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
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2016.06
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연속철근 콘크리트 포장(CRCP)은 균열이 균일하게 발생하지 않을 경우 균열간격이 넓은 곳에서는 균 열폭이 과대하여 균열보수가 필요하며 균열간격이 너무 좁은 곳에서는 펀치아웃, 팝아웃 등의 파손이 발 생할 수 있어 일정한 균열간격을 유지할 필요가 있다. 본 연구에서는 균등한 간격으로 CRCP의 균열을 형 성할 수 있도록 실내실험을 통하여 유도균열장치의 최적 크기와 설치 위치를 선정하고자 하였다.
본 실험에서는 한국산업표준 KS F 2595의“콘크리트의 건조수축 균열 시험방법”에 사용되는 일축구 속시험체를 사용하였다. CRCP는 연속된 철근이 균열의 벌어짐을 구속하는 포장형식으로 CRCP를 모사하 기 위해서는 시험체의 길이가 길거나 양단을 고정할 수 있는 별도의 장치를 사용하여야 한다. 하지만 본 실험에 사용된 일축구속시험체는 양단에 앵커역할을 할 수 있는 강체가 있어 콘크리트의 수축 발생 시의 CRCP 거동 모사가 가능하다.
균열유도장치 높이 및 위치에 따라 유도균열 발생과정과 특성을 분석하기 위하여 유도균열장치의 높이 와 설치 위치에 따라 총 5개의 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 그림 1과 같이 굳지 않은 콘크리트 내에 박막의 플라스틱 소재의 분리막을 삽입함으로써 균열을 유도하였다. 자연적인 건조수축에 의한 균열 의 발생은 과다한 시간이 소요되기 때문에 드라이아이스를 시험체 상부에 놓아 시험체의 온도를 인위적으 로 하강시켜 그림 2와 같은 균열의 발생을 앞당길 수 있도록 하였다.
균열유도장치 높이 및 위치에 따른 유도균열 발생 실험 결과 균열유도장치의 높이가 클수록 균열이 발 생하는 온도하강의 폭이 작아 균열을 유도하기 유리한 것으로 나타났다. 또한 균열유도장치의 높이가 클 수록 균열폭이 넓은 것으로 나타났으며, 이는 균열유도장치 높이가 클수록 균열진전 깊이가 더 깊기 때문 인 것으로 확인하였다. 또한 균열유도장치 설치를 상부에서 아래로 설치할수록 균열의 형태가 자연발생 균열과 유사한 형태로 발생하는 것으로 나타났다.
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2016.06
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연속철근 콘크리트 포장(CRCP)은 별도의 줄눈을 설치하지 않고, 온도변화에 의한 슬래브의 자연적인 균열 발생을 허용하는 포장 형식이다. 이러한 CRCP는 연속적으로 철근이 배근되기 때문에 철근 설치에 따른 초기 시공비용이 높고, 균열이 균일하게 발생하지 않을 경우 균열간격이 넓은 곳에서는 균열폭이 과 대하여 균열보수가 필요하며 균열간격이 너무 좁은 곳에서는 펀치아웃, 팝아웃 등의 파손이 발생할 수 있 다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 균열의 불규칙적인 발생으로 인한 문제점과 과다한 철근사용으 로 인한 초기시공비용이 크다는 단점을 해결하기 위한 새로운 콘크리트 포장 공법을 개발하고자 하였다.
CRCP는 균열간격이 넓은 시공 초기 환경하중에 의하여 그림 1(a)와 같이 중앙부 콘크리트와 균열부 철 근의 인장응력이 높게 발생하게 된다. CRCP의 균열은 콘크리트 인장강도보다 슬래브 인장응력이 더 큰 경우 그림 1(b)와 같이 균열이 발생하게 되며, 어느 곳에서 균열이 발생할지 모를 균열의 벌어짐을 구속하 기 위하여 연속적으로 철근이 설치된다. 하지만 철근은 균열의 벌어짐을 구속하기 위한 목적으로 설치되 기 때문에 균열부를 제외한 슬래브 중앙부에는 응력이 작게 발생한다. 즉, 균열과 균열사이에는 철근의 영향이 크지 않기 때문에 그림 1(c)와 같이 원하는 위치에 균열을 유도하고, 이러한 균열부를 보강하더라 도 기존의 CRCP와 동일한 응력이 발생하게 된다.
따라서 본 연구에서는 기존의 CRCP가 균열 간에 있어 연속철근의 역할이 크지 않음에 착안하여 그림 3과 같이 균열유도를 통하여 균열을 유도시키고 이렇게 균열이 유도될 부분에만 부분철근이 배근되도록 하는 신개념 연속철근 콘크리트 포장 공법을 개발하였다.
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2013년도 기준 수도권 교통사고는 92,329건으로 전국 215,354건의 43%를 차지하고 있다. 그중 경기도 만 확인하더라도 20.4%로 전국에서 가장 높은 사고건수를 보여주고 있다. 높은 교통사고 인한 수도권 교 통혼잡비용이 전국대비 57%를 차지하고 교통사고 예방을 위한 준비 필요한 상황이다. 다양한 안전관련 C-ITS 시스템이 등장하여 교통사고 예방효과가 나타날 것으로 예상되고 있다. 따라서 5년간(2009년부터 2013년)의 사고 자료를 기준으로 서울청 C-ITS 서비스 우선순위와 예방효과를 산정해 보았다.
