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다양한 하중 조건하에서 제주도의 특수한 지반 '숨골'을 고려한 지반의 안정성 검토 (Influence of 'Sumgol' in Jeju on Ground Stability under Various Loading Conditions)

  • 반호기;김동규
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.41-48
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    • 2022
  • 제주도는 지질학적 특성으로 인해 '숨골'이라는 특수한 형태의 지층이 존재한다. 숨골은 대량의 물이 막힘없이 지하로 침투하는 지질구조로서, 동굴과 달리 사람이 들어가지 못하는 곳으로 정의된다. 본 논문은 이러한 숨골이 존재하는 지역의 시추조사 결과를 바탕으로 공항 건설시 발생하는 다양한 하중에 대하여 지반의 안정성을 수치해석을 통하여 살펴보았다. 숨골의 영향범위를 지표에서 3m로 설정하여 수치해석을 수행한 결과 표층에 매립지가 존재하는 지역을 포함하여 모든 단면에서 허용 침하량 범위에 있었다. 또한 매립지가 존재하는 단면의 경우 실제 포장건설 시를 고려하여 수치해석을 수행한 결과 침하량은 매우 줄어드는 것을 알 수 있었다.

역학적이론과 경험에 근거한 실용적 연성포장 설계법 개발 (Evelopment of a Practical Mechanistic-Empirical design Procedure for Flexible Pavements)

  • 박동엽;김형배;;서영찬
    • 한국도로학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.1-13
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    • 2002
  • 현재 도로 설계는 기존의 경험적인 설계법에서 역학적인 설계법으로 바뀌고 있는 추세이다. 이러한 전환기에서 세계 많은 도로국들은 역학적-경험적인 도로 설계법을 개발하고 있고 혹은 이미 채택하여 적용하고 있다. 이에 실제 미국 미시간 도로국에서 나온 자료를 바탕으로 역학적-경험적 설계법을 개발하였다. 이 역학적-경험적 설계법의 연결 함수 (transfer function)로 사용될 소성 변형 예측 모델과 피로 균열 예측 모델도 함께 개발되었다. 여기서는 이 설계법을 개발하는데 사용된 자료와 예측 모델, 설계 알고리듬등이 소개된다. 이 설계법의 검증을 위해 기존의 경험적 설계법에 의한 설계와 새로 제시된 설계법에 의한 설계가 비교된다. 새로 설계된 설계법은 설계자 혹은 사용자가 도로 파손의 기준을 정량적으로 정함으로서 좀더 구체적으로 설계를 할 수가 있다.

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Performance of Constructed Facilities: Pavement Structural Evaluation of William P Hobby Airport in Houston, Texas

  • Kim, Sung-Hee;Jeong, Jin-Hoon;Kim, Nak-Seok
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.21-25
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    • 2009
  • 본 논문에서는 텍사스 휴스턴에 소재하는 William P Hobby공항의 아스팔트 덧씌우기 포장두께를 설계하기위한 재료 특성화와 구조평가 연구결과에 관한 최근의 사례결과를 나타내고 있다. Hobby 공항의 12R-30L 활주로는 포틀랜드시멘트 콘크리트 포장위에 두꺼운 아스팔트 덧씌우기 층으로 구성되어 있으며 최근 부분적인 표면 밀림 현상이 관측되었다. 아스팔트 혼합물 현장코아 시료를 사용하여 표면 밀림현상 원인을 분석하기 위하여 공기량, 아스팔트 함량 및 골재 입도 분석이 수행되었다. 미연방 항공우주국의 탄성층 해석 프로그램인 LEDFAA가 새로운 아스팔트 덧씌우기층의 포장구조 상태를 평가하기 위하여 사용되었다. 이를 위하여 두 가지의 포장구성 상태가 존재한다고 가정하였다. 즉 PCC 포장위에 아스팔트 콘크리트 덧씌우기층, 그리고 아스팔트 콘크리트 포장. 실험실 시험결과를 근거로 아스팔트 바인더 함유량에 대한 200번째 체 통과 골재비는 $1.1{\sim}2.2$이며 비율이 높을수록 혼합물은 연성을 보이는 것으로 나타났다. 따라서, 12R-30L 활주로의 표면밀림 현상은 과도한 세립골재 함유율로 인한 연성혼합물이 원인인 것으로 나타났다. 구조 평가결과에 의하면 아스팔트 포장으로 포장구조를 가정한 해석 결과는 PCC층에 비하여 좀 더 두꺼운 아스팔트 층일때 더 실질적인 구조적 수명을 나타내었다. 아스팔트층 하부의 PCC포장은 고급기층재료 역할을 수행하기 때문인 것으로 해석된다.

