• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제6권4호
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• pp.317-346
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• 2019

Performance assessment of pavements proves useful, in terms of handling the ride quality, controlling the travel time of vehicles and adequate maintenance of pavements. Roughness profiles provide a good measure of the deteriorating condition of the pavement. For the accurate estimates of pavement roughness from dynamic vehicle responses, vehicle parameters should be known accurately. Information on vehicle parameters is uncertain, due to the wear and tear over time. Hence, condition monitoring of pavement requires the identification of pavement roughness along with vehicle parameters. The present study proposes a scheme which estimates the roughness profile of the pavement with the use of accurate estimates of vehicle parameters computed in parallel. Pavement model used in this study is a two-layer Euler-Bernoulli beam resting on a nonlinear Pasternak foundation. The asphalt topping of the pavement in the top layer is modeled as viscoelastic, and the base course bottom layer is modeled as elastic. The viscoelastic response of the top layer is modeled with the help of the Burgers model. The vehicle model considered in this study is a half car model, fitted with accelerometers at specified points. The identification of the coupled system of vehicle-pavement interaction employs a coupled scheme of an unbiased minimum variance estimator and an optimization scheme. The partitioning of observed noisy quantities to be used in the two schemes is investigated in detail before the analysis. The unbiased minimum variance estimator (MVE) make use of a linear state-space formulation including roughness, to overcome the linearization difficulties as in conventional nonlinear filters. MVE gives estimates for the unknown input and fed into the optimization scheme to yield estimates of vehicle parameters. The issue of ill-posedness of the problem is dealt with by introducing a regularization equivalent term in the objective function, specifically where a large number of parameters are to be estimated. Effect of different objective functions is also studied. The outcome of this research is an overall measure of pavement condition.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.189-197
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• 2008

본 연구는 2003년도부터 2007년도까지의 고속도로 포장관리시스템 운영에 의한 포장상태 측정자료를 이용하여 고속도로 교량부 평탄성 불량 구간과 그 원인을 조사 분석하여 도로교량 구간 평탄성을 향상시킬 수 있도록 관리체계를 개선하고 교량평탄성 불량구간이 효과적으로 유지보수 될 수 있도록 하는데 중점을 두었다. 고속도로 포장유지관리 시스템으로부터 추출한 데이터 분석과 이에 대한 현장 검증 결과, 교량구간의 평탄성이 토공부에 비해 상당히 좋지 않은 것으로 분석되었다. 그 원인과 개선방안에 대해 살펴보면, 교량구간의 평탄성 불량 원인은 교면포장(접속부 포함)의 조기손상뿐만 아니라 뒷채움부 침하에 의한 접속부 포장의 단차가 주요 원인인 것으로 분석되었다. 이에 따라 교량구간은 현재 정기적으로 시행하고 있는 조사장비에 의한 포장상태 측정과 병행하여 뒷채움부 침하가 원인인 단차를 측정하여 교량구간의 평탄성 불량지점을 효과적으로 개선할 수 있도록 조사 및 평가체계를 수립하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.135-144
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• 2008

주행하는 차량이 도로포장에 가하는 동적 하중은 포장표면의 거칠기에 따라 그 크기가 변화하게 되며 설계하중보다 큰 하중이 재하 될 경우에는 포장의 공용성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 포장표면의 평탄성에 대한 지불규정을 시방에 적용하여 포장의 성능 및 품질향상을 도모하기 위한 기본연구로써 도로포장의 표면에 거칠기가 있을 때 주행차량에 의한 동적 하중 크기의 변화를 분석하였다. 먼저 평탄성이 좋지 않은 오래된 포장과 평탄성이 좋은 새로운 포장에서 구한 평탄성 데이터를 이용하여 구조해석을 수행함으로써 이러한 포장에서 차량이 주행할 때 동적 하중의 크기 변화를 비교 분석하였다. 그리고 차량속도와 표면 거칠기의 진폭 및 파장이 차량 동적 하중 크기에 미치는 영향을 가상의 평탄성 데이터를 구성하여 분석하였다. 이러한 표면 거칠기에 의한 동적 차량하중 크기의 증가는 포장의 응력 및 변형률에 영향을 미치며 궁극적으로 포장의 공용성과 연관되기 때문에 표면 거칠기와 포장의 공용성과의 관계를 유출하는 방법을 제시하였다

