기술사 공부하는 자료 공유

Ⅰ. 개 요

1. 도로포장은 연성포장인 아스팔트 포장과 강성포장인 콘크리트포장으로 구분.

2. AP포장은 Con'c포장에 비해 시공성 및 주행성면에서 많은 장점을 지니고 있으나, 최근 차량의 대형화, 교통지체, 온도상승 등으로 심각한 소성변형의 문제가 발생 내유동성 및 내구성이 우수한 AP혼합물이 절실히 요구되고 있다.

3. 과거 아스팔트 포장에서의 변형문제는 포장층 각층의 침하문제로 해석되었으나, 현재는 아스팔트 혼합물의 유동성에 의한 소성변형 문제가 주요 원인으로 부각.

4. AP혼합물의 물성을 향상시키는 방법으로는,

가. 개질재를 사용하는 방법

: 기존 아스팔트의 단점인 소성변형, 균열등의 문제점을 개선하기 위하여 각종 혼화재(개질재)를 첨가하는 아스팔트 포장

※ 개질재(Modifer) : 필터, 고무, 플라스틱, 섬유 촉매제 등

나. 골재 맞물림 효과를 증진시키는 방법(SMA포장)

: AP자체이 성능개선보다는 골재간 맞물림효과를 극대화하여 중차량에 대한 밀림(소성변형)을 최소화하고, 균열방지를 위해 천연섬유를 첨가한 AP혼합물 등의 방법이 있으며,

5. 여기서는 현재 국내 적용성이 우수한 것으로 평가되고 있는 SMA포장의 특성, 재료의 품질기준, 외국의 적용현황에 대하여 알아보고자 한다.

Ⅱ. SMA (Stone Mastic Aasphalt) 포장

1. 정 의

: 골재간 맞물림효과를 최대로 하여 소성변형의 발생을 최소화하고,

AP혼합물에 천연섬유를 첨가하여 골재의 탈리 및 균열을 최소화한 아스팔트 혼합물

2. 특 성

가. 고온 및 중차량조건에서 소성변형에 대한 저항력 우수

나. 섬유소의 역활로 균열발생 및 골재 탈리현상 최소화

다. 표면 피륙조직이 거칠기 때문에 마찰저항성 우수

라. 소음감소효과

마. 기존포장보다 공용수명 연장(2-3배) 기대

3. 생산 및 시공

가. 일반 혼합물과 동일.

나. 단 전압시 타이어 로울러는 사용 안함.

Ⅲ. 재료의 품질기준

1. 아스팔트 : AP-5 사용(침입도 등급 60～70)

2. 골재

가. 굵은 골재 : 마모감량 30%이하의 것 사용

나. 잔골재 : 자연 모래 사용 않함.

3. 섬유 첨가재

가. 식물성 섬유(셀룰로오스) + 일정량 아스팔트 = 낱알 형태로 생산한 것을 사용.

나. 섬유 투입량 : 혼합물 무게의 0.3%를 표준

4. 혼합골재의 입도기준

: 공칭최대치수 - 13mm

5. 일반 AP혼합물과의 품질기준 비교

Ⅳ. SMA 적용현황

1. 독 일

가. 1968년 처음 개발

나. 1984년 독일의 표준포장공법으로 채택

다. 유럽전역에 이 공법이 적용되고 있으며,

라. 시공실적으로는 유럽지역에서만 약 160,000,000㎡가 기시공 되었음.

2. 미 국

가. 1990년 연방도로청 차원에서 도입.

나. 1994년말 현재 20개주 이상에서 SMA 공법을 도입하여 사용중에 있음.

3. 우리나라

가. 1992년 SMA공법의 국내적용방안에 대한 연구 시작

나. 1995년 남해고속도로(양산-구포간 1공구), 경부선(하, 57km)에 시험시공되었으며,

다. 1997년 중앙설계심의위원회를 통과, 현재 설계 및 현장에 확대적용되고 있다.

Ⅴ. 결 론

1. SMA포장은 종전 밀입도AP콘크리트(WC-3)와 비교해 볼때

가. 경제성측면에서는 불리하게 작용되나,

나. 공용성 및 내구성에 대한 평가 결과

- 중차량에 의한 소성변형의 저항성이 크고

- 내구성이 우수한 것으로 평가되고 있으며,

2. 확대적용을 위해서는 다음사항들이 검토되어져야 한다.

가. SMA포장의 초기공사비가 일반 WC-3에 비하여 75%가량 고가이므로,

유지관리비용을 감안한 수명-주기비용(LCC)에 대한 비교검토 필요

나. SMA포장 적용구간을 위한 조건과 공사비 산정기준 마련

다. SMA포장단면 설계를 위한 상대강도계수(ai)값 제시

Ⅰ. 개 요

1. 도로포장은 연성포장인 아스팔트 포장과 강성포장인 콘크리트포장으로 구분.

