선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 기존의 배수성포장의 장점인 우천시 신속한 배수를 통하여 포장 노면의 수막형성을 방지함으로써 주행안전성을 향상시키고 소음을 감소시키는 효과를 더욱 개선하고 기존의 배수성포장의 문제점인 공용후 약 3년 정도 시점에서 발생하는 공극막힘에 의한 성능저하 문제를 개선하여 소음감 소효과가 탁월하고 미끄럼 저항성이 우수하며 공극막힘 현상을 방지하여 내구성능이 우수하며 기능성이 탁월한 저소음포장을 개발하기 위하여 수행하였다.
제안 방법
- 1. 개발된 저소음 포장의 특징은 국내에 보급되어 활용중인 SMA용 골재를 활용하여 보다 입도의 변화를 용이하게 할수 있고, 배수기능에 추가하여 소음저감 효과가 우수한 저소음 포장용 4종류(19mm, 13mm, 10mm, 8mm) 입도를 개발하였으며, 미끄럼 저항성과 소음 저감효과 증진을 위하여 굵은 골재의 함량을 증가시켰으며, 내구성과 포장 수명을 증진시키기 위하여 아스팔트 함량을 높이고 이러한 높은 아스팔트 함량에 기인한 고점도의 아스팔트 바인더가 흘러내리는 현상을 방지하기 위하여 식물성섬유(셀룰 로오스화이버) 0.5%를 첨가하였다.
- 7K)에 시험시공을 통해 처음 국내에 소개되어 초기에는 우수의 포장 내 배수를 목적으로 하는 배수성 포장에 초점을 맞추어 연구가 진행되었으나, 최근 들어 도로주변 거주민의 교통소음 발생으로 인한 소음발생관련 민원이 증가하고 있는 상황이며, 이를 근본적으로 대처할 수 있는 포장면의 소음을 감소시킬 수 있는 방법으로 배수성포장보다 소음을 감소시킬 수 있는 저소음포장의 연구를 수행하였다. 그래서 기존에 시험시공된 배수성 포장 및 저소음포장에 대한 추적조사를 3년 동안(2006년~2008년) 실시하여 배수성포장의 내구성, 소음 감소, 투수 및 미끄럼저항성 등을 평가하였다. 조사대상 구간은 표 6과 같다.
- 금번에 개발하여 적용된 저소음 포장용 입도는 기존의 시방서에 기재된 배수성포장 19mm와 13mm 입도 혼합물에 비하여 내구성을 증가시켜 저소음 포장의 수명을 연장시키고 소음 저감효과를 증대시키기 위하여 개발되어 시공되었다. 금번에 개발된 저소음 포장의 특징은 미끄럼 저항성과 소음 저감효과 증진을 위하여 굵은 골재의 함량을 증가시켰으며, 내구성과 포장 수명을 증진시키기 위하여 아스팔트 함량을 높이고 이러한 높은 아스팔트 함량에 기인한 고점도의 아스팔트 바인더가 흘러내리는 현상을 방지 하기 위하여 식물성섬유(셀룰로오스화이버) 0.5%를 첨가하는 방식을 적용하였다. 또한 기존의 콘크리트 포장을 4cm 절삭하고 반사균열에 대한 저항성 향상과 우수의 침투에 기인한 하부 콘크리트 포장체의 열화현상을 억제하기 위하여 하부에 소성 변형에 대한 저항성이 우수한 내유성동(WC - 6) 혼합물를 시공한 후 역청고무계 유제로 택코팅을 실시하여 불투수층을 형성시킨 후 4cm의 저소음 포장을 시공하였다.
- 기존 배수성 포장은 포장내 공극형성이 불규칙적으로 형성되어 있으나 본 연구를 통해 개발된 저소음포장의 공극 형성은 굵은골재의 비율을 높여 공극형성을 직선화하여 투수 및 공극막힘 등을 최소화 하도록 하였다. 기존 배수성 혼합물 입도기준과 본 연구를 통해 개발된 저소음포장 입도기준을 표 1에 나타내었다.
- 기존 배수성포장으로 시험시공된 중앙지선(7.5K∼7.7K), 마산외곽선(0.1~0.3K), 남해선(133.4~133.6K) 및 본 연구성과로 개발된 저소음포장으로 시험시공된 중부선 (262~262.7K)과 통영-진주선(38.0~38.2K)의 저소음포장에 대한 추적조사를 3년 동안(2006년~2008년) 실시하여 기존 배수성포장과 개발된 저소음포장에 대한 투수성능을 평가하였다.
