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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2017년도 제19회 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 (2017년 10월) 126건
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2017.10
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본 연구진은 도로함몰 동공평가를 위한 선행연구를 바탕으로 LFWD 장비를 이용한 건전구간과 비건전구간의 처짐값을 비교하여 동공 유무 예측식을 개선하였다. 기존 연구의 경우, 도로함몰이 발생한 구간에서의 건전 구간과 비전건 구간의 도로의 처짐을 비교한 결과로 처짐비가 1.5∼2.5에 수렴하는 것으로 나타났으며. 대부분의 깊이비가 1.5이내의 제한을 가지고 있음을 알 수 있었다 또한 기존의 DB구간의 데이터가 아닌 타 구간의 데이터를 기존에 제시한 동공규모 관계식에 적용한 결과 동공규모 예측 시에 오차가 큼을 알 수 있었다. 본 연구진은 이러한 오차의 이유로 크게 두 가지의 이유로 구분하여 개선하고자 하였다. 첫 번째로, 기존 제안식에서 고려하지 않은 함몰평가 인자가 존재 할 수 있다는 점이었다. 따라서 본 연구진은 제안식 안의 여러 인자 분석을 진행하였으며, 분석결과 현재 처짐비의 제곱값과 동공깊이를 추가 고려한 인자로 채택하였을 때, 동공규모 예측을 개선할 수 있었다. 두 번째로는 깊이비가 1.5이상인 심도가 깊은 곳일 경우 건전구간과 비건전구간의 LFWD(Light Falling Weight Deflectometer) 처짐 값의 차이가 상이하지 않았다. 이에 처짐값의 차이를 비교 분석하여 깊이비가 1.5이상인 도로함몰에서의 LFWD 처짐값을 이용한 동공 존재 예측이 가능한지 여부에 대한 지속적인 연구가 필요함을 알 수 있었다.
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2017.10
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국토교통부는 매년 고속도로에서 평균 3만∼4만 건에 달하는 화물적재규정 위반 등 운행제한차량에 대해 단속·적발하고 있지만 도로 낙하물 사고는 매년 증가하고 있는 추세이다. 또한, 지속적인 도로연장의 증가, 도로와 산림 및 녹지간 공간적 거리가 가까워짐에 따라 단절된 녹지를 통과하기 위해 도로로 뛰어드는 야생동물들로 인해 로드킬 발생 빈도도 매년 증가하고 있다. 도로 낙하물로 인한 교통사고는 연쇄 추돌사고 등 대형사고로 이어질 확률이 매우 높다. 따라서 도로 낙하물로부터 운전자뿐만 아니라 이를 처리하는 도로작업자들을 보호할 수 있는 예방책을 마련할 필요가 있다. 기존 도로 청소차의 경우 도로에 떨어진 부피가 큰 쓰레기 및 적재물이나 로드킬 등의 낙하물을 제거하지 못하는 문제점이 있다. 그러나 본 연구에서는 로드킬, 타이어 조각, 종이박스, 나무판넬 등 부피가 있는 낙하물 까지 수거가 가능하도록 설계‧개발하였다. 국내의 경우 일부 기관에서 이미 낙하물 수거 장비를 사용하고 있지만 안전성에 대한 검증이 이루어지지 않았기 때문에, 특수 도로관리 목적으로 고속도로 등 연속류에만 제한적으로 사용되고 있다. 따라서 본 연구를 통해 설계‧개발된 도로 낙하물 수거 장비는 도로 상의 로드킬을 포함한 각종 낙하물들을 신속하고 안전하게 수거할 수 있다. 국내의 경우 도로 낙하물 및 로드킬로 인한 사고는 지속적으로 증가하는 추세지만, 외국과 달리 비교적 소형 낙하물이 주류를 이루고 있기 때문에 아직까지 심각성이 대두되지 못하고 있다. 고규격 도로 및 차량 보유 대수 증가로 인해 도로 낙하물 및 로드킬로 인한 도로작업자 안전사고 및 2차 추돌사고 문제는 매우 심각해질 전망이다. 기존 청소차 및 낙하물 수거 장비의 경우 도로변의 사고잔해, 유리, 철재 등 부피가 작은 낙하물에 대해서만 수거가 가능하다. 그러나 도로 낙하물 수거 장비의 개발이 완료될 경우, 처리하기 힘든 로드킬, 타이어 조각, 종이박스, 나무판넬 등 부피가 있는 낙하물 까지 신속하게 수거가 가능하므로 도로 유지관리업무 및 교통안전 확보에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.
