• 한국도로학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.63-76
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• 2007

본 연구에서는 콘크리트 포장에 덧씌우기를 하였을 때 다축차륜하중에 의한 응력분포특성을 분석하기 위하여 변환영역에서의 해석법을 개발하였다. 덧씌우기는 기존의 슬래브와 완전히 부착이 되었을 경우와 전혀 부착이 되지 않았을 때의 두 가지 극한 조건을 기준으로 분석을 하였다. 차륜하중은 복륜단축, 복륜복축, 복륜삼축 등 복륜다축하중을 고려하였으며 덧씌우기의 두께, 탄성계수, 포아송비 등이 응력분포에 미치는 영향을 분석하였다. 변환영역에서의 해석법을 이용하여 덧씌우기 포장을 분석하는 방법에 대하여 상세히 설명하였으며 해석결과의 정확성은 유한요소법을 이용한 해석결과와 비교하여 검증하였다. 해석을 수행한 결과 덧씌우기의 두께, 탄성계수, 포아송비의 증가는 기존 슬래브 하부의 최대인장응력을 감소시키며 감소 정도는 부착 덧씌우기가 비부착 덧씌우기에 비해 더 큰 것을 알 수 있었다. 또한 덧씌우기의 포아송비가 응력에 미치는 영향은 그리 크지 않은 것을 알 수 있었으며 부착과 비부착 덧씌우기 포장에서 덧씌우기의 두께 및 탄성계수의 증가에 따른 기존슬래브의 최대응력 감소특성도 분석하였다. 그리고 하중의 축수에 따른 부착과 비부착 덧씌우기 포장의 응력분포 및 최대응력특성도 분석하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.1-11
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• 2003

최근 국내에서는 국내 여건을 고려한 설계법을 개발함과 동시에 이미 공용중에 있는 도로 포장의 성능향상을 위한 $\ulcorner$한국형 포장 설계법 개발과 성능개선 연구$\lrcorner$가 진행되고 있다. 본 연구에서 개발된 $\ulcorner$하중변환 알고리듬을 적용한 줄눈콘크리트 포장 해석 프로그램$\lrcorner$은 이러한 연구의 세부분야인 콘크리트 포장 설계법 개발분야의 연구 결과로서 기본 프로그램 부분과 하중변환 부분으로 구분되어 구성되며, 기본 프로그램 부분에서는 판/쉘 요소, 스프링 요소 보 요소를 이용하여 줄눈 콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브, 하부층, 다웰바를 모사한다. 하중변환 부분에서는 기존의 연속체 요소에 대한 하중변환 알고리듬을 수정/적용하여 요소망에 제약을 받지 않고 다양한 하중 조건을 해석한다. 또한 프로그램은 하중변환 알고리듬을 적용하여 해석을 수행하는 등분포 하중 이외에, 집중하중. 온도하중, 자중 등을 고려할 수 있는 특징이 있다. 개발된 프로그램의 특성을 분석하기 위한 민감도 분석 결과 하중크기 및 위치와 콘크리트 슬래브의 두께가 포장의 거동에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 분석되었으며 이는 Westergaard 계산식, ILLISLAB과 유사한 결과이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.95-104
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• 2014

PURPOSES : The purpose of this study is to evaluate the degree of restraint (DOR) of longitudinal steel at continuously reinforced concrete pavement (CRCP) against environmental loadings. METHODS : To measure the longitudinal steel strain, 3-electrical resistance and self-temperature compensation gauges were installed to CRCP test section (thickness = 250mm, steel ratio = 0.7%) and continuously measured 10 min. intervals during 259 days. In order to properly analyze the steel strains first, temperature compensation process has been conducted. Secondly, measured steel strains were divided into 12 phases with different events such as before paving, during concrete hardening, and after first cracking, etc. RESULTS : Thermal strain rate (TSR) concept is defined as the linear strain variations with temperature changes and restraints rate of longitudinal steel against environmental loadings (especially thermal loading) with different cases is defined as degree of restraint(DOR). New concept of DOR could be indirect indicator of crack width behaviors of CRCP. CONCLUSIONS : Before paving, DOR of longitudinal steel is almost same at the coefficient of thermal expansion of steel ($12.44m/m/^{\circ}C$) because of no restraint boundary condition. After concrete pouring, DOR is gradually changed into -1 due to concrete stiffness developing with hydration. After first cracking at crack induced area, values of DOR are around -3~-5. The negative DOR stands for the crack width behavior instead of steel strain behavior. During winter season, DOR reached to -5.77 as the highest, but spring this values gradually reduced as -1.7 as the lowest. Based on this observation, we can presume crack width decreased over time within the time frame of this study. This finding is not consistent with the current theory on crack width variations over time, so further study is necessary to identify the causes of crack width reducing. One of the reasons could be related to concrete stress re-distribution and stress relaxation.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.151-161
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• 2009

본 연구는 장스팬 콘크리트 포장 슬래브가 환경하중을 받아 컬링 거동을 할 때의 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 먼저 장스팬 포장 슬래브의 유한요소해석 모델을 구성하여 컬링 시 응력분포 특성 및 슬래브 길이, 두께, 하부지지층 강성, 슬래브 단부 구속 등이 컬링 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 실제 시공된 장스팬 포장 슬래브를 이용하여 현장에서 환경하중에 의한 거동을 측정함으로써 컬링 거동 특성을 실험적으로도 분석하였다. 연구 결과, 장스팬 포장 슬래브는 단부에서 부터 슬래브 중앙을 따라 어느 정도 안쪽으로 들어오면 컬링에 의한 수직변위가 발생하지 않으며 응력은 이곳에서부터 일정하게 최대치를 보이게 된다. 장스팬 포장 슬래브의 길이 및 하부지지층의 강성은 최대 컬링 응력에 영향을 미치지 않았으며, 슬래브 단부의 구속은 컬링 응력이 단부까지 발생하게 하지만 최대 컬링 응력의 크기에는 거의 영향을 미치지 않았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.68-77
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• 2014

