표제지
연구진
목차
요약문 16
ABSTRACT 17
제1장 서론 18
1.1. 배경 및 목적 18
1.2. 과업의 범위 19
1.2.1. 시간적 범위 19
1.2.2. 공간적 범위 19
1.2.3. 내용적 범위 19
1.3. 주요목표 및 세부내용 20
1.3.1. 1차년도 주요목표 및 세부내용 20
1.3.2. 2차년도 주요목표 및 세부내용 20
1.4. 과업수행 실적 21
1.4.1. 1차년도 과업수행 실적 21
1.4.2. 2차년도 과업수행 실적 21
제2장 문헌 및 측정방법 고찰 22
2.1. 미끄럼저항 개요 22
2.1.1. 마찰력의 정의 22
2.1.2. 마찰력 발생 메커니즘 23
2.1.3. 마찰력과 노면 조직 24
2.1.4. 제동력과 미끄럼율 26
2.2. 미끄럼 저항과 영향인자 28
2.2.1. 노면재료의 조직 29
2.2.2. 주행속도 29
2.2.3. 수막두께 29
2.2.4. 타이어와 포장의 마모정도 30
2.3. 포장의 마찰력과 마모 30
2.3.1. 포장의 마찰력 30
2.3.2. 포장의 마모요인 31
2.4. 도로 미끄럼저항 측정 방법 및 장비 33
2.5. 미끄럼 평가지수 간의 상관성 43
2.5.1. SCRIM과 GN사이의 상관성 43
2.5.2. SCRIM과 SN사이의 상관성 43
2.6. 국내/외 미끄럼 저항 관리기준 44
2.6.1. 국내기준 44
2.6.2. 영국기준(Durham county council, 2011) 46
2.6.3. 국제민간항공기구(ICAO, 2004) 47
2.6.4. 독일기준(김인수, 2017) 47
2.6.5. 미국기준(MRUTC, 2005) 48
제3장 미끄럼 조사장비의 평가 및 분석방법의 정량화 49
3.1. 시험도로 미끄럼 조사장비 특성 평가 49
3.1.1. 포장종류와 노면 상태 특성 분석 49
3.1.2. 조사속도 특성 분석 55
3.1.3. 장비별 반복성 분석 56
3.2. 주행차량 원더링 분석 57
3.3. 지점식과 연속식 측정장비의 조사방법 정량화 59
3.4. 지점식과 연속식 마찰계수 상관성 분석방법의 정량화 63
3.5. 연속식 장비 속도기준 확립 64
3.6. 소결 66
제4장 고속도로 미끄럼 현장 조사 및 상관성 분석 67
4.1. 미끄럼 비교 조사구간 선정 및 현장조사 67
4.2. 공용중인 고속도로 현장 미끄럼 특성 분석 71
4.2.1. 공용년수에 따른 미끄럼 특성 71
4.2.2. 공용노선별 미끄럼 특성 73
4.3. 지점식과 연속식 미끄럼 마찰값 상관성 분석 76
4.3.1. 지점식과 연속식 미끄럼 상관모형 도출 76
4.3.2. 포장형식별 미끄럼 상관분석 78
4.3.3. 콘크리트 표면처리 공법별 상관분석 79
4.3.4. 공용노선별 미끄럼 분석 80
4.4. 소결 82
제5장 연속식 미끄럼 관리지수(GN) 보정을 위한 실물차량 정지(제동)거리 시험 83
5.1. 개요 83
5.2. 실증 시험방법 및 절차 83
5.3. 실증 시험 내용 85
5.4. 실증 시험결과 91
5.5. 소결 93
제6장 특별관리구간 미끄럼 마찰저항 특성 94
6.1. 미끄럼 특별 관리구간 94
6.2. 신설포장구간 94
6.2.1. 신설 콘크리트 포장 미끄럼 특성 분석 94
6.2.2. 신설 콘크리트 포장 노면조직과 미끄럼 특성 99
6.3. 저속구간 미끄럼 특성 102
6.4. 교통사고와 노면 미끄럼 상관성 분석 107
6.4.1. 고속도로 교통사고 분석 107
6.4.2. 교통사고 발생구간 미끄럼 조사 분석 109
6.5. 소결 113
제7장 터널포장 미끄럼 마찰저항 특성 114
7.1. 터널포장 미끄럼 마찰저항 특성 분석 114
7.1.1. 개요 114
