KR102264567B1 - 도로살얼음 관련 실험에 사용될 시편 상에 살얼음막을 생성하기 위한 시편 얼음막 생성 장치 - Google Patents

도로살얼음 관련 실험에 사용될 시편 상에 살얼음막을 생성하기 위한 시편 얼음막 생성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 도로살얼음 관련 실험에 사용될 가로 x, 세로 y, 높이 z를 가지는 시편 상에 높이 h 의 살얼음막을 생성하기 위한 시편 얼음막 생성 장치에 있어서, 방수가 가능하게 제작되고, 내부에 살얼음막을 생성하기 위해 사용되는 물을 적어도 높이 h 만큼 수용할 수 있으며, 시편(시편은, 도로살얼음에서 도로에 해당되는 역할을 함)이 장착되도록 하기 위해, 가로는 적어도 x 이상, 세로는 적어도 y 이상, 높이는 적어도 z+h 이상의 디프레션(depression)이 내부에 생성되어 있는 시편 장착부; 및 스트랩(스트랩은 살얼음막 생성이 종료된 이후 시편을 들어올려 시편 얼음막 생성 장치로부터 시편을 제거하기 위해 사용됨)을 수용하기 위해, 디프레션의 저면에 저면 내부 방향으로의 깊이 d1를 가지고 상프레션의 제1 측면과 이에 대향하는 제2 측면에 측면 내부 방향으로의 깊이 d2(깊이 d1 및 깊이 d2는 스트랩의 지름보다 큼)를 가지도록 홈이 형성된 적어도 하나의 스트랩 장착부;를 포함하는 시편 얼음막 생성 장치가 제공된다.

Description

도로살얼음 관련 실험에 사용될 시편 상에 살얼음막을 생성하기 위한 시편 얼음막 생성 장치{BLACK ICE GENERATING DEVICE FOR GENERATING BLACK ICE ON A SPECIMEN WHICH WILL BE USED FOR EXPERIMENTS ON BLACK ICE}
본 발명은 도로살얼음 관련 실험에 사용될 시편 상에 살얼음막을 생성하기 위한 시편 얼음막 생성 장치에 관한 것이다.
블랙 아이스라고도 불리는 겨울철의 도로살얼음은, 검은 아스팔트 도로와 색이 비슷하여 운전자가 식별하기 어렵고, 도로 노면의 마찰 계수를 크게 줄여 차량의 제동 거리를 크게 늘리므로, 겨울철 교통사고의 주요 원인으로 꼽히고 있다. 이로 인해 사회적, 경제적 피해 뿐만 아니라 인명 피해까지 발생하고 있다.
이러한 도로살얼음에 대한 대책 마련의 일환으로, 도로살얼음이 발생하는 기상학적 조건을 파악하기 위한 다양한 관측과 실험이 이뤄지고 있다. 도로살얼음이 발생하는 기상학적 조건을 재현하려면, 실험에 사용되는 시편의 온도와 수막 두께를 제어할 필요가 있다.
그러나, 차량의 주행으로 인해 다져진 도로 아스팔트와 달리, 실험에 사용되는 아스팔트 시편의 경우 물이 시편 아래로 투과되어 도로살얼음이 발생하는 기상학적 조건 재현에 어려움을 겪고 있는 상태이다. 또한, 수막 두께를 유지하기 위해 방수처리 작업이 필요하므로, 실험 전 많은 시간과 인력이 소모된다.
