Abstract
The infrastructure of flexible pavement is composed of aggregate subbase, anti-frost layer, and subgrade. In particular, the subgrade performance is affected by climates such as frost action and precipitation. The method of TDR(Time Domain Reflectometry) sensors to measure moisture contents in subgrade layer has been used in the research. Due to the TDR method using dielectric permitivity of soil and water, the sensors can be affected by the low subgrade temperatures. The air temperatures frequently drops below $-20^{\circ}C$ in the winter in Korea. As a result, it is necessary to estimate the accuracy of the TDR moisture sensors in the range of below zero temperatures. In this study, the subgrade temperatures of lower than $-2^{\circ}C$ were extended to evaluate temperature sensitivity of the TDR moisture sensors. The test results revealed that the moisture contents around the sensors were reduced while those of the upper part of specimen showed a tendency to increase as the specimen surface temperature drops below zero under the volumetric moisture contents(VMC) of 20% and 30%. However, the impact of temperature on the function of the sensor at lower water contents was found to be negligible if any.
아스팔트 콘크리트 포장의 하부구조는 보조기층, 동상방지층 및 노상층으로 구성되어 있으며, 노상층의 경우 겨울철을 지나 봄이되면 동상효과에 따른 포장 파손과 여름철 장마 기간 동안의 수분 침투로 인한 지지력 감소와 같은 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 도로하부의 함수비를 계측하기 위하여 시간이력 반사방식(Time Domain Reflectometry, TDR)의 함수센서를 통하여 실시간 함수비를 계측하는 기술이 국내에 도입되었다. TDR 방식의 함수센서는 흙과 물의 유전율을 통하여 함수비를 측정하기 때문에 온도의 영향을 받을 수 있다. 특히 국내는 계절 영향을 받아서 겨울철 대기 온도가 지역적으로 영하 $20^{\circ}C$ 보다 낮은 온도를 보여줄 수 있기 때문에 영하의 측정 온도 범위에 대한 함수센서의 정확도를 파악할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 흙의 온도 범위를 영하 $2^{\circ}C$ 미만까지 확장하여 TDR 방식의 함수비 센서에 대한 온도 민감도 시험을 수행하였다. 체적함수비 20%와 30%에 대한 시험 결과 공시체 표면 온도가 영하로 떨어지면서 센서부근의 수분이 감소하고, 공시체 상부의 함수비가 증가하는 경향을 보여주었다. 그러나 함수센서에 대한 온도의 영향은 함수비가 낮을 경우 미소한 것으로 나타났다.
