The Development of an End-Effector in Automated Pavement Crack Sealer and Technical Feasibility Analysis

Crack sealing is a maintenance technique commonly used to prevent water and debris penetration and reduce future degradation in pavement. The conventional crack sealing operations are, however, dangerous, costly, and labor-intensive. Automating crack sealing will improve productivity and quality, and offer safety benefits by getting worker off the road. During the last two decades, several teleoperated and machine-vision assisted systems have been developed to automate the overall process of routing and sealing pavement cracks. However, the developed systems have not been commonly used in the construction sites because of the technical problems. Especially, the performance of end-effector, related to the productivity and quality improvement, is very important factor to improve the practical use of the developed systems. The main objective of this research is to develop an end-effector in automated pavement crack sealing machine and to analyze the technical feasibility of the developed end-effector.

도로면 크랙실링 자동화 장비 말단장치의 요구성능 분석을 통한 설계·제작 및 기술적 타당성 분석

도로면 크랙실링 공법은 도로면에 발생된 크랙을 초기에 효과적으로 보수함으로써 후속 크랙 방지 및 동결피해 방지를 통해 도로의 평균상태지수를 높일 수 있는 예방적 차원의 유지보수 공법이다. 그러나 재래식 크랙실링 공법은 도로상에서 작업이 수행되므로 매우 위험하고, 노동 집약적이며, 노무자의 숙련도에 의해 작업 품질 및 생산성에 큰 영향을 받는 문제점이 있는 것으로 분석되었다. 따라서 국내외에서는 재래식 크랙실링 공법을 자동화하기 위해 다양한 형태의 자동화 장비를 개발해 오고 있으나 실용화 실적은 매우 제한적인 것으로 조사되었다. 크랙실링 자동화 장비의 실용화를 위해서는 말단장치의 성능(생산성, 품질 향상 측면)이 매우 중요한 요인이나 기존에 개발된 일부 크랙실링 자동화 장비의 말단장치는 크랙실링의 품질 제고를 위한 필수 작업 기능을 갖추고 있지 못하고 말단장치 내에서 실런트가 응고되는 등 문제점을 지니고 있는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 기존에 연구 개발된 크랙실링 자동화 장비 말단장치의 비교 분석을 통해 현장 적용성이 높고 품질 제고가 가능한 크랙실링 자동화 장비 말단장치의 설계안 및 실물(full-scale)제작을 통한 기술적 타당성을 제시하고자 한다.