초록 ▼

$\bullet$ 콘크리트 표면 처리에 대한 국내외 문헌 조사 및 경향 분석
$\bullet$ 소음 발생 메커니즘 및 기초 이론 정립
$\bullet$ 국내외 소음 측정 관련 방법 검토 및 국내 여건에 적합한 CPX 방법 제안
$\bullet$ 패턴 시뮬레이션을 이용하여 소음 저감을 위한 최적의 타이닝 간격 설계 제안
$\bullet$ 임의 간격 타이닝 공법의 연구 및 현장 시험시공을 통한 저소음, 미끄럼 저항 특

$\bullet$ 콘크리트 표면 처리에 대한 국내외 문헌 조사 및 경향 분석
$\bullet$ 소음 발생 메커니즘 및 기초 이론 정립
$\bullet$ 국내외 소음 측정 관련 방법 검토 및 국내 여건에 적합한 CPX 방법 제안
$\bullet$ 패턴 시뮬레이션을 이용하여 소음 저감을 위한 최적의 타이닝 간격 설계 제안
$\bullet$ 임의 간격 타이닝 공법의 연구 및 현장 시험시공을 통한 저소음, 미끄럼 저항 특성 확인
$\bullet$ 노후 콘크리트 구간의 다이아몬드 그라인딩 공법 적용 후 공용성 평가를 통한 저소음, 미끄럼 저항 특성 확인
$\bullet$ 골재노출 공법의 실내 실험을 통한 저소음 특성 확인
$\bullet$ ROSAN 시스템의 개발, 검증, 현장 적용
$\bullet$ HEART CPX Trailer 의 개발, 장비 검증, 시험도로의 소음 평가
$\bullet$ 콘크리트 표면의 프로파일, 미끄럼 저항, 소음과의 관계 분석

Abstract ▼

The contents and scope to achieve the research objectives of developing a low-noise and long-life pavement are presented as follows:
- The mechanism of the noise occurring on the road is analyzed to develop a model for it. The research result is to be verified through the laboratory and field exp

The contents and scope to achieve the research objectives of developing a low-noise and long-life pavement are presented as follows:
- The mechanism of the noise occurring on the road is analyzed to develop a model for it. The research result is to be verified through the laboratory and field experiments and then to be applied to the design of optimum surface structure. This will become the backbone technology to realize the development of road pavement while simultaneously considering the environment-friendly and performance.
- Laboratory and field experiments of performance will be carried out to investigate the change in tining in response to the traffic volume. This will lead into the noise reduction and an increased skid resistance in the surface structure. Then, the relationship between these two variables is investigated.
- Various pavement surface treatment methods such as tining, diamond grinding, exposure of the aggregate, etc. are introduced for the development of their application to road traffic so as to suggest the optimum construction methods to reduce the noise.
- The equipment for pavement evaluation is developed to measure not only the change in the height of pavement surface structure but also the roughness of the pavement so as to evaluate the pavement texture.
- The best combination of existing equipments and newly developed surface treatment equipments is derived to evaluate its durability in the field experimental construction and its applicability to the field, etc. Additionally, the economic aspect of such Pavement surface treatment equipments is considered in their development through the effectiveness/cost analysis between existing equipments and newly developed equipments.
- Finally, a method to apply the research result to the field is prepared, and the change of the noise source according to the performance is suggested through a continuous field monitoring of the treated surface.

