• 한국도로학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.59-68
• /
• 2017

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the potential risk level of road cave-ins due to subsurface cavities based on the deflection basin measured with falling weight deflectometer (FWD) tests. METHODS: Ground penetrating radar (GPR) tests were conducted to detect road cavities. Then FWD tests were conducted on 13 pavement test sections with and without a cavity. FWD deflections and a deflection ratio was used to evaluate the effect of geometry of the cavity and pavement for road cave-in potentials. RESULTS : FWD deflection of cavity sections measured at 60 cm or a closer offset distance to a loading center were 50% greater than more robust sections. The average deflection ratio of the cavity sections to robust sections were 1.78 for high risk level cavities, 1.51 for medium risk level cavities, and 1.16 for low risk level cavities. The relative remaining service life of pavement with a cavity evaluated with an surface curvature index (SCI) was 8.1% for the high level, 21.8% for the medium level, and 89.8% compared to pavement without a cavity. CONCLUSIONS : FWD tests can be applied to detect a subsurface cavity by comparing FWD deflections with and without a cavity measured at 60 cm or a closer offset distance to loading center. In addition, the relative remaining service life of cavity sections based on the SCI can used to evaluate road cave-in potentials.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.261-271
• /
• 2003

본 연구에서는 다단계 하중 Falling Weight Deflectometer를 사용하여 도로기초의 상태를 평가하는 방법을 제시하였다. 응력의존 재료모델을 포함한 동적 유한요소법을 활용하여 가상의 처짐과 응력/변형률 데이터베이스를 구축하였다. 이러한 가상의 데이터베이스를 바탕으로 표면처짐 및 보조기층 또는 노상의 중요한 위치에서 발생하는 응력/변형률과의 관계를 제시하였다. 미국의 LTPP와 노스캐롤라이나 주도로국에서 실시한 FWD 처짐값, 동적관입시험 결과, 그리고 반복하중 탄성계수시험을 활용하여 평가방법을 개발하였다. 특히 본 연구는 FWD 하중크기가 상태평가 방법에 미치는 영향에 대하여 연구의 초점을 맞추었다. 연구결과, 구조적으로 수정된 보조기층 손상지수와 보조기층 곡률지수가 각각 보조기층과 노상토의 강성도 특성을 예측할 수 있는 좋은 인자들로 판단되었다. 66.7kN 또는 그 보다 작은 하중은 예측의 정밀도를 높이는데 부족하였다. 도로기초의 비선형 거동에 대한 연구결과, 다단계 하중으로부터 발생하는 처짐비는 도로기초 재료의 종류와 상태를 판단할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권5D호
• /
• pp.797-804
• /
• 2006

본 연구에서는 비파괴 시험 장비인 FWD(Falling Weight Deflectometer)에 의한 처짐곡선을 활용하여 아스팔트 포장구조체의 물성을 합리적으로 추정할 수 있는 방법을 개발하였다. 2004년 국도 PMS(Pavement Management System)의 FWD 자료로 다층탄성이론에 근거한 역산프로그램을 사용하여 역해석을 실시하였다. 3층 포장구조체로 기반암을 고려하여 역해석을 실시하였으며, 통계분석을 통하여 각 층 탄성계수의 95% 신뢰구간을 선정하였다. 이 신뢰구간의 범위와 기존 문헌상의 범위를 비교한 결과 차이가 없었으며, 그 결과를 바탕으로 회귀분석을 실시하여 탄성계수를 직접 추정할 수 있는 회귀 분석 모델을 제시하였다. 회귀 분석모델의 적합성 및 유의성 검증, 다중공선성 분석, 잔차 분석 그리고 분산 분석을 통하여 본 연구에서 제시한 회귀 분석모델이 유의하며 높은 적합성을 갖고 있음을 증명하였다. 따라서, 본 연구에서 제시한 회귀 분석 모델을 통해 FWD 시험시 현장에서 역해석을 실시하지 않고도 직접 탄성계수를 추정하여 포장구조체의 상태평가를 할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 아스팔트층의 탄성계수는 온도변화에 따라 많은 차이를 나타내므로 기준온도로 온도보정을 실시하였으며 그 결과를 토대로 현재 공용중인 국도 아스팔트 포장구조체 각 층의 탄성계수와 95%신뢰구간의 탄성계수를 제시하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.1113-1118
• /
• 2004

