|
|
|
한국도로학회 / v.8, no.4, 2006년, pp.13-24 
|
모서리부 차량 다축하중에 의한 콘크리트 도로 포장의 응력 분포 특성
( Stress Distribution of Concrete Pavements under Multi-Axle Vehicle Loads Applied at Pavement Edges ) |
| 김성민;조병휘;이상훈; 경희대학교 토목건축대학 토목공학;경희대학교 토목공학과;GS건설 기술연구소;
|
|
|
 |
|
| |
| 초 록 |
| 콘크리트 포장은 모서리(Edge) 부분에 차량 하중이 작용할 때 큰 응력을 받게 되며 이러한 응력은 포장의 거동 및 장기 공용성에 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 콘크리트 포장의 유한요소 모델을 사용하여 콘크리트 포장의 모서리 부분에 복륜 단축, 복륜 복축, 복륜 삼축 등 복륜 다축 하중의 한쪽 차륜이 접하여 작용할 때 포장의 응력 분포와 최대 응력을 분석하기 위하여 수행되었다. 우선 종방향과 횡방향을 따라 응력의 분포 형태를 분석하였고, 콘크리트 슬래브의 두께, 콘크리트 탄성계수, 지반 탄성계수 등이 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 하중 접지면적과 연관된 하중 접지압의 변화에 따른 콘크리트 포장의 응력 분포도 분석하였다. 그리고 콘크리트 포장에서 최대 응력이 어느 위치에서 발생하는지에 대한 연구도 수행하였다. 연구 결과 모서리부 하중에 의한 콘크리트 포장의 최대 응력은 콘크리트의 탄성계수가 증가할수록, 슬래브의 두께가 감소할수록, 그리고 지반 탄성계수가 감소할수록 증가하였다. 하중 접지압의 변화에 따른 최대 응력은 콘크리트 탄성계수와 지반 탄성계수의 크기에 따라서는 거의 일정한 변화를 보였으나 슬래브 두께는 얇아질수록 접지압에 따른 최대 응력의 변화가 뚜렷이 보였다. 최대 응력이 생기는 횡방향의 위치는 콘크리트 탄성계수와 지반 탄성계수에는 무관하게 일정하다. 하지만 슬래브의 두께는 두꺼워질수록 최대 응력의 횡방향 상 위치가 모서리에서 내부로 이동한다. 종방향의 최대 응력이 생기는 위치는 단축과 복축 하중일 경우는 축의 위치이며, 삼축 하중일 경우에는 콘크리트 탄성계수나 슬래브 두께가 증가하던지 또는 지반 탄성계수가 감소하면 최대 응력이 생기는 종방향 상 위치가 양쪽 바깥축에서 중간축의 위치로 바뀌게 된다. 문합군(52%)에 비해 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.01). 결론: 식도-위 문합 시 경부 문합은 흉부 문합에 비해 문합부 협착의 빈도는 차이가 없고, 역류성 식도염의 빈도는 현저히 적으며, 식도암의 경우 더 여유 있는 절제면을 제공할 수 있는 장점이 있으리라 판단된다. 따라서 식도절제술 및 위-식도 문합 시 특별한 금기증에 해당하지 않는다면 경부 문합을 선호할 수 있을 것으로 생각된다. 문합 방법에 따른 역류성 식도염과 협착의 빈도에서는 유의한 차이를 발견할 수 없었으나, 수술 시간의 단축 등의 몇몇 장점으로 인해 기계 문합을 선호할 수 있을 것으로 생각된다. 향후 식도암의 수술 기법과 술 후 관리의 향상으로 인하여 문합 부위의 역류로 인한 증상과 환자의 일상 생활의 질에 대한 중요성이 지속적으로 강조될 것으로 생각되며, 이에 따른 적극적인 anti-reflux 수술에 대한 고려도 필요할 것으로 생각된다.$14.7{pm}2.7$ mL로 각 군 간에 통계적인 유의성이 있었다(p<0.05). 혈청내 칼륨 농도는 I군에서 II군에 비해 소생술 후 의의 있게 높았으며(p<0.05), 포도당 농도는 II단계의 I군에서 타군과 비교하여 현저히 낮았다(p<0.05). IL-8은 I 군 $1,834{pm}437$ pg/mL, II 군 $1,006{pm}532$ pg/mL, III군 $764{pm}302$ pg/mL로 I 군에서 II 및 III군과 비교하여 통계적으로 유의하게 높았으며(p<0.05), 폐조직의 조직검사를 통해 평가한 염증세포 분포 점수에서 III 군이 $1.6{pm}0.6$으로 I 군 $2.8{pm}1.2 |
|
| The stresses in concrete pavement systems are larger when vehicle loads are applied at pavement edges, and these large stresses significantly affect the behavior and performance of pavements. Therefore, in this study, the stress distribution and the critical stresses in concrete pavements were investigated using a finite element model when dual-wheel single-, tandem-, and tridem-axle loads were applied at pavement edges. First, the stress distribution along the longitudinal and transverse directions was analyzed, and then the effects of slab thickness, concrete elastic modulus, and foundation stiffness on the stress distribution were investigated. The effect of the tire contact pressure related to the tire print area was also studied. The location of the critical stress occurrence in concrete pavements was finally investigated. From this study, it was found that the critical concrete stress due to edge loads became larger as the concrete elastic modulus increased, the slab thickness increased, and the foundation stiffness decreased. The effect of the tire contact pressure on the critical stress was clear as the slab thickness became smaller. The critical stress location in the transverse direction was independent of the concrete elastic modulus and the foundation stiffness; however, it moved into the interior as the slab thickness increased. The critical stress location in the longitudinal direction was under the axle for single- and tandem-axle loads, but for tridem-axle loads, it tended to move under the middle axle from the outer axles as the concrete elastic modulus and/or slab thickness increased and the foundation stiffness decreased. |
| |
| 키워드 |
| 콘크린트포장;다축하중;모서리;응력;접지압;concrete pavement;multi-axle loads;edge;stress;contact pressure; |
| |
|
|
|
|
한국도로학회논문집 / v.8, no.4, 2006년, pp.13-24
한국도로학회
ISSN : 1738-7159
UCI : G100:I100-KOI(KISTI1.1003/JNL.JAKO200606140740815)
언어 : 한국어 |
|
| 논문 제공 : KISTI 한국과학기술정보연구원 |
|
|
|
|
|
|
