고속도로는 도로이용자에게 최상의 서비스를 제공하는 도로이며 설문조사결과 고속도로를 이용함에 있 어 가장 큰 관심사는 안전을 포함한 주행쾌적성이다. 현재 고속도로를 포함한 모든 도로의 평탄성을 판단 하는 지수로서 IRI(International Roughness Index)가 활용되고 있으나, IRI는 2차원적 분석을 통한 결 과값이다. 즉, 1/4 Car(Quater Car)인 한 개의 바퀴에 대한 상하 움직임을 나타낸 것이라고 할 수 있다. 그러나 실제 차량은 노면의 프로파일 형태에 대한 4개의 바퀴에서 발생하는 움직임에 따라 차량내부의 탑 승자에게는 상, 하, 좌, 우의 거동이 발생하게 된다. 이러한 4개의 바퀴(Full-Car)를 통해 나타나는 차량 거동요소를 이용하여 도로관리 및 이용자 측면의 새로운 평탄성 관리기준을 마련하기 위해 차량거동 요소 별 거동량에 따른 정성적 평가를 수행하였다.
본 연구를 수행하기 위해 다음과 같이 세 가지 부분의 연구를 수행하였다.
첫 번째, 평탄성(승차감)에 영향을 주는 차량거동 요소를 선정하였다. 테스트 차량에 차량거동량 측정 이 가능하도록 센서를 설치하고 다양한 형태의 노면을 주행하여 나타나는 차량거동 요소를 확인하였으며 Roll, Pitch, Bounce의 거동이 주요 요소인 것을 확인하였다.
두 번째, 차량 거동요소를 구현할 수 있는 시뮬레이터를 제작하였다. 차량의 거동요소를 개별적으로 구 현하여 양호, 보통, 불량의 정성적인 평가를 수행하기 위해 시뮬레이터를 제작하였으며 Roll, Pitch, Bounce의 거동요소를 각각 조절하여 구현할 수 있었다.
세 번째, 차량 거동요소별 거동량에 따른 정성적 평가를 수행하였다. 시뮬레이터를 이용하여 Roll, Pitch, Bounce의 차량거동 요소 중 1개 요소의 거동량을 조절하여 구현하고 시뮬레이터에 1인이 탑승하 여 정성적인 평가를 수행하였다. 정성적 평가자는 성별, 직업군, 전문가여부, 운전여부 등을 고려하였다.
콘크리트포장은 타설 후 온도와 습도 같은 환경요인의 변화에 의해 부피변화를 일으킨다. 만약 이러한 부피변화가 하부지반이나 인접 구조물로부터의 마찰과 같은 외부구속 요인, 단면 내 온·습도의 비선형 분포와 같은 내부구속 요인에 의해 구속을 받게 되면 응력이 발생하게 되며, 이 응력이 콘크리트의 인장 강도를 초과하면 균열이 발생하게 된다. 체적에 비해 상대적으로 단면적이 작고 구속조건이 과대한 콘크 리트포장의 경우 환경하중에 의한 구속응력을 완화하기 위하여 일반적으로 타설 후 수일 이내에 다수의 횡방향 균열을 일으키게 되며, 이러한 균열은 궁극적으로 스폴링(spalling)이나 펀치아웃(punchout)과 같은 콘크리트포장 파손 및 내구성능 저하와 같은 부정적인 영향을 초래하게 된다. 따라서 보다 나은 콘 크리트포장의 장기공용성을 확보하기 위해서는 콘크리트포장의 구속응력 발현을 정확히 예측하고, 이와 관련된 설계 인자들의 적절한 기준을 마련하는 것이 필수적이라고 할 수 있다.
본 연구에서는 콘크리트포장의 응력과 관련된 요소들인 크리프와 빌트인컬링(built-in-curling)이 구 속응력 발현에 미치는 영향을 현장실험과 계측 결과의 이론적인 분석을 통하여 정량적으로 평가하였다. 그 결과, 크리프의 영향은 시간이 경과함에 따라 점차 증가하는 반면에, 빌트인컬링의 영향은 급격히 감 소하여 콘크리트포장 타설 후 30일 이내에 대부분 소멸됨을 확인하였다. 본 연구의 결과는 콘크리트포장 체를 완전탄성체로 간주하고 콘크리트 경화시의 온 ․ 습도 분포가 단면에 걸쳐 균일하다고 가정하는 기존 포장설계법의 개선 방향을 제시함으로써, 보다 더 정확한 콘크리트포장 설계 및 시공을 위한 중요한 정보 를 제공할 것으로 기대된다.
최근 재건축 및 재개발 사업의 급속한 팽창으로 인하여 건설폐기물의 발생이 급격히 증가할 것으로 예 상되며, 향후 건설폐기물의 처리에 대한 중요성이 더욱 증대될 것으로 예상된다. 국립환경과학원에 따르 면 건설폐기물 중 폐 콘크리트가 차지하는 비중은 68.5%로 가장 많은 비율을 차지하고 있다. 폐 콘크리트 의 경우 대부분 재자원화로 인하여 순환골재로 생산되고 있으며, 최근 이렇게 생산된 순환골재를 활용한 많은 연구 결과가 보고되고 있다. 그림 1은 향후 천연골재 부존량 및 골재 수요량을 나타내고 있으며, 그 림 2는 폐 콘크리트 발생 예측량을 나타내고 있다.
