한국도로학회 논문집 25

요지급속한 경제성장은 대규모 도로건설 및 물류에 필요한 차량의 대형화 및 고속화를 유도하 으나, 이로 인해 발생하는 대기

오염 및 자동차의 소음, 진동은 사회적 문제로 대두되고 있는 실정이다. 기층용 콘크리트 블록은 Helmholtz Resonators 이론을 접목시킴으로써 차량의 타이어 파열음과 차량음 등을 흡수하여 소음을 현저히 줄이는 기능을 보유하고 있어 접속도로, 아파트 단지내 도로, 주택가 도로 등 소음발생이 높은 지역에 적용한다면 소음저감에 대한 사회적 요구를 충족시킬 수 있다. 본연구에서는 2-layer 아스팔트포장과 기층용 콘크리트 블록의 복합식 공법으로 일반 콘크리트 블록과 기층용 콘크리트 블록의흡음효과 시험을 실내 시험으로 실시하 다. 시험 조건으로는 홀 사이즈, 간격, 깊이가 결정된 시편에 각 차종별 초기소음을다르게 주어 소음저감효과를 분석 하 다. 2-layer아스팔트 표층과 콘크리트블록을 이용하여 차량소음크기, 시편크기, 측정거리, 홀의 형상 및 크기에 따른 데이터를 분석한 결과 소음저감효과는 탁월했으며 약 4dB에서 최대 9dB 정도 감소시킨 것으로 나타났다.

핵심용어콘크리트 블록, 흡음, 2-layer 아스팔트

저소음 포장체의 소음저감 특성

Noise Reduction Characteristic of Total Quiet Pavement System

이관호 Lee, Kwan-Ho 정회원·공주대학교건설환경공학부교수·교신저자 (E-mail : kholee@kongju.ac.kr)

박우진 Park, Woo-Jin 공주대학교건설환경공학부석사 (E-mail : pwj1129@hanmail.net)

ABSTRACTThe rapid economic development induced the massive road constructions, becoming bigger and high-speed of the vehicles. However, it

brings lots of social problems, such as air pollutions, traffic noise and vibration. Special concrete block for the base course of asphalt pavement

is needed to decrease traffic noise such as tire's explosive and vehicles sound, applying Helmholtz Resonators theory to asphalt pavement. If it

is applied to the area where it happens considerable noise such as a junction, the street of a housing complex and a residential street, it is one of

alternative methods to solve the social requirements of noise problems. This research examines couple of laboratory tests for the sound

absorption effect of the concrete block and the base concrete block for quiet pavement. The specimens, which is fixed hall-size, space, depth as

the condition of this research, are analysed of noise reduction effect using different noise levels of vehicles. Judging from the analysis of test

results with vehicle noise volume, measurement distance, a form and size of the hall using the base concrete block, the use of special concrete

base and quiet asphalt surface showed a good alternative solution for decreasing traffic noise level, from 4dB to 9dB.

KEYWORDSspecial concrete block, noise absorption, 2-layer asphalt

한국도로학회 논문집

제14권 제1호 2012년 2월

pp. 25 ~ 34

1. 서론

국내 경제의 지속적인 발전과 더불어 사회기반시설과

고속도로가 확장되면서 이용차량의 증가와 함께 차량의

대형화와 고속화로 인해 교통소음이 증가되었다. 이에

따른 도로의 확충 등으로 교통소음의 향을 받고 있는

지역은 확장되고 있으며, 국민 소득증진과 더불어 쾌적

한 환경에 대한 민원이 늘어나는 실정이다(박우진,

2011). 도시환경소음의 종류로는 도로교통소음, 철도소

International Journal of Highway Engineering26

음, 항공기소음, 건설소음 등이 있으며 이 중에서 본연

구와 관련이 있는 도로교통소음은 특성상 교통량, 교통

흐름과 관련된 차량 종류 및 차량운행 방법 등에 따라

달라지며, 차량 엔진소음, 흡₩배기계 및 차량 표면과 공

기의 흐름에 의해 발생되는 기체소음, 타이어와 도로 표

면과 마찰에 의해 발생하는 노면소음 등이 있다. 또한

도로의 직진성, 도로면의 상태나 토지지형의 조건, 건물

이나 차폐물에 의한 음의 반사와 차폐효과 등의 복합적

인 소음 발생인자들에 의해 향을 받는다고 할 수 있

다. 이러한 소음의 저감을 위해 간접적인 방식보다 소음

의 발생량 자체를 저감시키는 직접적인 방식이 효과적

이다. 소음저감형 기층용 콘크리트 블록은 Helmholtz

Resonators 이론(FHWA, 2005)을 접목시킴으로써 차

량의 타이어 파열음과 차량음 등을 흡수하여 소음을 현

저히 줄일 수 있을 것으로 기대하며, 이를 접속도로, 아

파트 단지 내 도로, 주택가 도로 등 소음발생이 높은 지

역에 적용한다면 소음저감에 대한 사회적 요구를 충족

시킬 수 있다(이관호 등, 2009).