2. 아스팔트포장은 콘크리트포장에 비해 시공성 및 주행성에서 많은 장점을 지니고 있으나, 최근 차량의 대형화, 교통지체, 온도상승 등으로 심각한 소성변형의 문제 발생, 내유동성 및 내구성이 우수한 AP혼합물이 절실히 요구되고 있다.

3. 과거 아스팔트 포장에서의 변형문제는 포장층 각층의 침하문제로 해석되었으나, 현재는 아스팔트 혼합물의 유동성에 의한 소성변형 문제가 주요 원인으로 부각

4. AP혼합물의 물성을 향상시키는 방법으로는,

가. 개질재를 사용하는 방법

: 기존 아스팔트포장의 단점인 소성변형, 균열등의 단점을 개선하기 위하여

각종 혼화재(개질재)를 첨가하는 아스팔트 포장

※ 개질재(Modifer) : 필터, 고무, 플라스틱, 섬유 촉매제 등

나. 골재 맞물림 효과를 증진시키는 방법(SMA포장)

: AP자체의 성능개선보다는 골재간 맞물림효과를 극대화하여 중차량에 대한 밀림(소성변형)을 최소화하고, 균열방지를 위해 천연섬유를 첨가한 AP혼합물 등의 방법이 있으며,

4. 여기서는 현재 국내 적용성이 우수한 것으로 평가되고 있는 개질아스팔트의 특성에 대하여 기술하기로 한다.

Ⅱ. 개질 이스팔트

1. 정 의

: 기존 아스팔트포장의 단점인 소성변형, 균열등의 단점을 개선하기 위하여

개질재의 첨가 및 추가공정을 통해 품질을 향상시킴으로써

소성변형 및 균열에 대한 저항성을 향상시킨 아스팔트포장이다.

2. 종 류

가. PMA(Polymer Modified Asphalt) : 수퍼팔트

: 일반 이스팔트 + 고분자 개질재(SBS)를 물리, 화학적으로 결합하여 생산한 혼합물

1) 장 점 : SBS와 아스팔트 분자간에 그물망 사슬을 형성함으로써,

① 포장체에 가해지는 응력 흡수

② 점성 및 탄성회복력 증가(소성변형 방지)

③ 도로의 공용수명 증가

2) 단 점 : 가격 고가

SBS : 150만원/톤 〉 SBR : 100만원/톤

나. SBR 개질아스팔트

: 일반 이스팔트 + 고분자 개질재(SBR)를 물리적으로 결합하여 생산한 혼합물

1) 장 점

① 내유동성(소성변형방지)

② 내마모성 우수

2) 단 점

① 저온, 피로균열에 약함

② 골재와 개질재의 피복이 어려움.

다. Chemcrete

: 일반 아스팔트에 금속촉매를 이용하여 화학적으로 산화시켜, 생산한 혼합물

1) 내유동성 양호

2) 소성변형 저항성 우수

3) 포설 다짐온도가 일반 아스팔트보다 15-20℃ 낮아, 작업성 및 다짐효과 양호

라. Semi-Blown 아스팔트

: 일반아스팔트를 고온에서 산소와 접촉시켜, 생산한 혼합물

1) 소성변형 저항성 우수

2) 일반아스팔트에 비해 60℃에서 점도가 3-10배높다.

3) 점성을 높아 교통량이 많은 도로에 적응성 양호

Ⅲ. 재료선정 및 시공시 유의사항

1. 재료선정시 유의사항

가. 저온 및 고온에서의 아스팔트 물성변화 폭이 적을 것

나. 개질재의 사용에 따른 시공성이 양호할 것

다. 공해유발 가능성이 없을 것

라. 재활용 가능성 여부

마. 경제성

2. 시공시 유의사항

Ⅳ. 결 론

1. 개질아스팔트는 교면포장과 같이 내유동성과 내구성이 요구되는 경우에 주로 사용되며, 개질재(필터, 고무, 플라스틱, 섬유 등)을 첨가하여 아스팔트의 물성을 개선시킨 것이다.

2. 개질아스팔트는 사용 개질재에 따라 각기 재질별 특성이 상이하므로,

- 개질재 선정시는 충분한 사전검토가 이루어져야 하며,

- 배합비 결정, 생산, 시공관리에 철저를 기하여야 한다.

3. 현재 개질아스팔트는 국내 고속도로, 국도 및 수도권 주요도로에 시험시공된 바 있으며, 시험시공에 대한 공용성평가 등을 통하여 국내 아스팔트 포장에 적용시 아스팔트 성능개선에 획기적인 발전이 있을 것으로 기대된다.

