미끄럼방지포장 유지관리를 위한 미끄럼저항 성능평가방법 비교 연구

조현우,노상균,이봉춘,정윤석 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.6

미끄럼방지포장은 도로의 부속물로서 도로 및 교통 특성으로 인해 미끄럼저항을 충분히 확보하지 못한 곳이나 도로선형의 변화가심한 구간에서 포장의 미끄럼저항을 높여 자동차의 안전한 주행을 도모하기 위한 시설이라고 명시하고 있다. 특히, 눈, 비, 블랙아이스와 같은기상 악천후 상황에서 미끄럼방지포장의 미끄럼저항성능은 도로교통 및 운전자의 안전에 큰 영향을 미친다. 하지만 현재 미끄럼저항성능을측정하는 데 주로 사용되는 BPN은 시험 면적이 0.009 ㎡에 불과하여 전체 포장면에 대한 대표성을 나타내기 어렵기 때문에 미끄럼방지포장 유지관리를 위한 신뢰성 있는 미끄럼저항성능 평가방법이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 지침 및 표준 조사를 통하여 BPN, SN, GN 시험의 미끄럼저항 성능평가 방법을 비교하고 현장 미끄럼저항 성능평가에 적용하고자 하였다. 또한, 미끄럼방지포장의 체계적인 유지관리를 위하여미끄럼방지포장재 미끄럼저항 성능평가 Test-bed 및 실도로 실증 현장에 미끄럼저항성능이 다른 미끄럼방지포장을 설치하여 성능평가방법(BPN, SN, GN)별 미끄럼저항성능을 비교하였다. 실험결과, SN과 GN은 미끄럼저항성능이 비슷한 경향으로 나타났으며, GN은 BPN × 0.01 과유사하게 도출되었다. Skid resistance pavement is an accessory to the road and is a facility for the safe driving of cars by increasing the skid resistance of road pavement. In particular, in bad weather conditions such as snow, rain, and black ice, the skid resistance performance of skid resistance pavement greatly affects the safety of road traffic and drivers. However, BPT(British Pendulum Tester) has a test area of only 0.009 ㎡, making it difficult to represent the overall packaging surface. A reliable method of evaluating slip resistance performance is needed for maintaining non-slip packaging. In this study, the conventional BPT test and the skid resistance performance evaluation method of the PFT(Pavement Friction Tester) and μGT(Micro Grip Tester) tests were compared through guidelines and standard investigations and applied to the field skid resistance performance evaluation. In addition, skid resistance pavement with different skid resistance performance was installed at the test-bed and actual road demonstration sites to compare BPN(British Pendulum Number), SN(Skid Number), GN(Grip Number), and to derive correlations for each performance evaluation method. As a result of the experiment, SN and GN showed similar skid resistance performance, and the GN value was derived similar to BPN × 0.01.

심층신경망을 이용한 저속비대선의 저항성능 추정

박태원,서장훈,박동우 해양환경안전학회 2022 해양환경안전학회지 Vol.28 No.7

The resistance performance evaluation of general ships using computational fluid dynamics requires a lot of time and cost, and various methods are being studied to reduce the time and cost. Existing methods using main particulars or cross sections of ships have limitations in estimating resistance performance that is greatly dependent on the shape of the ship. In this paper, we propose a deep neural network model that can quickly predict the resistance performance of the hull surface by inputting the geometric information of the hullform mesh. The proposed deep neural network model based on Perceiver IO can immediately predict resistance performance, unlike computational fluid dynamics techniques that require calculation in each time step. It shows the result of estimating the resistance performance with an average error of less than 1% in the data set for a 50 K tanker ship, a type of low-speed full ship. 전산유체역학을 사용하는 일반적인 선박의 저항성능 평가는 많은 시간과 비용이 필요하며, 이를 줄이기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다. 선박의 주요 치수나 단면을 이용하는 기존의 방법들은 선형에 크게 좌우되는 저항성능을 추정하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 선형 격자의 기하학적 정보를 입력으로 선체 표면의 저항성능을 빠르게 추정할 수 있는 심층신경망 모델을 제안한다. Perceiver IO 기반의 제안하는 심층신경망 모델은 시간 단계별로 계산이 필요한 전산유체역학 기법과 달리 바로 저항성능 추정이 가능하며, 저속비대선의 일종인 50K 탱커 선박을 대상으로 한 데이터집합에서 평균 1% 미만의 오차로 저항성능을 추정하는 결과를 보인다.