이러한 이유로 인하여, 실험 전 소모되는 시간과 인력을 줄이고, 도로살얼음이 발생하는 기상학적 조건을 원활하게 재현할 수 있는 시편 얼음막 생성 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 시편 얼음막을 생성할 시 소모되는 시간과 인력을 크게 줄이는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 시편이 장착되는 디프레션(depression)이 내부에 생성되어 있는 시편 장착부 및 스트랩이 장착되는 홈이 형성된 적어도 하나의 스트랩 장착부를 포함하는 시편 얼음막 생성 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 디프레션의 적어도 하나의 측면에 상기 디프레션에 투입된 상기 물의 온도에 따라 색이 변하는 시온안료가 칠해지고, 상기 물의 높이 h 및 이로부터의 미세한 조정 정도를 판단하기 위한 눈금자가 표시되어 수막의 두께를 파악하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 도로살얼음 관련 실험에 사용될 가로 x, 세로 y, 높이 z를 가지는 시편 상에 높이 h 의 살얼음막을 생성하기 위한 시편 얼음막 생성 장치에 있어서, 방수가 가능하게 제작되고, 내부에 상기 살얼음막을 생성하기 위해 사용되는 물을 적어도 상기 높이 h 만큼 수용할 수 있으며, 상기 시편(상기 시편은, 상기 도로살얼음에서 도로에 해당되는 역할을 함)이 장착되도록 하기 위해, 가로는 적어도 x 이상, 세로는 적어도 y 이상, 높이는 적어도 z+h 이상의 디프레션(depression)이 내부에 생성되어 있는 시편 장착부; 및 스트랩(상기 스트랩은 상기 살얼음막 생성이 종료된 이후 상기 시편을 들어올려 상기 시편 얼음막 생성 장치로부터 상기 시편을 제거하기 위해 사용됨)을 수용하기 위해, 상기 디프레션의 저면에 저면 내부 방향으로의 깊이 d1를 가지고 상기 디프레션의 제1 측면과 이에 대향하는 제2 측면에 측면 내부 방향으로의 깊이 d2(상기 깊이 d1 및 상기 깊이 d2는 상기 스트랩의 지름보다 큼)를 가지도록 홈이 형성된 적어도 하나의 스트랩 장착부;를 포함하는 시편 얼음막 생성 장치가 제공된다.
일례로서, 상기 스트랩 장착부는, 상기 시편 장착부의 상기 디프레션의 상기 저면에 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 상기 저면 내부 방향으로의 상기 깊이 d1를 가지고 상기 디프레션의 상기 제1 측면과 이에 대향하는 상기 제2 측면에 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 상기 측면 내부 방향으로의 상기 깊이 d2를 가지며, 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 너비 w를 가지도록 적어도 두 개가 수평 방향으로 형성되어, 상기 시편이 상기 시편 장착부에 장착될 때, 상기 스트랩 장착부에 사전에 장착된 상기 스트랩이 상기 시편의 수평을 흐트리지 않도록 하는 시편 얼음막 생성 장치가 제공된다.
일례로서, 상기 스트랩 장착부는, 상기 시편 장착부의 상기 디프레션의 상기 저면에 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 상기 저면 내부 방향으로의 상기 깊이 d1를 가지고 상기 디프레션의 상기 제3 측면과 이에 대향하는 상기 제4 측면에 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 상기 측면 내부 방향으로의 상기 깊이 d2를 가지며, 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 상기 너비 w를 가지도록 적어도 두 개가 수직 방향으로 형성되어, 상기 시편이 상기 시편 장착부에 장착될 때, 상기 스트랩 장착부에 사전에 장착된 상기 스트랩이 상기 시편의 수평을 흐트리지 않도록 하는 시편 얼음막 생성 장치가 제공된다.
일례로서, 상기 시편 장착부의 상기 디프레션의 적어도 하나의 측면에, 수막(상기 수막은 상기 시편 상의 상기 물이 얼어 상기 살얼음막이 되기 전 상태임)의 두께를 파악하기 위해, 상기 디프레션에 투입된 상기 물의 온도에 따라 색이 변하는 시온안료가 칠해지고, 상기 디프레션의 적어도 하나의 측면에 상기 물의 높이 h 및 이로부터의 미세한 조정 정도를 판단하기 위한 눈금자가 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 시편 얼음막 생성 장치가 제공된다.
