기술사 공부하는 자료 공유

*최근 도로및공항 기술사에는 출제되지 않으나, 포장을 이해하는데 도움이 될 듯하여 올립니다.

Ⅰ. 개 요

1. 교통조건(W8.2), 노상조건(SSV), 환경조건(Rf), 서비스 지수(Pt)에 의하여 구하여진 포장두께지수(SN)는,

층별 상대강도계수(ai)와 층별 두께(Di)의 함수로 표시됨.

2. 상대강도계수(ai)란,

- 포장두께지수를 실제포장두께로 환산하기 위한 구조적 강도를 나타내는 수치이며,

- 포장 각층별 재료의 상대적인 능력을 측정하는 척도로서,

- 포장두께결정에 영향을 주는 가장 중요한 변수중의 하나이다.

3. 상대강도계수는 각층재료의 특성을 타나내는 탄성계수, CBR, R값 등으로 부터, 관계도표를 이용하여 구할 수 있다.

Ⅱ. 상대강도계수 산정방법

1. 기본 관계식

: 포장두께지수(SN)의 각층별 두께(Di)와 상대강도 계수(ai)와의 관계식

SN = a1D1 + a2D2 + a3D3

여기서, SN : 포장두께지수

a1, a2 ,a3 : 각층 재료별 상대강도계수

D1, D2, D3 : 각층별 포장두께

2. 상대강도계수(ai) 산정기준

가. AASHTO 적용값

1) 표층의 상대강도계수(a1) : a1 = 0.176

2) 기층의 상대강도계수(a2) : a2 = 0.136

3) 보조기층의 상대강도계수(a3) : a3 = 0.043

나. 우리나라 적용값 (도로설계요령 : 한국도로공사)

1) 표층 : 0.145 (아스콘, 마샬 안정도 500이상)

2) 기층 : 0.052 (쇄석골재)

3) 보조기층 : 0.034 (강모래 + 자갈)

다. 시멘트 안정처리기층의 상대강도계수 : 탄성계수 or 7일양생 일축압축강도로부터 산정

라. 역청 안정처리기층의 상대강도계수 : 탄성계수 or 마샬안정도로부터 산정

Ⅲ. 상대강도 계수(ai)를 이용한 포장두께 산정

1. 소요SN 결정

: 교통량, 노상지지력, 지역계수 등의 조건을 고려하여, 소요 포장두께지수(SN) 결정

2. 상대강도계수(ai)산정

: 포장 재료층의 종류와 두께를 가정하여,

각층의 상대강도 계수를 도표 및 관계식을 이용하여 산정.

3. 설계SN 결정

: 가정된 포장두께에 따른 설계SN 산정

3. 설계SN과 소요SN 비교

→ 설계SN〉소요SN이 되도록 설계

4. 포장두께 결정

: 계획목표년도까지 서비스 수준(Pt)을 유지되도록 포장두께 결정.

Ⅳ. 문제점 및 개선방향

1. 국내의 환경 및 포장재료조건에 적합한 ai의 시험치 정립이 필요함.

- 현재 국내에서는 지역특성 및 포장재료조건에 대한 토질역학적 검토가 이루어지지 않아 우리나라 특성에 맞는 ai가 체계적으로 적립되어 있지 않음.

- 따라서 건교부에서는 우리나라 환경과 유사한 미국 4개주(유타, 오하이오, 와이오밍, 일리노이)에서 사용하는 상대강도계수의 평균값을 사용하고 있는 실정임.

2. 추후 개선방안

가. 단기적으로는

- 우리나라 실정에 맞는 포장설계기법이 개발되기 이전까지,

- 우리나라에 적합하도록 보완, 수정하여 실무에 잠정적으로 사용하는 것이 바람직함.

나. 장기적으로는

- 국내 포장재료의 역학적 거동에 대한 연구수행 필요

- 우리나라 실정에 맞는 한국형 포장설계기법을 조속히 개발하여 적용

도로및공항 기술사 문제로는 더이상 출제되지 않을듯 하오니 참고만 하시기 바랍니다. 

Ⅰ. 개 요

1. 상대강도 계수는 포장을 구성하는 재료의 기능적 능력을 상대적으로 나타내는 계수로서 포장두께 지수와 총두께의 경험적인 관계를 나타낸다.

2. 상대 강도계수는 각층의 재료 특성을 나타내는 강도지수인 CBR, R값 등으로부터 관계 도표를 이용하여 산정해야 한다.

Ⅱ. 포장두께지수와 상대 강도계수의 관계식

1. 포장두께지수(SN)는 층별 상대 강도계수와 층두께의 함수로 표시된다.

2. 일반식

SN = a1D1 + a2D2 + a3D3

Ⅲ. 상대강도계수의 적용

1. 현재 우리 나라는 건설교통부에서 재료의 종류에 따라 다음과 같이 상대 강도계수를 적용하고 있다.

2. 상대강도계수(ai) 적용상의 문제점

1) 미 AASHTO 제시값 이용, 국내 여건과 비슷한 4개주(오하이오, 유타, 일리노이, 와이오밍주) 평균값으로 적용(‘86AASHTO에서는 직접시험을 실시하여 사용토록 권장)

2) 국내 여건에 맞는 계수도출을 위하여 포장재료에 대한 역학적 거동의 실험과 연구개발이 필요하다.

Ⅳ. 결 론 (문제점 및 대책)

가. 국내 재료조건에 맞는 상대강도계수가 필요함

나. 현재 개질아스팔트 적용시 상대강도계수가 없으므로 일반아스팔트의 상대강도계수 적용으로 비경제적․비합리적 포장구조계산 이용

다. 포장구조설계시 동상방지층에 대한 역학적 기능을 무시하여 상대강도계수가 없으며, 비경제적․비합리적 포장구조계산을 하는 실정이므로 이에 대한 연구 및 대책이 필요

라. 상대강도계수 적용치는 AASHTO 잠정지침에서 제시한 값중에서, 우리나라 환경과 유사한 미국 4개주에서 사용하는 상대강도계수의 평균값을 사용함.

마. 각층 재료에 대한 역학적 시험에 대한 제한이나, 시험결과에 대한 고려없이 단지 상대적 선택에 의해서 사용되고 있는 실정이며, 연관되어 이용될 수 있는 시험결과 또한 전무한 상태임.

바. 따라서 우리나라 고유의 포장설계기법을 조속히 개발하여 적용하기 이전까지, 우리나라에 적합하도록 보완, 수정하여 실무에 잠정적으로 사용하여야 함.