ABSTRACT
PURPOSES :The purpose of this study is to investigate the relationship between the crack propagation depth through a slab and crack width movement in continuously reinforced concrete slab systems (CRCSs).
METHODS :The crack width movements in continuously reinforced concrete pavement (CRCP) and continuously reinforced concrete railway track (CRCT) were measured in the field for different crack spacings. In addition, the crack width movements in both CRCP and CRCT were simulated using finite element models of CRCP and CRCT. The crack width movements, depending on the unit temperature change, were obtained from both the field tests and numerical analysis models..
RESULTS :The experimental analysis results show that the magnitudes of the crack width movements in CRCSs were related to not only the crack spacing, but also the crack propagation depth. In CRCP, the magnitudes of the crack width movements were more closely related to the crack propagation depths. In CRCT, the crack width movements were similar for different cracks since most were through cracks. If the numerical analysis was performed to predict the crack width movements by assuming that the crack propagates completely through the slab depth, the predicted crack width movements were similar to the actual ones in CRCT, but those may be overestimated in CRCP.
CONCLUSIONS :The magnitudes of the crack width movements in CRCSs were mainly affected by the crack propagation depths through the slabs.
Keywords
continuously reinforced concrete, crack depth, crack width, pavement, track
연속철근 콘크리트 슬래브 시스템의 균열진전 깊이와 균열폭 거동 관계 분석
Relationship between Crack Propagation Depth and Crack Width Movement in Continuously Reinforced Concrete Slab Systems
조`영`교 Cho, Young Kyo 정회원·경희대학교 공과대학 사회기반시스템공학과 박사과정 (E-mail : [email protected])
김`성`민 Kim, Seong-Min 정회원·경희대학교 공과대학 사회기반시스템공학과 교수·교신저자 (E-mail : [email protected]) 오`한`진 Oh, Han Jin 정회원·경희대학교 공과대학 사회기반시스템공학과 박사과정 (E-mail : [email protected]) 최 린 Choi, Lyn 정회원·경희대학교 공과대학 사회기반시스템공학과 석사과정 (E-mail : [email protected]) 석`종`환 Seok, Jong Hwan 정회원·경희대학교 공과대학 사회기반시스템공학과 석사과정 (E-mail : [email protected])
1. 서론
연속철근 콘크리트 슬래브 시스템(CRCS: Conti- nuously Reinforced Concrete Slab System)의 대표
적인 형식으로는 도로에 사용되는 연속철근 콘크리트 포 장(CRCP: Continuously Reinforced Concrete Pavement)과 연속철근 콘크리트 중앙분리대(CRCB:
Corresponding Author : Kim, Seong-Min, Professor Department of Civil Engineering, Kyung Hee University,
1732, Deogyeong-daero, Giheung-gu, Yongin-si, Gyeonggi-do, Korea Tel : +82.31.201.3795 Fax : +82.31.202.8854
E-mail : [email protected]
International Journal of Highway Engineering http://www.ksre.or.kr/
ISSN 1738-7159 (print) ISSN 2287-3678 (Online)
Received Jan. 20. 2015 Revised Jan. 20. 2015 Accepted Jan. 29. 2015 Int. J. Highw. Eng. Vol. 17 No. 1 : 83-90 February 2015
http://dx.doi.org/10.7855/IJHE.2015.17.1.083
Continuously Reinforced Concrete Barrier), 철도궤도 에 사용되는 연속철근 콘크리트 궤도(CRCT: Conti- nuously Reinforced Concrete Track) 그리고 교차로 포 장에 사용되는 연속철근 콘크리트 회전교차로(CRCR:
Continuously Reinforced Concrete Roundabout)가 있다. 이러한 CRCS는 별도의 횡방향줄눈을 설치하지 않고 자연적으로 발생하는 횡방향균열을 연속적으로 설 치된 종방향철근이 균열의 과도한 벌어짐을 구속하도록 설계된 시스템이다. 일반적으로 횡방향균열은 CRCP에 서는 1~2m 정도의 균열간격을 가지며, Fig. 1에 나타낸 바와 같이 CRCT의 경우는 현장타설 콘크리트 슬래브에 프리캐스트 침목(Sleeper)이 설치되며 침목과 슬래브는 종방향으로 구속되지 않도록 하기 때문에 슬래브의 최 소단면인 침목부에서 횡방향균열이 발생하며 균열간격 은 침목폭인 약 0.325m 정도로 CRCP에 비해 균열간격 이 매우 좁게 발생한다(Cho, 2015; Kim et al, 2012).
