• 한국도로학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.11-19
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• 2014

PURPOSES : The purpose of this article is to investigate the predicted life of jointed concrete pavement (JCP) with two variables effecting on axle load spectra (ALS). The first variable is different data acquisition methods whether using high-speed weigh-in-motion (HS-WIM) or not and the other one is spectra distribution due to overweight enforcement on main-lane of expressway using HS-WIM. METHODS : Three sets of ALS had been collected i) ALS provided by Korea Pavement Research Program (KPRP), which had been obtained without using HS-WIM ii) ALS collected by HS-WIM before the enforcement at Kimcheon and Seonsan site iii) ALS collected after the enforcement at the same sites. And all ALS had been classified into twelve vehicle classes and four axle types to compare each other. Among the vehicle classes, class 6, 7, 10 and 12 were selected as the major target for comparing each ALS because these were considered as the primary trucks with a high rate of overweight loading. In order to analyze the performance of JCP based on pavement life, fatigue crack and International Roughness Index (IRI) were predicted using road pavement design program developed by KPRP and each ALS with same annual average daily traffic (AADT) was applied to design slab thickness. RESULTS : Comparison ALS of KPRP with those of HS-WIM shows that the ALS of KPRP has a low percentage of heavy spectra such as 6~9 tonnes for single axle, 18~21 tonnes for tandem axle and 27~30 tonnes for tridem axle than other two ALS of HS-WIM in most vehicle classes and axle types. It means that ALS of KPRP was underestimated. And after the enforcement, percentage of heavy spectra close to 10 tonnes per an axle are lowered than before the enforcement by the effect of overweight enforcement because the spectra are related to overweight regulation. Prediction results of pavement life for each ALS present that the ALS of HS-WIM collected before the enforcement makes the pavement life short more than others. On the other hand, the ALS of KPRP causes the longest life under same thickness of slab. Thus, it is possible that actual performance life of JCP under the traffic like ALS of HS-WIM could be short than predicted life if the pavement was designed based on ALS provided by KPRP. CONCLUSIONS : It is necessary to choose more reliable and practical ALS when designing JCP because ALS can be fairly affected by acquisition methods. In addition, it is important to extend performance life of the pavement in service by controlling traffic load such as overweight enforcement.

• 한국도로학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.23-36
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• 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.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.145-157
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• 2008

하중전달효율은 다웰이 설치되었거나 설치되지 않은 콘크리트포장 줄눈의 구조적 성능을 나타내기 위해 사용된다. ABAQUS 소프트웨어를 사용한 줄눈 콘크리트장의 3차원 모형이 본 연구를 통하여 구축되었다. 기층과 노상이 접착되어 구성된 하부층 위에 3개의 슬래브가 놓였으며, 스프링 요소를 사용하여 인접한 슬래브를 줄눈에서 연결하였다. 콘크리트포장의 다양한 줄눈강성을 모사하기 위하여 다양한 값의 스프링 상수를 입력값으로 사용하여 그 관계를 조사하였으며, 스프링 상수가 커질수록 줄눈의 하중전달효율이 증가하는 것으로 나타났다. 슬래브와 기증의 다양한 탄성계수와 두께를 사용하여 슬래브의 거동과 하중전달효율에 미치는 재료물성과 기하학적 형상의 영향을 분석하였다. 그 결과 노상의 탄성계수는 기층의 탄성계수와 슬래브 및 기층의 두께보다 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 양 또는 영의 온도구배에서보다는 음의 온도구배에서 슬래브의 거동과 하중 전단효율이 더 민감 하게 변화하였으며, 낮은 강성의 줄눈은 슬래브의 온도구배에 더 민감한 것으로 나타났다.

• KCI Concrete Journal
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• 제12권2호
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• pp.23-30
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• 2000

This paper presents behavior of concrete pavement at transverse joint subject to static test load. The test was conducted on 1/10 scale model in the laboratory. Load transfer across the crack is developed either by the interlocking action of the aggregate particles at the faces of the joint or by a combination of aggregate interlock and mechanical devices such as dowel bars. In this study, significant three variables considered to the performance of joints were selected. : (a)diameter of dowel bars(2.5mm, 3.0mm, 4.0mm), (b)presence or absence of dowel bars, (c)aggregate types(crushed stone, round stone). Experimental results were analyzed to find relationships among displacement of discontinuous plane at jointed slab, load transfer efficiency and joint opening, etc. Displacement of discontinuous plane at joint was decreased according to the increase of dowel bar diameter. In addition, it is found that model slabs made using crushed stone had better load transfer characteristics by aggregate interlock than model slabs made using similarly graded round stone. Displacement of discontinuous plane was increased according to the increase of loading. In addition, it was decreased as dowel diameter(2.5mm, 3.0mm, 4.0mm) was increased. In the case of slab without dowel bars, displacement of discontinuous plane was greatly increased and load transfer effciency of slab applied crushed stone was shown 30 percent greater than round stone. In addition, load transfer efficiency of slabs, which were made using crushed and round stone without dowel bars, was decreased to 20 percent and 30 percent, respectively as it was compared with slabs made us-ing dowel bars.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1D호
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• pp.49-54
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• 2009