목차 Contents

• 제출문...1
• 보고서 초록...3
• 요약문...5
• Abstract...11
• Content...19
• 제목 차례...28
• 표 차례...38
• 그림 차례...44
• 제1장 서론...62
• 제1절 연구개발 목표 및 내용...62
• 1. 연구 배경 및 목표...62
• 2. 연구 내용...65
• 제2절 연차별 연구목표 및 내용...68
• 1. 1차년도...70
• 가. 연구 목표...70
• 나. 연구 내용...70
• 2. 2차년도...71
• 가. 연구 목표...71
• 나. 연구 내용...71
• 3. 3차년도...72
• 가. 연구 목표...72
• 나. 연구 내용...72
• 제3절 전년도 연구 성과...74
• 1. 1차년도 연구 성과...74
• 2. 2차년도 연구 성과...75
• 제4절 당해연도 연구개발 목표 및 내용...79
• 1. 이론 수립...79
• 2. 신공법 개발...80
• 3. 표면 처리 및 표면 평가 장비 개발...80
• 4. 실용화 및 활성화 방안 구축...80
• 제2장 국내외 기술 개발 현황...81
• 제1절 저소음 콘크리트 포장 공법의 종류...81
• 1. 타이닝 공법...81
• 가. 타이닝 간격...82
• 나. 타이닝 깊이와 폭...83
• 다. 횡방향 임의간격 타이닝...83
• (1) 개요...83
• (2) 소음저감 메커니즘...83
• 2. 골재노출 공법...85
• 가. 개요...85
• 나. 소음 저감 메커니즘...86
• 다. 지연제 메커니즘...88
• 3. 다이아몬드 그라인딩 공법...89
• 가. 개요...89
• 나. 소음 저감 메커니즘...91
• 4. 버랩끌기, 횡방향 및 종방향 빗질 및 인조잔디 끌기...93
• 5. 칩 스프링클닝...94
• 6. 종방향 브러쉬...94
• 7. 다이아몬드 그루빙...95
• 8. 연마작업 (Abraded, Short blasted)...96
• 제2절 신설포장의 저소음 공법 적용 사례 연구...98
• 1. 국내 적용 사례...98
• 2. 미국...103
• 3. 호주...110
• 4. 유럽...112
• 5. 일본...115
• 제3절 기존포장의 저소음 공법 사례 연구...116
• 1. 국내...116
• 2. 미국...117
• 3. 유럽...124
• 4. 요약...125
• 제3장 연구 수행 내용...129
• 제1절 소음의 이론적 고찰...129
• 1. 소음의 기본 이론...129
• 가. 소리의 정의 및 3 요소...129
• 나. 음향 크기(Sound level)...130
• 다. 옥타브 밴드(Octave band)...132
• 라. 가중치 곡선(Weighting curve)...133
• 마. 소음의 전파 특성...134
• 2. 자동차 소음의 특징 및 소음원 분류...138
• 가. 실내 소음...139
• 나. 실외 소음(도로교통 소음)...140
• (1) 도로교통 소음의 소음원...140
• (2) 타이어 소음 원인 분류...141
• 3. 도로 소음(Road noise)의 발생 메커니즘...143
• 가. 소음 발생 원인...144
• 나. 소음의 증폭 효과...146
• 4. 기존 교통 소음 측정 방법...148
• 가. 교통 소음 측정 방법...148
• (1) 통계적 소음 측정법 (SPB : Statistical Pass by)...148
• (2) 단독 차량(The single vehicle) pass-by 소음 측정법(CPB)...149
• (3) 근접 소음 측정법(Close proximity method (CPX))...151
• (4) 흡음률 측정법 (Sound Absorption Properties In-Situ)...153
• (5) 실내 소음 측정법 (Tire/Road noise measurement inside the vehicle)...154
• 나. 도로 교통 소음 측정법 제안...155
• 5. 도로 교통 소음 기준...163
• 가. 국내 기준...163
• 나. 국외 기준...166
• 다. 자동차 주행 소음 기준...167
• (1) 가속주행소음...168
• (2) 배기소음...168
• (3) 경적소음...168
• 6. 요약...172
• 제2절 차량의 실내 소음...173
• 1. 실내소음...173
• 가. 실내 소음이 미치는 영향...173
• 나. 실내 소음에 영향을 주는 요인...174
• 2. 차량 실내소음원...178
• 3. 실내소음의 분류...179
• 4. 실내소음의 특성...180
• 5. 차량 실내소음 해석 방법...182
• 가. TPA(Transfer Path Analysis)...182
• 나. FBS (FRF Based Substructuring)...184
