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최근 도로포장 건설은 신설보다는 현재 공용중인 도로포장을 확장하거나 유지보수를 하는 추세이다. 이에 따라 유지보수공법을 적용한 도로포장체에 대한 정확한 지지력 및 공용성 평가가 향후 도로포장의 수명 예측 및 유지보수공법 적용에 매우 중요한 요소가 되고 있다. 본 논문의 목적은 주기적인 유지보수 에 따른 도로포장의 층별 구조적 지지력을 정확하게 평가하기 위한 소형시편 동탄성계수 시험결과와 FWD 비파괴 시험 결과와의 상관관계를 규명하고자 한다. 현장 아스팔트 혼합물의 역학적 물성을 측정하기 위하여 소형시편을 이용한 일축직접인장 시험법을 이 용하여 아스팔트 층별 동탄성계수를 측정하였다. 노스캐롤라이나 주의 6개구간에서 구간별 3~5개 층, 2 개 지점에서 코어하여 소형시편을 채취하였다<그림 1>. 채취한 시편들은 5, 20, 40도에서 25, 10, 5, 1, 0.5, 0.1 Hz 하중조건에서 동탄성계수 시험을 수행하여 동탄성계수 마스터커브를 결정하였다. 본 연구에서는 도로포장층 탄성계수를 역산하기 위하여 유한요소 해석 아스팔트 포장 구조해석 프로그 램을 엔진으로 유전자 알고리즘을 활용한 역산 프로그램을 이용하였다. 본 프로그램은 한국건설기술연구 원에서 개발된 프로그램으로 노스캐롤라이나의 현장 및 실내시험 결과에 적용하였다. 도로포장층 FWD 역산 탄성계수는 아스팔트층의 경우, 탄성계수 범위가 1.5~6GPa이며, 보조기층 탄성계수 범위는 150~850MPa이며 노상층 탄성계수 범위는 60~400MPa이다. 도로포장체의 구조적 지지력은 아스팔트층 의 탄성계수와 두께에 의하여 결정된다. 실내시험을 통하여 결정된 동탄성계수에 두께를 곱한 후 합산한 값을 전체 아스팔트층 두께로 나눈 탄성계수 (Normalized Dynamic Modulus) 산정한 후 FWD 역산탄성 계수와 비교하였다. 본 탄성계수를 사용할 경우 도로포장의 두께의 영향을 고려할 수 있으며 두께가 지지 력 산정에 반영될 수 있다. <그림 2>에 나타난 바와 같이 역산과 실측 탄성계수간의 R square값이 0.73 으로 상관도가 매우 높음을 알 수 있다. 향후에는 FWD 하중 적용시 발생하는 아스팔트 각 층의 주파수 를 산정하여 주파수별 동탄성계수와 FWD 역산 탄성계수간의 상관관계를 검토하고자 한다.
