• 한국도로학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.23-36
• /
• 2013

PURPOSES: The problem under this circumstance is that the erosion not only drops strength of the steel dowel bar but also comes with volume expansion of the steel dowel bar which can reduce load transferring efficiency of the steel dowel bar. To avoid this erosion problem, alternative dowers bars are developed. METHODS: In this study, the bearing stresses between the FRP tube dowel bar and concrete slab are calculated and compared with its allowable bearing stress to check its structural stability in the concrete pavement. These comparisons are conducted with several cross-sections of FRP tube dowel bars. Comprehensive laboratory tests including the shear load-deflection test on a full-scale specimen and the full-scale accelerated joint concrete pavement test are conducted and the results were compared with those from the steel dowel bar. RESULTS: In all cross-sections of FRP tube dowel bars, computed bearing stresses between the FRP tube dowel bar and concrete slab are less than their allowable stress levels. The pultrusion FRP-tube dowel bar show better performance on direct shear tests on full-scale specimen and static compression tests at full-scale concrete pavement joints than prepreg and filament-winding FRP-tube dowel bar. CONCLUSIONS: The FRP tube dowel bars as alternative dowel bar are invulnerable to erosion that may be caused by moisture from masonry joint or bottom of the pavement system. Also, the pultrusion FRP-tube dowel bar performed very well on the laboratory evaluation.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
• /
• pp.665-670
• /
• 2009

본 연구의 선행기술조사결과 플로팅궤도 슬래브에는 dowel bar 등의 별도의 슬래브 연결부 보강이 없었다. 본 연구모델에 비해 선행기술조사 대상 슬래브의 연장이 매우 짧으며, 긴지간의 슬래브에 연결부에 대한 보강이 없다면 단부에서의 단차에 의해 슬래브의 파괴가 예상된다. 따라서 dowel bar 등의 추가적인 보강이 요구된다. 본 연구에서는 dowel bar의 일반적인 특성과 국내외 dowel bar에 대한 선행기술에 대하여 조사함으로써, 추후 수행될 해석연구의 자료를 확보하고자 하여 그 적용가능성을 검토하고자 하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.101-114
• /
• 2007

줄눈 콘크리트 포장에서 다웰바는 하중을 전달해주는 역할과 단차를 감소시켜줌으로써 궁극적으로 포장의 공용성을 높여주는 역할을 수행한다. 그러나 다엘바의 시공상태가 불량할 경우에는 오히려 줄눈잠김 등을 유발하여 스폴링이나 균열을 초래하여 공용성을 떨어뜨릴 수 있다. 다웰바의 시공방법은 다웰바 어셈블리 시공방법과 다웰바자동삽입기를 이용한 시공방법이 있는데 국내에서는 어셈블리를 이용한 시공방법만이 사용되고 있다. 본 연구에서는 비파괴 조사장비인 MIT-SCAN2를 이용하여 한국도로공사 시험도로에 시공된 다웰바자동삽입 시공구간과 다웰바 어셈블리 시공구간에 대한 다웰바 시공상태 및 Joint Score와 Running Ave. Joint Score를 산출하여 비교 분석해 보았다. 그 결과, 다웰바자동삽입 시공방법이 다웰바 어셈블리 시공방법에 비해 깊이변화, 수평/수직엇갈림에서 매우 우수한 시공상태를 보이는 것으로 나타났으며 줄눈잠김의 위험 또한 다웰바 어셈블리 시공방법에 비해 매우 낮다는 점을 발견했다. 또한 국내 다웰바 어셈블리 시공방법의 문제점을 다웰바 어셈블리의 생산, 보관, 시공 측면에서 분석하였다. 문제점 분석을 토대로 다웰바의 체어형태, 고정방법을 개선하여 시험시공을 수행한 결과, 모든 시공상태 항목이 개선되었음을 알 수 있었으며, 특히 수평/수직엇갈림이 크게 개선되어 줄눈잠김에 대한 위험성이 줄어듦을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제7권6호
• /
• pp.216-223
• /
• 1995