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2017.10
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우리나라 도로교통안전 수준은 선진국에 비해 하위권에 속한다. ‘17년까지 자동차 1만대당 교통사고사망자 2.4명, OECD 평균 1.2명 수준으로 OECD 수준으로 달성을 위해 국정과제로 교통안전 선진화 대책 추진 중이다. 도로의 안전성을 객관적·정량적으로 판단하여 효과적인 안전사업 계획 수립을 위해 국내 도로 여건을 반영한 도로안전편람을 개발하고자 한다. 미국의 경우 도로안전편람(2010, AASHTO) 발간을 통해 도로 안전성 향상 사업을 수행하는데 참고하는 기본체계를 확립한 바 있다. 도로안전편람 개발을 위해 이 연구는 일반국도 상 입체교차로를 대상으로 위험도평가모형을 개발하였다. 전국 243개 입체교차로에 대해서 3년간(2011년∼2013) 발생한 교통사고를 조사하였으며, 도로기하구조 특성(입체교차로 유형, 진출입로 길이 등) 및 교통량(주도로, 부도로 등)을 조사하였다. 모형은 음이항회귀모형을 이용하여 사고건수, 준도시/지방부, 본선/램프모형을 구축하였다. 구축된 모형의 정확성 분석을 위해 MAD와 MPB를 이용하였다. 모형구축 결과를 바탕으로 입체교차로의 안전성능함수(SPF)와 사고보정계수(CMF)를 개발하였다. 교통량(주도로, 부도로), 감속차로 최소길이 불만족 개수, 램프형태 등이 입체교차로의 교통사고발생에 주요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.
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2017.10
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본 연구는 도로함몰과 관련된 연구 중 위험도 등급에 따른 소성변형 특성을 파악하기 위해 수행되었다. 도로함몰 위험도 등급 A, B에 해당하는 지표면으로부터 60cm, 90cm 하부에 모의 동공(얼음)을 설치하였으며, 동공의 크기는 그림 1과 같이 너비와 높이는 50cm, 길이는 100cm, 200cm로 각각 설계하였다. 또한, 배수층을 20cm 설치하여 배수가 가능하도록 설계하였다. 포장가속시험은 4ton의 축하중으로 10km/h의 속도로 운영하였으며, 1,000회, 2,000회, 6,000회, 10,000회 운행 시 마다 소성변형량 변화를 측정하였다. 그 결과 동공의 크기보다는 동공의 깊이가 소성변형에 영향을 크게 미치는 것으로 파악되었다. 그림 1의 1,3번 동공은 폭과 높이는 유사하지만 길이가 각각 1m, 2m로 위험도 등급에서 B, A이다. 하지만, 소성변형량을 비교했을 때 각 횟수마다 비슷한 경향을 보이며 증가하는 추세를 볼 수 있었다. 또한, 2번 동공의 경우 포장층에 가깝게 동공이 형성되어 1,3번 동공과 달리 소성변형량 증가 추세가 다른 동공들에 비해 월등히 빨랐으며, 6,000회 이상 포장가속시험을 수행하기 어려울 정도로 소성변형이 심하게 나타났다. 포장가속시험 수행 결과 동공 생성 초기에 소성변형량 변화폭이 가장 크며, 동공 길이보다는 심도에 포장층이 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.
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2017.10
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도로 교통사고로 인해 매년 5천여 명의 사망자와 30만여 명의 부상자가 발생하고 있다. 도로 교통사고는 도로이용자-자동차-도로 인프라 측면에서의 결함에 따른 것으로, 특히 도로 인프라 가운데 도로교통 안전시설은 도로 자체의 선형 결함 등을 보완하고 야간 등 비정상적인 도로환경에서 운전자의 안전을 보장하기 위해 설치되며 매년 설치물량뿐만 아니라 시설 자체의 성능도 지속적으로 발전되고 있다. 본 연구는 도로교통 안전시설 가운데 야간 및 악천후 시 도로 시인성을 극대화하는 시설인 조명시설과 차량이 차도를 벗어난 경우에 운전자의 안전을 보장하는 차량방호 안전시설이 일체화된 시설물에 대한 성능검증을 위한 연구이며 현재 기존 연구 및 향후 연구계획에 대한 추진 시나리오를 정립하는 단계에 있다. 이를 위해 조명시설이 갖추어야 하는 시인 성능(휘도, 균제도), 차량방호 안전시설이 갖추어야 하는 방호성능(탑승자 방호, 차량 충돌 후 거동, 구조물 변위)에 대한 성능실험을 수행할 계획이다. 본 연구에서 개발코자 하는 조명-차량방호 일체형 안전시설은 첫째 도로 폭이 협소하여 충분한 시설한계(Right-of-Way)가 확보되기 곤란한 지점이나 교량 등 특수구간, 둘째 조명의 높이를 운전자의 눈높이에 맞추어 연속적인 주행환경 확보가 용이하고 도로 생태환경 보호에 유리한 점, 셋째 조명시설과 방호시설을 일체화함으로써 시선유도효과를 극대화하고 시설 간 간섭최소화를 통해 미관확보가 가능하다는 장점이 있다. 본 연구를 통해 도로교통 안전시설 각각의 성능발전뿐만 아니라 상호간 물리적 결합 등을 통해 도로이용자에게 우수한 주행환경을 제공할 수 있는 기회를 확대할 수 있으며 국내 안전시설 기술의 해외진출 시에도 타국제품 대비 상대적인 우수성을 확보할 수 있는 특화사항으로 발전될 수 있을 것으로 본다.
