KR20230142120A - 도로포장의 융빙 시스템 - Google Patents

도로포장의 융빙 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발열체(100)가 배설된 포장체(10)와, 상기 포장체(10)의 주위에 설치된 다수의 센서와, 상기 다수의 센서의 데이터에 의해 상기 발열체(100)의 발열 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 도로포장의 융빙 시스템으로서, 상기 다수의 센서는, 상기 포장체(10) 주위의 기온을 측정하는 온도센서; 강우 또는 강설 여부를 측정하는 강수센서; 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 측정하는 표면 습도센서;를 포함하고, 상기 제어부는, 기온이 영하이고, 상기 포장체(10) 표면이 습윤상태이면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 융빙 시스템을 제시함으로써, 강우, 강설이 정지된 이후의 도로포장 표면의 재결빙 문제를 해소할 수 있도록 한다.

Description

도로포장의 융빙 시스템{ICE MELTING SYSTEM FOR PAVEMENT}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 도로포장의 융빙 시스템에 관한 것이다.
동절기 도포포장 노면의 결빙에 따른 사고를 방지하기 위하여 다양한 연구가 이루어지고 있다.
특히, 강원도와 같은 산악지형은 소로길, 응달길, 터널입출구, 경사로 등이 많고, 이들에 대한 안전적 융빙 대책의 수립이 필요하다.
기존 제설대책은 주로 인력 또는 제설장비에 의한 염화칼슘 살포, CCTV 설치 등에 의한 제설감시 등에 의존하여 왔으나, 이러한 제설작업에는 많은 인력, 장비의 동원이 필요하고, 소외 및 취약지구에 대한 초기대응이 어렵다는 문제가 있다.
한편, 최근 포장체에 전열선을 설치하는 융빙 방법이 제안되고 있는데, 이는 강수센서에 의해 강우, 강설이 감지되면, 전열선에 대하여 전기를 공급하여 발열하고, 강수센서에 의해 강우, 강설의 정지가 감지되면, 전기의 절약을 위해 발열을 중지하는 방식을 채택한다.
그런데, 강우, 강설이 정지된다 하여, 포장체 표면의 수분이 모두 제거되는 것이 아니고, 강우, 강설이 정지된 이후라도 포장체 표면의 수분이 존재한 상태에서 기온이 영하로 하강하면 재결빙한다는 문제가 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 강우, 강설이 정지된 이후의 도로포장 표면의 재결빙 문제를 해소할 수 있도록 하는 도로포장의 융빙 시스템을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 발열체(100)가 배설된 포장체(10)와, 상기 포장체(10)의 주위에 설치된 다수의 센서와, 상기 다수의 센서의 데이터에 의해 상기 발열체(100)의 발열 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 도로포장의 융빙 시스템으로서, 상기 다수의 센서는, 상기 포장체(10) 주위의 기온을 측정하는 온도센서; 강우 또는 강설 여부를 측정하는 강수센서; 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 측정하는 표면 습도센서;를 포함하고, 상기 제어부는, 기온이 영하이고, 상기 포장체(10) 표면이 습윤상태이면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 융빙 시스템을 제시한다.
상기 제어부는, 상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하고, 상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 상기 강수센서에 의해 강수 여부를 판단하고, 상기 강수센서에 의해 강수가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단하고, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하는 것이 바람직하다.
상기 다수의 센서는, 상기 포장체(10) 주위의 습도를 측정하는 습도센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하고, 상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 상기 강수센서에 의해 강수 여부를 판단하고, 상기 강수센서에 의해 강수가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단하고, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 상기 습도센서에 의해 습도가 기준습도 이상인지 여부를 판단하고, 상기 습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 이상이면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 미만이면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하는 것이 바람직하다.
상기 다수의 센서는, 상기 포장체(10) 표면의 적설 여부를 측정하는 색상감지센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설 여부를 판단하고, 상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되지 않으면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하고, 상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 상기 강수센서에 의해 강수 여부를 판단하고, 상기 강수센서에 의해 강수가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단하고, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하는 것이 바람직하다.
상기 다수의 센서는, 상기 포장체(10) 표면의 적설 여부를 측정하는 색상감지센서; 상기 포장체(10) 주위의 습도를 측정하는 습도센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설 여부를 판단하고, 상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되지 않으면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하고, 상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 상기 강수센서에 의해 강수 여부를 판단하고, 상기 강수센서에 의해 강수가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단하고, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 상기 습도센서에 의해 습도가 기준습도 이상인지 여부를 판단하고, 상기 습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 이상이면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고, 상기 습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 미만이면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하는 것이 바람직하다.
본 발명은 강우, 강설이 정지된 이후의 도로포장 표면의 재결빙 문제를 해소할 수 있도록 하는 도로포장의 융빙 시스템을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 포장체의 단면도.