저소음 포장시스템(Total Quiet Pavement

System)을 개발하기 위하여 2단계로 구분하여 연구를

수행하 다. 1단계는 저소음 포장시스템의 아스팔트 표

층을 개발하 다. 아스팔트 표층은 상부표층 및 하부표

층으로 구성하 다(이관호 등, 2009).

본 논문에서는 2단계 연구내용으로, 소음저감형 기층

용 콘크리트 블록 개발과 저소음 포장시스템(아스팔트

표층과 소음저감형 기층용 콘크리트 블록을 이용)의 소

음저감 효과를 평가하고, 검증하는 것이다. 소음저감 효

과를 증진시키기 위하여 기층 콘크리트 블록에

Helmholtz Resonators 이론을 접목하 고, 3가지 다

른 조건의 소음저감형 홀(hole)을 설치하 으며, 이를

통한 소음 저감효과를 분석하 다. 소음저감 효과를 비

교하기 위하여 일반 린콘크리트 기층과 입도 아스팔

트 표층을 표준안으로 정하고, 소음저감형 기층용 콘크

리트 블록과 저소음 아스팔트 표층의 조합을 이용하여

차량 주행소음을 저감시킬 수 있는 다양한 조건들을 비

교 및 평가하여 소음저감 효과가 가장 큰 저소음 포장시

스템을 제안하고자 한다.

2. 도로 소음특성 및 저소음 포장시스템2.1. 소음의 정의

소음이란, 원하지 않는 시끄럽고 음색이 불쾌감을 주

는 큰소리로서 강한 충격에 의해 물체에 심하게 진동하

는 현상을 말한다. 소음에 대한 느낌은 사람에 따라 다

르며 지속시간에 따라 느낌이 다르다. 일반적으로 사람

이 불쾌하게 느끼는 소리. 이것은 상당히 주관적인 정의

이며 어떤 사람에게는 소음이라 해도 다른 사람에는 마

음에 드는 소리도 될 수 있다. 보통의 일반적인 사람은

20-200Hz까지 음을 감지한다. 최근 들어 자동차의 증

가와 도로의 확대, 주택이 도로와 인접해서 건설됨에 따

라 교통소음으로 인한 피해건수는 해마다 늘고 있는 추

세이다. 피해장소는 주로 병원이나 학교 도로인데, 도시

권 지역 학교의 소음도는 60-65dB(A) 수준이며 병원

및 공공도서관 등의 소음도는 64-69dB(A)로 환경기준

은 물론이며 도로교통 소음한도를 초과하는 지역이 늘

어나고 있다(김병삼, 1998; 문성호와 홍승호, 2008; 이

상주와 김용훈, 2008; 이한진 등 2004; 환경부 2004).

저소음 포장은 포장체내에 존재하는 공극으로 배수기능

을 보완하는 포장이며, 공극이 건조한 상태에서 공기의

투과성도 높고, 그림 1에 나타낸, 패턴 홈 공명음과 공

기파열음을 억제해서, 타이어도로소음을 저감시킨다(이

관호 등, 2009).

일반적으로 도로포장에서 발생하는 소음은 크게 두

가지로 나누어진다. 첫째는 차량주행으로 인한 차량 자

체에서 발생하는 소음으로 주로 엔진소음과 차량의 고

속 주행 시 차량의 형상에 따른 공기의 충돌로 인해 발

생하는 소음으로 구분된다(Liu와 Alvin, 2009;

CalTran, 2006). 이러한 소음은 주로 차량제작회사에

서 관리하는 소음으로, 차량에 승차한 탑승객의 입장에

서 관리되는 소음형태이다. 둘째는 차량의 주행시 차량

의 바퀴와 도로포장의 표면에서 발생하는 소음이다. 이

러한 소음은 타이어의 트레드(tire tread)형상과 도로

표면의 표면조직(texture)의 형상에 의해 크게 향을

받게 된다. 타이어와 포장체의 상호작용에 의한 소음

발생현상은 이관호 등(2009)의 연구논문에 상세히 나

타나 있다.

그림 1. 타이어 노면 소음

한국도로학회 논문집 27

2.2. 도로교통 소음 기준

국내에서는 환경 조건에 따라 각각 다른 기준을 적용

하고 있다. 일반적인 환경 소음 기준은 아래의 표 1과

같이 생활환경, 건설환경, 소음 발생 빈도에 따라 구분

하고 있다.