일례로서, 상기 시편 장착부의 상기 디프레션의 측면, 상기 디프레션의 저면, 및 상기 시편 장착부의 외부면의 적어도 일부는, 적외선의 반사 등으로 관측 자료가 왜곡되지 않도록, 무광 재질을 사용하여 제작되는 시편 얼음막 생성 장치가 제공된다.
일례로서, 상기 스트랩 장착부는, 상기 디프레션의 상기 저면 상에서 너비 w1을 가지고, 상기 디프레션의 상기 저면에서 상기 저면의 내부 방향으로 상기 깊이 d1만큼 내부로 들어간 위치에서 너비 w2를 가지며, 상기 디프레션의 상기 제1 측면 및 이에 대향하는 상기 제2 측면 상에서 너비 w1을 가지고, 상기 디프레션의 상기 상기 제1 측면 및 이에 대향하는 상기 제2 측면에서 상기 측면의 내부 방향으로 상기 깊이 d2만큼 내부로 들어간 위치에서 너비 w3(상기 너비 w1, 상기 너비 w2 및 상기 너비 w3는 상기 스트랩의 상기 지름보다 큼)를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 시편 얼음막 생성 장치가 제공된다.
일례로서, (a) 상기 시편 얼음막 생성 장치의 상기 스트랩 장착부에 상기 스트랩을 장착하고, 상기 시편 얼음막 생성 장치의 상기 시편 장착부에 상기 시편을 설치한 후, 상기 시편 얼음막 생성 장치에 물을 부어 상기 수막 두께를 특정 두께로 유지하는 단계; (b) 온도 및 습도를 조절 가능한 복합기후챔버 내에 상기 시편 얼음막 생성 장치를 설치한 상태에서, 상기 복합기후챔버를 제1 온도로 특정 시간 t동안 유지시켜 상기 시편을 축냉시키는 단계; (c) 강수 환경을 재현하기 위해 상기 복합기후챔버의 습도를 제1 습도로 유지하고, 상기 시편의 상기 수막 두께를 상기 특정 두께로 유지하는 단계; 및 (d) 상기 복합기후챔버를 제2 온도로 상기 특정 시간 t동안 유지시켜 상기 시편의 상태변화를 탐지하고, 상기 도로살얼음이 생성되는 도로살얼음 생성온도를 획득하며, 상기 도로살얼음 생성온도를 유지하는 상태에서 상기 복합기후챔버의 습도를 상기 제1 습도로부터 제2 습도로 변화시켜 상기 시편의 상태 및 상기 수막 두께 또는 상기 살얼음막의 두께의 변화를 관측하는 단계;를 포함하는 방법이 제공된다.
일례로서, 상기 제1 온도는 섭씨 영상 5도이고, 상기 제2 온도는 섭씨 영하 5도이며, 상기 제1 습도는 상대습도 90%이고, 상기 제2 습도는 상대습도 30%인 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
일례로서, 상기 특정 시간 t는 20분이고, 상기 특정 두께는 1mm 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 시편 얼음막을 생성할 시 소모되는 시간과 인력을 크게 줄이는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 시편이 장착되는 디프레션(depression)이 내부에 생성되어 있는 시편 장착부 및 스트랩이 장착되는 홈이 형성된 적어도 하나의 스트랩 장착부를 포함하는 시편 얼음막 생성 장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 디프레션의 적어도 하나의 측면에 상기 디프레션에 투입된 상기 물의 온도에 따라 색이 변하는 시온안료가 칠해지고, 상기 물의 높이 h 및 이로부터의 미세한 조정 정도를 판단하기 위한 눈금자가 표시되어 수막의 두께를 파악하는 효과가 있다.
도 1은 가로 x, 세로 y, 높이 z를 가지는 시편을 나타낸 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼음막 생성 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼음막 생성 장치를 나타낸 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼음막 생성 장치를 평면 S-S'을 따라 잘라낸 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼음막 생성 장치에 시편 및 스트랩이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 가로 x, 세로 y, 높이 z를 가지는 시편(10)을 나타낸 사시도이다.
