A Study on Measuring and Calibration Method using Time Domain Reflectometry Sensor under Road Pavement

Time Domain Reflectometry 방식을 이용한 도로 하부의 함수비 계측 및 보정 방안에 관한 연구

  • 조명환 ((주)도화종합기술공사 기술개발연구원) ;
  • 이윤한 ((주)도화종합기술공사) ;
  • 김낙석 (경기대학교 토목환경공학부) ;
  • 박주영 ((주)도화종합기술공사 기술개발연구원)
  • Received : 2010.03.10
  • Accepted : 2010.03.24
  • Published : 2010.04.30

Abstract

The research presents moisture content measuring and calibration method of road pavement, especially asphalt concrete pavement for performance evaluation or remaining life prediction using Time Domain Reflectometry(TDR) sensor, CS616 made by campbell INC. Before calibration test of CS616, accomplished a sensor verification tests. Verification test items were covering depth and interference effect of two CS616 sensors, temperature effects between $5^{\circ}C\sim25^{\circ}C$ and compaction ratio effects. Covering depth and interference effects between two CS616 sensors were just small and the effects of temperature and compaction ratio effected a Volumetric Moisture Contents at $\pm6%$ under disregard appeared with the fact that was possible. Also, obtained the calibration equation of the subgrade and subbase course, $R^2$ showed above of all 0.9.

본 연구는 도로 설계나 공용성 평가 및 잔류 수명 예측시 필요한 아스팔트 콘크리트 포장 하부의 함수비 계측에 관한 논문으로 여러 함수비 계측 방법 중 미국 Campbell 사에서 제작한 TDR(Time Domain Reflectometry) 방식의 함수센서(CS616)를 도로 하부에 설치하고, 함수 센서에 대한 검정과 보정시험을 수행하였다. 함수센서의 검정 방법으로 피복두께 및 센서간섭의 영향, $5^{\circ}C\sim25^{\circ}C$ 범위에서 온도의 영향 및 다짐률의 영향에 대하여 검토하였으며, 함수센서가 매설된 6개 지역으로부터 얻어진 토질에 대하여 보정시험을 수행하였다. 함수센서 검정결과 피복두께 및 센서 간섭의 영향은 크지 않은 것으로 나타났으며, 온도 및 다짐률의 영향은 체적함수비로 $\pm6%$ 미만으로 무시가능 한 것으로 나타났다. 또한 노상 및 보조기층에 대한 보정시험 결과 $R^2$값이 모두 0.9이상으로 나타났으며, 6개 현장 시료에 대한 총괄식보다 개별 현장에 대한 보정식을 사용하는 것이 보다 정확한 현장계측이 이루어질 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. 김부일, 전성일 (2005) LTTP 구간에서 TDR 방식 함수량계를 이용한 현장함수비 보정모델 개발과 함수비 분석 연구. 한국도로학회 논문집 제7권 4호, 한국도로학회.
  2. 박재현, 윤성용, 김상준, 선우중호 (1997) TDR(Time Domain Reflectometer)을 이용한 함수량의 측정. 한국수자원학회 논문집 Vol. 30 No. 6, 한국수자원학회.
  3. 박재현, 윤성용 (1998) TDR(Time Domain Reflectometry)을 이 용한 토양수농도 측정에 관한 연구. 한국수자원학회 논문집 Vol. 31 No. 2, 한국수자원학회.
  4. 허승오, 정강호, 박찬원, 하상건, 김정규 (2007) TDR, TDR 센 서로 측정한 토양수분 함량의 정확성 검정. 한국수자원학회 학술발표대회 논문집, 한국수자원학회.
  5. Baker, J.M. and Lascano, R.J. (1989) The Spatial Sensitivity of TDR, Soil Science, 147.
  6. Dasberg S. and Dalton, F.N. (1985), Time Domain Reflectometry Field Measurements of Soil Water Content and Electrical Conductivity, Soil Science Society of America Journal, Vol. 49.
  7. Dean, T.J., Bell, J.P. and Baty, A.J.B. (1987) Soil moisture measurement by an improved capacitance technique, Part I, Sensor design and performance, Journal of Hydrology, Vol. 93.
  8. Ekblad, J. and Isacsson, U. (2007) Time-domain Reflectometry Measurements and Soil-water Characteristic Curves of Coarse Granular Materials Used in Road Pavements, Canadian Geotechnical Journal, Vol. 44, Issue 7.
  9. Klemunes, Jr. J. (1998) Determining Soil Volumetric Moisture Content Using Time Domain Reflectometry, Report No. FHWARD- 97-139, U.S. Department of Transportation.
  10. Runkles, B., White, N. and Ashmawy, A. (2006) Calibration and Accuracy Assessment of the TDR One-Step Method for Quality Control of Compacted Soils, Report No. BD-544-19, Florida Department of Transportation.
  11. Sallam, A.M., White N.K. and Ashmawy, A.K. (2004 Evaluation of the Purdue TDR Method for Soil Water Content and Density Measurement, Florida Department of Transportation.
  12. Topp, G.C., and Davis, J.L. (1985) Time Domain Reflectometry(TDR) and Its Application to Irrigation Shceduling, In Advances in Irrigation, Vol. 3, Daniel Hilled(ed), Academic.