국내의 교통 소음에 대한 환경 기준은 소음₩진동 규제

법인 표 2에 제시되어 있다. 일반적인 도로 교통 소음은

시간과 지역에 따라 계속적으로 변화하는 값을 가지므

로 표 2에 기술된 바와 같이 이를 나타내기 위한 지수가

필요하다. 환경소음 기준으로 나타내는 지수는 보통

Leq, 또는 L10을 많이 사용하는데, 이는 각각 등가 소

음, 시간율 소음으로 명칭하고, 소음을 듣게 되는 사람

이 받게 되는 소음 에너지양을 대표하는 지수를 표현하

는 값이다. Leq는 일정 시간동안에 측정된 소음의 에너

지에 대한 평균에너지 레벨의 소음값이고, L10은 그 이

상의 소음 지속시간이 전체 측정시간의 10% 시간비율

을 갖는 소음 측정값을 의미한다.

2.3. 저소음(배수성) 포장시스템

일반적으로 저소음 포장은 타이어 홈과 노면 사이에 끼

여 빠져나가지 못한 공기가 압축, 팽창할 때에 발생하는

에어 펌핑음을 저감시키기 위한 포장 공법이며, 기본적으

로 배수성 포장과 같은 형식을 이용한다. 단지 기능적인

측면에서 소음저감 효과 부분이 강조된 것이다. 일반포장

은 소성변형 방지를 위하여 2~4%의 공극을 갖도록 하는

반면에 배수성 포장은 의도적으로 아스팔트 혼합물에

20% 정도의 작은 공극을 유지하게 만든 아스팔트 도로의

표층혼합물을 말하며, 공극을 갖게 함으로써 기존 포장에

서갖지못했던여러가지기능을발휘하게되는것이다.

자동차로 인해 발생하는 소음은 내연기관에서 발생하

는 소음과 타이어가 도로를 주행함으로써 발생하는 타

이어 도로소음 두 가지로 대별된다. 이 중에서 도로포장

과 직접 관계되는 것은 타이어 소음이며 자동차 소음에

서 차지하는 비율은 가속 주행 시에는 엔진음이 탁월하

기 때문에 10~30%로 상대적으로 작지만, 정상 주행 시

에는 50~80%를 점하게 된다. 타이어 도로 소음은 차량

의 주행속도, 차종, 타이어의 종류, 적재량, 타이어의

공기압, 노면의 건조상태, 노면조직, 공극 등의 상태,

온도 등의 향을 받는다. 지금까지의 조사 연구에 의하

면 저소음 포장의 소음저감 원리는 포장면의 공극에서

타이어음과 차량음 등을 흡수하는 것이라고 할 수 있다.

그림 2는 저소음 포장의 소음저감 원리를 보여준다.

그 밖의 효과로는 운전자의 시인성 개선, 우천시 쾌적

주행에 의한 지체 억제, 우수의 일시 저장에 의한 홍수

억제 효과 등이 있다. 배수성 포장의 단점은 공극률이

큰 개립도 형태의 혼합물을 이용하므로 재료의 선택, 배

합 및 시공에 신중을 기해야 한다. 투수성 포장과 같이

공극률이 크므로 빗물, 햇볕, 공기 등에 의한 열화를 받

기 쉬우므로, 가능한한 결합재의 피막두께를 두껍게 하

는 것이 바람직하다. 공용개시 후 먼지, 토사 등이 침투

하여 공극을 막으면 그 기능이 저하되므로 정기적으로

기능을 회복시키는 유지관리나 주변의 토사가 유입하지

않도록 조치하는 것이 필요하다.

표 1. 국내 소음 환경 기준(환경정책기본법 제10조)

해당 법률 지역구분적용대상

지역

환경기준

주간

(06:00-22:00)

야간

(22:00-06:00)

환경정책

기본법

일반

지역

“가”지역 50 40

“나”지역 55 45

“다”지역 65 55

“라”지역 70 65

도로변

지역

“가”및

“나”지역65 55

“다”지역 70 60

“라”지역 75 70

소음·진동

규제법

도로변

지역

“A”지역 68 58

“B”지역 73 63

단위 : Leq dB(A)

주) “가”지역 : 전용주거지역, “나”지역 : 일반주거지역, “다”지역 : 상업및 준공업지역, “라”지역 : 공업지역

“A”지역 : 주거지역, 녹지지역, 준도시지역 중 취락지구 및 운동 휴양지구, 자연 환경보존 지역, 학교 병원 도서관의 부지 경계선으로부터 50m 이내 지역

“B”지역 : 상업지역, 공업지역, 농림지역, 준농림지역 및 준도시지역중 취락지구/운동휴양지구외의 지역, 미고시지역

대 상 지 역 구 분

한 도

주간(06:00-22:00)

야간(22:00-06:00)

주거지역, 녹지지역, 준도시지역 중 지구 및 운동, 휴양지구, 자연환경보전지역, 학교,병원, 공공도서관의 부지 경계선으로부터 50m 이내 지역

소음(LeqdB(A))

68 58

진동(dB(V))

