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Ⅰ. 개 요

1. 노상지지력계수(SSV)란,

- 노상의 지지강도 or 지지 용량을 표시하는 가상적 척도로서,

- 포장설계 기본식의 주요 입력변수중의 하나이다.

2. AASHTO 도로시험을 통해서 개발된 지표이며,

CBR값, R값, 군지수, 동타성계수(MR)와 같은 강도정수와 상관시켜서 결정해야 한다.

Ⅱ. SSV 산정

1. 평가기준점

가. 평가 기준점(SSV=3.0)

: AASHTO 도로시험에서 노상조건이 평균CBR(2.89), 다짐밀도(80%) 이고, SN=2.98, Pt=2.0일때,

8.2톤 단축하중을 2.5회/일(20년동안 0회) 통과시킬 수 있는 지지용량을 가질 때

나. 평가기준점(SSV=10.0)

: AASHTO 도로시험에서 포장층에 대한 노상의 영향을 극소화시킬 수 있는 상당한 두께의 쇄석기층을 가지고,

SN=1.98, Pt=2.0일때, 8.2톤 단축하중을 1000회/1일(20년동안 0회) 통과시킬 수 있는 지지용량을 가질 때

2. 관계식

: SSV(3.0)과 SSV(10.0)사이에서 log직선관계가 성립한다고 가정

W8.2t : 8.2톤 등가단축하중 통과 횟수

3. SSV 산정방법

가. 관계도표 이용

1) CBR 시험

2) 설계CBR 산출

3) CBR-SSV 관계도표 이용하여 SSV값 결정

나. 관계식 이용

SSV = 3.8log CBR + 1.3

여기서, CBR : 설계 CBR이용

Ⅲ. SSV 적용상 문제점

가. 노상지지력계수(SSV)값은 시험에 의해 직접 산정되는 값이 아니고, 토질특성치를 이용하여 산정된 값이므로 정확성, 객관성 미흡

나. 우리나라 CBR 측정법과 미국 Utha주의 CBR측정법에 있어서 다짐방법의 차이로 「CBR-SSV 관계도표」적용상 불합리

다. 1988년 국립건설시험소에서 연구를 시행하였으나, CBR과는 상당한 차이가 있고, 검증결과를 거치지 않아 불확실함.

Ⅳ. 개선방안

가. 가장 합리적인 관계식은 없으며,

나. AASHTO의 CBR-SSV관계 도표의 사용은 CBR시험시 다짐방법의 차이로 불합리하므로 KSF 2320 다짐시험에 의한 SSV 결정 필요.

다. 또한 노상토지지력계수(SSV) 산정은, CBR값, R값, 군지수, 동타성 계수(MR)와 같은 강도 정수와 상관시켜서 결정해야 함.

Ⅰ. 개 요

노체 혹은 노상의 지지력이 부족하여 하중에 대해 충분히 지지할 수 없는 경우 기층안정처리층을 설치한다.

Ⅱ. 기층안정처리를 하여야 하는 경우

1. 지지력이 부족한 경우

1) 노상 설계CBR이 3이하인 연약지반

2) 노상이 흐트러진 상태로 있어 강도가 부족한 경우

3) 노상을 개량하는 것이 경제적인 경우

4) 부분적으로 연약지반이 존재하는 경우

2. 노상의 배수가 불량한 경우

3. 노상이 동결 및 융해를 받는 경우

Ⅲ. 기층 및 보조기층 안정처리공법의 종류

1. 물리적인 방법

1) 치환

2) 입도조절재료를 이용한 성토 다짐

3) 함수비를 조절하여 다짐 실시

2. 첨가제에 의한 방법

1) Cement안정처리 : 빈배합 콘크리트를 이용하여 Soil Cement를 만든 후 다짐실시

2) 석회안정처리 : 석회와 흙을 교반한 후 다짐실시

3) 역청재안정처리 : 역청재료와 흙을 교반한 후 다짐실시

4) 화학재료 : 화학재료와 흙을 교반한 후 다짐하여 지반을 고화시키는 방법

3. 기타

마카담 : 쇄석의 Interlocking현상에 의하여 지지력을 얻는 방법

Ⅳ. 입도조절기층에 의한 안정처리

기층안정처리는 대부분 입도조절층을 축조하고 있음으로 이에 대하여 논한다.