도 2는 제1 실시예의 블록도.
도 3은 제2 실시예의 블록도.
도 4는 제3 실시예의 블록도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 발열체(100)가 배설된 포장체(10)와, 포장체(10)의 주위에 설치된 다수의 센서와, 다수의 센서의 데이터에 의해 발열체(100)의 발열 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 도로포장의 융빙 시스템에 관한 것이다.
여기서, 다수의 센서는, 포장체(10) 주위의 기온을 측정하는 온도센서; 강우 또는 강설 여부를 측정하는 강수센서; 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 측정하는 표면 습도센서; 백색을 감지함으로써, 포장체(10) 표면의 적설 여부를 측정하는 색상감지센서; 포장체(10) 주위의 습도를 측정하는 습도센서; 등을 의미한다.
제어부는, 기온이 영하이고, 포장체(10) 표면이 습윤상태이면, 발열체(100)의 발열을 지속하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
종래에는 강우, 강설이 정지된다 하여, 포장체 표면의 수분이 모두 제거되는 것이 아님에 불구하고, 강우, 강설이 정지되면 곧바로 발열을 정지함에 따라, 포장체 표면의 수분이 존재한 상태에서 기온이 영하로 하강하면 재결빙한다는 문제가 지적되고 있었다.
그러나 본 발명은 강우, 강설이 정지되더라도, 기온이 영하이고, 포장체(10) 표면이 습윤상태이면, 발열체(100)의 발열을 지속하도록 제어하므로, 강우, 강설이 정지된 이후의 도로포장 표면의 재결빙 문제를 해소한다는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.
첫째, 도 2의 블록도의 실시예에 대하여 설명한다.
제어부는 다수의 센서의 데이터에 의해 발열체(100)의 발열 여부를 다음과 같이 제어한다.
온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 발열체(100)의 발열을 정지하고, 영상의 기온이 지속되면, 발열체(100)의 발열을 정지상태도 지속한다.
온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 비로소 강수센서에 의해 강수(강우, 강설) 여부를 판단한다.
강수센서에 의해 강수가 측정되면, 영하의 기온에서 강수가 이루어진다는 의미이므로, 발열체(100)의 발열을 지속하여 결빙을 방지한다.
강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 곧바로 발열체(100)의 발열을 정지하는 것이 아니라, 표면 습도센서에 의해 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단한다.
표면 습도센서에 의해 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 발열체(100)의 발열을 지속하여 잔여 습기를 제거함으로써, 재결빙을 방지한다.
표면 습도센서에 의해 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 재결빙의 우려가 없으므로, 비로소 발열체(100)의 발열을 정지한다.
둘째, 도 3의 블록도의 실시예에 대하여 설명한다.
제어부는 다수의 센서의 데이터에 의해 발열체(100)의 발열 여부를 다음과 같이 제어한다.
제어부는 다수의 센서의 데이터에 의해 발열체(100)의 발열 여부를 다음과 같이 제어한다.
온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 발열체(100)의 발열을 정지하고, 영상의 기온이 지속되면, 발열체(100)의 발열을 정지상태도 지속한다.
온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 비로소 강수센서에 의해 강수(강우, 강설) 여부를 판단한다.
강수센서에 의해 강수가 측정되면, 영하의 기온에서 강수가 이루어진다는 의미이므로, 발열체(100)의 발열을 지속하여 결빙을 방지한다.
강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 곧바로 발열체(100)의 발열을 정지하는 것이 아니라, 표면 습도센서에 의해 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단한다.
표면 습도센서에 의해 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 발열체(100)의 발열을 지속하여 잔여 습기를 제거함으로써, 재결빙을 방지한다.
표면 습도센서에 의해 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 곧바로 발열체(100)의 발열을 정지하는 것이 아니라, 습도센서에 의해 습도가 기준습도(결로현상 등이 발생할 가능성이 있는 높은 습도) 이상인지 여부를 판단한다.
습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 이상이면, 포장체(10) 표면이 현재 건조상태라 할지라도, 결로현상 등에 의해 장차 포장체(10) 표면이 습윤상태로 되어 재결빙 현상이 발생할 수 있으므로, 발열체(100)의 발열을 지속한다.
습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 미만이면, 재결빙의 우려가 없으므로, 비로소 발열체(100)의 발열을 정지한다.
넷째, 도 4의 블록도의 실시예에 대하여 설명한다.
제어부는 다수의 센서의 데이터에 의해 발열체(100)의 발열 여부를 다음과 같이 제어한다.
온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 강수센서에 의해 강수 여부를 측정하지 않지만, 이와 별개로 색상감지센서에 의해 포장체(10) 표면의 적설 여부를 판단한다.
영상인 상태에서 내린 비는 포장체(10)의 구배를 따라 곧바로 배수되므로 결빙의 우려가 적지만, 영상인 상태에서 내린 눈은 적층되고 배수되지 않으므로, 적설 상태에서 기온이 영하로 하강하면 결빙이 발생한다.
이를 방지하기 위하여, 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이라 할지라도, 색상감지센서에 의해 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되면, 발열체(100)의 발열을 지속하여 내린 눈을 즉시 녹인다.
색상감지센서에 의해 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되지 않으면, 비로소 발열체(100)의 발열을 정지한다.
이후의 과정은 위 실시예들과 동일하다.
본 발명에 의한 융빙 시스템은 아두이노를 사용하여 구현될 수 있다.
아두이노는 기본적으로 낮은 전력으로 사용되지만 릴레이를 통하여 높은 전압을 제어할 수도 있기에 보다 효율적인 시스템이 될 수 있다.
아두이노를 활용하여 위에 제시된 여러 센서를 이용하여 결빙되었을 때 그것을 효율적으로 녹일 수 있는 조건을 입력하여 최적의 융빙시스템을 구현할 수 있다.
아두이노는 값이 싸고 누구나 손쉽게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 작은 전압, 전력으로 사용되며 높은 전압을 제어할 수 있으므로, 경제적이고 개발목적에 적합하다.
본 발명에 의한 융빙 시스템은 돌발 상황에 대한 초기 대응이 가능하고 제설 작업시간이 단축되며 인력을 최소화하여 비용을 절감시킬 수 있다.
또한 제설 작업에 사용되는 제설제 사용으로 인하여 콘크리트 부식 및 환경오염을 저감시키며 효율적인 전력제어를 통하여 경제적으로 사용이 가능하다.
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 : 포장체 100 : 발열체