65 60

상업지역, 공업지역, 농림지역, 준농림지역 및 준도시지역중 취락지구 및 운동, 휴양지구 외의 지역 미고시 지역

소음(LeqdB(A))

73 63

진동(dB(V))

70 65

표 2. 도로교통소음·진동 규제법(소음·진동 규제법, 1999)

단위 : Leq dB(A)

3. 저소음 포장시스템용 시편제작 및 소음시험방법

3.1. 기층용 콘크리트 시편

본연구에서기층용콘크리트단면개발을위해도로공

사 표준시방서(2008) 린(Lean)콘크리트 기층의 배합설

계기준을적용하여건식배합으로시편을제작하 고, 콘

크리트 블록의 최적 단면을 결정하고 설계단면을 이용한

실험 단면 샘플 제작 및 양생을 하 다. 기층용 콘크리트

블록배합설계재료량은표3에나타내었다. 거푸집은총

부피 500mm×500mm×150mm 크기로 목재합판을 사

용하여 제작하 다. 소음저감형 홀(hole)을 설치하기 위

해강관파이프와강판을연결하여홀외경32mm, 17mm

각각의철제모형관을일정간격으로거푸집에고정하고,

홀간격, 홀중심까지의깊이, 철제모형관갯수는32mm

의 경우 각각 70mm, 40mm, 6개를 고정시키고, 17mm

의 경우 55mm, 30mm, 8개를 고정시켰다. 혼합형

(17mm+32mm)인 경우 간격은 60mm로 하고, 철제 모형

관의갯수를각각3개, 4개를고정시켰다. 콘크리트블록

시편 제작 제원은 표 4와 같고, 비교시편, 17mm 블록,

32mm 블록, 혼합형 블록의 완성된 시편의 모습은 그림

3에 나타내었다. 그림 4는 기층용 콘크리트 시편과 아스

팔트표층을조합한저소음포장단면도이다.

3.2. 저소음 포장체용 아스팔트 표층

본 연구에 사용된 저소음 포장체용 아스팔트 표층은

표 5의 배수성 아스팔트 입도기준(노성렬, 2005)에 맞

추어 최적 배합설계를 시행하 다. 아스팔트 바인더는

배수성 포장용 아스팔트 바인더를 사용하 고, 최적아

스팔트 함량은 5.1%를 이용하 다(이관호 등, 2009).

시편 제작을 위한 다짐틀은 총 부피 60cm×60cm×

5cm 크기로 목재합판을 사용하여 제작하 다. 다짐을

위해 다짐틀을 바닥에 고정시키고 소형 콤팩터를 이용

하여 적정시간 동안 다짐하 고, 그림 5는 다짐된 시편

을 나타내고 있다.

International Journal of Highway Engineering28

그림 2. 저소음 포장 소음저감 원리

표 3. 기층용 콘크리트 블록 배합설계 재료량

물(kg) 시멘트(kg) 잔골재(kg) 굵은골재(kg) 슬럼프(cm)

13 34 36 62 9.2

제원

기층구분

간격(mm)

홀 중심까지의 깊이(mm)

철제모형관 개수(개)

17mm 55 30 8

32mm 70 40 6

혼합형(17mm+32mm)

6017mm - 30 3

32mm - 35 4

표 4. 기층용 콘크리트 블록 시편 제작 제원표 5. 저소음용 아스팔트 표층 혼합물 입도

체크기 19 13 10 4.75 2.36 1.18 1.6 0.3 0.15 0.075

상부층 - - 10070-90

75-70

28-50

19-34

12-25

7-18 5-15

하부층 10092

-10062-81

10-31

10-21

- 4-17 3-12 3-8 2-7

타이어소음의 억제 차량음 등의 흡수

저소음포장 보통포장 보통포장 저소음포장

그림 3. 콘크리트 블록 완성 시편

(a) 비교시편 (b) 17mm 블록

(c) 32mm 블록 (D) 혼합형 블록

그림 4. 저소음 도로포장 단면

3.3. 흡음측정 시험방법

본 연구에서는 저소음포장체의 소음저감효과를 측정

하기 위하여 도로주변의 횡방향 소음을 측정하는 개념

을 바탕으로 현장과 동일한 조건을 만들기 위하여 그림

6, 그림 7과 같은 기본 모듈을 적용하여 소음저감 효과

특성을 평가하 다. 소음도에 따라 차량의 종류를 소형

차, 중형차, 대형차 세 가지를 선택하 고 차종별 초기

소음은 Random Noise 형태로, 각각 90dB, 100dB,

110dB로 가정하 다.