Ⅰ. 개 요

1. 시멘트 콘크리트포장은

- 포틀랜드시멘트를 주재료로하여,

- 콘크리트 슬라브 자체가 교통축하중을 휨저항으로 지지하는 포장공법으로,

2. 그 종류에는

가. 무근콘크리트 포장(Jointed Concrete Pavement)

1) Dowel Bar가 있는 포장

2) Dowel Bar가 없는 포장

나. 철근콘크리트 포장(Reinforced Concrete Pavement)

1) 단경간 철근 콘크리트 포장(Jointed Reinforced Concrete Pavement)

2) 연속 철근 콘크리트 포장(Continuoused Reinforced Concrete Pavement)

다. P.S 콘크리트 포장(Prestressed Concrete Pavement)

라. 다짐 콘크리트 포장(Roller Compacted Concrete Pavement)로 구분할 수 있다

3. 본고에서는 JCP와 CRCP의 특성비교

Ⅱ. Jointed Concrete Pavement

1. 개 요

- 일체의 철근이 없는 포장형식으로

- 콘크리트의 경화, 건조수축, 온도변화 등의 영향으로 발생되는 Crack을 줄눈으로 유도하는 형태의 포장

- 우리나라에서 가장 보편화되어 있는 콘크리트 포장공법임.

2. Joint의 설치

가. 세로줄눈(Longitudinal Joint, Tie Bar Joint)

1) 주 기 능 : Warping Stress 감소, 세로균열 방지

2) 설치간격 : 4.5m 간격, 주로 차선에 설치

3) 줄 눈 : 1차선포설시 - Tie Bar를 이용한 맞댄줄눈

2차선포설시 - 맹줄눈

4) Tie Bar : L=80cm, CTC=75cm, Φ=16mm

나. 가로수축줄눈(Transverse Contraction Joint)

1) 주 기 능 ․건조수축, 온도변화에 의한 수축균열을 한곳으로 유도

․온도차이에 의한 비틀림응력 감소

2) 설치간격 : 6～10m 간격

(Slab두께, Slab보강여부, 온도변화량, Slab마찰저항에 따라 결정)

3) 줄 눈 ․맹줄눈, 맞댄줄눈(시공Joint와 겹칠때)

4) Dowel Bar : L=50cm, CTC=30cm, Φ=25mm이상

다. 가로팽창줄눈(Transverse Expansion Joint)

1) 주 기 능 ․ Slab온도로 인한 팽창시 축방향 압축응력 경감

․ Blow up 및 압축파괴 방지

2) 설치간격 ․ 60～240m(480m) 간격(시공시기 및 Slab두께에 따라 결정)

․경험적으로 구조물접속부 이외엔 설치하지 않는 추세임.

3) Dowel Bar : L=70cm, CTC=30cm, Φ=25mm이상

Ⅲ. Continuoused Reinforced Concrete Pavement

1. 개 요

가. 무근 콘크리트포장의 단점인 줄눈파손의 문제점을 해결하기 위해

가로줄눈을 없앤 구조

나. 콘크리트 슬라브에서 발생되는 Crack을 연속철근으로 억제하는 형태의 포장구조

2. 포장구조

가. 슬라브 두께 : JCP 또는 JRCP와 동일

나. 종방향 철근(0.5%) 및 횡방향철근(0.08%) 설치

다. 종방향 철근의 연속배근

라. 단부처리

1) CRCP의 처음과 끝은 자유단에 단부처리

2) 단부처리는 팽창을 억제하도록 앵커 또는 신축장치 설치.

- Anchor : 5-12m 간격으로 2-6개씩 설치

- 신축장치 : 일반적으로 Wide flange-Beam 단부이음을 설치

3. 문제점

가. Slab두께 및 철근량 산출에 확실한 이론적 근거가 없다.

나. 포장수명이 다했을 때 보강방법 및 포장처리 방법 부재

다. 숙련된 고급인력 미확보

라. 철근부식에 대한 방지책 부재

4. 대 책

가. 구조체의 해석과 설계에 대한 합리적인 이론적 근거 마련

나. 휨강성 보강철근의 구조적 작용을 설계과정에서 구체화

다. 중차량 재하상태 등의 조건하에서 합리적인 해석법 연구

Ⅳ. 결 론

1. 콘크리트포장 도입당시 CRCP(중부, 88)를 주로 사용해온 국내 시멘트 콘크리트 포장은 설계, 시공면에서 상당한 진전을 이루었다.

2. 현재 콘크리트 포장은 JCP를 주로 사용하고 있으며 줄눈파손에 대한 연구가 필요함.

3. 향후 승차감, 평탄성, 소음, 진동에 대한 문제개선, 줄눈재 및 콘크리트 품질 개선, 시공장비 현대화 등에 대한 보다 적극적인 노력이 필요함.

