KR101907634B1 - 노면 프로파일러 성능 측정기 및 이를 이용하여 노면 프로파일러의 성능을 평가하는 방법 - Google Patents

노면 프로파일러 성능 측정기 및 이를 이용하여 노면 프로파일러의 성능을 평가하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 거리 측정부(10) 및 평탄성 측정부(20)를 포함하는 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가하기 위해 가상의 노면상태를 구현하는 노면 프로파일러 성능 측정기에 있어서, 상기 거리 측정부(10)에 의해 생성되는 이동거리 정보(a)를 증대시키는 주행 구동부(100); 및 상기 평탄성 측정부(20)에 의해 생성되는 높이 정보(b)를 변화시키는 높이 조절부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기가 제공된다.

Description

노면 프로파일러, 노면 프로파일러 성능 측정기 및 이를 이용하여 노면 프로파일러의 성능을 평가하는 방법{ROAD PROFILE SIMULATOR AND TESTING METHOD FOR ROAD PROFILE MEASUREMENT USING THE SAME}
본 발명은 토목, 건축분야에 관한 것으로서, 노면의 단면 형상 프로파일링 및 노면의 평탄성 평가를 위하여 사용되는 노면 프로파일러의 성능을 측정할 수 있는 노면 프로파일러 성능 측정기에 관한 것이다.
도로의 연장 증가가 이루어짐에 따라 도로의 유지, 관리 분야에 대한 관심과 발전이 진행되고 있다. 도로 관리의 과학화에서 노면 상태의 측정 및 조사는 보수 공사 및 투자 결정의 기초 자료가 된다.
이러한 기초 자료를 선정하기 위하여 도로 포장관리시스템(PMS)을 사용하여 포장 도로에 대한 평가, 보수 계획의 수립, 공용성 예측 및 보수 공법 선정이 이루어지고 있다. 이 때 사용되는 도로 포장상태 측정 장비의 측정 데이터가 정확하지 않을 경우 측정 데이터에 기반한 도로포장관리시스템의 오류를 유발할 수도 있다.
도로의 포장 상태는 주행 차량의 안전성과 쾌적성에 큰 영향을 미친다. 포장된 도로의 노면의 상태를 파악하기 위한 지표로는 바퀴 패임, 단차, 미끄럼마찰, 평탄성, 균열 등의 평가항목이 있다.
이 가운데 평탄성은 횡단 방향의 노면 요철 정도를 평가하는 지표로서, 주행차량의 안전성 및 쾌적성에 영향을 미치는 요인에 해당한다.
포장된 도로의 노면에 대한 평탄성을 측정하는 장비로는 노면 프로파일러가 대표적이다. 노면 프로파일러는 일반적으로 거리 측정부 및 높이 측정부를 포함한다.
거리 측정부는 프러파일러가 측정하고 있는 거리를 계산하기 위해 측정기의 이동거리에 관한 정보를 생성하며, 높이 측정부는 노면의 요철 높이에 관한 정보를 생성한다.
노면 프로파일러에 의해 생성된 이동거리 정보에 대응되는 높이 정보를 취합하여 노면의 프로파일 정보를 생성하고, 이를 이용하여 노면의 평탄성을 측정할 수 있는 지표를 산출할 수 있다.
이러한 노면 프로파일러는 그 종류가 다양하다. 다만, 정확한 프로파일링을 수행할 수 있는 노면 프로파일러는 많지 않은 상태이다. 이에 더하여 노면 프로파일러의 객관적인 성능을 측정할 수 있는 노면 프로파일러 성능 측정기는 전무한 상태이다.