7.1.2. 터널포장 미끄럼 마찰저항 특성 114
7.2. 미끄럼 마찰저항 저하 원인 분석 117
7.2.1. 마모 원인별 특성 시험 117
7.2.2. 중성화에 따른 마모저항성 평가 118
7.2.3. 양생제 사용조건에 따른 마모저항성 평가 127
7.2.4. 콘크리트 포장 마모의 주요 원인 132
7.3. 미끄럼 개선공법 현장 시험시공 133
7.3.1. 시험시공 개요 133
7.3.2. 미끄럼 개선공법 시공성 및 경제성 분석 137
7.3.3. 미끄럼 개선공법 미끄럼 특성분석 138
7.4. 소결 139
제8장 결론 141
참고문헌 144
도서정보 147
INFORMATION 148
보고서 집필 내역 149
판권기 150
표 2.1. 포장형식별 노면 조직과 관계된 영향인자 25
표 2.2. peak friction이 나타나는 미끄럼율 27
표 2.3. 주행 중 포장 미끄럼 마찰력 측정 장비 34
표 2.4. 교통통제 후 포장 마찰력 측정방법 35
표 2.5. 측정 장비별 특성(SN vs. GN) 40
표 2.6. 국내 고속도로 미끄럼 관리기준 44
표 2.7. 최소 마찰계수 기준표 45
표 2.8. 노면 습윤 시 사고 건수를 고려한 위험도 결정 기준 45
표 2.9. 조사 대상구간의 분류와 미끄럼 조사 기준 46
표 2.10. ICAO의 공항포장 미끄럼(GN) 기준 47
표 2.11. 독일의 미끄럼저항 관리 기준 47
표 2.12. 통상적인 미끄럼저항 값의 기준 48
표 2.13. 미국 주별 미끄럼저항 기준 48
표 3.1. 시험도로 조사구간 49
표 3.2. 조사속도별 미끄럼저항 평균값 현황 51
표 3.3. 시험도로 구간별 BPN과 MTD 평균 53
표 3.4. SN/GN 속도별 미끄럼 결정계수 비교 55
표 3.5. 최적 비교위치 선정방법에 따른 시험도로 SN/GN 상관성 64
표 3.6. GN장비 유효 조사속도 산정결과 66
표 4.1. 고속도로 선정 및 분류 67
표 4.2. 고속도로 조사 선정 현황(연속식 장비) 68
표 4.3. 공용중인 고속도로 본선부 미끄럼 조사 현황 70
표 4.4. 포장형식별 SN 현황 75
표 4.5. 표면처리 공법별 평균 미끄럼 마찰값 80
표 5.1. 실물차량을 활용한 제동거리 시험조건 85
표 5.2. 교통안전공단 미끄럼 데이터 88
표 5.3. 시험도로 각 구간별 노면 정보 89
표 5.4. 여주 시험도로 구간별 평균 SN, GN 및 예측 GN' 90
표 5.5. 정지시거 산정식 92
표 6.1. 신설노선 미끄럼 조사구간 세부 정보 95
표 6.2. 1차년도 구간별 포장형식 및 타이닝 종류에 따른 GN(SN*) 평균값 96
표 6.3. 2차년도 방향별 포장종류에 따른 GN(SN*) 평균값 98
표 6.4. 1차년도 포장형식 및 타이닝 종류별 BPN, MTD 평균 100
표 6.5. 포장형식 및 타이닝 종류별 BPN, MTD 평균 102
표 6.6. 저속구간 미끄럼 저항 현황 104
표 6.7. 주요노선별 교통량 및 미끄럼저항값 108
표 6.8. 주요노선별 교통사고 발생 순위 109
표 6.9. 교통사고 위험구간 선정 기준 설정 110
표 6.10. 교통사고 위험구간 세부 정보 110
표 6.11. 교통사고 상습 발생구간 미끄럼 결과 111
표 7.1. 콘크리트 마모저항성 평가 시험변수 118
표 7.2. 마모저항성 측정용 시험편 제작 118
표 7.3. 마모저항성 측정용 현장코어 채취 119
표 7.4. 중성화에 따른 시험항목 및 규격 119
표 7.5. 중성화 깊이측정 및 마모저항성 평가결과 121
표 7.6. 중성화 촉진시험에 따른 중성화 깊이 측정결과 122
표 7.7. 중성화 촉진 정도에 따른 콘크리트 마모저항성 평가결과 124
