콘크리트 포장의 슬래브-기층 종류별 마찰력 연구

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 현재 포장 설계 시 입력변수로 사용되는 슬래브-기층 간 마찰계수가 해외의 포장 설계법에서 사용하는 입력변수를 그대로 사용함에 따라 포장설계 시 국내의 포장 환경을 적합하게 반영하지 못하므로 국내 환경에 적합한 마찰계수를 제시하기 위한 연구를 수행하였다.
콘크리트 슬래브-기층 종류 별 마찰계수를 측정하기 위하여 마찰력 실험(Push-off test)을 실시하여 기층의 종류 및 분리막의 설치 유·무와 습윤 상태에 따른 각 기층별 마찰계수를 제시하였다.
실험에 사용된 기층은 국내 고속국도 포장에서 주로 사용되는 린 콘크리트와 국외에서 사용되는 쇄석 기층 및 안정층으로써 사용되는 아스팔트 기층을 시공하여 각 기층별로 분리막을 선택 시공하여 총 4회씩 실험을 실시하였다.
실험결과 린 콘크리트 기층과 분리막을 사용한 기층들에서 평균0.3으로 비교적 작은 마찰계수가 측정되었으며 분리막을 사용하지 않은 쇄석과 아스팔트 기층에서는 상대적으로 큰 마찰계수가 측정되었다. 또한 습윤 상태에서도 유사한 마찰계수가 측정되어 습도가 마찰계수에 미치는 영향은 미비한 것으로 판단되었으며 각 마찰계수를 사용한 기층별 구속강성을 산출하여 구조해석을 실시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this thesis, a study which presented the coefficient of friction between slab and base reflecting domestic concrete pavement environment was conducted because the present coefficient was applied to concrete pavement design without sufficient study on internal condition.
A push-off test was carried out to measure the coefficient of friction on different types of base. Also this test was conducted under presence from separating membrane and humidity condition. Bases were constructed by lean concrete, crushed gravel and asphalt also separate membrane was installed optionally.
The results show that coefficient of friction was about 0.3 in lean concrete base and using separate membrane bases. Separate membrane bases were measured similarly regardless of base material and crushed gravel base’s friction coefficient increased steadily because gravel adhered the lower part of slab. The asphalt base was measured biggest friction coefficient because asphalt was cracked on the base surface. It was caused by stiffness difference between slab and base. Each base had no difference of friction coefficient in the humidity condition. Also restraint stiffness from friction coefficient was applied by input data of FEM structural analysis program.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 = 1
• 1.1 연구배경 및 목적 = 1
• 1.2 연구동향 = 3
• 1.3 연구방법과 범위 = 4
• 제 2 장 마찰력 이론 = 5
• 2.1 마찰력 이론 = 5
• 2.2 마찰계수 = 6
• 2.3 정지마찰계수(μ_(s)) = 7
• 2.4 운동마찰계수(μ_(k)) = 8
• 2.5 콘크리트 포장체의 층간 마찰력 = 9
• 제 3 장 마찰력 실험(Push-off test) = 12
• 3.1 실험 개요 = 12
• 3.2 실험 장비 = 14
• 3.2.1 시편 재료 = 14
• 3.2.2 기층 재료 = 14
• 3.2.3 측정 장비 = 18
• 3.3 실험 절차 = 22
• 3.4 실험 결과 = 24
• 3.4.1 린 콘크리트 기층 = 25
• 3.4.2 아스팔트 기층 = 29
• 3.4.3 쇄석 기층 = 32
• 3.4.4 기층별 마찰계수 분석 = 36
• 3.5 운동 마찰계수 적용방안 검토 = 42
• 제 4 장 슬래브-기층 간 구속강성 = 44
• 4.1 슬래브-기층 간 구속강성 모델 = 44
• 4.2 기층 종류별 구속강성(k₃) = 47
• 4.3 구속강성을 적용한 슬래브-기층 간 구조해석 = 51
• 제 5 장 결론 = 55
• 참고문헌 = 57