• 국제학술발표논문집
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• The 5th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.507-508
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• 2013

International Roughness Index (IRI) has been widely used by state DOTs to quantify pavement smoothness. When pavement condition falls below certain IRI thresholds, corresponding pavement maintenance treatments should be considered for application. Selection of appropriate IRI thresholds is essential to tactical allocation of limited resources to improve the conditions of states' roadway systems. This selection process is often challenging, however, because IRI thresholds are largely determined by Perceived Ride Quality (PRQ), and PRQ differs in each state. In this paper, a framework is proposed to address this problem. Passenger raters will be randomly selected from predetermined geographic locations, and their PRQ ratings collected. Taking this perceived ride data, along with other data collected, a statistical analysis will be conducted to establish the relationship between measured IRI values and PRQ. Appropriate IRI thresholds will then be determined. Once this framework is implemented, state DOTs could make informative maintenance decisions, which are expected to greatly enhance the public perception of pavement conditions in today's challenging economy.

• 한국도로학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1-8
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• 2014

PURPOSES : Analysis and design of asphalt concrete (AC) and continuously reinforced concrete (CRC) composite pavements. METHODS : In this study, the service life of the AC/CRC composite pavements was determined based on the probabilistic method in the mechanistic-empirical pavement design guide(MEPDG). Typical pavement design was provided with respect to heavy truck traffic volume of highways. RESULTS : The service life of the composite pavements based on IRI was shorter than that based on rutting at lower traffic volume, but this trend was switched at higher traffic volume. CONCLUSIONS : It is concluded that the main distress affecting the service life of the composite pavements was longitudinal roughness and rutting. Roughness became lower, but rut depth became greater as the stiffness of the CRC increased.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제18권1E호
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• pp.23-28
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• 2006

In this study, the general theory of fractality is discussed to provide a fundamental understanding of fractal geometry applied to heterogeneous material surfaces like pavement surface and rock surface. It is well known that many physical phenomena and systems are chaotic, random and that the features of roughness are found at a wide spectrum of length scales from the length of the sample to the atomic scales. Studying the mechanics of these physical phenomena, it is absolutely necessary to characterize such multi scaled rough surfaces and to know the structural property of such surfaces at all length scales relevant to the phenomenon. This study emphasizes the role of fractal geometry to characterize the roughness of various surfaces. Pavement roughness and rock surface roughness were examined to correlate their roughness property to fractality.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.131-140
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• 2001

무근 콘크리트 포장(JCP)과 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)간의 우열 논쟁은 추후의 공용성 비교를 위해 중부고속도로(1987년 개통)를 두가지 포장형식으로 절반씩 시공하기에 이르렀다. 개통후 13년이 경과한 현 시점에서 두 포장의 공용성을 직접 비교하는 것은 의미 있는 일이다. 본 연구는 두 포장을 비교하기 위한 기본적 연구로서, 우선 고속도로 기능의 핵심이 피는 평탄성(IRI)을 중부고속도로 전구간(상행선 주행차로)에 대해 자동포장상태조사장비(ARIA)를 이용하여 조사 분석하였다. 중부고속도로 평탄성을 포장 형태별(CRCP, JCP, 부분적 Asphalt)로 비교 분석한 결과, CRCP, JCP, Asphalt의 순서로 우수한 평탄성을 나타내었고, 교량 및 터널 접속부에서는 IRI(Internation Roughness Index)가 5이상으로서 개선의 여지를 가지고 있었다. '99년 한국도로공사에서 실시한 중부고속도로 포장표면 결함조사 자료와의 상관관계를 검토한 결과, JCP의 경우는 균열과 IRI가 서로 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 기타 파손들은 뚜렷한 관계를 나타내지 못하였다. 또한, 미국 LTPP(Long Term Pavement Performance) 자료중 JCP 구간인 GPS-3과 CRCP 구간인 GPS-5 자료를 바탕으로 평탄성 측면을 비교한 결과 중부고속도로가 선진국 콘크리트 포장에 뒤떨어지지 않음을 확인하였다. 토공부에서의 평탄성 저하 구간의 가장 큰 원인은 지하통로 및 배수로 통과 등이었으며, 지하통로가 있는 CRCP 및 JCP 구간을 비교한 결과, CRCP가 역시 좋은 평탄성을 보여주었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.167-174
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• 2009

