도로포장의 노면 마찰력은 노면 조직 특성에 큰 영향을 받으며, 이를 예측하기 위한 인자로써 MTD(Mean Texture Depth, 평균 노면 조직 깊이)를 주로 사용한다. 그러나 MTD는 노면 특성 중 노면 조직의 깊이만을 나타내므로 여러 요인이 복합적으로 구성되어 있는 노면 조직 특성을 포괄적으로 설명할 수 없다. 이에 선행 연구에서는 다양한 노면조직 특성을 반영하여 보다 적합한 마찰력 예측 식 을 제안하고자 하였다. 노면 마찰력에 영향을 미치는 노면 조직 특성을 정량화하기 위하여 3D 프린팅 시편을 제작한 후 BPT(British Pendulum Tester)를 이용해 노면 마찰력(BPN; British Pendulum Number)을 측정하였다. 선행 연구를 통하여 노면 마찰력에 영향을 미치 는 노면 조직을 MTD, EAN(Exposed Aggregate Number, 골재노출도) 및 골재 형상으로 선정하였으며, 이를 포함한 노면 마찰력 예측 식 을 제안하였다. 그러나 3D 프린팅 시편을 사용하여 제안한 노면 마찰력 예측식의 경우 이상적인 노면조직 특성에 기반하여 제안된 것 으로 실제 현장에서의 노면 조직 특성과 비교 및 검증이 이루어져야 한다. 이에 3D 프린팅 시편을 기반으로 개발된 노면 마찰력 예측 식의 현장 적용성 평가를 위하여 EACP(Exposed Aggregate Concrete Pavement), 밀입도 및 개립도 아스팔트 콘크리트 포장에서 188개의 노면 조직 데이터를 측정하였다. 현장 측정 데이터와 3D 프린팅 시편을 기반으로 개발된 노면 마찰력 예측 식을 비교 검토한 결과 MTD, EAN 및 골재 형상은 노면 마찰력 예측에 있어서 유의미한 지표로 사용될 수 있는 것으로 확인하였다.

공항운영자는 안전한 항공기 착륙에 필요한 활주로 표면 마찰력을 일정 수준 이상으로 유지하기 위해 항공기 착륙횟수에 따라 주기적인 마찰력 측정과 고무퇴적물 제거를 실시하고 있다. 하지만 마찰력 측정 시기는 항공기 착륙횟수에 의해 결정되어 활주로 고무제거에 따른 표면 texture 상태를 전반적으로 반영하지 못하며, 고무제거 후 제거정도를 육안으로만 확인하고 있어 마찰력 변화를 정량적으로 확인하기 어려운 실정이다. 또한 ASTM 965-96 또는 NASA Grease Smear Method(FAA AC 150/5230-12C)와 같은 volumetric 방법으로는 그루빙이 설치된 활주로 포장의 직접적인 texture 변화를 확인할 수 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 그루빙이 있는 활주로의 고무제거에 따른 texture 변화 측정방법 개발을 위한 기초연구로 3D scanner를 이용한 texture depth(이하 3D-TD) 측정방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 밀입도 아스팔트 포장표면 30개 지점을 대상으로 ASTM 965-95 방법을 통해 측정된 MTD(mean texture depth)와 3D-TD 산정결과의 비교를 통해 본 연구에서 제시한 방법에 대한 신뢰로 검증을 실시하였다. 3D-TD의 측정방법은 ASTM 965-96과 같은 volumetric technique를 이용하는 것이다. 이는 scanner 장비를 이용해 획득한 그림.1과 같은 대상표면의 geometry와 texture data를 mesh 구조로 변환한 후, mesh data에 근거한 기준 평면에서부터 측정된 표면까지 일정 크기의 폐쇄된 공간을 형성하여 이를 채우고 있는 부피 (volume)를 해당면적(area)으로 나누는 방식으로 식(1)과 같이 texture depth를 산정하게 된다. 측정결과 MTD와 3D-TD는 각각 0.38～1.45mm와 0.38～1.59mm의 범위로 그림.2에서와 같이 상당히 유사한 값을 보였다. 선형회귀분석결과 3D-TD = 1.0421MTD의 선형관계에 있으며, 이때 결정계수(R2) 는 0.9711으로 높은 상관성을 보여줌에 따라 본 연구에서 제시한 3D scanner를 이용한 texture depth 측정방법이 상당한 신뢰도를 갖는 것으로 판단된다. 본 논문은 국토교통부와 국토교통진흥원의 연구개발사업인 “저탄소 녹색 공항 포장 시공 및 유지관리 기법개발”과 인천국제공항공사 "활주로 고무제거 효율향상을 위한 고무제거 사전처리제 실용화 연구"의 지원으로 수행되었으며 이에 관계자분들께 감사드립니다.