시편(10)은 도로살얼음 관련 실험에서 도로와 같은 역할을 하고, 도로와 유사한 특성을 구현하기 위해 아스팔트로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼음막 생성 장치(100)를 나타낸 사시도 및 상면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도로살얼음 관련 실험에 사용될 가로 x, 세로 y, 높이 z를 가지는 시편(10) 상에 높이 h의 살얼음막을 생성하기 위한 시편 얼음막 생성 장치(100)는, 시편(10)이 장착되도록 하기 위해, 디프레션(depression)의 내부의 저면과 측면들로 구성된 공간을 가지는 시편 장착부(110)를 포함할 수 있다. 이때 도로살얼음 관련 실험에 사용될 시편(10) 상에 살얼음막을 생성하려면, 시편(10) 상에 수막이 형성되어야 하고, 이를 위해 시편(10)을 상기 디프레션에 장착하고 상기 디프레션 내부에 물을 부어 시편(10)상에 상기 수막을 형성할 수 있을 것이다. 상기 디프레션 내부에 물을 부었을 때 시편 장착부(110)의 파손을 방지하기 위해, 시편 장착부(110)는 방수가 가능하게 제작된다.
여기서, 상기 디프레션에 시편(10)이 설치될 수 있어야 하기 때문에, 상기 디프레션의 가로는 적어도 x 이상, 세로는 적어도 y 이상의 크기를 가질 수 있으며, 높이 z를 가지는 시편(10) 상에 높이 h의 살얼음막을 생성할 수 있어야 하므로, 상기 디프레션의 높이는 z+h 이상의 크기일 수 있을 것이다.
다음으로, 도 4를 참조하여 스트랩 장착부(120)의 구조를 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼음막 생성 장치를 평면 S-S'을 따라 잘라낸 단면을 나타낸 단면도이다.
또한, 시편 얼음막 생성 장치(100)는, 스트랩(20)을 수용하기 위해, 상기 디프레션의 저면에 저면 내부 방향으로의 깊이 d1를 가지고 상기 디프레션의 제1 측면과 이에 대향하는 제2 측면에 측면 내부 방향으로의 깊이 d2를 가지도록 홈이 형성된 적어도 하나의 스트랩 장착부(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 스트랩(20)은 상기 살얼음막 생성이 종료된 이후 시편(10)을 들어올려 시편 얼음막 생성 장치(100)로부터 시편(10)을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 스트랩(20)은 일정한 지름을 가지는 원형 단면의 끈 형태일 수 있으나, 삼각형 단면을 가지는 끈 형태, 사각형 단면을 가지는 끈 형태 등의 형태일 수 있으며 그 형태에 제한이 없다. 또한, 상기 깊이 d1 및 상기 깊이 d2는 스트랩(20)의 지름보다 클 수 있다.
일 예시로, 시편 얼음막 생성 장치(100)는 가로 42.5cm, 세로 42.5cm, 높이 8cm를 가지는 직육면체 형태이고, 시편(10)은 가로 40cm, 세로 40cm, 높이 6cm를 가지는 직육면체 형태일 수 있다. 이 상태에서 상기 디프레션은 가로 40.5cm, 세로 40.5cm, 깊이 7cm를 가지도록 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 시편 얼음막 생성 장치(100)의 결합 구조에 대해 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 얼음막 생성 장치(100)에 시편(10) 및 스트랩(20)이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
여기서, 스트랩 장착부(120)는, 시편 장착부(110)의 상기 디프레션의 상기 저면에 스트랩(20)의 상기 지름보다 큰 상기 저면 내부 방향으로의 상기 깊이 d1를 가지고 상기 디프레션의 상기 제1 측면과 이에 대향하는 상기 제2 측면에 스트랩(20)의 상기 지름보다 큰 상기 측면 내부 방향으로의 상기 깊이 d2를 가질 수 있으며, 스트랩(20)의 상기 지름보다 큰 너비 w를 가지도록 적어도 두 개가 수평 방향으로 형성되어, 시편(10)이 시편 장착부(110)에 장착될 때, 스트랩 장착부(120)에 사전에 장착된 스트랩(20)이 시편(10)의 수평을 흐트리지 않도록 할 수 있다.
