PURPOSES: The purpose of this paper is showing that the state of pavement sublayers can be evaluated differently according to direction of FWD. METHODS: The concrete pavement slabs above subgrade without anything, subgrade with cavity, and box culvert were modeled by finite element method(FEM). The modeled pavements were analyzed by changing the direction of falling weight deflectometer(FWD). The deflection results obtained from FEM were used to calculate radius of relative stiffness and composite modulus of subgrade reaction using AREA method. Then, the analyzed results were compared to the results of the test performed at the Korea Expressway Corporation(KEC) test road. RESULTS : The composite modulus of subgrade reaction increased with subgrade elastic modulus, while radius of relative stiffness decreased. The pavement sections of pure earth showed the consistent results regardless of FWD direction. In case there was cavity, the radius of relative stiffness was larger and composite modulus of subgrade reaction was smaller when FWD was leaving the cavity than when approaching the cavity. This pattern became clear when the cavity got larger. In case of the section with box culvert, the pattern was opposite to the case of cavity. When the soil cover depth increased, the effect of box culvert got smaller. When the load was applied far from the cavity and box culvert, the effect was also declined. The test performed at the KEC test road showed identical results to those of finite element analysis. CONCLUSIONS : The direction of FWD should be considered in evaluation of the state of pavement sublayers because it can be evaluated differently even under identical condition.

PURPOSES : Compared to the criteria from advanced countries, Korea has conservative criteria for the buried depth of pipeline (about 30~70cm deeper) causing the waste of cost and time. Therefore, this research investigated the effect of various buried depths of pipeline on pavement performance in order to modify the criteria to be safe but economical. In addition, a recycled aggregate which is effective in economical and environmental aspect was evaluated to be used as a refilling material. METHODS : In this study, total 10 pilot sections which are composed with various combinations of pavement structure, buried depth of pipeline, and refilling material were constructed and the telecom cable was utilized as a buried pipeline. During construction, LFWD (Light Falling Weight Deflectometer) tests were conducted on each layer to measure the structural capacity of underlying layers. After the construction is completed, FWD (Falling Weight Deflectometer) tests and moving load tests were performed on top of the asphalt pavement surface. RESULTS : It was found from the LFWD and FWD test results that as the buried depth decrease, the deflections in subbase and surface layer were increased by 30% and 5~10%, respectively, but the deflection in base layer remained the same. In the moving load test, the longitudinal maximum strain was increased by 30% for 120mm of buried depth case and 5% for 100mm of buried depth case. Regarding the effect of refilling material, it was observed that the deflections in subbase and surface layer were 10% lager in recycled aggregate compared to the sand material. CONCLUSIONS : Based on the testing results, it was found that the change in buried depth and refiliing material would not significantly affect the pavement performance. However, it is noted that the final conclusion should be made based on an intensive structural analysis for the pavement under realistic conditions (i.e., repeated loading and environmental loading) along with the field test results.

PURPOSES: The existing method evaluating the existence of the hollows in concrete pavement does not consider the stiffness of pavement. In addition, the method uses unreasonable logic judging the hollow existence by the deflection caused by zero loading. In this study, the deflection of slab corner due to heavy weight deflectometer (HWD) was measured in concrete pavement sections where underground structures are located causing the hollows around them. METHODS: The modulus of subgrade reaction obtained by comparing the actual deflection of slab to the result of finite element analysis was calibrated into the composite modulus of subgrade reaction. The radius of relative stiffness was calculated, and the relationship between the ratio of HWD load to the radius of relative stiffness and the slab deflection was expressed as the curve of secondary degree. RESULTS: The trends of the model coefficients showing width and maximum value of the curve of secondary degree were analyzed by categorizing the pavement sections into three groups : hollows exist, additional investigation is necessary, and hollows do not exist. CONCLUSIONS: The results analyzed by the method developed in this study was compared to the results analyzed by existing method. The model developed in this study will be verified by analyzing the data obtained in other sections with different pavement structure and materials.

노상 및 보조기층 등 포장하부기초의 강성도 평가를 위해 공내재하시험이 효과적으로 사용될 수 있다. 현재 국내에서 포장하부기초 강성도의 평가를 위해 사용되는 가장 실용적인 방법은 평판재하시험 (PBT)과 CBR 시험을 들 수 있다. 그러나 이 방법들은 시험법 자체가 안고있는 불합리성과 결과치의 변화가 크다는 단점으로 인해 결과의 신뢰도가 떨어진다. 주 연구에서는 공내재하시험기를 사용한 포장하부기초 강성도의 평가방법과 시험절차의 개발 가능성을 검토하였다. 개발된 시험법의 평가를 위해 현장 평판재하시험 결과와 비교하였으며 이로부터 공내재하시험 재재하 탄성계수(ER)와 평판재하시험 (PBT) 수직지반 반력계수 k와의 유효한 상관도를 설정할 수 있었다.