항공기의 안전한 운영을 위해 공항운영자는 활주로 표면 마찰력을 일정 수준이상으로 유지하기 위해 항 공기 착륙횟수에 따라 고무 퇴적물의 주기적인 제거를 실시하고 있다. 이때의 마찰력 수준은 측정장비 및 속도별로 그 값이 달라지는데, 국내 공항의 경우 주로 ASF(Airport Surface Friction) Tester를 이용하고 있다. 최소마찰 수준은 측정 속도에 따라 0.50(65km/h), 0.34(95km/h)로 규정하고 있다. 따라서 이 기준 을 만족하지 못하는 경우에도 고무제거를 실시하게 된다. 하지만 이러한 고무제거는 항공기 착륙횟수와 주 기적인 마찰측정결과에 따라 작업이 이루어지고 있어 활주로 표면 texture 상태를 전반적으로 반영하지 못하며, 고무제거 후 고무 제거 정도를 육안으로만 확인하고 있어 제거에 따른 마찰력 변화를 정략적으로 확인하기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 일반적으로 포장 표면 texture의 특성지표인 MTD(Mean Texture Depth)와 ASF와의 상관관계를 분석하여 표면 texture 관리수준을 제시하고자 한다. 이를 위해 신설 밀입도 아스팔트 포장에 대해 65km/h의 속도로 ASF를 측정하였고, 동일 구간에 MTD 를 측정하였다. 측정결과 ASF는 0.5~0.85 범위로 모두 최소마찰 수준을 만족하였고, MTD와 상당히 유 사한 패턴을 보였다. 정량적인 상관관계분석을 위해 상관계수 및 회귀분석을 진행하였다. 그 결과 표.1과 같이 0.9 이상의 상관성을 보였으며, 그림.1과 같이 선형 회귀분석 결과를 도출할 수 있었다. 이때 결정계 수(R2)는 0.8866으로 상당히 높은 상관성을 보여주고 있다. 본 연구 내에서 진행한 ASF 및 MTD의 상관 성에 근거하여 ASF의 최소마찰 수준인 0.5 이상을 확보하기 위해서는 포장 표면의 MTD를 0.3mm 이상 을 관리되어야 할 것으로 판단된다.

PURPOSES : Skid resistance and noise of roads highly depend on the characteristics of pavement texture. Therefore, estimation of texture characteristics may give useful information for the skid resistance and noise of road. Generally, Sand Patch Test is performed in order to estimate MTD(Mean Texture Depth). However, it is time-consuming and needs traffic control. This study aimed to investigate the effectiveness of measurement texture depth using the Portable Laser Profiler that give the MPD(Mean Profile Depth). METHODS : MTD and MPD were collected on the number of expressway sections including Central Inland Test Road sections in Korea. Statistical analysis are performed to establish the relationship between MTD data based on Sand Patch Test and MPD data obtained by the Portable Laser Profiler. RESULTS : Linear relationship MPD and MTD is observed for both of asphalt pavement and concrete pavement such as R-square of 0.51 to 0.58. CONCLUSIONS : Even though, the test method and definition of MPD and MTD are different. EMTD(Estimated Mean Texture Depth) can be obtained by using the correlationship between MPD with MTD.