여기서, 상기 깊이 d1, 상기 깊이 d2 및 상기 너비 w는 스트랩(20)의 지름보다 클 수 있다. 만약 상기 깊이 d1, 상기 깊이 d2 및 상기 너비 w 중 적어도 하나가 스트랩(20)의 지름보다 작다면, 스트랩(20)이 상기 디프레션의 상기 내부 표면으로부터 외부 방향으로 일부 튀어나온 상태로 스트랩 장착부(120)에 설치되게 되는데, 이러한 경우 시편(10)이 시편 장착부(110)에 장착될 때 스트랩(20)의 튀어나온 부분이 시편(10)을 건드리게 되고, 따라서 시편(10)의 수평이 흐트러지게 된다. 이렇게 시편(10)의 수평이 흐트러진 경우, 일정한 수막 두께 h를 시편(10)에 걸쳐 유지할 수 없게 된다. 따라서, 상기 깊이 d1, 상기 깊이 d2 및 상기 너비 w가 모두 스트랩(20)의 지름보다 클 수 있다. 이때, 스트랩(20)이 원형 단면을 가진 형태가 아닌 경우, 상기 깊이 d1, 상기 깊이 d2 및 상기 너비 w는 스트랩(20)의 형태에 따라 다양하게 변할 수 있을 것이다. 예를 들어, 스트랩(20)이 정사각형 모양의 단면을 가진 형태인 경우, 상기 깊이 d1, 상기 깊이 d2 및 상기 너비 w는 상기 정사각형 모양의 한 모서리보다 클 수 있을 것이다.
또한, 스트랩 장착부(120)는, 시편 장착부(110)의 상기 디프레션의 상기 저면에 스트랩(20)의 상기 지름보다 큰 상기 저면 내부 방향으로의 상기 깊이 d1를 가지고 상기 디프레션의 상기 제3 측면과 이에 대향하는 상기 제4 측면에 스트랩(20)의 상기 지름보다 큰 상기 측면 내부 방향으로의 상기 깊이 d2를 가질 수 있으며, 스트랩(20)의 상기 지름보다 큰 상기 너비 w를 가지도록 적어도 두 개가 수직 방향으로 형성되어, 시편(10)이 시편 장착부(110)에 장착될 때, 스트랩 장착부(120)에 사전에 장착된 스트랩(20)이 시편(10)의 수평을 흐트리지 않도록 할 수 있다.
여기서, 상기 깊이 d1, 상기 깊이 d2 및 상기 너비 w가 스트랩(20)의 상기 지름보다 큰 이유는 위에 설명한 것과 같다.
이때, 서로 대향하는 상기 제3 측면 및 상기 제4 측면은 서로 대향하는 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면과는 다른 측면일 수 있다. 또한, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면에 수평 방향으로 적어도 두 개의 스트랩 장착부(120)가 형성될 때, 상기 제3 측면 및 상기 제4 측면에 수직 방향으로 적어도 두 개의 스트랩 장착부(120)가 형성될 수 없는 것은 아니다. 그 말은, 상기 디프레션에 수평 방향으로 두 개의 스트랩 장착부(120)가 형성되고 수직 방향으로 두 개의 스트랩 장착부(120)가 형성되어 네 개의 스트랩 장착부(120)가 상기 디프레션에 동시에 형성될 수 있다는 것이다. 여기서, 스트랩 장착부(120)의 개수는 수직 방향 및 수평 방향 각각으로 두 개로 제한되는 것이 아니며, 사용자의 필요에 따라 수직 방향으로 세 개, 수평 방향으로 네 개 등 다양한 개수 조합을 가질 수 있을 것이다.