반강성 덧씌우기 포장의 기능적 및 구조적 성능 평가 (Evaluation of Functional and Structural Performance of Semi Rigid Overlay Pavements)

  • 박강용;이재준;권수안;정진훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권3D호
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    • pp.271-278
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    • 2010
  • 반강성 포장은 공극률이 큰 개립도 아스팔트 혼합물의 공극에 시멘트 페이스트를 침투시켜 아스팔트 포장의 연성과 콘크리트 포장의 강성을 동시에 이용하는 포장형식이다. 반강성 포장은 콘크리트 포장에 비해 평탄성이 좋고 주행에 의한 진동이나 소음을 저감할 수 있으며, 아스팔트 포장에 비해 소성변형이 적고 온도저감 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 반강성 덧씌우기 포장을 시험시공하여 반강성 포장의 온도저감 효과를 조사하였고 시편을 제작하여 옥외에서 온도 및 중량을 측정하여 반강성 포장의 온도저감 및 보수 효과를 확인하였다. 상용 3차원 유한요소해석 프로그램인 Abaqus 6.8로 반강성 포장과 아스팔트 포장을 구조해석하여 하중재하 위치에서의 수평 및 연직방향 응력과 변형률을 비교하고 다층탄성해석 프로그램 Bisar 3.0으로 검증하였다. 구조해석 결과를 바탕으로 피로균열을 예측하여 반강성 포장과 아스팔트 포장의 공용성을 비교하였다.

동결정액의 포장방법이 정액성상과 번식성적에 미치는 영향

  • 김인철;이장희;김현종;김종대;연성흠;정경용;손동수;박창식
    • 한국동물번식학회:학술대회논문집
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    • 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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    • pp.77-77
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    • 2001
  • 본 연구는 돼지 동결정액의 번식성적을 개선코자 기존의 maxi-straw와 cryogenic-vial을 이용하여 포장방법에 따른 동결방법과 융해방법별 정액성상 및 번식성적을 비교하였다. 동결방법은 두 가지 포장방법 모두 정액의 양(5$m\ell$)과 농도(5.0$\times$$10^{9}$/dose)가 동일한 조건으로 처리하였으며, LYE(Lactose egg york extender) 보존액으로 희석하여 액체질소 상단 15cm에서 20분간 동결하였다. 융해방법은 maxi-straw는 52$^{\circ}C$에서 45초간 cryogenic-vial은 52$^{\circ}C$에서 190초간 융해하여 $25^{\circ}C$로 가온 된 80$m\ell$ BTS (Beltsville thawing solution) 보존액과 혼합하였다. 정액성상검사는 정자자동분석기(SAIS : Sperm Analysis Image System, Korea)를 이용하였다. 총활력(TM : Total motility)과 정자의 빠르기(VCL : Curve linear velocity)는 maxi-straw가 54.3%와 46.6%로 cryogenic-vial의 35.6%와 36.6%보다 우수하였다(P<0.05). 정자의 직진성(STR : Straightness)과 NAR은 maxi-straw가 53.2%와 32.6%로 cryogenic-vial의 47.3%와 29.8%와 비슷한 경향을 나타내었다. 수태율과 분만율 및 총산자수는 maxi-straw가 77.3%, 68.2% 및 8.0두로 조사되어 cryogenic-vial포장방법의 66.7%, 61.9% 및 7.4두보다 다소 우수하였으나 통계적인 유의차는 인정되지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 cryogenic-vial방법이 새로운 돼지 동결정액 포장방법의 가능성을 나타낸다고 사료된다.

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연성포장의 노반재료로써의 EPS 지오폼의 시간의존적 변형 분석 (Analysis of Time-Dependent Deformation of Expanded Polystyrene (EPS) Geofoam as a Flexible Pavement Subgrade Material)

  • 박기철;바부 라마라즈;장용채
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.57-65
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    • 2010
  • 본 연구의 주된 목적은 반복적인 하중조건하에서 연성포장체의노반재료로써, EPS블럭의 시간의존적 변형을 연구하는데 있다. 반복하중 조건에서의 EPS블럭의 거동을 이해하기 위해서 본 연구에서는 실험적 방법 및 수치모형을 제시하였다. 이 수치모델링을 위해서 반복하중 조건하에서 관찰된 변형거동과 단위중량, 변형 그리고 적용된 하중과의 상관관계의 조사가 행해졌다. 실험결과는 핀들레이 이론과 반복하중 조건에서의 연구결과의 모델 분석등과 비교되었고, 보완된 핀들레이 모델과 본 연구에서 제시한 모델은 반복하중에서의 EPS블럭의 변형거동을 나타내는데 이용될 수 있는 것으로 기대된다.

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3차원 유한요소해석을 통한 연성포장의 층간접촉특성이 피로균열에 미치는 영향 평가 (Effect of Interface Conditions on Flexible Pavement Fatigue Cracking Using 3D Finite Element Analysis)

  • 조명환;김낙석
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.109-112
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    • 2007
  • To determine design or remaining life of flexible pavement, tensile strain at the bottom of asphalt concrete course and vertical strain on top of subgrade should be estimated. Various computer programs can be used for determining the strain at the critical position in pavement. However, these are conducted under the assumptions of full bonded or unbound state of layer interface conditions. This study compares the output of finite element analysis and multi-layer elastic analysis as vertical load was applied to the surface of flexible pavement. It is noted that the pavement performance is significantly affected depending upon the interface conditions.

