Behavior of Precast Prestressed Concrete Pavements under Post-Tensioning

프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 포장의 긴장에 의한 거동 해석

The pavement system constructed by tieing a number of precast concrete slabs employing prestressing techniques is called the precast prestressed concrete pavement. The behavior of this type of pavement system under post-tensioning was analyzed using a finite element model. First, the optimal number of anchors was determined by investigating the distribution of compressive stresses in the pavement system due to post-tensioning. Then, the effects of the parameters such as the horizontal resistance of underlying layers, the pavement length, the slab thickness, and the bearing area of the anchorage on the distribution of compressive stresses were analyzed. The horizontal resistance of underlying layers induced the loss of compressive stresses, and the loss increased in the middle of the pavement. As the pavement length increased or the slab thickness decreased, the stress loss due to the horizontal resistance of underlying layers became larger. However, the bearing area of the anchorage where the compressive forces were applied did not much affect the distribution of compressive stresses.

공장에서 제작한 콘크리트 슬래브를 나열한 후 프리스트레싱 기법을 도입하여 일체화시켜 건설하는 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 포장의 강선 긴장에 의한 압축력 재하 시 포장체의 거동을 유한요소해석 모델을 개발하여 분석하였다. 먼저 정착구의 개수가 긴장 시 포장체의 압축응력 분포에 미치는 영향을 분석하여 적절한 정착구의 개수를 선정하였다. 그리고 하부층의 수평저항, 포장체의 길이, 슬래브의 두께, 정착단의 전단면적 등의 변수가 포장체의 압축응력 분포에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 분석하였다. 하부층의 수평저항은 압축응력의 손실을 가져오며 이러한 손실은 포장체의 중앙부로 갈수록 증가하게 된다. 또한 포장체의 길이가 길어질수록 하부층 수평저항에 의한 압축응력의 감소가 커지게 된다. 슬래브의 두께는 얇아질수록 하부층 수평저항에 의한 압축응력의 손실이 커지게 된다 하지만 압축력을 가하는 면적인 정착단의 전단면적은 압축응력의 분포에 크게 영향을 미치지는 않는다.