연성포장의 예방적 유지보수공법에 대한 현장 적용성 연구

김낙석(Kim Nakseok),진정훈(Jin Jung-Hoon) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 D Vol.31 No.4D

본 연구는 예방적 유지보수공법의 한가지 방법으로서 최소단면 보수공법을 제안하였다. 최소단면 보수공법은 아스팔트 포장도로의 종방향 파손(소성변형, 종방향 균열)에 대한 보수공법으로 차량의 주행특성을 통계적 분석으로 추론하여 최소 유효보수범위를 70㎝로 산정하였으며, 포장도로의 파손 정도에 따라 유효보수범위 변화를 고려할 수 있을 것으로 판단되었다. 최소단면 보수공법의 현장 적용성을 시험하기 위하여 시험포장을 하였으며, 시험포장 결과 일정 수준의 공용성을 회복하는 것으로 나타났다. 향후, 본 최소단면 보수공법의 적절한 활용은 연성포장의 합리적 보수공법 중 한 가지가 될 수 있을 것으로 판단되며 연성 포장의 유지보수 및 관리에 대한 장기적 측면에서 볼 때 포장수명 연장과 유지보수비절감 효과가 있을 것으로 예상된다. This paper presents minimum area repair method that is one of the preventive maintenance techniques in asphalt concrete pavements. In this method, a 70㎝-width as an effective repair zone was suggested considering the conventional longitudinal damages (rutting and fatigue cracking) in early stages. In addition, the repair zone can be readjusted according to the pavement damage levels. A field test bed was constructed to verify the adaptness for the repair method. Test results revealed that the minimum area repair method can be adopted as a preventive maintenance technique in flexible pavements to recover an appropriate serviceability level. The preventive maintenance method may be one of the major maintenance methods of flexible pavements with an appropriate application. It is also noted that the method may be a long term maintenance cost effective and pavement life ensuring one.

타이어의 접지 면적과 비선형 접지압력을 고려한 연성포장내의 거동 분석

조명환(Jo Myoung-Hwan),김낙석(Kim Nakseok),정진훈(Jeong Jin-Hoon),서영국(Seo Youngguk) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 D Vol.26 No.4D

포장을 설계하고 설계 수명을 산정하거나 현재 공용중인 포장의 유지ㆍ관리를 위한 상태 평가를 수행해야하는 경우 포장의 거동 분석은 중요한 입력 변수로 작용하게 된다. 포장의 거동을 예측하기 위해서는 정확한 타이어의 접지면적과 타이어의 압력이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 실제 측정된 타이어의 형상을 측정하여 PCA에서 제안한 타이어의 형상과 비교하고, 측정된 타이어의 접지면적과 타이어의 종류에 대한 타이어 압력분포를 사용하여 3차원 유한요소해석을 통하여 포장의 거동을 예측하고 예측된 포장의 거동과 실제 포장의 거동을 비교ㆍ분석하였다. 해석 결과 표층의 경우 타이어의 형상과 비선형 압력분포의 영향을 크게 받으며, 이러한 타이어의 특성을 고려함으로써 현장 거동을 보다 잘 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 하지만 중간층의 경우 타이어의 영향이 크지 않은 것으로 나타났으며, 실제 현장 거동과 비교했을 때 타이어 하부 에서는 큰 차이를 보여주어 실제 포장의 거동을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 이 부분을 보다 명확하게 설명을 할 수 있어야 할 것으로 나타났다. The important elements in pavement design criteria are the stress and strain distributions. To obtain reasonable stress and strain distribution, tire contact area and tire pressures are very important. In this study, finite element analysis was used to identify the three-dimension states using nonlinear tire contact pressure and measured tire contact area. Measured tire contact area was quite different from the assumed tire contact area, and it resulted in different strain states under the tire. At the surface course, considering tire rib and nonlinear tire pressure, the pavement response presented accurate data compared to the predicted one. However, at the binder course, tire effects were generally negligible and it showed that the predicted pavement response was different compared to the measured one.

반복 축하중 시험을 이용한 연성포장의 소성변형 예측모델 개발

김낙석 한국재난정보학회 2017 한국재난정보학회 논문집 Vol.13 No.4

The primary objective of this research is to develop a rutting performance prediction model of flexible pavement. Extensive laboratory testings were conducted to achieve the objective. A new test method employing repetitive axial loading with confinement was also adopted to estimate the rutting performance of asphalt concrete in the research. The rutting prediction model employes a layer-strain theory. The required rutting coefficients for the prediction model were determined through the laboratory rutting characterizations of the asphalt concrete layer materials. Within the limits of this study, a laboratory rutting prediction model of flexible pavement using repetitive axial loading test was presented. It is noted that the developed rutting prediction model simulates propery the behaviors of flexible pavement layer materials. 본 연구의 주목적은 연성 도로포장의 소성변형 예측모델을 개발하는 것이다. 목적을 수행하기위하여 다양한 실험실 시험이 수행되었다. 소성변형 량을 측정하기위하여 측면 구속압을 제공하는 새로운 반복 일축압축시험이 채택되었으며 소성변형 예측모델은 층별-변형률 이론이 적용되었다. 예측모델의 소성계수는 아스팔트 콘크리트재료의 소성변형시험을 통하여 결정되었다. 본 연구가 수행된 범위내에서 반복 일축압축시험을 통한 연성포장의 소성변형 예측모델이 제안되었다. 제안된 소성변형 예측모델은 연성포장 층 재료의 거동을 적절하게 모사하는 것으로 나타났다.

