기술사 공부하는 자료 공유

가. 개요

∙경제성 분석은 미래에 대한 예측을 근거로 하기 때문에 불가피하게 어느 정도 오차가 발생할 수밖에 없음.(공사비의 증감, 교통량의 증감, 사업시기의 변동 등)

∙민감도는 예측된 주요변수가 경제성분석에 얼마만한 영향을 미치는 가를 분석하는 것이며, 위험도는 예측된 주요변수가 확률분포로 표현된 기대치를 분석하는 것임

∙민감도는 각 주요변수의 ±20%범위를 분석함.

나. 민감도 및 위험도 분석

▌공사비가 100억 일 때의 민감도 분석

∙공사비가 80억 혹은 120억으로 가정하고

∙미래의 여건변화를 고려하여

∙이에 대한 IRR, NPV를 산출하여 경제성 분석에 미치는 영향 검토

▌공사비가 100억 일 때의 위험도 분석

∙건설비가 80억원이 될 확률이 20%

∙건설비가 90억원이 될 확률이 30%

∙건설비가 100억원이 될 확률이 40%

∙건설비가 120억원이 될 확률이 10%

∙이때 건설비의 기대값 (80×0.2＋90×0.3＋100×0.4＋120×0.1)=95억원

∙95억원에 대한 IRR, NPV산출하여, 경제성 분석에 미치는 영향 검토

다. 민감도 및 위험도 분석의 주요변수

∙공사비 및 공사기간 → 안전율 개념

∙유지관리비

∙교통량과 편익(운행비, 통행시간 등)

∙공사시기

라. 의견사항

∙경제성분석의 관건 → 불확실성에 대한 신뢰도 향상

∙위험도는 민감도분석의 범위±20%안에서 변하기 때문에 일반적으로 생략함.

∙분석범위, 기본설계 신뢰성 양호, 타당성 신뢰성 불량

가. 개요

계획 또는 논의되고 있는 공공투자사업의 비용과 편익을 분석하여 공공투자사업의 경제적․사회적 타당성을 분석하는 과정임.

나. 평가기법

다. 분석지표

▌비용추정

비용항목은 공사비, 보상비, 유지관리비로 하며 경제성분석에는 총 투자된 사업비에서 세액이 공제된 경제적 사업비를 투자비용으로 사용함.

▌편익추정

현재까지 개발되어 교통시설투자사업에 보편적으로 적용되고 있는 편익항목은 차량운행비용절감, 운행시간절감, 교통사고감소 등이 있으며, 근래에 들어서 환경에 대한 관심증가로 환경비용이 포함되어야 한다는 주장이 제기되고 있으나, 현실적으로 계량화가 어려워 특정사업에 일부 적용되는 실정임.

주요 편익 항목

가. 개요

주어진 도로조건에서 서비스 수준 i 일 때 최대교통류율을 말하며, 서비스교통량과의 관계는 1985USHCM에서 정의 한 바와 같이 최대서비스교통량은 주어진 조건하의 최대교통용량과 같은 의미를 가짐.

나. 이상적 조건

▌고속도로

▌다차로도로

다. 용량산정(주어진 조건, 서비스 i 수준 일때)

▌고속도로(기본구간)

▌다차선도로

▮유형(Ⅰ) : 연속류 구간이 5km 이상 지속될 때, 용량값으로 2,000pcphpl을 적용

▮유형(Ⅱ, Ⅲ) : 신호교차로 개념 적용

가. 도로조건명시

설계속도, 차로폭, 측방여유폭, 차로수, 지형 구분 또는 특정 경사를 포함한 예상 도로 조건을 명시

나. 설계시간교통량 산출

상기 예상조건을 명시하고, 설계시간 계수, 중방향 계수, 첨두시간계수, 중방향 설계시간 교통량( )을 도출하여, 수요 교통량을( )을 산출.