이 연구는 철근콘트리트 부재에서 철근의 장부작용에 대한 구조 변수들의 영향을 고찰하기 위한 실험적 연구로서 이전의 연구에 이어서 2개의 철근을 매입한 42개의 시험체를 콘크리트의 피복두께, 철근지름 및 철근간격을 주요 변수로 하여 실험하였다. 실험결과로부터 모든 시험체는 피복두께의 증가에 따라 파괴하중에 이르기까지 거의 선형적으로 거동하였고, 철근지름과 철근간격의 증가에 따른 장부력은 거의 영향을 받지 않는 것으로 조사되었으며, 실험값은 제안된 회귀분석값과 White의 제안식값에 비교적 근접하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.79-85
• /
• 2009

국내의 줄눈 콘크리트 포장설계에 주로 사용되는 다웰바 설계 기준은 국외 기준과 검증되지 않은 경험에 의해 사용되고 있다. 또한 다웰바의 설치는 길어깨나 하부층의 조건 등을 고려하지 못한 상태에서 슬래브 폭에 대하여 일률적으로 적용되고 있다. 이에 다웰바를 합리적으로 설계하기 위해서는 다웰바 거동에 대한 고찰이 요구되며, 이를 3차원 유한요소해석을 이용하여 수행하였다. 다웰바의 거동에 대한 3차원 유한요소해석 결과의 타당성을 검토하기 위하여 Timoshenko이론의 다웰바 거동을 비교하였다. 또한 실제 도로에서 교통하중이 여러 개의 다웰바에 분산 전달하는 다웰바의 그룹작용(Dowel Group Action)을 3차원 유한요소해석을 통하여 다웰바 그룹작용 적용범위를 산정하였다. 본 연구에서 제시된 다웰바 그룹작용 범위는 Friberg의 그룹작용 범위와는 상이한 결과가 나타났으며, 비교적 최근 연구 결과인 Tabatabaie의 그룹작용 범위의 연구결과와 유사한 결과가 도출되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권2D호
• /
• pp.135-141
• /
• 2010

국내 줄눈콘크리트 포장 다웰바의 경우 합리적 근거가 없이 경험에 의하거나 국외의 기준에 의해 설계시공되고 있다. 다웰바를 합리적으로 설계하기 위해서는 다웰바 거동에 대한 고찰이 요구되며 이에 3차원 유한요소해석을 이용하여 분석하였다. 다웰바의 거동을 평가하기 위해서 다웰바의 3차원 유한요소해석과 다웰바 거동에 대한 대표적인 모델인 Timoshenko 이론을 비교분석하였다. 본 연구에서는 다웰바의 사이즈 및 배치에 대한 합리적인 설계를 하기 위해서 3차원 유한요소해석을 사용하여 다웰바의 그룹작용(Dowel Group Action) 범위와 차량바퀴의 주행경로(Wheel Path)분포를 고려하여 슬래브 처짐을 감소시킬 수 있는 다웰바 최적배치를 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.21-30
• /
• 2011

콘크리트 포장의 다웰바는 교통하중을 줄눈 넘어 인접한 슬래브로 전달하는 하중전달장치이다. 현재 국내에서 사용되는 다웰바는 원형봉강으로 교통하중과 환경하중으로 인해 반복적으로 발생하는 전단응력과 휨응력에 대해 높은 내구성을 갖고 있다. 그러나, 강재 다웰바는 장기간 공용시 줄눈틈, 포장 하부 등으로 침투한 수분으로 인해 부식이 발생한다. 특히, 겨울철에 사용되는 제설용 염수와 접촉할 경우 부식은 급격히 진행된다. 다웰바에 부식이 발생하면 부피가 증가하여 줄눈의 거동을 방해하며 유효단면적의 감소로 하중전달효과가 떨어질 수 있다. 이와 함께 지속적인 원자재 가격의 상승으로 강재 다웰바의 가격 경쟁력이 크게 낮아지고 있다. 이러한 강재 다웰바의 문제점은 새로운 재료를 사용한 대체 다웰바의 개발로 이어지고 있다. 본 연구에서는 높은 인장강도, 높은 내부식성을 갖춘 FRP(fiber reinforced plastic)를 튜브 형태로 제작하고 그 속을 고강도 무수축 모르타르로 충진한 FRP 튜브 다웰바에 대한 역학적 두께 설계를 실시하였다. 역학적 두께 설계의 기준으로 다웰바와 콘크리트 면 사이에 발생하는 지압응력을 사용하였다. 지압응력의 산정을 위하여 다웰바에 전달되는 교통하중을 이론식과 유한요소해석을 통해 산출하고 실내시험을 통해 FRP 튜브 다웰바의 물성을 측정하였다. 그 결과, 직경 32mm, 40mm FRP 튜브 다웰바 모두 지압응력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 국내 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브 하부에 강성이 큰 린 콘크리트층을 사용하기 때문에 다웰바에 전달되는 교통하중이 적고 이로 인해 지압응력도 낮아져 상대적으로 적은 직경의 FRP 튜브 다웰바의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.141-149
• /
• 2009