중부내륙고속도로의 시험도로 상의 CRCP 구간에서 채 취한 코어를 Fig. 2에 나타내었다. 균열의 진전 깊이는 Fig. 2(a)의 슬래브 상부에만 균열이 진전된 경우, Fig.
2(b)의 슬래브 중간 깊이 정도까지 균열이 전전된 경우, 그리고 Fig. 2(c)의 슬래브 전체를 관통한 경우가 모두 존 재하는 것으로 나타났다. 또한 슬래브 표면에서는 균열폭 이 커 보이더라도 슬래브 하부까지 균열이 관통되지 않은 경우도 있다. 따라서 슬래브 표면에서 측정되는 균열폭의 크기로 균열의 진전 깊이를 예측하기는 어렵다. 특히 CRCP의 경우 차량하중이 슬래브 표면에 직접적으로 재 하되며, 제설제, 수분, 이물질 등의 침투로 인해 슬래브 표면에서만 국부적으로 균열폭이 넓어질 수도 있다.
온도변화에 의한 균열폭의 열림과 닫힘 거동은 균열 간격, 슬래브와 하부지지층과의 부착상태, 균열진전 깊 이 등에 따라 영향을 받는다고 볼 수 있다. 균열간격의 경우 균열간격이 좁으면 슬래브 길이가 짧아졌다고 볼
수 있으며 이에 따라 온도변화에 의한 균열폭의 거동이 작아지게 될 것이라고 예측할 수 있다. 슬래브와 하부지 지층 간의 부착의 경우 슬래브와 하부지지층이 견고하 게 부착되어 있으면 슬래브 하부에서의 균열의 열림과 닫힘 거동을 억제하기는 하지만 슬래브 내에 철근이 존 재하기 때문에 슬래브 표면에서의 균열폭의 열림과 닫 힘에는 큰 영향을 미치지는 않을 것으로 예측된다. 균열 진전 깊이는 균열의 열림과 닫힘 거동에 영향을 미칠 것 으로 예측된다.
따라서 본 연구는 환경하중을 받을 경우에 CRCS의 횡방향 균열 깊이와 균열간격이 슬래브 표면의 균열폭 열림과 닫힘 거동에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하 기 위하여 수행되었다. 이를 위해 CRCS의 유한요소해 석 모델을 구성하여 균열진전 깊이에 따른 균열폭의 거 동을 수치해석적으로 분석하였으며, 또한 현장실험을 통해 얻은 데이터를 이용하여 균열의 진전 깊이와 균열 폭의 거동을 실험적으로도 분석하였다.
2. 균열폭 거동 수치해석적 분석 2.1. 균열 모사방법
CRCS의 횡방향균열 거동을 슬래브 수직방향으로의 균열의 진전정도에 따라 수치해석적으로 균열폭의 거동 을 분석하였다. 균열의 발생을 예측하는 가장 일반적인 방법으로는 슬래브의 최대인장응력이 발생하는 위치에 Fig. 1 Continuously Reinforced Concrete Track
(a) Crack at top
(b) Crack through meddepth
(c) Through crack
Fig. 2 Crack Propagation Through Slab Depth in CRCP
균열을 배치하는 것이다. CRCS의 균열은 콘크리트의 인장응력이 인장강도에 다다랐을 때 생기며 이러한 균열 이 발생하면 균열에서는 슬래브가 연속체가 되지 않기 때문에 CRCS의 구조적 모델은 재구성되어야 한다. 균 열이 발생하여 재구성된 모델을 분석하여 콘크리트의 인 장응력이 인장강도보다 큰 부분이 다시 생기면 그곳을 불연속으로 처리한 후 모델을 또다시 재구성하여 분석한 다. 이러한 과정을 콘크리트의 인장응력이 인장강도보다 모든 곳에서 작게 나올 때까지 계속적으로 반복하면 균 열의 진전과정과 특정한 하중 하에서의 균열의 상태를 분석할 수 있다(Kim, 2007). 유한요소 해석에서 슬래브 내의 균열을 모사하기 위한 방법으로는 요소삭제방법, 절점분리방법, 확장유한요소법(XFEM: eXtended Finited Element Method) 등을 들 수 있다.
