본 연구는 아스팔트 포장체의 유지관리 효율성을 극대화하기 위한 연구로서, 수분의 침투정도에 따른 수분손상의 메카니즘과 파괴모드에 따른 특성을 규명하는 실험법을 제시하고, 아스팔트 혼합물의 구성 재료들의 열화현상에 대한 모델을 개발하여, 아스팔트 수분손상에 대한 파괴모드에 따른 특성을 Extended Finite Element Method(XFEM)을 이용한 수치해석 모델을 개발하여, 아스팔트 포장체의 수분손상에 의한 파괴특성을 고려하여 기존/신설 도로의 수명을 예측하는 모델을 개발을 최종 목표로 함.

본 연구과제에서 개발되는 “수분손상으로 인한 파괴거동을 기반으로 한 기존/신설도로의 수명예측 모델”은 아스팔트 포장체에 수분침투로 발생하는 수분손상 메카니즘을 분석하고 혼합물의 구성 재료들의 열화에 따른 분리 파괴(adhesive failure, cohesive failure)를 실내실험과 수치해석 모델링을 통하여 기존/신설 도로의 수명을 예측함으로써 도로포장의 설계단계, 보수/보강, 재시공의 시기를 결정할 수 있는 기초원천 기술 임 ■ 본 연구과제는 아스팔트 포장체의 유지관리/보수보강 등을 보다 공학적인 접근하는 창의·도전적인 연구이며 노후화 된 도로포장의 성능을 예측할 수 있는 아스팔트 포장 도로를 혁신적인 프로세스를 통하여 평가하는 원천기술 확보가 가능한 연구임.

본 연구과제에서 개발되는 “수분손상으로 인한 파괴거동을 기반으로 한 기존/신설도로의 수명예측 모델”은 아스팔트 포장체에 수분침투로 발생하는 수분손상 메카니즘을 분석하고 혼합물의 구성 재료들의 열화에 따른 분리 파괴(adhesive failure, cohesive failure)를 실내실험과 수치해석 모델링을 통하여 기존/신설 도로의 수명을 예측함으로써 도로포장의 설계단계, 보수/보강, 재시공의 시기를 결정할 수 있는 기초원천 기술 임 ■ 본 연구과제는 아스팔트 포장체의 유지관리/보수보강 등을 보다 공학적인 접근하는 창의·도전적인 연구이며 노후화 된 도로포장의 성능을 예측할 수 있는 아스팔트 포장 도로를 혁신적인 프로세스를 통하여 평가하는 원천기술 확보가 가능한 연구임.

본 연구는 지반의 미시 역학적 구조를 바탕으로 지하공동의 공동발생 원인을 규명하고, 이에 따른 지반붕괴를 수치해석으로 재현하는 기법 개발 연구임. 연구 목표는 1차년도 미시지반에서 고체 및 유체입자 상세거동해석, 2차년도 멀티스케일을 고려한 거시영역 지하공동 구성모델 성립, 3차년도 미시-거시 붕괴해석 모델 검토 정립임. 핵심 내용은 고체-유체 연동해석에서 모세간극수압 변화와 유효응력·재배열 변형을 규명하고, 미시 역학적 구성방정식을 거시로 전달하는 멀티스케일링 알고리즘 개발 및 FEM 격자 변형·분리·유효응력 저하를 파괴역학·충돌역학 기반 알고리즘으로 붕괴 가시화까지 구현함. 기대효과는 비균질 포함 다양한 지반 상태에서 신뢰성 높은 지하공동 및 붕괴 모사 가능하여 기존 한계 극복 및 연구 범위 확장 기여임.