Abstract
Regulations limit the width of pavement to $3{\sim}3.5m$ meters due to consideration of design velocity, traffic volume, topography and limit the maximum width of the vehicle to 2.5 meters. The wheels of vehicle pass irregular route on a pavement, and the different positions of the wheel influence the behavior of pavement. For evaluation of asphalt concrete pavement behavior under various wheel positions, ABAQUS, a three-dimensional dynamic finite element program (3D-DFEM), is used. According to the offset distance of moving load, interior depth deflections of the flexible pavement behavior with various elastic moduli and thickness of pavement is analyzed numerically. Three-layered system with asphalt concrete, subbase and subgrade layers was used in this study. Totally 81 sections which represent thick, middle, thin thickness and high, medium, low elastic modulus were established. To evaluate the relations between wheel position and maximum deflection, maximum deflection reduction ratio is developed through the regression analysis. From the parameter study, it is found that maximum deflection reduction ratio is sensitive to elastic moduli and thickness of pavement. The proposed equation in this study is verified from Multi-Depth Deflectometer (MDD) test results.
최근 국내에서는 우리나라 실정에 맞는 포장설계법 개발의 필요성이 제기됨과 더불어 설계법 개발을 위한 기초 연구로써 시험도로가 건설되고 있다. 차선의 폭은 도로의 구조 및 시설기준에 관한 규칙에 의해 계획교통량, 설계속도, 도로의 중요성, 지형 등을 감안하여 $3.0{\sim}3.5m$로 정하고 있고 차량의 최대 폭은 2.3m로 제한하고 있다. 차량의 축하중은 차선 내에서 불규칙하게 이동하므로 각각 다른 차량하중의 위치는 포장구조체의 거동에 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 주행하중과 매설 계측기의 이격거리에 따른 포장구조체의 거동 변화를 분석하여 주행하중의 이격거리 영향을 분석하였다. 이를 위하여 국내에서 주로 사용되고 있는 아스팔트 콘크리트 포장구조체를 대상으로 3차원 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용한 수치해석으로부터 주행하중에 의해 발생되는 포장구조체 내부의 깊이별 최대처짐을 분석하였다. 해석단면은 아스팔트 안정처리 기층과 표층을 하나의 등가 아스팔트층으로 간주하고 보조기층과 노상으로 구성된 3층으로 구성하였으며, 각 층의 두께와 탄성계수를 상 중 하 3개의 수준으로 나누어 총 81개의 표준단면에 대하여 해석을 수행하였다. 수치해석의 결과를 이용하여 주행하중의 이격거리에 따른 깊이별 최대처짐의 감소율을 각각의 단면별로 분석하였다. 분석결과, 최대처짐 감소율은 층두께와 인접한 층의 탄성계수비의 영향을 받음을 알 수 있었으며, 이들 영향인자를 이용하여 회귀분석식을 제안하였다. 제안된 회귀분석식의 타당성을 검증하기 위하여 경기도 이천의 덕평폐도구간에서 현장시험을 실시하였다. 깊이별 처짐 측정장비인 MDD(Multi Depth Deflectometer) 를 매설하고 시험차량을 주행시켜 이격거리에 따른 깊이별 처짐을 측정하였다. 측정된 처짐과 본 연구에서 제안된 회귀분석식으로부터 얻은 처짐을 비교한 결과, 최대 평균제곱근 오차가 아스팔트층에서 7.82%로 본 연구 결과가 신뢰성이 있음을 알 수 있었다.