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2017.10
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본 연구에서는 Odds Ratio를 활용하여 야간 교통사고 위험성을 진단한 선행연구의 진단방법을 개선하였다. Östen Johansson 외(2009)는 Odds Ratio에서 착안한 야간 교통사고 위험성 진단방법을 제시하였는데, 이 방법의 가장 큰 장점은 교통량 데이터가 필요하지 않는 것이었다. Östen Johansson 외(2009)가 정의한 야간 교통사고 위험성은 {(Case Hour가 밤일 때 교통사고 발생건수)/(Case Hour가 낮일 때 교통사고 발생건수)}/{Case Hour가 밤인 날 Comparison Hour의 교통사고 발생건수}/(Case Hour가 낮인 날 Comparison Hour의 교통사고 발생건수)}이다. 이 때, Case Hour는 계절에 따라 낮인 날도 있고, 밤인 날도 있는 시간대이고, Comparison Hour은 연중 항상 밝은 시간대이다. Östen Johansson 외(2009)의 연구 결과, 야간에는 교통사고 위험성이 더 증가하는 것을 확인할 수 있었는데, 지역별로는 도시지역에서는 약 30% 교통사고 위험성이 증가했고, 지방지역에서는 약 50% 교통사고 위험성이 증가했다. 그러나 Östen Johansson 외(2009)의 야간 교통사고 위험성 진단방법은 교통량에 대한 고려가 없기 때문에, 연간 교통량이 일정해야만 사용할 수 있는 기법이다. 즉, 계절에 따라 교통량이 변화하는 경우에는 적용할 수 없는 방식이다. 따라서 본 연구에서는 Odds Ratio의 정의를 되짚고, 교통량을 고려하였을 때의 Odds Ratio를 활용한 야간 교통사고 위험성 진단방법을 제시하였다.
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2017.10
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1993년 한강로·왕산로·동작대로·강남대로에 가로변버스전용차로를 설치하면서부터 시작된 버스전용차로는 1996년 천호대로에 중앙버스전용차로 설치, 2004년 서울시 대중교통 시스템 개편 등을 통해 점점 확대 도입되어 오늘날에 이르기까지 대중교통의 혁신에 큰 이바지를 했다. 그러나 버스전용차로는 버스 같은 중차량만 통행하므로 일반 차로에 비해 파손이 빈번하게 발생하는데, 이는 안정적인 버스 운행에 지장을 주며 버스 특성상 대량의 인원을 수송하므로 사고가 발생하면 대형사고로 이어질 가능성이 높다. 이에 따라 도시관리사업소에서 지속적으로 보수하고 있으나, 아직까지 사전에 방지할 수 있는 대책은 전뭄하다. 본 연구의 목적은 대중교통의 안전을 도모하고자 버스전용차로 실시간 모니터링 지점 선정을 위한 방안을 연구하는데 있다. 구체적으로 도로 파손에 영향을 미치는 버스전용차로의 특수 요인별(버스 통행량, 경유하는 버스 노선 수, 정류장 승하차 인원 수 등) 영향력을 분석하고, 버스전용차로 구간 중 어느 지점에 어떤 방법으로 모니터링 시스템을 구축할 것인지에 대해 제시할 것이다. 도로 파손 여부는 영상 검지기와 같은 기존의 장비로는 확연한 구분이 어려우므로 도로 표면에 설치하거나 주변 도로 시설물을 활용하는 방법을 고안하고자 한다.
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2017.10
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최근 평창 동계올림픽을 준비하기 위해 영동고속도로가 정비 중이다. 뿐만 아니라 과거에도 수 차례 고속도로 확장, 고속도로 보수 등 도로 작업자들이 고속도로 위에서 작업을 하는 일이 많다. 그러나 도로 작업자들의 안전은 보장받지 못하고 있다. 2015년 국정감사 자료를 보면 도로 작업자들이 얼마나 사망 위험에 노출되어 있는지 알 수 있다. 2015년 국정감사에서는 지난 2010년부터 2015년 7월까지 5년간 고속도로 작업구간에서의 사고를 다루는데, 모두 212건의 사고가 발생하였으며 이 중 사망 사고는 79건이 발생한 것으로 나타났다. 고속도로 내 작업장 교통사고 사망률은 2012년 29%, 2013년 41%, 2014년 48%로 지속적으로 증가했으며, 평균 사망률은 37.3%로 작업장 내 교통사고 발생 시에 3명 중 1명은 목숨을 잃는 통계 수치를 기록했다. 이와 같은 통계를 볼 때, 도로 작업자들은 항상 위험한 상황에 노출되고 있다. 사고를 대비하기 위해 도로 작업을 하는 구간 이전부터 교통콘을 세우거나 도로 차단용 싸인카를 이용하여 고속도로 운전자들에게 작업 구간의 위험성을 알리지만, 고속도로 운전자의 전방주시태만, 졸음운전, 음주운전 등으로 사고는 꾸준히 발생한다. 이러한 운전자 부주의에 따른 사고를 예방하기 위해 이동식 방호울타리를 개발하였고, 도로 작업 구간에 이동식 방호울타리를 배치함으로써 도로 작업자들의 상해위험을 예방할 수 있다. 이동식 방호울타리의 안전성 검증은 ㈜스마트에어챔버 자체충돌시험장 실차충돌실험, 시뮬레이션 해석검증실험으로 안전성을 평가하였으며, 개발 제품에 대한 명확한 검증 기준이 없으므로 ‘도로안전시설 설치 및 관리지침 -차량방호 안전시설 편’의 차량 방호울타리 탑승자 보호 성능 평가 기준을 참고하였다 실차충돌실험은 이동식 방호울타리를 배치하고 1300kg 내외 무게의 승용차와 충돌시켜 탑승자 보호 성능 평가 기준을 만족하는지 보았으며, 6번의 실험을 진행하였고 모두 탑승자 보호 성능 평가 기준을 만족하였다. 해석검증실험은 가상의 공간이므로 1300kg 내외 무게의 승용차가 아닌 8t 트럭으로 충돌시켰으며, 이동식 방호울타리와 8t 트럭이 충돌 후 이동식 방호울타리의 변형거리를 알아보았다. 변형거리는 약 571mm 변형되는 것으로 확인되었다. 이번 실차충돌실험과 해석검증실험을 통해서 이동식 방호울타리를 고속도로 작업 구간에 배치 시, 도로 작업자들이 안전하게 작업할 수 있고 사고가 났을 때에도 작업자들이 상해를 입지 않을 것으로 판단되었다.