따라서 좀 더 정확하고 객관적인 노면의 평탄성 측정을 위한 노면 프로파일러 및 노면 프로파일러 성능 측정기의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 노면의 횡단면 형상을 정확히 프로파일링 할 수 있는 노면 프로파일러를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 노면 프로파일러의 객관적인 성능을 측정할 수 있는 노면 프로파일러 성능 측정기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 노면 프로파일러의 객관적인 성능을 측정할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 거리 측정부(10) 및 평탄성 측정부(20)를 포함하는 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가하기 위해 가상의 노면상태를 구현하는 노면 프로파일러 성능 측정기에 있어서, 상기 거리 측정부(10)에 의해 생성되는 이동거리 정보(a)를 증대시키는 주행 구동부(100); 및 상기 평탄성 측정부(20)에 의해 생성되는 높이 정보(b)를 변화시키는 높이 조절부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기가 제공된다.
이 경우 상기 주행 구동부(100) 및 상기 높이 조절부(200)를 제어하는 제어부(300);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
또한, 상기 거리 측정부(10)는 원형의 바퀴(11)이며, 상기 주행 구동부(100)는, 상기 원형의 바퀴가 거치되는 컨베이어 밸트(110); 및 상기 컨베이어 밸트(110)를 이동시키는 회전 드럼(120);을 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
또한, 상기 원형의 바퀴(11)는 상기 거리 측정부(10)의 이동방향을 따라 전면에 위치되는 전면 바퀴(11a); 및 상기 전면 바퀴(11a) 후방에 위치되는 후면 바퀴(11b);를 포함하고, 상기 평탄성 측정부(20)는 각도 측정 센서(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
또한, 상기 각도 측정 센서(21)는 상기 전면 바퀴(11a)와 상기 후면 바퀴(11b)가 이루는 경사각(c)을 측정하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
또한, 상기 높이 조절부(200)는 상기 컨베이어 밸트(110)의 형성 각도를 변경시키는 회전 구동부(210);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
또한, 상기 평탄성 측정부(20)는 상기 경사각(c)을 이용하여 이하의 [식 1]에 따라 상기 전면 바퀴(11a)와 상기 후면 바퀴(11b)의 높이차 정보(d)를 포함하는 상기 높이 정보(b)를 생성하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
[식 1]
d(h1 - h2)= tan(c) × L
h1 : 상기 전면 바퀴(11a)의 소정의 기준면(S)에서의 높이
h2 : 상기 전면 바퀴(11b)의 소정의 기준면(S)에서의 높이
L : 상기 전면 바퀴(11a)의 중심축와 상기 후면 바퀴(11b)의 중심축의 길이
또한, 상기 평탄성 측정부(20)는 상기 이동거리 정보(a) 및 상기 높이 정보(b)를 이용하여 노면 형상 정보(f)를 생성하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
또한, 상기 노면 프로파일러(A)에 장착된 걸림부(30)를 구속시키는 구속부(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
또한, 상기 구속부(400)는, 상기 걸림부(30)와 결합되는 제1 구속부(410); 및 상기 제1 구속부(400)와 결합됨과 아울러, 상기 노면 프로파일러(A)의 전면(A1) 및 후면(A2)을 고정하는 제2 구속부(420);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는 테스트 노면 형상 정보(g)를 이용하여 상기 주행 구동부(100) 및 상기 높이 조절부(200)를 제어하며, 상기 제어부(300)는 상기 테스트 노면 형상 정보(g)와 상기 노면 형상 정보(f)를 비교하여 상기 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면 노면 프로파일러 성능 측정기를 이용하여 노면 프로파일러의 성능을 평가하는 방법에 있어서, 상기 제어부(300)에 상기 테스트 노면 형상 정보(g)를 입력하는 제1 단계(S100); 상기 주행 구동부(100) 및 상기 높이 조절부(200)를 이용하여 상기 노면 형상 정보(f)를 도출하는 제2 단계(S200); 및 상기 테스트 노면 형상 정보(g)와 상기 노면 형상 정보(f)를 비교하여 상기 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가하는 제3 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능을 평가하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면 노면의 횡단면 형상을 정확히 프로파일링 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 노면의 평탄성을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 노면 프로파일러의 객관적인 성능을 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러 및 노면 프로파일러 성능 측정기의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러의 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러의 노면의 횡단면 형상을 프로파일링 하는 개념을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러 성능 측정기의 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러와 노면 프로파일러 성능 측정기의 결합 방식을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러 성능 측정기의 평면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러와 노면 프로파일러 성능 측정기가 결합된 상태를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러와 노면 프로파일러 성능 측정기가 결합된 상태의 평면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러를 노면 프로파일러 성능 측정기의 구속부에 의해 구속시킨 상태를 나타내는 도면.