우회도로 구간을 선정한 후 우회경로의 수, 진행방향(직/좌/우) 인지성, 정보제공 유연성, 도로선형, 운 전자 인지성 등을 검토하여 교통정보제공 수단인 도로전광표지(VMS)의 형식을 검토하였다.
현재 C-ITS서비스 적용을 위한 시범사업이 진행중이며, 2018년 이후 C-ITS구축을 계획하여 본격적인 시스템 구축 및 서비스를 제공하여 교통사고 예방에 효과로 인한 사고 및 혼잡 개선에 기여할 것으로 판단된다.
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2016.06
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중국 연길은 경제가 발전하면서 물류의 원동력인 중차량이 많이 증가하고 있는 실정이므로, 2000년 이 후 부터는 일반 아스팔트 보다는 고내구성의 재료인 개질 아스팔트(Polymer Modified Asphalt, PMA), 보강아스팔트, 구스 아스팔트, 및 반강성 포장 등을 많이 적용하고 있으나, 값비싼 초기 비용 대비 장기 공용 성능 확보에 많은 어려움을 느끼고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 중국의 환경 및 교통 하중 조건에 대한 자료 및 아스팔트 포장 재료 품질규격, 시공기준을 고려한 현지화 기술 개발을 통한 도로 포 장의 파손 문제해결과 유지보수 비용 절감을 위한 대응 방안이 필요한 실정이다.
본 연구에서는 중국 연길의 현지 적용을 위하여 연변 창운 도로 보수 회사의 도움으로 구간 선정 및 품 질 관리, 시험 시공에 필요한 재료 및 건설 장비를 제공 받았으며, 국내 이에스지산업(주)의 협조를 받아 유리섬유 그리드 보강재(ESGRID)를 깔고 그 위에 유리섬유 보강 혼합물(Fiber)을 시공하였다. 콜드빈 배 합으로 10-25(mm) 골재 22%, 10-15(mm) 골재 26%, 3-10(mm) 골재 23%, 0-5(mm) 골재 26%, 채움 재 1.5%, 플라스틱 코팅 유리섬유(Polyprophelene-Coated-Glass Fibe: PPGF 10mm 장섬유 0.5%), 및 플라스틱 코팅 유리섬유 파분 골재(Polyprophelene-Coated-Glass Fiber Scraps: PPGS 1.0%) 등을 사용하였으며, 아스팔트 함량은 4.0%를 적용하였다. 공사 설계도면에는 기층 5cm, 표층 4cm로 되어 있 었으나, 최종으로 표층을 5cm하는 것으로 진행을 하였다. 2015년 12월에 추적 조사를 실시한 결과 보강 재(ESGRID)와 유리섬유 보강 아스팔트 혼합물 공법을 적용한 구간은 문제가 발생하지 않았으나, 일반 아 스팔트 혼합물 포장 구간은 시공 후 약 2개월이 지났음에도 불구하고 차량 바퀴통과 방향으로 골재 탈리 현상이 발생하였다. 이로 인하여 보강재(ESGRID)와 유리섬유 보강 혼합물을 동시에 사용하여 현지 도로 조건에 적합한 적정 기술이라고 할 수 있다. 또한 가격적인 문제와 환경에 대한 대책을 마련하고 관련 시 험을 진행한다면 해외 진출에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.
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2016.06
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최근 도로에서 발생하는 교통사고가 많이 줄어들긴 하였으나, 여전히 OECD 국가 중 높은 순위를 차지 하고 있는 현실 속에서 안전한 도로환경 조성을 위하여 많은 노력이 필요하다. 이러한 노력은 차량 성능, 운전문화, 제도 개선 등 많은 부분에서 적극적인 노력이 필요하지만, 특히, 도로상에 설치된 도로안전시 설은 사고의 심각도 및 사고 발생 가능성을 낮추어 주는 역할을 하는 중요한 시설로써, 도로상에서 발생 하는 교통사고에 가장 중요한 역할을 하는 것은 부인할 수가 없다. 그리고 도로안전시설은 시대의 요구 및 변화를 수용할 수 있도록 그 기능이 향상되어야 함과 동시에 제대로 설치가 되어야 원래의 기능을 발 휘할 수 있다.
이를 위하여, 국토교통부는‘도로안전시설 설치 및 관리지침ʼ을 1995년에 제정하여, 시대의 흐름에 부 합함과 동시에 도로안전시설의 설치 및 관리를 위하여 지속적인 개정을 하고 있다. 지침의 개정은 누구나 가 인정할 수 있도록 합리적으로 정립되어야 하고, 무엇보다도 도로안전시설 본연의 기능을 제대로 발휘 할 수 있도록 하는 것이 중요하다.
본 발표에서는 도로안전시설 지침에 대한 전반적인 내용, 현재 진행 중인 몇 가지 안전시설 개정(안)의 소개와 더불어 향후 개정에 대한 방향을 제시하고자 한다.
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개발도상국인 몽골(울란바토르)은 경제가 발전하면서 물류의 원동력인 중차량이 많이 증가하고 있으며, 교류 활성화 및 국민들의 삶의 질을 개선하고자 기반 시설인 도로 건설과 유지관리에 많은 예산을 투자하고 있다. 하지만, 급격한 차량 증가 및 도로포장 기술의 부재로 인하여 도로 포장이 설계 당시의 공용수명에 이 르지 못하고 조기에 파손이 발생하는 일이 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 이러한 개발도상국(몽골, 베 트남, 캄보디아, 중국 등)의 중차량 증가 및 집중호우 등의 기후 변화와 맞물려 나타나는 것이 아스팔트 포 장 성능 저하, 공용 수명 저하로 나타난다. 또한, 이러한 현상은 도로 조건을 고려하지 못한 품질관리 체계 미흡, 시공 조건을 파악하지 못한 관리 불량 등에 기인하며, 개발도상국 현지화 기술 개발을 통한 도로 포장 의 파손 문제해결과 유지보수 비용 절감을 위한 대응 방안이 필요한 실정이다. 최근 개발도상국 기후, 차량 하중, 시공조건 및 경제여건 등을 고려할 때 맞춤형 택코팅 보호 필름이 부착된 아스팔트 보강재(ESGRID) 를 이용한 현지 사업을 통하여 중소기업 신규 시장 발굴, 기술개량 및 상용화 지원이 필요한 실정이다.
