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Ⅰ. 개 요

1. 등가단축하중(ESALF)이란,

- 도로설계시 교통하중에 의한 도로의 파손정도를 나타내는 상대적 척도로서,

- 공용기간동안 통과 예상 8.2ton 환산교통량 누가통과 횟수임.

2. 도로를 통행하는 자동차는 각기 다른 축배열 및 축하중을 가지고 있으므로,

- 이것을 설계표준 교통하중으로 환산하기 위하여

- 8.2ton 등가단축하중으로 환산하여 포장구조설계에 이용한다.

Ⅱ. ESALF의 산정과정

1. 조사지점의 선정 : 통계적 표본추출

2. 조사지점에서의 차종구분 및 차종별 표본크기 결정

3. 현장조사를 통한 자료수집

가. 조사장비 : 고정식, 이동식, 휴대식 축중기

나. 축 배 열 : 단축, 복축, 삼축

4. ESALF 산정

가. 가요성 포장 : W8.2 = f(SN, Pt)

나. 강 성 포 장 : W8.2 = f(D, Pt)

다. 임의점에서의 등가단축하중계수(ESALF)

- 임의지점의 등가단축하중계수(ESALF)는

- 임의 단축하중의 1회 통과에 따른 피해도와

- 표준 단축하중 1회 통과에 따른 피해도와의 비로 정의

Ⅲ. 설계차로 교통하중(W8.2) 산정

1. ESAL = AADT × 8.2ton ESALF

2. W8.2 = DD ×DL × W8.2t

W8.2 : 양방향 전단면 ESAL

DD : 방향별 분배계수(0.5)

DL : 차로별 분배계수 1방향 1차로 : 100 % 1방향 2차로 : 100～80 %

1방향 3차로 : 80～60 % 1방향 4차로 : 75～50 %

Ⅳ. ESALF를 이용한 포장두께 산정

1. 계획목표년도(보통 20년)의 장래 교통량(AADT) 예측

2. CBR시험을 통한 설계CBR값 결정

3. 8.2ton 등가단축하중계수(ESALF) 결정

- 차종별, 축별, 최종서비스 지수(Pt)별, 포장두께지수(SN)별, Slab두께별

4. 혼합교통량을 8.2ton 등가단축하중으로 환산

5. 차로별 분포 결정

6. 설계두께지수(SN) 결정 : 도표, 산식 이용

7. 소요SN과 설계SN값을 비교

: 소요SN〈설계SN이 되도록 설계

8. 포장두께 결정

목표년도까지 서비스수준(Pt)을 만족할 수 있도록 포장두께 결정

Ⅴ. 적용 및 연구

1. ESALF의 적용사례

가. 1973년 : IBRD사업시 최초적용

나. 1979년 : IBRD 5차사업시 O-D조사와 병행 시행

다. 1983년 : 한국도로공사에서 고속도로 12개소 조사

라. 1985년 : 국토개발연구원에서 도로사용자부담 조사

마. 1987년 : KIST에서 전국 31개 지점을 조사하여

포장별(가요성, 강성), 도로등급별(고속도로, 국도, 지방도), 차종별(8종) ESALF값 제시 → 현재 설계 적용값

Ⅵ. 개선사항(장래발전방향)

1. 도로설계시 교통하중에 의한 도로의 파손정도를 나타내는 ESALF는조사자료 부족 및 시기적으로 오래된 자료의 사용으로 설계의 신뢰성이 많이 떨어지고 있는 것이 사실이다.

2. 이러한 문제점을 개선하기 위해서는 다음과 같은 개선이 요구됨

가. 현재의 건교부 교통량 조사체계와 더불어 자동차 축하중에 대한 상시조사체계를 갖출 것

나. 조사 기관별 차종구분 통일 필요

EX) 건교부 11종, IBRD보고서 5종, 한국도로공사 4종

다. 현재의 정적인 조사보다는 차량의 주행상태에서의 동적인 조사가 바람직함.

: WIN(Weight-In Motion)장치 사용

라. DD, DL 도출을 위하여 각 지역별, 도로등급별 조사를 지속적으로 실시

마. 교통량 증가, 차량 중량화, 교통구성 특성 변화에 따라 체계적으로 자동차축하중조사 필요

Ⅰ. 개 요

1. ESAL(Equivalent Single Axle Load)은 AASHTO 도로시험에 의해 도출된 계수로서

2. 혼합교통의 다양한 영향인자를 일원화하기 위해 표준화한 기준 축하중을 말하며

3. 등가단축하중(ESAL)이란 설계기간 동안의 혼합교통량을 설계 교통량으로 환산하기 위하여 8.2TON 단축하중 교통량으로 환산한 하중이다.