Ⅰ. 개 요

1. 시멘트 콘크리트포장은

- 포틀랜드시멘트를 주재료로하여,

- 콘크리트 슬라브 자체가 교통축하중을 휨저항으로 지지하는 포장공법으로,

2. 그 종류에는

가. 무근콘크리트 포장(Jointed Concrete Pavement)

1) Dowel Bar가 있는 포장 2) Dowel Bar가 없는 포장

나. 철근콘크리트 포장(Reinforced Concrete Pavement)

1) 단경간 철근 콘크리트 포장(Jointed Reinforced Concrete Pavement)

2) 연속 철근 콘크리트 포장(Continuoused Reinforced Concrete Pavement)

다. P.S 콘크리트 포장(Prestressed Concrete Pavement)

라. 다짐 콘크리트 포장(Roller Compacted Concrete Pavement)

마. 섬유보강 콘크리트 포장

바. 콘크리트 블럭포장으로 구분할 수 있다

Ⅱ. 포장형식별 특성

1. 무근콘크리트 포장(JCP : Jointed Concrete Pavement)

가. 개 요

1) 일체의 철근이 없는 포장형식

2) 건조수축, 온도변화 등으로 발생되는 Crack을 줄눈으로 억제하는 형태의 포장

3) 우리나라에서 가장 보편화되어 있는 Con'c포장공법임.

나. 줄 눈

1) 세로줄눈(Longitudinal Joint, Tie Bar Joint)

2) 가로수축줄눈(Transverse Contraction Joint)

3) 가로팽창줄눈(Transverse Expansion Joint)

2. 단경간 철근콘크리트 포장(JRCP : Jointed Reinforced Concrete Pavement)

가. 개 요

- 무근 콘크리트포장의 단점인 줄눈파손의 문제점을 감소시키기 위해

- 줄눈간격을 증가시키고, 과도한 균열방지를 위해 종방향 철근 사용

나. 줄눈, 균열

: 모든 균열을 줄눈으로 유도하며, 철근으로 강력 규제

다. 장단점

: JCP에 비해 줄눈의 충격은 여전하나, 균열억제 효과

라. 적 용

: 절성경계부, 편절,편성부, 접속슬래브, 영업소, 정차대

3. 연속철근콘크리트 포장(CRCP : Continuoused Reinforced Concrete Pavement)

가. 개 요

1) 무근 콘크리트포장의 단점인 줄눈파손의 문제점을 해결하기 위해

가로줄눈을 없앤 구조

2) 콘크리트 슬라브에서 발생되는 Crack을 연속철근으로 억제

나. 포장구조

1) 슬라브 두께 : JCP 또는 JRCP와 동일

2) 종방향 철근(0.5%) 및 횡방향철근(0.08%) 설치

3) 종방향 철근의 연속배근

4) 단부처리 : 처음과 끝은 자유단에 단부처리

4. PS콘크리트 포장(PCP : Prestressed Concrete Pavement)

가. 개 요

- 콘크리트 슬라브 내에 압축응력을 도입하여

- 여타 포장에 비하여 상대적으로 두께가 얇은 포장

나. 단면구성

1) 슬래브 15cm, 수축줄눈간격 70～100m

2) 지반 불균일시 적용성 우수, 연약지반 적용시 유리

다. 장단점

1) 균열발생 방지

2) 공사비 증가, 유지보수비 과다

라. 적 용 : 공항, 항만등 하중이 큰 곳

5. 다짐콘크리트 포장(RCCP : Roller Compacted Concrete Pavement)

가. 개 요

- 무 슬럼프 콘크리트를 덤프운반, 페이버 포설, 롤러다짐하여

- 양생후 공용시키는 표층 슬래브 공법

나. 장단점

1) 시공장비 및 절차가 간편하며 시공성 양호

2) 공사비 저렴, 단위 시멘트량 적다.

3) 평탄성 다소 불량

다. 적용 : 저급도로

6. 섬유보강 콘크리트 포장

가. 개 요

: 콘크리트 슬래브에 섬유보강재(Steel, Glass, 석면 등)를 분산 혼합하여 보강

나. 장단점

1) 무근에 비하여 휨강성, 내구성 우수, 두께 얇다.

2) 가로수축줄눈 50m까지 가능

3) 공사비 다소 고가

4) 시공성(배합) 불량

7. 콘크리트 블럭 포장

가. 개 요

: 콘크리트 블럭을 Interlocking시켜 하중분산 효과

나. 단면구조

: Block, Sand Cushion, 안정처리기층, 보조기층

다. 장단점

1) 시공속도가 빠른고 교정 용이, 무늬 시공 가능

2) 하중에 약하고 평탄성 불량

라. 적 용 : 보도, 주차장, 정류소 등

Ⅲ. 결 론

1. 콘크리트포장 도입당시 CRCP(중부, 88)를 주로 사용해온 국내 시멘트 콘크리트 포장은 설계, 시공면에서 상당한 진전을 이루었다.

