A Study on the Stress Analysis of Linear Drainage Blocks under Vehicle Loads

본 연구는 도로의 노면 배수 성능과 교통안전 확보를 위해 사용되는 프리캐스트 선배수 블록의 구조적 안전성을 평가하는 것을 목적으로 한다. 차량의 중량화와 통행 빈도 증가에 따라 선배수 시설은 차량하중에 직접 노출되지만, 구조 성능에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이를 위해 사용 목적에 따라 기본형, 그레이팅형, 집수정 3가지 유형의 선배수 블록을 정의하고, 3차원 유한요소해석 프로그램을 사용하여 구조 해석을 수행하였다. 설계기준(T-20)에 명시된 차량하중을 적용하였으며, 하중이 작용하는 위치와 블록에 따라 5가지 해석 CASE를 설정하여 각 모델의 압축응력, 인장응력, 변위를 분석하였다. 해석 결과, 충격하중을 고려한 최대 압축응력은 기본형(CASE 1)에서 3.91 MPa, 최대 인장응력은 그레이팅형(CASE 4)과 집수정(CASE 5)에서 1.02 MPa로 나타났다. 이는 무근콘크리트의 허용 압축응력 14.0 MPa와 허용 인장응력 2.48 MPa 대비 현저히 낮은 수준으로, 모든 CASE에서 충분한 구조적 안전성을 확보하고 있음을 확인하였다. 압축응력에 대한 안전여유는 최소 2.58, 인장응력에 대한 안전여유는 최소 1.43으로 분석되어 선배수 블록의 구조 성능은 압축응력보다 인장응력에 의해 지배되며, 현행 T-20 차량하중에 대해 충분한 안전성을 갖추고 있는 것으로 평가되었다. 본 연구의 결과는 향후 프리캐스트 선배수 블록의 설계 및 안전성 검토를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.