본 발명에 따른 노면 프로파일러, 노면 프로파일러 성능 측정기 및 이를 이용하여 노면 프로파일러의 성능을 평가하는 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 발명은 노면 프로파일러(A) 뿐만 아니라 노면 프로파일러의 객관적인 성능을 측정할 수 있는 노면 프로파일러 성능 측정기를 제공한다.
우선, 노면 프로파일러(A)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러(A)는, 노면 프로파일러(A)의 이동 거리를 측정하는 거리 측정부(10) 및 노면의 평탄성을 측정하는 평탄성 측정부(20)를 포함한다(도 2).
거리 측정부(10)는 노면 프로파일러(A)의 이동 거리에 관한 이동거리 정보(a)를 생성한다. 거리 측정부(10)는 원형의 바퀴(11)일 수 있다(도 2). 원형의 바퀴(11)는 거리 측정부(10)의 이동방향을 따라 전면에 위치되는 전면 바퀴(11a) 및 전면 바퀴(11a) 후방에 위치되는 후면 바퀴(11b)를 포함할 수 있다(도 2).
평탄성 측정부(20)는 노면 각 지점의 높이 정보(b)를 생성한다. 구체적으로 평탄성 측정부(20)는 전면 바퀴(11a)와 후면 바퀴(11b)가 이루는 경사각(c)을 측정하는 각도 측정 센서(21)를 포함한다(도 2).
평탄성 측정부(20)는 경사각(c)을 이용하여 이하의 [식 1]에 따라 전면 바퀴(11a)와 후면 바퀴(11b)의 높이차 정보(d)를 포함하는 높이 정보(b)를 생성할 수 있다.
[식 1]
d(h1 - h2)= tan(c) × L
h1 : 상기 전면 바퀴(11a)의 소정의 기준면(S)에서의 높이
h2 : 상기 전면 바퀴(11b)의 소정의 기준면(S)에서의 높이
L : 상기 전면 바퀴(11a)의 중심축와 상기 후면 바퀴(11b)의 중심축의 길이
또한, 평탄성 측정부(20)는 이동거리 정보(a) 및 높이 정보(b)를 이용하여 노면 형상 정보(f)를 생성할 수 있다(도 2, 도 3).
이하 본 발명에 일 실시예에 따른 노면 프로파일러 성능 측정기의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 노면 프로파일러 성능 측정기는 노면 프로파일이 모사된 가상의 환경을 제공하여, 실제 도로 현장의 외부적인 요인이나 조작자의 능력에 따른 요인이 배제된 상태에서 노면 프러파일러의 객관적인 성능을 평가하는 것이 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
이에 따라 이종의 노면 프러파일러의 객관적인 성능을 동일한 환경하에서 평가할 수 있도록 하여, 노면 프로파일러의 정상 작동 여부를 평가할 수 있고 복수의 기종 중 가장 성능이 우수한 노면 프러파일러를 선정하는 것이 가능할 수 있도록 한다.
노면 프로파일러 성능 측정기는 기본적으로 거리 측정부(10)에 의해 생성되는 이동거리 정보(a)를 증대시키는 주행 구동부(100) 및 평탄성 측정부(20)에 의해 생성되는 높이 정보(b)를 변화시키는 높이 조절부(200)를 포함한다(도 1, 도 4).
주행 구동부(100)는 원형의 바퀴가 거치되는 컨베이어 밸트(110) 및 컨베이어 밸트(110)를 이동시키는 회전 드럼(120)을 포함할 수 있다(도 4).
회전 드럼(120)는 회전력을 제공하는 전동 모터(130) 등에 의해 구동되는 것이 가능하다.