Ballasted track is constructed in consideration of the maintenance. The application time and frequency of MTT(Multiple Tie Tamper) and BS(Ballast Cleaner) depend on track geometry measurements. This paper presents the application of Ground Penetrating Radar(GPR), Falling Weight Deflectometer(FWD), and Portable Ballast Sampler (PBS) to evaluate the effects of track geometry due to substructure deterioration and to build a reliable substructure evaluation system.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권2D호
• /
• pp.227-234
• /
• 2008

국내의 경우 도로포장설계시 외국의 설계법을 단순히 도입하여 사용하고 있지만 건설재료, 기후 및 교통조건 등이 외국과 상이하기 때문에 근본적인 제한성이 있다. 특히, 국내 포장구조해석에서 아스팔트층 거동특성만을 중요시하는 해석은 포장구조체가 각 층의 영향을 받는 종합적인 거동특성을 보인다는 포장구조체 시스템적인 특성을 고려한다면 많은 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 도로포장 설계시 합리적이고 경제적인 설계를 할 수 있도록 포장구조체의 해석시스템을 구축하여야 한다. 본 연구에서는 포장하부의 다층구조로서의 역학적 거동을 정확히 해석하기 위하여 비파괴 시험장비인 FWD(Falling Weight Deflectometer) 를 이용하여 층 재료 자체의 성질을 대변하는 모델 중 포장하부를 구성하는 재료에 대한 비선형 탄성모델의 적용성을 검토하고, 복잡한 실험을 통해 얻게되는 비선형탄성모델의 구성인자인 재료상수를 FWD 시험자료로부터 직접 추정하는 체계를 제안하였다. 먼저, FWD 시험의 비선형성을 고찰하고, 실내 $M_R$ 시험을 통해 결정되는 재료상수를 현장에서 수집된 FWD 자료로부터 추정하는 체계를 제안하였다. 제안된 체계로부터 추정된 재료상수는 실내시험을 통해 제안된 국내 보조기층의 재료상수 범위 내에 있음을 알 수 있었다. FWD 를 이용한 비선형모델 적용의 신뢰성을 검증하기 위하여 깊이별 처짐 측정장비인 MDD(Multi-Depth Deflectometer) 현장시험자료를 이용하였다. 검증결과, 본 연구에서 제안한 비선형탄성모델을 적용한 방법이 기존의 선형탄성모델보다 실제 MDD 실측값에 더 가까운 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.67-78
• /
• 1990

본 연구에서는 합리적이고 과학적인 포장 구조체의 유지 관리를 위하여 포장체의 구조적 상태를 평가하는데 중요하게 사용되는 포장체 각 층의 탄성계수 추정 방법에 대하여 연구하였다. 차량하중에 의한 포장체의 구조적 거동을 측정하는 비파괴시험 방법으로 Falling Weight Deflectometer(FWD)를 택하였으며, 측정 결과를 합리적으로 해석하기 위하여 다층탄성이론에 근거한 해석 프로그램을 사용하였다. 국내에서 널리 사용되고 있는 고속도로 단면 모델에 요인배치법(factorial design)을 적용하여 쇄석과 안정처리기층을 갖는 경우 각각에 대한 이론적 처짐특성을 분석하고, 이로부터 각 경우의 층별 탄성계수 추정식을 제안하였다. 처짐 변화율에 따른 탄성계수 변화율에 과한 상관식을 4층 구조체 층별로 개발함으로써 FWD시험의 처짐으로부터 포장체 각 층의 탄성계수를 추정할 수 있는 보다 효율적이며 정도가 높은 역산방법을 제안하고 이를 전산화하였다. 또한 4층 아스팔트 포장체의 실제 가능한 수치 모델에 대한 검증을 통하여 본 연구에서 제안한 역산 방법의 신뢰성 및 타당성을 입증하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제17권5호
• /
• pp.25-31
• /
• 2015

