Abstract
Horizontal cracks at the mid-depth of concrete slabs were observed at a section of the continuously reinforced concrete pavement(CRCP) structures on the Korea Highway Corporation's Test Road. To investigate the existence and the extent of horizontal cracks in the concrete slab, a number of cores were taken from the section of CRCP. To identify the causes of horizontal cracks, numerical analyses were conducted. Several variables relative to design, material, and environment were considered in the studies to evaluate possible causes of horizontal cracking. A numerical model of CRCP was developed using the finite element discretization, and the shear and normal tensile stress distributions in CRCP were investigated with the model. Numerical analysis results show that the maximum shear and normal tensile stresses develop near the depth of steel bars at transverse cracks. If those maximum stresses reach the strength of concrete, horizontal cracks occur. The maximum stresses become higher as the environmental loads, coefficient of thermal expansion of concrete, and elastic modulus of concrete increase.
한국도로공사가 운영하고 있는 시험도로의 연속철근콘크리트 포장(CRCP) 구간에서 콘크리트 슬래브의 중간 깊이에서 수평방향으로 균열이 발생한 것을 발견하였다. 이러한 수평균열이 콘크리트 슬래브 내부에 어느 정도 존재하며 얼마나 진전되어 있는지를 조사하기 위하여 필요한 위치에서 코어를 채취하여 분석하였다. 또한 수평균열의 원인을 파악하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 설계, 재료, 환경과 관련된 여러 가지 변수에 대하여 연구하여 수평균열을 야기할 수 있는 가능한 원인을 분석하였다. 수치해석모형은 유한요소법을 이용하여 개발하였으며 연속철근콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브의 전단 및 수직 응력의 분포를 분석하였다. 수치해석 결과 최대 전단 및 수직인장 응력은 횡방향 균열의 위치에서 철근이 배근되어 있는 깊이에서 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이러한 최대 응력이 콘크리트의 강도에 다다르면 이러한 위치에서 수평균열이 발생하게 된다. 수평균열을 발생시키는 콘크리트의 최대응력은 환경하중, 콘크리트 열팽창계수, 콘크리트 탄성계수 등이 증가할수록 커지는 것을 알 수 있었다.
