[논문]새로운 아스팔트 혼합물의 저온응력 계산 기법에 대한 고찰: 라플라스 변환

문기훈; 권오선; 조문진

doi:10.12652/ksce.2019.39.1.0219

새로운 아스팔트 혼합물의 저온응력 계산 기법에 대한 고찰: 라플라스 변환
An Alternative One-Step Computation Approach for Computing Thermal Stress of Asphalt Mixture: the Laplace Transformation 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.39 no.1, 2019년, pp.219 - 225

문기훈 (한국도로공사 도로교통연구원 포장연구실) , 권오선 (한국도로공사 도로교통연구원 포장연구실) , 조문진 ((주)도경건설 건설재료 연구소)

초록
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겨울철 발생하는 아스팔트 혼합물의 저온균열의 정량적 분석 및 평가를 위해서는 해당 아스팔트 혼합물의 저온응력이 반드시 계산되어야 하며, 이는 현재 대한민국, 미국 북부 및 캐나다 지역에서 포장 유지관리, 설계에 있어서 매우 중요한 사항 중 하나이다. 일반적으로 아스팔트 혼합물의 저온응력은 크리프 시험과 시간중첩이론을 바탕으로 계산되며 전통적으로 두 수학적 단계를 통해 계산된다. 우선 수학적, 수치적 변환과정(홉킨스-해밍 알고리즘)을 통해 크리프-강성응력에서 이완응력이 계산된다. 다음으로 이완응력 지배곡선을 구현한 후 회선적분의 수치해석적 접근을 통해 아스팔트 혼합물의 저온응력이 최종적으로 계산된다. 상기의 과정은 복잡하며, 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이번 논문에서는 보다 간편한 라플라스 변환을 통해 해당 아스팔트 혼합물의 저온응력을 계산하였으며, 이의 결과를 전통적 계산 기법과 비교, 분석하였다. 결론적으로 새로이 제안된 라플라스 변환 기법은 보다 아스팔트 혼합물의 저온응력을 효과적, 효율적으로 계산할 수 있음이 발견되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Computing low temperature performance of asphalt mixture is one of the important tasks especially for cold regions. It is well known that experimental creep testing work is needed for computation of thermal stress and critical cracking temperature of given asphalt mixture. Thermal stress is conventionally computed through two steps of computation. First, the relaxation modulus is generated thorough the inter-conversion of the experimental creep stiffness data through the application of Hopkins and Hamming's algorithm. Secondly, thermal stress is numerically estimated solving the convolution integral. In this paper, one-step thermal stress computation methodology based on the Laplace transformation is introduced. After the extensive experimental works and comparisons of two different computation approaches, it is found that Laplace transformation application provides reliable computation results compared to the conventional approach: using two step computation with Hopkins and Hamming's algorithm.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Asphalt Mixtures
그림 Fig. 1. BBR Binder Mixture Test Specimen (a) and Testing Equipment Setup (b)
표 Table 2. Comparison Results of Computed Thermal Stress [MPa] (Averaged Results)
그림 Fig. 2. Thermal Stress Comparison Results
그림 Fig. 3. Thermal Stress Comparison Results

AI 본문요약
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제안 방법

In this paper, two different computation approaches: Hopkins & Hamming’s algorithm and Laplace transformation, for obtaining thermal stress of three different asphalt mixtures were investigated. As an experimental work, newly developed and modified BBR mixture creep test was performed with various types of asphalt mixture including different portion of RAP. Based on the graphical and numerical comparison some crucial findings, results and limitations can be derived.
In this paper, two different computation approaches: Hopkins & Hamming’s algorithm and Laplace transformation, for obtaining thermal stress of three different asphalt mixtures were investigated.
To generate relaxation modulus: E(t), master curves and to compute thermal stress: σ(T), the BBR mixture creep tests were performed at two different temperatures: low PG + 10°C and low (PG +10°C)+12°C (i.e. -24: reference temperature and -12°C: higher temperature).
8 %. Two different amounts of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP): 15 % and 25 %, were included in the mix design. All the specimens were long term aged based on current AASHTO specification mentioned elsewhere (AASHTO R028-12, 2012).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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