Abstract
An experimental/analytic study has been conducted to understand the adverse effects of low vehicle speed, high axle load and high tire pressure on the performance of asphalt pavements. Of 33 asphalt sections at KHC test road, two sections having different base layer thickness (180 mm versus 280 mm) are adopted for rollover tests. During the test, a standard three-axle dump truck maintains a steady state condition as moving along the wheel path of a passing lane, and lateral offsets and real travel speed are measured with a laser-based wandering system. Test results suggest that vehicle speed affects both longitudinal and transverse strains at the bottom of asphalt layer (290 mm and 390 mm below the surface), and even slightly influences the measured vertical stresses at the top of subbase and subgrade due to the dynamic effect of rolling vehicle. Since the anisotropic nature of asphalt-aggregate mixtures, the difference between longitudinal and transverse strains appears prominent throughout the measurements. As the thickness of asphalt pavement increases, the measured lateral strains become larger than its corresponding longitudinal strains. Over the limited testing conditions, it is concluded that higher axle weight and higher tire pressures induce more strains and vertical stresses, leading to a premature deterioration of pavements. Finally, a layered elastic analysis overestimates the maximum strains measured under the 1st axle load, while underestimating the maximum vertical stress in both pavement sections.
본 연구에서는 차량의 주행속도, 차축하중 그리고 타이어 압력변화에 따른 아스팔트 포장의 주요 응답 특성을 분석하고자 하였다. 시험도로 아스팔트 포장 중 기층의 두께가 서로 다른 A5(180mm)와 A8(280mm)단면을 선정하여 표준 3축 덤프트럭에 의한 아스팔트의 변형률과 수직응력의 변화를 계측하였다. 모든 주행시험은 각 포장 단면의 주행차로에서 진행되었으며 실제 주행속도와 이동경로는 레이저 원더링 시스템을 적용하여 실시간으로 관찰, 기록하였다. 아스팔트 포장의 변형률은 차량의 주행속도가 증가할수록 그 크기가 감소하는 일반적인 점탄성 거동을 보였다. 특히 수직응력은 차축하중 뿐만 아니라 주행속도에도 영향을 받는 것으로 보아 속도별 차량의 운동특성이 각 차축으로 전달되는 연직하중의 크기에 많은 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. 일반적으로 타이어 공기압이 증가하고 차축하중이 증가할수록 아스팔트 하부의 최대 인장변형률은 증가하였다. 두 아스팔트 포장 단면에서 다층탄성해석을 수행한 결과 변형률은 계측된 결과보다 크게 예측되었으며 수직응력은 수치해석결과가 계측결과보다 작게 평가되었다.
