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[동결 깊이(심도)]

0℃ 온도선이 포장표면으로부터 포장층 아래로 관입되는 깊이

[동결 지수]

동결 기간중의 기온과 시간과의 적(積)의 누계치

[AASHO(American Association of State Highway Officials)]

미국도로교통공무원 협의회 전신

[AASHTO(American Association of State Highway and

Transportation Officials)]

미국도로교통공무원 협의회

[전략적 도로연구사업(Strategic Highway Research Program :

SHRP)]

미국연방정부 차원에서 도로품질 저하를 극복하기 위해 단기간에 집중적인 연구개발을 실시하기로 계획한 사업

[Superpave(Superior Performing Asphalt Pavement)]

SHRP의 연구성과중 아스팔트에 관련된 연구성과로서 아스팔트 및 아스팔트 혼합물에 대한 재료규격, 시험방법, 혼합물의 배합설계방법, 공용성 평가방법등을 총칭한다.

[서비스 지수 PSI(Present Serviceability Index)]

AASHO 도로시험에 의해서 창안된 개념으로 포장의 서비스능력과 포장의 공용성을 나타내는 지수

[등가단축하중(ESAL)]

설계기간동안의 혼합교통량을 설계교통량으로 환산하기 위하여 8.25ton 단축하중 교통량으로 환산한 하중

[다웰바(Dowel Bar)]

콘크리트 포장 Slab의 하중전달장치로 줄눈을 가로질러 하중을 전달하기 위해 설치하며 일반적으로 원형 철근을 사용한다.

[화이트 베이스(White Base)]

아스팔트 포장의 기층으로서 사용하는 시멘트 콘크리트 슬래브

[블랙 베이스(Black Base)]

아스팔트 포장의 기층으로서 사용되는 가열 혼합식에 의한 아스팔트 안정처리기층

[교면포장]

교통하중의 반복재하 및 충격과 극심한 기상변화에 대한 직접노출, 그리고 빗물, 제설염화물 침투로 인한 교량상판의 조기열화 현상을 극소화하여 교량의 내하려 손실 방지와 통행차량의 주행성을 확보하기 위하여 내구성이 크고 내유동성의 아스팔트 포장 또는 콘크리트 포장으로 교량상판위를 덧씌우기하는 보호공법

[구스아스팔트(Guss Asphalt)]

교온 아스팔트 혼합물의 유동성을 이용, 피니셔와 인두로 포설하여 로울러 다짐을 하지 않고 마무리를 하는 아스팔트 혼합물로서 매스틱 아스팔트(Mastic Asphalt)와 동일하다.

[개립도 아스팔트콘크리트(Open Graded Asphalt Concrete)]

가열아스팔트 혼합물의 일종으로 세골재비율이 5～20%이며 미끄럼 저항용 혼합물의 대표적인 것으로 흔히 사용된다.

[밀입도 아스팔트 콘크리트]

굵은 골재, 잔골재, 필러 및 아스팔트의 가열 혼합물로서 합성입도에서 No.8 체 통과분이 35～50%의 것

[조립도 아스팔트 콘크리트]

굵은골재, 잔골재, 필로 및 아스팔트의 가열혼합물로서 합성입도의 No.8 체 통과분이 20～35%의 것

[매캐덤 공법]

한층의 마무리 두깨와 거의 같은 입경의 부순돌을 깔아서 이들이 서로 충분히 얽힐 때까지 다짐하고, 공극을 채움골재로 전충하여 마무리하는 공법

[시멘트 안정처리공법]

현지재료 또는 여기에 보충재료를 가한 것에 시멘트를 첨가하여 혼합하고 깔아서 다짐하는 공법을 말한다. 시멘트 안정처리한 것을 소일시멘트(Soil-cement)라 할 때도 있다.