본 연구는 줄눈콘크리트 포장의 줄눈부에서 종 방향으로 발생하는 균열인 T형 균열의 발생 원인을 수치해석을 통해 분석하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 다웰바를 포함한 줄눈콘크리트 포장 슬래브의 유한요소해석 모델을 개발하였으며 이러한 모델에 환경하중을 재하하여 슬래브에 발생하는 응력 분포를 분석하였다. 슬래브의 컬링 시 다웰바의 영향을 분석하기 위하여 우선 다웰바가 없을 경우의 슬래브 컬링 거동을 분석하였다. 그리고 다웰바가 슬래브 컬링 시 T형 균열을 유발할 수 있는 횡방향 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 시공오차로 인해 다웰바의 설치 깊이가 슬래브 중간 깊이에 위치하지 않을 경우 슬래브에 발생하는 응력 집중 현상에 대해서도 분석을 수행하였다. 연구 결과, 다웰바가 슬래브 중간 깊이에 제대로 시공되어 있을 경우에는 슬래브에 발생하는 횡방향 응력에는 거의 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다. 하지만 다웰바가슬래브 중간 깊이보다 표면 쪽으로 치우쳐 위치하게 되면 슬래브의 컬링에 의해 슬래브표면에 횡방향응력이 집중되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 응력 집중은 슬래브와 다웰바의 접촉 성질에 따라 다르게 나타났으며 여러 다웰바들 중 높이가 다르게 장착된 다웰바의 위치가 슬래브의 안쪽에 존재할수록 이러한 다웰바 위치에서의 응력 집중현상이 매우 크게 나타났다. 따라서 줄눈콘크리트 포장에서 T형 균열 발생을 억제하기 위해서는 시공 시 다웰바가설계위치에 정확히 장착되도록 주의를 기울여야 할 것이다.

• Computers and Concrete
• /
• 제21권5호
• /
• pp.593-605
• /
• 2018

A nonlinear finite element modeling approach is developed to assess the behavior of a dowel bar embedded on a single concrete block substrate, subjected to monotonic loading. In this approach, a discrete representation of the steel reinforcing bar is considered, using beam finite elements with nonlinear material behavior. The bar is connected to the concrete embedment through nonlinear Winkler spring elements. This modeling approach can only be used if a new constitutive model is developed for the spring elements, to simulate the deformability and strength of the concrete substrate. To define this constitutive model, an extensive literature review was conducted, as well as 3 experimental tests, in order to select the experimental data which can be used in the calibration of the model. Based on this data, an empirical model was established to predict the global dowel response, for a wide range of bar diameters and concrete strengths. This empirical model provided the information needed for calibration of the nonlinear Winkler spring model, valid for dowel displacements up to 4 mm. This new constitutive model is composed by 5 stages, in order to reproduce the concrete substrate response.

• 콘크리트학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.215-220
• /
• 1994

장부철근 하부의 콘크리트 코어의 지압강도 및 지압강성에 대한 실험이 수행되었으며, 그 연구결과가 정리되었다. 콘크리트의 압축강도, 장부철근의 직경, 콘크리트내에 철근의 위치가 지압강도 및 지압강성에 미치는 영향들이 연구되었으며, 이 결과들을 토대로 콘크리트 코아를 지지하는 장부철근에 대한 콘크리트의 지압강성 및 지압강도를 예측할 수 있는 실험식이 제안되었고, 그 결과와 실험치를 비교하였다.