• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2010년 추계학술대회 논문집
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• pp.99-107
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• 2010

A permanent deformation model was developed in this study based on the shear properties of asphalt mixtures such as cohesion and friction angle. Triaxial compressive strength (TCS) and repeated load permanent deformation (RLPD) tests on the three types of asphalt mixtures are performed at various loading and temperature conditions to correlate shear properties of asphalt mixtures to rutting performance. It is observed from the tests results that the ratio of shear stress to strength accurately identifies the mixture rutting performance. It could take care of not only mixture types but also load and temperature conditions dependences. Three different versions of the permanent deformation model based on different input levels are proposed and verified using the tests data. The proposed model based on the ratio of shear stress to strength can successfully predict the permanent deformation of various asphalt mixtures all the way up to the 10% of permanent strain including all three stages of permanent deformation in a wide range of loading and temperature conditions without changing model coefficients.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2049-2056
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• 2011

The reinforced-roadbed materials composed of crushed stones are used for preventing vertical deformation and reducing impact load caused by highspeed train. Repeated load application can induce deformation in the reinforced-roadbed layer so that it causes irregularity of track. Thus it is important to understand characteristics of permanent deformation in the reinforced-subbase materials. The characteristics of permanent deformation can be simulated by prediction model that can be obtained by performing repetitive triaxial test. The prediction model of permanent deformation is a key-role in construction of design method of track. The prediction model of permanent deformation is represented in usual as the hyperbolic function with increase of number of load repetition. The prediction model is sensitive to many factors including stress level etc. so that it is important to define parameters of the model as clearly as possible. Various data obtained from repetitive triaxial test and resonant column test using the reinforced-roadbed of crushed stone are utilized to develop a new prediction model based on concept of shear-stress ratio and elastic modulus. The new prediction model of permanent deformation can be adapted for developing design method of track in the future.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.1-8
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• 2005

아스팔트 포장에서 소성변형은 교통하중에 의해 발생하는 가장 심각한 파손중의 하나이다. 현재 개발중인 한국형 포장 설계법은 역학적-경험적 설계법으로 다양한 포장 파손 예측모델을 필요로 한다. 이 연구는 포장설계시 아스팔트층에서 발생하는 소성 변형량을 예측할 수 있는 모델을 개발하여 포장의 공용성을 규명하고자 하였다. 본 논문은 아스팔트 혼합물의 소성변형에 영향을 미치는 인자를 규명하고, 소성변형 예측 모델을 개발하고자 한다. 이를 위하여 3단계 온도, 공극률을 조합한 19mm 밀입도 혼합물에 대하여 삼축압축 반복재하시험을 수행하였다. 그 결과 혼합물의 온도와 공극률이 소성변형 예측 모델 계수에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 이에 근거하여 19mm밀입도 아스팔트 혼합물에 대한 소성변형 예측식을 다중 회귀분석을 통하여 개발하였으며, 개발된 모델을 검증하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.69-75
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• 2015

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the effectiveness of a geogrid reinforced subbase of permeable flexible pavement structures with respect to permanent deformation. METHODS : Experimental trials employing a repeated triaxial load test scheme were conducted for both a geogrid reinforced subbase material and a control specimen to obtain the permanent deformation properties based on the VESYS model. Along with this, a finite element-based numerical analysis was conducted to predict pavement performance with respect to the rutting model incorporated into the analysis. RESULTSAND CONCLUSIONS : The results of the experimental study reveal that the geogrid reinforcement seems to be effective in mitigating permanent deformation of the subbase material. The permanent deformation was mostly achieved in the early stages of loading and then rapidly reached equilibrium as the number of load applications increased. The ultimate permanent deformation due to the geogrid reinforcement was about 1.5 times less than that of the control specimen. Numerical analysis showed that the permeable, flexible pavement structure with the geogrid reinforced subbase also exhibits less development of rutting throughout the service life. This reduction in rutting led to a 20% decrease in thickness of the subbase layer, which might be beneficial to reduce construction costs unless the structural adequacy is not ensured. In the near future, further verification must be conducted, both experimentally and numerically, to support these findings.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.41-50
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• 2011

일반적으로 도로 포장체의 파손은 다양한 요소에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그 중 가장 주된 포장체 파손형태로서 영구변형(permanent deformation)과 피로균열(fatigue crack)을 들 수 있으며 이들은 포장체의 공용수명을 단축시키는 주요원인이 된다. 도로 포장체의 영구변형을 정확히 예측하는 것은 도로포장체의 내구성을 파악하여 이를 기반으로 포장을 설계하는 포장설계법의 수립에 있어 매우 중요하다. 포장하부구조의 재료거동은 본질적으로 전단강도(${\tau}_{max}$)와 밀접한 연관성을 가지므로 포장하부구조 내 발생한 전단응력${\tau}$의 전단강도에 대한 발생비를 고려하여 영구변형 모델을 설정할 필요가 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 전단응력비 개념을 도입한 대형반복삼축압축시험을 통하여 도로하부 재료 중 국내에서 사용되는 대표적인 입상의 보조기층 재료에 대한 영구변형 특성을 알아보았으며 이를 기초로 영구변형 모델의 수립에 필요한 모델 매개변수를 시험을 통해 새롭게 제안하고자 하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.61-70
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• 2011

