• 대한토목학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.87-99
• /
• 1993

본 연구에서는 비파괴 시험장비인 FWD를 사용하여 아스팔트 콘크리트 포장체 각 층의 탄성계수를 추정할 때 고려하여야 하는 가상암반층의 깊이를 FWD의 충격지속시간과 충격하중에 의한 포장체내의 압축과 속도로부터 산정할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 또한 FWD 시험자료를 입력치로하여 포장체 각 층의 탄성계수를 추정하는 전산 프로그램인 MFPD에 본연구에서 제시한 알고리즘을 적용 보완하였다. 보완된 MFPD의 탄성계수 추정결과에 대한 타당성을 살피기 위하여 FWD를 제작하여 현장시험을 실시하였으며 아울러 검증시험을 병행 실시하였다. 검증시험으로는 FWD 시험위치에서의 평판재하시험, 채취시료의 실내시험(마샬안정도시험, 압축시험), 표면파시험을 실시하였다. 이들 시험성과를 비교분석한 결과 가상암반층을 고려할 수 있도록 보완한 MFPD의 역산결과가 충분히 신뢰성 있음을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.75-85
• /
• 2006

포장하부구조의 지지력을 평가하기 위해 많이 사용되는 방법은 평판재하시험(Plate Bearing Test) 현장 CBR시험(California Bearing Ratio Test) 등이 있으나, 시험을 수행하는데 있어 많은 인력과 시간이 소비되는 단점이 있어, 많은 연구자들은 현장에서 포장하부구조의 강성을 측정할 수 있는 간편한 방법으로 동적 콘 관입시험(Dynamic Cone Penetrometer Test)을 제안하였다. 이에 본 연구에서는 DCP의 현장적용성을 평가하기 위해, 총 4개 현장의 노상층과 보조기층에서 DCP, 평판재하시험, 현장CBR시험, FWD시험을 동시에 수행하여 그 결과를 상호 비교 분석하였다. 그 결과 DCPI, $M{FWD},\;PBT\underline{\;}K_{30}$은 서로 일정한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났으나, CBR은 다른 결과 값들과 비교한 결과 상관관계가 매우 낮은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이 결과로부터 $DCPI-M_{FWD},\;DCPI-PBT\underline{\;}K_{30}$ 관계식을 다음과 같이 제안하였다. $$M_{FWD}=993.10\Big(\frac{1}{DCPI}\Big)+33.95\;R^2=0.774$ $$M_{FWD}=3.7533K_{30}+23.085\;R^2=0.69$$

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권2D호
• /
• pp.227-234
• /
• 2008

국내의 경우 도로포장설계시 외국의 설계법을 단순히 도입하여 사용하고 있지만 건설재료, 기후 및 교통조건 등이 외국과 상이하기 때문에 근본적인 제한성이 있다. 특히, 국내 포장구조해석에서 아스팔트층 거동특성만을 중요시하는 해석은 포장구조체가 각 층의 영향을 받는 종합적인 거동특성을 보인다는 포장구조체 시스템적인 특성을 고려한다면 많은 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 도로포장 설계시 합리적이고 경제적인 설계를 할 수 있도록 포장구조체의 해석시스템을 구축하여야 한다. 본 연구에서는 포장하부의 다층구조로서의 역학적 거동을 정확히 해석하기 위하여 비파괴 시험장비인 FWD(Falling Weight Deflectometer) 를 이용하여 층 재료 자체의 성질을 대변하는 모델 중 포장하부를 구성하는 재료에 대한 비선형 탄성모델의 적용성을 검토하고, 복잡한 실험을 통해 얻게되는 비선형탄성모델의 구성인자인 재료상수를 FWD 시험자료로부터 직접 추정하는 체계를 제안하였다. 먼저, FWD 시험의 비선형성을 고찰하고, 실내 $M_R$ 시험을 통해 결정되는 재료상수를 현장에서 수집된 FWD 자료로부터 추정하는 체계를 제안하였다. 제안된 체계로부터 추정된 재료상수는 실내시험을 통해 제안된 국내 보조기층의 재료상수 범위 내에 있음을 알 수 있었다. FWD 를 이용한 비선형모델 적용의 신뢰성을 검증하기 위하여 깊이별 처짐 측정장비인 MDD(Multi-Depth Deflectometer) 현장시험자료를 이용하였다. 검증결과, 본 연구에서 제안한 비선형탄성모델을 적용한 방법이 기존의 선형탄성모델보다 실제 MDD 실측값에 더 가까운 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
• /
• 한국도로학회 2000년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.9-13
• /
• 2000

