• 한국건설관리학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.3-13
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• 2023

본 연구는 국내에서 주로 사용되는 습식 도로절단기와 비산먼지 저감을 위해 개발된 슬러지 흡입식 도로절단기(이하 자동식 도로절단기)의 작업생산성을 비교 분석하여 자동식 도로절단기의 성능 및 활용성을 검증하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 먼저 국내에서 주로 사용되는 습식 수동식 도로절단기와 자동식 도로절단기의 개발 현황을 조사하고, 도로 절단 작업을 세부적으로 분석하였다. 또한, 동일한 조건의 테스트베드에 두 장비를 적용하여 깊이별 절단 시간을 측정하여, 표준절단 성능을 도출하였다. 하지만 테스트베드에서 측정된 데이터는 실제 도로절단 현장의 다양한 변수를 반영하지 못한다는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 현장 조사를 통해 데이터를 수집하여 절단 거리와 시간 사이의 상관성을 분석한 후, 단순회귀분석을 통해 도로절단기 생산성 산정모델을 제시하였다. 회귀식에서 도출된 값을 테스트베드에서 도출한 표준절단 성능과 비교 분석한 결과, 회귀분석식을 통해 도출한 절단 성능은 표준절단 성능과 유사한 경향을 보였다. 마지막으로, 정량적으로 측정하기는 어려우나 생산성에 영향을 주는 세가지 세부작업에 대해 정성적으로 비교 분석하여 개발된 자동식 도로절단기의 활용성을 검증하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권4호
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• pp.194-203
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• 2021

최근에 상하수관로, 지역난방 열공급관로 등의 유지보수가 증가하면서, 도로절단기에 의한 도로절단 작업도 급증하고 있다. 이러한 도로절단 작업은 소음과 함께 분진(절단슬러지)을 많이 발생시키므로, 저소음, 분진회수 등 친환경적인 기술이 적용될 필요가 있다. 기존에 이러한 문제점을 해결하고자 분진을 회수하는 장비가 개발된 사례가 있으나, 친환경성이 정량화되지 않았다는 한계가 있었다. 이에 본 연구에서는 소음 및 분진과 같은 환경위해요인의 발생원인을 근본적으로 제거할 수 있는 저소음·분진회수형 도로절단기를 개발하고, 이 절단기로 수행하는 도로절단작업 과정에 대한 친환경성을 평가하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 진공장치와 슬러지흡입부로 구성된 수냉-슬러지회수 통합시스템을 개발하고, 개발된 시스템을 도로절단기에 적용하였다. 그리고 개발된 장비를 테스트 베드에 적용하고, 친환경성 관련 데이터를 수집하여, 친환경성을 평가하였다. 평가 결과, 개발된 장비의 절단슬러지 회수율은 83% 이상이었으며, 소음도는 82~83 dB, 음향파워레벨은 115 dB 수준이었다. 본 연구의 결과는 향후 도로절단기를 개선하는 과정에서 절단슬러지 회수성능과 저소음 성능을 향상시키는 데에 기초자료로 활용될 예정이다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.12-20
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• 2020

도로 하부에 매설된 지하매설물에 대한 유지보수의 수요는 지속적으로 크게 증가하고 있으며, 과다한 소음 및 분진으로 인한 환경 문제 및 도심지 주민들의 민원으로 인해 친환경·저소음 도로 절단기에 대한 수요가 점차 증대되고 있다. 이에 따라 현재 사용되고 있는 저소음 절단기와 현재 개발되고 있는 친환경·저소음 절단기에 대한 절단 성능을 분석하고 개선사항을 검토해보자고 한다. 이를 위해 현장시공 사례를 바탕으로 절단기 작업절차에 따른 문제점과 개선 사항들을 도출하였다. 현장시공 사례 분석 결과, 절단 작업에 대한 생산성은 친환경·저소음 절단기(36.0초/m)가 저소음 절단기(37.6초/m)에 비해 다소 생산성이 향상되었으나 일부 구간에 결함이 발생되어 이에 대한 개선이 요구되었다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.111-118
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• 2022

