 상관도 분석을 실시하였다. 본 연구에서는 상관계 수의 절댓값이 0.4 이상이며 유의확률이 양측검정에서 0.05 이하인 경우에 상관관계가 있다고 판단하였 다. 그 결과, 콘크리트 패칭, 아스팔트 패칭, 스켈링, 조인트 스폴링, 종뱡향 스폴링이 환경인자와 상관성 을 보였고 강설량, 강설 일수, 제설제 사용량, 강우량, 강우 일수, 연교차, 동결융해횟수, 영하 일수가 파 손에 영향을 끼치는 것으로 파악되었다. 환경인자의 영향을 받는 것으로 분석된 다섯 종류의 파손을 회귀 분석의 종속변수로 설정하였다. 각 종속변수와 상관관계가 있다고 판단된 환경인자를 회귀분석의 독립변 수로 설정하였다. 다중회귀분석을 실시하기 이전에 독립변수간의 상관성을 확인하였고 모든 독립변수가 상관성을 보이는 것으로 확인되었다. 다중회귀분석시에는 통계적으로 유의한 순서대로 독립변수를 회귀 모형에 투입하는 방법인 단계적 회귀분석 방법을 사용하여 회귀식을 제시하였다. 회귀식을 통한 파손개수 와 실제 관할지사별로 발생한 각종 파손의 평균값을 비교하였다. 그 결과, 콘크리트 패칭, 종방향 스폴링, 아스팔트 패칭, 조인트 스폴링, 스켈링 순서로 상관성이 높은 것을 알 수 있었다. 또한 회귀식을 통한 각 지사별 파손개수와 실제 지사별 파손개수를 비교하였다. 수집된 환경인자 중 콘크리트 패칭과 종방향 스 폴링에 가장 큰 영향을 주는 환경인자가 강설 일수라는 것을 확인하였고, 실제로도 14곳의 지사 중 강설 일수가 가장 많은 원주지사 관할의 콘크리트 패칭 횟수가 가장 많은 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제시한 다섯 가지 종류의 파손에 영향을 미치는 환경인자를 적절히 관리한다면 해당되는 파손을 줄이고 노후 콘크리트 포장을 보다 효과적으로 관리할 수 있을 것으로 판단된다.
7.
2016.06
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도로 하부에 동공이 발생하게 되면 지반재료의 거동이 크게 변화하게 된다. 최근, 동공은 GPR장치를 활용하여 탐지가 가능하며 탐지된 동공은 그 위험도에 따라 적당한 보수 대책을 마련하게 된다. 지하의 동공은 다양한 위치에 다양한 모양으로 생성될 수 있으며 이에 따른 강도 저하가 발생하는데 특히 위치 및 형상에 따라 도로함몰에 미치는 위험도가 다르다. 따라서 도로 하부에 발생한 다양한 동공의 위험도를 평가하기 위한 많은 연구가 실내시험 및 수치해석을 통해 수행되었다.
Hewage and Renuka(2012)는 시료 내에 글루코스 블록을 통해 동공을 모사한 삼축압축 시험을 수행 하여 동공이 발생한 지반재료의 공학적 거동을 파악하였다. 그러나 글루코스 블록을 통하여 모사된 동공 은 물에 용해되는 과정을 거치며 초기 블록의 모양과는 다르게 형성되기에 다양한 위치, 모양을 구현하는 데 한계점이 있다. 따라서 이러한 실내 시험의 어려움 때문에 본 연구에서는 수치 해석적 방법을 이용하 여 동공의 위치와 형상이 지반재료의 강도와 변형에 미치는 영향을 알아보았다. 연구에 사용한 해석방법 은 개별요소법(Discrete Element Method)으로 시간의 흐름에 따라 개별 입자의 이동이 발생하여 동공의 변화에 따른 연속적인 해석이 가능하다. 본 연구에서는 동공의 위치 및 형상을 모사한 삼축압축 모델 테 스트를 진행하였다.
한편, 박형민 등(2016)은 DEM기반의 PFC-2D 프로그램을 이용하여 입도분포곡선을 반영한 삼축시험 모델링 해석을 수행하였으며 실내시험 데이터와 비교한 결과 그 타당성을 입증하였다. 이를 바탕으로 특 정 시료에 대한 입도분포 알고리즘을 적용하여 동공의 위치와 구속압 조건, 형상에 대한 영향을 알아보기 위한 수치해석을 진행하였다.