요소삭제방법에 의해 균열이 발생하여 진전되는 과정 을 Fig. 3에 나타내었다. 먼저 Fig. 3(a)에 나타낸 모델 을 분석하여 최대인장응력이 슬래브 상부에서 발생하면 이곳에 균열이 생길 것이며 이러한 균열이 생긴 CRCS 를 Fig. 3(b)에 보인 것과 같이 재구성 한다. 이러한 과 정을 계속적으로 반복함으로써 균열의 상태를 예측할 수 있게 된다(Kim, 2007). 하지만 요소삭제방법은 요 소를 삭제하기 때문에 상당히 작은 크기의 유한요소가 필요하며 균열이 철근위치 아래까지 진전된 경우는 균 열부에서 실제 철근보다 긴 철근이 존재하게 되어 철근 의 응력은 증가하고 슬래브에 발생하는 응력은 작아질 수가 있다.
절점분리방법은 Fig. 4와 같이 최대인장응력이 발생한 곳의 유한요소 절점을 분리시켜 균열이 발생하는 과정을 모사하는 것이다. 요소삭제방법과 유사한 원리를 가지고 있지만 요소를 삭제하는 것이 아닌 균열부에 서로 다른 절 점을 배치함으로써 인접한 유한요소를 분리시켜 균열의 진전을 모사하는 방법이다(Kim, 2007). 이러한 방법은 균 열부의 각 절점 간에 접촉조건도 모사할 수 있기 때문에 골재맞물림 현상 등 전단저항을 모사할 수도 있다.
요소삭제와 절점분리를 통해 균열의 진전을 모사하는 방법은 모델을 재구성해야 하지만 Fig. 5와 같은 확장유
(a) Before crack occurrence
Fig. 3 Element Removal Method (b) After crack occurrence
(a) Before crack occurrence
Fig. 4 Node Separation Method (b) After crack occurrence
(a) Before crack occurrence
Fig. 5 XFEM (b) After crack occurrence
한요소법을 사용할 경우는 유한요소 모델의 재구성 없이 균열의 전파를 해석할 수 있는 방법이다(Moes and Belytschko, 1999).
균열해석을 위한 각각의 절점에서의 변위계산을 위한 구성방정식은 Eq. (1)에 의해 정의되지만, XFEM을 통 한 균열의 모델링 시에는 Eq. (2)와 같은 추가적인 Enriched node가 필요하다.
where, : 형상함수(Shape function) : 변위벡터
: Heaviside function
: 불연속 Heaviside 함수에 대한 절점보 강 DOF 벡터
: 탄성점근 균열선단 함수들
: 점근 균열선단 함수에 대한 절점 DOF 벡터
2.2. 균열진전 깊이 영향 분석
본 연구에서는 앞에서 설명한 균열의 진전 분석방법 중 에서 절점분리법을 사용하였다. 절점분리법을 통해 Fig.
6에 나타낸 바와 같이 균열의 진전 깊이에 따른 영향을 분석하였다. Fig. 6(a)는 슬래브의 상하부에 각각 슬래브 두께의 1/6만큼 균열이 진전되어 있는 경우(Crack 1)이 고, Fig. 6(b)는 슬래브 상하부에 각각 슬래브 두께의 1/3 만큼 균열이 진전된 경우(Crack 2), Fig. 6(c)는 균열이 슬래브를 완전히 관통한 경우(Crack 3)이다.
Fig. 7은 균열진전 깊이에 따른 거동을 나타내었다.
해석을 위한 유한요소 모델은 3차원 CRCS의 기본 모 델로써 이전 연구를 통해 개발되었다(Cho, 2015). Fig.
