도로 주행 시 차량의 제동거리 확보와 곡선부 주행 안전성은 도로 설계에서 중요한 요소이며, 강우로 인해 형성되는 수 막은 타이어와 노면 간 마찰력을 저하시켜 제동거리를 증가시키고 주행 안전성을 저해하는 요인으로 작용한다. 기존 도 로 설계에서는 습윤 상태에서의 마찰계수를 기준으로 하지만, 측정 방식마다 수막두께 기준이 상이하여 적용에 한계가 있다. 본 연구에서는 RRL 및 Gallaway 수막두께 예측 모델을 활용하여 다양한 도로 및 기상 조건에서의 수막두께를 예 측하고, 실측 실험을 통해 신뢰도가 높은 모델을 선정한 후, Gallaway의 마찰계수 예측식을 적용하여 강우강도, 배수 거 리, 포장 경사, 노면 조직 깊이, 타이어 트레드 깊이에 따른 마찰계수 변화를 분석하였다. 연구 결과, 강우강도가 증가하 고 배수 거리가 길어질수록 수막두께가 증가하면서 마찰계수가 감소하는 경향을 보였으며, 반대로 포장 경사와 노면 조 직 깊이가 증가할 경우 배수 성능이 향상되어 수막두께가 얇아지고 마찰계수가 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 마찰 계수 변화는 도로 안전성에 직접적인 영향을 미쳐, 강우가 심한 조건에서는 제동거리가 길어지고 곡선부에서는 더 큰 반 경이 필요해지는 것으로 분석되었다. 특히 설계속도가 높은 구간이나 수막두께가 깊이 형성되는 구간, 타이어 트레드 깊 이가 얕은 경우 현행 도로 설계 기준이 요구하는 정지 시거를 충족하지 못하는 사례가 발생하였으며, 곡선부에서도 동일 한 문제점이 확인되었다. 결과적으로 강우 조건을 반영한 도로 설계 기준의 보완이 필요하며, 배수 성능을 강화하고 마 찰력 저하를 방지할 수 있는 포장 기법을 적용하는 것이 요구된다. 또한, 강우 시 주행 안전성을 확보하기 위해 동적 속 도 제한 시스템 도입 및 유지관리 체계를 강화하고, 강우 조건을 고려한 정지 시거 및 곡선 반경 설계 기준을 마련함으 로써 도로 안전성을 향상시킬 필요가 있다.

PURPOSES : The purpose of this study is to verify the effects of fiber grid reinforcement on the thickness reduction of asphalt pavement. Test sections were constructed on the national highway to evaluate the structural capacity of asphalt pavement with the reinforced fiber grid and normal asphalt pavement. METHODS: Falling Weight Deflectometer (FWD) tests were performed to measure the structural capacity of test sections. The loads of the FWD test are 4.1 ton, 8.0 ton, 10.0 ton, and loaded twice, respectively. The test sections consist of a reference asphalt pavement section, an asphalt pavement section reduced with a 5-cm base layer thickness, and a fiber grid reinforced asphalt pavement section reduced with a 5-cm base layer thickness. In addition, strain data was collected using strain gauges installed in the test sections. RESULTS: The results of the FWD tests showed that the deflections of the pavement section reinforced with the fiber grid was reduced by about 14% compared with that of the reference asphalt pavement section. The strain at the bottom of the asphalt surface layer of the pavement section reduced to a 5-cm base thickness and reinforced with a fiber grid was similar to that at the bottom of the asphalt layer of the reference asphalt pavement. CONCLUSIONS : The results of the FWD and strain tests showed the possibility of the pavement thickness reduction by reinforcement with a fiber grid.

본 연구는 장수명 아스팔트 포장 공법개발 연구의 일환으로 포장수명을 40년이상 지속시킬 수 있는 단면설계를 수행하였다. 본 연구의 목적은 포장체의 장수명화를 위하여 효과적이고 간편하게 포장체의 각층 단면두께 및 탄성계수를 결정하는 절차를 제시함에 있다. 포장체의 유한요소 해석을 통하여 장수명 아스팔트포장의 가상데이터베이스를 구축하였다. 이 가상데이터베이스는 포장체 각 층의 두께, 탄성계수 및 포장체 내의 처짐, 응력 및 변형률을 포함하고있다. 구축된 데이터베이스를 이용하여 포장의 장수명에 필요한 한계변형률을 만족하는 포장의 단면을 제시하였다. 연구결과, 총 아스팔트층의 두께가 410mm보다 큰 경우에는 포장층의 각층의 두께나 재료의 특성과 관계없이 항상 장수명 아스팔트 포장으로 간주할 수 있으나, 250mm보다 작을 경우에는 장수명 아스팔트 포장에서 제외되었다. 총 아스팔트층의 두께가 250mm보다 크고 410mm보다 작은 경우에는 장수명 아스팔트 포장 조건에 만족하기 위한 포장층 두께와 탄성계수값을 결정할 수 있는 절차를 제시하였다.

본 연구에서는 아스팔트 포장에서 소성변형과 균열에 대한 저항성, 그리고 경제성효과를 만족시킬 수 있는 최적 단면을 구하고자 하였다. 국내 아스팔트 포장재료의 물성치와 현행 국내설계적용 상대강도계수로 부터 구한 탄성계수의 2종류 물성요인을 입력변수로 하여 다층탄성이론에 의한 구조해석과 유한요소해석을 실시하여 아스팔트층의 하단인장변형률과 노상압축변형률에 대한 저항성 효과를 분석하였고. 점탄성해석에 의한 소성변형 예측과 경제성 분석을 통해 아스팔트 포장단면설계의 개선방안을 제시하였다. 점탄성 구조해석결과, 표층의 두께는 다층탄성해석과 마찬가지로 표층의 두께는 최소두께인 5cm일 때 소성변형에 대한 저항성이 큰 단면으로 나타났으며, 기층의 두께는 SN치가 감소함에 따라 다층탄성 구조해석시보다 기층두께감소가 커지는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 아스팔트포장의 내구성, 소성변형, 경제성을 만족하는 단면을 찾기위해 상대지수개념을 도입하였으며 상대지수분석을 통하여 보조기층의 두께에 대한 아스팔트층의 적정단면비가 1.0~2.5임을 제시하였다.

본 연구에서는 아스팔트 포장에서 소성변형과 균열에 대한 저항성, 그리고 경제성효과를 만족시킬 수 있는 최적 단면을 구하고자 하였다. 국내 아스팔트 포장재료의 물성치와 현행 국내설계적용 상대강도계수로 부터 구한 탄성계수의 2종류 물성요인을 입력변수로 하여 다층탄성이론에 의한 구조해석과 유한요소해석을 실시하여 아스팔트층의 하단인장변형률과 노상압축변형률에 대한 저항성 효과를 분석하였고. 점탄성해석에 의한 소성변형 예측과 경제성 분석을 통해 아스팔트 포장단면설계의 개선방안을 제시하였다. 점탄성 구조해석결과, 표층의 두께는 다층탄성해석과 마찬가지로 표층의 두께는 최소두께인 5cm일 때 소성변형에 대한 저항성이 큰 단면으로 나타났으며, 기층의 두께는 SN치가 감소함에 따라 다층탄성 구조해석시보다 기층두께감소가 커지는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 아스팔트포장의 내구성, 소성변형, 경제성을 만족하는 단면을 찾기위해 상대지수개념을 도입하였으며 상대지수분석을 통하여 보조기층의 두께에 대한 아스팔트층의 적정단면비가 1.0~2.5임을 제시하였다.