본 연구에서는 개도국 현지 적용을 위하여 국내에서 적용하는 비용의 40% 정도를 절감하는 제품을 개 발하였으나, 동일한 성능을 발현하도록 설계하여 비용 대비 제품 효용성을 향상시켰다. 이러한 개발을 통 하여 몽골의 Sharga morit Bridge구간에 2015년 10월에 시험 시공을 하였다. 시험시공 당시 방수층까지 시공되어 있었으나, 중앙분리대 부근 음지부에는 얼음이 얼어 있었으며, 일부 방수층에 균열이 발생한 상 태였다. ESGRID는 인력시공을 하였고, 겹이음 부분은 스프레이접착제를 이용해 부착을 하여 중앙 부분 을 강화하였다. 또한 방수층이 경화된 이후라 ESGRID의 접착력 확보를 위해 RSC-4 택코팅을 추천하였 으나, 장비의 부재로 AP-5를 녹여서 택코팅을 대체하였다. 이 방법은 방수층과 ESGRID와의 접착력 확 보에는 큰 도움이 되지는 않을 것으로 보인다. 2015년 12월에 추적 조사를 실시한 결과 문제가 없는 것으 로 확인되었다. 이로 인하여 아시아 개도국 현지 도로 조건에 적합한 적정 기술 개발로 신규 건설 및 유지 보수 비용의 절감 효과를 기대할 수 있다.
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2016.06
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해외에서 운용 중인 복층터널 중간슬래브의 경우 핵심 설계･시공 기술은 공개되지 않고 있다. 국내의 경우 도심지 교통정체 및 지상공간의 부족문제 등으로 복층터널의 수요가 증가할 것으로 예상되므로 복층 터널 중간슬래브 설계에 대한 국내 기술을 보유함으로써 복층터널 기술 보유국으로부터의 국내 건설시장 잠식을 방지하고 기술선점 및 세계 일류 원천기술 확보가 시급한 분야라고 할 수 있다.
복층터널의 중간슬래브는 터널 라이닝에 브래킷을 설치하여 그 위에 지지되는 구조이므로 하부층에 전 면 지지되는 콘크리트 도로 포장 슬래브와 교각과 거더에 지지되는 교량 슬래브와는 다른 구조적 형식을 가진다. 따라서 슬래브가 자중에 의해 과다한 응력이 발생하게 되는데 슬래브의 두께를 늘리게 되면 중간 슬래브에 발생하는 응력을 어느 정도 감소시킬 수 있다. 하지만 중간슬래브의 응력에 지배적인 영향이 미 치는 인자는 슬래브의 자중이기 때문에 슬래브의 두께를 늘 리는 것으로 응력을 감소시키는 데에는 한계가 있다. 실제 중간 슬래브의 설계를 위해서는 프리스트레싱과 같은 방법을 통해 응력을 감소시키는 방안이 필요하다.
본 연구에서는 중간슬래브 최적 단면 설계 방안을 도출 해 내기 위하여 프리스트레싱을 통한 복층터널 중간 슬래브의 단면 감소 방안에 대하여 검토하였다. 우선 그림 1과 같이 강선 배치 간격에 따른 주인장 응력을 검토 하였으며, 그림 에서 볼 수 있듯이 강선배치 간격이 1m인 경우 강선이 없는 중간슬래브에 비해 최대 인장응력이 약 16% 감소하였으며, 간격이 0.5m인 경우 강선이 없는 중간 슬래브에 비해 최대 인장응력이 약 31% 감소하는 것을 알 수 있다.
프리스트레싱에 따른 중간슬래브의 슬래브 두께 감소 효과 를 분석하였다. 그림 2에서 볼 수 있듯이 프리 스트레싱이 가 해지지 않은 두께 40cm의 슬래브에서 발생 하는 응력과 프리 스트레싱이 가해진 두께 30cm의 중간 슬래브에서 발생하는 응력이 유사하게 나타난다. 이와 같이 프리 스트레싱을 통해 서 중간슬래브의 두께 조절이 가능 하다는 것을 알 수 있다. 하지만 슬래브의 두께가 과도하게 얇아질 경우에는 차량하중 에 의한 처짐량을 제어할 수 없기 때문에 적정한 두께를 유지 하면서 프리스트레싱을 적용해야 할 것으로 판단된다.