동공의 위치에 따른 영향을 알아보기 위하여 모델링 된 시료에 상, 중, 그리고 하부에 동공을 생성하여 해석을 수행한 결과 동공이 시료의 윗부분에 위치할수록 낮은 축차응력 수치를 보였다. 또한, 실제 동공 이 존재하는 지반 조건을 깊이 별로 모사하기 위하여 시료 내 동공은 동일한 위치에 생성한 후 지반의 깊 이를 구속압으로 표현해 각각 약 1m, 2m, 3m 깊이에 해당하는 구속압 조건에서 해석을 수행하였다. 결 과 동공이 깊은 깊이(75kPa구속압)에 위치한 경우 동공 발생으로 인해 감소한 강도가 얕은 깊이일 때 보 다 낮은 변형률에서 다시 회복되어 증가하는 현상을 확인 할 수 있었다. 또한 지반 내에서 동공은 여러 형태로 생성 될 수 있기 때문에 동공의 면적과 중심점은 동일한 조건에서 동공의 형상을 변화하여 해석을 수행하였으며 그 결과 동공의 초기 강도는 높이보다 폭에 의해 더 큰 영향을 받으며 더 큰 부피 변화를 수반하는 것을 확인 할 수 있었다.
본 연구의 결과를 토대로 도로 하부의 동공을 탐지한 경우 동공의 형상과 위치에 따라 위험도를 평가 하여 그에 따른 관리 대책을 수립 할 수 있을 것으로 기대한다.
8.
2016.06
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지난해 2월말 경 용산역 근처 공사현장 인근 인도에서 도로함몰이 발생하여 보행자가 추락하여 부상을 입는 사고가 발생했다. 이를 계기로 서울시는 도로함몰의 조기예방을 위해 세계 최고수준의 기술을 보유 한 일본 업체와 협력하여 차량형 GPR(Ground Penetrating Rader : 전자파를 지표에 투과하여 지하의 빈 공간 형상 데이터를 수집하는 레이더 장치)을 이용한 도로하부 동공탐사 용역을 실시하였다.
서울시 동공탐사용역을 계기로 현장적응 시운전과 기술진의 분석훈련을 거쳐 실질적 탐사는 지난해 12 월부터 시작되었으며 약 4개월 동안 도로함몰 개연성이 높은 주요 간선도로 48km구간에서 105개의 공동 을 발견하였으며 금년 말까지는 약 200여개를 포함해 총 300여개의 공동이 발견될 것으로 예상했다. 이번 조사로 발견된 공동 중 위험도가 가장 높은 A급 공동이 약 60%로 61개가 발견되었고 그보다 낮은 등급의 B급 공동이 35개가 발견되어 5월 말까지 복구할 예정이며 도로함몰 가능성이 그나마 낮은 C급 공동 8개는 연구를 위해 일정 기간 관찰 후 복구할 예정이라고 밝혔다. 서울시 자치구별 공동 발견 현황을 살펴보면 송파구가 약 30%인 32개로 가장 많은 공동이 발견되었고 뒤이어 용산구 21개, 종로구 19개 순으로 나타났 다. 본 연구는 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 공동 규모에 따른 아스팔트 포장도로 의 거동에 대한 분석을 실시하였다. 이를 위해 공동의 규모는 공동 위험도 평가 등급에 따른 A, B ,C 등급 으로 분류하였으며 공동의 발생 범위는 1.5m 이내로 설정하였다. 해석을 위한 단면 구성은 아스팔트 콘크 리트 층, 보조기층, 노상의 구조로 이루어져 있으며 접합상태를 의미하는 tie contact를 선택하고 각 층의 재료에 대한 입력물성은 일반적으로 아스팔트 콘크리트 포장구조체에 사용되는 범위를 적용하였다. 해석 모델은 연직하중만이 작용하는 Axisymmetric으로 구성하였으며 해석에 사용된 하중은 포장도로 설계시 사용되는 원형 등분포하중으로 설정하였다. 해석은 각 층의 단면, 재료물성과 하중 그리고 공동의 규모를 변화시키며 실시하였고 아스팔트 포장체의 표면 처짐, 변형률 등을 분석하였다.
9.
