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3축 가속도 시험을 통한 도로 노면의 주행 안정성 평가에 대한 연구

Study About the Evaluation of Driving Stability Using 3-axis Accelerometer Test

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.14 no.3 = no.53, 2012년, pp.141 - 149  

이동현 ((주)토탈페이브시스템) ,  김지원 ((주)토탈페이브시스템) ,  문성호 (서울과학기술대학교 건설시스템디자인공학과) ,  정원석 ((주)토탈페이브시스템)

초록
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본 논문은 인체에 영향을 미치는 진동에 따라 도로노면의 주행성을 정량화하고 향후 공용중인 도로 및 신설도로의 주행 안전성 평가에 적용할 수 있는 방법론을 정립하는 것이 주요 목적이다. 이를 위해 평탄성 및 인체 피로도 관련 조사를 수행하여 이론적 근거를 수립하였고 다양한 고속도로 표본 구간을 선정하여 차량 내 3축 가속도를 측정하였다. 도로 상태별로 ISO-2631에 준한 주파수별 가속도 값을 분류화함으로써 노면상태에 따른 인체에 미치는 진동 가속도 수준을 정량화할 수 있었다. 연구 결과, 전반적으로 인체에 미치는 피로도는 IRI가 높은 콘크리트 포장이 크게 유발시키는 것으로 나타났으며, SMA 포장과 다이아몬드그라인딩이 적용된 콘크리트 포장은 상대적으로 피로도가 낮은 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper attempts to evaluate driving stability by the vibration of human body. The purpose of this research is to establish an evaluation methodology for controling the quality of road surface. The study was conducted to investigate the relationship between road surface profiles (IRI, Internation...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 운전 시 인체에 미치는 영향(피로도)을 평가할 수 있는 방법론을 제시하고 어떤 노면 상태가 운전자에게 영향을 더 미치는지 객관적으로 정량화하고자 한다. 궁극적으로 향후 공용중인 도로 및 신설도로, 고속도로의 주행성 평가에 적용할 수 있도록 관련 제반 지침을 마련하는 것이 본 논문의 향후 목표이다. 이를 위해 다양한 국내 도로 형식에 대한 도로 프로파일(IRI) 조사, 3축 가속도 시험 등을 수행하여 각 도로 노면 조건별 3축 진동 가속도 발생 정도를 파악하였고 ISO 기준에 따라 인체에 미치는 영향을 정량화하였다.
  • 더구나, 화물차량 운전자와 장시간 고속 주행하는 도로 이용자들이 증가하면서 승차감이나 주행 안정성에 따른 서비스 수준에 대한 요구도 높아지고 이에 따라 주행성에 대한 중요도가 점차 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 운전 시 인체에 미치는 영향(피로도)을 평가할 수 있는 방법론을 제시하고 어떤 노면 상태가 운전자에게 영향을 더 미치는지 객관적으로 정량화하고자 한다. 궁극적으로 향후 공용중인 도로 및 신설도로, 고속도로의 주행성 평가에 적용할 수 있도록 관련 제반 지침을 마련하는 것이 본 논문의 향후 목표이다.
  • 본 논문에서는 이론적 고찰 및 가속도 시험을 통하여 노면 특성과 인체 피로도간의 상관관계를 파악하고 관리기준을 개발하기 위한 방법론을 정립하였다. 노면형식별로 도로 구간을 선정하여 IRI를 측정하고 전신진동 측정이 가능한 3축 가속도계를 차량 내부에 설치하여 실내 진동가속도를 측정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 도로포장의 성능 척도 3가지는 무엇인가? 여기서, 가장 기본적이면서 결과에 절대적인 영향을 미치는 단계는 조사 및 평가 단계로 도로포장을 어떤 기준으로 조사하여 평가하는지에 따라 향후 투자예산 및 보수 대상 선정에 큰 차이가 발생한다. 일반적으로 도로포장은 현재 소성변형, 균열, 평탄성 세가지 항목을 가지고 성능을 평가한다. 국외에서는 2000년대 초반부터 도로 이용자의 요구수준이 높아지고 실제 주행 시 안정성에 영향을 가장 크게 미치는 인자를 파악하고 정량화하려는 경향이 중요시 되고 있다.
PMS의 네 단계는 무엇인가? 국내에서는 1990년대 초반부터 객관적으로 조사 , 분석하여 유지보수공법을 결정하는 PMS(Pavement Management System)가 도입되었다. PMS는 현재 국도 및 고속도로를 대상으로 수행되고 있으며, 크게 4단계로 조사, 평가, 분석, 공법 결정으로 구분되어 있다. 여기서, 가장 기본적이면서 결과에 절대적인 영향을 미치는 단계는 조사 및 평가 단계로 도로포장을 어떤 기준으로 조사하여 평가하는지에 따라 향후 투자예산 및 보수 대상 선정에 큰 차이가 발생한다.
PMS의 네 단계 중 가장 결과에 영향을 크게 미치는 단계는 무엇인가?? PMS는 현재 국도 및 고속도로를 대상으로 수행되고 있으며, 크게 4단계로 조사, 평가, 분석, 공법 결정으로 구분되어 있다. 여기서, 가장 기본적이면서 결과에 절대적인 영향을 미치는 단계는 조사 및 평가 단계로 도로포장을 어떤 기준으로 조사하여 평가하는지에 따라 향후 투자예산 및 보수 대상 선정에 큰 차이가 발생한다. 일반적으로 도로포장은 현재 소성변형, 균열, 평탄성 세가지 항목을 가지고 성능을 평가한다.
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참고문헌 (17)

