FWD와 유한요소해석을 이용한 줄눈콘크리트포장 평가법 개발

서지정보

· 발행기관 : 한국도로학회
· 수록지 정보 : 한국도로학회논문집 / 1권 / 1호
· 저자명 : 윤경구, 이주형, 최성용

초록

줄눈콘크리트포장의 줄눈은 슬래브의 온도나 습도변화에 의한 구속변형에 의해 슬래브 내부에 종방향 균열이나 횡방향 균열이 발생하는 것을 제어할 목적으로 설치한다. 이러한 줄눈은 줄눈부에서의 불연속성의 원인이 되어 두 슬래브 사이의 하중전달기능을 감소시키며, 상대적으로 취약함을 지녔기 때문에 손상을 유발시킬 수 있는 가능성을 지니고 있다. 따라서, 줄눈콘크리트포장 줄눈부 손상유형 및 정도에 대한 객관적이고 과학적인 평가가 이루어져야 합리적이고 경제적인 보수방법을 결정할 수 있다. 본 연구는 콘크리트포장 해석프로그램인 ILLI-SLAB를 이용하여 줄눈 평가시스템을 개발하고 이를 FWD 시험결과에 이용하여 줄눈콘크리트포장의 상태를 평가하고자 하였다. 이를 위해 먼저 줄눈부에 영향을 줄 수 있는 변수를 선정하고, ILLI-SLAB를 사용하여 민감도 분석을 실시하여 줄눈부에 영향을 크게 미치는 변수를 찾았다. 이러한 변수들을 분석해 줄눈부의 하중전달효과 및 표면 처짐의 관계를 나타내어, 현장에서 FWD를 실시하여 얻은 하중전달효과와 재하위치의 표면 처짐값을 이용해 줄눈콘크리트포장을 평가하였다. 그 결과 노상지지력 계수(K)와 다웰/콘크리트 상호관계 계수(G) 두 변수가 가장 크게 영향을 미침을 알 수 있었으며, 그 임계값은 각각 300 poi와 500,000 lbs/in.임을 알 수 있었다. 이 두 변수와 현장 FWD 시험을 이용하여 줄눈콘크리트포장의 평가시스템을 개발하였으며, 실제 중부고속도로에서 실시한 FWD 측정치를 이용해 평가한 결과 한 개의 줄눈부만이 다웰/콘크리트 상호관계 계수가 임계값보다 낮고, 대부분 줄눈부의 두 인자값이 임계값 이상으로 콘크리트포장 줄눈부가 양호함을 알 수 있었다.

영어초록

The joints in the jointed concrete pavement provide a control against transverse or longitudinal cracking at slab, which may be caused by temperature or moisture variation during or after hydration. Without control of cracking, random cracks cause more serious distresses and result in structural or functional failure of pavement system. However, joints nay cause distresses due to its inherent weakness in structural integrity. Thus, the evaluation at joint is very important. and the joint-related distresses should be evaluated reasonably for economic rehabilitation. The purpose of this paper was to develop an evaluation system at joints of jointed concrete pavement using finite element analysis program, ILLI-SLAB, and nondestructive testing device. FWD. To develop an evaluation system for JCP, a sensitivity analysis was performed using ILLI-SLAB program with a selected variables which might affect fairly to on the performance of transverse joints. The most significant variables were selected from precise analysis. An evaluation charts were made for jointed concrete pavement by adopting the field FWD data. It was concluded that the variables which most significantly affect to pavement deflections are the modulus of subgrade reaction(K) and the modulus of dowel/concrete interaction(G), and limiting criteria on the performance of joints at JCP are 300pci. 500,000 lb/in. respectively. Using these variables and FWD test, a charts of load transfer ratio versus surface deflection at joints were made in order to evaluate the performance of JCP. Practically, Chungbu highway was evaluated by these evaluation charts and FWD field data for jointed concrete pavement. For Chungbu highway, only one joint showed smaller value than limiting criterion of the modulus of dowel/concrete interaction(G). The rest joints showed larger values than limiting criteria of the modulus of subgrade reaction(K) and the modulus of dowel/concrete interaction(G).

참고자료

· 없음