본 연구의 목적은 노상토로 사용되는 세립토의 회복탄성계수($M_r$)에 대한 지반물성치의 영향을 평가하는 것이다. A-6그룹과 A-7-6그룹에 해당하는 8개의 세립토를 도로건설현장의 노상토에서 수집하여 지반물성치를 결정하였다. Atterberg 한계실험, 체분석, 비중계 분석, 다짐실험, 일축압축강도 실험은 세립토의 지반물성치를 결정하기 위해 수행되었다. 각 흙 시료에서 3가지 조건의 함수비(최적함수비보다 낮은 함수비, 최적함수비, 최적함수보다 높은 함수비)를 가진 시편에 대하여 $M_r$실험과 일축압축강도실험을 수행하였다. 세립토의 $M_r$은 함수비에 가장 큰 영향을 받았으며 함수비가 증가할수록 $M_r$은 감소하는 경향을 보였다. 세립토의 $M_r$은 일축압축강도, 점토 함유량, 실트와 점토 함유량, 액성한계, 소성지수가 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 또한, 모래의 함유량이 증가할수록 세립토의 $M_r$은 감소하는 경향을 보였다.
본 연구의 목적은 노상토로 사용되는 세립토의 회복탄성계수($M_r$)에 대한 지반물성치의 영향을 평가하는 것이다. A-6그룹과 A-7-6그룹에 해당하는 8개의 세립토를 도로건설현장의 노상토에서 수집하여 지반물성치를 결정하였다. Atterberg 한계실험, 체분석, 비중계 분석, 다짐실험, 일축압축강도 실험은 세립토의 지반물성치를 결정하기 위해 수행되었다. 각 흙 시료에서 3가지 조건의 함수비(최적함수비보다 낮은 함수비, 최적함수비, 최적함수보다 높은 함수비)를 가진 시편에 대하여 $M_r$실험과 일축압축강도실험을 수행하였다. 세립토의 $M_r$은 함수비에 가장 큰 영향을 받았으며 함수비가 증가할수록 $M_r$은 감소하는 경향을 보였다. 세립토의 $M_r$은 일축압축강도, 점토 함유량, 실트와 점토 함유량, 액성한계, 소성지수가 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 또한, 모래의 함유량이 증가할수록 세립토의 $M_r$은 감소하는 경향을 보였다.
The objective of this study was to identify the effect of engineering properties on the resilient modulus ($M_r$) of cohesive soils as subgrade. Eight representative cohesive soils representing A-6, and A-7-6 soil types collected from road construction sites, were tested in the laboratory...
The objective of this study was to identify the effect of engineering properties on the resilient modulus ($M_r$) of cohesive soils as subgrade. Eight representative cohesive soils representing A-6, and A-7-6 soil types collected from road construction sites, were tested in the laboratory to determine their basic engineering properties. The laboratory tests for the engineering properties were Atterberg limits test, sieve analysis, hydrometer test, Standard Proctor compaction test, and unconfined compressive strength test. Resilient modulus test and unconfined compressive strength test were conducted on unsaturated cohesive soils at three different moisture contents (dry of optimum moisture content, optimum moisture content, and wet of optimum moisture content). The increase in moisture content considerably affected the decrease in the resilient modulus. The resilient modulus increased with an increase in maximum unconfined compressive strength, percent of clay, percent of silt and clay, liquid limit and plasticity index. The resilient modulus decreased with an increase in percent of sand.
The objective of this study was to identify the effect of engineering properties on the resilient modulus ($M_r$) of cohesive soils as subgrade. Eight representative cohesive soils representing A-6, and A-7-6 soil types collected from road construction sites, were tested in the laboratory to determine their basic engineering properties. The laboratory tests for the engineering properties were Atterberg limits test, sieve analysis, hydrometer test, Standard Proctor compaction test, and unconfined compressive strength test. Resilient modulus test and unconfined compressive strength test were conducted on unsaturated cohesive soils at three different moisture contents (dry of optimum moisture content, optimum moisture content, and wet of optimum moisture content). The increase in moisture content considerably affected the decrease in the resilient modulus. The resilient modulus increased with an increase in maximum unconfined compressive strength, percent of clay, percent of silt and clay, liquid limit and plasticity index. The resilient modulus decreased with an increase in percent of sand.