‧ 첨두 설계시간 교통량( ) 계산

여기서,

PDDHV = 첨두 설계시간 교통량(vph)

DDHV = 중방향 설계시간 교통량(vph)

AADT = 계획 목표년도의 연평균 일교통량(대/일, vph)

K= 설계시간 계수, D= 중방향 계수, PHF= 첨두시간계수

K값과 D값은 해당 지역의 교통 수요 패턴에 따라 변하는데, 매년 발간되는 교통량 상시조사 자료(건설교통부, 도로교통량 통계 연보, 각 연도)를 활용하여 해당 사업에 맞게 도출하여 적용하고, 적정값을 구할 수 없는 경우는 아래표의 값을 사용

지역에 따른 설계시간 계수( )와 중방향의 교통량 비(D)

바.  의견사항

계산된 은 대부분 소수로 표시되는데, 여건에 따라 이 소수보다 크거나 작은 정수를 택할 수 있음. 고속도로 구간별 차로수의 결정은 분석 대상 도로 전체를 종합적으로 고려하여 균형 있게 결정하여야 함. 특정 구간의 차로 감소 또는 증가는 주 교통 흐름과 차로의 연속성을 유지하는 선에서 적절하게 결정

가. 개요

교통량은 특정지점 또는 특정구간을 통행한 또는 통행할 자동차의 대수를 말하며, 현황교통량과 계획(예측) 교통량으로 구분됨.

교통량의 종류는 평균일교통량, 년평균 일교통량, 설계시간교통량, 중방향교통량, 첨두시간 교통량이 있음.

나. 년평균일교통량(AADT)

1년 동안 한지점을 통과한 차량수를 365로 나눈 교통량

다. 평균일교통량(ADT)

일정기간 동안 한지점을 통과한 차량수를 일정기간으로 나눈 교통량

다. 설계시간교통량(DHV)

설계목표년도의 첨두시간 예상교통량으로 정의되며, 도로의 시설규모를 정하기 위한 설계시간교통량으로 1년중 30～50번째로 큰 교통량

라. 중방향교통량(DDHV)

양방향에 대한 중방향 교통량비를 말하며, 설계시간교통량에 중방향계수를 곱하여 산정하고, 중방향계수는 일반적으로 0.60～0.65의 범위를 나타냄.

설계시 중방향에 대한 고려가 없다면 중방향에서 교통혼잡이 발생되며, 반대로 중방향이 너무 크게 고려가 되는 경우 과다한 설계가 될 수 있음.

마. 첨두시간교통량(PDDHV)

하루 중 교통량이 가장 많은 시간대의 교통량을 말하며, 중방향교통량에 첨두시간계수(PHF)를 곱하여 산정함〔첨두시간교통량 산정 : PDDHV = (AADT×K×D) / PFH〕

첨두시간계수(PHF)는 한시간 교통량에 대한 한시간 최대교통량의 비를 말하며, 고속도로의 경우 0.87～0.97범위 분포를 나타냄.

∙첨두시간계수산정 : PHF=첨두시간 교통량/첨두교통류율, PHF=Vp/(V15×4)

1. 교통조사

가. 개요

교통량조사는 일반교통량조사와 함께 도로계획의 기본적 자료로 도로의 건설규모 및 건설시기를 판단하는 기초자료임.

교통량조사는 특점지점을 단위시간〔1일 12시간(07～19) 1시간, 15분, 5분단위〕에 통과하는 차량의 대수를 말하며, 도로의 이용현황을 양적으로 표현한 것임.

나. 교통조사 및 분석체계 연관도

다. 일반교통량조사

▌조사내용

일반교통량조사는 특정지점 또는 특정구간의 교통량을 방향별, 차종별, 시간대별 구분하여 조사함.

▌조사시기

∙봄․가을에 실시(보통10월)

∙조사요일은 화․목요일시행

▌조사방법

∙상시조사 : 관측계기조사(일년내내 하루교통량을 1시간 이하 단위로 조사)

∙보정조사 : 관측계기조사(통상7일간 실시)

∙전역조사 : 인력조사(AADT추정을 위한조사)

라. 자동차 기․종점조사(O/D조사)

▌조사내용

자동차 기․종점조사(O/D조사)는 특정지점 또는 특정구간의 교통량을 출발지, 목적지, 운행목적, 경로, 재차인원, 적재화물 등으로 구분하여 조사함.

▌조사계획

∙조사계획은 조사지역의 여건과 조사목적을 고려하여 수립하여야 함.

∙조사인원은 경험있는 인력을 투입하는 것을 원칙으로 하고 충분한 사전교육을 실시.

∙조사지점은 조사인력의 안전성을 고려 최소200m의 시거가 확보되는 위치를 선정함.

∙조사인원은 차로수별로 아래와 같이 투입함

▌조사방법

∙노측면접조사

∙자동차 등록번호기록조사

▌조사보정

∙전수화 : 표본조사치 × 전수화계수

∙검증선

1. 지방지역의 자동차 전용도로내 2차선 장대터널(연장 2,000m이상)의 방재설비에 대하여 설명하시오.

