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도로포장 표면조사와 FWD정보에 기반한 도심지 도로포장 유지보수 기법 개선방안 연구
이상염(Lee, Sangyum) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.12
서울시 도로는 교통하중, 도로포장 노후화 및 잦은 굴착복구 등의 열악한 도로조건으로 인하여 도로포장 수명이 기대수명에 미치지 못하여 효율적 도로포장관리(Pavement Management System, PMS)와 적절한 유지보수 시기가 요구된다. 본 연구에서는 도로의 표면상태조사와 FWD(Falling Weight Deflectometer)기반 조사를 통하여 장기 공용성 구간의 보수우선 순위를 선정하고 각 지수에 따른 우선순위의 상관도를 분석하여 명확한 포장상태 평가와 타당한 공법 및 시기의 선정에 도움이 되고자 한다. 이를 위해 서울특별시의 장기 공용성 구간(Long Term Performance Pavement, LTPP)을 활용하여 표면상태조사를 통해 균열, 소성변형, 종단평단성을 측정하였고 서울포장평가지수인 SPI(Seoul Pavement Index)로 포장상태를 나타내었다. 또한 동일 구간에 대해 FWD시험을 통한 처짐량과 코어채취에 의한 포장두께 자료를 이용하여 포장층의 탄성계수를 역산하고 허용 교통량을 산정하여 실제 교통량과 허용 교통량을 비교 후 잔존수명을 추정하였다. 이를 통하여 도출된 포장상태지수와 포장지지력에 따른 잔존수명을 비교분석하였다. 결과적으로 표면상태지수인 Crack, Rutting, IRI(International Roughness Index) 값들의 보수 우선순위와 지지력에 의한 보수 우선순위를 분석하여 보수 우선순위에 따른 포장상태지수와 포장지지력의 상관성을 검토하였다. 그 결과, 균열과 소성변형에 대하여 R-square 값이 0.65이상으로 상관도가 높은 반면, 종단평탄성과 그 값을 포함한 SPI와의 상관도는 비교적 낮은 수준을 나타내었다. The objective of this paper is to support accurate pavement condition assessment and decision of proper maintenance method and time by conducting visual inspection and calculating the remaining life of pavement from falling weight deflectometer(FWD) data. Each was implemented in the same long-term performance pavement(LTPP) sections. Visual inspection was executed to measure pavement condition indices such as crack, rutting and international roughness index(IRI) and the Seoul Pavement Index(SPI) was calculated based on these results. The dynamic modulus was back-calculated from the FWD data. The remaining pavement lives were determined from equivalent single axle loading(ESAL) and FWD data. Correlation of maintenance priority by each result value was examined. Consequently, the correlation between remaining life to Crack and Rutting was higher than the other factors or indices because IRI is not related to FWD value and SPI value consists with IRI value and other indices. The R-square value of correlation of FWD with Crack and Rutting was 0.65, which indicated an insufficient correlation. Consequently, when decision of maintenance of method, time, etc. is determined, FWD data have to be considered with Crack and Rutting because of those relations.
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서울시 도로기반시설물 생애주기비용 분석을 위한 DB 구축방안 연구
배윤신,이상염,권완택,전종명,Bae. Yoon Shin,Lee. Sangyum,Kwon. Wan Taeg,Jeon. Jong Myung 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.3
현재 서울시 도로시설물은 준공된 지 20년 이상 된 시설물이 전체 시설물의 50% 이상을 차지하고 있으며, 도로포장은 최초 건설 후 20년 이상 공용 중으로 포장의 노후화가 빠르게 진행되고 있는 실정이다. 이에 따라 서울시는 도로기반시설물을 효과적으로 관리하기 위하여 도로관리시스템, 포장관리시스템 등 시설물 관리시스템을 개발 운영하고 있다. 하지만 생애주기비용 분석의 자료로 활용하기 위해서는 세부항목에 대한 DB 구축이 필요하다. 본 연구에서는 서울시 도로기반시설물의 안전확보 및 효과적인 유지관리를 위해 현재 서울시에서 구축한 도로관리시스템 및 기타 시스템들의 DB 구축 현황을 조사분석하여 문제점을 도출하고 선진화된 체계적인 도로관리시스템 파악을 통해 앞으로 서울시 도로기반시스템의 DB 구축 개선방안(현재 서울시 DB의 진단 및 DB 확보방법)을 제시하고자 한다. 이를 통해 향후 수행할 생애주기비용 분석을 효율적으로 수행하기 위한 토대를 마련하는 것을 목적으로 한다. 최종적으로 LCC 분석을 위한 DB구축 방안을 제시하고 LCC 분석 절차를 제안한다. The purpose of this study is to manage road facilities effectively and to make safety ensure consistently in Seoul. To build the effective maintenance management system, it is necessary to investigate various road management systems of Seoul. In addition, the present databases based on management systems of Seoul were analyzed to build compact database of the management system of Seoul. The summary of this study was described and condition of database for LCC analysis was assessed through survey. Finally, the method of obtaining database to develope LCC analysis was suggested and necessary plans of proceeding LCC analysis described.
