초록
본 연구에서는 다단계 하중 Falling Weight Deflectometer를 사용하여 도로기초의 상태를 평가하는 방법을 제시하였다. 응력의존 재료모델을 포함한 동적 유한요소법을 활용하여 가상의 처짐과 응력/변형률 데이터베이스를 구축하였다. 이러한 가상의 데이터베이스를 바탕으로 표면처짐 및 보조기층 또는 노상의 중요한 위치에서 발생하는 응력/변형률과의 관계를 제시하였다. 미국의 LTPP와 노스캐롤라이나 주도로국에서 실시한 FWD 처짐값, 동적관입시험 결과, 그리고 반복하중 탄성계수시험을 활용하여 평가방법을 개발하였다. 특히 본 연구는 FWD 하중크기가 상태평가 방법에 미치는 영향에 대하여 연구의 초점을 맞추었다. 연구결과, 구조적으로 수정된 보조기층 손상지수와 보조기층 곡률지수가 각각 보조기층과 노상토의 강성도 특성을 예측할 수 있는 좋은 인자들로 판단되었다. 66.7kN 또는 그 보다 작은 하중은 예측의 정밀도를 높이는데 부족하였다. 도로기초의 비선형 거동에 대한 연구결과, 다단계 하중으로부터 발생하는 처짐비는 도로기초 재료의 종류와 상태를 판단할 수 있었다.
A condition evaluation procedure for the pavement foundations using multi-load level Falling Weight Deflectometer(FWD) deflections is presented in this paper. A dynamic finite element program incorporating a stress-dependent material model, was used to generate the synthetic deflection database. Based on this synthetic database, the relationships between surface deflections and critical responses, such as stresses and strains in base and subgrade layers, have been established. FWD deflection data, Dynamic Cone Penetrometer(UP) data, and repeated load resilient modulus testing results used in developing this procedure were collected from the Long Term Pavement Performance (LTPP) and North Carolina Department of Transportation (NCDOT) database. Research effort focused on investigation of the effect of the FWD load level on the condition evaluation procedures. The results indicate that the proposed procedure can estimate the pavement foundation conditions. It is also found that structurally adjusted Base Damage Index (BDI) and Base Curvature Index (BCI) are good indicators for the prediction of stiffness characteristics of aggregate base and subgrade respectively. A FWD test with a load of 66.7 kN or less does not improve the accuracy of this procedure. Results from the study for the nonlinear behavior of a pavement foundations indicate that the deflection ratio obtained from multi-load level deflections can predict the type and quality of the pavement foundation materials.