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일반적으로 도로포장 하부층의 다짐상태는 시간이 경과함에 따라 배수불량, 관로의 노후화 등으로 인 하여 품질이 저하되어 지지력이 약해지거나 공동(Cavity)이 발생하게 된다. 이러한 공동으로 인해 지반 사이에 이격이 발생하여 설계 당시의 하중보다 더 큰 하중이 가해지게 되며 이로 인해 포장에 침하 및 균 열이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해서는 포장 하부층의 상태를 사전에 파악하고 조치를 취해야한다. 하부층의 상태파악을 위해서는 코어링(Coring)을 통해 직접 육안으로 확인하는 것이 가장 확실한 방법이 다. 하지만, 포장체에 파손을 발생시키고, 천공 중 교란이 발생할 수 있으며 깊은 곳에 존재하는 공동까지 천공이 불가능하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서는 다양한 비파괴 검사를 통한 포장 하 부층의 상태조사가 필요하다. 그 중 전기비저항 탐사(Electrical Resistivity Survey)는 전자기기 및 컴퓨 터 발달에 힘입어 짧은 시간에 많은 양의 데이터를 획득할 수 있을 뿐 아니라 해석 결과의 신뢰성도 높아 져서 현재 국내에서 많이 이용되고 있는 방법 중 하나이다. 일반적으로 전기비저항 탐사는 전극봉(Pole) 을 지면에 설치하여 탐사를 진행하는데 포장표면에서는 전극봉 설치가 용이하지 않으며 설치과정에서 파 손을 발생시킬 수 있다.
본 연구의 목적은 평판접지전극방법(Flat Electrode Method)과 전극봉전극방법(Pole Electrode Method)의 비교를 통해 각 포장층별 재료들의 전기비저항 특성(Resistivity Characteristic)을 분석하고 평판접지전극방법을 이용한 전기비저항 탐사를 포장 하부 공동탐사에 적용할 수 있는지에 대한 여부를 파 악하는 것이다. 포장층별 재료들의 공시체를 이용한 실내실험(Laboratory Test)을 통해 전기비저항 특성 을 분석하고, 공동 및 포장을 모사한 현장실험(Field Test)을 통해 평판접지전극방법을 이용한 전기비저 항 탐사의 적용 가능성을 파악한다.
10.
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최근 노후화된 구조물의 재건축 또는 재개발과 같은 건설 사업의 급속한 팽창으로 인하여 발생되는 건 설폐기물의 발생량은 점차적으로 증가하고 있으며, 향후 건설폐기물 처리는 점차 사회적으로 매우 중요한 부분을 차지할 것으로 예상된다. 또한 국내의 천연골재 부존량은 제한적이며, 이는 빠른 시일 내에 고갈 될 전망이다. 따라서 본 연구에서는 천연골재를 대체할 수 있는 순환골재를 활용하여 포장용 콘크리트에 적용하기 위한 연구의 일환으로, 천연골재 중량대비 50%, 70% 및 100%를 순환골재로 치환하여 재령 28 일의 압축강도 및 염소이온침투에 대한 저항성을 분석하였다. 또한 염소이온침투 저항성 실험은 ASTM C 1202에 의거하여 수행하였다. 그림 1 및 그림 2는 각 변수별 압축강도 및 염소이온침투 저항성을 비교하 고 있다.
압축강도 실험결과, 순환골재를 50% 치환한 R50 변수의 압축강도는 30MPa 수준으로 분석되었다. 또 한 순환골재 치환 70% 및 100% 변수인 R70 및 R100 변수는 R50 변수보다 약 10.9% 및 11.3% 감소한 압축강도 값을 나타내었다. 또한 염소이온침투 저항성 실험결과, R50 변수의 통과전하량은 2,862쿨롱의 값으로 ASTM C 1202 평가기준에 따라“보통”으로 분석되었다. 반면, R70 및 R100 변수의 염소이온침 투 저항성 실험결과, 3,592 및 4,466쿨롱의 통과전하량 R50 변수보다 다소 높은 통과전하량 값을 나타내 었으며 이는 평가기준에 의거하여“보통” 및“높음”으로 분석되었다. 순환골재 치환율 증가에 따라 압축 강도는 감소하였고, 통과전하량은 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 포장용 콘크리트에 순환골재의 다량 치환으로 순환골재의 낮은 밀도 및 높은 흡수율에 기인한 것으로 판단된다. 또한 순환골재를 포장용 콘크 리트에 적용하기 위해서 추가적인 역학적 특성 및 내구 특성을 분석하여 적용함이 바람직할 것으로 사료 된다.