• 다. PCA(Principle Component Analysis)...186
• 6. 실내소음 해석 및 실험 연구결과 예...187
• 가. 기존의 연구 결과...187
• (1) 노면 가진에 의한 실내 소음 해석...187
• (2) 노면 가진소음의 전달경로 파악...188
• 나. 본 연구 결과의 해석...189
• (1) 타이머의 FEM 해석...189
• (2) 림을 구현한 타이어...192
• (3) 휠을 구현한 타이어...193
• (4) 타이어의 BEM 해석...193
• (5) 타이어의 BEM 해석...195
• (6) 타이어의 BEM 해석...196
• (7) 자동차 실내소음...199
• 다. 차량 실내 소음 및 진동 측정 실험...204
• (1) 실험 방법...204
• (2) 실험 결과 및 분석...204
• 7. 요약...207
• 제3절 패턴 시뮬레이션 모형...209
• 1. 연구 내용...209
• 2. 도로 교통소음 저감 메커니즘...209
• 가. 타이어 트래드 패턴 랜덤화 시뮬레이션...209
• 나. 타이닝 처리된 콘크리트 포장의 소음 저감 원리...211
• 3. 타이닝 패턴 랜덤화 설계...212
• 가. 타이닝 간격 랜덤화 방법...213
• 나. 해석 노면 모델의 선정 및 평가방법...213
• 4. 타이닝 패턴 랜덤화 시뮬레이션...214
• 가. 차량의 실외 소음 특성과 수음특성에 따른 타이닝 패턴 설계...214
• (1) 차량 실외 소음 특성을 고려한 설계...215
• (2) 수음 특성과 실외 소음 특성을 동시에 고려한 설계...236
• 나. 차량의 실내 소음 특성과 수음특성에 따른 타이닝 패턴 설계...239
• (1) 차량 실내 소음 특성을 고려한 설계...239
• (2) 차량 실내 소음 특성과 수음 특성을 고려한 설계...242
• 5. 요약...244
• 제4절 현장 시험 시공, 실내 시험 및 공용성 평가...246
• 1. 일반 도로에서의 소음 측정 실험...246
• 가. 콘크리트 및 아스팔트 구간...246
• (1) 실외 교통 소음 측정...246
• (2) 실내 차량 소음 측정...248
• 2. 시험도로 소음 및 미끄럼 저항 측정 실험...252
• 가. 소음 측정 실험...255
• (1) 승용차/트럭 소음 측정 실험...255
• (2) 엔진 소음을 배제한 소음 측정 실험...264
• 나. 미끄럼 저항...269
• (1) BPT, sand patching test...269
• (2) 미끄럼 저항 측정...273
• (3) 시험 도로 교통 소음 측정...276
• 3. 임의 간격 횡방향 타이닝 시험시공...281
• 가. 대구-포항간 고속 국도 시험시공...282
• (1) 예비 소음 측정 실험...286
• (2) 소음 측정 실험...291
• (3) 시험 시공 구간 교통 소음 측정...306
• 나. 청원-상주 간 고속국도 시험시공...310
• (1) 시공...310
• (2) 소음 측정 실험 및 결과...312
• (3) 소음 측정...313
• (4) SPSS를 이용한 각 구간별 소음도의 효과 분석...324
• 4. 다이아몬드 그라인딩 시험 시공...327
• 가. 시공 과정...327
• 나. 공용성 평가...329
• (1) 종단 평탄성(IRI)...329
• (2) 미끄럼 저항성...330
• 다. 교통 개방 후의 공용성 평가...333
• (1) 구간 소음 측정...334
• (2) 구간 미끄럼 저항성 평가...338
• (3) 평탄성 평가...339
• (4) 노면 조도 평가...339
• 5. 골재노출 실내 실험...340
• 가. 골재노출콘크리트포장의 배합기준 및 노출기법연구...341
• (1) 골재노출 콘크리트 시편제작...341
• (2) 응결 지연제 평가...341
• 나. 골재노출 콘크리트 소음 특성...345
• (1) 소음측정 장비 및 방법...345
• (2) 소음 측정 분석...346
• 다. 골재노출 시공 공정...348
• (1) 지연제 살포...348
• (2) 살포 직후 sheet로 지연제 및 콘크리트 보호...349
• (3) 브러싱을 이용한 골재노출...349
• (4) 브러싱 이후 콘크리트 보호...349
• 라. 실내 타이어-노면 소음재현장비 제작...350
• (1) 실내 타이어-노면 소음재현장비 제작 목적...350
• (2) 실내 타이어 -노면 소음재현장비 제작...350
• (3) 실내 타이어-노면 소음재현장비를 이용한 소음측정...351
• 6. 요약...353
• 제5절 포장 표면 평가 장비 개발...355
• 1. 표면 마무리 장비...355
• 가. 포장 노면의 표면 마무리...355
