유한요소해석을 이용한 유도상 아스팔트 궤도의 피로균열 설계수명 예측

초록

본 연구에서는 유도상 아스팔트 궤도 노반층의 손상도에 입각한 설계수명 산정을 위해 손상기준을 아스팔트 노반의 피로파괴로 국한하였다. 아스팔트 노반을 포함한 궤도에 대해 목표설계수명을 50년으로 설정하고 궤도구조형식별, 궤도구조구성 조건별로 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용한 구조해석을 실시하였다. 해석결과와 손상도이론을 이용하여 예상 설계수명의 만족여부를 판정하였다. 구조해석으로부터 산정된 아스팔트 노반층 하면 인장변형률의 크기와 피로파괴 기준식을 이용하여 아스팔트 노반의 설계수명을 예측하였으며, 강화노반 탄성계수(ESB)가 유도상 아스팔트 궤도의 설계수명에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 년간통과톤수가 클 경우에는 목표 설계수명을 확보하기 위해 일정 값 이상의 강화노반 두께와 강화노반 탄성계수의 확보가 반드시 필요한 것으로 검토되었다.