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공항 콘크리트 포장 파손에 영향을 미치는 대표적인 인자는 환경하중과 교통하중이다. 최근의 포장 설 계는 기존 현장 실험을 바탕으로 한 경험적 설계 방법에서 환경하중과 교통하중에 의한 포장 거동을 해석하고 잔존 수명을 예측하는 역학적-경험적 설계 방법으로 전환되고 있다. 이전 연구에서는 공항 콘크리트 포장에 작용하는 온도하중과 수분하중의 서로 다른 환경하중 요소를 슬래브 상하부 간의 온도차이 하나로 합할 수 있는 방법을 제시하였다. 본 논문에서는 FAA에서 제공하는 FEAFAA 프로그램으로 그림 1(a)와 같이 이전 연구에서 개발된 온도와 습도에 의한 등가온도차이, 설계항공기 중 대형항공기에 해당 하는 DDT(Double Duals in Tandem) 기어형상, 포장구조, 재료물성 등의 인자에 따른 응력을 산출하였 다. FEAFAA에서는 결과값을 처리하는 포스트 프로세서를 지원하지 않으므로 그림 1(b)와 같이 Tecplot 사의 Tecplot 360 프로그램을 사용하여 최대인장응력 발생위치와 응력크기를 파악하였다.
본 논문에서는 국내외 공항 설계 시 사용되는 기준으로 입력 변수의 범위를 설정하였고, 작용하는 하중 (환경, 교통)별 입력 변수의 민감도분석을 실시하여 응력에 미치는 영향을 분석하였다. 환경하중의 경우 지역별 연평균 일교차와 연평균 상대습도가 반영된 등가온도차이를 사용하였으며, 교통하중의 경우 설계 항공기 중 대형항공기에 해당하는 DDT 기어형상을 적용하였다. 이러한 역학적 근거에 따라 국내의 공항 위치별 환경 특성 및 설계항공기 기어 특성이 고려된 응력회귀모형을 개발하였다. 또한 개발된 회귀모형에 인자를 대입하여 얻은 응력과 유한요소해석 프로그램에 인자를 입력하여 산출된 응력의 비교를 통해 회귀모형의 타당성을 검토하였다.