1. 재료 선정

1) 강우에 의하여 과도한 함수비가 되지 않도록, 진흙등의 유해물을 함유하지 않는 재료

2) 재료선정시험항목

- 함수량 - 입도(체가름) - #200체 통과량 - 다짐

- 골재비중,흡수량 - 비중 - 실내CBR - 마모시험

- 액성한계 - 소성한계

3) 재료선정시험빈도

- 골재원마다 - 재질변화시

2. 장비 선정

사용장비는 재료분리를 일으키지 않은 장비

3. 다짐

1) 다짐 후 20cm 이하가 되도록 포설

2) 다짐장비는 메커덤, 텐덤, 진동로울러, 타이어 로울러

3) 다짐은 최대건조밀도 95% 이상이 되도록

4. 품질관리시험

1) 시험항목

- 다짐시험 - 함수량 시험 - 현장밀도시험

- 평판재하시험(현장밀도시험 불가능시) - 프루프롤링 - 두께측정

2) 시험빈도

① 토질변화시

② 다짐전, 1,000m3마다

③ 1,000m3마다, 층별 400m

④ 2층 포설후 200m마다, 1,000m3마다

⑤ 완료 후 전구간에 걸쳐 3회 이상, 필요시

3) 품질관리기준 및 조치

① 계획고와 비교하여 3cm이하 오차

② 3m 직선자를 이용시 2cm이하의 요철

③ 두께는 구멍을 파거나 절단하여 측정, 설계두께보다 10%이상 차이가 있는 곳은 표면을 8cm이상 긁어 일으켜 재료보충 혹은 제거한 후 95%이상의 다짐

④ 완성된 보조기층은 양호한 상태 유지, 손상발생시 즉시 보수, 공사차량 왕래 혹은 120일 이상

Ⅴ. 결론

1. 노상 및 기층의 안정처리는 대부분 물리적인 방법인 입도조절 재료를 이용한 성토다짐으로 시행하고 있다.

입도조절용 재료의 선택은 사용재료에 유해물이 혼입되지 않도록 관리해야 하며 강우등에 의한 과도한 함수비가 되지 않도록 주의해야 한다.

2. 안정처리공법의 선정시에는 경제성, 시공성 및 품질관리측면에서 적합한 공법을 선정하여야하며 시험시공을 통한 공법의 선정이 바람직하다.

Ⅰ. 개 요

1. 포장체에서 노상의 기능은

- 상부로부터 전달되는 교통하중을 분산시켜 다시 노체에 전달하는 역할을 하며,

- 노상 지지력은 포장설계시 매우 중요한 설계요소로 작용한다.

2. 도로포장의 파괴원인은

- 노상자체가 근원적으로 지지력이 부족하거나,

- 함수량의 증대, 또는 동상으로 인하여 노상지지력이 감소되어 일어나는 경우가 많다.

3. 노상의 지지력은 흙의 성질, 다짐상태, 함수비의 변동에 따라 변하며,

여기서는 노상지지력의 평가방법 및 적용방안에 대하여 기술하기로 한다.

Ⅱ. 평가방법의 분류

1. 개략적 추정법

: 현장에서 AC법 또는 개정 PRA 분류법으로 토질분류후,

참고문헌에 의하여 지지력을 대강 추정하는 방법

2. 시험에 의한 추정법

가. 현장시험 방법

1) CBR TEST 2) 평판재하시험(K치 측정) 3) Proof Rolling 시험

나. 실내시험방법

1) 동탄성계수(MR) 측정방법

․3축재하식(Trarial Mode) ․원주면재하식(Diametral Mode)

2) 전단시험방법

․일축압축시험 ․삼축압축시험 ․직접전단시험

Ⅲ. 세부평가 방법

1. CBR 시험

가. 시험방법

- 미 공병단의 기사 Protter가 고안한 방법으로

- 직경 50mm인 강봉이 시료의 일정깊이(1.25, 2.5mm)에 관입될 때의 하중강도를 구하고,

표준시료(쇄석)에 동일치수만큼 관입되었을 때의 하중강도로 나눈 백분율

나. 관계식

다. 적 용

1) 포장두께 산정시 이용

- CBR 설계법 : 설계 CBR과 교통량에 따라 포장두께 결정

- 노상지지력계수(SSV) 산출 : CBR과 SSV의 관계도표 이용

SSV = 3.8log CBR + 1.3

- 동탄성계수 추정 : MR = 104.45 × CBR

2) 포장재료 선정기준에 이용

2. 평판재하시험(K치 측정)

가. 시험방법

- 노상위에 직접 재하판을 설치한 후

- 하중강도와 침하량을 측정하여 하중과 침하량 관계 그래프를 그리고,

- 어떤 침하량(보통 0.125cm)일때의 하중강도를 구하여 지지력계수(K)를 구함

나. 관계식

1) 재하판의 지름: 30, 40, 75cm

판의 크기가 적을수록 지지력계수가 크다.

