본 논문은 아스팔트 포장의 소성변형 저항성 추정을 보다 쉽게 하기 위하여 새로운 시험법 및 장비를 개발하기 위한 연구이다. 본 연구에서는 다양한 종류의 아스팔트 혼합물을 사용하여 소성변형 저항성과의 상관성이 높게 나타나는 변형강도를 개발하기 위하여 하중봉의 직경(D) 3, 4cm, 각 봉의 하단을 다양하게 원형절삭(r)한 김 테스터를 개발하였다. 이를 이용하여 마샬시험과 같이 공시체를 $60^{\circ}C$에 수침처리하고 같은 속도의 정하중을 공시체에 다짐방향으로 가하여 최대하중 ($P_{max}$)과 이때의 수직 변위 (y)를 구하였다. 변형강도는 개발된 식 $K_D = 4P_{max}/{\pi}(D-2(r-\sqrt{2ry-y^2}))^2$으로 구하였으며 소성변형 특성치와 평균 $R^2$이 0.77이상의 높은 상관성을 보였다. 따라서 이 시험방법은 마샬안정도보다 훨씬 소성변형과의 상관관계가 큰 측정치를 얻을 수 있는 방법임을 알 수 있었으며, 특히 기존의 마샬시험기를 그대로 사용하고 공시체도 기존의 방법대로 제조 및 처리하도록 하여 적용이 빠를 것으로 판단된다. 향후 다양한 골재입도, 최대치수, r 등에서도 타당성과 상관성 검증을 통해 시험법을 표준화한다면 실용화 가능성이 매우 클 것이다.
지속적인 산업 발전에 따라 천연자원 고갈, 폐기물 발생 뿐만 아니라 다양한 기상이변 현상 발생이 빈번해지고 있다. 기후위기 극복과 자원절약을 위해 산업부산물을 재활용하기 위한 노력이 계속되고 있다. 슬래그는 철강산업에서 발생하는 대표적인 부산물로 밀도가 크고 강성이 높은 특징에 따라 아스팔트 콘크리트용 재료로 활용시 강도 증진, 변형 감소를 가져와 소성변형 저항성과 수분 저항성을 향상시키는 특징이 있다. 반면 팽창 특성을 갖고 있어 성토재, 매립재 등 비교적 저부가가치용 재료로 활용되고 있다. 슬래그 재료의 적용처 확대를 위해 슬래그 아스팔트 콘크리트 포장의 균열 저항성 평가 실험을 수행하였다. 간접인장강도 시험결과 슬래그 골재를 사용한 아스팔트 혼합물은 동일 입도의 일반 혼합물 대비 1.13배 이상 높은 값을 보이고 터프니스 또한 1.17대 높아 균열저항성이 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 4점 빔 피로 실험과 슬래그 아스팔트 혼합물의 파괴횟수가 20,409회로 일반 혼합물 대비 2배 이상 증가하였으며 Overlay Test 결과 인장하중 잔류율이 4배 이상 높은 값을보여 반복적인 피로에 대한 균열 저항성도 향상되는 것을 알 수 있었다. 이에 따라 슬래그 골재의 사용은 아스팔트 콘크리트 포장의 성능 향상에 다양한 이점이 될 수 있을 것으로 평가된다.
본 연구에서는 1998년부터 소성변형의 방지를 위해 도입되어 온 내유동포장의 도입 타당성을 검정하기 위해 일반포장과 내유동포장의 공용성 및 경제성을 비교평가하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 34구간의 실제 국도의 포장 데이터를 수집하여 러팅(rut depth) 자료를 기반으로 포장의 장기 공용성 및 경제성 분석을 실시하였다. 포장별 공용성 예측을 위해 소성변형(Rutting) 자료를 기반으로 세계은행에서 개발한 HDM-4의 악화추정모형을 이용하였으며, 분석기간동안에 발생하게 되는 관리자비용과 이용자비용을 경제성 평가기준으로 고려하였다. 나아가 최적유지보수 시점과 예산의 확보수준에 따른 포장 공용성의 변화 추이도 살펴보았다. 40년 장기 분석기간을 통해 대부분의 대상 포장 구간에서 내유동포장이 유지관리 측면에서 경제적인 것으로 나타나 내유동포장의 도입 타당성을 확인할 수 있었다. 또한 포장관리시스템의 유지관리 및 의사결정에 HDM-4의 적용가능성을 확인할 수 있었다. 다만, 이 결과는 본 연구의 대상구간인 34개 포장단면의 러팅(rut depth) 자료를 기반으로 한 분석이며 향후 종단평탄성과 균열 데이터도 포함한 공용성 및 경제성 분석이 요구된다. 또한, 사회-환경비용, 공사로 인한 지체비용 등에 대한 추가적인 고려가 필요할 것으로 판단되며 포장의 장기 공용성(LTPP)자료의 확보에 대한 노력도 필요할 것이다.