2. 교량기초 구조형식 선정과정에서 기초의 종류 및 특징과 형식선정시 검토사항에 대하여 설명하시오.

3. 관광지내 하천을 횡단하는 교량을 계획할 때 미관을 고려한 교량형식 선정방안에 관하여 설명하시오.

4. 터널계획시 환기방식의 종류와 방재시설에 관하여 설명하시오.

5. 터널 설계시 고려해야 할 안전시설에 대하여 설명하시오.

6. 도로터널 갱문의 위치 선정시 고려사항과 갱문의 형식별 특징을 설명하시오.

7. 교량의 종류를 형식별로 분류하고 그 적용성에 대하여 기술하시오.

8. NATM공법으로 터널시공시 계측 및 시험의 중요성과 각 계측항목에 대하여 설명하시오.

9. 교량하부 구조형식을 열거하고 그 특징에 대하여 설명하시오.

10. 교량형식을 중심으로 국내 기술현황과 앞으로의 발전방향을 논하시오.

11. 교량설계에 있어서 일반검토사항, 구조설계단면 및 성과품의 작성과정을 흐름도를 그리고 간단히 설명하시오.

용어설명

1. FCM (65)

2. 콘크리트의 중성화 (63)

3. 교량설계하중 (63)

4. 터널의 환기방식 결정기준 (62)

5. 콘크리트 감수제 (61, 54)

6. 무공해 암석굴착공법 (58)

Ⅰ. 정 의

지반의 침하량과 말뚝의 침하량을 비교하여 지반침하량이 말뚝침하량보다 작은 경우는 상향의 주면마찰력이 발생하지만 지반침하량이 말뚝침하량보다 큰 경우는 말뚝을 아래로 끌어내리는 하향의 주면마찰력이 발생한다. 이와같이 하향의 주면마찰력(Drag Down Force)을 부주면마찰력이라 한다.

Ⅱ. 발생원리

1. 지반침하와 말뚝침하

2. 중립점

1) 지반침하와 말뚝침하의 량이 같아서 상대적 이동이 없는 지점

2) 굳은 지지말뚝 : n = 1

3) 마찰말뚝 : n = 0.8

4) 모래, 자갈지반 : n = 0.9

3. 주면마찰력과 부주면마찰력

1) 주면마찰력

① 중립축 하면

② 지반침하량 ＜ 말뚝침하량 인 경우 발생

③ 상향의 주면마찰력이 발생된다.

④ 말뚝의 지지력으로 작용한다.

2) 부주면마찰력

① 중립축 상면

② 지반침하량 ＞ 말뚝침하량 인 경우 발생

③ 하향의 주면마찰력이 발생된다.

④ 말뚝에 하중으로 작용한다.

Ⅲ. 부주면마찰력 발생조건

1. 지반조건

1) 느슨한 사질지반

2) 침하량이 많은 지반

3) 지하수의 변동이 심한 지반

2. 기초조건

1) 표면적이 큰 말뚝

2) 이음부에 요철이 많은 말뚝

3) 표면이 거칠은 말뚝

3. 주변 여건변화(상재하중)

1) 말뚝 주변에 상재하중이 작용하는 경우

2) 주변공사로 인한 영향(진동) 범위내

Ⅳ. 부의주면 마찰력 발생시 예상되는 문제점

1. 말뚝침하 유발 2. 말뚝의 지지력 감소

3. 말뚝의 변형 4. 구조물침하 및 파손

Ⅴ. 부의주면 마찰력을 적게하는 대책

1. 조사 - 지반조건(지질, 지층, 지하수) 조사 철저

2. 공법선정 - 표면적이 적은 말뚝 사용(H-형말뚝)

3. 시공대책

1) 말뚝 타입전 큰구멍 뚫고 벤토나이트등의 Slurry를 넣고 말뚝 박어서 마찰력을 감소

2) 선행압밀침하, 지반개량 실시

3) 말뚝표면에 윤활유 도포

4) 말뚝이음부의 요철 제거

4. 주변공사시 대책수립

1) 지하수 변동 억제

2) 진동 차단 대책

Ⅵ. 결론

말뚝의 부주면마찰력은 주로 지반침하에 따른 영향에 의해 발생되며 설계시 부주면마찰력을 고려하지 않은 경우 말뚝파손까지 이르는 심각한 피해를 유발할 수 있음으로 기초 설계시에는 철저한 선행조사를 실시하여야 하며 설계시에는 부주면마찰력이 발생될 수 있다는 가정하에서 말뚝의 강성 및 지지력을 산정하여야 한다.