• 제목/요약/키워드: Fatigue Cracking

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역학적-경험적 콘크리트 포장설계 프로그램의 누적피로손상 민감도 비교분석 (Comparative Analysis in Sensitivity of Cumulative Fatigue Damage of Mechanistic-Empirical Concrete Pavement Design Programs)

  • 박주영;박정우;김상호;유주호;정진훈
    • 한국도로학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.15-24
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    • 2012
  • 역학적-경험적 포장설계 프로그램 중에서, 미국 AASHTO 설계법을 기초로 개발된 MEPDG는 교통량, 기상, 재료물성, 포장구조 등을 입력변수로 하여 기술자가 최적의 대안을 찾도록 한다. 하지만 MEPDG에서 기술적 문제가 발견되고 있기 때문에 이를 해결하여 프로그램을 개선하기 위한 노력이 계속되고 있다. 한편, 국내에서도 KPRP 연구과제에서 역학적-경험적 포장설계 프로그램이 개발되어 왔다. 이 한국형 포장설계 프로그램을 더욱 합리적으로 개발하고 개선하기 위해서는 이미 사용되고 있는 MEPDG를 분석하여 서로 비교할 필요가 있다. 콘크리트 포장설계의 경우, 피로균열은 다른 공용성 인자와는 달리 매우 복잡한 로직을 통해 예측된다. 따라서 본 논문에서는 MEPDG 버전 0.5, 버전 1.0, 그리고 버전 1.1의 피로균열 전이함수를 분석하였다. 그리고 버전별 MEPDG와 KPRP 입력변수들의 누적피로손상에 대한 민감도를 서로 비교하였다.

고강도 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 보의 전단피로거동에 관한 연구 (A Study on Shear-Fatigue Behavior of Reinforced Concrete Beams using High Strength Concrete)

  • 곽계환;박종건
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.119-130
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    • 1999
  • Recently, as the building structure has been larger, higher, longer and more specialized, the demand of material with high-strength concrete for building has been increasing. In this research, silica-fume was used as an admixture in order to get a high-strength concrete. From the test result, High-strength concrete with cylinder strength of 1,200kgf/$\textrm{cm}^2$ in 28-days was produced and tested. The static test was carried out to measure the ultimate load, the initial load of flexural and diagonal cracking, crack patterns and fracture modes. The load versus strain and load versus deflection relations were obtained from the static test. The relation of cycle loading to deflections on the mid-span, the crack propagation and the modes of failure according to cycle number, fatigue life and S-N curve were observed through the fatigue test. Based on the fatigue test results, high-strength reinforced concrete beams failed to 57~66 percent of the static ultimate strength. Fatigue strength about two million cycles from S-N curves was certified by 60 percent of static ultimate strength.

현장 데이터를 이용한 연성포장용 피로 공용성 예측모델 검정 (Calibration of Fatigue Performance Prediction Model for Flexible Pavements Using Field Data)

  • 김낙석
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.234-241
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    • 2012
  • 본 연구의 주 목적은 다층 구조를 가진 아스팔트 포장체의 피로균열에 대한 공용성 예측모델을 검정하는 것이다. 그러나, 검정 인자는 목표로 하는 예측모델, 시험법 및 시험중 하중이력에 따라 차이가 있을 수 있다. 본 연구에서 수행된 다양한 현장 조사에 의하면, 연성포장의 피로공용성은 교통하중뿐만 아니라 포장체의 완성후 경과기간에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이에 따른 각각의 교통하중과 경과기간에 대한 가중치가 본 연구에서 제시되었다. 또한, 기 발표된 피로 예측모델을 바탕으로 실내와 현장조사를 통하여 얻어진 피로균열 데이터의 상호 상관관계를 분석하여 피로 예측모델에 대한 검정 인자가 개발되었다.

노후 콘크리트포장 위에 덧씌운 섬유그리드 보강 아스팔트포장의 장기공용성 (Long-term Performance of Fiber Grid Reinforced Asphalt Pavements Overlaid on Old Concrete Pavements)

  • 이주명;백승범;이강훈;김조순;정진훈
    • 한국도로학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.31-43
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    • 2017
  • PURPOSES : The objective of this study is to verify the effect of fiber grid reinforcement on the long-term performance of asphalt pavement overlaid on old concrete pavement by performing field investigation, laboratory test, and finite element analysis. METHODS : The reflection cracking, roughness, and rutting of fiber grid reinforced overlay sections and ordinary overlay sections were compared. Cores were obtained from both the fiber grid reinforced and ordinary sections to measure bonding shear strength between the asphalt intermediate and asphalt overlay layers. Fracture energy, displacement after yield, shear stiffnesses of the cores were also obtained by analyzing the test results. Finite element analysis was performed using the test results to validate the effect of the fiber grid reinforcement on long-term performance of asphalt pavement overlaid on the old concrete pavement. The fatigue cracking and reflection-cracking were predicted for three cases: 1) fiber grid was not used; 2) glass fiber grid was used; 3) carbon fiber grid was used. RESULTS : The reflection-cracking ratio of fiber grid reinforced sections was much smaller than that of ordinary sections. The fiber grid reinforcement also showed reduction effect on rutting while that on roughness was not clear. The reflection-cracking was not affected by traffic volume but by slab deformation and joint movement caused by temperature variation. The bonding shear strength of the fiber grid reinforced sections was larger than that of the ordinary sections. The fracture energy, displacement after yield, and shear stiffnesses of the cores of the fiber grid reinforced sections were also larger than those of the ordinary sections. Finite element analysis results showed that fatigue cracking of glass or carbon fiber grid reinforced pavement was much smaller than that of ordinary pavement. Carbon fiber grid reinforcement showed larger effect in elongating the fatigue life of the ordinary overlay pavement compared to glass fiber grid reinforcement. The binder type of the overlay layer also affected the fatigue life. The fiber grid reinforcement resisted reflection-cracking and the carbon fiber grid showed the greater effect. CONCLUSIONS :The results of field investigation, laboratory test, and finite element analysis showed that the fiber grid reinforcement had a better effect on improving long-term performance of asphalt pavement overlaid on the old concrete pavement.

