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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 야간 시인성 향상을 위해 축광안료를 배합한 노면표시용 도료의 성능시험을 실시하고, 축광 노면표시 개발을 위한 축광안료 최적 배합비를 도출하고자 한다.
- 본 연구는 기존 노면표시 도료에 축광안료 최적 배합비를 도출하기 위한 연구로 우선 축광안료의 특징에 대해서 살펴보고, 국내외 축광 노면표시 사례를 고찰하였다.
- 본 연구에서는 축광안료를 배합한 노면표시용 도료 개발을 위한 축광안료 최적 배합비에 대해 실험을 수행 하였다. 이를 위하여 휘도 성능기준 시험과 휘도감소율 비교를 통한 최적 배합비를 분석하였고, 현장시공을 통한 축광 노면표시 성능 및 시공특성을 분석하였다.
- 이는 자동차 전조등에 의해 빛이 운전자에게 되돌아오는 재귀반사 값을 기준으로 제시하고 있다. 하지만 축광안료 배합 노면표시는 기존 재귀반사 범위 밖의 시인성을 제공함으로 야간 주행안전성을 향상하는데 목적이 있다. 이에 본 연구에서는 기존 노면표시 기준상 축 광에 대한 성능시험 기준이 부재하기 때문에 축광안료 배합 도료의 시인성을 유사 축광 성능기준인「축광유도표지 및 축광위치표지에 대한 성능시험기술기준」을 기준으로 실시하였다.
제안 방법
- 기존 도료(4종 융착식)에 축광안료 최적 배합비를 결정하기 위하여 휘도 감소율에 대한 분석을 실시하였다. 조사광원은 ANSI(American National Standards Institute, 미국표준협회) 밝기의 기준에서 바로 비치는 햇빛을 축광조사 광원으로 채택하였다(Table 3).
- 다음으로 축광안료 배합비를 바꾸어가며 제작한 시편의 시간에 따른 휘도 변화를 비교하여 최적 배합비를 도출하였다. 또한 현장시공을 통해 축광 노면표시의 성능 및 시공특성을 분석하였다.
- 다음으로 축광안료 배합비를 바꾸어가며 제작한 시편의 시간에 따른 휘도 변화를 비교하여 최적 배합비를 도출하였다. 또한 현장시공을 통해 축광 노면표시의 성능 및 시공특성을 분석하였다. 연구 수행과정은 Fig.
- 시공을 완료한 후 이틀 후에 맑은 날씨에 하루 종일 조사하여 야간에 축광 노면표시의 휘도 변화를 측정하였다. 실험당일 일몰시간은 기상청 자료에 따르면 오후 7시 36분으로, 일몰 후 30분 간격으로 휘도를 측정하였다(Table 6).
- 시공을 완료한 후 이틀 후에 맑은 날씨에 하루 종일 조사하여 야간에 축광 노면표시의 휘도 변화를 측정하였다. 실험당일 일몰시간은 기상청 자료에 따르면 오후 7시 36분으로, 일몰 후 30분 간격으로 휘도를 측정하였다(Table 6).
- 축광안료를 배합하기 위해 선정한 노면표시용 도료는 일반적으로 도로에 가장 많이 적용되고 있는 4종 융착식 도료이다. 융착식 도료의 성질을 유지하면서 배합이 가능한 최대 축광안료 비율은 70% 수준으로, 이에 융착식 도료의 재료 비율을 제외하고 축광안료 비율만을 10% 단위로 변화시켜가며 7개(배합비 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70%)의 시편을 제작하였다.
- 본 연구에서는 축광안료를 배합한 노면표시용 도료 개발을 위한 축광안료 최적 배합비에 대해 실험을 수행 하였다. 이를 위하여 휘도 성능기준 시험과 휘도감소율 비교를 통한 최적 배합비를 분석하였고, 현장시공을 통한 축광 노면표시 성능 및 시공특성을 분석하였다. 본 연구를 수행하며 도출한 결론은 다음과 같다.
- 하지만 축광안료 배합 노면표시는 기존 재귀반사 범위 밖의 시인성을 제공함으로 야간 주행안전성을 향상하는데 목적이 있다. 이에 본 연구에서는 기존 노면표시 기준상 축 광에 대한 성능시험 기준이 부재하기 때문에 축광안료 배합 도료의 시인성을 유사 축광 성능기준인「축광유도표지 및 축광위치표지에 대한 성능시험기술기준」을 기준으로 실시하였다.
- 조사는 기준에 따라 200 lx 밝기의 광원으로 20분간 조사하였다(Fig. 4). 휘도 측정은「피난유도선 성능인증 및 제품검사의 기술기준」에서 제시하고 있는 주위조도 0 lx의 조건에서 휘도계(LS-100)의 측정각을 1°인 상태로 하여 표시부 전면 1m 거리에서 측정을 기준으로 실시하였다.