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기존 포장에서 고내구성과 조기강도 발현을 위하여 쓰이고 있는 바인더의 경우, 고가의 폴리머를 다량 으로 사용하고 속경성 시멘트를 적용한다. 또한 단위시멘트 360 kg/㎥이상의 부배합 시멘트를 적용하고, 양질의 골재를 사용하고 있다. 이로 인하여 재료비가 증가하게 되고 시공을 위한 고가의 특수 장비를 운 영해야 하기 때문에 공사비가 증가된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 콘크리트의 내구성을 증진시켜 주는 산업폐기물로 시멘트를 치환하고, 현장 레미콘을 사용하여 재료 단가를 낮춰 줌으로써 경제성을 확 보 할 수 있다. 레미콘에 현장에서 직접 혼화재료를 투입하기 때문에, 혼화재료 투입의 효율을 증대시키 기 위한 장비개발을 위한 연구가 필요시 된다. 따라서 기존에 인력으로 투입되던 혼화재료를 현장생산 system(기포발생장치)를 이용하여 레미콘에 투입하고, 인력투입대비 공정효율을 증가시키는 것이 본 연 구의 목적이다.
현장생산system(기포발생장치)를 이용하여 개선된 방안을 토대로 공정 효율을 비교한 결과 인력투입대 비 약 140% 이상 효율이 증대되는 것을 확인하였다.
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악천후 관련 대형 추돌사고 및 빗길 대형사고가 반복적으로 발생하고 있다. 특히 최근 기후변화에 따른 악천후 발생 빈도가 높아지고 있어 시급한 대책이 필요하다. 현행 도로교통법에 따라 악천후에는 감소의 무를 규정하고 있으나 운전자 스스로 기상상황에 맞추어 적정 속도로 주행하는 것은 어려움이 있다. 따라 서, 교통관리 운영자가 기상조건을 정확하게 검지하고 도로 및 기상상황에 따라 적정 제한속도를 표출해 주는 것이 필요하지만 현재 영종대교 시범운영구간을 제외하고는 국내 적용이 없는 실정이다.
본 연구는 악천후 시 기상조건을 정확하게 검지하고 도로상황을 감안한 제한속도를 표출하는 능동형 속도관리시스템을 개발하는 것이다. 능동형 속도관리시스템의 구성은 크게 기상검지기, 표출시스템, 속도 관리 전략 및 알고리즘으로 구성된다. 기상검지기는 눈, 비, 안개, 바람, 노면온도 등을 검지할 수 있도록 설계하고 저비용 보급형 실현을 위해 통합형 기상검지기 개발을 목표로 한다. 시인성 향상 표출부는 야간 및 악천후에도 시인이 가능한 수준의 휘도를 확보하기 위한 기술개발을 목표로 하고, 운영전략은 도로 및 기상상황에 따른 적정 제한속도 선정 및 교통류를 감안한 운영전략을 개발하는 것을 목표로 하고 있다.
본 연구가 완성되는 시점에서 기대효과로, 도로교통법에 규정된 악천후 시 감속 관련한 안전규정을 실 효성있게 도로현장에 적용될 수 있도록 하고, 이를 통해 악천후 시 운전자들에게 적정 제한속도를 표출함 으로써 운전자간 속도편차를 줄여 도로의 안전성을 향상시키고 교통류 흐름을 최대한 안정되게 유지할 수 있는 교통관리 효율화를 기대할 수 있다.
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2016.06
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교통안전시설물은 도로를 주행하는 운전자에게 도로 기하구조 및 교통상황을 미리 제공함으로써 교통 사고를 줄이는데 그 목적이 있다. 하지만 국내 고속도로 교통안전시설물 운영 사례를 살펴볼 때, 설치기 준이 명확한 정규 교통안전시설물 외에 도로환경 및 교통상황에 따라 설치 된 비정규 교통안전시설물이 빈번하게 설치･운영되고 있는 실정이다.
최근 고속도로 분류부에서의 방향정보를 운전자에게 전달하는 차로유도선이 교통안전 및 교통운영에 효과가 있다는 주관적 판단 하에 각기 다른 설치길이로 운영하고 있다. 따라서 일관성 있는 비정규 교통 안전시설물(차로유도선)에 대한 통합 운영 및 관리기준의 수립이 필요하다.
이를 위해 현재 한국도로공사 지역본부별로 설치․운영되고 있는 차로유도선에 대한 정확한 설치현황 정 보를 전수 조사하고, 각 길이별 (0~2.5km, 0.5km 단위 주행실험) 차로유도선에 대한 선호도 조사 및 VR(Virtual Reality)기반의 주행실험을 실시하였다. 또한, 차로유도선 설치길이별 운전자의 주행행태 및 생체반응의 변화를 파악하기 위해 VR기반의 영상DB를 구축하여 가상주행 실험을 수행하였다. 이때 취득 가능한 주행기록, 운전자 안구 움직임, 뇌파의 데이터를 바탕으로 차로유도선 길이(0~2.5km)에 따른 차 로변경 위치 분석 및 심리적 안전성을 나타내는 RFA(Relative Fast Alpha) 뇌파 분석을 실시하였다. 분 석항목은 선호도 설문조사, 차로변경 시점 분석, RFA 분석으로 구분되며, Paired t-test를 통해 통계적 유효성을 검증하였다.
이와 같은 일련의 연구를 통해 기 설치 운영되고 있는 차로유도선의 적정 설치길이 및 설치효과 여부를 적극적으로 규명하여 향후 차로유도선의 설치기준 수립에 기여하고자 한다.
그 결과, 한국도로공사 공사장 안내표지 배치 및 색상으로 배치할 경우, 시인성 및 주행 안전성이 향상 되는 것으로 분석되어, 공사장 교통안전성 확보에 기여도가 높을 것으로 판단된다. 향후 고속도로 유관기 관인 국토교통부, 경찰청, 그리고 한국도로공사가 협의하여 작업구간 안내표지 기준의 재정립 시 해당 시 설물이 적극적으로 대체･보완 적용될 수 있도록 함으로써 정부의 교통사고 저감 노력에 최선의 노력을 경 주하고자 한다.