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2017.10
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국내 도로에서 발생하는 교통사고 요인별 사고 심각도에 미치는 영향을 분석하기 위한 방법으로 순서형 로짓모델 적용에 대한 연구를 진행하였다. 교통사고 발생 시, 수집되는 자료는 교통사고 발생시간, 발생장소, 도로환경, 사고이유, 사고심각도, 날씨, 사고종별, 운전자 특성 등이 기록된다. 이러한 사고자료를 이용하여 교통사고의 심각도에 미치는 요인에 대한 분석이 가능하다. 교통사고 심각도는 크게 사망, 중상, 경상, 부상없음 4가지 심각도로 구분이 가능한데, 이를 순서형 변수로 정의하여 로짓모델을 적용하여 심각도에 미치는 요인별 영향정도를 분석할 수 있다. 순서형 로지스틱 회귀분석은 종속변수가 순서형으로 구성되어 있을 때, 로짓모델을 이용하여 종속변수가 일어날 확률을 구할 수 있다. 이러한 분석방법을 이용해 독립변수가 종송변수에 미치는 영향을 판단할 수 있는데, 로짓 선형함수의 계수로 독립변수가 종속변수에 미치는 영향정도를 판단한다. 도시부와 지방부는 도로환경적인 측면에서 큰 차이가 있어, 지역별 교통사고 심각도에 미치는 영향도 다르게 나타난다. 도시부와 지방부의 사고 심각도 모형을 각각 설정하여 순서형 로짓모형을 이용해 요인별 영향 차이를 분석하여 사고의 특성을 비교할 수 있다.
70.
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기후변화로 인한 결빙, 폭설, 집중호우 등 도로에서의 기상조건은 해마다 수많은 인명 피해를 유발하고 있다. 그러나 급변하는 기상상태에 신속하게 대처할 수 있는 도로기상 대응체계가 미흡하여 교통사고로 인한 사회·경제적 손실이 가중되고 있다. 최근 교통사고 통계자료에 의하면 기상상태가 좋지 않을 때의 교통사고치사율은 맑은 날씨일 때 보다 2～3배 심각한 것으로 나타났다(교통안전공단 2016). 따라서 기상악화 시 교통사고예방에 필요한 구체적이고 상세한 기상정보를 운전자에게 제공함으로써 교통사고예방 및 도로 운영의 활용성을 높일 수 있는 도로기상 모델개발이 필요하다. 도로기상 모델과 관련해서 도로기상 선진국(유럽, 캐나다, 일본, 미국 등)은 1990년대 초반부터 도로 노면온도와 노면 결빙점 예측을 위한 다양한 모형을 개발하고 모델의 성능을 검증하기 위한 노력을 기울이고 있다(Meng, 2014; Sato, 2004). 이들 국가는 주요 도로에 대해서 도로기상 관리지원시스템을 구축‧운영하고 있으며, 개발된 모델로부터 추정된 노면상태 정보를 도로이용자 및 도로관리자에게 제공함으로써 교통사고 및 도로파손 손실에 따른 사회적 비용을 줄여나가고 있다. 우리나라 도로기상 분야는 결빙 취약구간인 터널의 입·출입부에 수용액 형태의 제설제 자동 분사장치를 설치하여 운영하고 있는 단계로서 도로기상 선진국과 같이 도로구간 단위로 확장하여 서비스할 수 있는 기술은 미흡한 단계이다. 이들 국가와 같이 도로기상 관리지원시스템을 운영하여 주요 도로에 대해서 도로기상 정보를 실시간으로 서비스하기 위해서는 도로의 한 지점만을 대상으로 하는 기술대응 보다는 전체 도로구간의 노면상태를 예측할 수 있는 기상상황별 통합모델 개발이 우선시 되어야 한다. 이러한 기술개발의 필요성에 따라서 본 연구에서는 기상상황별 노면상태를 서비스할 수 있는 통합모델을 개발하였다. 첫 번째 모델은 겨울철 도로노면의 상태를 예측할 수 있는 모델이다. 노면상태 예측모델은 기계학습 방법 중에 하나인 의사결정나무(Decision Tree) 알고리즘 기반으로 개발되었으며, 이동형 차량(Probe vehicle)에서 수집되는 기상입력 자료를 학습하여 기상요소에 따른 4가지 노면상태(Dry, Moist, Wet, Ice)를 예측할 수 있다. 두 번째로 집중호우 기간에 도로에서 발생하는 도로의 수막정보를 예측할 수 있는 모형이다. 도로의 수막예측 모델은 기상청에서 제공하는 1시간 단위의 AWS(Automatic Weather System) 자료와 10m 단위의 도로기하구조 정보를 활용하였다. 도로에서의 강우량 추정은 kNN(k-Nearest Neighbors)기법을 활용하여 대상도로와 가장 가까운 AWS 관측소의 강우정보를 각 해당 도로구간에 할당하였다. 현재 본 도로기상 통합모델은 서울시 내부순환로와 올림픽대로에 대해서 실시간 서비스할 수 있도록 생산체계가 구축되었다. 도로기상 통합모델은 우리나라 주요 도로에 적용이 가능하여 하절기의 집중호우로 인한 물이 고인 도로지점과 동절기의 기온강하로 인한 도로의 결빙현상 등 도로노면상태 정보를 실시간으로 서비스할 수 있다. 또한 기상 악화 시 도로를 효율적으로 관리할 수 있는 의사결정 도구로 활용되어 교통재난 및 도로파손을 줄이는데 기여할 수 있을 것이다.