또한, 스트랩 장착부(120)는, 상기 디프레션의 상기 저면 상에서 너비 w1을 가지고, 상기 디프레션의 상기 저면에서 상기 저면의 내부 방향으로 상기 깊이 d1만큼 내부로 들어간 위치에서 너비 w2를 가지며, 상기 디프레션의 상기 제1 측면 및 이에 대향하는 상기 제2 측면 상에서 너비 w1을 가지고, 상기 디프레션의 상기 상기 제1 측면 및 이에 대향하는 상기 제2 측면에서 상기 측면의 내부 방향으로 상기 깊이 d2만큼 내부로 들어간 위치에서 너비 w3(상기 너비 w1, 상기 너비 w2 및 상기 너비 w3는 스트랩(20)의 상기 지름보다 큼)를 가지도록 형성될 수 있다.
쉽게 말하면, 스트랩 장착부(120)는 상기 저면 상과 상기 저면에서 상기 저면의 내부 방향으로 깊이 d1 만큼 내부로 들어간 위치의 너비가 각각 다를 수 있고, 상기 측면 상과 상기 측면에서 상기 측면의 내부 방향으로 상기 깊이 d2만큼 들어간 위치의 너비가 각각 다를 수 있다는 것이다. 이는, 스트랩 장착부(120)의 형태가 사다리꼴 형태 등을 가질 수 있다는 것을 뜻한다.
또한, 시편 장착부(110)의 상기 디프레션의 적어도 하나의 측면에, 수막의 두께를 파악하기 위해, 상기 디프레션에 투입된 상기 물의 온도에 따라 색이 변하는 시온안료가 칠해지고, 상기 디프레션의 적어도 하나의 측면에 상기 물의 높이 h 및 이로부터의 미세한 조정 정도를 판단하기 위한 눈금자가 표시되어 있을 수 있다.
여기서, 상기 수막은 시편(10) 상의 상기 물이 얼어 상기 살얼음막이 되기 전 상태일 수 있다. 또한, 상기 눈금자가 표시된 부분에도 상기 시온안료가 칠해져, 상기 눈금자 중 색이 변한 부분을 관찰하여 상기 수막의 두께를 직관적으로 알 수 있을 것이다.
또한, 시편 장착부(110)의 상기 디프레션의 측면, 상기 디프레션의 저면, 및 시편 장착부(110)의 외부면(110a)의 적어도 일부는, 적외선의 반사 등으로 관측 자료가 왜곡되지 않도록, 무광 재질을 사용하여 제작될 수 있다. 여기서, 외부면(110a)이란, 물리적으로 가장 외부에 속하는 면만을 의미하는 것은 아니고 디프레션을 형성하고 있는 내부에 속하는 면도 포함하는 개념이라 할 것이다.
일 예시로, 상기 무광 재질은 무광의 검은색 아크릴 재질일 수 있다. 무광의 검은색 아크릴 재질을 이용하면, 방수 효과와 적외선의 반사 방지 효과를 동시에 얻을 수 있을 것이다. 이러한 재질을 사용하는 이유는, 시편(10)의 노면온도와 상기 수막의 두께 및 노면 상태는 적외선을 이용해 관찰될 수 있기 때문이다. 적외선의 반사가 일어나는 재질을 사용하면, 적외선이 반사되어 시편(10)의 상기 노면온도와 상기 수막의 두께 및 상기 노면 상태 관찰 결과에 왜곡이 일어날 수 있다.
이와 같은 시편 얼음막 생성 장치(100)를 이용한 실험 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 시편 얼음막 생성 장치(100)의 스트랩 장착부(120)에 스트랩(20)을 장착하고, 시편 얼음막 생성 장치(100)의 시편 장착부(110)에 시편(10)을 설치한 후, 시편 얼음막 생성 장치(100)에 물을 부어 상기 수막 두께를 특정 두께로 유지할 수 있다.