- 조사광원은 ANSI(American National Standards Institute, 미국표준협회) 밝기의 기준에서 바로 비치는 햇빛을 축광조사 광원으로 채택하였다(Table 3). 조사시간은 정오부터 일몰시간까지 7시간 조사하였다(Fig. 6).
- 초기 휘도값은 1분과 2분 사이에 평균 감소율이 50% 이상으로 1분을 초기 휘도값으로 하여 모형화 시에는 관계식의 신뢰성이 떨어지기 때문에, 2분 후 측정 값을 초기 휘도 값으로 정하였다. 휘도 감소율은「축광유도표지 및 축광위치표지에 대한 성능시험기술기준」의 최소 휘도 기준인 7m㏅까지 지속되는 휘도감소율을 비교 분석하였다.
- 축광안료를 배합한 노면표시의 실제 현장시공을 통해 성능 및 시공특성을 분석하였다. 현장시공은 기존 일반 융착식 차선, 축광안료 최적 배합비 40% 차선, 축광안료 최대 배합비 70% 차선과 동일한 차선에 글라스비드를 도포한 차선으로 총 6가지 차선을 시공하였고, 실험결과의 신뢰성을 위해 축광안료 최적 배합비 40%의 차선을 추가로 시공하였다(Fig.
- 축광안료를 배합한 노면표시의 실제 현장시공을 통해 성능 및 시공특성을 분석하였다. 현장시공은 기존 일반 융착식 차선, 축광안료 최적 배합비 40% 차선, 축광안료 최대 배합비 70% 차선과 동일한 차선에 글라스비드를 도포한 차선으로 총 6가지 차선을 시공하였고, 실험결과의 신뢰성을 위해 축광안료 최적 배합비 40%의 차선을 추가로 시공하였다(Fig. 9).
- 초기 휘도값은 1분과 2분 사이에 평균 감소율이 50% 이상으로 1분을 초기 휘도값으로 하여 모형화 시에는 관계식의 신뢰성이 떨어지기 때문에, 2분 후 측정 값을 초기 휘도 값으로 정하였다. 휘도 감소율은「축광유도표지 및 축광위치표지에 대한 성능시험기술기준」의 최소 휘도 기준인 7m㏅까지 지속되는 휘도감소율을 비교 분석하였다.
- 휘도 측정은「피난유도선 성능인증 및 제품검사의 기술기준」에서 제시하고 있는 주위조도 0 lx의 조건에서 휘도계(LS-100)의 측정각을 1°인 상태로 하여 표시부 전면 1m 거리에서 측정을 기준으로 실시하였다.
대상 데이터
- 기존 도료(4종 융착식)에 축광안료 최적 배합비를 결정하기 위하여 휘도 감소율에 대한 분석을 실시하였다. 조사광원은 ANSI(American National Standards Institute, 미국표준협회) 밝기의 기준에서 바로 비치는 햇빛을 축광조사 광원으로 채택하였다(Table 3). 조사시간은 정오부터 일몰시간까지 7시간 조사하였다(Fig.
성능/효과
- 1. 휘도 성능기준 시험 결과, 축광안료 배합 시편의 휘도가 축광 소방시설 관련기준을 만족하고 축광안료 배합 비율이 증가할수록 휘도 값이 증가하였다.
- 2. 축광안료 배합비별 휘도감소율은 축광안료 배합비 50%가 가장 낮게 나타났다. 하지만, 축광안료 배합비 40%의 휘도감소율과 차이가 크지 않고 배합비 40%에서부터 휘도감소율이 수렴되는 것으로 판단하여, 경제성을 고려할 때 축광안료 배합비 40%를 최적 배합비로 정하는 것이 가장 적합한 것으로 판단된다.
- 3. 현장시험시공 결과, 축광안료 배합비 40% 노면표시가 일몰 후 3시간까지는 일반 노면표시보다 휘도가 높은 것으로 나타났다.
- 휘도측정 결과, 앞에서 실험한 200 lx, 20분 휘도값보다 전반적으로 낮은 수준으로 나타났다(Table 4). 그 결과 배합비 10%와 배합비 20% 중 5분에 측정한 휘도 값이 Table 2의 기준 값보다 낮게 나타났는데, 이는 일몰이 완전해지기 전에 주위 조도가 떨어지면서 축광안료가 발광을 시작했기 때문인 것으로 판단된다. 휘도 값은 200 lx 시험결과와 동일하게 전체적으로 20분까지 급격히 감소하는 것으로 나타났고, 20분 이후부터는 서서히 감소하는 것으로 나타났다.