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문제 정의
도로설계를 위한 지반조사시 획득할 수 있는 노상토, 특히 세립토의 지반물정치를 사용하여 노상토의 Mr을 추정할 수 있으면 효율적이고 객관적인 도로포장설계를 수행할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 연구의 목적은 노상토의 지반물성치를 활용하여 노상토로 사용되는 세립토의 Mr을 추정하기 위한 기법개발에 앞서 노상토로 사용되어지는 세립토의 지반 물성치와 Mr과의 상관관계를 알아보기 위한 것이다.
또한, 앞에서 언급한 바와 같이 함수비와 단위중량 변화에 대한 일축압축강도 변화를 측정하기 위하여 각 흙 시료에서 3가지 조건의 함수비(DRY, OMC, WET)와 그에 대응하는 건조단위중량을 가지는 시편에 대하여 수행한 일축압축강도를 보여주고 있다.
2cm이다. 본 연구에서는 앞에서도 언급한 바와 같이 함수비와 건조단위중량의 변화가 Mr에 미치는 영향을 평가하기 위하여 각 흙 시료에서 3가지 조건의 함수비와 건조단위중량을 가지는 시편을 제작한 후 Mr실험을 수행하였다. Mr실험은 3가지 구속응력 조건에 따라 각 5단계의 진동축차응력을 가하는 AASHTO T294-94에 근거하여 실시되었다.
제안 방법
8개 흙 시료에서 수행된 실내실험과 Mr실험으로부터 측정된 결과를 바탕으로 세립토의 지반물성치와 Mr의 상관관계를 도출하였다. 본 연구에서 사용된 지반물성치는 함수비, 건조단위중량, 일축압축강도, 액성한계, 소성한계, 소성지수, 모래함유량, 실트함유량, 점토함유량, 실트와 점토함유량이다.
3가지 구속응력중 중간에 해당하는 구속응력 21kPa과 5가지 진동축차응력중 중간에 해당하는 41kPa을 적용하였을 때 측정된 Mr값을 Table 3에 표시하였다. 구속응력 21kPa과 진동축차응력 41kPa를 적용하여 측정된 Mr값이 일반적으로 노상토의 대표적인 Mr값이므로 이 Mr값들을 이용하여 흙 시료의 지반물성치와 상관관계를 도출하였다.
노상토로 사용되는 세립토의 Mr과 지반물성치, 즉 함수비, 건조단위중량, 일축압축강도, 액성한계, 소성한계, 소성지수, 모래 함유량, 실트 함유량, 점토 함유량, 실트와 점토 함유량과의 관계를 평가하였다.
흙의 함수비에 따른 건조단위중량을 결정하기 위한 다짐실험은 AASHTO T99-97 및 ASTM D698-91에 근거하여 수행되었다. 다짐실험에 의해 결정된 흙 시료의 함수비와 건조단위중량곡선으로부터 각 흙 시료의 최적함수비와 최대건조단위중량을 결정하였다. 또한, 각 흙 시료의 일축압축강도를 결정하기 위하여 AASHTO T208-96 및 ASTM D2166-91에 근거하여 각 흙 시료의 일축압축강도를 측정하였다.
다짐실험에 의해 결정된 흙 시료의 함수비와 건조단위중량곡선으로부터 각 흙 시료의 최적함수비와 최대건조단위중량을 결정하였다. 또한, 각 흙 시료의 일축압축강도를 결정하기 위하여 AASHTO T208-96 및 ASTM D2166-91에 근거하여 각 흙 시료의 일축압축강도를 측정하였다. 일축압축강도를 측정하기 위하여 각 흙 시료에서 동일한 시편 3개를 제작한 후 실험을 수행하였다.
수집된 흙 시료의 지반물성치를 측정하기 위하여 체분석, 비중계분석, Atterberg 한계실험, 다짐실험, 및 일축압축강도실험을 수행하였다. 또한, 세립토의 Mr값 측정을 위하여 Mr실험을 수행하였다.
의 상관관계를 도출하였다. 본 연구에서 사용된 지반물성치는 함수비, 건조단위중량, 일축압축강도, 액성한계, 소성한계, 소성지수, 모래함유량, 실트함유량, 점토함유량, 실트와 점토함유량이다.
본 연구를 위해 아스팔트 포장 건설현장에서 노상토로 사용되는 8개의 세립토 시료를 수집하였다. 수집된 흙 시료를 대상으로 체분석, 비중계분석, Atterberg 한계 실험, 다짐실험 및 일축압축강도를 수행하였다.