본 연구에서는 아스팔트 콘크리트의 전단 물성을 고려한 영구변형 예측 모델을 개발하였다. 아스팔트 콘크리트의 전단 물성과 영구변형과의 상관성을 고찰하기 위해서 세 가지 종류의 아스팔트 콘크리트에 대해서 반복재하삼축압축(RLTC) 시험 및 삼축압축강도 시험과 간접인장강도 시험을 다양한 하중과 온도 조건에서 시행하였다. 주어진 아스팔트 콘크리트에 대하여 온도가 증가함에 따라 점착력은 감소하였으나 온도가 $40^{\circ}C$ 이상인 경우 마찰각은 온도 변화에 민감하지 않은 거동을 나타내었다. 축차응력, 구속압, 온도 및 하중 주파수가 영구변형에 미치는 영향이 크다는 것을 관측할 수 있었다. 이러한 실내 시험 결과로 부터 아스팔트 콘크리트의 전단물성과 하중재하시간에 기초한 영구변형 모델을 개발하였다. 또한 일반적인 포장 단면에서 실시한 포장가속시험 결과를 이용해서 영구변형 모델을 보정하였다. 본 연구에서 제안한 영구변형 모델을 이용하여 다양한 온도와 하중조건에서 아스팔트 콘크리트의 영구변형을 예측할 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.123-132
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• 2014

본 연구에서는 아스팔트 궤도구조개발을 목적으로, 노반용으로 배합설계된 19mm 밀입도 아스팔트 혼합물 시편을 제작한 다음 영구변형시험을 통해 영구변형 발생특성을 분석하였다. 영구변형시험결과와 AASHTO 2002 및 한국형 포장설계법(KPRP)에서 제시한 영구변형 예측식과 비교, 분석하였다. 현재까지 노반용 혼합물을 위한 영구변형 예측식이 개발된 바 없으므로 AASHTO 제안식을 이용하여 직결 및 유도상 아스팔트 궤도의 부설 시 발생 가능한 영구변형량을 추정하였다. 이를 위해 유한요소해석을 실시, 궤도 깊이 별 발생응력을 산출한 후 공용중 발생 가능한 영구변형량을 계산할 수 있었다. 예측된 소성침하량은 극미하여, 공용중 침하에 대한 내구성 확보가 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.57-64
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• 2009

본 연구의 목적은 국내 대표 아스팔트 혼합물의 소성변형특성을 평가하고, 이를 이용하여 소성변형을 예측할 수 있는 파손모형을 다중회귀분석을 이용하여 개발하는 것이다. 2가지 아스팔트 바인더와 5종의 골재입도를 이용하였고, 2개의 다른 공극률(6%, 10%)로 시편을 제작하였다. 시험은 30, 45, 60 온도에서 3가지 구속하중을 이용하여 삼축압축 반복재하시험을 수행하였다. 이를 이용하여 소성변형에 영향을 미치는 인자를 규명하고 소성변형 예측모델을 개발하고자 한다. 소성변형 시험의 결과를 이용한 소성변형 예측 모델을 다중회귀분석을 이용하여 제안하였으며 모델의 신뢰도를 분석하였다. 회귀분석을 이용한 소성변형 모델은 AASHTO 2002 설계법에서 제시한 예측식을 기본으로 소성변형에 영향을 미치는 인자인 온도, 하중재하횟수, 공극률을 주요 변수로 하였다. 이를 SPSS 통계프로그램을 이용하여 제시하였으며 실제 시험값과 모델의 예측값으로 신뢰도를 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.3100-3105
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• 2010

본 아스팔트 포장의 소성변형은 우리나라 도로포장의 대표적인 파손유형 중 하나이다. 소성변형을 평가하기 위하여 동하중을 이용한 삼축압축 반복재하시험을 수행하였다. 실험결과(하중 및 변형)를 이용하여 국내 아스팔트 포장의 소성변형 파손을 평가 및 예측할 수 있는 파손모형을 개발하였다. 파손모형은 다중회귀분석 및 인공신경망을 이용하여 비교 및 평가하였다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권3호
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• pp.317-328
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• 2008

When carbon-filled rubber specimens are subjected to cyclic loading, they do not return to their initial state after loading and subsequent unloading, but exhibit a residual strain or permanent deformation. We propose a specific form of the pseudo-elastic energy function to represent cyclic loading for incompressible, isotropic materials with stress softening and residual strain. The essence of the pseudo-elasticity theory is that material behaviour in the primary loading path is described by a common elastic strain energy function, and in unloading, reloading or secondary unloading paths by a different strain energy function. The switch between strain energy functions is controlled by the incorporation of a damage variable into the strain energy function. An extra term is added to describe the permanent deformation. The finite element implementation of the proposed model is presented in this paper. All parameters in the proposed model and elastic law can be easily estimated based on experimental data. The numerical analyses show that the results are in good agreement with experimental data.