2. 현재 콘크리트 포장은 JCP를 주로 사용하고 있으며 줄눈파손에 대한 연구가 필요함.

3. 향후개선과제

- 승차감, 평탄성, 소음, 진동에 대한 문제개선

- 줄눈재 및 콘크리트 품질 개선

- 시공장비 현대화 등에 대한 보다 적극적인 노력이 필요함.

Ⅰ. 개 요

1. 도로포장은 연성포장인 아스팔트 포장과 강성포장인 콘크리트포장으로 구분된다.

2. 아스팔트포장은 콘크리트포장에 비해 시공성 및 주행성에서 많은 장점을 지니고 있으나, 최근 차량의 대형화, 교통지체, 온도상승 등으로 심각한 소성변형의 문제가 발생하고 있어, 내유동성 및 내구성이 우수한 혼합물이 절실히 요구되고 있다.

3. 과거 아스팔트 포장에서의 변형문제는 포장층 각층의 침하문제로 해석되었으나, 현재는 아스팔트 혼합물의 유동성에 의한 소성변형 문제가 주요 원인으로 부각

4. 아스팔트 포장의 소성변형은 공용개시후 1-2년 정도에 주로 발생하며, 그 후 공기 및 자외선과의 접촉으로 산화가 진행되어 피로균열이 발생된다.

5. 따라서, 아스팔트포장의 파괴를 방지하기 위해서는 공용개시 초기의 내유동성과, 공용 후기의 균열저항성이 높은 포장단면이 되도록 개선

Ⅱ. 소성변형 발생요인

1. 아스팔트의 종류(침입도, 점도)

2. 아스팔트 포장 물성의 계절별 변화

3. 아스팔트 혼합물의 공극율

4. 골재의 입도

5. 아스팔트의 산화특성

Ⅲ. 아스팔트 혼합물의 특성

1. 아스팔트 종류

가. 포장용으로 주로 사용되는 AP : 침입도 기준 AP-3, AP-5 2종류

나. 우리나라의 년중 AP포장층 최고온도(66℃) 를 감안할 때,

다. (미)SHRP 연구성과인 공용성등급 PG64-22, PG76-22규격이 적합하나,

PG76-22규격에 부합되는 AP는 국내에서 생산되고 있지 않음.

2. 아스팔트포장 물성의 계절별 변화

ㅇ탄성계수 추정(Franklin식 이용)

: 여름철에 기층의 탄성계수가 표층의 탄성계수 보다 높다.

3. 아스팔트 혼합물의 공극률

가. 공극의 역할

: 온도상승시 아스팔트의 팽창부피를 흡수하여 여유 공간적 기능 담당

나. 공극 미확보 ⇨ 온도상승시 AP 블리딩현상 및 골재의 윤활작용으로 소성변형 가속

다. 따라서, 배합설계시 공극율을 5％이상 확보하고,

최종 공극율(공용 1-2년후)이 3％이상이 되도록하여 소성변형 최소화

4. 골재의 입도

가. 차량하중에 대한 전단저항은 주로 5㎜이상의 골재가 담당

나. 따라서, No.4(4.75㎜)체 이하 골재의 사용을 가능한 최소치 적용.

5. 아스팔트의 산화특성

가. AP 표층 상부

: 공기(산소) 및 자외선과의 접촉으로 산화가 이루어져 경화(노화)됨.

나. AP 표층 하부(3㎝이하)

: 산화의 진행이 거의 일어나지 않음.

Ⅳ. 소성변형 최소화 방안

1. 표 층

가. 두 께

: 고온에서 기층의 탄성계수가 표층의 탄성계수가 크므로

⇨ 소성변형 취약부위 최소화(표층두께 : 10cm→ 5cm)

내유동성이 상대적으로 높은 중간층 도입.

나. 아스팔트 종류 변경

: 고온에서 소성변형에 대한 내유동성이 우수한 AP사용 (AP-3 → AP-5)

다. 공극율 확보

- 아스팔트 혼합물 배합설계시 공극율 5％ 확보

- 최종 공극율(공용 1-2년후)이 3％이상이 되도록

라. 골재입도 조정

: No.4(4.75㎜)체 이하 골재의 사용을 시방 범위내에서 가능한 최소치를 적용

마. AP함량

: 최적AP함량 결정시 가능한 6％이하가 되도록

2. 중간층

가. 두 께 : 6cm를 표준으로 함.

나. 아스팔트 : AP-5사용(침입도 60-70)

다. 골재입도 : No.4(4.75㎜)체 통과 골재량을 시방기준의 중간치 이하로 조정

라. AP 함량 : 6％이하 (5-5.6％이내 권유)

3. 시공시기

가. 가능한 가을철에 시공하고, 6-8월의 시공은 피할 것.