최근에 우리나라의 도로 하부에 매설된 지하시설물이 노후화되면서, 지하시설물 유지보수 공사 물량이 급증하고 있다. 이러한 도로지하 시설물의 유지관리를 위해서는 도로포장의 절단작업이 선행되어야 한다. 그런데 우리나라에서 사용되는 기존 도로절단기는 친환경적이지 못하며 소음과 절단슬러지(비산먼지)가 많이 발생하는 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 절단슬러지 회수장치의 개념을 도출하고, 이 기능을 포함하는 친환경 도로절단기를 설계·제작하였다. 개발된 장비는 1m를 100~150mm 깊이로 절단하는 데에 20~30초 가량 소요되었다. 또 대부분의 구간에서 슬러지 흡입 성능은 양호하였으며, 2m 거리에서 약식 측정한 장비의 소음도는 평균 82.7dB 수준이었다. 다만 개발된 장비가 1차 프로토타입 수준이라는 한계로 인하여 구동안정성이 다소 낮았고, 시동꺼짐, 슬러지 회수성능 저하 등의 이상현상이 발생하는 경우가 있었다. 향후 개발된 프로토타입의 튜닝 및 개선을 통해 절단성능과 슬러지 회수 기능을 보다 안정시킬 예정이다. 그리고 개선된 프로토타입을 실제 현장 상황에 적용하여, 생산성 등을 정량적으로 비교·분석할 계획이다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.243-244
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• 2023

Noise, dust, etc. caused by road pavement cutting work, which frequently occurs in new construction or reconstruction of buildings, construction of complexes, etc., are environmental hazards and cause civil complaints. Recently, an eco-friendly pavement cutter is being developed to make the work low in noise and dust, however, the on-site cutting performance of the equipment has not been quantified. In this study, in order to derive a standard value for comparing the cutting performance of the eco-friendly cutter under development, a conventional pavement cutter was applied to four residential sites in Seoul and Gyeonggi-do, and the cutting data was collected. As a result of analyzing the collected data, the conventional pavement cutter showed a cutting performance of 12.3 to 20.2 sec/m, and the average was 27.2 sec/m. In the future, additional cutting experiments with various mixing ratios, materials, and depths are planned to confirm the performance of conventional pavement cutter in more detail.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권1호
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• pp.53-58
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• 2024

With the recent development of intelligence and automation technologies for construction machinery, the demand for safety and efficiency of road-cutting operations has continued to increase. In response to this, a double-blade road cutter has been developed that can automatically cut roads. However, a double-blade road cutter has a load difference between the two blades due to the ground and wear conditions of the cutting blades. The difference in load between the two blades distorts the direction of travel of the cutter. In this study, a vision sensor-based driving guide technology was developed to correct the driving path of road cutters. In addition, we developed a load-sensing technology that detects blade loads in real-time and controls driving speed in the event of overload.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.274-283
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• 2020

도로포장 절단 작업에서 미세먼지를 많이 발생시키고 있어, 이 작업에서 미세먼지 발생량을 줄이는 것이 전체 미세먼지 관리에 매우 중요하다. 이러한 점에 착안하여, 본 연구에서는 도로절단 현장에서 발생하는 비산먼지를 회수하는 장치의 개념설계를 제안하고, 이의 도입에 대한 경제적 타당성을 분석하였다. 제안된 개념모델의 경제성을 분석한 결과, 편익비율이 2.96으로 1을 크게 상회하였다. 그리고 수익률은 62.78%로 도로포장 절단 실무자 면담을 통해 설정한 최소기대수익률 10%를 크게 상회하였으며, 손익분기점은 약 21.6개월로 분석되었다. 따라서 제안된 저소음·분진회수형 도로절단 장비의 경제적 타당성은 충분할 것으로 예상된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.231-232
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• 2022

Pavement cutting work frequently occurs in new building construction, reconstruction, and complex construction, and this work causes a lot of noise and dust. Eco-friendly pavement cutters are being developed to reduce noise and dust in this work, however the on-site cutting performance of the equipment under development has not been quantified. In this study, the eco-friendly pavement cutter was applied to four residential areas in Seoul and Gyeonggi-do, and its cutting performance was quantified. As a result of the analysis, the eco-friendly pavement cutter showed cutting performance of 20.1~46.9sec/m, and the average was 33.5sec/m. In the future, we plan to conduct additional cutting experiments with various mixing ratios, materials, and depths to confirm the performance of eco-friendly road cutters in more detail.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제20권1호
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• pp.8-15
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• 2023

With the recent trend of intelligence and automation of construction work, a double-blade road cutter is being developed that automatically enables cutting along the cutting line marked on the road using a vision system. The road cutter can recognize the cutting line through the camera and correct the driving route in real-time, and it detects the load of the cutting blade in real-time to control the driving speed in case of overload to protect workers and cutting blades. In this study, a vision system mounted on a double-blade road cutter was developed. A cutting route recognition technology was developed to stably recognize cutting lines displayed on non-uniform road surfaces, and performance was verified in similar environments. In addition, a vision sensor protection module was developed to prevent foreign substances (dust, water, etc.) generated during cutting from being attached to the camera.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.65-65
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• 2017

밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성 계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) $Core^{TM}$ i7-4790 CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균 값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 $R^2$는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.