에 미치는 영향을 평가하기 위하여 노상토로 사용되는 8개의 세립토 시료를 수집하였다. 수집된 흙 시료의 지반물성치를 측정하기 위하여 체분석, 비중계분석, Atterberg 한계실험, 다짐실험, 및 일축압축강도실험을 수행하였다. 또한, 세립토의 Mr값 측정을 위하여 Mr실험을 수행하였다.
또한, 각 흙 시료의 일축압축강도를 결정하기 위하여 AASHTO T208-96 및 ASTM D2166-91에 근거하여 각 흙 시료의 일축압축강도를 측정하였다. 일축압축강도를 측정하기 위하여 각 흙 시료에서 동일한 시편 3개를 제작한 후 실험을 수행하였다. 일축압축강도실험을 위한 시편은 지름이 3.
삼축압축챔버에서 시편에 가해지는 진동축차하중을 측정하기 위해 Loadcell을 챔버내부에 장착하였다. 축하중에 의해 발생하는 시편의 축변형을 측정하기 위해 챔버 외부상단에 LVDT을 설치하였다. Mr실험에 사용된 흙 시편크기는 지름이 72.
대상 데이터
본 연구를 위해 아스팔트 포장 건설현장에서 노상토로 사용되는 8개의 세립토 시료를 수집하였다. 수집된 흙 시료를 대상으로 체분석, 비중계분석, Atterberg 한계 실험, 다짐실험 및 일축압축강도를 수행하였다.
아스팔트 포장건설에 사용되는 노상토중 세립토에 해당하는 흙의 지반물성치가 Mr에 미치는 영향을 평가하기 위하여 노상토로 사용되는 8개의 세립토 시료를 수집하였다. 수집된 흙 시료의 지반물성치를 측정하기 위하여 체분석, 비중계분석, Atterberg 한계실험, 다짐실험, 및 일축압축강도실험을 수행하였다.
일축압축강도를 측정하기 위하여 각 흙 시료에서 동일한 시편 3개를 제작한 후 실험을 수행하였다. 일축압축강도실험을 위한 시편은 지름이 3.3cm이고 높이가 7.1cm인 원기둥 형태이다. 또한, 함수비와 건조단위중량에 대한 일축압축강도의 영향을 평가하기 위하여 최적함수비보다 약 2% 감소(다짐곡선형태에 따라 1.
이론/모형
흙 시료의 입도분포곡선을 결정하기 위한 체분석과 비중계분석은 AASHTO T88-97, ASTM D422-62 및 ASTM D422-63에 근거하여 실시되었다. 액성한계, 소성한계 및 소성지수를 결정하기 위한 Atterberg 한계실험은 AASHTO T89-96, T90-96와 ASTM D4318-95a에 근거하여 수행되었다. 입도분포곡선과 Atterberg 한계실험결과를 Unified Soil Classification(ASTM D2487-93)과 AASHTO Soil Classification(AASHTO M145-91)에 적용하여 각 흙 시료를 분류하였다.
액성한계, 소성한계 및 소성지수를 결정하기 위한 Atterberg 한계실험은 AASHTO T89-96, T90-96와 ASTM D4318-95a에 근거하여 수행되었다. 입도분포곡선과 Atterberg 한계실험결과를 Unified Soil Classification(ASTM D2487-93)과 AASHTO Soil Classification(AASHTO M145-91)에 적용하여 각 흙 시료를 분류하였다. 흙의 함수비에 따른 건조단위중량을 결정하기 위한 다짐실험은 AASHTO T99-97 및 ASTM D698-91에 근거하여 수행되었다.
흙 시료의 입도분포곡선을 결정하기 위한 체분석과 비중계분석은 AASHTO T88-97, ASTM D422-62 및 ASTM D422-63에 근거하여 실시되었다. 액성한계, 소성한계 및 소성지수를 결정하기 위한 Atterberg 한계실험은 AASHTO T89-96, T90-96와 ASTM D4318-95a에 근거하여 수행되었다.
입도분포곡선과 Atterberg 한계실험결과를 Unified Soil Classification(ASTM D2487-93)과 AASHTO Soil Classification(AASHTO M145-91)에 적용하여 각 흙 시료를 분류하였다. 흙의 함수비에 따른 건조단위중량을 결정하기 위한 다짐실험은 AASHTO T99-97 및 ASTM D698-91에 근거하여 수행되었다. 다짐실험에 의해 결정된 흙 시료의 함수비와 건조단위중량곡선으로부터 각 흙 시료의 최적함수비와 최대건조단위중량을 결정하였다.