높이 조절부(200)는 컨베이어 밸트(110)의 형성 각도를 변경시키는 회전 구동부(210)를 포함할 수 있다(도 1, 도 4).
회전 구동부(210)는 컨베이어 밸트(110) 양단에 설치된 회전 드럼(120)의 위치를 변화시킴으로써 컨베이어 밸트(110)의 형성 각도를 변화시킬 수 있다. 컨베이어 밸트(110)의 형성 각도가 변경되는 경우 전면 바퀴(11a)와 후면 바퀴(11b)의 높이차가 발생되므로, 실제 노면에서 높이차가 발생되는 것과 같은 상황을 모사하는 것이 가능하다.
제어부(300)는 기 설정된 테스트 노면 형상 정보(g)를 이용하여 주행 구동부(100) 및 높이 조절부(200)를 제어하여 실제 노면 환경을 모사하며, 이에 따라 노면 프로파일러(A)가 생성한 노면 형상 정보(f)와 테스트 노면 형상 정보(g)를 비교하여, 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가할 수 있다.
이러한 평가는 평가자에 의해 수행될 수 있으며, 제어부(300)에 의해 자동적으로 평가되는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러 성능 측정기는 노면 프로파일러(A)에 장착된 걸림부(30)를 구속시키는 구비된 구속부(400)를 더 포함할 수 있다(도 6).
노면 프로파일러(A)는 컨베이어 밸트(110)의 다양한 형성 각도가 변화되는 상황에서 컨베이어 밸트(110) 상부에서 운용된다. 따라서, 구속부(400)가 걸림부(30)를 구속함으로써 노면 프로파일러(A)가 컨베이어 밸트(110)에서 이탈되지 않도록 한다.
구체적으로 구속부(400)는 걸림부(30)와 결합되는 제1 구속부(410) 및 제1 구속부(400)와 결합됨과 아울러 노면 프로파일러(A)의 전면(A1) 및 후면(A2)을 고정하는 제2 구속부(420)를 포함할 수 있다(도 6).
제2 구속부(420)의 길이는 노면 프로파일러(A)의 길이에 대응하여 형성될 수 있다.
또한, 제2 구속부(420)의 후단에는 후면(A2)의 접촉을 위한 조절나사가 포함될 수 있다.
사용자는 조절나사의 위치를 조절함으로써 제2 구속부(420)가 노면 프로파일러(A)를 견고하게 고정할 수 있도록 한다.
제2 구속부(420)에 의해 성능 평가 시험이 진행되는 동안 노면 프로파일러(A)의 위치를 일정하게 유지시킬 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 프로파일러 성능 측정기를 이용하여 노면 프로파일러의 성능을 평가하는 방법에 대하여 설명한다.
노면 프로파일러의 성능을 평가하는 방법은 제어부(300)에 테스트 노면 형상 정보(g)를 입력하는 제1 단계(S100), 주행 구동부(100) 및 높이 조절부(200)를 이용하여 노면 형상 정보(f)를 도출하는 제2 단계(S200) 및 테스트 노면 형상 정보(g)와 노면 형상 정보(f)를 비교하여 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가하는 제3 단계(S300)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이동거리 정보(a), 높이 정보(b), 경사각(c), 높이차 정보(d), 노면 형상 정보(f) 및 테스트 노면 형상 정보(g)는 디스플레이부(500)에 의해 디스플레이될 수 있다.