7(a)는 온도가 감소할 때 슬래브 상부의 종방향 응력분 포를 나타낸 것으로써 균열이 존재하는 불연속부인 1m 의 위치에서는 슬래브 응력이 사실상 0이 되며 균열에 서 멀어질수록 인장응력이 증가하여 어느 정도 이상의 거리 이후에는 응력이 거의 일정해 지는 것을 알 수 있 다. 균열의 진전 깊이에 따른 슬래브의 인장응력은 균열 이 슬래브 깊이로 많이 진전될수록 인장응력이 감소하 는 것을 알 수 있다. Fig. 7(b)는 슬래브 표면의 균열폭 열림 분포를 횡방향을 따라 나타낸 것으로 균열이 슬래 브 깊이로 진전되어 감에 따라 균열폭 열림이 크게 발생 하는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 균열간격이 크더 라도 균열의 진전 깊이가 깊지 않으면 균열폭의 거동이 균열간격이 작으며 관통균열일 경우에 비해 오히려 작 게 발생할 수도 있음을 의미한다.
(1)
(2)
(a) Crack 1
Fig. 6 Crack Propagation Depth (b) Crack 2
(c) Crack 3
(a) Slab stresses
Fig. 7 Behavior Depending on Crack Propagation Depth
(b) Crack widths
3. 균열폭 거동 현장실험적 분석
중부내륙고속도로 상의 시험도로 CRCP 구간에서 계 측한 슬래브 깊이 별 온도변화와 이에 따른 균열폭의 거 동을 Fig. 8에 나타내었다. 실험구간의 철근비는 0.6%
이며 슬래브 두께는 0.3m이다. 3개 균열에서 균열폭을 측정하였으며 각 균열의 좌우측 평균 균열간격은 2m(Crack 1), 1.5m(Crack 2), 2.3m(Crack 3)이다.
Fig. 8(a)에 나타낸 슬래브 깊이 별 온도변화에서 알 수 있듯이 일일 온도변화폭은 슬래브 상부가 가장 크며 슬 래브 내부로 갈수록 변화폭이 작아지는 것을 알 수 있 다. Fig. 8(b)는 균열폭 거동을 나타낸 것으로, Crack 2는 1.5m로 균열간격이 가장 작음에도 일일 균열폭 변 화량이 가장 큰 것으로 나타나며, Crack 1은 균열간격 이 2m 임에도 일일 균열폭 변화량이 가장 작은 것으로 나타났다.
Fig. 8(a)의 슬래브 깊이 별 온도변화에서 일일 온도 변화를 구하여 Table 1에 나타내었으며, Fig. 8(b)의 균열폭 거동의 일일 변화량을 Table 2에 나타내었다.
Table 1의 슬래브 중간 깊이의 온도변화를 기준으로 Table 2의 균열폭 일일 변화가 발생하는 것으로 가정하 여 일일 온도변화에 따른 균열폭의 변화를 Fig. 9에 나 타내었다. 추세선의 기울기는 온도변화에 따른 균열폭 의 변화량을 나타내며 Crack 2의 균열폭 거동이 가장 크게 발생하는 것을 알 수 있다.