프리캐스트 부재의 새로운 전단저항 연결체의 성능에 관한 연구

김태훈(Kim Tae-Hoon),진병무(Jin Byeong-Moo),김영진(Kim Young-Jin),김성운(Kim Seong-Woon) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 A Vol.28 No.1A

이 연구의 목적은 프리캐스트 부재의 새롭게 고안한 전단저항 연결체의 구조성능을 평가하는데 있다. 프리캐스트 세그먼트 구조물의 설계와 시공시에 전단저항 연결체와 같은 접합부는 특별한 주의가 요구된다. 개발한 전단저항 연결체의 상세와 성능을 평가하기 위하여 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 이 연구에서 사용된 접합요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 정확하게 예측할 수 있다. 추후 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각의 실험을 수행하여 구조거동과 내진성능을 파악할 것이다. The purpose of this study is to critically evaluate the structural performance of an innovative new shear resistance connecting structure of precast member. Joints such as shear resistance connecting structure require special attention when designing and constructing precast segmental structures. An experimental and analytical study was conducted to quantify performance measures and examine one aspect of detailing for developed shear resistance connecting structure. A computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. A joint element is used to predict the inelastic behavior of the joints between segmental members. Future work by the authors will do a model test of precast segmental prestressed concrete bridge columns with this shear resistance connecting structure, and examined both the structural behavior and seismic performance.

지하공간 콘크리트 구조물의 역학적 특성 및 내화성능 향상을 위한 하이브리드섬유보강 콘크리트의 성능 평가

원종필(Won Jong-Pil),박경훈(Park Kyung-Hoon),박찬기(Park Chan-Gi),이상우(Lee Sang-Woo) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.4A

본 연구에서는 터널 및 지하공간 콘크리트 구조물의 구조성능과 화재 저항성을 향상시키기 위하여 하이브리드섬유보강 콘크리트의 역학적 특성 및 내화성능을 평가하였다. 본 연구에서는 휨성능의 향상을 위하여 강섬유를 첨가하고 내화성능을 향상시키기 위하여 폴리프로필렌섬유를 첨가하였다. 하이브리드섬유보강 콘크리트 성능을 평가하기 위하여 압축강도, 휨강도 및 내화성능 실험을 실시하였다. 특히 폴리프로필렌섬유의 경우 서로 다른 직경 및 길이를 가지고 있는 섬유를 강섬유와 혼합하여 적용함으로써 구조성능 및 내화성능을 극대화하였다. 실험결과 강섬유와 서로 다른 길이의 폴리프로필렌섬유를 혼합한 하이브리드섬유보강 콘크리트는 구조성능의 향상과 폭렬을 방지하는 효과를 달성하였다. This study evaluated the mechanical properties and fire resistance of hybrid fiber reinforced concrete for tunnel and underground concrete structures. This research added the steel fiber for the enhance of the flexural performance and the polypropylene fiber added to improve the fire resistance. This studies were conducted with experiments of compressive, flexural and fire resistance to evaluate the performance of hybrid fiber reinforced concrete. Specially, this studies mixed the polypropylene fiber to have each other different diameter and length with the steel fiber and maximized the mechanical performance and fire resistance. Test results shows that the hybrid fiber reinforced concrete with the polypropylene and steel blended fiber obtained an enhance of the mechanical performance and protect of spalling.

연안선박의 선수부 개조에 의한 에너지 효율 성능 분석

박동우,김경성 해양환경안전학회 2017 海洋環境安全學會誌 Vol.23 No.7

The primary objective of this study was to assess the energy efficiency performance of an optimized hull form capable of saving energy based on existing vessels. The bow shape of existing vessels was investigated, giving consideration to design draft and speed. Resistance performances were also assessed for existing vessels according to operating conditions. Commercial CFD codes and model test materials were used to assess effective power. An optimized hull form with minimum resistance was selected given real operating conditions. The effective horsepower of existing and optimized vessels was estimated at three speeds. Resistance performance for an optimized vessel showed a 6% improvement in effective horsepower at design speed (12 knots) compared to existing vessels. Quasi-propulsive efficiency employed experimental data, while energy efficiency performance was analyzed based on operating days, bunker fuel oil C cost, daily fuel oil consumption and specific fuel oil consumption. Energy efficiency performance for an optimized vessel showed a gain of 30 million won per year in reduced costs at design speed (12 knots) compared to existing vessels. 본 논문의 주 목적은 기존선형과 저항을 최소화하는 최적선형에 대한 에너지효율 성능을 평가하는 것이다. 설계 흘수와 설계 선속을 고려하여 대상선박의 선수부 형상을 검토하였다. 실제 운항 상태에서 대상선박의 저항성능을 평가하였다. 상용 전산유체역학(CFD) 코드와 수조 모형시험 자료는 유효마력 평가를 위해 사용되었다. 실제 운항 상태를 고려하여 최소저항을 가지는 최적선형을 제시하였다. 기존선형과 최적선형에 대하여 3가지 선속에서 유효마력을 추정하였다. 최적선형의 저항성능은 기존선형과 비교하여 볼 때 설계속도(12노트)에서 약 6% 향상된 결과를 보여 주었다. 준추진효율 계수(ETAD, ηD)는 모형시험 자료를 활용하였다. 에너지 효율 성능은 년간 운항일수, 벙커C유 가격, 1일 연료사용량 그리고 연료소비계수를 바탕으로 작성되었다. 최적선형의 에너지 효율 성능은 기존선형과 비교하였을 때 12노트에서 연간 약 3천만원 절약된 결과를 보여 주었다.