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2016.06
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도로의 기하구조는 해당 도로의 기능에 부합한 설계조건 이상으로 설치되므로 운전자는 실제로 주행할 때 각종 시설물 이외에도 적당한 주행조건을 수립하고 이에 따라 주행하게 된다. 운전자의 시선을 유도함 에 있어 주행조건이 적합할 경우, 운전자가 도로 상황을 용이하게 파악할 수 있어 쾌적한 운행이 가능해 지고 교통사고 방지에도 효과적이라고 볼 수 있다.
고속도로 상에서 이러한 역할을 위해 설치하는 교통안전시설물은 시선유도시설이 있으며, 해당시설물 은 도로의 평면선형이나 종단선형이 급격하게 변화하는 곡선부에서 운전자에게 전방의 기하구조 정보를 미리 전달하고 시선을 유도하여 안전운전을 도모한다.
시선유도시설은 갈매기표지와 델리네이터 두 가지로 구분되며, 갈매기표지는 설계속도 100km/h, 곡선 반경 460m 이하의 곡선구간에만 설치하도록 규정되어 있다. 하지만, 고속도로 상에는 곡선반경 460m 이 상의 곡선구간에도 설치․운영되고 있는 상황으로, 해당 시설물의 설치효과가 있는지에 대한 평가가 필요 하다 할 수 있다. 따라서 시선유도시설 2개(델리네이터 ø100, 갈매기표지) 변인, 설치위치 2개(방호울타 리, 중앙분리대) 변인, 곡선반경 5개(500m 이하, 500~1,000m, 1,000~1,500m, 1,500~2,000m, 2,000~2,500m, 2,500m 이상) 변인으로 구분한 총 20가지의 시나리오를 구성하였다.
시나리오 구성은 피험자가 전방의 도로구간을 예측할 수 없도록 무작위로 선정하여 배열하였다. 본 실 험설계에서는 갈매기표지가 설치되는 곡선구간에는 델리네이터 설치를 제외하였고, 갈매기표지와 델리네 이터가 동시에 설치되는 경우를 배제하였다. 갈매기표지의 설치는“도로안전시설 설치 및 관리지침(시선 유도시설 편)”에 따라 도로의 길어깨 우측단 방호울타리에 대형이 설치되고, 중앙분리대에는 표준형 설치 를 원칙으로 하였다.
시선유도시설은 직선구간에서 곡선구간으로 선형 변화가 이루어질 때 곡선구간의 선형을 사전에 인지 하여 원활한 주행이 가능하도록 하는 시설물이다. 따라서 곡선구간 진입 전 시선유도시설별 감속시점을 분석한 결과, 곡선반경 500m 실험에서는 시선유도시설보다 곡선반경에 의한 인지가 우선시되는 것으로 판단되나, 감속시점의 위치는 유사하게 나타나는 것으로 확인되었다. 곡선반경 1,000m 실험에서는 갈매 기표지 설치구간의 감속시점이 곡선 진입 전 400m, 델리네이터 설치구간의 감속시점이 곡선 진입 전 150m로 나타나 갈매기표지 설치가 델리네이터 설치보다 곡선 진입 전 위치에서 약 2.5배 수준의 감속주 행 유도가 이루어지는 것으로 분석되었다. 곡선반경 1,500m 실험에서는 갈매기표지와 델리네이터 간 감 속시점 및 주행속도 차이가 크게 변별력이 없는 것으로 나타났다.
해당 연구도출 결과, 시선유도시설 설치기준 재정립의 필요성이 대두되어진다. 향후, 시선유도시설의 재정립된 설치기준을 통해 시선유도시설의 신규설치 및 보수작업이 수행 된다면 운전자의 시인성 및 주행 안전성이 향상될 것이며, 고속도로 곡선부 교통안전성 확보에 충분한 기여를 할 것으로 판단된다.
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2016.06
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최근 콘크리트 구조물은 구조적인 역할뿐만 아니라 경관구조물로써의 역할이 증대되고 있다. 이러한 상황에서 자연암반 연출이 용이한 시공기술이 필요하게 되었다. 고성능 숏크리트를 사용한 자연암 옹벽시 공기술 개발로 기존 공법의 조각공정을 단순화하기 위해 스템프형태로 시공하는 문양을 찍는 방법을 선정 하였다.
벽면에 암무늬 및 석축무늬의 형태를 표현하는 기술을 조각공이 아닌 일반인부에 의해 표현하고자 기 존 암반무늬 우레탄틀 또는 사각형틀을 이용하여 숏크리트 타설 후 무늬를 찍는 스템프형 자연암 옹벽 시 공기술을 개발하여 조각공에 의한 공사비용을 저감하였다. 그림 1은 시공 순서이고, 그림 2는 시공전후와 마무리별 무늬 질감을 나타낸 그림이다.
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도로작업구간 사고의 경우 2012년 기준으로 일반국도의 유지 보수 업무를 담당하는 국토관리사무소 관내 도로보수원은 583명으로, 작업중 사상자는 27명으로 보고되어 도로보수원의 약 5%가 사망사거나 부상을 당 하는 것으로 분석되었으며, 이는 고위험군으로 분류되는 소방공무원 직종의 사상자 비율(0.97%)보다 높다.
