동결깊이 산정을 위한 도로포장 재료의 열전도 특성 분석 = A Study on Thermal Conductivity of Pavement Materials for Freezing Depth Evaluation
저자
발행사항
용인 : 경희대학교, 2010
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경희대학교 대학원 : 토목공학과 2010. 2
발행연도
2010
작성언어
한국어
주제어
DDC
624 판사항(20)
발행국(도시)
경기도
형태사항
74 p. : 삽도 ; 26 cm
일반주기명
경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
지도교수:이석근
참고문헌 : p.67-70
소장기관
최근 지구온난화와 환경변화에 관련하여 도로 포장의 동상방지층에 관한 관심이 높아지고 있다. 특히 도로포장 설계에서 포장 두께 설계는 재료 사용량에 따른 경제성과 공용성을 고려하여 결정하여야 한다. 특히, 동결깊이 결정은 기온자료 등 관측데이터인 통계적 자료를 바탕으로 만든 동결지수를 사용하여 경험식들에 의해 동결깊이를 산정하고 있다.
이러한 동결깊이 결정에 있어서 보다 합리적인 산정을 위해 도로포장 재료의 물성에 대하여 연구하고자 한다. 특히 동결과 관련하여 포장두께와 동결깊이 결정에 영향을 미치는 포장 재료의 열전도율을 분석하였다.
흙의 열전도율은 함수비와 다짐도(밀도)에 큰 영향을 받는다. 그리고 동결깊이와 관련하여 온도변화에 따른 열전도율을 고려해 보았다. 따라서 도로포장 재료의 다양한 변수 중에 함수비, 다짐도 그리고 상온과 동결 시, 점차적인 온도변화에 따른 열전도율의 변화를 분석한다. 함수비와 다짐도에 따른 측정 전에 다짐 시험을 실시하여 각 시료의 OMC(Optimun Moisture Content)와 를 분석한 후 이에 따른 재료별 열전도율을 측정하여 추이를 분석한다.
시험 결과는 다음과 같다. 노상토의 열전도율 범위는 1.28~2.076W/m.k이고, 보조기층은 1.305~3.287W/m.k의 범위를 갖는 보조기층이 전체적으로 보다 큰 열전도율을 보였다. 열전도율은 다짐도와 함수비에 큰 영향을 받는다. 특히, 다짐도와 함수비가 클수록 열전도율은 증가하며 다짐도의 증가율이 더 컸다. 또한, 모든 재료에서 온도가 낮아질 때 열전도율은 증가하였다. 그러나 0~-10℃사이에서는 명확한 결과를 보이지 않았다. 아스팔트의 경우 열전도율이 골재최대치수와 비례하였다. 시멘트 콘크리트의 경우 영하의 온도에서 열전도율이 증가하였다.
It is important to decide pavement depth especially, freezing depth evaluation in road pavement because the reduction of road construction cost, the improvement of road design quality and so on.
Nowadays, freezing depth is usually calculated only freezing depth that depend on temperature data. So, the calculation method has a few problems which do not consider physical properties of pavement materials, environment substances and so on.
Among these factors that affect freezing depth evaluation, the thermal conductivity of pavement materials is the most important as it relates to freezing depth evaluation.
Laboratory experiments have been executed for confirming effects of water content, bulk density, temperature and aggregate size on the thermal conductivity of pavement materials which were sampled from 7 road construction site of Korea, asphalt mixture and sement concrete mixture.
For the pavement materials studied, thermal conductivity increased with increasing soil bulk density, mosture content and aggregate size. Thermal conductivity ranged from 1.28to 2.076 for subgrade, from 1.305~3.287 for subbase W/mK. Increasing the temperature decreased thermal conductivity.
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