나. 소성변형 주 발생 계절인 하절기 도래시까지 충분한 산화기간 확보

4. 포장단면 개선(안)

- 대표적인 단면을 기준으로 검토한 것임.

- AP기층 : (총포장두께 - 표층·중간층·보조기층 소요두께)

Ⅴ. 결 론

1. 앞에서 제시한 포장단면의 구조개선(안)은

: 표층, 중간층, 기층의 아스팔트종류가 상이함에 따라,

- 혼합물 생산시 세심한 주의가 필요하고,

- 중간층 시공으로 공정추진 및 품질관리에 약간의 어려움이 예상되나,

- 소성변형 최소화를 기대할 수 있으며,

- 경제성 및 유지관리 측면에서도 현행 포장구조 보다 유리할 것으로 기대된다.

2. 이밖에 소성변형을 최소화하기 위한 방법

가. 개질재를 사용하는 방법

: 아스팔트의 단점인 소성변형, 균열등의 단점을 개선하기 위하여

각종 혼화재(개질재)를 첨가하는 아스팔트 포장

나. 골재 맞물림 효과를 증진시키는 방법(SMA포장)

: AP자체의 성능개선 보다는 골재간 맞물림효과를 극대화하여 중차량에 대한 밀림(소성변형)을 최소화하고, 균열방지를 위해 천연섬유를 첨가한 AP혼합물

3. 본 수검자가 고속도로 설계시공 감독 경험에 따르면 다음과 같은 문제점 개선이 필요

- 국내에서 생산되고 있는 아스팔트의 대부분은 공용성등급 PG 58-22에 포함되며,

- 이는 Ap-3와 Ap-5등 침입도 기준만으로 분류하고 있는 현 아스팔트 등급체계하에서는 적절한 품질관리가 이루어질 수 없다는 것을 의미하므로,

- 국내 환경조건에 맞는 공용성 등급의 온도간격 설정에 대한 분석이 필요하며,

- 아울러 공용성등급에 부합되는

국내 KS관련 품질기준 및 시험규정의 수립이 있어야 할 것이다.

Ⅰ. 개 요

1. 아스팔트 포장

: 골재와 아스팔트를 결합하여 만든 포장으로,

교통하중을 표층→기층→보조기층→노상으로 확산분포시켜 하중을 절감하는 형식

2. 콘크리트 포장

: 포틀랜드 시멘트를 주재료로하여,

콘크리트 슬라브 자체가 교통축하중을 휨저항으로 지지하는 포장공법

3. 일반적으로 아스팔트포장과 콘크리트포장의 차이점은

가. 포장구조상 차이.

나. 설계원칙상 차이.

다. 일반적인 차이( 시공성, 공용성, 내구성 등)가 있다.

Ⅱ. 포장구조상 차이점

1. 포장구조

2. 하중전달

가. 아스팔트포장

: 교통하중을 표층→기층→보조기층→노상으로 확산분포시켜 하중을 절감하는 형식

나. 콘크리트 포장

: 교통하중을 콘크리트 슬래브가 직접 지지하는 형식

3. 층별 역활

Ⅲ. 설계원칙상 차이점

Ⅳ. 일반적인 차이점

Ⅴ. 결 론

1. 현재까지 국내 포장설계는 AASHTO설계법 및 일본포장설계법을 준용함에 따라, 우리나라 실정에 맞지않는 설계인자의 차이로 설계결과에 대한 신뢰성이 떨어져 있는 실정

2. 이에 따라, 우리나라의 포장 설계법은 합리적이고 경험적인 AASHTO 설계법 적용을 기준으로 하고, 우리나라 실정에 맞는 설계 입력변수들의 적용방안 마련이 바람직하다.

3. 또한 아스팔트포장, 콘크리트포장은 각각 고유의 장단점을 지니고 있으므로, 어떤포장이 유리하다고는 판단할 수 없으며, 포장공법 선정시 위에서 언급한 사항들을 종합적으로 고려하여 선정하여야 한다.

4. 본 수검자가 고속도로 설계 및 시공 감독 경험에 따르면, 우리나라 포장공법 선정시 다음과 같은 문제점 개선이 필요하다고 사려됨.

- 우리나라의 경우 지형, 환경 등을 고려해 볼때, 콘크리트포장의 대대적인 시행은 다소 문제가 있음.

- 콘크리트포장의 경제성은 공용년수에 달려있으므로 설계시 공용성 향상과 내구성 증진에 대한 연구가 필요하며,

포장의 경과년수에 따른 지속적인 추가조사로 최적공법에 대한 적용방안 마련 필요

- 아스팔트포장이 외국에서는 유리하나, 부존자원상 콘크리트포장을 사용해야 하는 우리나라 현실을 고려할 때,

장기적인 유지관리로 주행성, 평탄성, 쾌적성 유지가 관건이다.