- 또한, 축광 노면표시는 글라스비드를 살포한 노면표시보다 글라스비드를 살포하지 않은 노면표시의 휘도가 높은 것으로 나타났다. 이는 노면표시 위에 도포된 글라스비드가 축광안료가 빛을 흡수하는데 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.
- 휘도 값은 전체적으로 20분까지 급격하게 감소하였고, 이후부터는 감소폭이 서서히 줄어드는 것으로 나타났다. 또한, 축광안료 배합비율이 증가할수록 휘도 값이 증가하는 경향으로 나타났고, 특이한 점은 축광안료 배합비 40%와 50%의 결과 값이 다른 순서로 나타나는데 이는 시편 제작 시 두께차이로 인하여 나타난 결과로 판단된다.
- 휘도측정 결과, 축광안료 배합비 40% 노면표시가 일몰 후 3시간까지는 일반 노면표시보다 휘도가 높은 것으로 나타났다. 전체적으로 일몰 1시간 후에 축광 노면표시의 휘도가 급격하게 감소하는 것으로 나타났고, 그 이후로는 서서히 동일한 수준의 휘도를 유지하는 것으로 나타났다. 이는 현장시공 장소의 주변 조도가 0.
- 휘도감소율 비교 결과, 축광안료 배합비 50%에서의 휘도 감소율이 가장 낮은 것으로 나타났다. 하지만 축광안료 배합비 40%의 휘도감소율과 차이가 크지 않고 배합비 40%에서부터 휘도감소율이 수렴되는 것으로 판단하여, 경제성을 고려할 때 축광안료가 고가인 점을 감안하여 축광안료 배합비 40%를 최적 배합비로 정하는 것이 가장 적합한 것으로 판단된다.
- 축광안료 배합비별 휘도감소율은 축광안료 배합비 50%가 가장 낮게 나타났다. 하지만, 축광안료 배합비 40%의 휘도감소율과 차이가 크지 않고 배합비 40%에서부터 휘도감소율이 수렴되는 것으로 판단하여, 경제성을 고려할 때 축광안료 배합비 40%를 최적 배합비로 정하는 것이 가장 적합한 것으로 판단된다.
- 그 결과 배합비 10%와 배합비 20% 중 5분에 측정한 휘도 값이 Table 2의 기준 값보다 낮게 나타났는데, 이는 일몰이 완전해지기 전에 주위 조도가 떨어지면서 축광안료가 발광을 시작했기 때문인 것으로 판단된다. 휘도 값은 200 lx 시험결과와 동일하게 전체적으로 20분까지 급격히 감소하는 것으로 나타났고, 20분 이후부터는 서서히 감소하는 것으로 나타났다.
- 휘도 성능기준 시험 결과, 축광안료 배합 비율이 모두 기준을 만족하는 것으로 나타났다(Table 2). 휘도 값은 전체적으로 20분까지 급격하게 감소하였고, 이후부터는 감소폭이 서서히 줄어드는 것으로 나타났다.
- 8과 같다. 휘도감소율 비교 결과, 축광안료 배합비 50%에서의 휘도 감소율이 가장 낮은 것으로 나타났다. 하지만 축광안료 배합비 40%의 휘도감소율과 차이가 크지 않고 배합비 40%에서부터 휘도감소율이 수렴되는 것으로 판단하여, 경제성을 고려할 때 축광안료가 고가인 점을 감안하여 축광안료 배합비 40%를 최적 배합비로 정하는 것이 가장 적합한 것으로 판단된다.
- 휘도측정 결과, 축광안료 배합비 40% 노면표시가 일몰 후 3시간까지는 일반 노면표시보다 휘도가 높은 것으로 나타났다. 전체적으로 일몰 1시간 후에 축광 노면표시의 휘도가 급격하게 감소하는 것으로 나타났고, 그 이후로는 서서히 동일한 수준의 휘도를 유지하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 4. 글라스비드를 살포한 축광 노면표시보다 글라스비드를 살포하지 않는 축광 노면표시의 휘도가 높은 것으로 나타나서 글라스비드의 혼합여부에 대한 추가적인 검증연구가 요구된다.
- 본 연구에서 수행한 실험을 바탕으로 축광 노면표시 개발에 대한 기초자료 및 현장시공 특성을 고려한 적용 계획수립에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
- 향후 연구과제로 다루어야 할 부분은 축광 노면표시의 지속시간 확보를 위하여 본 기초실험의 결과를 바탕으로 새로운 축광안료 배합기술 개발을 통하여 상용화에 접근할 수 있는 축광 노면표시 기술개발이 이루어져야 할 것으로 판된다.
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