11.
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국내 도로에 적용중인 포장상태지수는 도로관리 기관별로 각자의 목적에 맞도록 지표를 개발하여 사용 중이다. 국도의 NHPCI(National Highway Pavement Condition Index), 고속도로의 HPCI(Highway Pavement Condition Index), 그리고 서울시의 SPI(Seoul Pavement Index)는 각기 다양한 상태의 포장 구간을 선정하고, 구간에 대한 여러 전문가들의 평가를 수렴하기 위해 포장 관리실무자와 산·학·연의 포장 전문가들에 의해 도출되었다는 점에서는 동일하다(서영찬 외, 2008; 조병완 외, 2001; 한국도로공 사, 2013). 그러나 HPCI와 NHPCI는 패널 평가(Panel Rating)와 포장상태 조사결과를 회귀분석하여 모 델식이 개발된 반면, SPI는 일본의 포장상태 지수인 MCI(Maintenance Control Index)를 기본 모델로 사용하고 이를 패널들의 토의를 통해 계수를 수정하는 방식으로 개발되었다는 점에서 차이를 보인다.
이러한 지수들은 도로의 등급에 따라 각각의 목적에 맞는 평가지표로서 작용하는데, 국가전체 차원에 서 보면 도로의 등급에 관계없이 전체도로의 포장상태를 파악하는 것이 필요하다. 즉, 각각의 지수들은 각각의 목적에 맞게 운영하되 상관관계 분석을 통해 다양한 지수들을 하나의 통일된 지표로 나타냄으로서 전체적인 상태파악 및 예산 및 자원분배가 용이하도록 하고 도로이용자 및 관리자 간의 의사소통 수단으 로 사용될 수 있다.
본 연구에서는 국도 모니터링 시스템(그림 1 참조)의 데이터베이스를 활용하여 동일한 구간에 대해 각 지수를 산출하였다. 국도 모니터링 시스템은 전국의 도로망에서 무작위로 대표구간을 추출(Random Sampling)하여 매년 포장상태 조사를 통해 국도 전체의 포장상태 변화 추이를 감시하는 기능을 하고 있 다. 이를 통해 수집된 자료는 도로관리 정책에 반영되며 네트워크 레벨에서의 포장관리체계(PMS)의 운영 이 가능하도록 데이터베이스를 구축하는데 기여하고 있다(서영찬 외, 2008). 이러한 자료를 통한 분석으 로 국내 실정을 반영한 지수 간 비교가 이루어지도록 하였고 그 결과, 그림 2와 같은 상관관계 분석을 통 해 관계식을 도출하였다.
12.
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최근 일본 구마모토 및 에콰도르 등 지진뿐만 아니라 크고 작은 사회적･인적재난의 피해와 빈도가 점차 증가함에 따라 재난관리에 대한 관심과 필요성이 증가하고 있다. 외국의 경우, 재난 대책 매뉴얼이나 주요 도로를 선정하여 대피 계획을 세움으로써 재난에 대비하고 있으나 우리나라의 경우, 그렇지 못한 실정이다.
따라서, 본 연구에서는 세종시를 대상으로 네트워크 내 영향력이 큰 도로를 선정하고자 하였다. 먼저, 네트워크 구축을 위해 국가교통DB센터(KTDB)에서 제공하는 행정경계, 도로망 및 도로경계 등의 자료를 바탕으로 GIS 공간데이터를 구축하였으며, Arc GIS S/W의 네트워크 분석(Network Analysis) 기능을 이용하여 연결정도 중심성 및 근접 중심성 지표를 산정하였다. 또한, 재난 후 라이프라인 복구에 있어 영 향력이 큰 도로를 중심으로 도로네트워크의 기능 및 특성, 교통량 등을 고려하여 유지보수가 우선적으로 필요한 도로 인프라(교량, 터널, 도로구간 등)를 선정하였다.
나아가, 재난 발생으로 인해 네트워크 연결성이 저하될 경우의 통행패턴 변화와 통행시간 변화를 분석 하였으며, 재난 발생 후의 유입 교통량에 대한 통행패턴 및 통행시간 특성을 분석하기 위해 재난 발생 이 후의 방재도로에 대한 긴급 복구 시나리오를 가정하였으며 추가적으로 공사 기간, 공사구간(Work-zone) 의 연장, 이용자 비용의 산정 등 다양한 요소를 고려하였다.
