• Title/Summary/Keyword: 강성포장

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Evaluation of Functional and Structural Performance of Semi Rigid Overlay Pavements (반강성 덧씌우기 포장의 기능적 및 구조적 성능 평가)

  • Park, Kang Yong;Lee, Jae Jun;Kwon, Soo Ahn;Jeong, Jin Hoon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.30 no.3D
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    • pp.271-278
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    • 2010
  • Semi rigid pavement is a pavement type using advantages of both flexibility of asphalt pavement and rigidity of concrete pavement by infiltrating cement paste into voids of open graded asphalt mixtures. The semi rigid pavement has better smoothness and smaller driving vibration or noise comparing to the concrete pavement, and has smaller permanent deformation and has temperature falling effect comparing to the asphalt pavement. The temperature falling effect were investigated at a semi rigid overlay pavement test section, and the temperature falling and water retaining effects were verified by measuring the temperature and weight of specimens at a housetop. Horizontal and vertical stresses and strains were compared by structural analysis of the semi rigid pavement and asphalt pavement using the Abaquser o, a commercial 3D finite element analysis program. The results were verified by Bisar 3.0, a multi-layered elastic analysis program. Performance of the semi rigid pavement and asphalt pavement were compared by predicting fatigue cracking based on the structural analysis results.

A Evaluation of Manufactural Performance by Applied Quiet Pavement (저소음 포장의 현장 생산성능 평가)

  • Jun, Soon Je;Kim, Wan Sang;Kim, Young Jin;Ryu, Deug Hyun;Lee, Suck Hong
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.181-181
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    • 2011
  • 도로는 국내 물류를 담당하는 중요한 기반시설로 국내 경제성장의 중추적인 역할을 담당하고 있다. 특히, 1970년대 개통된 경부고속도로는 우리나라의 대동맥으로 산업 성장의 파급효과를 가져오는 기반이 되었고, 공학적인 차원에서도 도로 포장재료를 경험 및 과학적으로 분석하여 적용하는 계기로 도로공학발전의 초석이 되었다. 과거에 적용된 도로 포장재료는 기술자의 경험에 의존하여 배합설계가 진행되었으며, 중차량의 비중이 많은 지역은 강성포장을 적용하고, 상대적으로 중차량이 적은 구간은 연성포장을 적용하는 설계를 따랐다. 하지만, 강성포장을 대표하는 시멘트 콘크리트 포장은 시공상의 복잡함과 시멘트 콘크리트 특성상 강도발현을 위해서 일정기간 이상의 양생일수가 필요하므로, 도로건설의 인프라 구축이 시급한 지역에서는 사용의 제약이 따른다. 연성포장을 대표적하는 재료로는 아스팔트 콘크리트 포장을 들 수 있다. 강성포장보다는 상대적으로 시공상의 편리함과 일정기간의 양생이 필요하지 않아 도로 포장재료로서 그 적용성이 우수하다. 과거에는 아스팔트 콘크리트 포장의 종류가 단순화되어 표층, 기층에 대표되는 몇몇 혼합물이 도로 포장재료로 사용되었다. 도로공학의 학문적 발달과 함께 도로포장의 전반적인 기술이 향상되고 있다. 과거의 도로 기능은 국가 경제발전을 위한 산업용 원자재의 운반이 주요 기능을 담당하고 있는 반면, 국민의 경제적 수준이 증대되고 자가용의 보급이 보편화되면서 도로 이용의 주체가 국민 개개인으로 변화되고 있고, 그 요구조건도 다양화되고 있다. 이에 발맞추어 도로공학의 기술적 향상으로 다양한 기능을 발휘할 수 있는 도로포장재료가 개발되고 있으며, 대표적인 제품으로는 배수성 포장, 반강성 포장, 보수성 포장, 탄성 포장, 저소음 포장 등이 있다. 본 연구에서는 기능성 포장의 하나인 저소음 포장의 특성 중 생산성능을 평가하였다. 생산성능이란 저소음포장을 현장 플랜트에서 생산하였을 경우의 특성을 분석하는 과정으로, 실내 실험으로 최적화된 재료의 배합은 이상적인 조건을 적용하여 결정된 것으로 입고된 현장 골재 및 생산 플랜트 조건에 따른 그 배합 및 물성이 변동을 가져올 수 있다. 특히, 저소음 포장은 기존의 아스팔트 포장과 달리 적용되는 골재, 아스팔트의 재료가 고성능을 발휘하기 위하여 특수한 재료를 적용해야 한다. 배합설계에서도 개립도 아스팔트 혼합물에 적용되는 내구성분석 절차를 따라야 하므로, 실내 배합설계 혼합물과 현장 생산 혼합물간의 물리적 특성에 차이를 나타낼 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 실내 및 현장 혼합물의 전반적인 물리적 특성의 차이를 분석하여 저소음 포장의 현장 생산성능을 확인하였다. 분석요소로는 혼합물의 기초물성면에서는 밀도, 공극률을 분석하였으며, 실내 내구성면에서는 마샬안정도, 잔류안정도를 분석하여 실내 및 현장 혼합물의 물성차이를 분석하였다. 기초물성을 평가할 수 있는 밀도와 공극률에서는 생산 현장 혼합물이 실내 혼합물 보다 높은 밀도와 낮은 공극률을 나타내고 있으며, 이에 상관하여 강도특성을 분석할 수 있는 마샬안정도도 생산 현장 혼합물이 다소 높은 강도를 발휘하였다. 또한, 수분에 대한 안정성을 평가하는 인자인 잔류 안정도에서는 실내 및 현장 혼합물 모두 우수한 성능을 발휘하였다.

