Development of Fatigue Model for Airfield Concrete Pavement

공항 콘크리트 포장의 피로모형 개발 연구

There are two methods in estimating the remaining life of in-service airfield concrete pavement. They are a method simply using the past accumulated traffic and a method using the theoretical mechanistic analysis. Since the former method is somewhat far from the actual condition, the latter method is widely used by most engineers and researchers. The most essential component of the latter method is the fatigue model of the concrete slab. A fatigue model for airfield concrete pavement is developed in this study by a series of fatigue tests using 30 concrete cylinder specimens obtained from a 10 year old in-service airfield concrete slab. Strengths for the stress ratio calculation were obtained from the split tensile test of the cores sliced. Fatigue test mode was repeated split tensile test. The R2 of developed fatigue model was 0.5. Specimens taken from another airport had been tested for validation of the model. The results showed a good fit to the model. It was also found that the fatigue life predicted from the model was a tittle greater when the stress ratio is greater than 80 percent than other fatigue models developed earlier in America.

공용중인 공항 콘크리트 포장의 잔존수명을 추정하는 방법은 크게 과거의 누적 교통량을 고려하는 방법, 이론적 해석을 통한 역학적 방법 등 두 가지로 구분할 수 있다. 단순히 과거의 누적교통량을 이용하는 방법은 노후포장의 잔존수명을 추정하기에는 현실과 많은 차이가 있기 때문에 최근들어 많은 연구자들은 역학적 해석에 의한 방법을 많이 채택하고 있다. 역학적 방법에서 피로식은 잔존수명산출의 핵심을 이루는 것으로서 그 역할은 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구는 국내 공항 콘크리트 포장의 피로식을 개발하기 위한 연구이다. 이를 위하여 재령이 10년된 공항을 선정하여 30개의 코어시료를 채취하여 피로시험을 실시하였다. 피로실험은 쪼갬인장 모드를 이용하여 수행하였으며 응력비 산정을 위한 기준 강도도 코어시료의 쪼갬인장 강도를 통해 얻었다. 본 연구에서 얻은 피로식의 상관계수값은 0.5였으며, 이 모델을 검증하기 위해 다른 공항에서 채취한 시료를 이용하여 실험을 수행하였으며 실험결과는 본 연구에서 제시된 피로식에 크게 벗어나지 않는 것을 확인하였다. 본 피로식을 기존의 외국 연구와 비교한 결과 응력비가 80%이상인 구간에서는 피로수명이 약간 큰 것으로 나타났다.