Development of Failure Criterion for Asphalt Concrete Pavement Based on AASHTO Design Guide

AASHTO 설계법을 이용한 아스팔트 콘크리트 포장체의 피로파괴준식 개발에 관한 연구

Failure criteria for asphalt concrete pavements are developed combining the AASHTO design equation and the multi-layered elastic theory. Thickness range including typical layer thicknesses of four-layer Korea highway structures are employed for pavement structure models. Total of 2430 pavement models with different layer thicknesses and moduli are analyzed. Models with crushed stone and asphalt stabilized base courses are equally included in the analysis. Number of load repetition and the maximum tensile strain at the bottom of asphalt layer are computed from the AASHTO design equation with terminal PSI=2.5 and multi-layered elastic computer program, SINELA, respectively. Failure criteria are developed through the regression analysis. From the analysis, failure criteria for the asphalt concrete pavements with 50% and 95% reliability levels are developed. It is found that the failure criterion of 95% reliability level gives similar results with existing fatigue failure criteria whose terminal performance condition is crack development when compared in a graphical form an equation to estimate failure criterion for a specific reliability level is also proposed.

본 연구에서는 국내 고속도로의 표준단면들을 포함한 포장구조 해석모델을 사용하여 아스팔트 콘크리트 포장체의 피로파괴 기준식을 개발하였다. 해석 대상 모델은 쇄석 및 아스팔트 안정처리 기층을 갖는 2430개의 4충 포장구조로 하였으며, 각 모델의 물성을 공용성 한계를 PSI=2.5로 한 AASHTO 설계식과 다층 탄성해석 프로그램인 SINELA에 적용, 포장체의 통과예상 교통량과 아스팔트 콘크리트층 하단에서의 최대 인장 변형률과의 관계를 회귀분석하였다. 분석 결과로부터, 신뢰도 50%와 95% 수준의 파괴기준식을 제안하였다. 타 연구결과와 비교한 결과 신뢰도 95% 수준의 파괴기준식은 균열의 발생을 공용성 한계로 보는 기존의 피로 파괴기준식과 같은 정도의 교통량을 추정하고 있음을 알 수 있었다. 또한 신뢰도 수준에 따른 파괴기준식을 신뢰도 50%, 수준의 파괴기준식으로부터 간접 추정할 수 있는 관계식을 제안하였다.