Claims (5)

  1. 발열체(100)가 배설된 포장체(10)와, 상기 포장체(10)의 주위에 설치된 다수의 센서와, 상기 다수의 센서의 데이터에 의해 상기 발열체(100)의 발열 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 도로포장의 융빙 시스템으로서,
    상기 다수의 센서는,
    상기 포장체(10) 주위의 기온을 측정하는 온도센서;
    강우 또는 강설 여부를 측정하는 강수센서;
    상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 측정하는 표면 습도센서;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    기온이 영하이고, 상기 포장체(10) 표면이 습윤상태이면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 융빙 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하고,
    상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 상기 강수센서에 의해 강수 여부를 판단하고,
    상기 강수센서에 의해 강수가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단하고,
    상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 융빙 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 센서는,
    상기 포장체(10) 주위의 습도를 측정하는 습도센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하고,
    상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 상기 강수센서에 의해 강수 여부를 판단하고,
    상기 강수센서에 의해 강수가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단하고,
    상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 상기 습도센서에 의해 습도가 기준습도 이상인지 여부를 판단하고,
    상기 습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 이상이면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 미만이면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 융빙 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 센서는,
    상기 포장체(10) 표면의 적설 여부를 측정하는 색상감지센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설 여부를 판단하고,
    상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되지 않으면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하고,
    상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 상기 강수센서에 의해 강수 여부를 판단하고,
    상기 강수센서에 의해 강수가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단하고,
    상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 융빙 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 센서는,
    상기 포장체(10) 표면의 적설 여부를 측정하는 색상감지센서;
    상기 포장체(10) 주위의 습도를 측정하는 습도센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영상이면, 상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설 여부를 판단하고,
    상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 색상감지센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 적설상태가 측정되지 않으면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하고,
    상기 온도센서에 의해 측정된 기온이 영하이면, 상기 강수센서에 의해 강수 여부를 판단하고,
    상기 강수센서에 의해 강수가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 강수센서에 의해 강수가 측정되지 않으면, 상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤 여부를 판단하고,
    상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 습윤상태가 측정되면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 표면 습도센서에 의해 상기 포장체(10) 표면의 건조상태가 측정되면, 상기 습도센서에 의해 습도가 기준습도 이상인지 여부를 판단하고,
    상기 습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 이상이면, 상기 발열체(100)의 발열을 지속하고,
    상기 습도센서에 의해 측정된 습도가 기준습도 미만이면, 상기 발열체(100)의 발열을 정지하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 융빙 시스템.
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