[역청안정처리공법]

현지재료 또는 여기에 보충재료를 가한 것에 역청재료를 첨가하여 혼합하고 깔아서 다짐하는 공법

[입도조정공법]

좋은 입도가 되도록 몇가지 종류의 골재를 혼합하여 포설하고 다짐하는 공법

[침투식 공법]

골재와 역청재료를 교대로 살포하여 골재의 얽힘과 역청재료의 결합력을 발휘하도록 충분히 다짐하는 공법

[실코우트]

표층 또는 기층위에 역청재료를 살포하고 그 위를 부순돌이나 모래를 덮어서 만드는 표면처리

[골재의 최대치수]

중량으로 적어도 90% 이상을 통과시키는 최소치수의 체의 공칭치수로 나타낸 골재의 치수

[시공줄눈]

콘크리트 포설 작업에 있어서 작업을 일시 중지해야 할 때 설치하는 줄눈

[회복탄성계수]

노상 또는 기타 포장재료의 탄성계수의 측정값으로 AASHO T274 시헙법에 의하여 측정한다.

[설계 CBR]

균일한 포장두께로 시공할 구간을 결정하기 위하여 구간내 각 지점의 CBR로부터 결정되는 노상토의 CBR

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)

Ⅰ. 개 요

도로건설시 포장의 강도를 크게 약화시켜 포장의 서비스 능력을 감소시키는 동결융해는,

- 동결시에 나타나는 동결작용과

- 해빙기에 나타나는 융해작용으로 나눌 수 있다.

가. 동결의 영향

: 0℃ 이하의 저온이 지속되면, 지표에 있는 물이 얼어서 서릿발이 생기며,

서릿발은 모관수의 흡입작용이 증대되면서 점점 체적팽창을 일으키게 되고,

최적팽창으로 인해 노면의 융기현상 발생

나. 융해의 영향

: 해빙기인 봄에는 지중의 서릿발이 녹은 융해수가

하부의 동결층에 의해 배수가 방해를 받음으로서

노상 및 보조기층이 포화상태가 되고, 지지력이 저하하게되며

이때 중차량 통과시 국부적 침하와 거북등 균열이 발생

Ⅱ. 동결 지배요소

1. 동결의 영향요소

가. 포장층과 노상재료의 세립자 함유비율

나. 포장구조내 수분공급원의 존재유무

다. 포장구조의 배수능력 등에 의해 영향

라. 동결시 대기온도

마. 해빙기의 융해진행속도 및 형식

2. 동결을 일으키기 위한 조건

가. 토 질

1) 실트질(0.074mm 이하의 세립토)을 함유한 흙

2) 토립자의 입도, 흙의 밀도, 소성한계, 투수계수, 열전도율에 따라 다르게 나타남,

3) 토립자의 입도가 가장 중요한 요소임.

나. 토양중의 함수비

1) 수분(물)의 공급이 충분한 경우

2) 함수비가 클수록, 지하수위가 높을수록 동결이 쉽다.

다. 온 도

1) 온도가 0℃ 이하일 것

2) 지표면의 온도, 지하수의 온도 이외에 흙의 열전도율의 영향을 받는다.

3. 동결깊이의 산식

Z = C√F 여기서, Z : 동결깊이(cm)

C : 정수(3～5)

F : 동결지수(℃․일)

(건교부 조사단이 발표한 동결지수표에 의함)

