• 한국도로학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.83-95
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• 2017

PURPOSES : The purpose of this study is to develop a regression model to predict the International Roughness Index(IRI) and Surface Distress(SD) for the estimation of HPCI using Expressway Pavement Management System(PMS). METHODS : To develop an HPCI prediction model, prediction models of IRI and SD were developed in advance. The independent variables considered in the models were pavement age, Annual Average Daily Traffic Volume(AADT), the amount of deicing salt used, the severity of Alkali Silica Reaction(ASR), average temperature, annual temperature difference, number of days of precipitation, number of days of snowfall, number of days below zero temperature, and so on. RESULTS : The present IRI, age, AADT, annual temperature differential, number of days of precipitation and ASR severity were chosen as independent variables for the IRI prediction model. In addition, the present IRI, present SD, amount of deicing chemical used, and annual temperature differential were chosen as independent variables for the SD prediction model. CONCLUSIONS : The models for predicting IRI and SD were developed. The predicted HPCI can be calculated from the HPCI equation using the predicted IRI and SD.

• 한국조경학회지
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• 제34권1호
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• pp.21-36
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• 2006

This study was undertaken to analyze the effects of pavement thermal properties and water retention characteristics on the surface temperature of the gray permeable cement concrete pavement during the summer. Following is a summary of major results. 1) The hourly surface temperature of pavement could be well predicted with a heat transfer model program that incorporated the input data of major meteorological variables including solar radiation, atmospheric temperature, dew point, wind velocity, cloudiness and the evaporation rate of the pavements predicted by the time domain reflectometry (TDR) method. 2) When the albedo was changed to 0.5 from an arbitrary starting condition of 0.3, holding other variables constant, the peak surface temperature of the pavement dropped by 11.5%. When heat capacity was changed to $2.5\;kJm^{-3}K^{-1}\;from\;1.5\;kJm^{-3}K^{-1}$, surface temperature dropped by 8.0%. When daily evaporation was changed to 1 mm from 2 mm, temperature dropped by 5.7%. When heat conductivity was changed to $2.5\;Wm^{-1}K^{-1}\;from\;1.5\;Wm^{-1}K^{-1}$, the peak surface temperature of the pavement fell by 1.2%. The peak pavement surface temperature under the arbitrary basic condition was $24.46^{\circ}C$ (12 a.m.). 3) It accordingly became evident that the pavement surface temperature can be most effectively lowered by using materials with a high albedo, a high heat capacity or a high evaporation at the pavement surface. The glare situation, however, is intensified by raising of the albedo, moreover if reflected light is absorbed into surrounding physical masses, it is changed into heat. It accordingly became evident that raising the heat capacity and the evaporative capacity may be the moot acceptable measures to improve the thermal characteristics of the pavement. 4) The sensitivity of the surface temperature to major meteorological variables was as follows. When the daily average temperature changed to $0^{\circ}C\;from\;15^{\circ}C$, holding all other variables constant, the peak surface temperature of the pavement decreased by 56.1 %. When the global solar radiation changed to $200\;Wm^{-2}\;from\;600\;Wm^{-2}$, the temperature of the pavement decreased by 23.4%. When the wind velocity changed to $8\;ms^{-1}\;from\;4\;ms^{-1}$, the temperature decreased by 1.4%. When the cloudiness level changed to 1.0 from 0.5, the peak surface temperature decreased by 0.7%. The peak pavement surface temperature under the arbitrary basic conditions was $24.46^{\circ}C$ (12 a.m.)

• Coupled systems mechanics
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• 제11권2호
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• pp.107-119
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• 2022

The aim of the work presented in this paper is development of numerical model for prediction of temperature distribution in pavement according to the measured meteorological parameters, with introduction of non-linear heat transfer coefficient which is a function of temerature difference between the air and the pavement. Developed model calculates heat radiated from the pavement back in the air, which is an important part of the heat trasfer process in the open air surfaces. Temperature of the pavement surface, heat radiation together with many meteorological parameters were measured in series during two years in order to validate the model and calibrate model parameters. Special finite element method for temperature heat transfer towards the soil together with the time integration scheme are used to solve the governing equation. It is proved that non-linear heat transfer coefficient, which is a function of time and temperature difference between the air and the pavement, is required to decribe this phenomena. Proposed model includes heat tranfer coefficient callibration for specific climate region, through the iterative inverse procedure.