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제11권3호
• /
• pp.124-130
• /
• 2003

Many structural evaluation procedures of road and airfield pavements use the Falling Weight Deflectometer (FWD) as a critical element of non-destructive deflection testing. FWD is a trailer mounted device that provides accurate data on pavement response to dynamic wheel loads. A dynamic load is generated by dropping a mass from a variable height onto a loading plate. The magnitude of the load and the pavement deflection are measured by a load celt and geophones. And database concerning pavement damage should be enhanced to analyze loss of thickness asphalt layer caused from the plastic deformation of pavement structure, such as cracking or rutting. The prototype FWD is developed, which consists of chassis system, hydraulic loading system, data acquisition and analysis system. This system subsequently merged to from automation management system and is then validated and updated to produce a working FWD which can actually be used in the field.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.73-80
• /
• 2017

PURPOSES : This paper presents a comparison study between dynamic and static analyses of falling weight deflectometer (FWD) testing, which is a test used for evaluating layered material stiffness. METHODS: In this study, a forward model, based on nonlinear subgrade models, was developed via finite element analysis using ABAQUS. The subgrade material coefficients from granular and fine-grained soils were used to represent strong and weak subgrade stiffnesses, respectively. Furthermore, the nonlinearity in the analysis of multi-load FWD deflection measured from intact PCC slab was investigated using the deflection data obtained in this study. This pavement has a 14-inch-thick PCC slab over fine-grained soil. RESULTS: From case studies related to the nonlinearity of FWD analysis measured from intact PCC slab, a nonlinear subgrade model-based comparison study between the static and dynamic analyses of nondestructive FWD tests was shown to be effectively performed; this was achieved by investigating the primary difference in pavement responses between the static and dynamic analyses as based on the nonlinearity of soil model as well as the multi-load FWD deflection. CONCLUSIONS : In conclusion, a comparison between dynamic and static FEM analyses was conducted, as based on the FEM analysis performed on various pavement structures, in order to investigate the significance of the differences in pavement responses between the static and dynamic analyses.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.153-160
• /
• 2009

본 연구에서는 국내 LTPP 구간에서 수행된 FWD 시험의 결과를 바탕으로 섬유보강, 폴리머 개질, 일반 아스팔트 포장의 구조적 성능을 비교 평가하였다. FWD 시험 결과, 표층 하단부의 인장변형량이 섬유보강 아스팔트는 29%, 폴리머 개질 아스팔트는 21% 저감되는 것을 확인하였다. 또한 FWD 처짐량을 역산하여 각 층의 탄성계수를 추정한 후 이를 바탕으로 AASHTO 설계방법, 구조적 해석 방법 및 생애주기비용분석을 통해 섬유보강 및 폴리머 개질 아스팔트 포장의 비용 효과를 분석하였다. 분석 결과, 섬유보강은 약 5cm, 폴리머 개질은 약 3cm의 아스팔트 층 두께 감소 효과를 보여주었다. 그러나 섬유보강 및 폴리머 개질 아스팔트의 고가격으로 인하여 전체 시공재료비는 일반 아스팔트 포장에 비해 상승하는 결과를 보여주었다. 생애주기비용 결과는 초기 공사비는 섬유보강 및 폴리머 개질 아스팔트 포장이 높지만, 유지관리비용 및 사용자비용은 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.149-155
• /
• 2008