노면 모니터링은 노면의 함몰 정도 및 크랙 감지와 같은 위험 요소 관리를 통해 도로 환경의 안전성을 유지하는 필수적인 과정이다. 고성능 2D 레이저 센서를 탑재한 자율주행 기반 UGV를 활용한 정밀 측정이 가능하지만, 고성능 센서의 에너지 소모량 증가로 인해 배터리 용량에 대한 한계가 있다. 본 논문에서는 UGV에서 효율적인 노면 모니터링을 위한 퓨전 센서 시스템을 제안한다. 제안된 퓨전 센서 시스템은 카메라를 통한 칼라 정보와 선레이저 센서를 통한 깊이 정보를 결합하여 노면 모니터링의 정밀한 변위 탐지를 가능하게 한다. 또한 카메라 센서를 이용해 모니터링 대상의 탐지 여부에 따라 선레이저 센서 스캔 주파수를 동적으로 제어하는 동적 샘플링 알고리즘을 적용함으로써 불필요한 에너지 소모를 절감한다. 제안된 퓨전 센서 시스템에서의 평균 소비전력 모델을 제시하고 다양한 미션 환경의 크랙 분포 및 센서 특성을 고려하여 에너지 효율성을 분석한다. 성능 분석 결과, 선레이저 센서의 Active 상태 소비 전력이 Saving 상태의 2배이고, λ=10, µ=10인 환경에서 고정 샘플링 기법에 비해 전력 소비 효율이 13.3% 향상됨을 확인하였다.
적기의 조상중간벌채시기 및 잔조에서의 적엽정도가 재발아와 선단고사, 수량 및 아고병등의 발생에 미치는 영향을 조사한바, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 조상의 중간벌채시기가 늦어지는데 따라서 재발아 조수가 감소하는 것이며 또 잔조에 잔엽을 많이 할수록 재발아조수가 적어질뿐만아니라 재발아엽수도 적어지는데 잔엽은 잔조의 상부에 하여야만 재발아억제의 효과가 있는 것이니 실용적으로는 3∼5 엽정도의 잔엽이 유리할 것 같다. 3∼5엽정도 잔엽을 하고 9월 20일 이후벌채를 하면 재발아조수가 격감한다. 2. 벌채후의 잔조에서 전적엽을 하면 지조의 선단고사비율이 매우 높고 상반부적엽구도 그외의 다른구들보다 약간 많은 것 같으며 벌채시기에 따라서는 전적엽구를 제외한 다른구에서는 별로 차가 없는 것 같지만 전적엽구만은 9월 15일 벌채구가 특히 높으니 이것은 전적엽으로 인한 지조의 불윤실과 이때의 온도조건이 아지병균의 기생에 호적하였다는 것이 그 원인인 것 같다. 3. 수량과의 관계를 보면 추잠기는 벌채시기에 따라서는 별로 차가 없지만 잔조에시의 적엽양이 많아질수록 전수량이 많아진다. 춘잠기수량은 무적엽구와 전적엽구는 벌채시기의 여하에 불구하고 가장 적으며 무적엽구를 제외한 그 외의 각구에서는 9월 15일과 9월 20일 벌채구가 수량이 발은 반면에 이보다 이르거나 늦은 경우에는 수량이 적어진다. 또 적엽각구는 9월 15일과 9월 20일 벌채구를 제외하고는 대체로 무적엽구보다 적으니 추기에 있어서의 적엽이 익춘기의 수량에 상당한 영향을 미치고 있다. 춘추합계수량에 있어서는 무적엽구와 전적엽구보다 그 외의 각구가 수량이 많으며 그 중에서도 9월 15일과 9월 20일 벌채구가 특히 많고 잔엽정도에 따르는 차는 별로 없는 것 같다. 이것을 종합해 볼때에 연간수량이 가장 많은 것은 9월 15일∼20일경에 중간벌채수확을 한후 그잔조에 3∼5 엽잔엽을 하는 방법이며 9월 5일∼10일 벌채구도 무적엽구나 그 이후의 벌채구와 별로 차가 없다. 4. 잔조에 발생하는 병은 아고병 가장 심하고 맛사리아병과 동고병도 약간 발생하였으며 아고병은 전적엽구에 가장 심하게 발생하였고 시기적으로는 9월 15일구에서 지수 92.9, 9월 20 일구에서는 지수 100으로 가장 심하게 발생하였으며 상반부적엽구에서도 상당히 발생하였고 무적엽구는 거의 발생하지 않았다. 5. 재발아비율 및 평균재발아엽수와 익춘잠기 수량과의 사이에는 각각 상관계수 r=-0.42, r=-0.27로서 부외 상관을 가지고 있으나 깊은 상관관계는 없으며 선단고사비율 및 아고병발생비율과 익춘잠기수량과의 사이에는 거의 상관이 없다. 아고병발생비율과 선단고사비율과의 사이에는 상관계수 r=+0.8로서 깊은 정의 상관이 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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