71.
2017.10
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최근 서울 도심 지역에 급격한 자동차 수 증가로 인한 도로교통소음의 심각성이 사회에서 주목을 받고 있다. 각 기관들은 도로교통소음을 해결하기 위해 여러 가지 방안을 내놓고 있으며, 2017년 3월 서울시는 저소음포장을 소음감소대책으로 내놓았다. 여러 가지 소음감소대책 중 저소음포장이 최근 들어 많은 관심을 받고 있는 이유는 방음벽과 방음터널의 경우 도심의 미관을 파괴하고 소음대책이 필요한 지점에 따라 소음저감 효과가 상이하게 발생하는 반면, 저소음포장의 경우 소음대책이 필요한 지점에 상관없이 일정한 소음저감 효과를 나타내고 있기 때문이다. 이와 관련하여 본 연구에서는 소음예측 프로그램을 통하여 저소음포장의 소음감소효과를 평가를 하는 것을 목적을 두고 있다. 소음예측은 Korea Environment Institute 가이드라인에 기초하여 수행되었다. 저소음 포장에 대한 감소효과를 평가하기 위해 소음지도 모델링을 진행하여야 한다. 모델링의 경우 일반포장에서의 실제 교통량과 통행속도를 입력하여 나온 시뮬레이션 값과 실제 지점에서 소음을 측정한 값이 3dB차이가 나지 않아야 검증된 모델로 규정하고 있다. 이렇게 검증이 된 모델을 사용하여 소음예측을 진행하였을 때, 일반 포장이 설치 된 도로를 저소음포장으로 교체 설치하여 소음감소도를 분석하게 된다. 또한 저소음포장이 한 층 및 두 층으로 포장되었을 경우에 대해 소음감소도를 분석하였고, 여러 조건의 속도와 교통량을 입력하여 각 조건별로 감소도를 분석하였다. 여러 가지 상황에서 어떤 경우에 가장 많은 감소도를 보이는지 분석하였다. 그림 1.은 특정 교통량과 특정 속도에 대한 소음예측을 한 것이다. 그림 2.의 경우는 그림 1.과 같은 교통량과 속력을 입력하였지만 포장이 저소음포장을 두 층으로 바꿔 설치 된 것이다. 그림을 비교해보면 저소음포장을 설치한 경우 7dB의 감소도를 볼 수 있다. 이를 포함한 많은 경우의 수에서 저소음포장에 대한 소음감소도를 분석하였다
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2017.10
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최근, 시멘트 사용량을 줄이고, 경제성을 확보하기 위하여 혼화재료를 적용한 콘크리트 포장에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 국내외적으로 콘크리트 포장용 결합재로써 활용되어지고 있는 혼화재료로써 고로슬래그, 플라이애시 등이 있으며, 이 중 고로슬래그는 냉각방법에 따라 급수로 냉각처리된 급냉슬래그와 공기 중에 냉각처리된 서냉슬래그로 분류될 수 있다. 서냉슬래그는 화학조성이 급냉슬래그와 유사하고 염기도가 높아 콘크리트용 혼화재료로 사용될 경우, 콘크리트 중 수산화칼슘과의 잠재수경성 발현에 유리하여 콘크리트 포장용 결합재로써 활용이 가능할 것으로 보고되고 있으며, 서냉슬래그의 물리화학적 특성을 기반으로 하여 서냉슬래그를 콘크리트 포장재료로써 활용하기 위한 몇몇의 연구가 진행되어 오고 있다. 본 연구에서는 서냉슬래그를 콘크리트 포장재료로 사용하여 공시체를 제조하였으며, 콘크리트의 공학적 특성을 실험적으로 평가함으로써, 서냉슬래그의 콘크리트 포장재료로써 적용가능성을 실험적으로 검토하였다.
