노상지지력 평가방법

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