표 7.8. 현장 코어시편 중성화 깊이 측정결과 125
표 7.9. 토공 및 터널부의 콘크리트 현장코어시편 마모저항성 평가결과 126
표 7.10. 양생제 사용조건에 따른 시험항목 및 규격 127
표 7.11. 마모저항성 측정용 시험편 제작 127
표 7.12. 마모저항성 측정용 현장코어 채취 127
표 7.13. 양생제 사용조건에 따른 마모저항성 평가결과 129
표 7.14. 양생제 사용유무 및 습도조건에 따른 마모저항성 평가결과 130
표 7.15. 토공 및 터널부의 콘크리트 현장코어시편 마모저항성 평가결과 131
표 7.16. 미끄럼 개선공법의 시공성 분석결과 138
표 7.17. 미끄럼 개선공법의 미끄럼 증가율 139
표 7.18. 미끄럼 개선공법의 시공성 및 미끄럼 개선 효과분석 139
그림 2.1. 회전하는 바퀴에 작용하는 힘 22
그림 2.2. 타이어-노면간 마찰력의 핵심 메커니즘 23
그림 2.3. 도로포장 표면조직(texture) 분류 24
그림 2.4. 마이크로 및 매크로 텍스쳐 25
그림 2.5. 마찰계수와 미끄럼율 27
그림 2.6. ABS 작동상태에서의 차량속도와 휠 속도 28
그림 2.7. 포장 표면조직 29
그림 2.8. 속도와 노면조직의 미끄럼 영향 29
그림 2.9. 워싱턴주 SR-395 도로(7년 공용) 32
그림 2.10. 텍사스주 휴스턴의 1-45 도로(13년 공용) 32
그림 2.11. 과다짐에 의한 재료분리 32
그림 2.12. 모르타르 마모에 의한 표면처리 손실 32
그림 2.13. 골재 마모(폴리싱) 발생 33
그림 2.14. 아스팔트 표면 플러쉬 발생 33
그림 2.15. 미끄럼율과 마찰계수의 관계에서 각 측정장비들이 측정하는 영역 35
그림 2.16. 지점식 마찰력 측정장비(Dynatest PFT M 1295) 36
그림 2.17. 지점식 마찰력 측정장비의 표준타이어 비교 37
그림 2.18. 지점식 마찰력 측정장비의 조사 프로그램 구동 모습 38
그림 2.19. 조사 시간 세부설정과 데이터 매칭 39
그림 2.20. 미끄럼 측정원리 비교(SN vs. GN) 40
그림 2.21. Grip Tester의 하부 구성 요소 41
그림 2.22. BPT의 미끄럼 측정원리 42
그림 2.23. SCRIM과 GN 사이의 상관성 43
그림 2.24. SCRIM과 SN(FN) 사이의 상관성 44
그림 3.1. 시험도로 미끄럼 조사구역별 표면 상태 50
그림 3.2. 시험도로 연속식 미끄럼 GN(80) 현황 51
그림 3.3. 콘크리트 포장 상태별 분석 52
그림 3.4. 아스팔트 포장 상태별 분석 52
그림 3.5. 시험도로 주요 표면처리공법별 GN(80) 평균값 52
그림 3.6. SN과 BPN 상관관계 53
그림 3.7. GN과 BPN 상관관계 54
그림 3.8. SN과 MTD 상관관계 54
그림 3.9. GN과 MTD 상관관계 54
그림 3.10. SN장비 속도별 분석 55
그림 3.11. GN 장비 속도별 분석 55
그림 3.12. SN장비 반복성 분석 56
그림 3.13. GN장비 반복성 분석 56
그림 3.14. 좌측차선과 연속식 측정륜의 거리 57
그림 3.15. 좌측차선과 지점식 측정륜의 거리 57
그림 3.16. 수식 평균값에 따른 최소 평균오차 58
그림 3.17. 수식 표준오차값에 따른 최소 평균오차 58
그림 3.18. 시험도로 미끄럼(SN) 원더링 58
그림 3.19. 공용도로 미끄럼(GN) 원더링 59
그림 3.20. INS를 통한 터널부 GPS좌표 생성 59
그림 3.21. 관성항법장치(INS) 및 GPS 안테나 59
그림 3.22. 전방영상 촬영장치 및 영상 60