본 논문에서는 아스팔트 콘크리트 포장의 표층 프로파일과 차량특성인 차량속도와 현가장치를 다르게 하여 트럭 시뮬레이션 프로그램을 통한 동적하중을 분석하였다. 다양한 포장 상태의 프로파일을 입력하여 동적하중을 분석하였으며 프로파일, 차량의 현가장치, 차량속도에 따른 동적하중 변화를 분석하였다. 포장 거칠기가 증가할수록 동적하중이 증가하였으며, 속도가 증가할 수 록 동일한 포장 거칠기 하에서 동적하중이 증가하였다. Walking beam 현가장치가 Air spring 현가장치에 비해 더 큰 동적하중을 보였다. 동적하중 공분산을 이용하여 포장파손 지수를 결정하였으며, 동적하중 공분산과 신뢰도, 아스팔트 혼합물의 파괴매개변수가 증가할 수록 포장파손지수도 증가하였다. 본 연구의 결과를 이용하여 차량속도와 표층 아스팔트 혼합물 파괴특성에 근거한 포장 평탄성 규정에 이용할 수 있으며, 아스팔트 콘크리트 포장 시공 후 포장 평탄성에 근거한 지불규정에 효과적으로 사용할 수 있다고 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.67-72
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• 2014

PURPOSES : This study focuses on conducting pavement rehabilitation for more deteriorated roads given a limited government budget. METHODS : Therefore, we apply a optimization programming model of the permutation algorithm used for rehabilitating more deteriorated pavement areas, which is subjected to the limited budget. RESULTS : The permutation algorithm was evaluated in terms of determining the maximized rehabilitation of deteriorated pavement areas, using the newly developed performance models such as fatigue cracking, rutting, international roughness index(IRI) through the surveying data from 2006 to 2012. When compared with a traditional model of the so-called worst-first sequence(WFS) method, the permutation algorithm worked better than the WFS method, resulting in covering more deteriorated pavement areas given the limited government budget. CONCLUSIONS : Through a case study, it could be concluded that the permutation algorithm provides more reliable results in terms of rehabilitating more deteriorated pavement areas given the limited budget.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.9-16
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• 2010

평탄성은 도로 공용성을 확보하기 위한 중요한 인자이며, 줄눈콘크리트 포장에서 수명에 큰 영향을 미친다. 포장의 공용성을 평가하는 요소로는 크게 기능성 평가, 안정성 평가 및 구조적 성능 평가가 있다. 기능성 평가 가운데 가장 대표적인 평탄성은 유지보수를 위한 중요한 기준으로 이용되고 있으나 체계적인 연구를 통해 포장 설계시에 적용하기 위한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 신뢰성 있는 평탄성 모델의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 국내 콘크리트포장의 노선별 총 연장 280.93km를 일정기준으로 나누어 238개의 섹션으로 선별하였다. 또한, 현재 국내 평탄성 모델에서 고려하고 있는 영향인자인 스폴링, 균열, 재령뿐만 아니라 동결지수, 연평균강수량, 기층조건, 교통량 등에 대한 검토가 이루어졌으며, 재령의 다양화를 위하여 추가적인 노선을 선별하여 평탄성에 영향을 미치는 인자들에 대한 분석이 이루어졌다. 분석결과는 스폴링(%), 균열(%), 재령(년), 기층이 평탄성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이를 통해 평탄성과의 상관관계를 분석한 결과 신뢰성 있는 평탄성 모델이 도출되었으며, 평탄성를 설명할 수 있는 비율은 68.8%로 나타나 통계적으로 유의한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장의 시험시공을 실시하여 초기 공용성을 평가하였으며, 이를 통하여 적정 강도, 저소음 및 적정 미끄럼저항을 확보함을 확인하였다.