국내 아스팔트 콘크리트 포장구조체의 계절별 온도-탄성계수 모델 개발

우리나라는 사계절의 온도특성이 뚜렷이 구별되며 이에 따라 아스팔트 콘크리트층 내부의 온도분포가 달라진다. 본 연구에서는 이러한 아스팔트 콘크리트층의 계절별 온도특성을 FWD 역산탄성계수에 반영하기 위하여 계절별 온도-탄성계수 모델을 개발하였다. 이를 위하여 FWD 역산탄성계수와 대표온도 자료를 일평균 대기온도 10℃ 이하, 10℃에서 20℃사이,20℃ 이상의 범위에 따라 계절별로 분류하였다. 아스팔트 표층 및 아스팔트 안정처리기층과 이 두 층을 하나의 층으로 간주한 아스팔트 콘크리트층에 대하여 일평균 대기온도에 따른 대표온도 자료로부터 계절별 온도-탄성계수 모델을 개발하였다. 또한 계절별 대표온도 자료로부터 각 층에 대한 계절별 대표온도 깊이를 제안하였으며, 대표온도 깊이에서의 온도를 이용한 계절별 간편 온도-탄생계수 모델을 개발하였다. 계절별 온도-탄성계수 모델과 계절별 간편 온도-탄성계수 모델을 이용하여 현장 온도조건의 FWD 역산탄성계수를 설계온도로 전환하는 계절별 보정식 및 대표온도 산정과정을 생략할 수 있는 계절별 간편 보정식을 각 층에 대하여 제안하였다. 본 연구에서 제안된 설계온도에 대한 계절별 보정식과 계절별 간편 보정식을 이용하여 동화폐도구간과 김포신설구간의 시간별ㆍ계절별 탄생계수를 보정한 결과, 계절별 온도특성을 고려한 온도-탄생계수 모델과 간편 온도-탄성계수 모델이 충분히 신뢰성이 있음을 알 수 있었다.

In backcalculated layer moduli, the effect of the seasonal temperature variations are taken into account. To evaluate pavement perfomance, the moduli of asphalt concrete layer predicted by field tests must be converted into corrected moduli with respect to reference temperature. To account for the effect of the seasonal temperature variations, effective temperatures which represent temperature gradients in AC layer are determined and are classified into three seasonal data groups which are in the range of less than 10℃, between 10℃ and 20℃ and more than 20℃ with respect to the daily mean air temperature. Seasonal temperature-dependent elastic modulus models for AC layer are developed through regression analysis using three seasonal data groups. To simplify seasonal temperature-dependent elastic modulus models, effective temperature depths corresponding to effective temperatures on AC layer are proposed with respect to the range of daily mean air temperature in this study. Simplified seasonal temperature-dependent elastic modulus models are also developed through regression analysis using temperature data at effective temperature depths. Seasonal temperature correction procedures are proposed using seasonal temperature dependent elastic modulus models and simplified seasonal temperature dependent elastic modulus models respectively. Through the comparison study of the seasonal FWD test, it is shown that seasonal temperature dependent elastic modulus models developed and temperature correction procedures proposed in this study are valid.