자갈도상 열화 정도에 따른 GPR 주파수별 신호 특성 분석 (Analysis of GPR Signals by Different Frequencies According to Ballast Fouling Degree)

서지정보

· 발행기관 : 한국철도학회
· 수록지 정보 : 한국철도학회논문집 / 23권 / 6호 / 513 ~ 523페이지
· 저자명 : 이성진, 최영태, 박봉식

초록

본 연구에서는 자갈도상궤도에 대한 GPR(지반투과레이더, Ground Penetrating Radar) 적용성 평가를 위해 열화 등급을 3단계로 설정하여 자갈도상체의 상태를 확인할 수 있는 모형시험체를 조성하고, 이에 대해 3종류 주파수의 안테나에 의한 신호를 분석하였다. 깨끗한 자갈도상(CB)에서의 GPR 시험 결과에 비해 세립분으로 오염된 2종류(FFB, FB)의 자갈도상에서 약간 큰 유전상수값으로 산정되었다. 건조상태의 자갈도상층의 경우 세립분이 증가할 때, 유전상수 값이 증가하면서 자갈도상층의 두께도 크게 평가되지만 그 영향은 상대적으로 크지 않아 자갈도상층의 두께 평가에는 GPR의 적용이 유용할 것으로 평가된다. 건조상태의 깨끗한 자갈도상(CB) 측선에서의 400MHz, 900MHz 안테나를 활용한 GPR 시험결과 CB층과 노반(Subgrade)의 경계면이 분명하게 확인되었다. 반면, 중심주파수 1600MHz의 고주파 안테나를 사용한 경우, 모든 재료에서 경계면 확인이 어려운 것으로 평가되었다. 한편 세립분에 의한 오염도가 심할수록 자갈도상층과 노반의 경계면보다 자갈도상층 내부에서 세립분으로 오염된 경계면에서의 반사파가 보다 분명하게 확인 되었다.

영어초록

Testing sites that had three different fouling levels were constructed to assess the applicability of GPR to ballast track. GPR signals obtained at three frequencies were analyzed. Compared with the analyzed GPR signals for clean ballast (CB), fouled sections (FFB, FB) resulted in slightly larger relative dielectric permittivity. As the content of fine particles increased, the GPR overestimated the thickness of the ballast layer because the relative dielectric permittivity also got greater; however, overestimation was not significant. Therefore, GPR can be applied to assess the thickness of ballast layer.
GPR tests using 400MHz and 900MHz antennas on clean ballast line under dry conditions clearly identified the interface between CB and subgrade. However, high frequency antennas, i.e. 1600MHz, were hardly able to detect the boundary between different materials such as ballast layer and subgrade. The more contaminated the ballast, the more clearly reflected the waves were that were observed in the contaminated layer compared to those in the interface between the ballast and the subgrade.

참고자료

· 없음