(a) Temperature variation
Fig. 8 Crack Width Variation under Temperature Change in CRCP
(b) Crack width variation
Table 1. Daily Slab Temperature Changes at Different Depths in CRCP
Day Top (℃) Middepth (℃) Bottom(℃) Air (℃)
1 -26.5 -10.5 -4.5 -12.0
2 -19.5 -6.5 -2.5 -9.5
3 -27.5 -10.5 -5.0 -14.5
4 -26.0 -9.0 -3.5 -22.0
5 -27.0 -9.5 -4.0 -20.5
6 -24.0 -9.0 -4.0 -14.5
7 -11.5 -3.5 -3.0 -9.5
8 -14.0 -4.5 -1.5 -11.5
9 -27.0 -11.0 -5.5 -14.5
10 -27.0 -10.0 -4.5 -16.0
Table 2. Daily Crack Width Changes in CRCP
Day Crack 1(mm) Crack 2(mm) Crack 3(mm)
1 0.0456 0.0777 0.0526
2 0.0282 0.0475 0.0371
3 0.0442 0.0737 0.0551
4 0.0331 0.0636 0.0498
5 0.0321 0.0716 0.0522
6 0.0315 0.0601 0.0466
7 0.0161 0.0260 0.0166
8 0.0209 0.0356 0.0227
9 0.0504 0.0802 0.0660
10 0.0443 0.0697 0.0625
Fig 9 Relationship between Changes in Crack Width and Temperature in CRCP
Fig. 9의 추세선을 토대로 20℃의 온도하강이 발생하 였을 경우 실험을 통한 균열폭과 해석을 통한 균열폭을 비교하였으며 이를 Table 3에 나타내었다. 해석에 사용 된 모델은 균열간격 2m 모델을 사용하였으며 균열은 슬래브를 관통하는 것으로 가정하여 모델링하였다 (Cho, 2015; Kim et al, 2000). 실험을 통한 균열폭은 Crack 2가 균열간격이 가장 작음에도 온도변화에 따라 0.14mm의 변위가 발생하여 균열폭의 열림이 가장 크 게 발생하며, Crack 3(0.11mm), Crack 1(0.08mm) 순 서로 나타났다. 균열간격에 따라 균열폭 열림이 선형으 로 증가한다고 가정하면 균열간격 2m에 대한 균열폭 열림을 Table 3에서와 같이 구할 수 있으며 그 값이 일 정하지는 않은 것을 알 수 있다. 수치해석을 통한 균열 폭의 열림은 0.19mm로 발생하는 것으로 나타나며, 이 는 실험을 통한 결과와 비교하면 균열폭 열림이 가장 크 게 발생한 경우에서와 유사한 것이다. 따라서 Crack 2 에서는 균열이 슬래브를 관통한 것으로 예측되며 Crack 1에서는 균열의 진전 깊이가 깊지 않은 것으로 예측된다.
Fig. 10은 경부고속철도 2단계 대구-부산 간 CRCT 구간의 슬래브 깊이 별 온도변화와 이에 따른 균열폭의 거동을 나타내었다. 실험구간의 철근비는 0.89%이며 슬래브 두께는 0.24m이다. 2개의 균열에서 측정을 수 행하였으며 Crack 1은 하나의 균열에서 슬래브 중앙부 이며 Crack 2-1은 다른 균열의 침목부, 그리고 Crack 2-2는 그 균열의 슬래브 중앙부를 나타낸다. 슬래브 깊 이 별 온도변화는 CRCP에서와 같이 일일 온도변화폭 은 슬래브 상부가 가장 크며 슬래브 하부로 갈수록 온도 변화폭이 작아지는 것을 알 수 있다. Fig. 10(b)는 균열 폭 거동을 나타낸 것으로 균열폭의 거동이 거의 유사하 지만, Crack 1의 변화량이 미소하게나마 큰 것을 알 수 있다.
Fig. 10(a)의 슬래브 깊이 별 온도변화에서 일일 온 도변화를 Table 4에 나타내었으며, Fig. 10(b)의 균열 폭 거동의 일일 균열폭 열림 변화량을 Table 5에 나타 내었다.