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차량하중을 받는 지중연성관의 거동특성 (Behavior of Underground Flexible Pipes Subject to Vehicle Load)

  • 이대수;상현규;김경열
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.65-73
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    • 2002
  • 본 연구에서는 지중배전선로를 건설함에 있어 전력케이블용 보호관으로 사용되고 있는 PE파형관의 매설깊이별 작용압력-변형률 특성을 분석하기 위해 전산해석 및 실내 모형토조실험을 수행하였으며, 더불어 고전이론에 의한 해석과 비교 분석하여 지중연성관이 어느 매설깊이에서 안전하고 그 때의 거동특성이 어떤 양상을 보이는지 규명하였다. 실내 모형토조실험에 사용된 토조는 현장조건을 정확히 모사하기 위해 대규모로 제작(350$\times$220$\times$300cm)하였으며, 토조의 크기는 전산해석값을 이용하여 벽체에 의한 응력의 반발이 없도록 치수를 결정하였다. 가압장치로는 최대 25ton까지 압력을 가할 수 있는 Actuator시스템을 이용하였다. 각 해석방법에 적용된 매설형태는 A-1급 도로포장 아래 에 PE파형관이 묻히고, 임계하중으로 DB-24차량이 매설관 상단 중앙에 정차했을 때 관이 받는 작용압력-변형률 특성을 분석하였다. 해석결과, KS-C8455에 명시되어 있는 지중연성관의 허용변형률 기준인 3.5%에 만족하는 매설깊이는 약 40cm 이상인 것으로 판명되었고, 실내 모형토조실험 결과값에 대한 회귀분석을 통해 우리나라 지중배전선로의 현장조건에 잘 적용될 수 있는 지중연성관의 매설깊이에 따른 변형률 상관공식을 제안하였다.

동시포설 공법을 위한 택코트 재료의 기초 성능 평가 연구 (Basic Performance Evaluation of a Tack Coat Material for Use with a Spray Paver)

  • 조신행;김경남;;김낙석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제41권6호
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    • pp.737-744
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    • 2021
  • 최근 택코트 부착성능의 중요성이 높아지며 시공과정에서의 택코트 손실을 방지하기 위해 동시포설공법이 제안되고 있다. 동시포설공법은 아스팔트 페이버에 택코트 살포장치를 부착하여 택코트 살포와 동시에 아스팔트 혼합물을 포설하는 공법이다. 노후 콘크리트 포장의 아스팔트 덧씌우기 포장은 강성포장 위에 연성포장이 적용되기 때문에 이질적인 재료에 따른 부착성능의 확보가 더욱 중요하다. 이에 따라 동시포설공법으로 적용이 가능하고 이질적 재료에도 충분한 부착성능을 나타내는 택코트 재료가 필요하게 되었다. 본 연구는 동시포설공법을 위해 개발된 택코트 재료의 기초성능을 평가하기 위해 다양한 조건의 부착강도 실험을 수행하였다. 부착성능 평가결과 양생조건과 택코트 손실에 의해 부착성능에 차이가 발생함을 알 수 있었으며, 개발 재료는 동시포설공법과 동일한 시공조건 모사 실험에서 기존 재료 대비 인장접착강도 1.21배, 전단부착강도 1.99배 높은 부착성능을 나타내어 동시포설공법에 적용하기에 적합한 것으로 나타났다.

지오그리드로 보강된 투수성 연성포장 보조기층제 영구변형을 고려한 층두께 산정 비교 연구 (Evaluation of Geogrid-Reinforced Subbase Layer Thickness of Permeable Flexible Pavements based on Permanent Deformation Model)

  • 권혁민;오정호;한신인
    • 한국도로학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.69-75
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    • 2015
  • PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the effectiveness of a geogrid reinforced subbase of permeable flexible pavement structures with respect to permanent deformation. METHODS : Experimental trials employing a repeated triaxial load test scheme were conducted for both a geogrid reinforced subbase material and a control specimen to obtain the permanent deformation properties based on the VESYS model. Along with this, a finite element-based numerical analysis was conducted to predict pavement performance with respect to the rutting model incorporated into the analysis. RESULTSAND CONCLUSIONS : The results of the experimental study reveal that the geogrid reinforcement seems to be effective in mitigating permanent deformation of the subbase material. The permanent deformation was mostly achieved in the early stages of loading and then rapidly reached equilibrium as the number of load applications increased. The ultimate permanent deformation due to the geogrid reinforcement was about 1.5 times less than that of the control specimen. Numerical analysis showed that the permeable, flexible pavement structure with the geogrid reinforced subbase also exhibits less development of rutting throughout the service life. This reduction in rutting led to a 20% decrease in thickness of the subbase layer, which might be beneficial to reduce construction costs unless the structural adequacy is not ensured. In the near future, further verification must be conducted, both experimentally and numerically, to support these findings.