AREA법 및 3차원 정적 유한요소해석을 이용한 온도구배를 받는 줄눈 콘크리트포장의 평가

Abstract

콘크리트포장에 발생하는 온도구배로 인한 변형과 이로 인한 처짐 및 지지력 응답특성을 모사하기 위해서 ABAQUS를 이용한 3차원 유한요소해석을 수행하였고 AREA법을 사용하여 평가를 수행하였다. 온도구배가 없는 상태에서 역산된 지지력은 실제의 지지력 보다 크게 나타났는데 이것은 하중에 의한 콘크리트 수축량에 기인한 것으로 기층아래 지지력이 클수록 이러한 효과는 커지는 양상을 나타내었다. 콘크리트포장에 온도구배가 발생함에 따라 점차적으로 처짐이 증가하고 지지력이 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 상부의 온도가 하부의 온도보다 큰 양의 온도구배에서는 해석상 약 8oC 온도를 넘어서면서 급격하게 지지력이 감소하고 처짐이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 급격한 지지력의 감소 현상은 합성지지력이 감소하거나 FWD 하중이 증가함에 따라 감소되는 추세를 나타내었다. 기층의 탄성계수의 변화에 대한 지지력의 변화는 비교적 민감하지 않은 것으로 판단되었다. FWD하중의 변화에 따른 지지력의 변화를 조사한 결과 하중이 커짐에 따라 같은 온도구배의 변화에 따른 지지력의 감소추세가 완만하게 나타났고 이것은 하중이 커지면 표층하부와 기층상부의 접촉면이 증가함에 따라 더 큰 지지력을 얻을 수 있기 때문인 것으로 판단되었다.