본 연구에서는 초박층 교면포장으로 폴리설파이드 에폭시 폴리머 콘크리트 포장을 선정하여, 에폭시 아스팔트 포장, SFRC 포장과의 비교 분석을 통해 폴리머 콘크리트 포장이 강바닥판의 피로응력범위에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 포장 재료 및 두께에 따라 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.729-737
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• 2013

콘크리트 포장의 환경하중은 온도하중과 수분하중으로 구분할 수 있으며, 이는 콘크리트 슬래브 내의 온도분포와 건조수축 및 크리프를 의미한다. 본 연구에서는 공항 콘크리트 포장의 역학적 설계에 필요한 환경하중을 산정할 수 있는 방법을 개발하였다. 먼저, 대상 지역과 설계 슬래브 두께를 결정한 후, 포장 온도 예측 프로그램을 사용하여 예측된 슬래브 깊이에 따른 콘크리트 온도분포를 등가선형 온도차이로 환산하였다. 기존 건조수축 예측 모형을 개선하여 지역별 상대습도를 고려하여 콘크리트의 건조수축을 예측한 후 부등건조수축 등가선형 온도차이로 환산하였다. 또한, 응력이완을 건조수축에 반영하였다. 결국, 온도에 의한 등가선형 온도차이와 수분에 의한 부등건조수축 등가선형 온도차이를 합하여 최종 환경하중인 총 등가선형 온도차이를 산정하였다. 적용 예를 보이기 위해 지역별 기상조건을 대표할만한 국내 민간공항 8곳 및 군공항 2곳의 환경하중을 본 연구에서 개발된 방법으로 계산하고 비교하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.99-110
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• 2007

A single slab concrete pavement has been modeled and analyzed by ABAQUS program. The stress and displacement of the JCP slab under traffic load with frictionless contact interaction between slab and base calculated by ABAQUS program have been compared with the results obtained by KENSLABS program. The results of the stresses of the two modeling show similar tendency and the difference of the two modeling is very small however the results of the displacement of the two modeling show some dissimilarity. In order to analyze the effects of material and geometric properties on the responses of slab, some varying parameters were chosen as input for the modeling. The changing parameters include the thickness and elastic modulus of the concrete slab, the thickness and elastic modulus of base and the elastic modulus of the subgrade. The contact interaction between the slab and base layer had been also studied and different friction coefficient 0, 2.5, 6.6, 7.5, 8.9 had been used to simulate the different friction interface condition. The results of the analysis showed that the responses of the concrete slab vary with the material and geometric properties of the pavement structure and the slab-base friction condition.

• 한국도로학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.19-25
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• 2018

PURPOSES : This purpose of this study is to analyze the effect to autogenous shrinkage of the top-layer material of a two-lift concrete pavement mixing both silica fume and polymer powder. METHODS : The bottom-layer of a two-lift concrete pavement was paved with original portland cement (OPC) with a 20~23 cm thickness. Additionally, the top-layer which is directly exposed to the environment and vehicles was paved with a high-performance concrete (HPC) with a 7~10 cm thickness. These types of pavements can achieve a long service life by reducing joint damage and increasing the abrasion and scaling resistance. In order to integrate the different bottom and top layer materials, autogenous shrinkage tests were performed in this study according to the mixing ratio of silica fume and polymer powder, which are the admixture of the top-layer material. RESULTS : Autogenous shrinkage decreased when polymer powder was used in the mix. Contrary to this, autogenous shrinkage tended to rise with increasing silica fume content. However, the effects were not significant when small amounts of polymer powder were used (3% and 11%). CONCLUSIONS : The durability and compressive strength increase when silica fume is used in the mix. The flexural strength considerably increases and autogenous shrinkage of concrete decreases when polymer powder is used in the mix. As seen from above, the proper use of these materials improves not only durability, but also autogenous shrinkage, leading to better shrinkage crack control in the concrete.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.71-80
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• 2010

지리학적 특성으로 국내는 계절 동토지역으로 겨울철에는 동상현상이 발생하고 봄철에는 지반이 해빙된다. 도로는 다양한 재료와 단면으로 구성된 구조물이기 때문에 환경성과 재료 물성뿐만 아니라 포장체 각 층의 구조적 적정성 또는 지지력을 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 현재 기존 동상방지층 설계법에 따르면, 동상방지층은 포장체의 구조적 적정성과는 무관하게 온도조건에 따른 동결깊이에 따라 일률적으로 결정되고 있다. 이러한 동결깊이를 포장구조설계에 적용함으로써 포장의 과다설계 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 노상층, 동상방지층, 보조기층의 역학적 실험을 실시하여 동상민감성을 판단하고 실규모 현장도로 모형축소 실험을 실시하였다. 동상민감성을 판단하기 위하여 토층별 온도, 동결팽창량, 부동수분 및 동결깊이를 측정하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.25-32
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• 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.