본 논문에서는 경량 프로파일러를 이용한 프로파일을 측정하여 매크로 텍스쳐 크기를 산정하고 분석하였다. 밀입도, 배수성, SMA, 기층 포장에 대한 프로파일을 측정하여 포장에 사용된 골재에 의한 매크로 텍스쳐 크기를 분석하였으며, 재료분리가 일어난 지역의 프로파일을 측정하여 매크로 텍스쳐 깊이를 분석하였다. 본 연구 결과 프로파일 분석을 통하여 효과적으로 매크로 텍스쳐 크기를 산정할 수 있었으며, 아스팔트 혼합물 종류별로 텍스쳐 크기를 분석할 수 있었다. 또한, 매크로 텍스쳐 크기를 산정하여 분석함으로써 재료분리가 일어난 지역을 탐지할 수 있었다.

본 연구는 튤립의 지상부 생육과 구근생육에 적합한 토성과 식재깊이를 알아보고자 실시하였다. 토성에 따른 물리성을 조사한 결과, 고상, 액상, 기상은 사양토에서 각각 54.7%, 13.3%, 32.0%였고, 사양토가 식양토에 비해 기상이 10.6% 높았다. 공극율은 사양토에서 45.3%로 나타나 식양토에 비해 3% 더 높았다. pH는 사양토에서 6.1, 식양토에서 5.9로 나타나 큰 차이는 없었다. EC는 사양토에서 0.40 dS/m, 식양토에서 0.95 dS/m로 나타나 식양토에서 약간 더 높았고, 양이온치환용량의 경우에도 사양토의 3.01 me/100g보다 식양토에서 4.68 me/100g로 더 높았다. ‘Ile de France’와 ‘Rundy’ 품종은 사양토에서, ‘Kees Nelis’ 품종은 식양토에서 지상부 생육이 좋았다. 식양토에서는 전반적으로 식재깊이에 따른 지상부 생육에 큰 차이가 없었으나, 사양토에서는 4~8cm 깊이로 식재하였을 때 지상부 생육이 양호하였다. 구근 생육은 식양토에 비해 사양토에서 효과적이었으며, 식양토에서 4cm 깊이로, 사양토에서는 8cm 깊이로 식재하는 것이 구근 비대에 좋았다. 따라서, 튤립의 지상부와 구근의 생육을 위해서 사양토에 8cm 깊이로 식재하는 것이 가장 바람직하였다.

본 연구는 토성별 지하수위가 밀, 보리의 생산물 종실의 품질 및 발아와 효소활성에 미치는 영향 등을 추구함으로서 적정지하수위와 지하수위에 따른 피해 정도를 구명 평가하고자 실시하였다. 올보리와 그루밀을 공시하여 1992년 10월 ~ 1993년 6월에 걸쳐 대형포트(550 liter) 시험을 수행하였다. 토성을 식양토와 사양토로 조성하여 전 생육기에 걸쳐 지하수위가 20, 30, 40, 50, 70cm가 되도록 조절하고 비가림 재배를 실시하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 정립비율과 종보비중은 토성과 지하수위에 따른 영향이 일정하지 않았으며 1,000립중은 보리와 밀 모두 지하수위가 낮아짐에 따라 증가하였고 토성에 따른 차이는 미미하였다. 2. 조단백 함량은 보리와 밀 모두 지하수위가 높아질수록 많아졌으며 특히 밀에서 뚜렷하게 나타났다. 토성에 따른 조단백 함량의 변화는 지하수위에 따른 영향보다 적었으며 사양토에서의 것이 식양토의 것보다 높은 경향이었으나 그 차이는 적었다. 3. 조지방 함량은 보리와 밀 모두 지하수위가 높아질수록 낮아졌으며 사양토에서의 조지방 함량이 높은 경향으로 나타났다. 4. 회분 함량은 보리와 밀 모두 지하수위가 높아질수록 낮아졌으며 특히 사양토에서 그 경향이 뚜렷하였다. 5. 밀의 제분율은 토성에 따른 차이는 없었으며 지하수위 20cm에서 종실 제분율이 65% 정도로 나타났고 지하수위 40cm 이하에서 제분율이 67% 이상으로 나타났다. 6. 20℃ 에서 3일 이내의 발아율에서 보면 보리와 밀 모두 모든 처리에서 95% 이상의 발아율을 보였으며 토성에 관계없이 지하수위 20cm에서 가장 낮은 발아율을 보였고 지하수위가 낮아질수록 발아율도 높아졌다. 7. 보리에서 24시간 이내의 발아율에서는 일정한 경향을 나타내지 않았으나 48시간 이내의 발아율에서는 사양토의 지하수위 20cm 처리를 제외하고는 89% 이상의 발아율로 나타나 48시간 이내에 대부분이 발아하는 발아세를 보였다. 8. 보리 맥아에서의 당화력(diastic power)은 지하수위 20cm 처리구에서 가장 낮게 나타났고 지하수위 30cm 이하 처리에서의 당화력의 차이는 현저하지 않았으며 토성에 따른 맥아 당화력의 차이는 나타나지 않았다.

