Development of Fatigue Model for Asphalt Black Base by Accelerated Pavement Testing

포장가속시험을 이용한 아스팔트 안정처리층의 피로모형 개발

This thesis develops a fatigue model for the asphalt black base using the APT(Accelerated Pavement Testing) and analyzes the correlation of the APT analysis result with results of previous laboratory tests. For the APT testing, aggregate of the maximum grain size of 25mm(BB-3) was used as the material for the asphalt black base. The result of the APT revealed that the variable of the fatigue model, i.e. the maximum tensile stress on the bottom part of the pavement, increased as the number of loading increased while the modulus of elasticity for the pavement layer decreased gradually. The tensile strain was obtained from a strain gauge, and it was used to derive the values of $k_1=1.29{\times}10^{-6}$ and $k_2=3.02$ from the basic equation of the asphalt fatigue model, $N_f=k_1(\frac{1}{\epsilon})^{k_2}$. The fatigue life predicted from the asphalt fatigue model was greater than that obtained from laboratory experiments, given the same tensile strain. Additionally, a theory to estimate the remaining life of the pavement was developed using FWD, a non-destructive experiment.

본 논문에서는 포장가속시험기를 이용하여 아스팔트 안정처리층의 피로모형을 개발하여 기존의 실내실험결과와의 상관관계를 분석하였다. 아스팔트 안정처리층의 피로모형은 Miner(1945)의 누적파손(Cumulative Damage)가설을 적용하였다. 포장가속시험에 사용된 아스팔트 안정처리층은 골재최대입경 25mm(BB-3)의 재료를 사용하였다. 포장가속시험결과 피로모형의 변수인 포장하부의 최대인장응력은 하중재하회수가 증가할수록 증가하는 것을 알 수 있었으며 포장층의 탄성계수는 점차 작아지는 것을 알 수 있었다. 아스팔트 피로모형의 기본식 $N_f=k_1(\frac{1}{\epsilon})^{k_2}$에서 변형률계를 통하여 얻은 인장변형률을 통하여 $k_1=1.29{\times}10^{-6}$, $k_2=3.02$의 값을 도출하였으며, 같은 인장변형률에서의 피로수명은 실내실험을 통한 모형보다 크게 나타났다. 또한, 비파괴실험인 FWD를 이용하여 포장의 잔존수명을 추정하는 논리를 개발하였다.