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2017.10
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콘크리트 포장의 내구성 저하는 포장체의 파손뿐만 아니라 사용자의 주행성에도 영향을 주며, 또한 유지관리 비용을 증가시키는 등 복합적 문제를 초래한다. 이러한 콘크리트 내구성 문제를 개선하기 위한 방안으로 콘크리트의 내부양생(internal curing)에 대한 관심이 고조되고 있다. 내부양생은 표면 살수나 피막양생제를 도포하는 기존의 양생 방식과는 달리 콘크리트 배합 시 수분공급 물질을 혼입하여 내부로부터 수분을 공급하는 기법으로, 양생효율을 현저히 증진시켜 역학적 특성, 투수 및 균열 저항성, 부피안정성 등 콘크리트의 다양한 성능을 향상시키는 것으로 잘 알려져 있다. 특히 포장용 콘크리트 배합과 같이 광물성혼화재(SCMs)를 포함하는 경우, 소요성능의 발현을 위해서는 철저한 양생이 무엇보다 중요하다. 이에 착안하여 본 연구에서는 최근 콘크리트의 내부양생 재료로서 각광을 받고 있는 고흡수성폴리머(SAP)를 적용한 모르타르의 강도 및 부피변화 특성을 파악하여 콘크리트 포장에의 적용 가능성을 평가하였다. 이를 위하여 가교밀도와 평균 입자크기가 다른 4종의 폴라아크릴산나트륨 SAP를 혼입한 모르타르를 제작하고 SAP 함량 및 종류별 강도 발현, 자기수축 및 내부 상대습도 거동 특성을 측정하였다.
74.
2017.10
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매년 도로면 결빙으로 인한 교통 사고량이 증가를 하고 있다. 따라서 결빙으로 인한 사고를 미연에 방지하고자 다양한 결빙방지기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 도로면 결빙방지를 위해 Multi-wall carbon nanotube(MWCNT)를 이용하여 결빙방지 효과를 살펴보았다. 실험에 사용된 실험체는 도로공사 표준시방서의 포장콘크리트 배합 비에 따라 500*150*50mm의 크기로 제작된 콘크리트 슬래브에 100*100*50mm크기의 MWCNT 발열체를 삽입하여 제작하였다. 총 제작된 실험체는 MWCNT를 콘크리트 슬래브의 중앙에 1개 설치한 경우와 200mm 간격으로 설치한 경우, 각각 3개씩, 총 6개를 제작하여 실내실험을 수행하였다. 실내실험은 영하 10°C의 냉동챔버에서 발열체의 온도를 60°C로 유지하며 120분 동안 실시하였다 그림 1은 MWCNT를 1개 장착한 경우로써 120분이 경과 후 MWCNT로부터 77mm까지 0°C(상온)로 나타났다. 그림 2는 MWCNT를 200mm 간격으로 2개 장착한 경우로써 120분이 경과 후 MWCNT 설치한 안쪽의 모든 표면에서 상온으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이는 2개 장착한 경우 발열체 사이간의 열 중첩 효과로 인한 온도 상승효과와 유효발열거리(표면온도가 0°C이상으로 나타났을 때의 거리)가 증가함을 확인할 수 있었다.
75.
2017.10
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신개념 철근콘크리트 포장(ARCP: Advanced Reinforced Concrete Pavement)은 균열유도장치를 이용하여 원하는 위치에 균열을 유도하고 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)의 거동에 영향을 미치지 않는 균열 사이의 종방향 철근을 다수 제거하여 철근 사용량을 대폭 감소시키는 포장 공법이다. ARCP 공법의 주요 요소 기술의 하나인 균열유도는 균열유도장치의 형상, 설치깊이, 콘크리트와의 부착유무에 따라 균열의 진전 및 거동에 차이가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 최적의 균열 유도를 위한 방안을 마련하고자 균열유도장치의 형상, 설치깊이, 콘크리트와의 부착 유무에 따른 유도균열을 형성하여 각각의 거동을 계측 및 분석하였다. 그림 1과 같은 야드 실험체에 7종류의 서로 다른 균열유도장치를 설치하였으며 유도균열의 거동 측정을 위한 균열게이지를 설치하였다. 거동 계측은 균열발생 초기부터 균열폭 및 슬래브 온도를 측정하였으며, 계측 10일차부터 20일까지의 데이터를 분석하였다. 균열폭 거동을 그림 2에 나타내었다. 균열폭 거동이 크게 발생하는 균열유도장치는 균열유도장치와 콘크리트가 부착되지 않은 경우(C4)와 콘크리트 다짐을 위하여 균열유도장치의 면적이 작은 경우(C5)인 것으로 나타났으며, 가장 작은 균열폭 거동이 나타나는 것은 비닐을 삽입하였던 경우(C6)인 것으로 나타났다. 균열유도장치의 형상 및 설치깊이, 콘크리트와의 부착 유무에 따라 균열폭 거동에 다소 차이는 발생하지만 모든 경우에서 균열폭이 0.1mm 이하의 작은 거동이 발생하는 것으로 보아 계획한 균열유도장치는 모두 사용이 가능한 것으로 분석되었다.
76.