도로 노면에서 직접적으로 발생하는 소음을 적정 거

리를 두고 측정하는 것이므로 차량 소음발생원과 도로

기층까지의 거리를 차종별로 각각 50cm, 70cm, 90cm

를 같은 조건으로 적용하 다. 음원에서 포장체까지 거

리는 20cm, 40cm 및 60cm를 이용하 고, 포장체로

부터 소음측정거리는 60cm, 80cm, 100cm 및 120cm

를 적용하 다. 소음허용기준은 2002년 1월 1일 이후

제작된 자동차의 소음허용기준으로 소형차 74dB, 중형

차 78dB, 대형차 80dB 이하를 만족하도록 시험을 진행

하 다. 정량적인 소음도를 측정하기 위해 측정장비는

TES 1350A SOUND LEVEL METER을 사용하 으

며 측정오차는 ±2dB, 측정 장소는 실내시험으로 하

으며 온도는 상온, 측정시간은 주간(12:00~18:00)에

실시하 다.

한국도로학회 논문집 29

(a) 비교시편( 입도)

(b) 저소음용 표층상부

(c) 저소음용 표층하부

그림 5. 다짐된 아스팔트 시편 그림 6. 흡음시험 모식도

그림 7. 소음측정 시험시편 준비 상태

음원

흡음재

소음측정 지점

International Journal of Highway Engineering30

4. 콘크리트 기층의 소음저감 특성4.1. 차량소음크기에 따른 소음저감효과

차량 종류에 따라 소형차 90dB, 중형차 100dB, 대형

차 110dB을 초기소음으로 가정하여 차량주행음을 모사

하 다. 그림 8에 나타난 것과 같이, 일반 콘크리트 블

록과 홀을 설치한 시편을 비교하 다. 전체적으로 비교

시편에 비해 소음도가 낮아지는 것을 볼 수 있고, 평균

4~5dB의 소음저감효과를 보 으며 차량소음 크기에

대한 향은 소형 90dB에서 저감효과가 높았다. 소형

차에서는 혼합형 시편에서 최대 8.7dB의 효과를 보

고, 중형차의 경우는 시편면적 3배에서 최대 5.5dB의

효과를 보 으며, 대형차의 경우는 혼합형 시편에서 최

대 6.8dB의 저감효과를 보 다. 초기소음의 크기가 저

감효과에 미치는 향은 소형차와 대형차에서 저감효과

가 더 큰 수치를 보여주는 것으로 볼 때 그 외 다른 변수

에 의해 생긴다고 할 수 있다.

4.2. 시편의 크기에 따른 소음저감효과

시편의 크기가 소음저감에 미치는 향은 실내시험이

라는 것을 고려하여 시편면적과 초기소음도에 따른

향을 받을 것으로 판단하 다. 횡방향으로 시편 면적을

3배로 늘렸을 경우에 대한 시험을 실시 하 고, 실험결

과를 표 6, 7, 및 8에 나타내었다. 시편면적이 커진 만

큼 측정지점 거리를 두배로 늘렸으며 17mm, 32mm, 혼

합형 세가지 시편과 비교를 하 을 때 ±2dB 범위 안으

로 혼합형 시편, 32mm 시편과 비슷한 데이터 값을 얻

었다. 이것으로 볼 때 면적의 중요성은 낮으며 실제 시

공시 소음저감에 미치는 향은 홀 사이즈 결정이 중요

하다는 것을 알 수 있었으며 도로 전면부에 홀을 설치

할 필요성이 없고 타이어와 노면이 접지하는 주부분에

만 적용하면 된다는 결론을 얻을 수 있었다.

4.3. 측정거리에 따른 소음저감효과

기본적으로 음원에서부터 거리가 멀어질수록 소음은

줄어들며 음원의 주파수 대역에 따라 소음도도 달라진

다. 횡방향 거리는 20cm, 40cm, 60cm로 각 측정지점

을 정하 으며 시편면적을 3배로 하 을 때는 40cm,

80cm, 120cm로 하 다. 시편과 수직방향의 거리는 초

기소음도와 차량 크기별 노면과의 거리를 고려하여 소

형차 최소 60cm 대형차 최대 180cm까지 측정지점을

정하 다. 그림 8에 나타난 것과 같이, 거리가 멀어질수

록 소음저감은 지속적으로 나타나며, 일부 그래프가 상

승하는 구간은 음의 회절효과로 발생한 것으로 판단된

다. 이런 결과로 부터 음원이 반사되는 형태가 거리와

범위별로 일정한 소음도를 나타내지 않고 불규칙한 커

브를 나타낸다는 것을 알 수 있다.