Ⅰ. 개 요

1. 영업소란,

- 통행차량으로 부터 정해진 통행요금을 징수하기 위한 시설로서,

- 일반적으로 영업사무소, 요금소(교통섬, 부스, TOLLGATE건물), 광장으로 구성

2. 영업소의 구분은

- 설치장소에 따라, 본선영업소, I.C영업소로 구분되며,

- 요금징수체계에 따라, 전선 균일, 구간별 균일, 완전한 구간별 요금제로 구분.

3. 영업소 차로수 결정은

- 교통량, 요금징수를 위한 서비스 시간 등을 고려하여 신중하게 결정해야 하며,

- 평면선형 및 종단선형을 고려한 광장설계가 이루어져야 한다.

4. 영업수 요금징수방법은

- 현재 우리나라의 경우 1994년부터 기계화(TCS) 방법을 적용하고 있으나,

- 지속적인 교통량의 증가와 영업시설 확충에 따른 문제점을 보완하기 위하여

- 차세대 요금징수 시스템인 논스톱요금징수설비(NTCS)의 도입을 추진중에 있다.

5. 여기서는 영업소 설치방법과 요금징수체계에 대하여 자세히 기술하기로 한다.

Ⅱ. 영업소의 종류(구분)

1. 설치장소에 의한 분류

가. 본선영업소

나. 인터체인지 영업소

2. 통행요금 징수체계에 따른 분류

가. 전선 균일 요금제

: 일반유료도로에서 채택, 영업소를 입구 또는 출구에만 설치

나. 구간별 균일 요금제(개방식 영업체계)

: 본선상 30～40km마다 영업소 설치, 통과시 마다 요금 지불

다. 완전한 구간별 요금제(폐쇄식 영업체계)

: 4차로 이상 유료 고속도로에서 채택

Ⅲ. 영업소 설계

1. 시설계획 산정기준

가. 영업소 광장의 용지 : 공용개시 15년

나. 영업소 광장의 토공 : 공용개시 10년

다. 지하통로 : 공용개시 10년

라. 요금소 교통섬 및 포장 : 공용개시 10년

마. 요금소 건물 및 부스 : 공용개시 10년

2. 차로수 결정

가. 교통량 : 중방향 설계시간 교통량(DDHV) 이용

1) DDHV = AADT × K ×D

2) 입출구 분리도로 : 각방향 첨두시간 교통량 이용

3) 중앙차로 왕복 공용시

- 서비스시간 긴 쪽은 교통량 많은 방향,

- 서비스시간 짧은 쪽은 교통량 적은 방향 이용후 각 차로수 합산

나. 서비스 시간

1) 균일요금제 : 8초 적용

2) 구간별요금제(기계식) : 입구6초, 출구14초

다. 서비스 기준

1) 도표를 이용하여 처리가능 대수를 찾음

2) 평균대기차량 대수로 계산되며, 원칙적으로 1.0대로 한다.

라. 소요차로수 산정

N = DDHV / (3,600 ÷ 서비스 시간 × 서비스 기준)

3. 영업소 광장 설계

가. 평면선형

1) 본선 영업소 : 곡선반경 1,500M 이상

2) IC 영업소 : 곡선반경 200M이상

나. 종단선형

1) 표준 : 2% 이하

2) 특별한 경우 : 3% 이하

다. 횡단경사

1) 표준 : 1.5%

2) 최대 : 2%

라. 차로폭

- 영업소 차로수가 6개 이상인 경우 지하통로 혹은 옥상통로 설치

- 영업소내 차로폭은 3.0m를 기준으로 하고, 최우측 차로폭은 3.5m로 한다.

- 축중기 차로는 4.2m로 한다.(종단구배 Level)

Ⅳ. 요금징수 방법

- 현재 한국도로공사에서는 요금징수 방법을 1994년부터 기계화(TCS) 방법을 적용하고 있으나,

- 지속적인 교통량의 증가와 영업시설 확충에 따른 문제점을 보완히기 위해

- 차세대 요금징수 시스템인 논스톱요금징수설비(NTCS)의 도입을 추진중에 있다.

〈NTCS 도입시의 효과〉

Ⅴ. 결 론

1. 유로도로에서 요금징수를 위한 영업소의 설치는 필연적이나,

교통지체 및 요금지불 불편등의 원인이 되기도 한다.

따라서 설계시 영업소 지정체를 최소화시키는데 설계의 주안점을 두어야 한다.

2. 설계에서 느낀점

- 최근 IC설치위치는 농지잠식 최소화 등의 이유로 산지부에 대성토 또는 대절토로 구성되는 경우가 많은바,

- 회차로 설치에 따른 장대교량 발생으로 공사비가 과다하게 소요되는 경우가 빈번히 발생하고 있다.