본 연구를 통해 향후 도시지역 방재계획 및 재난 대응 방안을 위한 의사결정시 기초자료로 사용될 수 있을 것이라 판단된다.
13.
2016.06
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현재 국내 간선도로의 80% 이상이 무조명구간이고, 도로 야간시인성 증진 시설의 설치 및 운영관리 미 흡으로 야간 주행환경이 열악한 실정이다. 이에 따라 교통사고 사망자의 50% 이상이 야간에 발생하고 있 는 문제해결을 위해 야간 주행환경 개선이 매우 시급한 실정이다. 본 연구에서는 운전자 인지행태 기반으 로 모의실험을 수행함으로서 선형유도시설의 밝기 수준별 운전자 시감과의 관계를 도출하고, 야간 도로의 시인성 평가를 위한 기초 자료로 활용하고자 한다.
여러 선형유도시설 중 갈매기 표지, 시선유도표지, 델리네이터의 밝기에 대한 만족도 조사를 실시하였 다. 이를 통해 야간 도로 선형유도시설의 밝기와 운전자가 느끼는 만족도와의 시감 관계를 도출하였다. 실험 결과, 각 시설별 자체밝기와 시감과의 관계는 선형관계를 보이지만 대비값과 시감은 선형관계를 나 타나지 않는 것으로 확인하였다.
두 요인의 시감에 대한 영향도를 자세하게 추정하기 위해 통계모형을 개발하였다. 종속변수로 설정하 는 시감이 리커드 5점 척도이기 때문에 범주형 변수이며 순서를 지니고 있기 때문에 순서형 로짓 모형을 사용하였다. 독립변수로는 자체밝기와 대비값을 설정하였는데, 두 요인의 범위가 상이함에 따른 왜곡을 최소화하기 위해 독립변수의 범위를 0~1로 변환하여 모형을 개발하였다. 순서형 로짓 모형을 이용하여 시감에 대한 자체밝기와 대비값의 영향력을 분석한 결과, 모든 모형에서 자체밝기는 크게 영향을 주는 것 으로 보이며, 대비값은 차선을 제외하고는 영향정도가 상대적으로 미비한 것으로 분석된다.
14.
2016.06
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교통사고 잦은 곳 개선사업은 2010년까지 사업대상지점만을 선정하여 개선사업을 진행하였지만, 2011 년부터 지점뿐만 아니라 구간을 선정하여 개선사업을 추진하고 있다. 그러나 현재까지 사업대상구간을 선 정하는 방법이 명확하지 않은 문제가 있어 사업대상구간 선정 시 혼란이 가중되고 있는 실정이다. 또한 지방부 도로와 같이 교차로가 많지 않은 구간의 사업대상구간 선정은 비교적 수월하지만, 도시부 도로의 교차로가 많은 구간에서는 정량적인 기준을 통해 어떤 구간을 어떻게 선정하여야 하는지 명확한 기준이 없다. 따라서 본 연구에서는 교차로가 많은 특성을 가지고 있는 도시부 도로에서의 사고 잦은 곳 사업대 상구간을 정량적으로 선정할 수 있도록 방법론을 개발하였다.
교통사고 DB는 도로교통공단 교통사고분석시스템(TAAS)을 통해 2012년 발생한 사고 DB를 수집하였 다. 대상구간은 서울시 동작구, 경기도 안양시, 전주시 완산구 13개 축을 선정하여 교통사고 건수 및 심각 도를 분석하였다. 이를 통해 교통사고 잦은 구간을 선정하는 2가지 대안을 제시하였고, 대표성, 구간 선 정 편리성, 범용성, 시스템 적용성 측면에서 대안별 장단점을 분석하여, 최적안을 도출하였다.
15.