순환골재를 사용한 콘크리트는 일반콘크리트에 비해 불순물이 포함될 가능성이 크며, 순환골재 표면에 미 제거된 시멘트페이스트로 인해 높은 흡수율을 야기시켜 콘크리트의 성능저하와 더불어 단위수량이 많 이 소요된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 이물질을 제거한 순환골재를 활용하여 포 장용 콘크리트 개발의 일환으로 포장용 콘크리트의 요구 성능기준 중 하나인 휨강도 특성을 콘크리트의 휨 강도 시험 방법(KS F 2408)에 의거하여 실험을 수행하였다.
최근 Google-X프로젝트, 유럽의 프로메테우스 프로젝트, 일본의 eITS프로젝트, 국내 자율주행 프로젝 트 등 무인자동차 개발이 진행되고 있다. 본 논문은 통신체계(V2X) 및 무인자동차 기술 고도화 변화에 맞 추어 기반기술로서 갖추어진 WAVE(Wireless Accessible in Vehicular Environment)통신을 활용한 기 술의 고정식 검지장치의 대체 가능성에 관한 연구를 진행하였다.
고정식 검지장치는 교통정보를 통합운영센터 및 본선교통관리운영시설로 제공하는 차량 감지시스템으 로 각 차로에 대한 교통량, 속도, 점유율 및 차량길이 등을 전송하는 기능을 수행한다. 고정식 검지장치 특성상 실시간으로 개별차량의 속도정보 송수신이 불가하며, 경제성에서 비효율적이다. 즉, 기존의 시스 템 체계에서는 정보정확성을 높이고 운전자들의 요구를 충족시키기 위해서는 검지기 및 시설의 추가설치 가 필수불가결한 요소이며, 그로 인해 km당 설치대수 및 비용이 증가하고 있는 추세이다.
본 논문에서 제안하는 차량과 인프라간 WAVE통신을 활용한 기술은 차량에서 0.01초 단위로 업데이트 되는 차량 운행정보를 WAVE통신을 이용하여 인프라 장비로 전송하고, 이 데이터를 기존의 센터에서 전송 받아 정보를 처리하는 기술이다. 실험은 2차 실험으로 진행되며, 1차 실험에서는 속도별(80kph, 100kph, 110kph) 수신거리, 수신 패킷수를 측정하였으며, 실험결과 80kph에서 RSU기준 3.4km, 100kph에 RSU 기준 3.3km, 110kph에 RSU기준 3.4km까지 송수신율 97%이상인 것으로 분석되었다. 2차 실험에서는 연 속류 개활지, 터널 내부, 단속류 세 구간에서 실험을 진행하였으며, 실제 도로를 운행하며 속도 데이터를 검지하였다. 실험결과 연속류 개활지, 연속류 터널내부, 단속류에서 속도 데이터는 0.01초 단위로 송수신 이 성공적으로 이루어졌으며, 기존 고정식 검지장치 대비하여 검지 구간 사이의 차량 속도 데이터를 실시 간으로 취득할 수 있었다. 실험결과 개활지에서 구간 평균속도로 고정식 검지장치의 속도와 WAVE통신 이 용 검지속도는 10~20kph로 차이가 났으며, 터널 내에서는 30~40kph까지 차이가 발생하였다.
본 실험은 고정식 검지장치의 주요 기능 중 속도 데이터 검지 기능을 WAVE통신 기술을 활용하여 대체 가능성을 진단해보았다. WAVE통신을 이용한 속도데이터 검지는 RSU 기준 3km 이내 구간 데이터를 97%이상 수신율로 수집 가능하고, 0.01초 단위의 모든 개별차량의 속도데이터 수신이 가능한 것으로 실 험을 완료하였다.(단, RSU 송수신가능 구간(3km)내 차량이 차량단말기를 장착한 경우) 1차 2차 실험을 통하여 고정식 검지장치의 속도 검지기능은 WAVE통신 기술을 활용하여 대체 가능한 것으로 판단되었으 며, 실시간으로 데이터를 송수신할 수 있다는 점과 개별 차량의 속도를 검지하는 점에서 기존 고정식 검 지장치보다 장점을 지닌 것으로 판단된다. 또한, 경제성 측면에서 기존 고정식 검지장치는 고기능 정보제 공을 위하여 설치 대수를 비례적으로 증가해야 하는 반면, WAVE 통신기술을 활용한다면 추가 비용이 소 요되지 않아 보다 경제성 측면에서 효율화를 이룰 수 있다고 판단하였다.
고정식 검지장치에서 수집되는 자료는 속도 데이터 외에 교통량 정보, 점유율, 점유시간, 대기행렬길이 데이터가 있다. 1차, 2차 실험을 통해 속도 정보에 대한 대체 가능성을 판단하였으며 향후 그 외의 정보에 대한 가능성 판단이 필요할 것으로 생각된다.