PURPOSES : The purpose of this study is to evaluate the structural effects of subbase materials and surface layer thickness obtained from different sites. METHODS : Using a falling weight deflectometer, structural indexes such as SM(r), surface curvature index, base damage index, base curvature index, and AREA, were determined and compared with those of the control section. The back-elastic moduli for each layer were evaluated using the BALM program, and the tensile and compressive strains were analyzed using the KENLAYER program. The damage analysis was conducted to determine both the permanent deformation and fatigue cracking under repeated loading. RESULTS : Increasing the surface layer can improve the elastic moduli of the construction section and compensate for the inclusion of different percent finer within 5% in the subbase layer. CONCLUSIONS : The structural effect of adding 5% of 50 m/m aggregate can be compensated for by increasing the thickness of the surface layer.

A rapid urbanization has increased the portion of paved layer that results in the change of water circulation system. This change leads to frequent events of flooding, drought, and urban heat island. To resolve these issues, permeable pavement system based on Low Impact Development (LID) concept is being applied to international urban areas. Therefore it is necessary to establish a rational design procedure for the permeable pavement system that reflects our environmental conditions. iDue to inherent characteristics of permeable pavement system, water infiltrates thorough the layers so it may reduce the bearing capacity of sub-layers. In this study, an effort was made to investigate the effectiveness of geogrid reinforced crushed stone subbase layer based on field experimental program along with a limited numerical analysis. It reveals that geogrid reinforced sections improve the bearing capacity by close to 20%. In addition, a light weight deflectomenter (LWDT) appears to be promising for the compaction quality control of crushed stone subbase layer in order to construct qualified permeable pavement systems.

최근 급격한 도시화 및 산업화로 인한 불투수층의 증가로 물순환 체계가 파괴되고 그 결과 홍수피해해, 지하수고갈, 하천의 건천화 등의 문제가 발생하고 있다. 이 문제를 해결 하고자 저영향개발(low impact development, LID)개념을 도입한 투수성 포장체 및 설계에 대한 연구가 진행되고 있다. 투수성 포장 특 성상 우수의 유입이 예상되며 이에 따르는 포장체 하부층의 지지력 감소에 의한 구조적 건전성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 하부 보조기층의 지오그리드 보강 유무에 따른 구조적 안정성을 검토 현장 실험을 통해서 검증해 보고자 한다. 지오그리드 보강위치, 지오그리드 종류, 지오그리드 유무 에 대 한 각각 다른 시험 포장체 4개소를 시공하여 실험을 진행하였다. 보조기층은 일반 혼합골재 대신 투수성이 높은 쇄석을 사용하였고, 평판재하시험 ․ 동평판재하시험을 통 하여 쇄석보조기층 지오그리드 보강 효과를 검증하고자 한다.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the effectiveness of a geogrid reinforced subbase of permeable flexible pavement structures with respect to permanent deformation. METHODS : Experimental trials employing a repeated triaxial load test scheme were conducted for both a geogrid reinforced subbase material and a control specimen to obtain the permanent deformation properties based on the VESYS model. Along with this, a finite elementbased numerical analysis was conducted to predict pavement performance with respect to the rutting model incorporated into the analysis. RESULTS AND CONCLUSIONS: The results of the experimental study reveal that the geogrid reinforcement seems to be effective in mitigating permanent deformation of the subbase material. The permanent deformation was mostly achieved in the early stages of loading and then rapidly reached equilibrium as the number of load applications increased. The ultimate permanent deformation due to the geogrid reinforcement was about 1.5 times less than that of the control specimen. Numerical analysis showed that the permeable, flexible pavement structure with the geogrid reinforced subbase also exhibits less development of rutting throughout the service life. This reduction in rutting led to a 20% decrease in thickness of the subbase layer, which might be beneficial to reduce construction costs unless the structural adequacy is not ensured. In the near future, further verification must be conducted, both experimentally and numerically, to support these findings.

