충격공진시험을 이용한 동결.융해에 따른 노상토의 탄성계수 평가

Evaluation of Freeze-Thaw Effect on the Modulus of Subgrade Soils from Impact Resonance Test

  • 투고 : 2010.05.07
  • 심사 : 2010.08.16
  • 발행 : 2010.09.15

초록

노상토의 동상 가능성이 없는 경우 동상방지층을 생략한다. 이러한 조건에서 노상토의 동결 융해가 발생하면, 동상이 없는 상태에서 탄성계수 변화를 수반하고, 포장설계에서 이를 합당하게 고려해야 한다. 동결 융해 과정의 연속적인 탄성계수 변화를 효과적으로 규명하고자 비파괴시험인 충격공진시험(IR, Impact Resonance)을 도입하였다. 동결 융해 과정에서 수분의 공급이 차단된 폐쇄형 동결조건에서 노상토의 탄성계수는 동결 융해 반복횟수에 무관하게 일정한 값으로 나타났다. 또한 시험에 적용한 모든 함수비 및 다짐도 조건에서 동결전의 탄성계수와 동결 융해 후의 탄성계수는 변화가 거의 없이 일정한 값으로 나타났다. 즉 폐쇄형 동결 융해 조건에서는 노상토의 융해 강성도 감소(thaw-weakening)가 발생하지 않았다. 동결시 탄성계수는 다짐도 및 함수비에 따라서 변화하였으나, 포장설계 관점에서는 무시 가능한 수준으로 나타났다.

Anti-freezing layer does not used in case of non frost heaving in subgrade soils. In this case, the modulus of subgrade soils were varied with freezing and thaw cycles under non frost heaving. That effect should be properly considered in pavement design. Impact resonance test that is nondestructive testing method was used for continuously determining the modulus of subgrade soils during freezing and thaw cycle. The modulus of subgrade soils was identical with freezing and thaw cycles under closed freezing and thaw system which is no water supplement into specimen during testing. There was also no difference in the modulus of subgrade soil between before and after freezing-thaw cycles for all specimens with different water content and density. That is thaw-weakening of subgrade soils do not occur under closed freezing and thaw system. The moduli at freezing conditions are varied with water content and density, but it can be ignored in practical design sense.

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참고문헌

  1. 국토해양부 (2008)," 한국형 포장설계법 개발과 포장성능 개선방안 연구:아스팔트 포장 설계법 개발", kprp H-08.
  2. 국토해양부 (2009), "도로동상방지층의 효용성 검증 및 설치기준 연구(1차년도).
  3. 권기철, 김동수 (2000)" 현장공진주시험을 이용한 보조기층 재료의 대체 MR 시험법", 한국도로포장공학회 논문집, 제2권, 제2호, pp. 149-161.
  4. 권기철 (2004)," 국내 노상토의 동결.융해 특성', 대한토목학회논문집, 제 24권, 2-D, pp. 213-219.
  5. 권기철, 이재환 (2007) "아스팔트 콘크리트 탄성계수 결정을 위한 충격공진시험 영향요소 평가", 한국도로학회 논문집, 제9권, 제2호, pp. 89-99.
  6. 권기철, 황창일 (2007) "시편 성형기법에 따른 국내 다짐 노상토의 변형특성", 한국도로학회논문집, 제9권, 제4호, pp. 55-63.
  7. 김동수, 박형춘, 이광명 (1997) "충격반향기법을 이용한 콘크리트 부재의 비파괴 검사", 한국콘크리트학회 논문집, 9권, 2호, pp. 109-119.
  8. 남영국, 박찬범, 조규태, 진정훈 (2002) "동상방지층의 거동특성에 대한 현장계측", 한국도로포장공학회, 4-1, pp. 19-23.
  9. 조규태, 진정훈, 남영국 (2002) "도로포장의 동상방지층 실효성 검증을 위한 현장계측 및 실내시험 연구", 대한토목학회논문집, 제22권, 5-D, pp. 913-921.
  10. 조성호, 강태호 (2003) "운동방정식에 기초한 공진주 실험의 자료 분석 및 해석" 한국지반공학회, 제19권, 제4호, pp. 133-144.
  11. 조성호, 조미라, 박병선, 권수안 (2006) "콘크리트 공시체의 압축 강도 추정을 위한 최적 전단파 공진 기법", 한국도로학회 학술발표회, pp. 229-236.
  12. 한국도로공사, (1998) "PI 변화에 따른 보조기층 및 동상방지층 재료의 특성연구", 도로연 98-67-22.
  13. AASHTO (2002) "AASHTO Guide for Design of New and Rehabilitated Pavement Structures", AASHTO, Washington D.C.
  14. Gary L. Guymon, Richard L. Berg and Theodore V. Hromadka (1993) "Mathematical Model of Frost Heave and Thaw Settlement in Pavements", CRREL Report 93-2.
  15. Kim D. S., Kweon G. C. and Lee K. H. (1997), "Alternative Method of Determining Resilient Modulus of Compacted Subgrade Soils Using Free-Free Resonant Column Test", Transportation Research Board 1557, pp.62-69.
  16. Konrad J. M., (1999), "Frost Susceptibility related to Soil index properties", Can. Geotech. J. 36, pp. 403-417. https://doi.org/10.1139/t99-008
  17. Kweon G. C. and Kim Y. R. (2006) "Determination of Asphalt Concrete Complex Modulus with Impact Resonance Test", Transportation Research Record 1970, pp. 151-160.
  18. Menq, F.Y. (2003) "Dynamic Properties of Sandy and Gravelly Soils", Ph.D. Dissertation, University of Texas at Austin.
  19. Sun, C. W. (1993), "Stiffness and Damping from the Frequency Response of a Free-Free Specimen", Master's Thesis GT93-8, The University of Texas at Austin.