보강 덧씌우기 아스팔트 포장의 휨파괴에 의한 반사균열 피로수명 추정 (Estimation of Fatigue Life of Reinforced Asphalt Pavement Overlay against Reflection Cracking due to Flexural Fracture)

  • 도영수;김광우
    • 한국도로학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.101-109
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    • 2000
  • 본 연구는 아스팔트 덧씌우기 포장에 야기되는 반사균열 실내 시험을 통해 여러 보강된 혼합물의 반사균열 저항성에 따른 피로수명을 추정하기 위해 수행되었다. 아스팔트 개질재로는 LDPE, SBS 및 카본블랙을 이용하였고 보강재로는 합성섬유(PF), 비닐(PV), 그리드 (GG)를 이용하였다. 공시체 몰드 바닥에 보강재를 미리 깐후 배합설계를 통해 얻은 아스팔트 혼합물을 부어 공시체를 제조하였다. 반복하중 하에서 균열이 있는 시멘트 콘크리트 위에 부착된 아스팔트 콘크리트 공시체 하단의 수평변위를 측정하여 각 혼합물별 균열지연에 따른 반사균열 피로수명을 추정하였다. 본 연구의 반사균열 실험 결과를 토대로 균열진전에 따른 각 혼합물별 피로수명에 대하여 이론적인 예측식을 개발 제안하였으며 예측식에 의한 추정치와 실측치와의 상관관계가 상당히 높게 ($r^2=0.95$이상) 나타났다.

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아스팔트 콘크리트 포장의 최소단면 보수공법 개발을 위한 기초연구 (A Preliminary Study on Effective Rehabilitation Technique of Asphalt Concrete Pavement)

  • 조명환;김낙석;조규태;진정훈
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.475-478
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    • 2007
  • The major distresses in asphalt concrete pavement are rutting and fatigue cracking. Once the distresses are observed on pavement surface, an appropriate rehabilitation method should be found. Usually, asphalt patching or overlay methods are used to improve the pavement performance. The research presents the fundamental study on effective longitudinal rehabilitation methods for asphalt concrete pavements. The rehabilitation method will be applied to rutting that is occurred asphalt Pavement surface course and longitudinal cracking or fatigue cracking with light to moderate distress levels.

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도로 램프구간에 대한 파손형태 및 원인에 관한 연구 (Study of Deterioration Phenomenon and Causes in Pavement of Ramp Area)

  • 황성도;문성호
    • 한국도로학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.85-90
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    • 2016
  • PURPOSES : The objective of this paper is to understand the deterioration phenomenon and causes in the pavement of a ramp area. METHODS : Ramp areas need to be sloped because of the centrifugal force, which depends on the vehicle speed and grade of the ramp area. As a result, vertical and horizontal forces are applied on the pavement surface of the ramp area. Furthermore, the horizontal force depends on the vehicle speed and grade of the ramp area. In order to analyze the pavement structure of a ramp area, a multi-layered elastic analysis program was used to evaluate the weakest link of fatigue cracking deterioration, according to the simultaneously applied vertical and horizontal forces. RESULTS : From case studies related to the bonding conditions between the surface and base layer in a ramp area, it was found that the partially bonded cases resulted in a critical potential of fatigue cracking deterioration, in a comparison of 50%, 70%, and fully bonded cases. CONCLUSIONS : According to the results of the case studies, the pavement structure system should be reinforced by upgrading the material or increasing the thickness compared to the general pavement areas, in order to provide a performance life similar to the mainline pavements in the ramp areas.

산소가 제거된 310℃ 순수환경에서 CF8M 주조 스테인리스강의 환경 피로거동 - 수소 및 미세구조의 영향 (Environmental Fatigue Behaviors of CF8M Stainless Steel in 310℃ Deoxygenated Water - Effects of Hydrogen and Microstructure)

  • 장훈;조평연;장창희;김태순
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권1호
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    • pp.11-16
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    • 2014
  • CF8M (11% ferrite) 주조 스테인리스강의 $310^{\circ}C$ 순수환경에서의 저주기피로 수명에 미치는 수소 및 미세구조의 영향을 분석하였다. CF8M 의 경우, 공기환경 대비 $310^{\circ}C$ 순수환경에서의 피로수명의 감소는 단조재인 316LN 에 비해 다소 작았다. 미세구조 및 파면 분석을 통해, CF8M 의 저주기피로 수명의 감소는 316LN 의 경우와 마찬가지로 수소유기균열에 의한 것으로 판단되었다. 그러나, CF8M 의 경우, 페라이트상 경계에 수소유기균열에 의한 2 차 균열이 빈번히 발생함에 따라 균열 선단에서의 응력집중이 저하되는 효과가 있었다. 이러한 응력집중의 완화로 인해 수소유기균열에 의한 피로균열진전이 둔화되어 결과적으로 저주기피로 수명의 저하가 완화되는 것으로 판단되었다.