Table 3. Comparison of Crack Width Openings in CRCP Obtained from Experiment and Analysis
Crack spacing
Crack width (mm) Crack 1
(2m)
Crack 2 (1.5m)
Crack 3 (2.3m)
Experiment
Actual 0.08 0.14 0.11
2m
(calibrated) 0.08 0.19 0.10
Analysis 2m 0.19
(a) Temperature variation
(b) Crack width variation
Fig. 10 Crack Width Variation under Temperature Change in CRCT
Table 4. Daily Slab Temperature Changes at Different Depths in CRCT
Day Top(℃) Middepth(℃) Bottom(℃) Air(℃)
1 -21.2 -6.9 -4.0 -3.7
2 -27.4 -13.6 -8.0 -5.8
3 -28.5 -13.8 -8.3 -5.4
4 -25.5 -12.7 -7.9 -5.7
Day Crack 1(mm) Crack 2-1(mm) Crack 2-2(mm)
1 0.0597 0.0497 0.0484
2 0.0811 0.0671 0.0651
3 0.0801 0.0683 0.0633
4 0.0763 0.0671 0.0624
Table 5. Daily Crack Width Changes in CRCT
Table 4의 슬래브 중간 깊이의 온도변화에 의해 Table 5의 균열폭 일일 열림 변화가 발생하는 것으로 가정하여 Fig. 11은 일일 온도변화에 따른 균열폭의 변 화를 나타내었다. 앞에서 언급한 바와 같이 Crack 1은 Crack 2에 비하여 온도변화에 따른 균열폭의 열림이 미소하게 큰 것을 알 수 있으며, Crack 2에서는 침목부 의 균열인 Crack 2-1의 균열폭 열림이 슬래브 중앙부 에서의 균열인 Crack 2-2의 균열폭 열림에 비해 미소 하게 큰 것으로 나타났다. Fig. 9의 CRCP의 경우와 비 교하면 온도변화에 따른 균열폭의 변화가 CRCT에서 확연하게 작은 것을 알 수 있다. 이는 CRCT에서의 균 열간격이 CRCP에서의 균열간격에 비해 상당히 작기 때문인 것으로 분석된다.
Fig. 11의 추세선을 토대로 20℃의 온도하강이 발생 하였을 경우 실험을 통한 균열폭의 열림과 수치해석을 통한 균열폭의 열림을 비교하여 Table 6에 나타내었다.
수치해석에 사용된 CRCT 유한요소 해석 모델은 이전 연구를 통해 개발된 모델을 사용하였다(Cho, 2015;
Eisenmann and Leykauf, 2000; KR Network, 2006; Rail.One, 2011). 모든 침목부 모서리부에 균열 이 발생하는 것으로 가정하여 모델링하였으며 따라서 균열간격은 0.325m이며 온도하강 20℃를 적용하였다.
CRCP의 경우 실험을 통한 균열폭이 해석을 통한 균열 폭보다 작게 발생하였지만 CRCT의 경우 실험과 해석 에서의 균열폭 열림이 유사하게 발생하는 것을 알 수 있 다. CRCT는 균열간격이 서로 유사하며 해석과 실험에 서의 균열폭도 유사하게 나타나는 것으로 보아 균열이 거의 관통균열이라는 것을 알 수 있다.
CRCT는 CRCP와는 달리 프리캐스트 침목을 설치한 후 콘크리트 슬래브가 타설되며 침목과 슬래브는 종방 향으로 부착을 위해 철근 등을 사용하지 않기 때문에 침
목과 슬래브 간의 분리가 발생하게 된다. 이는 침목과 슬래브를 종방향으로 부착시키면 침목에 균열이 발생할 수 있으며 이러한 경우는 레일 패드에 손상을 유발할 수 있기 때문에 침목은 슬래브와 종방향으로는 완전부착이 되지 않도록 설계된 것이다. 따라서 침목이 위치한 구간 에서는 현장타설 콘크리트 슬래브의 단면 감소를 의미 하기 때문에 침목위치마다 균열이 발생하게 된다. 즉, 침목간격은 약 0.65m의 양 모서리마다 즉, 균열간격은 약 0.325m로 발생하게 되며 이는 균열간격이 거의 일 정하게 발생한다는 것을 의미한다. 따라서 CRCT는 균 열간격이 좁아 균열폭의 거동이 CRCP에 비해 작게 발 생하며, 침목에 의해 균열의 진전이 쉽게 발생하여 대부 분 관통균열이 되며 균열폭의 거동이 균열에 따라 차이 가 크게 발생하지 않게 된다.