줄눈 콘크리트 포장에 있어 줄눈부의 하중전달은 다웰바, 골재맞물림, 하부지반의 강성에 의해 발현된다. 콘크리트 포장의 합리적인 역학적 해석을 위해서는 이러한 사항을 적절하게 모델링할 필요가 있다. 줄눈부 하중전달율은 일반적으로 줄눈부에 전단스프링으로 모델링 할 수 있다. 하지만 줄눈부 하중전달이 포장 공용성에 지대한 영향을 미치고 있음에도 위 세가지 모두를 고려한 줄눈부의 줄눈강성(Joint Stiffness)에 대한 연구가 이루어 지지 않아 콘크리트 포장 설계시 적정 줄눈강성값을 적용시키지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 콘크리트 포장 여건에 적합한 줄눈부 전단 스프링의 입력요소인 줄눈강성(다웰바, 하부지반, 골재맞물림 고려)을 산정하고자 한다. 이를 위해 FWD(Falling Weight Deflectometer)를 이용하여 구한 하중전달율(LTE)에 대해 하부지반 및 다웰바 설치유무에 따른 국내 주요 고속도로 및 시험도로의 데이터를 수집하였다. 또한 국내 포장조건을 고려한 구조해석자료를 통해 하부 지반 조건 및 다웰바 유무에 따른 줄눈부의 줄눈강성을 산정하였다. 이 두 가지를 통해 현장의 하중전달율 데이터와 비교분석하여 다웰바 유무, 하부지반 조건별 영향인자에 대해 온도 및 재령을 고려한 국내 조건에 적합한 줄눈강성 산정식을 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.101-110
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• 2010

본 연구에서는 노후 콘크리트 포장의 효율적 유지보수를 위하여 국내 최초 적용된 연속철근 콘크리트 개념의 얇은 덧씌우기 공법(CRCO : Thin Bonded Continuously Reinforced Concrete Overlay)의 거동 특성을 살펴보았다. 서해안 고속도로의 폐도 구간에 CRCO 공법과 JCO 공법(Jointed Concrete Overlay)을 시험시공 하였으며, CRCO 공법에 삽입된 종방향 철근으로 효과를 검토하였다. 시험시공 후 균열 조사 결과, CRCO 구간의 기존 줄눈부에서부터 반사 균열이 발생하였으나 그 폭은 매우 좁았다. 철근의 구속역할로 인해 CRCO 공법에서 더 많은 균열이 발생하였으며, 그 간격은 CRCP 보다 더 좁았다. 부착강도 측정 결과, 표면 처리로 Cold Milling 후 이물질을 제거하여 초기에 층간 부착 문제가 발생하지 않았다. 기존 JCP의 줄눈부에 수평으로 매설한 계측기 데이터분석 결과, 초기 균열 터짐 시 일정 폭 이상으로 벌어지지 못하게 종방향 철근이 잡아주는 역할을 하였으며, 온도변화에 대한 수평 변위 발생 억제 효과도 있었다. 하지만 층간 부착 문제가 발생할 경우, 철근의 구속 효과는 저감되었다. 수직 계측기의 데이터를 통해서 철근이 없는 JCO 공법에 비해 CRCO 공법은 종방향 철근 위치에서 층간 부착 문제가 발생하지 않았으며, 현장 코어링 작업을 통해 이를 확인하였다. 슬래브 내의 수평 거동을 분석한 결과, 초기에 철근의 구속으로 인해 CRCO 공법에서는 인장 변형률이, 구속이 미미한 JCO 공법은 압축력이 발생하였다. FWD 데이터 분석 결과, CRCO 공법의 처짐량이 JCO 보다 더 적게 발생하였으며, 지지력 평가에서는 전반적으로 덧씌우기 후가 더 크게 나타났으며, 특히 CRCO 공법이 JCO 공법에 비해 지지력에 대한 덧씌우기 두께 효과가 더 컸다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.435-444
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• 2006

본 논문은 AREA법을 사용하는 줄눈 콘크리트포장의 평가에 3차원 유한요소모델을 사용하는 경우 나타나는 특성을 조사하는데 목적이 있다. 이를 위해 실제 콘크리트포장을 거동을 반영할 수 있는 3차원 유한요소모델을 구축하였고 2차원 모델과 비교한 후 민감도 분석을 수행하였다. ILLISLAB을 사용한 2차원 모델과 비교하였고 하중형태의 영향 보다 하중재하 지점의 자체수축과 기층모델에 따른 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 3차원 모델에서 비선형 온도구배를 선형 온도구배로 변화시키는 경우 발생하는 영향을 조사하였고 큰 차이를 보이지는 않았으나 지반 탄성계수가 작아질수록 더 많은 차이를 보였다. 동적하중에 의한 처짐을 구하였고 정적하중에 의한 처짐과 비교한 결과 낮은 지반 탄성계수에서는 동적하중에 의한 처짐이 작게 나타났으나 높은 지반 탄성계수에서는 동적하중에 의한 처짐이 크게 나타났다. 동적하중에 의한 처짐 이력을 구하고 AREA법을 이용하여 동적지지력과 탄성계수를 역산하였으며 이를 정적 처짐에 의한 결과와 비교하였다. 그 결과 동적지지력의 경우 정적 해석에 의한 값보다 동적해석에 의한 값이 낮게 나타났고 탄성계수의 경우 반대의 경향을 나타내어 현장에서 AREA법을 사용하는 경우 나타나는 평가결과의 특성을 설명하는 것으로 판단되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.1-12
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• 2005