4.4. 홀의 형상 및 크기에 따른 소음저감효과

본 연구에서 홀의 형상과 크기에 따라 정량적인 소음

저감효과를 분석하기 위해 홀의 형상은 둥근 원형으로

정하 고 홀의 크기는 세가지 종류로 17mm, 32mm, 혼

합형 시편을 제작하 다. 표 6, 7 및 8에서 알 수 있듯

이 모든 시편이 일반콘크리트 볼록과 비교를 하 을 때

낮은 소음도를 보이며 대형차에서 뚜렷한 결과를 보여

준다, 소형차에서 혼합형시편의 흡음도를 보면

5~8.7dB의 높은 저감효과를 보이고 중형차는 시편 3

개의 면적에서 0.3~5.5dB의 저감효과를 보 으며 대

(a) 소형초기음 90dB, 거리 20cm일 때

(b) 중형초기음 100dB, 거리 20cm일 때

(c) 대형초기음 110dB, 거리 20cm일 때

그림 8. 차량주행 소음 저감 효과

형차에서는 혼합형 시편에서 4.2~6.8dB의 저감효과를

보 다. 전반적으로 17mm 시편보다 32mm와 혼합형

시편에서 평균 2~4dB정도 높은 흡음효과를 보이는 것

으로 보아 홀의 크기가 커질수록 저감효과도 높아진다

는 것을 알 수 있었다. 하지만 홀의 크기를 결정하는데

있어 사이즈가 커지면 콘크리트의 강도가 떨어지는 문

제가 발생되는 것으로 판단이 되어 적정한 홀 사이즈 결

정이 중요하다. 이번 시험결과로 볼 때 17mm보다

32mm, 혼합형 시편이 흡음효과를 위한 기층용 콘크리

트 블록으로 적절하다고 판단된다.

5. 아스팔트 표층의 소음저감 특성

아스팔트 표층의 소음저감 특성을 평가하 다. 기존

의 아스팔트 포장체와 비교하기 위하여 입도 아스팔

트 표층(비교용), 저소음 포장용 상부표층, 하부표층 및

상부표층+하부표층을 조합형으로 구분하여 시험을 각

각 시행하 다. 표 9, 10 및 11은 입도 아스팔트 표층

(비교용)을 기준으로 각각의 저소음 아스팔트 표층 혼합

물의 측정된 소음 저감값을 차량소음 크기별로 구분하

여 보여주고 있다.

전체적으로 입도 혼합물에 비해 측정된 소음값이 적

게 나타났다. 동일한 소음발생위치 및 측정위치를 고려

한국도로학회 논문집 31

콘크리트기층 17mm 32mm 혼합형 시편3개 연결형

횡방향

측정거리20 40 60 20 40 60 20 40 60 40 80 120

60 -1.5 -1.0 -1.0 -1.5 -1.0 -1.0 -2.8 -1.8 -3.0 -2.3 -0.3 -3.0

80 -1.5 -2.2 -2.1 -1.5 -2.2 -2.1 -3 -3.4 -4.0 -1.7 -1.9 -4.4

100 -2.3 -2.7 -2.7 -2.3 -2.7 -2.7 -3.9 -3.0 -4.0 -3.0 -4.1 -5.5

120 -3.7 -2.7 -3.2 -3.7 -2.7 -3.2 -4.6 -3.2 -2.9 -3.3 -3.4 -2.9

콘크리트기층 17mm 32mm 혼합형 시편3개 연결형

횡방향

측정거리20 40 60 20 40 60 20 40 60 40 80 120

100 -3.1 -4.6 -3.4 -3.0 -4.6 -2.5 -4.2 -5.1 -5.2 -3.2 -4.2 -4.3

120 -6.0 -4.1 -4.0 -5.9 -3.5 -3.5 -6.1 -4.5 -5.8 -5.6 -2.6 -5.3

140 -5.0 -5.8 -4.2 -6.5 -5.6 -3.5 -6.8 -6.0 -4.8 -5.0 -5.0 -4.7

160 -5.4 -5.5 -5.3 -5.4 -5.4 -3.9 -6.3 -4.9 -5.9 -6.4 -4.7 -4.7

180 -5.3 -4.0 -6.0 -4.3 -3.6 -4.5 -5.7 -4.1 -6.0 -4.9 -5.0 -6.5

콘크리트기층 17mm 32mm 혼합형 시편3개 연결형

횡방향

측정거리20 40 60 20 40 60 20 40 60 40 80 120

60 -1.7 -1.6 -2.2 -4.2 -3.2 -4.3 -5 -5 -7.2 -2.2 -2.4 -4.9

80 -3.3 -3 -3.6 -5.2 -5.1 -4.4 -5.9 -6.7 -7.6 -2.9 -3.9 -6.7

100 -4.3 -4.4 -3.2 -5.8 -5.7 -4.7 -7.0 -8.0 -8.4 -3.4 -4.7 -7.1

120 -4.3 -3.9 -4.5 -5.7 -5.7 -5.0 -7.8 -8.1 -8.7 -3.0 -5.6 -5.6

표 6. 소형차 - 거리별 소음감소 차이(dB)

표 7. 중형차-거리별 소음감소 차이(dB)

표 8. 대형차-거리별 소음감소 차이(dB)