이때, 상기 특정 두께는 1mm 내지 5mm일 수 있다.
다음으로, 온도 및 습도를 조절 가능한 복합기후챔버 내에 시편 얼음막 생성 장치(100)를 설치한 상태에서, 상기 복합기후챔버를 제1 온도로 특정 시간 t동안 유지시켜 시편(10)을 축냉시킬 수 있다.
이때 제1 온도는 섭씨 영상 5도이고, 상기 특정 시간 t는 20분일 수 있다. 이는 도로 상에 비가 내리기 전 환경을 재현한 조건이다.
이후, 강수 환경을 재현하기 위해 상기 복합기후챔버의 습도를 제1 습도로 유지하고, 시편(10)의 상기 수막 두께를 상기 특정 두께로 유지할 수 있다.
위와 같이, 상기 특정 두께는 1mm 내지 5mm일 수 있으며, 강수 환경 재현을 위해 제1 습도는 상대습도 90%일 수 있다.
그 다음에, 상기 복합기후챔버를 제2 온도로 상기 특정 시간 t동안 유지시켜 시편(10)의 상태변화를 탐지하고, 상기 도로살얼음이 생성되는 도로살얼음 생성온도를 획득하며, 상기 도로살얼음 생성온도를 유지하는 상태에서 상기 복합기후챔버의 습도를 상기 제1 습도로부터 제2 습도로 변화시켜 시편(10)의 상태 및 상기 수막 두께 또는 상기 살얼음막의 두께의 변화를 관측할 수 있다.
여기서, 결빙 조건을 만들기 위하여 제2 온도는 섭씨 영하 5도일 수 있고, 제2 습도는 상대습도 30%일 수 있다.
이후, 스트랩(20)을 들어올려 살얼음막이 생성된 시편(10)을 제거할 수 있고, 시편(10)을 도로살얼음 관련 실험에 사용할 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공될 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 도로살얼음 관련 실험에 사용될 가로 x, 세로 y, 높이 z를 가지는 시편 상에 높이 h 의 살얼음막을 생성하기 위한 시편 얼음막 생성 장치에 있어서,
    방수가 가능하게 제작되고, 내부에 상기 살얼음막을 생성하기 위해 사용되는 물을 적어도 상기 높이 h 만큼 수용할 수 있으며, 상기 시편 - 상기 시편은, 상기 도로살얼음에서 도로에 해당되는 역할을 함 - 이 장착되도록 하기 위해, 가로는 적어도 x 이상, 세로는 적어도 y 이상, 높이는 적어도 z+h 이상의 디프레션(depression)이 내부에 생성되어 있는 시편 장착부; 및
    스트랩 - 상기 스트랩은 상기 살얼음막 생성이 종료된 이후 상기 시편을 들어올려 상기 시편 얼음막 생성 장치로부터 상기 시편을 제거하기 위해 사용됨 - 을 수용하기 위해, 상기 디프레션의 저면에 저면 내부 방향으로의 깊이 d1를 가지고 상기 디프레션의 제1 측면과 이에 대향하는 제2 측면에 측면 내부 방향으로의 깊이 d2 - 상기 깊이 d1 및 상기 깊이 d2는 상기 스트랩의 지름보다 큼 - 를 가지도록 홈이 형성된 적어도 하나의 스트랩 장착부;
    를 포함하는 시편 얼음막 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스트랩 장착부는, 상기 시편 장착부의 상기 디프레션에 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 너비 w를 가지도록 적어도 두 개가 수평 방향으로 형성되어, 상기 시편이 상기 시편 장착부에 장착될 때, 상기 스트랩 장착부에 사전에 장착된 상기 스트랩이 상기 시편의 수평을 흐트리지 않도록 하는 시편 얼음막 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스트랩 장착부는, 상기 시편 장착부의 상기 디프레션의 제3 측면과 이에 대향하는 제4 측면에 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 상기 측면 내부 방향으로의 상기 깊이 d2를 가지며, 상기 스트랩의 상기 지름보다 큰 상기 너비 w를 가지도록 적어도 두 개가 수직 방향으로 형성되어, 상기 시편이 상기 시편 장착부에 장착될 때, 상기 