2017.10
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현재 국내 콘크리트 포장은 고속도로에서 약 40%, 일반 도로에서는 2% 정도를 차지하고 있다. 콘크리트 포장은 중차량에 대한 뛰어난 적용성과 20년 이상의 장기 공용연수를 가진다는 장점을 가지고 있다. 최근 국내 고속도로의 콘크리트는 장기간 사용으로 인해 노후화 되어있으며, 개통한지 오래되지 않은 콘크리트포장에서도 줄눈부 파손 및 표면박리, 표면마모 등으로 인한 보수비가 증가하고 있는 추세이다. 특히 강원 및 전북지역은 매년 겨울 많은 눈으로 인해 많은 양의 제설제를 사용하고 있어 표면박리상태가 심각 상태이다. 따라서 본 논문에서는 실리카퓸과 폴리머분말을 사용한 포장용 콘크리트의 표면박리저항성을 평가하고자 한다. 기배합된 콘크리트에 실리카퓸과 폴리머 분말을 후 첨가하였으며, 혼화재료의 혼입으로 부족한 단위수량은 혼화재료 혼입 시 추가하여 W/C를 42%로 보정해주었다. 표 1은 실험에 사용한 배합표이다. 압축강도 시험결과 재령 28일에 모든 변수에서 30 MPa 이상을 발도를 발현하였고, 실리카퓸 사용량이 증가할수록 강도가 증진되었지만 폴리머에 따른 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 휨강도 시험결과 실리카퓸과 폴리머 분말을 사용한 배합의 휨강도가 OPC 배합에 비해 큰 폭으로 증가하였으며, 폴리머 분말의 혼입량이 증가할수록 그러한 경향이 더 뚜렷하게 나타났다. 실리카퓸도 휨강도가 증가하는 경향을 보였지만 그 영향은 크지 않았다. 표면박리저항성 시험결과 실리카퓸이 혼입된 변수에서 실리카퓸에 의한 수밀성 증가로 인해 저항성이 상당히 증가하는 경향을 보였으며, 혼입률의 증가에 따라 그러한 경향은 더 뚜렷하게 나타났다. 하지만 폴리머 분말의 혼입량이 증가할수록 박리량이 증가하여 폴리머 분말이 표면박리 저항성에 악영향을 미치는 것으로 판단된다.
77.
2017.10
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현재 국내 콘크리트 포장은 고속도로에서 약 40%, 일반 도로에서는 2% 정도를 차지하고 있다. 콘크리트 포장은 중차량에 대한 뛰어난 적용성과 20년 이상의 장기 공용연수를 가진다는 장점을 가지고 있다. 최근 국내 고속도로의 콘크리트는 장기간 사용으로 인해 노후화 되어있으며, 개통한지 오래되지 않은 콘크리트포장에서도 줄눈부 파손 및 표면박리, 표면마모 등으로 인한 보수비가 증가하고 있는 추세이다. 특히 표면마모의 경우 주행 중 소음발생을 증가시키고, 미끄럼저항성을 감소시켜 운전자의 피로도를 증가시키고 사고를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 ASTM C 779(3중 마모휠 방법)을 사용하여 실리카퓸과 폴리머 분말을 사용한 포장용 콘크리트의 마모저항성을 분석하고자 한다. 기배합된 콘크리트에 실리카퓸과 폴리머 분말을 후 첨가하였으며, 혼화재료의 혼입으로 부족한 단위수량은 혼화재료 혼입 시 추가하여 W/C를 42%로 보정해주었다. 표 1은 실험에 사용한 배합표이다. 굳기 전 콘크리트의 공기량은 모든 변수에서 3∼5%로 목표 공기량을 만족하였으며, 슬럼프 시험결과 모든 변수가 슬럼프 40mm 이하를 만족하였지만, 실리카퓸 7% 혼입 변수에서 다른 변수에비해 다소 낮은 슬럼프를 보였다. 압축강도 시험결과 재령 28일에 모든 변수에서 30MPa 이상을 발도를 발현하였고, 실리카퓸 사용량이 증가할수록 강도가 증진되었지만 폴리머에 따른 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 마모시험결과 실리카퓸이 증가할수록 마모저항성이 증가하였고, 폴리머를 사용한 변수에서 큰 폭의 마모저항성 증가를 보였으나 혼입량에 따른 차이는 크지 않았다.
78.