성능/효과
(1) 세립토의 Mr값은 함수비, 일축압축강도, 점토 함유량과 밀접한 상관관계가 있다. 함수비가 증가할수록 세립토의 Mr값은 감소하는 경향을 보였다.
(2) 세립토의 Mr값은 액성한계, 소성지수, 모래 함유량과 실트와 점토 함유량과 어느 정도 상관관계가 있는 것으로 판단되었다. 액성한계, 소성지수 및 실트와 점토 함유량이 거듭제곱으로 증가 할수록 Mr값도 증가하는 경향을 보였다.
(3) 세립토의 Mr값은 건조단위중량, 소성한계 및 실트함유량과는 전혀 상관관계가 없음을 보여주었다.
실선으로 연결된 흙 시료는 A-6그룹에 해당하고 일점쇄선으로 연결된 흙 시료는 A-7-6그룹에 해당한다. 3개의 Mr값으로 연결된 각각의 흙 시료에서 가장 높은 Mr값은 최적함수비보다 낮은 함수비(DRY)와 건조단위중량을 가지는 시편에서 측정된 것이고, 가장 낮은 Mr값은 최적함수비보다 높은 함수비(WET)와 건조단위중량을 가지는 시편에서 측정된 것이다. 중간 Mr값은 최적함수비(OMC)와 최대건조밀도를 가지는 시편에서 측정된 Mr값이다.
일반적으로 함수비가 증가 할수록 Mr 값이 감소하는 경향을 보여주고 있다. 각각의 흙 시료에서 Mr값의 감소비율은 약간씩 상이하나 최적함수비(OMC)에서 최적함수비보다 높은 함수비(WET)로 증가할 때의 Mr값 감소비율은 최적함수비보다 낮은 함수비(DRY)에서 최적함수비(OMC)로 함수비가 증가할 때의 Mr값 감소비율보다 큰 경향을 보여주고 있다. 이것은 각각의 흙 시료에서 Mr값과 함수비가 밀접한 관계가 있음을 보여주고 있는 것이다.
함수비가 증가할수록 세립토의 Mr값은 감소하는 경향을 보였다. 또한, 최적함수비를 기준으로 최적함수비보다 낮은 함수비(DRY)에서 최적함수비(OMC)로 함수비가 증가할 때의 Mr값 감소비율은 최적함수비(OMC)에서 최적함수비보다 높은 함수비(WET)로 증가할 때의 Mr값 감소비율보다 작은 경향을 보여주었다. 일축압축강도 및 점토 함유량이 증가하면 세립토의 Mr값이 일축압축강도 및 점토 함유량의 거듭제곱으로 증가하는 경향을 보였다.
1cm인 원기둥 형태이다. 또한, 함수비와 건조단위중량에 대한 일축압축강도의 영향을 평가하기 위하여 최적함수비보다 약 2% 감소(다짐곡선형태에 따라 1.5% 또는 3% 감소)시키고 거기에 대응하는 건조단위중량을 가지는 경우(DRY), 최적함수비와 최대건조단위중량을 가지는 경우(OMC)와 최적함수비보다 약 2% 증가(다짐곡선형태에 따라 1.5% 또는 3% 증가)시키고 거기에 대응하는 건조단위 중량을 가지는 경우(WET)에 대하여 일축압축강도를 측정하였다.
일축압축강도가 거듭제곱으로 증가 할수록 Mr값도 증가하는 경향을 보여주고 있다. 세립토의 Mr값 예측시, 일축압축강도를 입력변수로 놓고 거듭제곱식으로 표현하면 Mr값을 비교적 정확하게 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
값은 액성한계, 소성지수, 모래 함유량과 실트와 점토 함유량과 어느 정도 상관관계가 있는 것으로 판단되었다. 액성한계, 소성지수 및 실트와 점토 함유량이 거듭제곱으로 증가 할수록 Mr값도 증가하는 경향을 보였다. 모래 함유량이 증가할수록 Mr값은 감소하는 경향도 보였다.