2016.06
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교통신호는 적, 황, 녹의 개별 등화 색상으로 운전자에게 그 의미가 명확히 전달되어야 하지만 우리나 라의 4구 신호등은 등화색상의 조합을 사용하여 운전자에게 진행 및 금지 등의 상황을 전달하고 있어 직 관적인 의미 해석이 어려운 실정이다. 또한 신호를 인지하고 해석하는데 까지 소요되는 시간은 신호운영 효율성 측면에 영향을 미치며, 따라서 신호를 인지하고 해석하는 시간을 줄이고자 운전자에게 신호 등화 의 의미를 보다 직관적으로 전달할 수 있는 국제 표준(3구 신호) 신호에 관한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 현재 국내에서 운영 중인 4구 신호등과 국제 표준인 3구 신호등을 동일한 기하구조의 교 차로에 현 신호기 설계기준으로 설치했을 때 교차로를 주행하는 운전자 반응의 차이가 어떻게 달라지는 가에 대한 연구와 3구 신호등을 국내 도입하고자 할 경우 어느 정도의 반복 학습이 이루어져야 현 신호체 계와 운전자 반응이 유사해지는지에 대하여 검토하였다.
실험을 진행하기 위해 시뮬레이션 프로그램 UC-winRoad을 사용하여 실제 도로환경과 유사한 환경을 구현하였고, 다양한 도로기하구조 및 신호기 종류를 피실험자가 주행할 수 있도록 시나리오를 구축하였 다. 신호기 등화방신 변경에 따른 운전자 반응을 검토하기 위해 3구 신호등에 대한 사전교육 없이 3구 신 호등과 4구 신호등이 혼재되어 있는 시나리오를 주행하게 하여 운전자 반응을 측정하였으며, 신호기 변경 의 운전자 적응을 측정하기 위해 첫 주행을 마치고 3구 신호등에 대한 정보를 제공한 후 3구와 4구 신호 등의 위치를 바꾼 동일한 경로의 주행 시나리오를 주행하게 하여 나타난 값을 통해 3구 신호등과 4구 신 호등의 운전자 반응을 비교분석하였다. 이 과정에서 3구 신호등을 지나는 운전자 반응이 4구 신호등을 지 나는 운전자 반응과 유사해질 때까지 반복 주행을 실시하였다.
본 연구는 일반적으로 이용하는 4구 신호등과 비교적 익숙하지 않은 3구 신호등을 이용할 때 운전자의 반응을 비교할 수 있는 시뮬레이션 실험을 수행함으로써, 향후 개발되는 새로운 신호운영시스템 연구에 기여할 것으로 기대된다.
16.
2016.06
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일반적으로 회전교차로의 유형은 기본유형과 특수유형으로 분류할 수 있으며 특수유형의 회전교차로는 설치형태에 따라 초소형 회전교차로, 평면형 회전교차로, 입체형 회전교차로로 구분한다.(ʻ회전교차로 설 계지침ʼ(국토교통부,2014), ʻ도로용량편람ʼ(국토해양부,2013)) 또한 행정안전부에서는 생활도로형 회전교 차로를 1차로형 회전교차로와 2차로형 회전교차로의 두 가지 유형으로 분류하였다. 생활도로형 회전교차 로란 현재까지 회전교차로로 관련된 연구를 검토해보면 주로 기본유형에 관련된 분석이 많았다. 일부 소 형 회전교차로, 생활형 회전교차로 관련 연구들도 있지만 기본유형에 해당하는 회전교차로에 대한 분석에 비해 적은 수의 연구가 진행되었다. 하지만 국내에서도 최근 교통 정온화 사업이 확산됨에 따라 기존 대 형차량의 통행이 적은 주거지역의 진입로를 회전교차로로 전환시켜 지역주민들의 안전성 확보 및 미관 향 상에도 긍정적인 효과를 거두고 있다.
따라서 이 연구에서는 교통 시뮬레이션 프로그램 VISSIM을 이용하여 생활도로형 회전교차로에서의 교 통량별 평균지체를 분석하였다. 교차로의 유형은 행정안전부에서 제시한 생활도로형 회전교차로의 설계 기준에 따라 1차로형과 2차로형으로 나누어 지체를 분석하였고 회전교차로가 아닌 비신호의 3지와 4지 교차로와 지체도를 비교하여 효과를 분석하였다. 진입 교통량은 4지교차로에서는 시간당 100대~1000대 까지 100대씩 증가시켜 분석하였고, 3지교차로는 120대~900대까지 90대씩 증가시켜 총 60개의 시나리 오가 분석하였다.(10×6) 분석결과는 기존 운영되던 비신호 교차로보다 생활도로형 회전교차로에서 평균 지체의 감소효과를 보일 것으로 예측된다.