• 대한교통학회지
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• 제29권2호
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• pp.123-131
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• 2011

본 연구에서는 지표면과 대기사이의 열-에너지 균형원리를 이용한 노면온도예측모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 노면온도예측모형은 두 가지 모듈로 구성되는데 Canopy 1은 지표면과 대기 간의 열 교환을 묘사하기 위한 것이고, Canopy 2는 열에너지 교환 과정에서 포장체 특성을 반영하기 위한 것이다. 모형 수행에 필요한 다양한 입력변수는 기상청으로부터 수집하였다. 개발된 모형의 성능을 평가하기 위해 청원-상주 간 고속도로 상 문의교 지점에 설치된 접촉식 노면온도측정센서로부터 수집한 노면온도자료와 모형 수행을 통해 나온 결과 값을 비교 하였다. 이러한 비교는 동절기(12월)와 동절기 외 기간(10월)에 걸쳐 수행되었다. 비교 결과, 두 온도의 평균오차 값이 ${\pm}2^{\circ}C$ 범위 내에 있어, 모형의 성능이 매우 우수한 것으로 판단된다. 이러한 연구는 동절기 도로관리에 다양하게 사용될 것으로 사료되고, 특히 도로 기상정보체계 운영에 핵심이 되는 노면온도 예측 알고리즘으로 사용될 수 있는 기초 연구가 될 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.165-176
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• 2001

줄눈콘크리트포장의 줄눈은 온도 및 습도변화에 기인하여 발생하는 슬래브내에 무작위하게 발생하는 균열을 제어할 목적으로 설계된다. 이러한 인위적인 균열 (줄눈)은 자연발생적인 균열에 비하여 줄눈채움, 하중전달장치등의 보호대책을 강구하는 것이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 줄눈채움의 잠재적인 이점은 표면수의 하부층으로의 침투로 인한 하부층의 약화 및 비압축성 물질 (작은 입자위 골재)의 줄눈내에 끼어듦으로 인한 스폴링을 방지하는데 있다. 합리적인 줄눈 채움의 설계를 위해서는 줄눈폭의 변화 (줄눈의 수평 움직임)의 산정이 중요한 입력요소이다. LTPP SMP 연구에 포함된 16개의 줄눈콘크리트포장의 줄눈의 수평움직임에 대한 장기 현장계측자료를 토대로 상당수의 줄눈에서 수평움직임을 허용하지 않고 있다는 것이 밝혀진바 있다. 이러한 현상을 줄눈잠김이라고 한다. 줄눈잠김이 발생하는 원인은 설계상에 계획된 줄눈부의 균열이 발생하지 않기 때문이라고 추정된다. 본 연구에서는 임의의 줄눈콘크리트포장에서 줄눈잠김의 비율을 예측할 수 있는 모델을 제시하였고 줄눈 잠김이 포장체의 성능에 미치는 영향을 조사하였다.

• 대한교통학회지
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• 제32권6호
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• pp.686-693
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• 2014

본 연구에서는 도로기상정보체계에서 습득할 수 있는 노면온도자료를 활용하여 신경망 이론을 통해 노면온도를 예측하는 모형을 개발하였다. 이를 위해 수집된 노면온도자료(노면온도, 대기온도, 대기습도)를 가지고 1시간, 2시간, 그리고 3시간 후의 노면온도를 예측할 수 있는 신경망을 설계하였다. 청원-상주간 고속도로를 대상으로 모형을 수행한 결과, 예측치와 관측치에 대한 편차의 표준편차가 1시간 예측인 경우 $0.55^{\circ}C$, 2시간 예측인 경우 $1.27^{\circ}C$, 3시간 예측인 경우 $1.43^{\circ}C$를 나타났다. 또한 예측된 노면온도를 실제 관측한 자료와 비교한 결과 R2 값이 각각 0.985, 0.923, 0.903으로 나타나 모형의 설명력이 높은 것으로 판단된다.