[논문]롤러전압콘크리트 기층의 누적피로손상을 고려한 중하중 도로의 복합포장 두께 설계

김경수; 김영규; 차이 리후워; 이승우

doi:10.12652/ksce.2022.42.4.0537

롤러전압콘크리트 기층의 누적피로손상을 고려한 중하중 도로의 복합포장 두께 설계
Thickness Design of Composite Pavement for Heavy-Duty Roads Considering Cumulative Fatigue Damage in Roller-Compacted Concrete Base 원문보기

KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research = 대한토목학회논문집, v.42 no.4, 2022년, pp.537 - 548

김경수 (강릉원주대학교 토목공학과) , 김영규 (강릉원주대학교 토목공학과) , 차이 리후워 (강릉원주대학교 토목공학과) , 이승우 (강릉원주대학교 토목공학과)

초록
AI-Helper

중하중의 교통하중은 포장체에 과도한 응력과 변형을 발생시키므로 이에 대응할 수 있는 포장 단면 설계가 중요하다. 항만 배후도로와 산업도로는 일반도로에 비해 중하중 교통의 비율이 높아 포장의 조기 파손으로 인한 문제가 다수 발생되고 있다. 국외의 경우 중차량의 통행이 많은 도로의 포장설계는 복합포장을 많이 적용하고 있다. 복합포장은 기존 포장의 설계수명을 2배 이상 증대시켜 보수비용 및 사용자 비용을 절감할 수 있는 경제적 포장 형식으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 중하중 교통의 비율이 높은 산업도로와 항만 배후도로의 포장 장기 공용성을 확보할 수 있도록 롤러전압콘크리트 기층을 활용한 복합포장의 두께 설계 방안을 제안하고자 한다. 3차원 유한요소해석을 이용하여 포장의 재료물성 변화에 따른 역학적 거동과 장기 공용성을 검토하였으며, 계절별 컨테이너 트레일러에 의해 발생되는 롤러전압콘크리트 기층의 누적피로손상도을 고려하여 사용자가 쉽게 사용할 수 있는 카탈로그 설계를 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

It is important to design the pavement thickness considering heavy-duty traffic loads, which can cause excessive stress and strain in the pavement. Port-rear roads and industrial roads have many problems due to early stress in pavement because these have a higher ratio of heavy loads than general roads such as national roads and expressways. Internationally, composite pavement has been widely applied in pavement designs in heavy-duty areas. Composite pavement is established as an economic pavement type that can increase the design life by nearly double compared to that of existing pavement while also decreasing maintenance and user costs. This study suggests a thickness design method for composite pavement using roller-compacted concrete as a base material to ensure long-term serviceability in heavy-duty areas such as port-rear roads and industrial roads. A three-dimensional finite element analysis was conducted to investigate the mechanical behavior and the long-term pavement performance ultimately to suggest a thickness design method that considers changes in the material properties of the roller-compacted concrete (RCC) base layer. In addition, this study presents a user-friendly catalog design method for RCC-base composite pavement considering the concept of linear damage accumulation for each container trailer depending on the season.

주제어

표/그림 (19)

그림 Fig. 1. Mechanism of RCC Strength Development
그림 Fig. 2. Design Concept of Composite Pavement (Newcomb et al., 2001)
그림 Fig. 3. Shift Critical Tensile Strain Location of Composite Pavement (Flintsch et al., 2008)
그림 Fig. 4. Behavioral Characteristics of RCC-Base Composite Pavement according to the Joint Installation area
그림 Fig. 5. Research Strategies and Procedures
그림 Fig. 6. 3D Finite Element Analysis Model
그림 Fig. 7. Axle and Tire Configurations of a Semi-Trailer (Unit: mm)
그림 Fig. 8. Traffic Loading Conditions for the 3D FEA
그림 Fig. 9. Horizontal Strain and Stress according to the Elastic Modulus of the Base Layer
그림 Fig. 10. Horizontal Strain and Stress according to the Base Thickness
표 Table 1. Thickness and Material Properties for the 3D FEA
그림 Fig. 11. Horizontal Strain and Stress according to the Loading Conditions
그림 Fig. 12. Horizontal Strain and Stress according to the Elastic Modulus of the Surface Layer
그림 Fig. 13. Concept of Cumulative Damage Due to the Design Traffic Volume
표 Table 2. Fatigue Equations for RCC
그림 Fig. 14. Cumulative Fatigue Damage Due to Increased Traffic Volumes
그림 Fig. 15. Service Life Prediction of RCC-Base Composite Pavement
그림 Fig. 16. Service Life Prediction of Composite Pavement according to the Thickness and Elastic Modulus of the Base Layer
그림 Fig. 17. Thickness Design of RCC-base Considering the Elastic Modulus of the Base Layer and the Traffic Volume

참고문헌 (17)

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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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