Ⅲ. 동상 방지대책

1. 설계방법

가. 완전방지법

1) 동결깊이까지 비동상 재료로 설계하는 방법

2) 비경제적임

3) 연약지반 포장설계시 적용

나. 감소노상강도법

1) 설계기준 설정에 어려움이 있고,

2) 포장두께가 동결지수와 직접적인 함수관계가 아니므로 잘 사용치 않음

다. 노상동결관입허용법

1) 노상 동결을 어느정도 허용하는 방법

2) 동결지수와 직접적인 함수관계인 본 설계방법을 많이 사용

: 세가지 방법중 완전방지법은 비경제적이므로 특수한 경우에만 사용

감소노상강도법은 우리나라에 설계적용 곤란,

노상동결관입 허용법을 국내도로 설계법에 일반적으로 적용

2. 동상 방지공법

가. 치환공법

1) 소요깊이까지 동상을 일으키지 않는 재료로 치환하는 방법

2) 포장두께보다 동결깊이가 깊을때

그 차이 만큼 노상동결 관입허용법을 적용 비동결 재료로 치환

3) 동상을 일으키지 않는 재료

- #4체 통과분중 #200체 통과량이 15%이하인 부순돌

- #4체 통과분중 #200체 통과량이 9%이하인 막자갈

- #200체 통과량이 6%이하인 모래

나. 차단공법

1) 지하수위를 저하시키거나 성토를 하여 동상에 필요한 공급수를 차단하는 공법

2) 모관수의 상승을 차단하기 위해 Soil Cement나 Asphalt로 안정처리

다. 단열공법

: 포장 바로 밑에 기포콘크리트층으로 단열층을 만들어 흙의 온도저하를 적게하는 공법

라. 안정처리공법

1) 동결온도를 낮추기 위해 지표부 흙을 화학적으로 안정처리하는 것

2) Nacl, Cacl2, Mgcl2 등을 혼합하여 화학적 안정처리

Ⅳ. 결 론

1. 동결융해방지를 위해서는 노상 및 포장층에 용수공급을 차단하는 것이 가장 중요한 것으로 판단되므로,

가. 노선선정시 : 햇볕을 많이 받는곳, 배수가 용이한 지형으로 선형계획

나. 설계시 : 배수계획 철저

노면수의 침투 및 지하수의 상승 차단토록 설계 (맹암거 설치)

다. 시공시 동상을 일으킬 수 있는 깊이는 비동결재료로 치환

라. 공용시 배수시설에 대한 도로유지관리를 철저히 시행

마. 단열, 차수, 화학약품처리공법에 대한 지속적인 연구 필요.

2. 또한 단지내 도로, 주차장 등의 포장설계시

동결심도를 감안하지 않는 경우가 빈번함으로 특히, 유의하여 설계할 것

Ⅰ. 개 요

흙과 같이 물을 함유하고 있는 다공성 물질이 낮은 온도에 노출되어 그 일부가 동결할 때 이미 동결된 부분의 흙은 아직 동결되지 않은 부분으로부터 물을 빨아들인다. 동결의 진행과 물의 공급이 잘 일치하면 예상 밖의 큰 체적 팽창이 일어난다. 이 때 언 부분의 토립자 사이의 평균적인 간극은, 얼기 전에 비하여 확장된다. 또한, 확장된 토립자 사이의 간극에 물은 동결된 얼음으로 남아 있게 되는데, 이러한 현상을 동상이라고 하며, 기본 구조는 그림과 같다.

Ⅱ. 동결 지배요소

1. 동결의 영향요소

가. 포장층과 노상재료의 세립자 함유비율

나. 포장구조내 수분공급원의 존재유무

다. 포장구조의 배수능력 등에 의해 영향

라. 동결시 대기온도

마. 해빙기의 융해진행속도 및 형식

2. 동결을 일으키기 위한 조건

가. 토 질

1) 실트질(0.074mm 이하의 세립토)을 함유한 흙

2) 토립자의 입도, 흙의 밀도, 소성한계, 투수계수, 열전도율에 따라 다르게 나타남,

3) 토립자의 입도가 가장 중요한 요소임.

나. 토양중의 함수비

1) 수분(물)의 공급이 충분한 경우

2) 함수비가 클수록, 지하수위가 높을수록 동결이 쉽다.

다. 온 도

1) 온도가 0℃ 이하일 것

2) 지표면의 온도, 지하수의 온도 이외에 흙의 열전도율의 영향을 받는다.

3. 동결깊이의 산식

Z = C√F

여기서, Z : 동결깊이(cm)

C : 정수(3～5)

F : 동결지수(℃․일)