더하여 본 발명에 따른 노면 프로파일러 성능 측정기는 이동거리 정보(a), 높이 정보(b), 경사각(c), 높이차 정보(d), 노면 형상 정보(f) 및 테스트 노면 형상 정보(g)를 저장하고, 저장된 이동거리 정보(a), 높이 정보(b), 경사각(c), 높이차 정보(d), 노면 형상 정보(f) 및 테스트 노면 형상 정보(g)를 제어부(300)로 전달하는 저장부(600)를 더 포함할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 거리 측정부
20 : 평탄성 측정부
30 : 걸림부
100 : 주행 구동부
200 : 높이 조절부
300 : 제어부
400 : 구속부
500 : 디스플레이 장치
600 : 저장부

Claims (12)

  1. 거리 측정부(10) 및 평탄성 측정부(20)를 포함하는 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가하기 위해 가상의 노면상태를 구현하는 노면 프로파일러 성능 측정기에 있어서,
    상기 거리 측정부(10)에 의해 생성되는 이동거리 정보(a)를 증대시키는 주행 구동부(100); 및
    상기 평탄성 측정부(20)에 의해 생성되는 높이 정보(b)를 변화시키는 높이 조절부(200);를 포함하며,
    상기 주행 구동부(100) 및 상기 높이 조절부(200)를 제어하는 제어부(300);를 더 포함하고,
    상기 거리 측정부(10)는 원형의 바퀴(11)이며,
    상기 주행 구동부(100)는,
    상기 원형의 바퀴가 거치되는 컨베이어 밸트(110); 및
    상기 컨베이어 밸트(110)를 이동시키는 회전 드럼(120);을 포함하며,
    상기 노면 프로파일러(A)에 장착된 걸림부(30)를 구속시키는 구속부(400);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 원형의 바퀴(11)는
    상기 거리 측정부(10)의 이동방향을 따라 전면에 위치되는 전면 바퀴(11a); 및
    상기 전면 바퀴(11a) 후방에 위치되는 후면 바퀴(11b);를 포함하고,
    상기 평탄성 측정부(20)는 각도 측정 센서(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 각도 측정 센서(21)는 상기 전면 바퀴(11a)와 상기 후면 바퀴(11b)가 이루는 경사각(c)을 측정하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 높이 조절부(200)는
    상기 컨베이어 밸트(110)의 형성 각도를 변경시키는 회전 구동부(210);를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 평탄성 측정부(20)는 상기 경사각(c)을 이용하여 이하의 [식 1]에 따라 상기 전면 바퀴(11a)와 상기 후면 바퀴(11b)의 높이차 정보(d)를 포함하는 상기 높이 정보(b)를 생성하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기.

    [식 1]
    d(h1 - h2)= tan(c) × L
    h1 : 상기 전면 바퀴(11a)의 소정의 기준면(S)에서의 높이
    h2 : 상기 후면 바퀴(11b)의 소정의 기준면(S)에서의 높이
    L : 상기 전면 바퀴(11a)의 중심축와 상기 후면 바퀴(11b)의 중심축의 길이
  8. 제7항에 있어서,
    상기 평탄성 측정부(20)는 상기 이동거리 정보(a) 및 상기 높이 정보(b)를 이용하여 노면 형상 정보(f)를 생성하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 구속부(400)는,
    상기 걸림부(30)와 결합되는 제1 구속부(410); 및
    상기 제1 구속부(410)와 결합됨과 아울러, 상기 노면 프로파일러(A)의 전면(A1) 및 후면(A2)을 고정하는 제2 구속부(420);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 테스트 노면 형상 정보(g)를 이용하여 상기 주행 구동부(100) 및 상기 높이 조절부(200)를 제어하며,
    상기 제어부(300)는 상기 테스트 노면 형상 정보(g)와 상기 노면 형상 정보(f)를 비교하여 상기 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능 측정기.
  12. 제10항의 노면 프로파일러 성능 측정기를 이용하여 노면 프로파일러의 성능을 평가하는 방법에 있어서,
    상기 제어부(300)에 테스트 노면 형상 정보(g)를 입력하는 제1 단계(S100);
    상기 주행 구동부(100) 및 상기 높이 조절부(200)를 이용하여 상기 노면 형상 정보(f)를 도출하는 제2 단계(S200); 및
    상기 테스트 노면 형상 정보(g)와 상기 노면 형상 정보(f)를 비교하여 상기 노면 프로파일러(A)의 성능을 평가하는 제3 단계(S300);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 노면 프로파일러 성능을 평가하는 방법.



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