그림 9. 소형차의 소음저감 효과

표층 상부표층 하부표층 상부+하부 표층(2-layer)

횡방향

측정거리20 40 60 20 40 60 20 40 60

80 -1.2 -2.5 -1.5 -2.1 -3.3 -2.6 -1.7 -3 -2

100 -1.5 -1.7 -1.1 -3.1 -4.4 -3.8 -2.7 -3.2 -2.1

120 -1.1 -1.4 -1.3 -3.7 -3.9 -3.6 -3.4 -4.1 -2.1

140 -0.8 -0.5 -0.6 -4.3 -3.7 -2.9 -3.9 -4.1 -1.8

160 0.1 -0.7 -0.7 -3.8 -3.7 -3.3 -3.6 -3.8 -1

180 -0.1 -0.8 -1.4 -3.9 -4.4 -3.5 -2.2 -3.7 -1.9

200 -1 -0.2 -1.1 -4.6 -3.1 -3.4 -2.8 -2.7 -2.4

220 -0.2 -0.6 -1.9 -2.8 -4.1 -3.9 -2 -1.9 -2.2

International Journal of Highway Engineering32

할 경우, 하부표층의 소음저감 효과가 2dB에서 4.6dB

범위로가장큰효과가있는것으로나타났다(그림 9).

또한, 상부표층+하부표층 혼합층에서 소음저감 효과

도 평균 2dB에서 4dB 정도로 나타났다. 표 9, 10 및 11

에 나타난 것과 같이, 차량소음의 크기가 커질수록 소음

저감 효과는 작아지는 것으로 나타났다. 이는 저소음 포

장체의 소음저감 효과가 발생되는 차량 주행소음의 크

기에 따라 그 효과가 달라지는 것을 나타낸다.

6. 콘크리트기층과 아스팔트 표층을 조합한저소음포장체 소음저감 특성

일반 콘크리트 기층과 아스팔트 표층( 입도층, 상부

층, 하부층, 상부+하부 조합형)으로 구성된 포장체의 소

음저감 효과를 평가하 다. 전체적으로 소음저감 효과

는 소음을 측정하는 위치에 따라 그 효과가 다르게 나타

났다. 소음 측정 거리가 작은 1m 이내에서는 비교단면

(일반콘크리트+ 입도표층)에 비해 평균 1-9dB 정도

표 9. 소형차소음 - 거리별 입도 포장체 소음값(dB)

표 10. 중형차소음 - 거리별 입도 포장체 소음값(dB)

표층 상부표층 하부표층 상부+하부 표층(2-layer)

횡방향

측정거리20 40 60 20 40 60 20 40 60

80

100 -2.5 -0.8 0.6 -3.3 -3.5 -3.5 -3.2 -1.2 0

120 -1.1 -0.4 0.1 -3.5 -2.6 -3.8 -2.3 -0.6 -0.5

140 -0.6 -0.3 0.9 -2.4 -2 -4.2 -1.8 -0.3 -0.1

160 1.1 -0.1 0.3 -2.4 -4.2 -3.8 -0.9 -0.3 -0.6

180 1.5 0.1 0.1 -1.6 -2.6 -4.1 -1.3 -0.2 -0.3

200 1.9 0 -0.5 -0.8 -2.6 -4.2 -0.1 -0.1 -1.3

220 0.8 0.2 -0.8 -0.6 -3.3 -3.8 0.1 -0.5 -1.2

표층 상부표층 하부표층 상부+하부 표층(2-layer)

횡방향

측정거리20 40 60 20 40 60 20 40 60

80 -2.1 -1.7 -0.4 -2.3 -2.5 -3.4 -2.6 -2.1 -1

100 -3.3 -2.4 -0.3 -3.5 -2.8 -2.8 -3.5 -2.2 -0.8

120 -2.8 -2 1.1 -3.9 -1.9 -3 -3.7 -1.6 -1

140 -0.9 -1.6 -2.3 -3.4 -2.3 -3.4 -2 -1.4 -2.6

160 -1.7 -1.7 -2.7 -2.7 -2.4 -3.6 -1.4 -1.5 -2.9

180 -0.3 -0.7 -1.9 -2.9 -2.3 -3.5 -1.4 -1.9 -3.6

200 -1 -0.4 -0.4 -2.5 -2.9 -1.9 -1.2 -2.5 -2.3

220 -0.9 - 1.2 -0.9 -2.1 0.5 -2.2 -1.4 -1.9 -1.4

표 11. 대형차소음 - 거리별 입도 포장체 소음값(dB)

한국도로학회 논문집 33

소음저감효과를 나타내었다.