• 나. 표면 마무리 장비...357
• (1) 평탄마무리를 위한 포설장비...357
• (2) 거친면마무리 장비...360
• 2. 포장 표면 평가 장비 개발...364
• 가. ROSAN 시스템...364
• (1) ROSAN 시스템 소개...365
• (2) ROSAN 시스템의 실험 데이터...365
• 나. 연구 수행 내용 및 결과...369
• (1) 레이저 변위 센서 시스템...369
• (2) 포장 도로 시편 측정...389
• (3) Global Positioning System(GPS)...397
• (4) 레이저 변위 센서와 GPS 연동 시스템...403
• 다. 도로 표면 측정 차량...405
• (1) 실험 장비의 구성...405
• (2) 실험 장비의 결합...408
• (3) 초기화(Calibration)...412
• 3. CPX...416
• 가. CPX 장비의 개발...416
• (1) CPX 장비의 개발...416
• (2) CPX장비의 특징...417
• 나. CPX 장비 검증 시험...419
• (1) 무향실 및 반무향실의 성능평가 방법 및 사례 고찰...419
• (2) KS A ISO 3745？？에 의한 방법(KS A ISO 3745, 2002)...420
• (3) 검증 시험...423
• (4) 결과 분석...425
• 다. 현장 시험 및 결과 분석...430
• (1) 장비 정밀도 검증을 위한 반복 측정 시험...430
• (2) 현장 도로소음 측정 시험...433
• (3) CPX 장비의 암소음(background noise) 측정 및 결과 분석...446
• 4. 요약...448
• 제6절 예측 모형 개발 및 상관성 연구...450
• 1. 콘크리트 포장의 미끄럼마찰 저항 예측 모형 개발 연구...450
• 가. 마모촉진실험을 통한 미끄럼 저항 변화 분석...450
• (1) 실험방법 및 실험장비...451
• (2) 미끄럼 저항 실험...453
• (3) 평균조직깊이 측정...455
• (4) 마모촉진에 따른 내구성...458
• 나. LTPP를 이용한 장단기 미끄럼 저항 예측모델 개발...459
• (1) LTPP Data Base 및 Datapave 개요...460
• (2) 미끄럼 저항 저하 속도 및 영향인자...461
• (3) 미끄럼 저항 저하속도 영향인자분석...464
• (4) 미끄럼 저항 저하속도 예측식 개발...466
• 2. 콘크리트 포장의 텍스쳐, 소음 및 미끄럼 저항과의 상관 관계 연구...467
• 가. 측정 구간...467
• (1) 소음 측정 방법...468
• (2) 프로파일 측정 방법...470
• (3) 미끄럼 저항 측정...471
• 나. 측정 결과...471
• (1) 소음 측정 결과...471
• (2) 프로파일 측정 결과...479
• (3) FFT 시뮬레이션의 검증...490
• (4) 미끄럼 저항 측정 결과...492
• 다. 기존 연구 결과와의 비교...492
• (1) 프로파일과 미끄럼 저항과의 관계...493
• (2) 미끄럼 저항과 소음과의 관계...495
• (3) 표면 깊이와 소음과의 관계...496
• (4) 본 연구 결과...496
• 3. 요약...497
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...499
• 제1절 연구개발 목표의 달성도...499
• 1. 연구개발 목표의 달성도...499
• 가. 이론 수립...499
• 나. 신공법...500
• 다. 장비 및 모형 개발...501
• 2. 계획대비 수행실적...502
• 제2절 연구개발 대외기여도...504
• 1. 기술발전 기여도...504
• 2. 기대효과...504
• 3. 관련 후속 연구개발의 전망...505
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획...506
• 제1절 추가 연구의 필요성...506
• 제2절 타 연구 응용...507
• 제3절 기업화 추진 방향...507
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...508
• 제7장 참고 문헌...509
• 부록 A. 아스팔트 포장의 소음저감 사례...521
• 부록 B. CPR 규정과 다이아몬드 그라인딩 공법...548
• 부록 C. 음향의 파동 방정식(acoustic wave equation)...564
• 부록 D. 포장 표면별 공학적 특성 평가법...581
• 부록 E. 기존 배수성 포장의 소음 측정...593
• 부록 F. 신호처리부의 회로도...600
• 부록 G. MATLAB 프로그래밍 소스...603
• 부록 H. 장비의 가격 비교...606
• 부록 I. 공개 세미나 결과...612