- 5%를 첨가하는 방식을 적용하였다. 또한 기존의 콘크리트 포장을 4cm 절삭하고 반사균열에 대한 저항성 향상과 우수의 침투에 기인한 하부 콘크리트 포장체의 열화현상을 억제하기 위하여 하부에 소성 변형에 대한 저항성이 우수한 내유성동(WC - 6) 혼합물를 시공한 후 역청고무계 유제로 택코팅을 실시하여 불투수층을 형성시킨 후 4cm의 저소음 포장을 시공하였다.
- 본 연구에서는 기존 배수성 입도를 개선한 저소음포장용 시방입도를 개발하였으며, 기존에 배수성 및 본 연구를 통해 개발된 저소음포장으로 시공된 포장에 대해 2006년부터 2008년까지 3년동안 추적조사를 실시하여 공용년수 증가에 따른 포장상태, 투수성능, 미끄럼 저항성 등을 조사하였다. 또한, 주행차량에 의한 포장종류별 소음을 도로 갓길에서 측정하여 저소음포장, SMA 포장, 밀입도 포장, 콘크리트 포장의 주행차량에 의한 소음측정을 통한 종합적인 결론은 다음과 같다.
- 미끄럼 저항성 조사는 ASTM C 274 기준의 미끄럼 상태 조사장비로 ASTM C 501 홈이 있는 타이어를 사용하였으며, 65km/h 정속 주행을 하면서 실시되었다. 미끄럼 측정은 물분사, 브레이크 작동, 구간 평균 SN 산출 및 브레이크 풀림의 과정을 5초 동안 수행하면서 데이터를 수집하였다. 미끄럼 저항성 기준(SN)은 유지보수구간에서 35 이상, 신설구간에서 50 이상이어야 한다.
- 본 연구를 통해 개발된 저소음포장 4종류(19mm, 13mm, 10mm, 8mm)를 중부선 262km 지점에 시험시공하고 시공직후 저소음포장 및 콘크리트 포장에 대해 교통차단을 실시하고, 소음측정용 차량을 이용하여 그림 10과 같이 타이어와 노면에서 발생하는 소음을 바퀴에 설치된 마이크로폰을 통하여 측정하였으며, 등가소음도(LEQ)결과는 표 9와 그림 11에 나타내었다. 그림 11을 살펴보면 콘크리트 포장의 등가소음도는 8mm 와 10mm의 저소음 포장을 기준으로 저속(50km/h)~고속(120km/h)에 대하여 약 10dB~16dB 정도 증가하는 것으로 나타났다.
- 본 연구를 통해 개발된 저소음포장(중부선 262K) 시험시공 구간에 대하여 시공직후 및 공용후 4년이 경과된 시점에서 동일위치에서 갓길에서 공용중인 차량에 대해 교통소음을 측정하였다. 그림 13과 표 10은 공용년수에 따른 소음측정 결과를 나타낸다.
- 본 연구를 통해 기존 우수의 포장내 수평배수를 목적으로 하는 일반 밀입도 골재를 활용하여 배수성 혼합물을 생산하는 입도기준을 개선하여 국내에 보급되어 활용중인 SMA용골재를 활용하여 보다 입도의 변화를 용이하게 할 수 있고, 배수기능에 추가하여 소음저감 효과가 우수한 저소음 포장용 4종류(19mm, 13mm, 10mm, 8mm) 입도를 개발하였으며, 개발된 저소음포장의 시험시공을 통해 주행차량의 소음 감소 효과, 미끄럼 저항성, 투수성능을 장기적으로 평가하여 저소음포장, 배수성포장, 밀입도 포장, SMA포장 및 콘크리트 포장과의 장기 공용성을 평가하였다.
- 본 연구에서는 굵은골재 최대치수 19mm, 13mm, 10mm, 8mm의 저소음 포장 혼합물의 물성시험을 통해 다양한 골재최대치수에 따른 저소음 포장의 실무 적용에 가장 적합한 저소음 포장의 입도를 개발하였다.
- 본 연구에서는 기존 배수성 입도를 개선한 저소음포장용 시방입도를 개발하였으며, 기존에 배수성 및 본 연구를 통해 개발된 저소음포장으로 시공된 포장에 대해 2006년부터 2008년까지 3년동안 추적조사를 실시하여 공용년수 증가에 따른 포장상태, 투수성능, 미끄럼 저항성 등을 조사하였다. 또한, 주행차량에 의한 포장종류별 소음을 도로 갓길에서 측정하여 저소음포장, SMA 포장, 밀입도 포장, 콘크리트 포장의 주행차량에 의한 소음측정을 통한 종합적인 결론은 다음과 같다.