  1. 진동공학회, 2001년도 추계학술대회 논문집, pp.711∼718, 2001 

  2. 김국한, 이병덕, 최고일, 양성철, 평탄성 지수 IRI와 PrI의 상관관계에 관한 연구, 한국도로포장공학회논문집, 제5권 제1호, 2003. 3 

  3. 김장호, 장부규, 소음 진동 제어 공학, 지구 문화사, 1996. 1 

  4. 김재수, 진동소음학, 도서출판 세진사, 2008.7 

  5. 송인준, 국도포장의 평탄성 예측모델 개발, 한양대학교 대학원 석사학위 논문, 1998. 12 

  6. 안성순, 포장도로의 노면 평탄성 평가방법에 대한 연구, 한국도로공사, 1990 

  7. 이규성, 반무록, 소음 진동 공학, 형설출판사, 1999. 1 

  8. 정승균, 승용차의 진동소음 평가 및 개선방법, 한국소음진동공학회지, 제8권 제1호, 

  9. 조해경, 전신진동 노출특성 연구 : 토목 현장 15톤 덤프트럭을 중심으로, 한국산업안전공단, 2005 

  10. Concete Pavement Rehabilitation Guide for Diamond Grinding, FHWA, 2001. 6 

  11. IS0 2631-1, Second edition Corrected and reprinted 1997-07-1 Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 1: 

  12. ISO 8608, Mechanical Vibration - Road surface profiles - Reporting of measured data 1995-09-01 

  13. Liu chiu, Pavement Ride Quality and Vehicle- Road Dynamic Interaction, 1997 UMI 

  14. Michael W. Sayers, Steven M, Karamihas, The Little Book of Profiling Basic Information about Measuring and Interpreting Road Profiles, The Regent of the University of Michigan 1998 

  15. Michale W. Sayers, On the Calculation of IRI from Longitudinal Road Profile, University of Michigan Transportation Research Institute, 1987 

  16. The International Roughness Index, FHWA R&D Concrete Pavement Research & Technology, 2002. 8 

  17. Chelliah, Stephanos, Shah, Smith, Devolping a Design Policy to Improve Pavement Surface Characteristics, Transportation Research Record, 03-2433 

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