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아스팔트 콘크리트 포장구조체의 내부처짐에 의한 물성추정과 주행속도에 따른 거동분석
Evaluation of Flexible Pavement Layer Moduli Using the Depth Deflectometer and Flexible Pavement Behavior under Various Vehicle Speeds 원문보기

한국도로포장공학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Pavement Engineers, v.2 no.1, 2000년, pp.135 - 145  

최준성 (한국도로공사 도로연구소) ,  김수일 (연세대학교 토목공학과) ,  유지형 (경일대학교 토목공학과)

초록
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최근 포장도로의 역학적 상태를 평가하는 방법으로 비파괴 시험인 FWD(Falling Weight Deflectometer)와 탄성파시험이 많이 이용되고 있다. 그러나 기존의 방법들은 공용중인 도로에서 차량을 통제시킨 후 시험을 실시해야 하는 제한이 있다. 그러므로 실제 주행하중 통과시 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 물성을 추정하여 잔존수명 예측 및 이동하중에 대한 포장체 거동을 분석하는 경우에는 FWD와 같이 표면처짐으로부터 아스팔트 콘크리트 포장구조체 각 층의 물성을 추정하는 방법의 사용이 곤란하다. 이런 경우에 MDD (Multi-Depth Deflectometer)를 통해 얻어진 깊이별 처짐을 사용하여 아스팔트 콘크리트 포장구조체 각 층의 물성을 역산 추정하고자 본 연구에서는 다층 탄성이론의 반복적인 역산과 충격하중의 영향을 고려하여 깊이별 처짐으로부터 아스팔트 콘크리트 포장구조체 각층의 물성을 추정할 수 있는 역산반복기법을 개발한 후 이를 수치검증하였다. 수치모델을 통하여 검증한 결과, 역산추정된 탄성계수와 실제탄성계수 사이의 오차는 최대 0.114%로 신뢰성 있는 결과를 얻었다. 또한 본 연구에서는 주행하중의 속도에 따른 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 동적특성을 파악하여 실제적인 포장구조체의 거동을 분석하고자 수도권 외곽 순환고속도로 김포구간에서 실제 트럭주행을 통한 현장시험을 실시하였다. 주행하중에 대한 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 거동을 깊이별 처짐 측정장비인 MDD를 이용하여 깊이별 상대처짐을 측정하고, 주행속도에 따라 포장구조체의 거동을 해석하여 차량의 속도와 포장체 거동을 역학적으로 분석하였고, 주행속도별 층별 동적물성을 개발된 역해석 프로그램으로부터 산정하였다. 주행속도별 동적특성 분석결과, 차량의 주행속도가 증가할수록 깊이별 상대처짐은 감소하였고, 실측된 깊이별 처짐으로부터 포장구조체의 층별 물성을 역해석한 결과 속도가 증가할수록 탄성계수가 증가하였다. 따라서 주행속도가 줄어들수록 포장체의 구조적 능력 저하에 크게 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A new procedure needs to be developed to predict the dynamic layer properties under moving truck loads. In this study, a computer code to evaluate layer moduli of asphalt concrete pavement from measured interior deflections at various depths were developed and verified from numerical model tests. In...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • MDD 시험에서 얻은 실측된 깊이별 처짐을통한 역해석을 실시하기 이전에, 개발된 역해석프로그램을 수치적인 방법으로 검증하여 실제현장에 적용이 가능한지를 판단하고자 한다. 수치검증은 국내에서 실제로 사용하고 있는 4층아스팔트 콘크리트 포장구조체를 수치모델로 선정하고 수치모델에 대한 이론적 깊이별 처짐 곡선을 실측 깊이별 처짐 곡선으로 간주하여, 본연구의 역해석 프로그램에 의해 추정된 탄성계수를 수치모델 본래의 탄성계수와 비교하였다.
  • 깊이별 처짐은 가상암반층이 하에서는 처짐이 발생하지 않는다고 가정하여 가상암반층 상단에서부터 깊이별 처 짐값을 산정한다. 가상암반층 깊이 산정이 실제 암반층이 존재하지 않는 깊이에 존재한다고 산정할 시에는 잘못된 결과를 나타내므로 본 연구에서는 실제 암반층의 깊이를 입력할 수 있도록 개선하였다.
  • 수치검증하였다. 또한, 포장체 내부거동인 깊이별처짐의 주행속도에 따른 영향과 이동하중하에서의 포장구조체 거동평가를 위한 깊이별 처짐장비의 적용성을 고찰하였다. 본 연구로부터얻은 결론은 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 FWD 하중과 주행하중으로 인한 Multi-Depth Deflectometer(MDD) 의 깊이별 처짐자료로부터 아스팔트 콘크리트 포장구조체 각 층의 탄성계수를 역산하는 기법을 개발하고 수치검증하였다. 또한, 포장체 내부거동인 깊이별처짐의 주행속도에 따른 영향과 이동하중하에서의 포장구조체 거동평가를 위한 깊이별 처짐장비의 적용성을 고찰하였다.
  • 주행속도 등 차량의 특성을 대변할 수 있는 거동측정방법이 필요하다. 연구에서는 이동하중의 동적특성을 측정하기 위한 현장시험으로서 깊이별 처짐장비의 적용성을 평가하기 위하여 포장체 내부거동인 깊이별 처짐의 주행속도에 따른 거동을 분석하였다. 일례로.
  • 본 연구에서는 주행하중으로부터 유발되는 내부 처짐을 이용하여 아스팔트 콘크리트 포장 구조체의 동적물성을 산정하는 역해석 프로그램을 개발하고 이를 수치모델을 통하여 검증한다. 또한 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 주행 하중에 따른 거동 특성을 파악하기 위하여 현장시험을 실제 고속도로상에서 실시한다.
  • (최준성외 3인, 1998, 최준성외 5인, 1998). 본연구에서는 그림 1에서와 같이 측정된 깊이별처짐값을 역해석 입력값으로 사용하여 아스팔트콘크리트 포장구조체의 구조적 상태를 평가하고자 한다. 깊이별 처짐은 일정한 시험하중하에서포장구조체 각 층의 물성과 두께에 의존한다.

가설 설정

  • 이렇게 계산된 h4 노상두께를 이용하여 가상암반층 깊이를 추정한다. 깊이별 처짐은 가상암반층이 하에서는 처짐이 발생하지 않는다고 가정하여 가상암반층 상단에서부터 깊이별 처 짐값을 산정한다. 가상암반층 깊이 산정이 실제 암반층이 존재하지 않는 깊이에 존재한다고 산정할 시에는 잘못된 결과를 나타내므로 본 연구에서는 실제 암반층의 깊이를 입력할 수 있도록 개선하였다.
  • 깊이별 처짐은 일정한 시험하중하에서포장구조체 각 층의 물성과 두께에 의존한다. 연구에서는 각 층의 두께를 설계단면의 기지의 값으로 가정하여 물성만을 역산 추정한다.
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