PURPOSES: The objective of this study is to analyze the relationship between the FWD back-calculated modulus and dynamic modulus of asphalt layers for existing asphalt pavements. METHODS: To evaluate the dynamic modulus of the asphalt mixture in the existing and new asphalt layers, the uniaxial direct tension test was conducted on small asphalt specimens obtained from the existing asphalt-covered pavements. A dynamic modulus master curve was estimated by using the uniaxial direct tension test for each asphalt layer. The falling weight deflectometer (FWD) testing was conducted on the test sections, and the modulus values of pavement layers were back-calculated using the genetic algorithm and the finite element method based back-calculation program. The relationship between measured and back-calculated asphalt layer moduli was examined in this study. The normalized dynamic modulus was adopted to predict the stiffness characteristics of asphalt layers more accurately. RESULTS: From this study, we can conclude that there is no close relationship between dynamic modulus of first layer and back-calculated asphalt modulus. The dynamic moduli of second and third asphalt layers have some relation with asphalt stiffness. Test results also showed that the normalized dynamic modulus of the asphalt mixture is closely related to the FWD back-calculated modulus with 0.73 of R square value. CONCLUSIONS: The back-calculated modulus of asphalt layer can be used as an indicator of the stiffness characteristics of asphalt layers in the asphalt-covered pavements.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
• /
• pp.781-786
• /
• 1999

One of the major causes of concrete pavement deterioration is the loss of support due to erosion and pumping of subbase and subgrade. In this study, procedures for the detection of voids under concrete pavement slab are presented using nondestructive test method such as FWD(Falling Weight Deflectometer) and GPR(Ground Penetration Radar). The deflection responses of concrete slab obtained in FWD field test are analysed for determining the presence of void. Also, reflection responses in GPR test are interpreted. It was concluded that these procedures are available for detecting the viods under concrete pavement slab.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제12권4호
• /
• pp.39-46
• /
• 2010

2007년부터 아이오와 주 교통국에서는 고속도로와 국도에서 FWD 장비를 이용하여 네트워크 레벨에 필요한 조사를 실시하였고 처짐 자료와 포장 구조분석 결과를 데이터베이스로 구축하는 작업을 시작하였다. 축적된 데이터베이스에 정보는 포장에 구조적 문제점을 발견하고 포장에 잔류 공용수명을 예측하여 포장에 유지보수 시점을 결정하는데 사용한다. 현재 아이오와 주 교통국에서 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 포장 표면에 3번에 하중을 각각 재하하여 8개에 지오폰으로부터 측정한 처짐량을 이용, 역 계산을 통해 포장구조 해석을 수행하고 있으며 조사지점 수는 조사하는 도로의 구간 길이에 따라 결정하고 있다. 그러나, 현재 사용하고 있은 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 1년 동안 아이오와 주 전체 도로 네트워크에 약 20%만을 조사할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 해마다 아이오와 주 도로 네트워크에 20% 이상을 조사하기 위해서는 현재 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜을 간소화해야 할 필요가 있다. 본 연구에 목적은 현재 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜에서 FWD 측정 데이터에 영향을 미치지 않는 범위내에서 최소 하중 재하 수와 조사지점 수를 결정하기 위한 것이다. 83개에 합성포장 구간을 대상으로 측정한 FWD 네트워크 레벨 조사에서는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜에서 하중 재하 수와 조사지점 수를 줄여도 포장 구조해석 결과에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 간소화된 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 FWD 측정 결과에 영향을 미치지 않으면서 측정 조사율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 교통 통제로 인한 간접비용도 절감시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.43-48
• /
• 2017

PURPOSES : The purpose of this study is to verify the effects of fiber grid reinforcement on the thickness reduction of asphalt pavement. Test sections were constructed on the national highway to evaluate the structural capacity of asphalt pavement with the reinforced fiber grid and normal asphalt pavement. METHODS : Falling Weight Deflectometer (FWD) tests were performed to measure the structural capacity of test sections. The loads of the FWD test are 4.1 ton, 8.0 ton, 10.0 ton, and loaded twice, respectively. The test sections consist of a reference asphalt pavement section, an asphalt pavement section reduced with a 5-cm base layer thickness, and a fiber grid reinforced asphalt pavement section reduced with a 5-cm base layer thickness. In addition, strain data was collected using strain gauges installed in the test sections. RESULTS : The results of the FWD tests showed that the deflections of the pavement section reinforced with the fiber grid was reduced by about 14% compared with that of the reference asphalt pavement section. The strain at the bottom of the asphalt surface layer of the pavement section reduced to a 5-cm base thickness and reinforced with a fiber grid was similar to that at the bottom of the asphalt layer of the reference asphalt pavement. CONCLUSIONS : The results of the FWD and strain tests showed the possibility of the pavement thickness reduction by reinforcement with a fiber grid.