그림 3.23. 노면영상 촬영장치 및 영상 60
그림 3.24. 지점식(SN) 미끄럼 측정위치와 연속식 미끄럼 산정위치 매칭 60
그림 3.25. 1개 지점의 미끄럼 데이터 취득과정 61
그림 3.26. 두 장비를 활용한 본선부 미끄럼 조사 및 동일구간 검증 62
그림 3.27. GN 조사 프로그램의 Event Marker 기능과 마우스 제어 위치 62
그림 3.28. 지점식 장비의 평균 SN 산출 및 GN 데이타 비교 63
그림 3.29. 속도별 최적 비교 위치선정(30km/h) 63
그림 3.30. 속도별 최적 비교 위치선정(65km/h) 63
그림 3.31. 속도별 최적 비교 위치선정(70km/h) 64
그림 3.32. 속도별 최적 비교 위치선정(80km/h) 64
그림 3.33. SN 허용오차 범위 65
그림 3.34. GN 속도 산정 구간 65
그림 4.1. 공용노선 조사 구간 69
그림 4.2. 공용년수별 지점식 미끄럼(SN변화) 71
그림 4.3. 공용년수별 연속식 미끄럼(GN변화) 72
그림 4.4. 공용년수별 콘크리트 미끄럼(SN) 변화 72
그림 4.5. 공용년수별 아스팔트 미끄럼(SN) 변화 73
그림 4.6. 공용년수별 지점식 미끄럼(SN변화) 73
그림 4.7. 노선(방향)별 SN 평균값 74
그림 4.8. 노선(방향)별 GN 평균값 74
그림 4.9. 공용노선의 SN과 GN의 상관관계(전체구간) 77
그림 4.10. 공용노선의 SN과 GN의 상관관계(특이구간, 이상속도 제외) 77
그림 4.11. 콘크리트 포장의 SN과 GN 상관성 78
그림 4.12. 아스팔트 포장의 SN과 GN 상관성 78
그림 4.13. DG구간 미끄럼 79
그림 4.14. LG구간 미끄럼 79
그림 4.15. LT구간 미끄럼 79
그림 4.16. NGCS구간 미끄럼 79
그림 4.17. TT구간 미끄럼 80
그림 4.18. 경부선 SN과 GN 상관성 분석 80
그림 4.19. 광주대구선 SN과 GN 상관성 분석 80
그림 4.20. 남해선 SN과 GN 상관성 분석 81
그림 4.21. 동해선 SN과 GN 상관성 분석 81
그림 4.22. 순천완주선 SN과 GN 상관성 분석 81
그림 4.23. 영동선 SN과 GN 상관성 분석 81
그림 4.24. 중부내륙선 SN과 GN 상관성 분석 81
그림 4.25. 중부내륙지선 SN과 GN 상관성 분석 81
그림 4.26. 중앙선 SN과 GN 상관성 분석 81
그림 4.27. 청주영덕선 SN과 GN 상관성 분석 81
그림 4.28. 통영대전선 SN과 GN 상관성 분석 82
그림 4.29. 평택제천선 SN과 GN 상관성 분석 82
그림 5.1. 매칭구간 선정을 위한 미끄럼 현장조사(SN vs GN) 84
그림 5.2. 실물차량 정지거리 현장시험 84
그림 5.3. 현장 실증시험을 통한 보정 및 검증 방법 84
그림 5.4. 교통안전공단 자동차시험주로 실증시험 86
그림 5.5. 한국도로공사 시험도로 실증시험 87
그림 5.6. 실측 GN과 예측 GN' 의 상관관계(화성 시험주로) 88
그림 5.7. 실측 GN과 예측 GN' 의 상관관계(여주 시험도로) 90
그림 5.8. 예측GN과 동일 미끄럼구간의 제동거리 편차 91
그림 5.9. 주행속도에 따른 미끄럼별 제동거리 91
그림 5.10. 미끄럼에 따른 주행속도별 제동거리 91
그림 5.11. 계산식과 측정 제동거리 비교 92
그림 5.12. 미끄럼 상태에 따른 수분상태별 제동거리 92
그림 5.13. 주행속도에 따른 차량별 제동거리 92
그림 5.14. 미끄럼 상태에 따른 차량별 제동거리 93
그림 6.1. 밀양-울산 건설공사 7공구 조사위치 94
그림 6.2. 타이닝 시험시공 구간 전경 및 노면 96