주요 간선도로망 구축이 마무리되는 가운데, 도로정책은 혼잡해소를 위한 ʻ운영･관리ʼ 중심으로 변화할 것으로 전망(일반국도 보수 예산배정 예: ʻ14년 531백만원에서ʼ 15년 923백만원으로 170% 증가)된다. 따라 서 지속적인 공사장 증가가 예상되며 장기공사보다는 단기 및 이동공사장 빈도증가가 예상된다.
도로 공사구간 임시 교통통제시설 중 임시 울타리(국토교통부, 도로공사장 교통관리지침)는 차량유도 기 능과 작업활동구역으로 일반차량이 진입하는 것을 막기 위한 시설로, 종방향의 차량 충돌에 대해서는 작업 장보호를 위한 충돌 안전거리가 명시되어 있으나 횡방향의 충돌에 대해서는 방호기준이 없는 실정이다.
따라서 공사장 작업인부 등을 보호하기 위한 구조적인 강도성능 등을 포함한 국토교통부에서 정한 차 량방호 안전시설(국토교통부, 차량방호 안전시설 설치 및 관리지침)로써의 기능을 갖춘 방호시설 마련이 필요하다. 특히 단기･이동 공사 빈도증가에 대응한 작업성(설치용이성) 측면에서 공사구간 노면에 매설하 거나 부착하는 시설보다는 차량기반의 이동식 방호울타리 설치가 유리하다.
본 연구는 단기･이동공사에 특히 효과가 기대되는 공사장용 이동식 방호울타리를 개발하는 것을 목표 로 수행중이며, 단순히 작업성뿐만 아니라 횡방향 진입차량 방호를 위한 강도성능을 갖춘 방호울타리를 개발하는데 목적을 두고 있다. 이동식 방호울타리는 국내 자동차 기준을 감안하여 이동시에는 자동차기준 에 부합된 길이로 운행하고 공사장에 설치시는 길이가 확장되어 차량방호 기능을 할 수 있도록 하였다.
이동식 방호울타리는 기구학적 메커니즘에 따라 블록굴절형과 텔레스코핑형으로 구분하였다. 블록굴절형 은 접이식 구조로 도로운행시에는 접혀져 있다가 공사장에서는 펼치는 형식이다. 텔레스코핑은 망원경 구조 로 도로운행시에는 단위체들이 겹쳐있다가 공사장에서는 펼치는 형식이다. 본 연구는 한국건설기술연구원 에서 이론 및 개념설계를 담당하고 기구학적 구동메커니즘 검토 및 시작품 제작을 담당하여 수행하고 있다.
현재 개념설계를 반영한 기구학적 설계 및 시작품 제작 단계에 있으며 유한요소 해석프로그램을 이용 하여 차량방호 성능기준(국토교통부, 차량방호 안전시설 설치 및 관리지침) 만족여부를 검토하고 실물차 량 충돌시험을 시행할 계획으로 있다. 다만, 도로변에 통상적으로 설치되는 방호울타리(가드레일 등)와는 설치장소에 차이가 있고, 공사장에 설치되는 임시적인 시설이라는 관점을 감안하여 도로변 방호울타리와 는 충돌환경적 차이에 대한 고려가 필요하다고 판단하여 이에 대한 기술검토를 병행하고 있다.
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2016.06
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미국 및 프랑스의 경우, 초대형 항공기 출현, 항공기 기어 형상의 변화 및 항공교통의 지속적인 수요로 인하여 과거 노모그래프를 사용하는 설계법으로 포장을 설계하는데에 많은 한계가 있었다. 이러한 연유로 미국 FAA 및 프랑스 LCPC등은 포장 구조 시스템을 해석하고 이를 근거로 포장의 공용성을 예측하는 역 학적 경험적 설계법을 개발하였고, 현재도 개선 중에 있다. 줄눈 콘크리트 포장인 공항 콘크리트 포장의 경우 아스팔트 포장과는 달리 조인트를 가지는 이유로 다층탄성해석 프로그램을 통한 설계법에서 최근에 는 3차원 유한요소방법을 이용한 설계법으로 변화하고 있다.
본 연구는 국내의 역학적-경험적 공항포장 설계법을 개발하기 위해 FAA에서 개발한 공항포장용 3차원 유한요소프로그램인 FEAFAA를 참고하여 범용 해석 프로그램인 ABAQUS로 이를 개선한 모형을 구축하 였고, 기존 개발된 줄눈 콘크리트 포장용 3차원 유한요소해석 프로그램인 FEAFAA, EverFE 등과 비교하 여 구축 모형을 검증하였다. 그리고 항공기의 이동하중에 대한 포장의 거동을 해석할 수 있는 동적 해석 모형으로 확장하였고, 향후 인천공항공사의 현장 시험을 통해 모형에 대한 검증을 수행할 예정에 있다.
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2016.06
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도로 포장 및 교면 포장의 노후화로 인해 이에 대한 보수는 지속적으로 이루어지고 있고 매년 증가하고 있다. 도로 및 교량의 유지보수는 교통량이 많은 낮 시간보다는 교통량이 상대적으로 적은 야간에 주로 수행되고, 교통량이 다시 많아지는 시간 이전에 신속히 마무리하고 교통개방을 해야 하기 때문에 노무자 의 인력관리 및 안전관리를 체계적으로 수행하기가 쉽지 않다.
본 연구는 주로 야간에 주어진 시간 내에 신속히 작업을 수행해야하는 유지보수공정에 대하여 노무자 의 업무 및 안전을 체계적으로 관리하기 위해 실시간 위치정보 시스템을 구축하고, 현장에 시범 적용하여 그 가능성을 살펴보았다. 유지보수 현장에 총 8개의 고정식 노드를 설치하고 작업자의 안전모에 이동식 노드를 설치하여 현장에서 노무자의 작업 패턴을 충분히 확인할 수 있었다. 그리고 시스템 상에서 현장을 1m 격자로 구분하고 위험지역을 시스템 상에서 부여하여 노무자가 위험지역을 진입할 경우 이를 실시간 으로 확인하고 위험여부를 통보 가능함을 확인하였다.