Ⅱ. 등가단축하중계수(ESALF : Equivalent Single Axle Load Factor)

1. ESAL 산정

m : 축하중군수

Fi : 임의 축하중군 ESALF

Ni : 설계기간동안 축하중군 통과수

2. ESALF의 산출순서

1) 조사 지점 선정 : 시간적, 공간적 대표성을 갖도록 통계적 표본 추출

2) 차종구분 및 조사 지점에서의 차종별 표본 크기 결정

3) 현장 조사를 통한 자료 수집

① 조사 장비 : 고정식, 이동식, 휴대식, 축중기 사용

② 축 배 열 : 단축, 복축, 삼축

4) 조사 결과에 대한 통계적 신뢰성 검증

5) ESALF의 산정

①

② 차종별 ESALF의 산정

- 축하중 : 단축, 복축, 삼축

- 등가계수 : Pt, SN. D

- 8.2TON ESAL = 등가계수 ×축수

- 하중계수 K차종 = 8.2 TON ESAL총계 / 조사 차량대수

Ⅲ. 설계 차로에 대한 누가 8.2TON ESAL교통량 산정

W8.2 = DD × DL × W

여기서, DD : 방향분포계수

DL : 차로분포계수

W : 양방향 누가 8.2ton ESAL 교통량

Ⅳ. 문제점 및 대책

1. 포장설계에서 교통량 또한 중요한 요소중의 하나이다. 설계를 위해서는 차로의 설계기간 동안에 통과하는 전체 혼합교통량을 8.2ton 등가하중 교통량으로 환산하여 적용한다. 8.2ton 등가 단축하중계수는 적용하는 기준에 따라 환산교통량의 차이가 많아 설계에 적용하기 어려운 실정이다.

2. 8.2ton 등가 단축하중계수는 건설부에서 1988년에 발생한 “도로포장 설계지침서 작성 및 축하중 조사 연구” 보고서에서 산정된 결과를 이용하고 있는 실정이나, 각각의 기준이 상이하고 지역마다 차이가 많으므로, 각 기준에 적용된 환산계수의 통일화가 필요함.

3. 우리나라 실정에 맞는 차로 및 방향별 분배계수 도출을 위해 각 지역별, 도로의 등급별 조사를 지속적으로 실시하여 설계에 반영해야 함.

4. 도로설계시 교통하중에 의한 도로의 파손정도를 나타내는 ESALF는 조사자료 부족 및 시기적으로 오래된 자료의 사용으로 설계의 신뢰성이 많이 떨어지고 있는 것이 사실이다.

5. 이러한 문제점을 개선하기 위해서는 다음과 같은 개선이 요구됨

가. 현재의 교통량 조사체계와 더불어 자동차 축하중에 대한 상시조사체계를 갖출 것

나. 설계차종 10종으로 통일되었으나 주5일 근무제에 따른 R/V차량 증가 및 대형차량 증가로 차종 세분화 요구됨

다. 현재의 정적인 조사보다는 차량의 주행상태에서의 동적인 조사가 바람직함.

: WIN(Weight-In Motion)장치 사용

라. DD, DL 도출을 위하여 각 지역별, 도로등급별 조사를 지속적으로 실시

마. 교통량 증가, 차량 중량화, 교통구성 특성 변화에 따라 체계적으로 자동차 축하중조사 필요

도로포장 약어표기

AASHO(American Association of State Highway Officials, 미국도로교통공무원 협의회 전신)

AASHTO(American Association of State Highway and Transportation Officials,

미국도로교통공무원 협의회)

AC(Asphalt Concrete Pavement, 아스팔트 콘크리트)

ACI(Asphalt Concrete Institute, 미국 콘크리트 협회)

AI(Asphalt Institute, 미국 아스팔트 협회)

ai(Layer Coefficient, 상대강도계수)

ASTM(American Society for Testing and Materials, 미국재료시험협회)

CBR(California Bearing Ratio, 캘리포니아 지지력비)

CRCP(Continuously Reinforced Concrete Pavement, 연속철근 콘크리트포장)

DBST(Double Bituminous Surface Treatment, 이중역청표면처리공법)

DOT(Department of Transportation, 미국교통국)

DS(Dynamic Stability, 동적안정성)

ESAL(Equivalent Single Axle Load, 등가단축하중)

FHWA(Federal Highway Administration, 미연방도로교통협회)

FWD(Falling Weight Deflectometer, 포장구조 진단기)

JCP(Jointed Concrete Pavement, 줄눈 콘크리트포장)

JRCP(Jointed Reinforced Concrete Pavement, 줄눈 철근보강 콘크리트포장)

MR(Resilient Modulus, 회복탄성계수)

NCHRP(National Cooperative Highway Research Program, 미연방도로연구프로그램)

NDT(Nondestructive Testing, 비파괴시험)

NJDOT(New Jersey Dopartment of Transportation, 뉴저지교통국)

PCA(Portland Cement Association, 미국 시멘트 협회)

PCC(Portland Cement Concrete, 포틀랜드시멘트콘크리트)

PMS(Pavement Management System, 포장유지관리체계)

PSI(Present Serveceability Index, 포장서비스지수)