거동예측 모델링을 이용한 주행속도에 따른 국도의 잔존수명 예측에 관한 연구

기존의 포장구조체의 구조적 능력을 평가하는 FWD 나 탄성파시험 등은 실제 주행차량이 가지는 속도에 의한 영향을 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 주행하중의 속도에 따른 실제적인 포장구조체의 거동을 해석하여 최근 활발히 건설되고 있는 국도의 선형개량구간과 기존 국도의 설계속도에 따른 포장구조체의 거동을 해석하고, 주행속도에 따른 포장도로의 잔존수명을 분석하였다. 이를 위하여 국도의 선형개량 예정구간에서 비파괴시험인 Falling Weight Deflectometer(FWD) 시험을 수행하였고, 범용 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 이용한 거동예측모델을 개발하여 선형개량후의 설계속도와 기존의 설계속도가 포장체에 미치는 영향을 분석하였다.<BR> 거동예측모델을 이용한 수치분석으로부터 차량의 주행속도가 증가할수록 포장체 공용성을 예측하는 거동인 변형률과 깊이별 상대처짐은 감소하였고, 이로부터 기존의 공용성 예측식을 이용하여 잔존수명을 예측한 결과, 주행속도가 줄어들수록 포장체의 구조적 능력 저하에 크게 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

The pavement behavior must be evaluated under various vehicle speed when determining the dynamic interaction between the loading vehicle and pavement system. To evaluate the dynamic behavior on flexible pavement under various vehicle speed, the simulation modeling for the behavior prediction is carried out. ABAQUS, a three-dimensional dynamic finite element program (3D-DFEM), is used to analyze flexible pavements subjected to moving load at various speed. The Falling Weight Deflectometer(FWD), non-destructive testing equipment, is also carried out for the evaluation of pavement properties.<BR> From the simulation modeling results with respect to vehicle speed, it is found that vehicle speed has significant effect on the response of the pavement system. The lower vehicle speed generate the higher interior deflections, and the lower dynamic modulus. From the results of evaluating the remaining life(load to failure) using existing performance model, it is found that the remaining life of the domestic flexible pavement is shorter in low vehicle speed than high speed.