모델링은 Geogrid의 이점을 보여줍니다.

Apr 05, 2024

MnDOT의 포장 설계 소프트웨어인 MnPAVE Flex와 함께 사용하기 위한 개선된 지오그리드 모델링을 통해 포장 설계자는 지오그리드 유무에 관계없이 바닥 위 포장 도로의 강성과 탄력성에 대한 현장 테스트를 시뮬레이션할 수 있습니다. MnDOT는 최근 연구의 모델링 결과를 사용하여 포장 수명 및 골재 두께 측면에서 지오그리드의 이점을 정량화하는 설계 입력을 개발하고 있습니다.

“이 혁신적인 연구는 노반이 열악한 지역의 설계에 특히 도움이 될 것입니다. 우리는 지오그리드 제조업체와 긴밀히 협력하여 포장 도로에서 지오그리드 동작을 정확하게 시뮬레이션하는 코드를 개발했습니다.”라고 MnDOT 포장 설계 사무소의 포장 컴퓨터 애플리케이션 엔지니어인 Bruce Tanquist가 말했습니다.

미네소타의 많은 고속도로는 연약한 노반 위에 건설되었습니다. 이러한 약한 노반은 도로 포장 수명을 저하시킵니다. 과거에는 포장 기초를 강화하기 위해 목재와 시멘트가 혼합된 성공을 거두는 데 사용되었습니다. 그러나 지난 20년 동안 지오그리드는 기존 포장 구조를 강화하는 데 유익하고 비용 효과적인 방법임이 입증되었습니다.

지오그리드는 베이스의 골재와 맞물리는 구멍이 있는 견고한 폴리머 웨빙입니다. 재료는 새 골재 베이스 또는 재생된 골재 베이스 내에 위치하며 일반적으로 베이스 상단에서 2/3 거리에 ​​위치합니다. 남은 골재를 깔고 나면 아스팔트나 콘크리트로 도로를 포장한다.

Geogrid는 탄력성을 향상시키기 위해 골재를 제자리에 고정함으로써 골재 베이스 레이어의 강성을 높입니다. 지오그리드의 이점은 과거에도 관찰되었으나 포장 설계 목적으로 정량화되지 않았으며 설계자들은 포장 설계 시 계산에 해당 특성을 포함시킬 수 없었습니다. Geogrid는 때때로 계산된 이익 없이 추가 비용으로 간주되었습니다.

2016년 연구에서도 기계적 설계에서 지오그리드의 이점을 정량화하는 임무가 주어졌으나 편향 테스트 결과는 결정적이지 않았으며 집합 기반에서 지오그리드 사용에 대한 신뢰할 수 있는 설계 요소를 뒷받침하지 못했습니다.

MnDOT 포장 설계자는 도로 기반의 지오그리드 사용이 포장 수명에 어떤 영향을 미치는지 보여주기 위해 모델을 요청했습니다. 연구원들은 새로운 소프트웨어를 사용하여 다양한 설계 순열에서 지오그리드 동작을 평가하고 MnDOT의 포장 설계 소프트웨어인 MnPAVE Flex를 사용하여 포장 성능에 대한 이점을 정량화했습니다.

업데이트된 소프트웨어는 지오그리드 모델링 기능을 확장하고 비강화 및 지오그리드 강화 기반 모델을 테스트하는 데 사용되었습니다. 모델링에 유용한 지오그리드 매개변수를 식별하고 MnPAVE에 대한 입력으로 연구를 시작했습니다. 조사관들은 모델링을 위해 현장에서 사용되는 3축 지오그리드(삼각형 구멍 포함)의 물리적 특성과 속성을 지정하고 코딩하기 위해 지오그리드 제조업체와 협력했습니다.

그런 다음 연구원들은 소프트웨어 개발자와 긴밀히 협력하여 모델링 기능을 개선하고 2축 지오그리드(직사각형 구멍 포함)에 초점을 맞춘 이전 작업을 확장하여 3축 지오그리드를 포함하고 지오그리드 및 골재에 대한 가변 매개변수에서 지오그리드의 동작을 모델링했습니다.

지오그리드 및 골재 모델은 지오그리드 및 골재 특성을 조정하고 동적 원뿔 관입계(DCP) 및 경량 편향계(LWD) 테스트를 시뮬레이션하여 광범위하게 테스트되었습니다. 연구원들은 MnPAVE 설계 소프트웨어와 함께 사용하고 지오그리드가 포장 성능에 미치는 영향을 정량화하는 설계 요소를 개발하기 위해 지오그리드 및 종합 성능에 대한 수치 모델링 결과를 수집했습니다.

이전 연구의 현장 테스트는 각 처짐 테스트 위치 아래의 특정 포장 구조 및 노반 조건을 포함하지 않았기 때문에 충분히 상세하지 않았습니다. 또한 6인치 x 12인치 실린더 내에서 지오그리드의 동작을 테스트하여 지오그리드를 평가한 실험실 테스트는 현장 지오그리드 설치의 크기 및 모양과 잘 연관되지 않았습니다.

효과적인 모델링은 지오그리드의 이점을 정량화하는 데 도움이 됩니다. 본 연구에서 개발된 모델링은 현장에서 지오그리드 및 골재 거동을 추정하는 데 더 적합한 4~12인치 골재 두께를 가진 1피트 평방 모델에서 힘을 테스트함으로써 현장과 실험실 검사 사이의 격차를 효과적으로 메우기 시작했습니다. .