Development of Rutting Prediction Model of Flexible Pavement using Repetitive Axial Loading Test

Kim, Nakseok The Korean Society of Disaster Information 2017 한국재난정보학회 논문집 Vol.13 No.4

The primary objective of this research is to develop a rutting performance prediction model of flexible pavement. Extensive laboratory testings were conducted to achieve the objective. A new test method employing repetitive axial loading with confinement was also adopted to estimate the rutting performance of asphalt concrete in the research. The rutting prediction model employes a layer-strain theory. The required rutting coefficients for the prediction model were determined through the laboratory rutting characterizations of the asphalt concrete layer materials. Within the limits of this study, a laboratory rutting prediction model of flexible pavement using repetitive axial loading test was presented. It is noted that the developed rutting prediction model simulates propery the behaviors of flexible pavement layer materials. 본 연구의 주 목적은 연성 도로포장의 소성변형 예측모델을 개발하는 것이다. 목적을 수행하기 위하여 다양한 실험실 시험이 수행되었다. 소성변형 량을 측정하기 위하여 측면 구속압을 제공하는 새로운 반복 일축압축시험이 채택되었으며 소성변형 예측모델은 층별-변형률 이론이 적용되었다. 예측모델의 소성계수는 아스팔트 콘크리트 재료의 소성변형시험을 통하여 결정되었다. 본 연구가 수행된 범위내에서 반복 일축압축시험을 통한 연성포장의 소성변형 예측모델이 제안되었다. 제안된 소성변형 예측모델은 연성포장 층 재료의 거동을 적절하게 모사하는 것으로 나타났다.

현장 데이터를 이용한 연성포장용 피로 공용성 예측모델 검정

Nakseok Kim 한국재난정보학회 2012 한국재난정보학회 논문집 Vol.8 No.3

본 연구의 주 목적은 다층 구조를 가진 아스팔트 포장체의 피로균열에 대한 공용성 예측모델을 검정하는 것이다. 그러나, 검정 인자는 목표로 하는 예측모델, 시험법 및 시험중 하중이력에 따라 차이가 있을 수 있다. 본 연구에서 수행된 다양한 현장 조사에 의하면, 연성포장의 피로공용성은 교통하중뿐만 아니라 포장체의 완성후 경과기간에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이에 따른 각각의 교통하중과 경과기간에 대한 가중치가 본 연구에서 제시되었다. 또한, 기 발표된 피로 예측모델을 바탕으로 실내와 현장조사를 통하여 얻어진 피로균열 데이터의 상호 상관관계를 분석하여 피로 예측모델에 대한 검정 인자가 개발되었다

반복 축하중 시험을 이용한 연성포장의 소성변형 예측모델 개발

Nakseok Kim 한국재난정보학회 2017 한국재난정보학회 논문집 Vol.13 No.4

본 연구의 주 목적은 연성 도로포장의 소성변형 예측모델을 개발하는 것이다. 목적을 수행 하기 위하여 다양한 실험실 시험이 수행되었다. 소성변형 량을 측정하기 위하여 측면 구속 압을 제공하는 새로운 반복 일축압축시험이 채택되었으며 소성변형 예측모델은 층별-변형 률 이론이 적용되었다. 예측모델의 소성계수는 아스팔트 콘크리트 재료의 소성변형시험을 통하여 결정되었다. 본 연구가 수행된 범위내에서 반복 일축압축시험을 통한 연성포장의 소성변형 예측모델이 제안되었다. 제안된 소성변형 예측모델은 연성포장 층 재료의 거동을 적절하게 모사하는 것으로 나타났다. The primary objective of this research is to develop a rutting performance prediction model of flexible pavement. Extensive laboratory testings were conducted to achieve the objective. A new test method employing repetitive axial loading with confinement was also adopted to estimate the rutting performance of asphalt concrete in the research. The rutting prediction model employes a layer-strain theory. The required rutting coefficients for the prediction model were determined through the laboratory rutting characterizations of the asphalt concrete layer materials. Within the limits of this study, a laboratory rutting prediction model of flexible pavement using repetitive axial loading test was presented. It is noted that the developed rutting prediction model simulates propery the behaviors of flexible pavement layer materials.