횡력저항 구조로서 더블월의 접합부에 대한 구조성능 평가

오영훈,문정호,이강철 대한건축학회 2020 대한건축학회논문집 Vol.36 No.6

The purpose of research is to evaluate the structural behavior of double walls as a lateral force resisting system. A test program wasplanned with 10 double wall specimens with horizontal or vertical joints. Horizontal joint specimens are consisted of 4 double wallspecimens and 2 cast-in-place wall specimens. Vertical joint specimens are consisted of 4 double wall specimens. Test variables wereselected as wall thickness and joint reinforcing ratio. Test results of horizontal specimens were compared with cast-in-place wall specimens. Structural performance of double walls was evaluated by various evaluation methods, such as design standards, earthquake-resistantevaluation methods, performance objective evaluation methods. From such evaluation, it is concluded that double wall structures showedequal and above performance compared to cast-in-place walls. And it also showed satisfactory behavior in terms of earthquake-resistancecapacity and target-performance achievement. 본 연구는 전단벽으로서 더블월 벽체의 내진성능을 평가하는 것이다. 더블월의 접합부를 수평 및 수직 접합부로 분류하고 각 접합부 별로 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험체의 주요 변수는 벽두께, 접합부 보강비 등으로 하였으며, 수평접합부 실험체는 현장타설 실험체와의 비교도 실시하였다. 실험결과에 대한 분석은 구조설계기준에 따른 강도 및 거동 평가, 내진성능 평가, 성능목표 평가를 수행하였다. 더블월은 현장타설형 실험체에 비해서도 동등 이상의 성능을 보였으며, 내진성능 및 성능목표 평가에서도 우수한 결과를 보였다.

전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각의 성능평가

김태훈(Kim Tae-Hoon),김영진(Kim Young-Jin),김성운(Kim Seong-Woon),신현목(Shin Hyun-Mock) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 A Vol.28 No.4A

이 연구의 목적은 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각의 성능을 파악하는데 있다. 프리캐스트 교각 시스템은 현장에서의 작업을 줄이고 공사기간의 단축을 가져올 수 있다. 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각 실험체에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적 실험을 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 사용된 부착 또는 비부착 텐던요소는 유한요소법에 근거하며 프리스트레스트 콘크리트 부재의 콘크리트와 텐던의 상호작용을 구현할 수 있다. 새롭게 수정된 접합요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 예측할 수 있다. 제안된 해석기법은 조사된 실험체에 대하여 하중단계에 따라 성능을 비교적 정확하게 예측하였다. The purpose of this study was to investigate the performance of precast concrete segmental bridge columns with shear resistance connecting structure. The system can reduce work at a construction site and makes construction periods shorter, A model of precast concrete segmental bridge columns with shear resistance connecting structure was tested under a constant axial load and a cyclically reversed horizontal load. A computer program, RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. An bonded or unbonded tendon element based on the finite element method, that can represent the interaction between tendon and concrete of prestressed concrete member, is used. A joint element is newly modified to predict the inelastic behaviors of segmental joints. The proposed numerical method gives a realistic prediction of performance throughout the loading cycles for several test specimens investigated.

호남 고속 철도 차량의 주행 저항식에 관한 연구

남성원(Seong-Won Nam),윤수환(Su-Hwan Yun) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