또한, 최적함수비를 기준으로 최적함수비보다 낮은 함수비(DRY)에서 최적함수비(OMC)로 함수비가 증가할 때의 Mr값 감소비율은 최적함수비(OMC)에서 최적함수비보다 높은 함수비(WET)로 증가할 때의 Mr값 감소비율보다 작은 경향을 보여주었다. 일축압축강도 및 점토 함유량이 증가하면 세립토의 Mr값이 일축압축강도 및 점토 함유량의 거듭제곱으로 증가하는 경향을 보였다.
후속연구
그러나, Mr실험은 숙련된 전문가에 의해 수행되어야 최대한 객관적인 결과를 도출할 수 있을 뿐만 아니라 실내실험시 상당한 시간이 필요하다. 도로설계를 위한 지반조사시 획득할 수 있는 노상토, 특히 세립토의 지반물정치를 사용하여 노상토의 Mr을 추정할 수 있으면 효율적이고 객관적인 도로포장설계를 수행할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 연구의 목적은 노상토의 지반물성치를 활용하여 노상토로 사용되는 세립토의 Mr을 추정하기 위한 기법개발에 앞서 노상토로 사용되어지는 세립토의 지반 물성치와 Mr과의 상관관계를 알아보기 위한 것이다.
세립토의 Mr값 예측시, 점토 함유량을 입력변수로 놓고 거듭제곱식으로 표현하면 Mr값은 비교적 정확하게 예측할 수 있을 것이다. 또한, 세립토의 Mr값 예측시, 모래 함유량과 #200체를 통과한 실트와 점토 함유량을 입력변수로 놓고 거듭제곱식으로 표현하면 Mr값을 예측하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구를 통하여 아스팔트 포장에서 사용되는 노상토가 세립토인 경우, 세립토의 Mr은 최적함수비를 기준으로 한 함수비의 변화, 일축압축강도, 점토 함유량, 액성한계, 소성지수, 모래 함유량 및 #200체를 통과한 실트 및 점토 함유량을 가지고 예측할 수 있을 것을 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
아스팔트 포장설계를 위한 노상토의 회복탄성계수는 언제 처음으로 제안되었는가?
아스팔트 포장설계를 위한 노상토의 회복탄성계수(Mr)는 1962년 Seed 등에 의해 처음으로 제안되으며 1986년 미연방도로청(AASHTO)은 연성포장설계법에서 포장의 두께를 결정하는데 있어서 가장 중요한 요소 중의 하나로 채택하였다. 연성포장체에 발생하는 균열파괴는 반복교통하중에 의해 포장에 압축과 인장이 반복하여 일어나서 발생한다.
연성포장체에 발생하는 균열파괴는 포장에 압축과 인장이 반복하여 일어나서 발생하게 되는데 그 원인은 무엇인가?
연성포장체에 발생하는 균열파괴는 반복교통하중에 의해 포장에 압축과 인장이 반복하여 일어나서 발생한다. 포장에 압축과 인장을 일으키는 원인은 반복교통하중에 의한 노상토의 탄성변형 또는 회복탄성변형 때문이라고 정의하였다.
본 연구에서 아스팔트 포장건설에 사용되는 노상토중 세립토에 해당하는 흙의 지반물성치가 회복탄성계수에 미치는 영향을 평가한 결과는 어떠한가?
(1) 세립토의 Mr값은 함수비, 일축압축강도, 점토 함유량과 밀접한 상관관계가 있다. 함수비가 증가할수록 세립토의 Mr값은 감소하는 경향을 보였다. 또한, 최적함수비를 기준으로 최적함수비보다 낮은 함수비(DRY)에서 최적함수비(OMC)로 함수비가 증가할 때의 Mr값 감소비율은 최적함수비(OMC)에서 최적함수비보다 높은 함수비(WET)로 증가할 때의 Mr값 감소비율보다 작은 경향을 보여주었다. 일축압축강도 및 점토 함유량이 증가하면 세립토의 Mr값이 일축압축강도 및 점토 함유량의 거듭제곱으로 증가하는 경향을 보였다.
(2) 세립토의 Mr값은 액성한계, 소성지수, 모래 함유량과 실트와 점토 함유량과 어느 정도 상관관계가 있는 것으로 판단되었다. 액성한계, 소성지수 및 실트와 점토 함유량이 거듭제곱으로 증가 할수록 Mr값도 증가하는 경향을 보였다. 모래 함유량이 증가할수록 Mr값은 감소하는 경향도 보였다.
(3) 세립토의 Mr값은 건조단위중량, 소성한계 및 실트함유량과는 전혀 상관관계가 없음을 보여주었다.
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