최근 교통소통의 필수적인 수단으로 많은 도로가 건설 중에 있으며 기 시공된 도로 등은 차량의 통행과 기후 등의 여러 요인에 의해 내하력이 저하되고 있다. 본 연구에 적용된 지반의 흙의 종류와 소성지수 그리고 비중은 각각 SC, 12.2%, 2.66이였으며 최대건조단위중량, 최적함수비, 수정CBR은 각각 $1.895g/cm^2$ (수정다짐 D), 13.6%, 16.2%였다. 이러한 지반조건에서 동적콘관입시험의 관입지수로부터 추정한 CBR과 소형 FWD시험의 동적변형계수로부터 환산한 정적변형계수 사이에는 상관계수가 0.90으로 높은 상관성을 나타내었다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.25-32
• /
• 2012

현재 도로포장 설계법에 따르면, 동상방지층의 두께는 지역별 온도조건에 따라 결정되는 동결깊이에 의해 결정되며 동상방지층의 지지력은 설계에서 고려되지 않고 있다. 동상방지층을 도로포장체에서 구조층으로 고려할 경우에는 기존 도로포장층의 두께를 감소시킬 수 있으며 보다 경제적인 도로 포장단면을 구성할 수 있다. 본 연구에서는 동상방지층의 지지력을 평가하기 위한 통계적 모형을 개발하였다. 동상방지층의 구조적 역할을 규명하고 동상방지층 구조적 평가 모형 개발을 위하여 2m 이하 저성토부, 절토부 및 절성경계부 등을 구분하여 포장 하부층에서 Falling Weight Deflectormeter(FWD) 시험을 계절별로 수행하였다. 본 시험은 동방방지층의 유무에 따른 지지력 차이를 규명하기 위하여 동방방지층이 있는 구간과 없는 구간으로 구분하여 수행하였다. 본 시험결과, 동상방지층이 설치된 구간에서의 FWD 처짐량이 동상방지층 미설치 구간에 비해 0.4~82.6% 작게 측정되어 동상방지층이 포장체에서 지지력을 검증하였다. 다양한 FWD 처짐지수와 동상방지층 두께와의 상관관계를 조사한 결과, 보조기층 파손지수의 차이값(${\Delta}BDI$)과 동상방지층 두께와의 상관도가 가장 높았다. 본 논문에서는 ${\Delta}BDI$값을 선형혼합효과 모형에 적용하여 동상방지층을 구조적으로 평가할 수 있는 모형을 개발하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.261-271
• /
• 2003

본 연구에서는 다단계 하중 Falling Weight Deflectometer를 사용하여 도로기초의 상태를 평가하는 방법을 제시하였다. 응력의존 재료모델을 포함한 동적 유한요소법을 활용하여 가상의 처짐과 응력/변형률 데이터베이스를 구축하였다. 이러한 가상의 데이터베이스를 바탕으로 표면처짐 및 보조기층 또는 노상의 중요한 위치에서 발생하는 응력/변형률과의 관계를 제시하였다. 미국의 LTPP와 노스캐롤라이나 주도로국에서 실시한 FWD 처짐값, 동적관입시험 결과, 그리고 반복하중 탄성계수시험을 활용하여 평가방법을 개발하였다. 특히 본 연구는 FWD 하중크기가 상태평가 방법에 미치는 영향에 대하여 연구의 초점을 맞추었다. 연구결과, 구조적으로 수정된 보조기층 손상지수와 보조기층 곡률지수가 각각 보조기층과 노상토의 강성도 특성을 예측할 수 있는 좋은 인자들로 판단되었다. 66.7kN 또는 그 보다 작은 하중은 예측의 정밀도를 높이는데 부족하였다. 도로기초의 비선형 거동에 대한 연구결과, 다단계 하중으로부터 발생하는 처짐비는 도로기초 재료의 종류와 상태를 판단할 수 있었다.