아스팔트 포장 기초층에서 지오그리드의 효과 정량화

Feb 15, 2024

시공 시 아스팔트 포장층 사이에 지오그리드를 삽입하면 완성된 도로의 강도와 내구성을 높일 수 있습니다. 엔지니어들이 도로 건설 프로젝트에서 지오그리드를 사용할지 여부를 결정하는 데 도움을 주기 위해 연구원들은 지오그리드 재료가 아스팔트 포장 도로에 얼마나 많은 강도와 ​​내구성을 추가할 수 있는지 계산하고 그 결과를 MnDOT의 설계 소프트웨어에 통합했습니다.

연약한 토양은 도로 설계자와 건설자에게 다양한 과제를 안겨줄 수 있습니다. 충분히 튼튼한 노반 기초 없이 도로를 건설할 경우 교통 하중 및 기타 스트레스 요인으로 인해 아스팔트 또는 유연한 포장 도로가 갈라지고 조기 손상이 나타날 수 있습니다. 그러나 이러한 강력한 기초를 만드는 것은 더 깊게 굴착하고 연약한 토양을 골재로 교체하는 것을 의미할 수 있으며, 이는 프로젝트에 시간과 비용을 모두 추가합니다.

“골재는 비싸고 공급이 부족합니다. 이 프로젝트는 지오그리드를 사용하여 도로 건설에서 골재의 필요성을 줄여 시간과 비용을 절약하는 동시에 포장 도로의 장기적 성능을 높이는 방법을 보여주었습니다.”라고 아이오와 주립대학교 토목, 건설 및 환경학과 교수인 Vernon Schaefer는 말했습니다. 공학.

수십 년 동안 지오그리드는 미네소타에서 솔루션을 제공해 왔습니다. 건설 중 포장 도로 층 사이에 배치되면 이 합성 물질은 골재 바닥을 안정화하고 부드러운 토양에 눈신 효과를 생성하여 더 넓은 지역에 하중을 분산시킵니다. 지오그리드를 사용하면 구조적 강화가 추가되고 아스팔트 포장의 수명이 연장됩니다.

2015년에 MnDOT는 지오그리드의 구조적 능력에 대한 지침을 발표했는데, 이는 지오그리드 층이 주에서 일반적으로 사용되는 2인치의 골재 기본 재료와 동일한 강화력을 제공한다는 것을 나타냅니다. 그 이후 기술의 발전으로 인해 이 소재는 이전에 생각했던 것보다 더 강하고 더 많은 골재를 대체할 수 있게 되었습니다.

현장 및 실험실 테스트를 통해 연구에서는 아스팔트 포장에서 지오그리드 사용의 단기 및 장기 이점을 평가하고 최대 효과를 위해 포장 층에서 지오그리드를 배치해야 하는 위치를 식별하려고 했습니다. 추가 목표는 주 전역의 엔지니어가 MnDOT 사양에 따라 설계된 포장 도로에 지오그리드를 쉽게 통합할 수 있도록 하는 MnDOT의 유연한 포장 도로 설계 컴퓨터 프로그램인 MnPAVE용 모듈을 개발하는 것이었습니다. 지오그리드가 무엇을 할 수 있는지, 언제 어디서 가장 큰 이점을 제공하는지에 대한 보다 정확한 이해를 통해 지역 교통 기관 엔지니어는 프로젝트의 개별 상황과 예산에 맞는 효과적인 포장 솔루션을 설계할 수 있는 능력을 더 잘 갖추게 될 것입니다.

연구자들은 지오그리드의 강화 기능을 문서화한 출판된 문헌을 검토하는 것부터 시작했습니다.

다음으로 연구원들은 지질 공학 엔지니어링 회사와 협력하여 일련의 실험실 테스트를 수행하여 지오그리드가 통제된 환경에서 포장 성능에 어떤 영향을 미치는지 조사했습니다. 경량 및 고강도 2축(사각형 패턴)과 경량 및 고강도 3축(삼각형 패턴) 등 4가지 유형의 독점 지오그리드 소재를 사용하여 테스트에서는 맞춤형 최첨단 장비로 차량 하중을 시뮬레이션했습니다. .

그런 다음 팀은 현실적인 조건에서 동일한 지오그리드 재료를 평가하기 위해 협력했습니다. 연구원들은 도로의 10개 구간을 건설하면서 중장비를 사용하여 각 현장에 다양한 스트레스 테스트를 실시하는 동시에 데이터를 수집하고 성능을 평가했습니다.

마지막으로 연구팀은 MnDOT가 연구 결과를 MnPAVE 설계 소프트웨어와 통합할 수 있는 방법을 설명했습니다.

연구에 따르면 완성된 포장 도로에서 지오그리드의 성능에 영향을 미치는 변수가 많기 때문에 현지 현장 조건 및 기타 요인에 따라 일부 프로젝트의 경우 골재가 덜 필요할 수 있습니다. 아스팔트 포장은 적층의 산물이기 때문에 최종 결과의 성공은 궁극적으로 각 구성층의 두께와 품질에 달려 있습니다. 노반의 깊이, 골재의 양과 크기, 지오그리드의 유형, 구조물에서의 위치 및 표면 아스팔트 혼합물 모두가 성공적인 포장 완료에 기여합니다.