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2016.06
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본 연구에서는 선진 4개국(미국, 영국, 독일, 일본)의 도로교통스톡 수준을 분석하였습니다. 한국과 각 국가별 도로 연장 수준을 비교하기 위해 2005년과 2013년 국토계수당 도로연장*을 산정하였습니다. 2005년 국토계수당 도로 연장을 살펴보면, 미국·독일·영국은 3.0 이상을 상회하며, 4개국 국제평균 (4.12)대비 높은 수치를 보였으며, 일본은 5.7으로 상대적으로 매우 높은 수준이 확인되었습니다. 반면 한국은 1.47로 4개국 평균의 절반수준에도 훨씬 못 미치는 것으로 나타났습니다. 한편, 2005년도와 비교 하여 미국의 2013년 국도계수당 도로 연장은 감소하였으며, 독일･영국･일본은 다소 증가하였습니다. 한 국(1.48)은 소폭 증가하였으나 2013년에도 여전히 4개국 평균(4.15)보다 훨씬 낮은 수준을 보여주고 있습 니다. 자동차 등록 대수 부문에서는 2005년과 2013년에 미국이 가장 높은 수치를 보이고 있으며, 이례적 으로 일본이 2005년에 비해 2013년의 자동차 등록수가 감소하였습니다.
도로화물운송 부문에서는 2005년과 2013년을 비교했을 때 미국과 한국은 도로화물운송이 점차 증가하 였으나, 독일･영국･일본은 도로화물운송이 감소하였습니다. 도로여객수송 부문은 2005년과 2013년 모두 미국이 상대적으로 높은 수준이었으며, 이어 독일이 높은 수치를 보였습니다. 이례적으로 일본이 2005년 에는 1km당 933,005 백만 인을 수송하다가 2013년에는 76,000 백만인-km로 현저히 낮아졌는데, 이는 2010년 이후 계속 유지되고 있는 추세로 보입니다. 한국은 2005년과 비교하여 2013년에 도로여객수송이 증가하였지만, 여전히 선진국 평균에 비교해서는 낮은 수치를 보이고 있습니다. 도로부문의 에너지소비량 은 2005년 대비 2013년 한국을 제외한 4개국에서 점차 에너지 소비량이 감소하고 있는 추세를 보이며, 도로부문의 인프라 투자의 경우 일본을 제외한 미국･독일･영국･한국은 2005년 대비 2013년 투자를 확대 하였습니다.
117.
2016.06
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본 연구는 지능형 교통시스템(ITS)이 도로교통안전에 미치는 영향을 분석하고 국내외 ITS 기술동향을 설명하였으며, 향후 도로교통안전을 위한 ITS 산업이 나아가야 할 정책적 방향을 제안하였습니다. 교통안 전을 위한 ITS 발전 전략은 크게 다섯 가지 정도로 제언되었습니다. 첫 번째, ITS 기반시설에 대한 정부의 연구개발 지원이 규모/범위의 경제효과를 고려한 선택&집중이 필요하며, 두 번째, 교통안전 증진을 위해 서 고속도로 이외에 ITS 인프라의 지속적인 구축이 필요하다는 것이 강조 되었습니다. 세 번째, 도로-차 량이 양방향으로 연결된 V2X 기술의 선진국 수준의 연구개발 증가 및 상용화 필요가 강조되었으며, 네 번 째, ITS 인프라 구축 투자와 동시에 운전자의 직접적인 안전과 연계된 교통안전관리증가를 위한 선제적 기 술개발이 필요함이 제기되었습니다. 마지막으로, 급격한 인구구조가 야기하는 고령화 사회에 대비하여 고 령운전자를 배려한 미래지향적 고령자 교통시스템의 기술개발이 시급한 시점으로 제안되었습니다.
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2016.06
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도로포장의 조기파손에 의한 폐아스팔트 콘크리트(=RAP(Reclaimed Asphalt Pavement), 이하 ʻ폐아 스콘ʼ)의 증가와 노후 아스콘 포장의 유지보수 시 노면의 절삭으로 매년 상당한 양의 폐아스콘이 발생되고 있으며, 발생량에 따른 도로의 보수비 역시 매년 증가하는 양상을 보여 폐아스콘의 적극적인 사용이 필요 한 상황이다. 기존 도로의 유지보수 비용이 이전보다 매우 큰 비중을 차지하고 있으며 유지보수 기술이 발달함에 따라 폐아스콘을 재활용하는 기술의 요구 및 실용화 연구가 크게 진행되었다. 폐아스콘을 재활 용하기 위해 사용되는 재생 첨가제에 경우는 해외 및 국내에서 활발하게 연구가 되고 있고 이를 현장에 적극적으로 적용을 하고 있다. 하지만 다양한 재생 첨가제의 종류에 비해 정확하게 검증이 되지 않는 실 정이다. 폐아스콘을 재활용하기 위한 배합설계에서 가장 중요한 요소는 재생 아스팔트의 물성, 골재입도, 아스팔트 함량 등이 고려되며 이 중에서 아스팔트의 물성을 요구되는 품질로 맞추는 과정은 주의가 요구 되며 재생 아스팔트에 재생 첨가제를 혼합한 바인더의 특성 분석을 통하여 원하는 등급의 아스팔트로 재 생시키고자 한다. 도로에 시공된 아스팔트 콘크리트 혼합물(이하 ʻ아스콘ʼ)의 경우는 시공 완료 후에 노화 가 진행된다. 주어진 환경 및 여건에 따라 노화의 정도가 달라질 수 있으므로 시험을 통하여 노화된 아스 콘의 변화 상태를 화학적으로 확인하고 이를 가지고 적절한 재생 첨가제 및 신재 아스팔트의 등급 등을 선정할 수 있다면 폐아스콘의 사용의 확대와 올바른 적용 범위를 선정하는데 효율적일 것이다. 재생 첨가 제는 재생 아스팔트의 물성을 향상시키기 위하여 혼합물에 첨가하는 것으로써, 첨가량은 폐아스콘에서 회 수된 아스팔트의 물성(침입도, 절대 점도 등)에 따라 첨가제의 사용 여부 및 사용 비율이 결정된다. 본 연 구에서는 RA 1 등급과 RA 5 등급의 두 가지 재생 첨가제를 사용하여 바인더의 특성을 분석하였다.