- 시험시공에 적용된 혼합물은 불투수층 형성 및 내유동성 확보를 위해 하부를 WC-6(내유동성) 입도의 혼합물로 시공을 하며, 표층은 배합설계된 혼합물을 각 차로마다 1종의 혼합물을 적용하여 총 4종의 저소음 포장용 혼합물을 표 5와 같이 배치하였다. 단, 길 어깨는 우수의 신속한 배수와 시공성 등을 고려해 최 외측 차로의 동일한 혼합물로 시공하였다.
- 현장에서 배수성 포장의 투수 성능을 평가하기 위해 투수 시험을 실시하는데 현장에서 정확한 투수계수를 측정하기는 어려움으로 투수시간을 측정하여 적정한 투수가 이루어지는가를 평가하는 현장투수시험기를 사용하였으며 배수성포장의 현장 투수성능 기준은 물 400cc가 10초 이내에 포장내 투수되어야 한다.
- 휠트랙킹 시험은 크기가 30×30×5cm인 정사각형 시편을 60℃의 고온에서 6.4kg/cm2 의 차륜 접지압을 사용 수행하며, 차륜의 왕복횟수는 1,280회(약 1시간)이다.
대상 데이터
- 미끄럼 저항성 조사는 ASTM C 274 기준의 미끄럼 상태 조사장비로 ASTM C 501 홈이 있는 타이어를 사용하였으며, 65km/h 정속 주행을 하면서 실시되었다. 미끄럼 측정은 물분사, 브레이크 작동, 구간 평균 SN 산출 및 브레이크 풀림의 과정을 5초 동안 수행하면서 데이터를 수집하였다.
- 본 시험시공에서는 개발된 19mm, 13mm, 10mm, 8mm의 골재의 합성입도를 시험시공에 적용하였다. 금번에 개발하여 적용된 저소음 포장용 입도는 기존의 시방서에 기재된 배수성포장 19mm와 13mm 입도 혼합물에 비하여 내구성을 증가시켜 저소음 포장의 수명을 연장시키고 소음 저감효과를 증대시키기 위하여 개발되어 시공되었다.
성능/효과
- 2. 개발된 저소음포장의 시험시공 직후 타이어와 노면에서 발생하는 소음측정 결과, 콘크리트 포장과 저소음포장에서 발생하는 소음을 비교해 보면, 속도가 낮은 경우는 콘크리트 포장이 저소음 포장에 비하여 약 11dB정도 크게 나타나며, 속도가 높은 경우는 약 16dB정도 크게 나타남을 알 수 있었다. 또한, 속도별 저소음포장의 소음 특성을 살펴보면, 4종의 저소음포장 모두 속도가 증가함에 따라 대체적으로 선형의 소음증가를 보이며, 가장 소음이 크게 발생하는 것은 19mm 저소음포장이고, 두 번째로 13mm 저소음포장, 소음이 가장 작게 발생하는 것은 10mm와 8mm 저소음포장으로 나타났다.
- 3. 기존 배수성포장의 공용 초기에는 투수의 기능이 양호하나 공용년수가 증가할수록 주행차량의 다짐에 의해 공극 막힘이 발생하는 것으로 나타났으며, 조사대상 구간에서 기존 배수성 포장은 공용기간 3년까지는 양호한 배수성능을 갖고 있으나, 공용기간이 5년 정도 경과되면, 배수성능이 상실되는 것으로 나타났다.
- 4. 콘크리트 포장의 경우 약 600Hz 이하에서는 저소음포장 보다 미소하게 높은 소음도를 나타내고 있으나 약 600~700Hz 이상에서 급격하게 소음도가 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 특성은 인간이 가장 예민하게 느끼는 소음도의 주파수 영역 1,000~5,000Hz에서 콘크리트 포장 소음도가 저소음포장에 비하여 상대적으로 매우 크게 나타남으로써 인간이 느끼는 소음도는 실제적인 소음도의 차이보다 더 크게 느끼는 것으로 판단된다.
- 5. 본 연구를 통해 개발된 저소음포장(중부선 262K) 시험시공 구간에 대하여 시공직후 및 공용후 4년이 경과된 시점 에서 동일위치에서 갓길에서 공용중인 차량에 대해 교통 소음을 측정한 결과 저소음포장 시공 직후 갓길에서의 평균 소음도는 콘크리트 포장에서 86.1dB, 저소음포장에서 77.4dB로 측정되어 저소음포장이 기존 콘크리트 포장에 비하여 8.7dB의 소음감소효과를 나타냈음을 확인할 수있었다. 또한, 공용후 4년이 경과된 시점에서 콘크리트포장과 저소음포장의 소음 차이는 갓길에서 8.