다. 적 용

1) 노상상태 우수 : K = 9kg/cm3 이상

2) 노상상태 불량 : K : 5kg/cm3 이하이다.

3) 콘크리트 포장두께 결정, 보조기층 두께설계, 시공관리에 적용.

3. Proof Rolling 시험

가. 시험방법

: 윤하중이 작용하였을 때 변형을 측정할 수 있는 장치를 하여 자동차 복륜하중 작용시 처짐 및 회복변화를 측정

나. 적 용

: 아스팔트 두께 설계, 노상의 시공관리에 적용

4. 동탄성계수 측정방법

가. 시험방법

: AASHTO 시험 T-274의 방법으로 그림과 같은 원리로 측정

나. 관계식

다. 적 용

1) 아스팔트 포장 및 콘크리트 포장 두께설계

2) 노상지지력 측정에 적용

Ⅳ. 결 론

2. 현행 문제점

우리나라에서는 아스팔트포장에서 CBR치를 콘크리트포장에서는 K치를 사용하고 있으나,

가. CBR은 역학적이지 못하고, 도로의 응력상태를 반영시키지 못하는 단점

나. K치는 포장체가 동적 하중을 받는데 비하여, 정적상태를 파악하므로 신뢰성이 낮다.

다. 또한 CBR과 K치 모두

도로의 환경(배수, 동상, 수분변화 등)상태를 반영할 수 없는 문제점 내포

3. 개 선 방 안

: ‘86 AASHTO설계법 적용을 위해 동탄성계수(MR)에 의한 노상지지력 평가기준이 도입되어야 하며, 이를 위해

가. MR시험기 보급 및 MR적용 설계법에 대한 인식이 성숙되기 전까지

기존설계법을 적용할 수 있도록 MR-CBR 상관관계식 개발 필요.

나. 장기적으로는 ‘86 AASHTO포장설계지침 도입을 위해

우리나라의 지역적 특성과 계절적 변화특성을 고려한 한국형 포장설계법 개발이 요구됨

Ⅰ. 개 요

1. CBR 시험은 미국의 California 주도국에서 개발된 것으로 처음에는 노상토의 공학적 특성을 파악하기 위해 개발된 것으로, 그 후 CBR과 포장두께와의 관계를 파악, 포장두께 설계에 이용하게 되었음.

2. CBR이란 직경 5Omm의 관입봉을 Imm/min의 속도로 현장지반 또는 공시체 Mold에 관입시켰을 때 보통 2.5mm 관입에 필요한 하중 강도와 동일 관입량에 대한 표준하중과의 비이며, 표준하중이란 쇄석에 대해 수뙤의 시험을 실시해서 얻은 수치임.

3. 결정된 백분율이 시험되는 재료의 일정조건(일정밀도, 함수비)에 대한 California 지지력비인 GBR 값-전단강도의 간접적 척도임

Ⅱ. CBR 시험방법

1. 시료의 채취

1) 토취장 노출면 50cm 이하 깊이에서 흐트러진 상태로 채취

2) 밀폐된 용기에 함수량이 변화하지 않도록 주의하여 채취

3) 노상면밑 1m정도 사이에서 토질이 변화하는 각 층의 시료채취

2. CBR 시험

1) 채취한 노상토 중 19mm 이상의 골재를 제외시킨다.

2) 현장 함수비 상태로 CBR몰드를 이용 시험한다.(KSF 2312의 D)

ㆍ4.5kg 햄머( 500mm)로 450mm 높이에서 낙하

ㆍ각 층을 55회씩 다진다.

3) 4일 수침 후 CBR을 구한다.

Ⅲ. CBR값의 이용

1. 포장두께 산정시 이용

가. CBR 설계법

: 설계 CBR과 교통량에 따라 포장두께 결정

나. 노상지지력계수(SSV) 산출

- CBR과 SSV의 관계도표 이용

- SSV = 3.8log CBR + 1.3

다. 동탄성계수(MR) 추정

MR = 104.45 × CBR

2. 포장재료 선정기준에 이용

Ⅲ. 설계 CBR의 결정