시험도로 토압계 계측결과 분석

서지정보

· 발행기관 : 한국도로학회
· 수록지 정보 : 한국도로학회논문집 / 8권 / 3호
· 저자명 : 인병억, 김지원, 이경하, 이광호

초록

아스팔트 포장은 점탄성재료로서 포장체에 발생되는 토압은 차량하중의 크기와 재하속도, 아스팔트 포장층의 온도와 하부층의 재료구성에 따라 크기와 분포 양상이 다르게 발생된다. 본 연구는 이러한 다양한 조건에 따른 포장체 하부의 토압분포를 분석하고, 기층과 보조기층의 지지력을 평가하는 평판재하시험 기준과 실제 계측된 토압과의 비교를 통해 현재 적용되고 있는 지지력기준에 대한 타당성을 검토하고자 한다. 또한 실제 포장단면을 모사한 유한요소해석을 통해 포장체 하부에 발생되는 토압을 예측하고 계측결과와 비교함으로서 포장체의 거동을 예측할 수 있는 모델을 제안 하고자 한다. 이를 위해서 시험도로의 2004년 8, 9, 11월과 2005년 8월에 계측이 수행된 아스팔트 포장 동적재하시험 결과 중 계측기 상태가 양호한 A5, A7, A14, A15 단면에 대해 계측결과의 분석을 수행하였다. 토압계의 분석은 차량하중의 크기와 속도. 아스팔트 포장의 온도, 포장하부의 재료구성에 따른 토압의 크기 변화와 차량하중으로 인한 포장체 내부의 횡방향과 깊이방향 하중의 영향 범위를 분석하였다. 포장체의 유한요소해석은 ABAQUS 프로그램을 활용하였으며, 실제 포장체의 거동을 모사하기 위해 시험도로 포장단면을 그대로 반영하고 계측이 이루어진 당시의 온도계측 자료를 활용해 아스팔트 포장의 물성을 적용하였다. 토압계의 분석결과 차량의 하중이 크고 저속으로 주행 할 때 토압의 크기는 증가하고 아스팔트층의 온도가 높을수록 하중의 영향반경이 작아지고 최대 토압크기는 증가하였다. 또한 실제 포장단면과 물성을 적용한 해석결과 계측결과와 매우 유사한 형태의 토압분포와 크기를 보였다. 그리고 기존 보조기층 및 동상방지층의 다짐관리 기준은 실측된 토압과 비교해 볼때 상당히 높은 수준으로 나타났다.

영어초록

The vertical soil pressure developed in the granular layer of asphalt pavement system is influenced by various factors, including the wheel load magnitude, the loading speed, and asphalt pavement temperature. This research observed the distribution of vertical soil pressure in pavement supporting layer by investigating measured data from soil pressure gage in the KHC Test Road. The existing specification of subbase and subgrade compaction was also evaluated with measured vertical pressure. The finite element analysis was conducted to verify the accuracy of results with measured data because it can maximize research capacity without significant field test. The test data was collected from A5, A7, A14, and A15 test sections at August, September, and November 2004 and August 2005. Those test sections and test data were selected because they had best quality. The size of influence area was evaluated and the vertical pressure variation was investigated with respect to load level, load speed, and pavement temperature. The lower speed, higher load level, and higher pavement temperature increased the vertical pressure and reduced the area of influence. The finite element result showed the similar trend of vertical pressure variation in comparison with measured data. The specification of compaction quality for subbase and subgrade is higher than the level of vertical pressure measured with truck load so that it should be lurker investigated.

참고자료

· 없음