일반적으로 도로 포장체의 파손은 다양한 요소에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그 중 가장 주된 포장체 파손형태로서 영구변형(permanent deformation)과 피로균열(fatigue crack)을 들 수 있으며 이들은 포장체의 공용수명을 단축시키는 주요원인이 된다. 도로 포장체의 영구변형을 정확히 예측하는 것은 도로포장체의 내구성을 파악하여 이를 기반으로 포장을 설계하는 포장설계법의 수립에 있어 매우 중요하다. 포장하부구조의 재료거동은 본질적으로 전단강도(τmax)와 밀접한 연관성을 가지므로 포장하부구조 내 발생한 전단응력τ의 전단강도에 대한 발생비를 고려하여 영구변형 모델을 설정할 필요가 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 전단응력비 개념을 도입한 대형반복삼축압축시험을 통하여 도로하부 재료 중 국내에서 사용되는 대표적인 입상의 보조기층 재료에 대한 영구변형 특성을 알아보았으며 이를 기초로 영구변형 모델의 수립에 필요한 모델 매개변수를 시험을 통해 새롭게 제안하고자 하였다.

국내에서 일반적으로 보조기층재료로 사용되고 있는 보조기층 다짐재료의 역학적 특성을 반영한 실내 회복탄성계수는 역학적-경험적 포장설계법에서 적용하는 설계 인자이다. 따라서, 역학적-경험적 포장설계법의 보조기층 현장에서 실시하여야 하는 다짐관리는 다짐 후 측정된 현장 탄성계수가 설계에 적용된 실내 회복탄성계수를 만족하는지 여부를 확인하여야 할 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 기존 다짐관리 시험인 들밀도 시험과 평판재하시험(PBT)의 시험결과와 현장탄성계수와의 상관성을 분석하였고, 현장에서 탄성계수를 측정할 수 있는 소형 충격 재하시험(LFWD)을 통한 현장탄성계수와 실내 회복탄성계수와의 상관관계식과 시험간격을 제안하였다. 또한 제안된 상관관계를 이용하여 현장시험을 통한 보조기층의 다짐관리방안을 제안하였다.

콘크리트 슬래브는 온도 및 수분의 영향을 받아 체적이 변화된다. 이때 슬래브와 보조기층 간의 마찰저항이 슬래브 체적변화를 구속하여 인장응력이 발생되고 경우에 따라 균열이 유발되기도 한다. 따라서 연구자들은 Push-off 실험을 실시하여 슬래브와 보조기층간의 마찰특성을 파악하려고 노력해 왔다. 최근에는 마찰특성에 의한 콘크리트 포장의 거동을 유한요소법으로 해석하려는 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 국내 콘크리트 포장에 주로 사용되는 린콘크리트, 쇄석, 아스팔트 보조기층에 대하여 실시된 마찰실험 결과를 바탕으로 슬래브와 보조기층 간 마찰특성을 조사하였다. 비선형의 마찰저항과 변위의 관계를 이중선형화하는 에너지 방법이 제시되었다. 마찰실험을 3차원 유한요소 프로그램 ABAQUS로 모형화하였으며 해석결과를 실험결과와 비교하여 모형을 검증하였다. 비선형과 이중선형 마찰저항-변위 관계를 각각 입력값으로 사용하여 얻은 해석결과를 비교하여 에너지 방법으로 개발된 이중선형 모형의 타당성을 검증하였다. 일반적인 국내 콘크리트 포장을 ABAQUS와 EverFE로 모형화하고 해석결과를 비교하여 이중선형 모형의 적용성을 평가하였다.

현재, 포장시스템의 노상과 보조기층의 다짐관리는 들밀도 시험을 이용한 상대 다짐도와 평판재하시험이 널리 쓰이고 있다. 하지만, 이 두 시험법은 노상과 보조기층의 다짐관리를 평가하기엔 시간과 비용이 많이 소요되며 실측 값을 얻기에도 매우 어렵다. 이에 본 연구에서는 노상과 보조기층 시공 현장에서 다짐관리를 보다 빠르고, 적은 비용으로 측정 할 수 있는 소형충격재하시험들의 비교분석을 실시한 후, LFWD시험을 다짐평가장비로 제안하였다. 또한, 노상과 보조기층의 실내시험 및 현장 시험을 통하여 국내 도로 하부구조 재료 특성에 따른 ELFWD와 상대 다짐도, K30, 설계 MR 값과의 상관관계를 제안하였다.