스트랩 장착부에 사전에 장착된 상기 스트랩이 상기 시편의 수평을 흐트리지 않도록 하는 시편 얼음막 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시편 장착부의 상기 디프레션의 적어도 하나의 측면에, 수막 - 상기 수막은 상기 시편 상의 상기 물이 얼어 상기 살얼음막이 되기 전 상태임 - 의 두께를 파악하기 위해, 상기 디프레션에 투입된 상기 물의 온도에 따라 색이 변하는 시온안료가 칠해지고, 상기 디프레션의 적어도 하나의 측면에 상기 물의 높이 h 및 이로부터의 미세한 조정 정도를 판단하기 위한 눈금자가 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 시편 얼음막 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시편 장착부의 상기 디프레션의 측면, 상기 디프레션의 저면, 및 상기 시편 장착부의 외부면의 적어도 일부는, 적외선의 반사 등으로 관측 자료가 왜곡되지 않도록, 무광 재질을 사용하여 제작되는 시편 얼음막 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스트랩 장착부는, 상기 디프레션의 상기 저면 상에서 너비 w1을 가지고, 상기 디프레션의 상기 저면에서 상기 저면의 내부 방향으로 상기 깊이 d1만큼 들어간 위치에서 너비 w2를 가지며, 상기 디프레션의 상기 제1 측면 및 이에 대향하는 상기 제2 측면 상에서 너비 w1을 가지고, 상기 디프레션의 상기 상기 제1 측면 및 이에 대향하는 상기 제2 측면에서 상기 측면의 내부 방향으로 상기 깊이 d2만큼 들어간 위치에서 너비 w3 - 상기 너비 w1, 상기 너비 w2 및 상기 너비 w3는 상기 스트랩의 상기 지름보다 큼 - 를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 시편 얼음막 생성 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 장치를 사용한 실험 방법에 있어서,
    (a) 상기 시편 얼음막 생성 장치의 상기 스트랩 장착부에 상기 스트랩을 장착하고, 상기 시편 얼음막 생성 장치의 상기 시편 장착부에 상기 시편을 설치한 후, 상기 시편 얼음막 생성 장치에 물을 부어 상기 수막 두께를 특정 두께로 유지하는 단계;
    (b) 온도 및 습도를 조절 가능한 복합기후챔버 내에 상기 시편 얼음막 생성 장치를 설치한 상태에서, 상기 복합기후챔버를 제1 온도로 특정 시간 t동안 유지시켜 상기 시편을 축냉시키는 단계;
    (c) 강수 환경을 재현하기 위해 상기 복합기후챔버의 습도를 제1 습도로 유지하고, 상기 시편의 상기 수막 두께를 상기 특정 두께로 유지하는 단계; 및
    (d) 상기 복합기후챔버를 제2 온도로 상기 특정 시간 t동안 유지시켜 상기 시편의 상태변화를 탐지하고, 상기 도로살얼음이 생성되는 도로살얼음 생성온도를 획득하며, 상기 도로살얼음 생성온도를 유지하는 상태에서 상기 복합기후챔버의 습도를 상기 제1 습도로부터 제2 습도로 변화시켜 상기 시편의 상태 및 상기 수막 두께 또는 상기 살얼음막의 두께의 변화를 관측하는 단계;
    를 포함하는 실험 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 온도는 섭씨 영상 5도이고, 상기 제2 온도는 섭씨 영하 5도이며, 상기 제1 습도는 상대습도 90%이고, 상기 제2 습도는 상대습도 30%인 것을 특징으로 하는 실험 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 특정 시간 t는 20분이고, 상기 특정 두께는 1mm 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 실험 방법.
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