본 연구에서는 호남 고속 철도 차량의 주행 저항식에 관하여 분석하였다. 주행저항식은 차량 개발 초기 단계에서부터 예측하여 검토되어야 되는 파라메터로서, 그 크기에 따라 추진 견인력을 설계하고, 이를 참고로 하여 열차 운행 선도를 작성하게 된다. 차량의 주행 저항 측정은 평탄 직선 선로에서 타행 운전을 하며, 감속도를 측정하는 것이 바람직하지만, 본 연구에서는 운행 선로 조건이 이에 충족하지 않아서, 속도 구간별로 감속도를 측정하고, 이를 전체 속도 대역에 대하여 합성하는 방법으로 주행 저항식을 구하였다. 현차시험으로 구한 주행 저항식과 예측식을 비교하였으며, 관련 차종들의 주행 저항식과 비교 분석하였다. In this study, it has been analyzed on the equation of running resistance for Honam high speed train. Running resistance has to be considered as main parameter to calculate traction force and to make train performance simulation. In principle, running resistance must be measured in flat and straight track, but we don’t have that sort of track. In this study, we measured velocity-time data in short range of velocity and synthesize these data to make full scale running resistance of Honam high speed train. And we compared experimental results with predicted ones and analyzed running resistance of relevant trains.

5층 철근콘크리트 모멘트-저항골조 구조물의 내진성능 평가 및 공사원가 분석

강석봉,김성대,박의수,오상묵,손기영 한국건축시공학회 2015 한국건축시공학회지 Vol.15 No.6

Recently, the concept of seismic design has changed from prescriptive to performance based design. For theperformance based design with the specified target performance of the structure, it is necessary to execute theinelastic structural analysis to predict precisely the actual behavior of the structure. To address this issue, the seismicperformance of the 5-story RC moment-resisting frames designed in accordance with KBC2009 is evaluated throughpush-over analysis and economic analysis is conducted focused on the direct construction costs. The results show thatthe ordinary and the intermediate moment-resisting frame are evaluated to meet the required performance designcriteria and that the direct construction costs of the two frames are similar. However, although the specialmoment-resisting frame designed with strong column-weak girder philosophy satisfies the required performancedesign criteria, the direct construction cost is uneconomical compared with other frames. Therefore, although theintermediate moment-resisting frame of design category D is prohibited in IBC2012, the ordinary and the intermediatemoment-resisting frame are estimated to be more reasonable than the special moment-resisting frame for the designof 5-story RC moment-resisting frame. 구조물 내진설계에 대한 개념이 사양중심설계에서 성능기반설계로 변화하고 있다. 구조물 목표성능을 직접 부여하여설계하는 성능기반설계를 위해서는 구조물 실제 거동을 정확히 예측하기 위한 비탄성 구조해석이 필요하다. 이에 본연구에서는 KBC2009 기준으로 설계한 5층 철근콘크리트모멘트-저항골조 시스템 구조물을 대상으로 푸쉬오버해석을 수행하여 내진성능을 평가한 후 직접공사비를 산출하여경제성을 분석하였다. 분석 결과 보통 및 중간모멘트골조는요구성능설계기준을 만족하며 직접공사비 또한 유사한 것으로 평가되었다. 하지만, 강 기둥-약 보 기준이 적용되는 특수모멘트골조는 요구성능설계기준을 만족하나 다른 골조시스템 보다 비경제적인 것으로 평가되었다. 따라서 IBC2012에서는 내진설계범주 D 중간모멘트골조 적용을 제한하고 있지만 5층 철근콘크리트 모멘트-저항골조 구조물의 경우, 특577수모멘트골조 보다 보통 및 중간모멘트골조로 설계하는 것이 합리적이라고 판단된다.

저속비대선에서 조파저항의 이론적 추정법 적용에 관한 연구

Lee, Kwi-Joo,Lee, Kon-Chol 朝鮮大學校 機械技術硏究所 1998 機械技術硏究 Vol.1 No.1

Hess와 Smith의 방법에 의해 저속비대선인 163.000 DWT bulk Carrier의 조파저항성능을 추정하였다. 163.000 DWT Bulk Carrier의 조파저항 성능 평가에서 bulb volume의 변화에 대한 영향이 조사되었다. Bulb volume의 변화와 함께 네 가지 모형선의 조파저항 성능은 trim과 sinkage의 조건을 고정한 상태에서 14∼16 knots(Fn=0.14∼0.16)범위의 계산 결과를 포함하고 있으며, 그 계산 결과를 모형시험 결과와 비교하였다. 모형시험 결과와 계산 결과는 정성적으로 매우 잘 일치함을 보여주고 있다. The Hess & and Smith's method is applied to the prediction of the wavemaking resistance performance of a slow full form ship of a 163,000 DWT Bulk Carrier. The effect of the bulb volume variation on the wavemaking resistance performance of 163,000 DWT B/C is evaluated. Wavemaking resistance of four model ships with the different bulb volume were calculated in the ship speed range of 14.0∼16.0 knots (Fn=0.14∼0.16) at fixed condition to trim & sinkage, and the results were compared with the results of model test. The qualitaitve tendency between the model test results and the calculation results showed a good agreement.