토성과 지하수위를 달리하여 맥류의 생육과 수량에 미치는 반응을 알아보고자 올보리와 그루 밀을 공시하여 1992년 10월∼1993년 6월에 걸쳐 550l의 대형 포트 시험을 수행하였다. 토성을 식양토와 사양토로 조성하여 전 생육기에 거쳐 지하수위가 20cm, 30cm, 40cm, 50cm, 70cm가 되도록 조절하고 비가림 재배를 실시한 결과를 다음과 같다. 1. 간장과 지상부건물중은 지하수위가 높아짐에 따라 감소하였으며 그 정도는 밀보다 보리에서 더욱 크게 나타났고 지하부중에 대한 지상부중 비율은 지하수위가 높아짐에 따라 증대하였는데 그 정도는 보리에서 더욱 뚜렷하였으며 지하수위의 상승은 지상부보다 지하부의 생장에 더욱 크게 영향하였다. 2. 생육후반기(93년 5월 18일)의 신선엽수와 신선엽면적는 보리와 밀 모두 지하수위 30∼40cm 이상에서 감소하였고 가장 많은 신선엽수와 신선엽면적은 사양토는 지하수위 50cm, 식양토는 지하 수위 70cm에서 나타났다. 3. 엽록소 함량은 지하수위가 높아짐에 따라 감소되었는데 보리가 밀보다 토성에 따른 영향이 크게 나타났으며 광합성 능력은 지하수위 20cm에서 뚜렷이 저하하였다. 4. 출수기는 지하수위가 높아지면서 촉진되어 지하수위 20cm의 경우에 사양토에서 보리의 경우 2∼3일, 밀의 경우 4일 정도 빨라졌고 식양토에서는 별로 차이가 없었으며 등숙기는 지하수위가 높아짐에 따라 촉진되어 지하수위 20cm에서 보리의 경우 5∼7일, 밀의 경우 10일 정도 빨라졌다. 5. 수량은 토성에 따라 지하수위 50∼70cm에서 가장 많았으며 지하수위가 높아짐에 따라 감소 되어 지하수위 20cm에서 가장 크게 떨어졌는데 그 감소 정도는 보리에서 71.1％(식양토)∼72.2％(사양토)였고 밀에서 41.0％(식양토)∼60.0％(사양토)이었다. 6. 수량구성요소 면에서 단위면적당 이삭수는 지하수위가 높아짐에 따라 보리와 밀 모두 줄었으나 이삭당립중은 보리에서는 증가했고 밀에서는 감소하였다. 7. 수량과 엽록소 함량간에 보리와 밀 모두 높은 상관관계를 나타내었으며 보리에서는 신선엽면적이, 밀에서는 지상부건물중, 지하부에 대한 지상부중량 비율이 수량과 높은 상관을 보였다. 이상의 결과로 보아 토성에 따라 지하수위 50∼70cm에서 맥류의 생육과 수량은 최대가 되며 비교적 안전한 지하수위는 사양토에서는 30cm, 식양토에서는 40cm라 하겠으며 지하수위 상승에 따른 수량감소비율은 보리에 비하여 밀에서 더욱 크게 나타났다.