A Study on the Axle Load Limits of Asphalt Concrete Pavements

아스팔트 콘크리트 포장구조체의 제한교통하중에 관한 연구

A procedure to determine the axle load limits of asphalt concrete pavements are proposed in this study. Axle load limits are determined by calculating maximum tensile strains at the bottom of the asphalt stabilized base layer and maximum vertical strains at the top of the subgrade. In order to investigate the efficiency of axle configuration, calculated influence line of wheel load on domestic expressway pavement system is used. Limiting strains are selected through the analysis of conventional failure criteria. From the analysis of axle load limits about axle composition(single-axle, tandem-axle, tridem-axle), it is found that the axle load limits of tandem-axle and tridem-axle can be calculated by muitipling the axle load limits of single-axle by axle numbers and that axle load limits are closely related to the thickness of each layer of pavement structure. It is also found that the axle load limits by tensile strains are more critical than those by vertical strains on asphalt concrete pavement models of YOUNG-DONG, KYONG-IN and KYONG-BU expressways.

본 연구에서는 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 제한교통하중 산정과정을 제안하였다. 제한교통하중은 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 파괴기준이 되는 노상상단의 연직변형율과 아스팔트 안정처리 기층 최하단에서의 인장변형용을 포장구조체 모델에 따른 바퀴의 영향선을 고려하여 산정한 후 포장 구조체의 변형율과 축하중과의 관계에 설계한계치를 적용하여 산정한다. 본 연구에서는 우리나라 고속도로중 경부선, 경인선, 영동선 확장구간 모델의 제한교통하중을 산정하기 위하여 바퀴의 영향선을 고려하여 변형율을 산정하였다. 제한교통하중의 기준은 세계 여러 관계기관에서 제안한 파괴기준식으로부터 설계한계치를 산정하여 이용하였다. 축구성(단축, 탄뎀축, 트라이뎀축)에 따른 제한교통하중을 분석한 결과 제한교통하중은 포장구조체의 두께와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 또한 탄뎀축과 트라이뎀축의 제한교통하중은 단축의 제한교통하중에 축 수를 곱하여 구한 값과 유사함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 제한교통하중을 단축기준의 제한교통하중으로 제안하였다. 단축기준의 제한교통하중은 우리나라 고속도로중 경부선, 경인선, 영동선 확장구간을 대상으로 해석한 결과, 인장변형율에 의한 제한교통하중이 연직변형율에 의한 제한교통하중보다 포장구조체에 미치는 영향이 더 큼을 알 수 있었다.