Abstract
It is important to pay careful attention to the backfill construction for the structural integrity of concrete box culvert. To increase the structural integrity of culvert good compaction by the dynamic compaction roller with big capacity is as effective as good backfill materials. However structural distress of the culvert could be occurred due to the excessive earth pressure by great dynamic compaction load. In this study, two box culverts were constructed with change compaction materials and construction methods. Two type of on-site soils such as subbase and subgrade materials were used as backfill materials. In most case, dynamic compaction rollers with 11 to 12 ton weights were used and vibration frequency were applied from 2000 to 2500 rpm for the great compaction energy. Backfill compactions with good quality soils were carried out to examine the effect of cushions on dynamic lateral soil pressure. Expanded polystyrene (EPS) and rubber of tire were adapted as cushion materials and they are set on the culverts before backfill construction. This paper presents the main results on the characteristics of dynamic earth pressures. Test result indicates that the amounts of increased dynamic pressures are affected with backfill materials, depth of pressure cell, and compaction condition. The earth pressure during compaction can give harmful effect to box culvert because the value of dynamic earth pressure coefficient $(\DeltaK_{dyn}=\DeltaK\sigma_h\DeltaK\sigma_v)$ during compaction is greater than that of static condition. It was observed that cushion panels of EPS(t=10cm) and rubber(t=5cm) are effective to mitigate dynamic lateral pressure on the culverts.
콘크리트 구조물과 토공의 인접부인 구조물 뒷채움의 구조적 연속성을 위해서는 뒷채움 시공이 중요하다. 뒷채움부의 구조적 연속성을 증가시키기 위해서는 양질의 뒷채움재 사용과 대형 진동다짐장비에 의한 정밀다짐이 효과적이다. 그러나 정밀다짐시에 발생하는 과도한 토압에 의해 암거 구조물에 구조적 결함이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 다짐재와 다짐방법을 변화시키면서 2개소의 암거를 건설하였다. 뒷채움재로는 선택층재와 노상토재를 사용하였다. 뒷채움 다짐시에 큰 다짐에너지를 얻기 위하여 대부분의 경우 총중량 11~12톤의 다짐롤러를 2000rpm 에서 2400rpm의 주파수로 적용하였다. 노상토를 사용하여 뒷채움 시공을 하는 경우에는 충격완화재를 설치하여 동적 수평하중에 미치는 영향을 분석하였다. 충격완화재로는 EPS재와 타이어 칩을 사용한 패널들을 사용하였으며, 뒷채움 시공시에 이들 충격완화재를 암거의 외벽체에 부탁하였다. 본 논문에서는 콘크리트 암거의 뒷채움 시공시에 발생하는 동적지응력 특성을 기술하였다. 계측 결과, 다짐하중에 의한 수직토압과 수평토압의 크기는 다짐재료, 다짐 측정깊이 및 다짐방법에 의존하고 있었다. 뒷채움 다짐시에는 정적토압계수 보다 큰 동적토압계수$(\DeltaK_{dyn}=\DeltaK\sigma_h\DeltaK\sigma_v)$를 나타내고 있어 동적토압에 의해 암거에 유해한 영향을 줄 수 있다. 충격완화재 EPS(t=10cm)와 고무계(t=5cm)는 암거 벽체에 작용하는 동적 수평토압을 경감시키는데 효과적인 것을 알았다.