Analysis of Concrete Flexural Strength and Surface Smoothness for Concrete Pavement Performance Based Payment Regulations

콘크리트 포장의 공용성 기반 지불규정 적용을 위한 콘크리트 휨강도 및 표면 평탄성에 관한 분석

  • 황성재 (경희대학교 대학원 토목공학과) ;
  • 김성민 (경희대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 이석근 (경희대학교 공과대학 토목공학과)
  • Published : 2009.12.15

Abstract

This study was conducted to investigate the effects of concrete flexural strength and surface smoothness, which were pay factors of concrete pavements, on pavement performance, and to develop the methodologies to determine the proper allowable ranges according to the magnitudes of those pay factors. The concrete flexural strength was analyzed using the AASHTO, power, and linear fatigue failure models, and the surface smoothness was analyzed for the roughness indices of PSI, IRI, and PrI using the AASHTO model. The analysis results showed that the allowable range of the flexural strength should be determined using the rate between the deficiency and strength, and the penalty should be linearly proportional to the strength deficiency rate because the linear relationship between the strength deficiency rate and the reduction in pavement life was observed. As the initial surface smoothness became better, the smoothness deficiency rate should be larger. The penalty due to the surface smoothness deficiency should also be linearly proportional to the smoothness deficiency rate.

본 연구는 콘크리트 포장의 지불규정 인자 중 콘크리트 휨강도와 표면 평탄성이 콘크리트 포장 공용성에 미치는 영향에 대하여 분석하고, 이러한 인자에 대한 지불규정을 적용할 때 인자의 크기에 따른 적절한 허용범위를 결정하는 근거를 마련하기 위하여 수행되었다. 콘크리트의 휨강도에 대하여 AASHTO, 지수형, 선형 피로파손 공식 등의 공용성 모델을 이용하여 분석을 수행하였으며, 콘크리트 포장의 표면 평탄성에 대해서는 PSI, IRI, PrI 등의 평탄성 지수와 AASHTO 피로파손 공식을 사용하여 분석을 수행하였다. 연구결과, 휨강도의 허용 기준은 휨강도 손실률(손실량/휨강도)을 기준으로 하여야 하며, 휨강도 손실률이 증가할수록 설계수명이 선형으로 감소하기 때문에 이에 적절하게 공사비를 차감 지급해야 하는 것을 알 수 있었다. 표면 평탄성은 초기 평탄성이 우수할수록 평탄성지수의 손실률을 크게 허용해야 하며, 휨강도와 같이 평탄성 지수 손실률과 포장 수명 감소가 선형으로 비례하므로 공사비 차등 적용도 이에 적절하게 하여야 한다는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 김국한, 이병덕, 최고일, 양성철 (2003).'평탄성 지수 IRI와 PrI의 상관관계 에 관한 연구'한국도로포장공학회논문집, 제5권, 제1호, pp. 11-18.
  2. 서봉교 (2009).' 콘크리트 도로 포장 품질 및 성능 향상을 위한 지불규정 개 발 기초 연구', 석사 학위 논문, 경희대학교.
  3. American Association of State Highway and transportation Officials (1993). AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, AASHTO.
  4. Highway Research Board (1962). 'The AASHO Road Test,' Special Report 61E, HRB, Washington, D.C.
  5. Huang, Y. H. (1993). Pavement Analysis and Design, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
  6. Kesler, C. E. (1953). 'Effect of speed of testing on flexural fatigue strength of plain concrete,' Proceedings of Highway Research Board, Vol. 32, No. 5, pp. 251- 258.
  7. Mindness, S., Young, J. F. and Darwin, D. (2003). Concrete, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey.
  8. Vesic, A. S. and Saxena, S. K. (1969). 'Analysis of structural behavior of AASHO Road test rigid pavements,' Highway Research Record, No. 291, HRB, pp. 156-158.
  9. Westergaard, H. M. (1925). 'Stresses in concrete pavements computed by theoretical analysis.' Public Roads, Vol. 7, pp. 25-35.