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한국형 도로포장 설계 프로그램의 소석회 사용 아스팔트 혼합물 특성 적용
김도완,이상염,문성호,Kim, Dowan,Lee, Sangyum,Mun, Sungho 한국도로학회 2015 한국도로학회논문집 Vol.17 No.4
PURPOSES : The hydrated lime-modified asphalt, which improves moisture resistance, is normally used for pavements to reduce the number of potholes. However, the method of applying the material properties of the lime-modified asphalt mixture for use in pavements is not covered in the Korean Pavement Research Program (KPRP). The objective of this research is to find a method for the design application of lime-modified asphalt's material properties to the KPRP. METHODS: The section for test design is selected in some conditions which are related to the level of design regarding Annual Average Daily Traffic (AADT). To define the application methods of hydrated lime in the KPRP, the models of fatigue, rut and international roughness index (IRI) are determined based on the M-EPDG test results from some earlier research results. Moreover, it is well known that dynamic moduli of the unmodified mixture are not different from those of the lime-modified mixture. RESULTS: The performance results of hydrated lime-modified asphalt pavement were not very much different from those of the unmodified pavement, which meant the limited design regulations regarding fatigue failure, rutting deformation and IRI. CONCLUSIONS: The KPRP uses the weather model from the data for previous 10 years. It implies that the KPRP cannot predict abnormal climate changes accurately. Hence, the predictive weather data regarding the abnormal climate changes are unreliable. Secondly, the KPRP cannot apply the moisture resistance of asphalt mixtures. Therefore, a second level of design study will have to be performed to reflect the influence of moisture. It means that the influence on pavement performance can be changed by the application of hydrated lime in asphalt mixture design.
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하모니 검색 알고리즘을 이용한 포트홀 발생 개수 예측 모형
김도완,이상염,김동호,Kim, Dowan,Lee, Sangyum,Kim, Dongho 한국건설관리학회 2014 한국건설관리학회 논문집 Vol.15 No.4
최근 급격한 기후 변화에 관련하여 아스팔트 도로의 손상이 다발적으로 발생하고 있다. 이러한 현상을 해결 및 방지하기 위해서 세계 각국에서 다양한 연구를 수행하고 있다. 이와 관련하여, 본 연구에서는 서울시에서 발생하는 포트홀 수에 대한 예측모형을 개발하였다. 예측모델을 개발함과 동시에 다양한 독립변수 중 실제 포트홀 발생에 영향을 미치는 요소를 파악하기 위해 경험적인 방법과 통계적인 방법을 활용하였다. 예측모형은 BHS (Basic Harmony Search) 알고리즘을 이용하여 결정하였으며, 기후자료와 교통량 자료 및 포트홀 발생 자료를 기반으로 예측이 이루어진다. 하모니 검색 알고리즘을 이용하여 예측모델을 결정하는 과정에서 PAR(Pitch Adjusting Rate)과 HMCR(Harmony Memory Considering Rate)의 영향을 파악하기 위해 이 값을 변화시키며 적합성을 판단하였다. 예측모델은 Training Data(2011년, 2012년 및 2013년 자료)로 인해 구성되며, 결정된 모델의 적합성을 판단하기 위해 Testing Set에 적용하도록 하였다. 기본적인 예측모델의 적합성 판단은 RMSE(Root Mean Squared Error), MAE(Mean Absolute Error), 결정계수(Coefficient of Determination)를 이용하도록 하였다. A bunch of asphalt roads have been damaged frequently in relation to the rapid climate change. To solve and prevent this type of problems, many nationalities in the world have performed various researches. In this regard, the objective of this study is to develop prediction model as to the number of potholes occurred in seoul. At the same time, we have utilized empirical and statistical approaches in order for us to identify factors which is affecting the actual occurrence. The predictive model was determinded by using BHS (Basic Harmony Search) algorithm. Prediction was based on the weather and traffic data as well as data occurrence data of porthole. To assess the influences which are PAR(Pitch Adjusting Rate) and HMCR(Harmony Memory Considering Rate), we determined suitability by changing the values. In the process of the determining a predictive model, the predictive model composed Training data (2011, 2012 and 2013yrs data). To determine the suitability of the model, we have utilized Testing Set (2009 and 2010 yrs data). The suitability of the basic prediction model has been from RMSE(Root Mean Squared Error), MAE(Mean Absolute Error) and Coefficient of determination.
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