본 연구는 노후된 시멘트 콘크리트 포장 위에 덧씌운 아스팔트 혼합물의 반사균열 지연을 위하여 바인더 2가지 일반과 개질, 바닥 보강재로 그리드 3종류와 Fabric 2종류의 효과를 평가하기 위하여 수행하였다. 보강재는 공시체 제조시 미리 슬래브 몰드 바닥에 깔고 가열 아스팔트 혼합물을 몰드에 부은 후 다짐을 하여 아스팔트 슬래브 공시체와 일체화시켜 콘크리트 블록 위에 덧씌우기 형태로 택코팅하여 부착하였다. 본 연구를 위하여 휨파괴(mode I) 및 전단파괴(mode II)반사균열 시험을 수행하였다. 시험결과, 일부의 그리드의 보강이 휨파괴 및 전단파괴에 의한 반사균열의 지연에 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 LDPE 개질아스팔트와 함께 사용하면 반사균열 지연에 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.449-456
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• 2007

본 연구는 줄눈콘크리트포장에 환경 하중과 차량하중이 작용할 때 콘크리트 슬래브의 상하부에 발생하는 최대 인장응력의 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 유한요소법을 이용한 줄눈콘크리트포장의 수치해석모형을 개발하여 우선 포장이 환경 하중 또는 차량하중 만을 받을 때의 응력 특성을 분석하였다. 그 후 환경 하중과 차량하중을 동시에 받을 때 슬래브 상하부의 응력 특성을 분석하였다. 연구 결과, 차량하중에 의한 슬래브 하부의 최대 인장응력은 하중이 어느 정도 줄눈부에서 멀어지면 위치에 관계없이 거의 같아지게 되는 젓을 알 수 있었다. 환경 하중에 의해 슬래브가 컬다운 되었을 때는 차량하중이 슬래브의 중앙에 작용할 때 슬래브 하부에 최대인장응력이 발생하며 슬래브가 컬업 되었을 때는 차량하중이 줄눈부에 작용할 때 슬래브의 상부에 최대인장응력이 발생한다. 슬래브 하부 최대인장응력은 컬다운 상태에서는 하부층 일반 스프링을 사용한 모델을 이용하여 환경 하중과 차량하중에 의한 각각의 최대응력을 더하여 구할 수 있으며, 컬업 상태에서는 차량 하중에 의한 최대 응력에서 온도 하중에 의한 최대 응력을 감하여 구할 수 있다. 반면에 슬래브 상부 최대인장응력은 컬업 상태에서 하부층 무인장 스프링을 이용한 모델을 사용하여 환경하중에 대한 최대응력과 차량하중이 줄눈부에 작용할 때 슬래브 중앙부의 최대응력을 더하여 구할 수 있으나 하부층을 일반 스프링으로 모델링하여 환경 하중에 대한 최대응력 만을 구하여 사용하는 실용적인 방법도 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.165-174
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• 2010

본 연구는 조립식 콘크리트 포장 공법을 이용한 급속 도로 포장 보수 방법의 적용성을 분석하기 위하여 시험시공을 수행하고, 슬래브 접합 방식의 효과를 분석하기 위해 수행되었다. 시험시공은 줄눈콘크리트포장의 4개 슬래브를 교체하는 것으로 하였다. 시험시공을 위해 프리캐스트 슬래브를 설계하고 제작한 후, 기존 슬래브를 커팅하여 제거한 후 이 곳에 제작한 슬래브를 안착시켰다. 그 후 평탄성을 조절한 후 포켓 및 홀 부분과 슬래브 하부의 공간을 그라우팅 함으로써 시공을 신속 용이하게 수행할 수 있었다. 시험 시공을 수행하며 보수용 프리캐스트 포장의 설계 및 시공과 관련된 세부 사항을 면밀히 분석하였다. 또한 슬래브 간의 연결을 위한 방식으로 포켓과 홀 접합 방식을 모두 적용해 보았으며 실험을 통해 두 접합 방식에서의 슬래브의 컬링 거동을 비교하였다. 연구 결과 두 방식 모두 적용성이 우수했으나, 홀 접합 방식이 보다 적절한 것으로 파악되었다.