DOI QR코드

DOI QR Code

동상모형실험을 통한 아스팔트 포장체의 동결 및 처짐 특성

Freezing and Deflection Characteristics of Flexible Pavement Structure Using Frost Model Test

  • 신은철 (인천대학교 건설환경공학과) ;
  • 황순갑 (인천대학교 건설환경공학과, 지수건설(주)) ;
  • 박정준 (인천대학교 건설환경공학과)
  • 투고 : 2012.08.13
  • 심사 : 2012.09.14
  • 발행 : 2012.09.30

초록

본 논문에서는 $-20^{\circ}C{\sim}10^{\circ}C$의 온도 유지가 가능한 길이 3.2m, 폭 3.2m, 높이 2.4m의 대형 냉동고 내부에 길이 0.9m, 폭 0.9m, 높이 0.9m의 실험용 토조를 실제 도로 아스팔트 포장체의 형상과 유사하게 구성하여 실험 조건에 따른 시료 깊이별 온도변화, 동상 팽창압, 팽창량 등 도로의 동결 특성을 분석하였다. 또한, 소형충격재하 장치(LFWD)를 활용하여 동결 전과 융해 후 도로포장구조체의 동상방지층 유무에 따른 실험을 실시하여 아스팔트 포장체 표면의 처짐을 측정하였다. 즉, 도로포장 중앙부의 처짐비와 표층곡률지수비를 분석, 평가함으로써 도로동상방지층의 효용성 및 공용성을 규명하였다.

In this paper, the frost heaving and thawing characteristics of flexible pavement structure were evaluated in the large scale freezer which have a specification of temperature range $-20^{\circ}C{\sim}10^{\circ}C$ and $3.2m(L){\times}3.2m(B){\times}2.4m(H)$ in size. The insulated steel box with the size of $0.9m(L){\times}0.9m(B){\times}0.9m(H)$ was used to simulate actual pavement road structure. The variation of temperature, frost heave amount and frost heave pressure were measured through the instrument of TDS-602 data logger. LFWD (light falling weight deflectometer) was used to determine the change of deflection due to the frost heaving and thawing. Furthermore, the influence of aggregate layer to the freezing of the subgrade soil was studied to verify the function and effectiveness of the anti-freezing layer.

키워드

참고문헌

  1. 권기철 (2002), "노상토의 종류에 따른 동결.융해 특성", 한국도로포장공학회지, 제4권, 제1호, pp.33-39.
  2. 김영진, 강병희 (1998), "폐타이어를 이용한 지반동상방 지", 한국지반공학회지, 제14권, 제1호, pp.49-58.
  3. 남영국, 조규태, 진정훈 (2002), "도로포장의 동상방지층 실효성 검증을 위한 현장계측 및 실내시험 연구", 대한토목학회 논문집, 제22권, 제5D호, pp.913-921.
  4. 신은철, 박정준 (2003), "동결토의 동상팽창압 특성에 관한 실험적 연구", 한국지반공학회논문집, 제19권, 제2호, pp.65-74.
  5. 신은철, 류병현, 박정준 (2010), "실내동결시스템을 이용한 노상토의 동상 특성", 한국도로학회논문집, 제12권, 제2호, pp.71-79.
  6. 최준성, 김종민, 한진석, 김부일 (2009), "노상 및 보조기층의 소형충격재하시험 활용방안 연구", 한국도로학회논문집, 제11권, 제2호, pp.85-98.
  7. Akagawa, S. (1983), "Relation Between Frost Heave and Specimen Length", Shimizu Tech. Res. Bull., Vol.4, pp.1-7.
  8. Akagawa, S., Yamamoto, Y. and Hashimoto, S. (1985), "Frost Heave Characteristics and Scale Effect of Stationary Frost Heave", Proc. of 4th Inter. Symp. On Ground Freezing, pp. 137-143.
  9. De Bruin, P. W., Visser, A. T. and Jordan, G. J. (2002), "Modeling the Changes in Pavement Layers During Rehabilitation and the Effect of these Changes on the Structural Capacity", 15th ASCE Engineering Mechanics Conference, New York.
  10. Gilpin R. R. (1982), "A Frost Heave Interface Condition for Use in Numerical Modeling", Proc. of 4th Canadian permafrost Conf., The Roger J.E. Brown Memorial Volume.
  11. Goto, S. and Takahashi, Y. (1982), "Frost Heave Characteristics of Soil Under Extremely Low Frost Penetration Rate", Proc. of 3rd Inter. Symp. On Ground Freezing, pp.261-268.
  12. Konrad, J. M. and Mogenstern, N. R. (1982), "Prediction of Frost Heaving in the Laboratory During Transient Freezing", Canadan Geotech. J., Vol.19, pp.250-259. https://doi.org/10.1139/t82-032
  13. Miller, R. D., Baker, J. H. and Kolaian, J. H. (1960), "Particle size, Overburden Pressure, Pore Water Pressure and Freezing Temperature of Ice Lenses in Soil", Transactions International Congress Soil science, pp.122-128.
  14. Ohrai, T. (1986), Experimental Studies on the Effects of Ice and Unfrozen Water on the Compressive Strength of Frozen Soil, Ph.D. dissertation, Hokkaido University, Sapporo, Japan.
  15. Simonsen, E. and Isacsson, U. (1999), "Thaw Weakening of Pavement Structures in Cold Regions", Cold Regions Science and Technology, Vol.29, pp.135-151. https://doi.org/10.1016/S0165-232X(99)00020-8
  16. Takagi, S. (1980), "The Adsorption Force Theory of Frost Heaving", Cold Region Science Technology, Vol.3, pp.57-81. https://doi.org/10.1016/0165-232X(80)90007-5
  17. Takashi, H., Yamamoto, Y., Ohrai, T. and Masuda, M. (1978), "Effect of Penetration Rate of Freezing and Confining Stress on the Frost Heave Ratio of Soil", Proc. of 3rd Inter. Conf. On Permafrost, Vol.1, pp.737-742.

피인용 문헌

  1. Relationship between deformation moduli obtained using light falling weight deflectometer and static plate test on various types of soil vol.9, pp.4, 2014, https://doi.org/10.3846/bjrbe.2014.31
  2. The Frost Heaving Susceptibility Evaluation of Subgrade Soils Using Laboratory Freezing System vol.12, pp.2, 2013, https://doi.org/10.12814/jkgss.2013.12.2.013