- 6. 공용년수에 따른 기존 배수성포장과 본 연구를 통해 개발된 저소음포장의 소음측정 결과 기존 배수성포장에 비해본 연구를 통해 개발된 저소음포장이 3dB 정도 교통소음을 감소시키는 것으로 나타났다.
- 골재최대치수에 따른 4종류의 저소음포장을 살펴보면, 속도가 증가함에 따라 소음이 증가함을 알 수 있으며, 저소음포장의 굵은골재 최대치수가 클수록 소음이 크게 나타남을 알 수 있다. 저소음포장과 콘크리트 포장의 소음차이를 비교해 보면, 속도가 낮은 경우는 약 11dB정도 차이을 보이며, 속도가 높은 경우는 약 16dB정도의 차이가 남을 알 수 있다.
- 시험 결과는 표 4와 그림 6에 나타내었다. 그림 6에서 보여 주는 바와 같이 내유동성 밀입도 혼합물인 WC-6는 동적안 정도가 4,200회/mm로 소성변형 저항성이 우수한 것으로 나타났으며, 저소음포장의 경우 굵은골재 최대치수별 평균 동적안정도가 2,800~10,500회/mm로 나타났다. 본 시험결과에서는 굵은골재 최대치수가 작은 8mm와 10mm의 저소음포장이 높은 소성변형 저항성이 있는 것으로 나타났다.
- 기존 배수성 포장의 경우 공용년수 6년된 시점에서 미끄럼 저항성 측정치가 36.8로 일반유지보수 간의 기준치 35를 만족하지만 아마도 시공이후 공용년수가 증가함에 따라 감소한 것으로 예상되며, 본 연구를 통해 개발된 저소음 포장의 경우 공용년수가 3년 경과된 시점에서 신설구간의 미끄럼 관리기준인 50이상을 유지하는 것으로 나타났다.
- 공용년수에 따른 기존배수성포장과 본 연구를 통해 개발된 저소음포장의 현장투수 측정결과를 표 7과 그림 8에 나타내었다. 기존 배수성포장의 경우 공용년수가 7년~11년 경과된 포장으로 배수성포장의 현장투수시간 기준은 10초를 모두 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 개발된 저소음포장의 공용년수는 3년~4년이 경과된 포장으로 4년이 경과된 시점에서 저소음포장의 시공초기의 투수성능인 10초 이내로 투수성능을 유지하는 것을 확인할 수 있다.
- 7dB의 소음감소 효과를 나타냈음을 확인할 수 있었다. 또한, 공용후 4년이 경과된 시점에서 콘크리트 포장과 저소음포장의 소음 차이는 갓길에서 8.1dB의 소음차가 발생하는 것으로 나타났다.
- 7dB의 소음감소효과를 나타냈음을 확인할 수있었다. 또한, 공용후 4년이 경과된 시점에서 콘크리트포장과 저소음포장의 소음 차이는 갓길에서 8.1dB의 소음 차가 발생하는 것으로 나타나 저소음포장의 소음효과가 탁월함을 확인할 수 있으며, 또한, 교통소음의 저감효과가 감소되지 않고 시공초기의 소음저감효과를 지속하는 것으로 나타났다.
- 개발된 저소음포장의 시험시공 직후 타이어와 노면에서 발생하는 소음측정 결과, 콘크리트 포장과 저소음포장에서 발생하는 소음을 비교해 보면, 속도가 낮은 경우는 콘크리트 포장이 저소음 포장에 비하여 약 11dB정도 크게 나타나며, 속도가 높은 경우는 약 16dB정도 크게 나타남을 알 수 있었다. 또한, 속도별 저소음포장의 소음 특성을 살펴보면, 4종의 저소음포장 모두 속도가 증가함에 따라 대체적으로 선형의 소음증가를 보이며, 가장 소음이 크게 발생하는 것은 19mm 저소음포장이고, 두 번째로 13mm 저소음포장, 소음이 가장 작게 발생하는 것은 10mm와 8mm 저소음포장으로 나타났다.
- 그림 6에서 보여 주는 바와 같이 내유동성 밀입도 혼합물인 WC-6는 동적안 정도가 4,200회/mm로 소성변형 저항성이 우수한 것으로 나타났으며, 저소음포장의 경우 굵은골재 최대치수별 평균 동적안정도가 2,800~10,500회/mm로 나타났다. 본 시험결과에서는 굵은골재 최대치수가 작은 8mm와 10mm의 저소음포장이 높은 소성변형 저항성이 있는 것으로 나타났다.