- 따라서, 회차로 설치기준 재정립이 필요하며,

경제적인 설계를 위한 연구검토가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사려된다.

3. 요금징수체계의 변화에 따른 서비스 시간에 대한 연구 필요

Ⅰ. 개 요

1. 도로 분기점에서의 연결로 설계는

- 원활한 속도조절을 통한 안전한 방향전환에 설계주안점을 두어야 하며,

- 본선과 연결로의 기하구조 변경으로 인한 접속설치에 유의하여야 한다.

2. 연결로 접속형식에는

- 직결연결로, 준직결연결로, 루프연결로 등이 있으며,

- 교차하는 두 도로의 교통량, 규격, 설계속도 등을 감안하여 결정하여야 한다.

3. 연결로의 기하구조(평면선형, 종단선형, 시거 등)는

- 주로 연결로의 설계속도에 의하여 결정되며,

- 설계서비스 수준을 고려하여 차로수 균형을 유지해야 한다.

Ⅱ. 연결로 설계시 유의사항

1. 유출연결로

가. 운전자에서 은폐되지 않도록 시인성 확보

나. 감속차로는 직접식이 좋다

다. 유출각 : 1/15～1/20 정도

라. 본선의 차도단에 offset

마. 분기단 부근은 큰곡선 사용 → 속도조절의 여유 고려

2. 유입연결로

가. 본선과 연결로 상호간에 시인성 좋게

나. 가속차로는 평행식이 좋으나, 본선선형에 따라 직접식도 검토

다. 합류각도를 작게하여 자연스럽게 진입할 수 있도록

라. 가속테이퍼의 존재를 인식하기 좋게 표시

마. 유입부를 상향구배와 같이 속도 저하구간에 두지 않도록

3. 가감속차로

가. Taper에서 Nose 까지의 거리를 말하며, 규정값 이상 적용하는 것이 바람직

나. 가,감속차선의 길이는 종단구배에 따라 조정

4. Taper의 길이

- 차량이 1차선 옆으로 이동하는데 필요한 거리

- 일반적으로 3-4초동안 주행한 거리

5. 연결로 접속단간의 거리

가. 연결로와 본선간의 접속단 거리는

안전하고 원활한 교통이 확보될 수 있도록 계획한다.

나. 운전자의 판단, 위빙, 가속, 감속에 필요한 길이 확보

다. AASHTO에서는 5～10초간 주행한 거리로 산정

Ⅱ. 연결로 접속형식에 따른 구분

1. 우회전(직결연결로)

가. 진행방식

: 본선 차로의 우측에서 분류한 후 약 90°우회전하여

교차도로 우측에 합류.

나. 특 징

: 우회전 연결로의 기본형식으로, 변형된 형식은 거의 사용되지 않음.

2. 좌회전

가. 직결 연결로(direct ramp)

1) 진행방식

: 본선 차로의 좌측에서 직접 분류하여 좌회전함.

2) 특 징

- 고속인 좌측 차로에서 분류하므로 위험함.

- 좌회전 교통이 주류인 고속교통 처리시 적용.

나. 준직결 연결로(semi-direct ramp)

1) 진행방식

: 본선 차로의 우측에서 분류한 후 완만하게 좌측으로 방향전환.

2) 특 징

- 주행궤적이 목적방향과 크게 어긋나지 않아 비교적 큰 평면선형 유지.

- 횡단 구조물이 필요함.

- 우측 유출이 원칙적인 고속도로에 적용

다. 루프 연결로(Loop ramp)

1) 진행방식

: 본선 차로의 우측에서 분류한 후 약 270°우회전하여 교차도로의 우측에 합류.

2) 특 징

- 횡단구조물을 설치없이 접속이 가능.

- 원곡선 반경 제약 → 주행시 속도 저하.

- 목적방향과 부자연한 주행궤적으로 운전자의 혼돈 우려.

- 이용 교통량이 적은 방향에 적용

Ⅲ. 연결로 기하구조

1. 설계속도

(단위 : km/hr)

2. 연결로 규격:. 연결로는 A～C규격의 3가지로 구분

가. A규격 연결로

: 길어깨에 대형 차량이 정차한 경우 세미트레일러가 통과할 수 있는 기준

나. B규격 연결로

: 길어깨에 소형자동차가 정차한 경우 세미트레일러가 통과할 수 있는 기준

다. C규격 연결로

: 길어깨에 정차된 자동차가 없는 경우 세미트레일러가 통과할 수 있는 기준

3. 루프 연결로 설계

가. 유입 연결로 : 단곡선 사용

나. 유출연결로 : 복합곡선(계란형)이 바람직