2017.10
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고속도로 포장의 불량연장은 지속적으로 증가하고 있는 반면 예산한계, 성능 저하로 인하여 포장상태가 고객 기대수준에 미치지 못하고 있는 실정에 대한 대책의 일환으로 고속도로 유지보수에 적용하고 있는 다양한 종류의 포장공법과 재료에 대한 장기공용성 관측구간을 운용하고 있다. 국내 고속도로 장기공용성 관측구간은 포장층의 구성, 환경인자, 교통하중 등과의 상관관계를 고려하여 총 292개소를 선정하였으며 매년 기본조사(자동조사장비를 이용한 파손정량화 및 현장도보조사)와 정밀조사(구조적 상태조사, 소음 및 미끄럼저항성 조사, 코어채취를 통한 실내시험)등의 추적조사를 수행하고 있다. 본 연구에서는 주행쾌적성이 확보되고 구조적으로 오래가는 장수명 복합포장공법 도입을 위해 장기공용성 관측구간 중 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 하부포장형식에 따른 공용성 변화추이 분석을 통하여 기존 복합포장구간의 문제점 도출 및 장수명 복합포장공법의 타당성을 확인하고자 한다. 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 하부포장형식에 따른 공용성 변화추이 분석을 위하여 크게 CRCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간과 JCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간을 선정하여 하부포장형식 및 덧씌우기 재료에 따른 공용성 변화추이를 분석하였다. 분석 결과 그림 1 및 그림 2에서 보는 바와 같이 전체구간(AC구간 : SMA구간 + 개질 아스팔트 구간) 및 재료별 분류에서도 JCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간에 비해 CRCP 위 아스팔트 덧씌우기 구간의 공용성이 우수한 것으로 분석되었다. 이는 콘크리트 포장 위 아스팔트 덧씌우기 구간에서 하부포장형식이 공용성에 크게 영향을 미치는 것으로 사료되며 CRCP위 아스팔트 포장으로 구성된 복합포장 형식의 구조적 타당성을 확인할 수 있었다. 그러나 현재 공용중인 CRCP 복합포장의 경우 CRCP구간의 유지보수 개념으로 시공되어 기존 하부포장과의 부착문제 및 반사균열에 의한 조기파손 등에 취약하며 장수명 복합포장과 단면 구성이 상이하기 때문에 현재 시험시공중인 구간의 장기공용성 관측구간으로의 편입 및 추적조사가 필요할 것으로 사료된다.
79.
2017.10
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터널 내 주행시 도로이용자에게 주행 쾌적성 및 안전성 향상을 위하여 터널 콘크리트 포장 표면에 고성능 표면처리 공법(NGCS : Next Generation Concrete Surface), 다이아몬드 그라인딩 공법(DG : Diamond Grinding) 등을 적용하고 있다. 최근 개통된 노선 중에서 표면처리 공법을 적용한 터널 포장에 대하여 미끄럼저항(ASTM E 274) 및 타이어-노면 마찰소음(ISO 11819)을 측정하였다. NGCS가 적용된 터널구간은 평택제천선 금성터널(공용 약 25개월), 울산포항선 양북1터널(공용 약 12개월), 서울양양선 인제터널(공용 약 1개월)이며, DG가 적용된 구간은 평택제천선 산척4터널(공용 약 25개월)이다. 미끄럼저항 측정결과를 그림 1에 나타내었다. NGCS 적용구간의 미끄럼 저항이 DG구간보다 다소 낮았으나 모두 유지관리기준을 만족하였다. 타이어-노면 마찰소음 측정결과를 그림2에 나타내었다. NGCS 적용구간이 DG 적용구간보다 소음이 더 작게 발생하는 것으로 분석되었다.
80.
2017.10
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도로이용자는 안전하고, 평탄하고 쾌적한 고속도로를 요구하고 있다. 이에 도로관리자는 포장 유지보수 최소화로 막힘없는 고속도로를 구현하고, 고기능성 포장으로 도로이용자에게 쾌적한 주행성과 안정성을 제공하고자 한다. 따라서 도로이용자와 관리자 모두를 충족시키기 위하여 기존의 포장 형식 체계의 장점을 수용하고 단점을 극복할 수 있는 포장형식으로, 콘크리트 포장의 우수한 공용성과 아스팔트 포장의 주행쾌적성 및 기능성을 수용하여 고기능성 장수명 복합포장(Composite pavement) 시스템을 도입하였다. 복합포장은 고내구성 신설 콘크리트 강성기층 위에 고기능성 아스팔트 포장을 시공하여 내구성을 극대화하면서도 최고의 다기능성 포장 표면을 도로이용자에게 제공하는 포장형식이다. 반사균열의 억제가 가능한 연속철근 강성기층과 기층열화 방지와 경계면 부착성능 향상을 위한 불투수 중간층 설치하였다. 표층은 저소음 배수성 아스팔트 포장을 설치하여 우천시에도 미끄럼저항성을 확보할 수 있도록 하였으며, 타이어-노면 마찰 소음 감소로 도로이용자에서 쾌적한 주행성을 제공하였다. 고기능성 장수명 복합포장 구간의 기능성 평가는 복합포장 시공 후 약 1∼3개월 후인 2016년 12월에 1차 조사, 공용 약 6∼8개월인 2017년 5월에 2차 조사를 실시하였다. 시간경과에 따른 비교를 위하여 복합포장(Q-Pave)과 유사한 기간에 시공된 SMA와 종방향타이닝이 설치된 줄눈콘크리트포장(LT)도 함께 조사하였다. 미끄럼저항은 ASTM E 274 방법을 준용하였으며, 타이어-노면 마찰소음은 CPX방법(ISO 11819)을 준용하였다. 미끄럼저항 측정 결과, 그림 1에 나타낸 바와 같이, 아스팔트 포장에서 시공초기 아스팔트 유분으로 인한 초기 미끄럼 저항 값은 상대적으로 떨어지는데 비해 5개월 후의 미끄럼 저항은 평균 6.8이 회복함을 보이고 있다. 타이어-노면 마찰소음 조사결과를 그림2에 나타내었으며, 저소음・배수성(Q-Pave)을 표층으로 한 복합포장의 소음도가 가장 우수하였으며 5개월간 소음 변화량도 미미한 것으로 분석되었다.
