Variation of Moving Dynamic Vehicle Loads According to Surface Smoothness of Pavement Systems

도로포장 표면평탄성에 따른 주행차량의 동적 하중 변화 특성

The dynamic loads imposed by moving vehicles have variations in the magnitude due to the surface roughness of the pavement systems and the larger dynamic loads than the design loads may affect the pavement performance. This paper presents variations of the moving dynamic vehicle loads due to the pavement surface roughness. This study was performed as a basic study to apply the pay factor to the surface roughness for the improvement of pavement quality and performance. The profile data was obtained from the old and new pavements and the analysis was performed to investigate the dynamic loads when vehicles move on the pavements having those profiles. The artificial profiles were also developed to find the effects of the vehicle speed, wavelength and amplitude of the surface roughness on the dynamic vehicle loads. The increase in the load magnitude due to the surface roughness affects the stresses and strains of pavements and finally reduces the pavement life. The methodology to obtain the relationship between the surface roughness and the pavement performance was proposed in this study.

주행하는 차량이 도로포장에 가하는 동적 하중은 포장표면의 거칠기에 따라 그 크기가 변화하게 되며 설계하중보다 큰 하중이 재하 될 경우에는 포장의 공용성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 포장표면의 평탄성에 대한 지불규정을 시방에 적용하여 포장의 성능 및 품질향상을 도모하기 위한 기본연구로써 도로포장의 표면에 거칠기가 있을 때 주행차량에 의한 동적 하중 크기의 변화를 분석하였다. 먼저 평탄성이 좋지 않은 오래된 포장과 평탄성이 좋은 새로운 포장에서 구한 평탄성 데이터를 이용하여 구조해석을 수행함으로써 이러한 포장에서 차량이 주행할 때 동적 하중의 크기 변화를 비교 분석하였다. 그리고 차량속도와 표면 거칠기의 진폭 및 파장이 차량 동적 하중 크기에 미치는 영향을 가상의 평탄성 데이터를 구성하여 분석하였다. 이러한 표면 거칠기에 의한 동적 차량하중 크기의 증가는 포장의 응력 및 변형률에 영향을 미치며 궁극적으로 포장의 공용성과 연관되기 때문에 표면 거칠기와 포장의 공용성과의 관계를 유출하는 방법을 제시하였다