도로포장의 하부층은 시공당시 엄격한 다짐관리를 통해 시공되지만, 시간이 경과함에 따라 교통하중과 환경하중에 의해 포장하부의 품질이 저하되며 이는 도로포장의 공용성에 영향을 미친다.(박주영 등, 2012). 또한, 최근 지구온난화에 따른 이상기후로 인해 겨울철 한파가 증가하는 추세이며(기상청, 2012), 이는 포장하부층의 지반 동상과 관련하여 동결융해가 반복됨에 따라 포장하부의 지지력이 저하되고 이에 따라 도로포장의 파손이 발생된다. 이러한 악조건 속에서 포장의 파손 빈도는 급증하는 추세이며, 이에 따라 국내에서는 도로의 유지보수 및 관리에 대한 중요성이 대두 있고, 따라서 포장하부의 상태를 체계적으로 관리하고 적절한 유지보수 시기를 결정함으로서 포장의 공용성을 향상시키는 것은 매우 중요하다.포장하부의 상태를 평가하는 기법으로는 FWD(Falling Weight Deflectometer)가 존재하는데, FWD는 포장체에 하중을 재하 하여 발생되는 처짐값을 여러개의 지점에서 측정하여 하중과 처짐값의 상호관계를 이용하여 포장하부 상태를 평가한다. 또한 측정된 값을 AASHTO의 AREA 방법을 사용하여 포장의 강성을 나타내는 상대강성반경과 지지력계수를 역산할 수 있다. 일반적으로 포장하부 상태평가 시 이동식 차량 FWD를 사용하는데 현재는 차량의 진행방향에 대해서만 포장하부 상태평가를 실시하고 있는 실정이다. 하지만 동일 지점을 차량 진행방향의 반대 방향으로 포장하부를 평가할 경우 동일 지점이라 하더라도 처짐값 측정기의 위치가 달라지고, 이에 따라 상대강성반경과 지지력계수의 차이가 FWD의 측정 방향에 따라 발생하게 된다. 하지만 FWD를 양방향으로 분석하는 기법은 없으며 방향에 따른 포장하부상태의 차이가 존재함에도 불구하고 이에 대한 명확한 지침이 또한 없는 상태이다. 따라서 본 논문에서는 FWD의 진행방향에 따른 포장하부 상태를 평가하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 하중에 따른 처짐값을 양방향에 대해 측정하였고, 측정된 값을 사용하여 방향에 따른 상대강성반경과 지지력계수의 차이를 분석하였다. 또한 포장하부의 지지력계수 변화에 따른 상대강성반경의 변화를 양방향에 대하여 분석하였고, 이어 포장하부에 공동을 모사하여 공동의 크기와 지지력계수의 변화에 따른 상대강성반경의 변화를 분석하였다.

도로포장의 하부층은 엄격한 다짐관리를 통해 시공되지만, 공용 기간이 경과함에 따라 포장하부의 품질이 저하되어 도로포장의 공용성에 영향을 미친다. 도로의 하부지반은 포장하부 재료 및 현장 여건 등에 따라 압밀침하가 발생하며, 도로포장의 구조 및 재료 등으로 인한 배수불량, 지하수위 상승 등으로 지지력이 저하되거나 공동이 발생한다(박주영 등, 2012). 또한, 최근 지구온난화에 따른 이상기후로 인해 겨울철 한파가 증가하는 추세에 있어(기상청, 2012), 포장하부층은 지반 동상과 관련하여 동결융해가 반복되며 매우 열악한 조건에 있다. 특히, 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브, 린 콘크리트 보조기층과 하부지반의 강성 차이로 인하여 공동 발생에 더욱 취약하고, 여기에 환경 및 교통하중이 재하되면 더욱 가속화되어 포장파손으로 이어지는 등 다양한 문제가 발생한다. 최근 국내에서는 신설도로의 건설 물량이 지속적으로 감소하고, 도로포장의 유지보수 예산은 매년 급증하고 있어 기존 도로포장을 효율적으로 유지관리해야 하는 필요성이 대두되고 있다. 국내의 경우, 포장유지관리시스템(PMS, Pavement Management System)을 도입하여 운영하고 있지만, 포장의 표면파손 정도에 따라 일부 기능적 상태평가만 이루어 지고 있는 실정이다(한국건설기술연구원, 2005). 국외에서는 포장하부의 상태를 평가하기 위해, 미국 AASHTO 93년도 설계지침과 ASTM STP 1375에서 FWD와 같은 포장구조진단기를 이용하여 하중재하시험을 실시하고 재하하중과 처짐량으로 평가하는 방법을 제시하였다. 하지만 이 방법은 포장의 강성이 슬래브 처짐에 영향을 미치는 중요한 요인임에도 고려하지 않는 문제점이 있으며, 온도구배 및 다웰바의 영향이 상대적으로 크고 포장파손에 취약한 슬래브 우각부에서 실시한 시험 결과를 사용하므로 보완이 필요하다 판단된다. 본 논문에서는 AASHTO와 ASTM에 제시된 기존 포장하부 평가기법을 보완하기 위해 미국 LTPP 구간의 현장시험 자료를 수집하였고, AASHTO의 AREA 방법을 사용하여 포장의 강성을 나타내는 상대강성반경 및 지지력 계수를 역산하였다. 또한, 슬래브의 우각부 대신 슬래브 중앙부 시험 결과를 사용하여 포장강성을 고려한 포장하부 상태 평가모형을 수립하였다. 슬래브 중앙부에서 실시한 현장시험을 유한요소방법으로 모사하여 포장하부 상태에 따른 포장강성을 현장시험 결과와 비교·분석하였고, 국내 공용중인 고속도로에서 실시한 현장시험 결과에 대해 포장강성을 고려한 포장하부 평가모형의 적용가능성을 검토하였다.