적용된 시험은 연화점 시험, 침입도 시험, 회전 점도계를 이용한 점도 시험, 절대점도 시험, DSR (Dynamic Shear Rheometer : 동적전단유동기) 시험, BBR(Bending Beam Rheometer : 처짐보유동기) 시험을 진행하 였다.
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기상 조건을 고려하여 교통사고 발생 원인과의 관계를 분석한 연구에서는 갑작스러운 온도 또는 기상 상 태의 변화는 교통사고에 영향을 준다는 결론을 제시하고 있다. 특히, 동절기에 기온이 떨어지는 경우, 도로 결빙에 의한 교통사고가 발생할 가능성이 높으며, 도로 표면에서 발생하는 결빙 현상은 운전자가 육안으로 쉽게 관측 할 수 없는 한계를 가진다. 따라서, 노면에 발생하는 결빙은 교통사고의 원인으로 작용 할 수 있 기 때문에, 결빙이 발생한 구간에서 운전자의 주의를 높여 줄 수 있는 대안 등이 요구된다. 결빙 현상은 야 간과 같이 온도가 낮아지는 시간에 발생하므로, 결빙을 예측하기 위해서는 노면 온도에 대한 정보가 필요하 다. 그러나, 노면온도 변화에 직･간접적으로 영향을 주는 대기 기상정보는 거시적(5km*5km 단위) 범위에 서 정보가 제공되므로, 운전자가 주행하는 도로망에 대한 정확한 정보를 제공하는데 어려움이 따른다. 따라 서, 본 연구에서는 운전자가 주행하는 도로망에 대기 온도를 제공 및 예측하기 위해 대기온도, 대기습도, 풍 향 등을 고려한 기상정보와 노면 온도 자료를 활용하여 노면 온도를 예측하는 모형을 개발하고자 한다.
노면 온도 예측 모형을 개발하기 위하여 Thermal Mapping 장비가 장착된 차량을 이용하였으며, Thermal Mapping 장비를 통해 노면온도, 대기온도, 대기습도를 측정한다. 또한, 시스템적으로 GPS가 연계되어 있어서, 정확한 위치 정보의 취득이 가능하며, 노면온도에 영향을 미치는 기상정보는 기상청에 서 수집하여 제공하는 온도, 습도, 풍속 등을 이용하였다. 또한, 지형의 요소를 교량부, 산지부, 평지부, 해안, 내륙을 구분하여 지형적인 요소도 반영 될 수 있도록 하였다. 예측 모형은 비선형 분석 모형을 사용 하여 노면 예측 정확도에 적합한 알고리즘을 사용할 계획이며, 본 연구의 결과는 기상과 관련된 교통안전 관련 연구에 활용될 것으로 기대한다.
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2016.06
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제한되어 있는 자원으로 인해 최근 신재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 신재생에너지 중에서 도 특히 태양광 발전이 단순한 구조로 이루어져 있고, 위험성이 적어 타 재생에너지 시장보다 빠르게 성 장하고 있다. 따라서 태양광의 발전 효율을 성장시키는 많은 연구가 진행되어 왔다. 태양광 발전은 태양 광 패널의 온도나 패널 표면의 먼지, 눈 등의 오염원에 따라 발전 효율에 영향을 미치지만, 태양전지를 개 발하거나 보완하는 연구가 대부분 이루어지고 있으며 기 개발된 패널의 발전 효율을 높이는 연구는 미비 한 실정이다. 하여 본 연구는 패널 표면의 오염원을 자동으로 청소해주는 클리닝 시스템을 개발하여 적용 유무에 따른 발전 효율을 비교 분석하였다. 2016년 1월 강설 시 테스트를 수행하여 발전 효율 분석한 결 과, 5분 단위로 최대 3.3% 증가하였고, 1시간 동안 약 1% 효율이 증가하는 것으로 분석되었다. 패널 온도 는 클리닝 시스템 적용 유무에 관계없이 유사하게 나타났다. 발전 효율이 미미한 수치로 증가한 것은 적 설량이 적었기 때문인 것으로 유추된다. 향후에 많은 량의 강설 발생 시, 클리닝 시스템을 적용한다면 발 전 효율이 더 증가할 것으로 판단된다. 또한, 이러한 결과에 따라 태양광 발전 시스템 시장에서도 필요한 요소로 성장할 수 있을 것으로 기대된다.