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Joint Stiffness Evaluation in Jointed Plain Concrete Pavement (줄눈 콘크리트 포장의 줄눈강성 산정 연구)

  • Chon, Beom Jun;Lee, Seung Woo;Kwon, Soon-Min;Kim, Seong-Min
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.29 no.1D
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    • pp.49-54
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    • 2009
  • The excellent load transfer at transverse joints ensures the high performance of jointed plane concrete pavements(JPCP). Load transfer efficiency(LTE) is affected by dowel-bars, aggregate interlock and types of underlying layers, and these factors have to be modelled adequately for a reasonable analysis of JPCP. Generally, the joint stiffness has been represented by a spring model for the shear transfer by aggregate interlock or dowels. However dowel-bars, aggregate interlock and types of underlying layers have not been considered together in the design of joints. In this study, the joint stiffness that considered those factors was presented by comparing LTE obtained using FWD(Falling Weight Deflectometer) with theoretical results obtained using the finite element analysis. In addition, the effects of temperature and concrete age, on the joint stiffness were investigated.

Analysis of Relation between Foundation Stiffness and Deformation below Widening Portland Cement Concrete Pavement Sections (시멘트 콘크리트 포장확장시 포장하부지반의 강성과 변위발생의 상관성 분석)

  • Yang, Sung-Chul;Lim, Yu-Jin
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.9 no.6
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    • pp.41-49
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    • 2009
  • Poor compaction of subgrade soil causes low stiffness and bearing capacity of sublayers so that faulting and differential settlements can be generated between new and old pavement surfaces in case of widening works. However, investigation of verifying the reason of producing the defects in the pavements are not performed in detail. In this study, several in-field tests including PMT and PBT were performed for obtaining stiffness of the sublayers in new and old pavements respectively of an widening project. Then, based on the obtained stiffness values and the measured deformations obtained by specially designed tilt meters, the main reasons of generating different deformations between the old and new pavement sections and the relationship between the deformation and stiffness are verified.

Parameter Study for the Application of Ultra Thin Polymer Concrete Pavement (초박층 폴리머콘크리트 포장적용을 위한 매개변수 해석)

  • Yoon, Sang il;Jang, Yong joon;Choi, Jinwoong;Hong, Sungnam;Park, Sun-Kyu
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.19 no.6
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    • pp.46-54
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    • 2015
  • Base on Korean design code, previous design code had not considered the effect of pavement on the orthotropic steel deck, however recent design code (Limit State Design Method, 2012) allowed to consider the effect of pavement on the orthotropic steel deck, and efforts to apply the stiffness of pavement to the deck continue. Meanwhile, research on the effect of ultra thin bridge deck overlay on the orthotropic steel deck is inadequate, previous study was limited in about fatigue stress and performance between pavement layer and the orthotropic steel deck. In this study, according to changing of pavement layer stiffness application, pavement materials, pavement thickness and steel deck thickness, analysis of deflection. In addition to base on this result, consider effectiveness of ultra-thin pavement stiffness application on the orthotropic steel deck.

Evaluation of the Performance and Moisture Retaining Ability in Semi-Rigid Pavement (반강성포장의 성능 및 보수성 평가)

  • Park, Tae-Soon
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.69-79
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    • 2008
  • This study presents the test results on the performance and the moisture retaining ability of semi rigid pavement using the moisture retaining grouting. The two kinds of the grouting materials were used for the Laboratory tests. The method of the tests includes the compression(3 hours and 7 days) and flexural strength(7 days) varying the P lot flow values. The test results show that the variation of the P lot value has no great effects on the strength, however, the different strength was found as the different grouting materials were used. The performance of the semi rigid pavement was evaluated varying the air void ration of the base asphalt pavement. The test results show that the flexural strength of the semi rigid pavement increases with increasing the air void of the base asphalt pavement so that the flexural strength of the semi rigid asphalt pavement can be effected by the air void of the base asphalt pavement. The moisture retaining tests were conducted and compared in the field the comparisons were made with the dense grade asphalt pavement and the semi rigid asphalt pavement with and without spraying the water. The difference of the temperature of the semi rigid pavement with the spraying water has recorded $11^{\circ}C$ when it compared with the dense grade asphalt pavement and $4^{\circ}C$, when it compared with the semi rigid pavement without the spraying the water. It can be seen that decrease the temperature of the pavement by the moisture retaining ability from the semi rigid pavement.