Ⅲ. 동상 방지대책

1. 설계방법

가. 완전방지법

1) 동결깊이까지 비동상 재료로 설계하는 방법

2) 비경제적임

3) 연약지반 포장설계시 적용

나. 감소노상강도법

1) 설계기준 설정에 어려움이 있고,

2) 포장두께가 동결지수와 직접적인 함수관계가 아니므로 잘 사용치 않음

다. 노상동결관입허용법

1) 노상 동결을 어느정도 허용하는 방법

2) 동결지수와 직접적인 함수관계인 본 설계방법을 많이 사용

: 세가지 방법중 완전방지법은 비경제적이므로 특수한 경우에만 사용

감소노상강도법은 우리나라에 설계적용 곤란,

노상동결관입 허용법을 국내도로 설계법에 일반적으로 적용

2. 동상 방지공법

가. 치환공법

1) 소요깊이까지 동상을 일으키지 않는 재료로 치환하는 방법

2) 포장두께보다 동결깊이가 깊을때

그 차이 만큼 노상동결 관입허용법을 적용 비동결 재료로 치환

3) 동상을 일으키지 않는 재료

- #4체 통과분중 #200체 통과량이 15%이하인 부순돌

- #4체 통과분중 #200체 통과량이 9%이하인 막자갈

- #200체 통과량이 6%이하인 모래

나. 차단공법

1) 지하수위를 저하시키거나 성토를 하여 동상에 필요한 공급수를 차단하는 공법

2) 모관수의 상승을 차단하기 위해 Soil Cement나 Asphalt로 안정처리

다. 단열공법

: 포장 바로 밑에 기포콘크리트층으로 단열층을 만들어 흙의 온도저하를 적게하는 공법

라. 안정처리공법

1) 동결온도를 낮추기 위해 지표부 흙을 화학적으로 안정처리하는 것

2) Nacl, Cacl2, Mgcl2 등을 혼합하여 화학적 안정처리

Ⅳ. 결 론

1. 동결융해방지를 위해서는 노상 및 포장층에 용수공급을 차단하는 것이 가장 중요한 것으로 판단되므로,

가. 노선선정시 : 햇볕을 많이 받는곳, 배수가 용이한 지형으로 선형계획

나. 설계시 : 배수계획 철저

노면수의 침투 및 지하수의 상승 차단토록 설계 (맹암거 설치)

다. 시공시 동상을 일으킬 수 있는 깊이는 비동결재료로 치환

라. 공용시 배수시설에 대한 도로유지관리를 철저히 시행

마. 단열, 차수, 화학약품처리공법에 대한 지속적인 연구 필요.

2. 또한 단지내 도로, 주차장 등의 포장설계시

동결심도를 감안하지 않는 경우가 빈번함으로 특히, 유의하여 설계할 것

Ⅳ-1. 포장설계 및 시공의 개요

1. 도로포장은 아스팔트의 접착성으로 포장구조체를 만드는 가요성포장과 콘크리트를 이용하여 강성판으로 만드는 강성포장으로 분류된다.

2. 도로의 포장설계는 차도포장을 구성하는 각층의 재료, 두께를 결정하는 절차로서 공용개시후 설계기간동안 원하는 수준의 포장상태를 유지할 수 있도록 하여야 하고, 특히 우리나라의 기후조건, 교통조건에 적합한 한국형 포장설계법 개발이 필요하다.

3. 도로포장 시공은 아스콘 생산 → 운반 → 포설 → 다지기 → 마무리 전단계에 걸쳐 정밀시공이 중요하다.

4. 유지관리단계에서 도로의 주행성, 안전성, 쾌적성 확보를 위하여 포장상태를 정기적으로 평가하고 적절한 유지보수를 하여 포장의 공용성 향상과 도로수명을 연장시킬 수 있다.

Ⅳ-2. 용어 설명

[동결 깊이(심도)]

0℃ 온도선이 포장표면으로부터 포장층 아래로 관입되는 깊이

[동결 지수]

동결 기간중의 기온과 시간과의 적(積)의 누계치

[AASHO(American Association of State Highway Officials)]

미국도로교통공무원 협의회 전신

[AASHTO(American Association of State Highway and

Transportation Officials)]

미국도로교통공무원 협의회

[전략적 도로연구사업(Strategic Highway Research Program : SHRP)]

미국연방정부 차원에서 도로품질 저하를 극복하기 위해 단기간에 집중적인 연구개발을 실시하기로 계획한 사업

[Superpave(Superior Performing Asphalt Pavement)]

SHRP의 연구성과중 아스팔트에 관련된 연구성과로서 아스팔트 및 아스팔트 혼합물에 대한 재료규격, 시험방법, 혼합물의 배합설계방법, 공용성 평가방법등을 총칭한다.

