공용기간과 해석기간

개념 정의

공용기간과 해석기간은 포장 설계와 수명 평가의 기준 시간을 정하는 개념이다.

공용기간은 실제로 교통에 공용되는 기간이고, 해석기간은 설계에서 손상을 계산하는 기간이다.

두 말은 같은 기간을 가리킬 수도 있지만 쓰임이 다르다.

공용기간과 해석기간 비교

먼저 공용기간을 보자. 공용기간은 포장이 요구 성능을 만족하면서 교통에 공용되는 기간이다.

해석기간은 설계 단계에서 가정하는 기간이며, 설계자와 발주기관이 정한다.

공용기간은 점검과 조사로 확인하고, 해석기간은 해석과 경제성 검토로 확인한다.

두 값이 맞지 않으면 과설계나 조기 파손이 생긴다.

해석기간 검토 절차

해석기간은 역학적-경험적 설계에서 손상 예측 모델을 돌리는 시간 범위다.

해석기간 동안 누적 교통량을 구하고, 층 두께를 가정해 구조 해석으로 응답을 구한다.

피로균열과 소성변형이 허용 한계 안이면 두께를 확정한다. 아니면 두께나 재료를 바꿔 반복한다.

누적 손상 D는 축하중 그룹별 n_i를 N_i로 나눈 값의 합이다.

D가 1.0 이하이면 해석기간 안에서 파손 한계를 넘지 않는다고 본다.

설계 방식 비교

설계 방식은 두 가지로 나눠 볼 수 있다. 먼저 경험적인 AASHTO 1972 방식이다.

경험적 방식은 ESAL 누적 교통량과 SN 값으로 기간을 추정한다.

역학적-경험적 설계는 응력과 변형률을 해석하고, 파손 모델로 공용기간을 예측한다.

그래서 역학적-경험적 설계의 결과는 해석기간과 직접 대조할 수 있다.

해석기간 결정의 쟁점

해석기간을 길게 잡으면 초기 공사비가 늘고, 짧게 잡으면 보수 빈도가 늘어난다.

그래서 해석기간은 생애주기비용 관점에서 초기비용과 유지보수비를 함께 봐야 한다.

연평균 증가율을 일률 적용하면 자료가 왜곡될 수 있다.

교통량이 지속 증가하지 않는 구간에서는 증가율 적용을 재검토해야 한다.

정리

정리하면 공용기간은 개통 후 포장이 요구 성능을 유지하는 기간이다.

해석기간은 설계에서 하중과 손상을 계산하는 기준 기간이다.

두 개념을 구분해야 설계 목표와 실제 성능을 비교할 수 있다.