이 연구는 특수유형의 회전교차로 중에서 특수유형 회전교차로 중에서도 생활도로형 회전교차로의 지 체를 유형별로 분석하였다. 이는 대형차량의 통행이 적은 이면도로나 주거지역의 진입로에 회전교차로 설 치하는데 적합한 기준이 될 것으로 예측된다. 나아가 다양한 유형의 회전교차로 설치 증대에 의미 있는 연구가 될 것으로 기대된다.
17.
2016.06
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우리나라의 교통사고는 매년 늘어나는 추세이며, 근본적인 교통사고의 감소를 위한 연구와 대책 마련 이 필요하다. 기존에 다수 진행되었던 차량여건이나 사고건수 연구는 단편적인 지표이기 때문에 복합적인 사고 예방과 해결에 어려움이 있다. 현재 사고밀도모형의 연구가 한정적이기 때문에 전국적으로 모형을 적용하기에는 다소 어려움이 있어 보인다. 이 연구는 심층적이고 다양한 교통 특성과 인구지표를 전국에 반영할 수 있는 교통사고 밀도 모형을 개발하는데 그 목적이 있다.
이 연구의 대상의 되는 자료는 전국 460개의 광역시 및 시･군구를 하나의 존으로 선정하여 2008~2015 년까지 발생한 교통사고자료이다. 이 연구에서는 다양한 독립변수와 그에 따른 종속변수 사이의 관계를 도출하고, 적합한 모형을 개발하기 위해 다중회귀분석을 사용했다. 종속변수는 사고밀도로 정하고, 독립 변수는 인구밀도, 경제활동인구, 1인가구수, 고령인구수 등과 같은 인구 기반지표와 토지이용 및 사회경 제적인 지표들로 정하였다. 결정된 변수들의 상관분석 및 F검정을 통해 모형의 적합도와 유의성 분석을 통해 최종적으로 가장 신뢰성 있는 교통사고밀도 모형을 결정한다. 중점적인 관련 변수로는 인구밀도, 경 제활동인구, 고령인구수, 상업면적, 장애인비율 등과 같은 변수가 양의 상관관계를 가질 것으로 예상되 고, 반대로 속도방지시설과 같은 변수들은 음의 상관관계일 것으로 예측된다. 개발된 모형을 통해 결과적 으로, 전국 시･군구 단위의 설명력있는 모형 개발과 이를 통한 정책평가나 장래의 계획에도 활용할 수 있 을 것으로 기대된다.
18.
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회전교차로의 교통사고에 영향을 미치는 요인들은 매우 다양하며 복합적으로 작용한다. 교통사고에 영 향을 미치는 독립변수는 크게 인적･환경적･물리적 요인으로 구분된다. 이 연구에서는 다양한 요인들 중 특히 토지이용에 중점을 두어 교통사고와의 관계를 분석하고자한다.
토지이용과 교통은 매우 밀접한 관계를 가지고 있으나, 이와 관련하여 토지이용과 교통사고의 관계를 분 석한 연구는 많지 않다. 용도에 따라 다르지만, 토지이용은 교통수요를 유발하므로 교통사고 분석에 있어 서 토지이용에 대한 고려가 필요할 것으로 보인다. 회전교차로 주변의 토지이용 특성에 따라, 교통량이나 대형차 비율 등 통행의 양상이 다르게 나타나기 때문에 교통사고 발생에 영향을 미치는 정도도 다를 것이 다. 따라서 이 연구는 ʻ회전교차로 주변의 토지이용이 회전교차로 내 교통사고 발생에 차이를 보인다.ʼ는 가설을 전제로, 토지이용별 회전교차로 사고모형을 구축하는 데에 그 목적이 있다.
분석 대상으로는 국내 회전교차로 100개소를 선정하였다. 종속변수는 TAAS에서 수집한 2007~2014년 에 발생한 교통사고 건수이며, 독립변수로는 교통사고에 영향을 미칠 것으로 예측되는 교통량, 기하구조, 환경 및 운전자 요인 등의 변수를 선정하였다. 분석에 앞서 먼저 회전교차로 주변의 용도지역(주거지역, 상업지역, 자연녹지지역)을 4가지 유형으로 분류하였다. 토지이용의 분석 범위는 회전교차로 중심으로부 터 250m내에서 가로망을 따라 형성된 토지용도를 기준으로 하였다. 유형 Ⅰ은 상업용도의 비율이 높은 지역이 해당되며, 유형 Ⅱ는 상업지역과 주거지역이 혼재된 지역, 유형 Ⅲ은 주거지역의 비율이 높은 지 역, 그리고 유형 Ⅳ는 자연녹지지역으로 이루어진 지역이 해당된다. 따라서 분류된 토지이용 유형별로 SPSS 20.0을 활용하여 다중선형회귀모형을 이용하여 사고모형을 구축하고자한다.