[서비스 지수 PSI(Present Serviceability Index)]

AASHO 도로시험에 의해서 창안된 개념으로 포장의 서비스능력과 포장의 공용성을 나타내는 지수

[등가단축하중(ESAL)]

설계기간동안의 혼합교통량을 설계교통량으로 환산하기 위하여 8.25ton 단축하중 교통량으로 환산한 하중

[다웰바(Dowel Bar)]

콘크리트 포장 Slab의 하중전달장치로 줄눈을 가로질러 하중을 전달하기 위해 설치하며 일반적으로 원형 철근을 사용한다.

[화이트 베이스(White Base)]

아스팔트 포장의 기층으로서 사용하는 시멘트 콘크리트 슬래브

[블랙 베이스(Black Base)]

아스팔트 포장의 기층으로서 사용되는 가열 혼합식에 의한 아스팔트 안정처리기층

[교면포장]

교통하중의 반복재하 및 충격과 극심한 기상변화에 대한 직접노출, 그리고 빗물, 제설염화물 침투로 인한 교량상판의 조기열화 현상을 극소화하여 교량의 내하려 손실 방지와 통행차량의 주행성을 확보하기 위하여 내구성이 크고 내유동성의 아스팔트 포장 또는 콘크리트 포장으로 교량상판위를 덧씌우기하는 보호공법

[구스아스팔트(Guss Asphalt)]

교온 아스팔트 혼합물의 유동성을 이용, 피니셔와 인두로 포설하여 로울러 다짐을 하지 않고 마무리를 하는 아스팔트 혼합물로서 매스틱 아스팔트(Mastic Asphalt)와 동일하다.

[개립도 아스팔트콘크리트(Open Graded Asphalt Concrete)]

가열아스팔트 혼합물의 일종으로 세골재비율이 5～20%이며 미끄럼 저항용 혼합물의 대표적인 것으로 흔히 사용된다.

[밀입도 아스팔트 콘크리트]

굵은 골재, 잔골재, 필러 및 아스팔트의 가열 혼합물로서 합성입도에서 No.8 체 통과분이 35～50%의 것

[조립도 아스팔트 콘크리트]

굵은골재, 잔골재, 필로 및 아스팔트의 가열혼합물로서 합성입도의 No.8 체 통과분이 20～35%의 것

[매캐덤 공법]

한층의 마무리 두깨와 거의 같은 입경의 부순돌을 깔아서 이들이 서로 충분히 얽힐 때까지 다짐하고, 공극을 채움골재로 전충하여 마무리하는 공법

[시멘트 안정처리공법]

현지재료 또는 여기에 보충재료를 가한 것에 시멘트를 첨가하여 혼합하고 깔아서 다짐하는 공법을 말한다. 시멘트 안정처리한 것을 소일시멘트(Soil-cement)라 할 때도 있다.

[역청안정처리공법]

현지재료 또는 여기에 보충재료를 가한 것에 역청재료를 첨가하여 혼합하고 깔아서 다짐하는 공법

[입도조정공법]

좋은 입도가 되도록 몇가지 종류의 골재를 혼합하여 포설하고 다짐하는 공법

[침투식 공법]

골재와 역청재료를 교대로 살포하여 골재의 얽힘과 역청재료의 결합력을 발휘하도록 충분히 다짐하는 공법

[실코우트]

표층 또는 기층위에 역청재료를 살포하고 그 위를 부순돌이나 모래를 덮어서 만드는 표면처리

[골재의 최대치수]

중량으로 적어도 90% 이상을 통과시키는 최소치수의 체의 공칭치수로 나타낸 골재의 치수

[시공줄눈]

콘크리트 포설 작업에 있어서 작업을 일시 중지해야 할 때 설치하는 줄눈

[회복탄성계수]

노상 또는 기타 포장재료의 탄성계수의 측정값으로 AASHO T274 시헙법에 의하여 측정한다.

[설계 CBR]

균일한 포장두께로 시공할 구간을 결정하기 위하여 구간내 각 지점의 CBR로부터 결정되는 노상토의 CBR