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Engineering Properties of Semi-rigid Pavement Material Produced with Sulfur Polymer Emulsion and Reinforcing Fibers (Sulfur Polymer Emulsion 및 보강용 섬유를 활용한 반강성 포장재의 공학적 특성)

  • Lee, Byung-Jae;Seo, Ji-Seok;Noh, Jae-Ho;Kim, Yun-Yong
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.18 no.1
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    • pp.119-127
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    • 2014
  • The application of sulfur polymer emulsion (SPE) as an acrylate substitute for semi-rigid pavement grout was evaluated, and the performance improvement by employing PVA fibers were also evaluated. The result indicated that the filling ratio of semi-rigid pavement material decreased as the fiber content increased, but it was measured to be 92~94% in every mixing condition, which satisfies the target performance, 90%. The maximum Marshall stability value of semi-rigid pavement material was measured to be 25.4 kN, which is about 4.7 times higher than the Korean Standard required for semi-rigid pavement material, 5.0 kN. The dynamic stability evaluation of semi-rigid pavement material indicated that the resistance to deformation from the wheel tracking test was improved by an SPE substitution, and in every mixing condition, the deformation converged to a constant value after 45 minutes with the same dynamic stability of 31,500 times/mm. The strain at the flexural failure was about 0.53%, which shows superior rigidity to asphalt pavements. The examination of abrasion resistance and impact resistance showed that the loss ratio was 9.8~6.0% in every mixing condition, which indicates a good abrasion resistance. Also, when fiber content ratio was 0.3%, the impact resistance was 2.82 times higher compared to plain (i.e., when fibers were not added). In the limited range of this study, an SPE substitution ratio of 30% was found to be an optimal level considering the mechanical and durability performance. In addition, it is thought that semi-rigid pavement material with superior performance could be manufactured if fiber content ratio up to 0.3% is applied depending on the purpose of use.

Substructure Evaluation of Pavement due to Excavation and Recompaction Sequences for Pipe Installation (굴착, 관 매입 및 다짐 연속과정에 따른 포장하부구조 강성펑가)

  • Lim, Yu-Jin;Park, Jae-Beom
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.11 no.2
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    • pp.239-247
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    • 2009
  • Pipe installation following excavation of pavement and underlying-soils induces settlements, cracks and bad roughness near utility cut. This study is to use PMT and LDWT in order to evaluate stiffness and/or degree of compaction of sublayers and backfill in utility cut section because no specially designed efforts for evaluating stiffness condition of the substructures below new pavement after pipe installation are offered at this time. From test results of PMT, comparable stiffness and/or degree of compaction in recompaction process is not obtained comparing to that of the existing sublayers before excavation. Thickness of the new surface layer after pipe installation must be designed thicker than that of the existing surface layer. It is verified that LDWT comparing to PMT is effective only to get stiffness and/or degree of compaction within limited depth from surface of materials, but it is not useful to evaluate stiffness of substructures in full depth in case of utility cut.

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국부적 강성 증가를 고려한 지오그리드-보강기층 모델링

  • 변용훈
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.66 no.1
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    • pp.35-41
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    • 2024
  • 측면구속은 지오그리드에서 골재 입자의 상호결합과 관련된 주요 보강 메커니즘으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실내실험을 통해 얻은 지오그리드-골재 상호결합에 의한 국부적 강성증가에 대한 결과를 토대로, 지오그리드로 보강된 기층을 포함한 포장구조체의 탄성 반응 특성을 파악하고자 하였다. 기존의 실험적 연구에서는 지오그리드 배치된 시편 중간 높이로부터 거리가 멀어질수록 전단파 측정에서 추정된 전단탄성계수가 감소한다는 것을 보여주었다. 또한, 삼각형 지오그리드 근처의 강성 증가가 사각형 지오그리드 근처보다 크게 나타났다. 이러한 전단탄성계수 주상도를 기반으로, 수치해석적 연구에서는 기층의 4 개 하부층에 대한 탄성계수 값을 다르게 할당되었다. 층상 탄성해석 프로그램을 사용한 수치해석적 연구는 아스팔트층 하단에서 두 지오그리드 보강 포장시나리오의 수평방향 인장 응력과 변형이 미보강된 시나리오에 비해 감소했음을 보여주었다. 기층 중간깊이에서는 지오그리드 보강 포장시나리오의 압축응력이 미보강된 시나리오에 비해 보다 크게 나타났으며, 지오그리드 보강구간의 인장변형은 미보강된 구간보다 작게 나타났다. 삼각형 및 사각형 지오그리드의 사용은 기층 중간깊이에서 미보강된 시나리오에 비해 수직압축응력을 증가시키고 수직압축변형을 감소시켰다. 노상 상단에서는 지오그리드 보강 포장 구간의 수직 응력과 변형이 미보강된 구간보다 작았는데, 이는 노상의 침하 가능성이 낮다는 것을 보여주었다. 따라서, 지오그리드와 골재 간 미세역학적 상호결합을 기반으로 한 거시적 모델링 방법은 지오그리드로 보강된 아스팔트포장시스템의 역학적 분석에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

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