하중변환 알고리듬을적용한 줄눈 콘크리트 포장해석 프로그램 개발

Abstract

최근 국내에서는 국내 여건을 고려한 설계법을 개발함과 동시에 이미 공용중에 있는 도로 포장의 성능향상을 위한「한국형 포장 설계법 개발과 성능개선 연구」가 진행되고 있다. 이러한 연구가 완성될 시기에는 연구의 목적인 설계법 개발과 기존 포장의 성능향상은 물론 관련된 제반 기술이 축척될 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된「하중변환 알고리듬을 적용한 줄눈 콘크리트 포장 해석 프로그램」은 이러한 연구의 세부분야인 콘크리트 포장 설계법 개발분야의 연구의 결과로서, 다양한 하중 형태에 대한 해석이 가능한 하중 변환 알고리듬의 적용과 확장성을 고려한 프로그램의 모듈화 측면에 중점을 두어 개발되었으며 향후 콘크리트 포장 해석 모형 개발을 위한 기본 모형이 될 수 있는 것으로 판단된다. 개발된 프로그램은 기본 프로그램 부분과 하중변환 부분으로 구분되어 구성되며, 기본 프로그램 부분에서는 판/쉘 요소, 스프링 요소, 보 요소를 이용하여 줄눈 콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브, 하부층, 다웰바를 모사한다. 하중변환 부분에서는 기존의 연속체 요소에 대한 하중변환 알고리듬을 수정/적용하여 요소망에 제약을 받지 않고 다양한 하중 조건을 해석한다. 또한 프로그램은 하중변환 알고리듬을 적용하여 해석을 수행하는 등분포 하중 이외에, 집중하중, 온도하중, 자중 등을 고려할 수 있는 특징이 있다. 개발된 프로그램의 특성을 분석하기 위한 민감도 분석 결과, 기대한 바와 하중크기 및 위치와 콘크리트 슬래브의 두께가 포장의 거동에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 분석되었으며, 이는 Westergaard 계산식, ILLISLAB과 유사한 결과로서 개발된 프로그램의 타당성을 확인하였다.