4. 결론
본 연구는 연속철근 콘크리트 슬래브 시스템의 균열 진전 깊이와 균열폭 거동과의 관계를 분석하기 위하여 수행되었으며 현장실험과 구조해석을 기반으로 상관관 계를 파악하였다. 현장실험에서는 CRCP와 CRCT에서 환경하중이 작용할 경우에 균열간격에 따른 균열폭의 열림과 닫힘 현상을 측정하였으며, 구조해석에서는 CRCP와 CRCT의 유한요소 해석 모델을 구성하여 균열 폭의 거동을 예측하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
1. 수치해석 결과 일정한 균열간격에서 균열진전 깊이 가 증가함에 따라 슬래브의 응력은 감소하며 균열폭 은 커지게 되어 슬래브 표면에서의 균열폭 거동은 슬 래브 깊이로의 균열진전 정도에 영향을 받는 것으로 나타났다.
2. 현장실험을 수행한 결과 CRCP는 균열간격이 상대 적으로 좁은 균열에서의 균열폭 거동이 균열간격이 넓은 균열에서의 균열폭 거동보다 크게 발생할 수도 있는 것으로 나타났으며 이는 균열진전 깊이와 관계 가 깊은 것으로 분석된다.
3. CRCP의 경우 현장실험을 통한 균열폭 거동이 관통 Fig. 11 Relationship between Changes in Crack
Width and Temperature in CRCT
Table 6. Comparison of Crack Width Openings in CRCT Obtained from Experiment and Analysis
Crack 1 Crack 2-1 Crack 2-2 Experiment 0.0987mm 0.0852mm 0.0785mm
Analysis 0.0780mm
균열을 가정한 해석을 통한 균열폭 거동과 유사하거 나 작게 발생하여 균열이 슬래브를 관통하지 않은 경 우가 많이 존재하는 것으로 나타났다.
4. CRCT의 경우 현장실험과 관통균열을 가정한 해석 에서의 균열폭 거동이 매우 유사하게 나타나며 서로 다른 균열에서 균열폭을 계측하더라도 균열폭의 거 동이 거의 유사한 것으로 나타나 균열이 대부분 슬래 브를 관통하는 것으로 판단된다.
5. CRCT는 CRCP와는 달리 프리캐스트 침목을 설치한 후 콘크리트 슬래브가 타설되기 때문에 침목과 슬래 브 간에 분리가 발생하며, 따라서 침목이 위치한 구 간에서는 현장타설 슬래브의 단면이 감소하여 침목 위치에서 마다 균열이 발생하게 된다.
6. CRCT의 균열폭 거동이 CRCP에 비해 작게 발생하 는 것으로 나타나며, 이는 CRCT의 균열간격이 CRCP에 비해 좁기 때문인 것이며 따라서 균열간격 이 좁을 경우 균열폭의 거동도 작아지게 된다.
감사의 글
본 연구는 국토교통부 철도기술연구사업의 연구비지원(과 제번호: 14RTRP-B067919-02)에 의해 수행되었습니다.
BIBLIOGRAPHY
Cho, Y. K., 2015. Numerical Analysis of Continuously Reinforced Concrete Pavement and Railway Track, Doctoral Dissertation, Kyung Hee University.
Eisenmann, J. and Leykauf, G., 2000. Feste Fahrbahn fur Schienenbahnen, Beton- Kalendar, 291-326.
Kim, J. I., Cho, Y. K., Kim, J. I. and Kim, S. M., 2012. Behavior of Continuously Reinforced Concrete Track Subjected to Temperature Changes, Journal of Korean Society of Hazard Mitigation, Vol. 12, No. 4, 39-44.
KR Network, 2006. Standard Design of Kyungbu KTX between Daegu and Busan, Daejeon, Korea Rail Network Authority, Korea.
Kim, S. M., Won, M. C. and McCullough, B. F., 2000. Three- Dimensional Analysis Continuously Reinforced Concrete Pavements, Transportation Research Record 1730, TRB, National Research Council, Washington, D.C., 43-52.
Kim, S. M., 2007. Numerical Analysis of Crack Occurrence and Propagation in Continuously Reinforced Concrete Pavements under Environmental Loading, International Journal of Highway Engineering, Korean Society of Road Engineers, Vol.
9, No. 2, 39-49.
Moes, N., Dolbow, J. and Belytschko, T., 1999. A Finite Element Method for Crack Growth Without Remeshing, International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 46, No. 1, 131-150.
Rail.One, 2011. Rheda 2000 Ballastless Track System, Rail.One.