- 본 시험시공에 적용된 모든 아스팔트 혼합물에 대한 입도를 표 2에 나타내었고, 다양한 골재최대치수에 따른 다양한 입도의 저소음포장을 개발하기 위하여 4종류의 저소음 포장 입도를 달리하여 적용하였으나, 그림 5에서 볼 수 있는 것처럼 현장의 골재 수급 여건상 10mm와 8mm의 경우는 골재최 대치수는 다르지만 골재의 입도 구성이 거의 유사한 결과로 나타났다. 이러한 요인으로 인하여 실제 10mm와 8mm 저소음 포장의 경우 유사한 소음 감소 특성이 나타나는 것으로 분석되었다.
- 그림 14는 공용년수에 따른 배수성포장과 저소음포장의 소음측정 결과를 나타내었다. 본 연구를 통해 개발되고(공용년수 4년), 기존 배수성포장 중 입도를 시험적으로 변화를 준포장의 교통소음 측정 결과 대략 78dB정도로 측정되어 기존 배수성포장에 비해 본 연구를 통해 개선된 저소음포장이 3dB 정도 교통소음을 감소시키는 것으로 나타났다. 그림 14 는 공용년수에 따른 배수성포장과 저소음포장의 소음측정 결과를 나타내었다.
- 기존 배수성포장의 경우 공용년수가 7년~11년 경과된 포장으로 배수성포장의 현장투수시간 기준은 10초를 모두 초과하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 개발된 저소음포장의 공용년수는 3년~4년이 경과된 포장으로 4년이 경과된 시점에서 저소음포장의 시공초기의 투수성능인 10초 이내로 투수성능을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 이는 입도개선을 통해 개발된 저소음포장은 저소음포장내 공극을 직선화하여 미분의 먼지가 포장내부로 침전되는 것을 최소화하고, 저소음포장 표면의 공극 막힘 현상을 최소화하여 내구성을 증진시킨 결과로 판단할 수 있다.
- 속도별 저소음포장의 소음 특성을 살펴보면, 4종의 저소음 포장 모두 속도가 증가함에 따라 대체적으로 선형의 소음증 가를 보이며, 가장 소음이 크게 발생하는 것은 19mm 저소음 포장이고, 두 번째로 13mm 저소음포장, 소음이 가장 작게 발생하는 것은 10mm과 8mm 저소음포장으로 나타났다. 타이어와 노면에서 발생한 등가소음도(LEQ)를 주파수 분석을 사용하여 시속 100km/h에서의 소음 특성을 그림 12에 나타내었다.
- 저소음포장 시공 직후 갓길에서의 평균 소음도는 콘크리트 포장에서 86.1dB, 저소음 포장에서 77.4dB로 측정되어 저소음포장이 기존 콘크리트 포장에 비하여 8.7dB의 소음감소 효과를 나타냈음을 확인할 수 있었다. 또한, 공용후 4년이 경과된 시점에서 콘크리트 포장과 저소음포장의 소음 차이는 갓길에서 8.
- 공용년수에 따른 포장종류별 미끄럼 측정결과를 그림 9와 표 8에 나타내었다. 콘크리트 포장의 경우 공용년수가 증가 함에 따라 미끄럼 저항성 측정치가 감소하는 것으로 나타났으며, 이는 마찰력 증가를 위해 콘크리트 포장 상면에 시공된 타이닝이 반복되는 차량바퀴에 의해 마모되어 미끄럼 저항성 측정치가 감소하는 것으로 판단된다.
- 4kg/cm2 의 차륜 접지압을 사용 수행하며, 차륜의 왕복횟수는 1,280회(약 1시간)이다. 휠트랙킹 시험 결과는 동적안정도(회/mm)로 표현되는데 이는 혼합물에 1mm의 소성변형을 유발할 때까지의 윤하중 통과횟수를 나타내며, 동적안정도 값이 클수록 소성변형에 대한 저항성이 우수한 것으로 판정된다.
후속연구
- 7. 주행차량의 소음을 최대한 줄이기 위해 굵은골재 최대치 수는 작은 것이 유리하며, 본 연구를 통해 개발된 내구성과 소음저감효과가 우수한 저소음포장의 도입으로 인해 차량이용자와 도로 주변의 주민에 의한 교통소음관련 민원에 대해 적극적인 대처가 가능할 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.