7. 결론 및 향후 연구과제

본 연구에서는 소음저감용 기층용 특수콘크리크 블록

의 흡음효과를 분석하 다. 시편 간격과 홀 사이즈 결정

에 있어서 차량종류, 거리별 소음치를 측정하 다. 차량

소음크기에 따른 소음저감효과는 소형차에서는 혼합형

시편에서 최대 8.7dB의 효과를 보 고, 중형차의 경우

는 시편면적 3배에서 최대 5.5dB의 효과를 보 으며,

대형차의 경우는 혼합형 시편에서 최대 6.8dB의 저감

효과를 보 다. 초기소음의 크기가 저감효과에 미치는

향은 소형차와 대형차에서 저감효과가 더 큰 수치를

보여주는 것으로 볼 때 그 외 다른 변수에 의해 생긴다

고 할 수 있다. 시편의 크기가 소음저감에 미치는 향

은 17mm, 32mm, 혼합형 세가지 시편과 비교를 하 을

때 ±2dB 범위 안으로 혼합형 시편, 32mm 시편과 비

슷한 데이터 값을 얻었다. 측정거리에 따른 소음저감효

과는 거리가 멀어질수록 소음저감은 지속적으로 나타났

으며, 음원이 반사되는 형태가 거리와 범위별로 일정한

소음도를 나타내지 않고 불규칙한 커브를 그린다는 것

을 알 수 있다. 홀의 형상과 크기에 따라 정량적인 소음

저감효과를 분석한 결과 소형차에서 혼합형시편의 흡음

도를 보면 5~8.7dB의 높은 저감효과를 보이고 중형차

는 시편 3개의 면적에서 0.3~5.5dB의 저감효과를 보

으며 대형차에서는 혼합형 시편에서 4.2~6.8dB의

저감효과를 보 다. 전반적으로 17mm 시편보다 32mm

와 혼합형 시편에서 평균 2~4dB정도 높은 흡음효과를

보이는 것으로 보아 홀의 크기가 커질수록 저감효과도

높아진다는 것을 알 수 있었다. 이러한 시험 결과를 보

았을 때 전체적으로 콘크리트 블록은 탁월한 소음저감

효과를 보인다는 결론을 얻었다.

추후에 본 연구에서 제시한 소음저감용 기층용 콘크

리트 블록에 2-layer 아스팔트 시스템을 적용하여 흡

음효과를 측정하고, 개발된 블록과 2-layer 시스템의

결합을 통한 Total Quiet Pavement System 구축,

공용성 평가, 실용화 방안을 위한 현장 적용성 및 경제

성 평가를 통해 국내 저소음 도로포장의 소음저감 데이

터 자료를 구축할 것이다.

감사의

본 연구는 국토해양부 지역기술혁신사업“친환경 연안역 개

발 연구”연구비지원에 의해 수행되었고, 이에 감사드립니다.

참고 문헌

김병삼, “자동차 타이어 도로소음 예측 시스템 개발”, 한국공작기계학회지 학술지 논문, 1998, pp. 81∼90.

문성호, 홍승호, “저소음 아스팔트 포장”, 한국도로학회지,

제 10권 제 1호 통권 35호, 2008, pp. 5∼10.

그림 10. 일반콘크리트기층+아스팔트 표층 조합의

소음저감효과

(a) 소형초기음 90dB, 음원거리 20cm

(b) 소형초기음 90dB, 음원거리 20cm

(c) 소형초기음 90dB, 음원거리 20cm

International Journal of Highway Engineering34

박우진(2011), 저소음 포장 시스템 개발 연구, 공주대학교 건

설환경공학부 석사학위논문, pp. 77

이관호, 박우진, 김광염(2009), “저소음 포장용 기층 콘크리

트 블록 개발”, 한국방재학회지 10권 1호, pp. 35-42.

이관호, 정태현(2009), “저소음 포장체 개발을 위한 아스팔

트 혼합물의 역학적 특성연구”, 한국방재학회지, 9권 1

호, pp. 47~53.

이상주, 김용훈, “타이어·노면 발생 소음 및 그 저감 방향”,

한국자동차공학회 오토저널, 제30권 제2호, 2008, pp.

63~70.

이한진, 곽광수, 김재수, “교통소음규제지역에서 창호종류에

따른 실내외 소음특성에 관한 연구”, 대한환경공학회 학술지논문, 2004, pp. 21~27.

한국도로공사(2008), “도로공사표준시방서 제8장 동상방지층, 보조기층 및 기층공사”, 8-4 빈배합 콘크리트 기층.

환경부, “도로교통소음 개선에 관한 연구”, 환경부 단행본,

2004.

Albert Liu, PS NG, Alvin TSE, “Low Noise Road Surface(LNRS)

Technology”, HKIE MMNC Conference, HKPU, 2009.

The California Department of Transportation, “ Further

Development of the Sound Intensity Method of Measuring Tire

Noise Performance of In-Situ Pavements”, 2006.

Quiet Pavement Systems in Europe, U.S. Department of

Transportation, Federal Highway Administration, 2005.