그림 6.3. 구간별 GN 평균값 97
그림 6.4. 콘크리트 포장 전경 및 노면 97
그림 6.5. 아스팔트 포장 전경 및 노면 97
그림 6.6. 밀양방향 1차로, 2차로 GN 평균 98
그림 6.7. 울산방향 1차로, 2차로 GN 평균 98
그림 6.8. 신설포장 종류별 초기 미끄럼 변화 비교 99
그림 6.9. BPT 및 Sand Patch 시험 모습 100
그림 6.10. 신설 콘크리트 포장 표면 근경 100
그림 6.11. MTD 시험 사례 100
그림 6.12. BPN과 MTD 상관관계 101
그림 6.13. GN과 BPN 상관관계 101
그림 6.14. GN과 MTD 상관관계 101
그림 6.15. BPN, MTD 상관관계 102
그림 6.16. 저속구간의 분류 103
그림 6.17. 광장부 포장 103
그림 6.18. 가속구간의 조사속도에 따른 미끄럼 결과 104
그림 6.19. 저속구간의 공용년수에 따른 미끄럼 변화 104
그림 6.20. 본선 및 저속구간 교통량 105
그림 6.21. 저속구간별 환산 미끄럼(SN*) 비교 105
그림 6.22. 광장부 속도별 SN 분포 105
그림 6.23. 램프구간 속도별 SN 분포 105
그림 6.24. 가속구간 속도별 SN 분포 106
그림 6.25. 감속구간 속도별 SN 분포 106
그림 6.26. 광장부 속도별 GN 분포 106
그림 6.27. 램프 속도별 GN 분포 106
그림 6.28. 가속구간 속도별 GN 상관성 106
그림 6.29. 감속구간 속도별 GN 상관성 106
그림 6.30. 저속구간 GN 평균 107
그림 6.31. 교통하고 위험구간 SN 평균값 111
그림 6.32. 교통사고 위험구간 GN 평균값 112
그림 6.33. 노면 미끄럼 상태별 교통사고 발생건수 112
그림 6.34. 미끄럼 불량구간 교통사고 발생 빈도 113
그림 7.1. 구간별 미끄럼 마찰계수(SN) 비교 115
그림 7.2. 터널구간의 공용년수에 따른 미끄럼변화 115
그림 7.3. 우천시 터널 미끄럼 조사자료(Wet vs. Dry) 116
그림 7.4. 터널 내부 콘크리트 표면 상태 117
그림 7.5. 중성화 변수 마모저항성 평가 및 중성화 깊이측정 시험전경 120
그림 7.6. 중성화 깊이측정 및 마모저항성 평가결과 121
그림 7.7. 중성화 깊이측정 및 마모저항성 평가결과 122
그림 7.8. 중성화 촉진시험에 따른 중성화 깊이 측정결과 123
그림 7.9. 실내제작 시험편 변수별 중성화 깊이측정 123
그림 7.10. 중성화 촉진 정도에 따른 콘크리트 마모저항성 평가결과 124
그림 7.11. 현장 코아시편 변수별 중성화 깊이측정 과정 125
그림 7.12. 토공 및 터널부의 콘크리트 현장코어시편 마모저항성 평가결과 126
그림 7.13. 양생제 변수 마모저항성 평가전경 128
그림 7.14. 양생제 사용조건에 따른 마모저항성 평가결과 129
그림 7.15. 양생제 사용유무 및 습도조건에 따른 마모저항성 평가결과 130
그림 7.16. 토공 및 터널부의 콘크리트 현장코어시편 마모저항성 평가결과 131
그림 7.17. 중성화 깊이에 따른 마모깊이 평가(실내) 132
그림 7.18. 중성화 깊이에 따른 마모깊이 평가(현장) 132
그림 7.19. 양생에 따른 마모깊이 평가(실내) 133
그림 7.20. 양생에 따른 마모깊이 평가(현장) 133
그림 7.21. 터널 내부 콘크리트 표면 상태 134
그림 7.22. 시험시공 구간의 위치별 미끄럼 개선공법 134
그림 7.23. 미끄럼 개선공법 시험시공 및 시공 후 표면 137
그림 7.24. 미끄럼 개선공법 시공 전/후 비교 138