개발된 모형을 통해 토지이용 유형별 교통사고 발생 요인을 파악할 수 있어, 보다 효율적으로 회전교차 로에서의 안정성 향상을 위한 대안을 수립할 수 있을 것으로 기대된다.
19.
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회전교차로는 일반적인 평면교차로보다 상충횟수가 적고 진입속도가 느려 교통사고 발생건수와 피해정도 가 작다는 특징을 가지고 있으며, 이는 회전교차로 관련 각종 사고 자료나 연구들로 증명되고 있다. 이에 정 부에서는 회전교차로의 도입활성화 방안 추진에 따라 회전교차로의 설치를 증가시키고 있는 추세이다.
하지만, 회전교차로에서도 기하구조, 운전자의 부주의 등으로 교통사고가 지속적으로 발생하고 있으며 측면충돌, 후미추돌, 기타 등 다양한 충돌유형이 존재한다. 또한 오늘날 우리나라는 영업용 택배차량의 증가에 따라 화물차 등록대수가 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 화물차의 경우 무거운 화물을 싣고 있고, 차량자체도 크기 때문에 사고가 일어나면 대형사고로 이어질 가능성이 크다. 그러나 기존 회전교차 로 사고와 관련된 연구들 대부분이 전체차량에 대한 연구이며, 화물차에 관한 연구는 부족한 실정이다.
따라서 이 연구에서는 국내 회전교차로에서의 화물차 충돌유형을 측면충돌, 후미추돌, 기타로 나누어 모형을 개발하고 충돌유형별로 어떠한 요인이 사고에 영향을 미치는지 비교분석하는데 목적이 있다.
모형의 종속변수는 국내 회전교차로 76개소에서 발생한 2007~2014년까지 8개년도 화물차 교통사고건 수이며, 독립변수로는 교통류특성을 나타내는 교통량과 기하구조요인 등을 적용하였다. 이를 위해 통계프 로그램 LIMDEP 8.0과, SPSS20.0을 이용하였으며, 모형은 가산자료 모형인 포아송과 음이항 회귀모형 중 추정에 의해 더 적합한 모형을 선정하였다. 모형추정결과 충돌유형별 사고모형의 공통변수는 화물차 턱 폭이 채택되었으며, 특정변수로 측면충돌사고는 차로분리섬 유무, 화물차 턱 유무, 후미추돌사고는 유 입차로 폭, 제한속도표지판 유무, 기타사고는 내접원 직경, 교통량이 채택되었다. 또한 우도비 검정을 수 행한 결과 통계적으로 설명력이 높은 모형이 개발된 것을 알 수 있었다.
20.
2016.06
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The effect of hydrated lime (HL) as an antioxidant (AO) for retarding aging of asphalt mixture using the large molecular size (LMS) of gel-permeation chromatogram (GPC) technique. A HL were used for preparing dense-graded asphalt (DGA) mixes to examine the effect of the HL on age retardation. The asphalt mixtures prepared with and without HL were aged artificially in two stages; the short-term aging (SA) for 1, 2, 4 hour at 160℃ and 180℃ on the loose mixes, and the long-term aging (LA) for 68 hours at 110℃ on the specimen. The specimen ( =100mm) of SA-treated mix was compacted to the air void of 7% using a gyratory compactor. The LMS values were used for estimating absolute viscosity (AV) for evaluating aging level and age- retardation effect in terms of viscosity. It was observed that the asphalt mixes which were short-term aged at 180℃ for over 2 hours were significantly aged, compared with the mix which was short-term aged for 1 hour at 160℃. It was also found that the use of 1.5% HL by wt. of mix resulted in a significant reduction of binder aging of SA and LA treated mixes. It was concluded that the HL did apparently have an effect of reducing aging of asphalt in the mixes after SA and LA. This result will be an applicable information for retarding aging of the field HMA mixture which is carried in the dump truck at hot temperature for 2-4 hours.