현장 데이터를 이용한 연성포장용 피로 공용성 예측모델 검정

김낙석 한국재난정보학회 2012 한국재난정보학회 논문집 Vol.8 No.3

본 연구의 주 목적은 다층 구조를 가진 아스팔트 포장체의 피로균열에 대한 공용성 예측모델을 검정하는 것이다. 그러나, 검정 인자는 목표로 하는 예측모델, 시험법 및 시험중 하중이력에 따라 차이가 있을 수 있다. 본 연구에서 수행된 다양한 현장 조사에 의하면, 연성포장의 피로공용성은 교통하중뿐만 아니라 포장체의 완성후 경과기간에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이에 따른 각각의 교통하중과 경과기간에 대한 가중치가 본 연구에서 제시되었다. 또한, 기 발표된 피로 예측모델을 바탕으로 실내와 현장조사를 통하여 얻어진 피로균열 데이터의 상호 상관관계를 분석하여 피로 예측모델에 대한 검정 인자가 개발되었다.

Analytical Study on Resilient Modulus Model of Expanded Polystyrene (EPS) Geofoam as a Subgrade Material in Flexible Pavement

Park, Ki-Chul(박기철),Chang, Yong-Chai(장용채) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.9

본 연구의 주된 목적은 EPS지오폼이 연성포장의 노반재료로 사용될 때 그것의 회복탄성계수를 해석 모델화 하는 것이다. 이 해석모델은 삼축압축 시험으로부터 나온 실험결과를 토대로 만들어졌다. 그리고 이 모델은 원하는 용도에 따라서, 기존의 프로그램을 수정하거나 새로 개발하여 유한요소법을 이용한 연성포장구조를 해석하는데 사용될 수 있다. 또한 본 연구의 결과는 연성포장에서의 현장 연약지반 노상재료의 대체물로서 EPS지오폼은 적합한 것으로 확인되었다. The main objective of this study is to develop an analytical model for the resilient modulus of EPS geofoam when it is applied for flexible pavement as a subgrade material. This analytical model has been developed based on the results from triaxial compression tests. And this model can be used to analyze the flexible pavement structure using the finite element method by developing a program or modifying an existing program for any desired purposes. The results of this study show that the EPS geofoam as a replacement material for subgrade in flexible pavement is a feasible alternative to natural weak soils.

Appropriate Boundary Conditions for Three Dimensional Finite Element Implicit Dynamic Analysis of Flexible Pavement

유평준,Imad L. Al-Qadi,김연복 한국도로학회 2008 한국도로학회논문집 Vol.10 No.4

Flexible pavement responses to vehicular loading, such as critical stresses and strains, in each pavement layer, could be predicted by the multilayered elastic analysis. However, multilayered elastic theory suffers from major drawbacks including spatial dimension of a numerical model, material properties considered in the analysis, boundary conditions, and ill-presentation of tire-pavement contact shape and stresses. To overcome these shortcomings, three-dimensional finite element (3D FE) models are developed and numerical analyses are conducted to calculate pavement responses to moving load in this study.This paper introduces a methodology for an effective 3D FE to simulate flexible pavement structure. It also discusses the mesh development and boundary condition analysis. Sensitivity analyses of flexible pavement response to loading are conducted. The infinite boundary conditions and time-dependent history of calculated pavement responses are considered in the analysis. This study found that the outcome of 3D FE implicit dynamic analysis of flexible pavement that utilizes appropriate boundary conditions, continuous moving load, viscoelastic hot-mix asphalt model is comparable to field measurements. 트럭 축하중에 의한 도로포장체의 응력과 변형은 대부분 다층 탄성 이론에 의해 예측된다. 대부분의 다층 탄성 이론 에 의한 이론적 계산값이 연성 포장 재료의 점탄성적 거동특성, 동적 트럭 축하중, 비균등 타이어 접지압 및 형상등을 해석에 고려하지 못하므로, 계측값에 비해 매우 작은 값을 예측하므로서 도로 포장 두께설계가 과소 설계될 우려가 크 다. 이와 같은 도로 포장체 구조해석시 이용되는 중요한 변동요소를 포장 재료의 물성 모델 측면, 비균등 접지압 및 형 상 측면, 동적 유한요소해석 측면에서 분석하여 이용 가능한 모델을 본 논문에서 제안하였다. 경계조건 및 민감도 분석 을 수행을 통한 효과적인 3차원 연성포장의 유한요소해석모델을 결정하는 방법론을 제안하였으며, 최적 유한요소모델 분석결과와 현장에서 취득한 결과와의 상호비교를 통하여 모델의 유의성을 검증하였으며, 동적 접지하중조건, 점탄성 물성 모델 등을 3차원 유한요소 모델에 접목하고, 최적 경계조건을 결정하였다.

3차원 유한요소해석을 통한 연성포장의 층간접촉특성이 피로균열에 미치는 영향 평가

김낙석,박성룡,조명환 경기대학교 산업기술종합연구소 2006 산업기술종합연구소 논문집 Vol.31 No.-