기술사 공부하는 자료 공유

[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)

가.정의

하나의 등가단축하중계수는 임의의 포장구조에 대한 임의의 선정된 표준 단축하중 1회 통과당 피해도와 동일구조에 임의의 크기를 가진 단축하중 의 1회 통과에 따른 피해도의 비로 정의

o EASLF=피해도j/1회통과 / 피해도s/1회통과

- j : 임의 단축하중

- s : 표준단축하중

나. 일반이론

1)임의의 포장구조가 임의의 크기의 축하중의 반복재하를 받아서 파괴상태 에 이를 때 까지의 반복통과 구간은 어떠한 일정한 값을 가지며 이와같이 파괴의 상태를 1로았을 때 임의의 축하중 1회 통과에따른 단위 피해도는

다음과 같이 정의된다.

o α=1/Nfj

α : j하중의 단위피해도

Nfj : 임의의 포장구조가 파괴상태에 이를때까지의 j축하중의 반복 통과횟수

2)따라서 ESALF 정의에 의하면 임의의 선정도나 표준 추하중 S 와 J 축하중에 의한 피해도비 즉 등가 단위하중 계수(Fj)는 다음과 같다.

o Fj = αj/αs = 1/Nfj / 1/Nfs = Nfs/Nfj

다. ESALF의 산정

1)AASHTO 설계법에 적용되는 ESALF 산정은 AASHTO 시험 모델식을 적용하므로서 유도된다.

2)모델식은 가요성 포장 또는 강성포장이 파괴되는 반복통과 횟수를 포장의 강성 또는 강도, 하중 특성 그리고 포장의 파괴 상태를 나타낼 최종 서비스지수로서 표시되는 관계식이다.

라. ESALF를 이용한 포장구조설계 과정

1)교통량 조사를 통한 장래 교통량 추정

2)CBR 시험을 통한 설계CBR 값 결정

3)8.2t 등가하중계수 결정

차종별, 축별, 최종서비스 지수별, 포장두께지수, 슬라브 두께별로 맞게 결정

4)혼합교통량을 18KIP 등가 단위하중 횟수로 환산

5)차로당 분포 결정

6)도표 또는 산식에 의거 SN값 결정

7)단면을 가정하여 소요SN과 SN값을 비교하여 목표년도 서비스 수준을 만족하는 포장두께 결정

[참고 : 등가단축하중(ESAL)]

o 실제 도로를 통과하는 혼합 교통은 서로 다른 축형식, 축배열, 축하중을 가지므로 포장설계를 위한 설계차로 교통량을 결정하기 위하여 하나의 교통분모를 기준하여 표준화 변환시켜야 한다

o 표준등가 단축하중 : 8.2t

o ESAL을 기준한 MINER 법칙을 토대로 주어진 포장 구조체가 동일 토질 및 환경 조건하에서 ESAL 1회 통과에 따른 포장체의 손상도에 대한 임의 축하중 1회 통과에 따른 손상도의 비를 표시하는 ESALF를 결정하여 차종별 환산 계수를 산정하고 이것을 혼합교통량에 적용하여 등가 단축하중 통과 횟수로 환산한다.

*최근 도로및공항 기술사에는 출제되지 않으나, 포장을 이해하는데 도움이 될 듯하여 올립니다.

Ⅰ. 개 요

1. 교통조건(W8.2), 노상조건(SSV), 환경조건(Rf), 서비스 지수(Pt)에 의하여 구하여진 포장두께지수(SN)는,

층별 상대강도계수(ai)와 층별 두께(Di)의 함수로 표시됨.

2. 상대강도계수(ai)란,

- 포장두께지수를 실제포장두께로 환산하기 위한 구조적 강도를 나타내는 수치이며,

- 포장 각층별 재료의 상대적인 능력을 측정하는 척도로서,

- 포장두께결정에 영향을 주는 가장 중요한 변수중의 하나이다.

3. 상대강도계수는 각층재료의 특성을 타나내는 탄성계수, CBR, R값 등으로 부터, 관계도표를 이용하여 구할 수 있다.

Ⅱ. 상대강도계수 산정방법

1. 기본 관계식

: 포장두께지수(SN)의 각층별 두께(Di)와 상대강도 계수(ai)와의 관계식

SN = a1D1 + a2D2 + a3D3

여기서, SN : 포장두께지수

a1, a2 ,a3 : 각층 재료별 상대강도계수

D1, D2, D3 : 각층별 포장두께

2. 상대강도계수(ai) 산정기준

가. AASHTO 적용값

1) 표층의 상대강도계수(a1) : a1 = 0.176

2) 기층의 상대강도계수(a2) : a2 = 0.136

3) 보조기층의 상대강도계수(a3) : a3 = 0.043

나. 우리나라 적용값 (도로설계요령 : 한국도로공사)

1) 표층 : 0.145 (아스콘, 마샬 안정도 500이상)

2) 기층 : 0.052 (쇄석골재)

3) 보조기층 : 0.034 (강모래 + 자갈)

다. 시멘트 안정처리기층의 상대강도계수 : 탄성계수 or 7일양생 일축압축강도로부터 산정

라. 역청 안정처리기층의 상대강도계수 : 탄성계수 or 마샬안정도로부터 산정

Ⅲ. 상대강도 계수(ai)를 이용한 포장두께 산정

1. 소요SN 결정

: 교통량, 노상지지력, 지역계수 등의 조건을 고려하여, 소요 포장두께지수(SN) 결정

2. 상대강도계수(ai)산정

: 포장 재료층의 종류와 두께를 가정하여,

각층의 상대강도 계수를 도표 및 관계식을 이용하여 산정.

3. 설계SN 결정

: 가정된 포장두께에 따른 설계SN 산정

3. 설계SN과 소요SN 비교

→ 설계SN〉소요SN이 되도록 설계

4. 포장두께 결정

: 계획목표년도까지 서비스 수준(Pt)을 유지되도록 포장두께 결정.

Ⅳ. 문제점 및 개선방향

1. 국내의 환경 및 포장재료조건에 적합한 ai의 시험치 정립이 필요함.

- 현재 국내에서는 지역특성 및 포장재료조건에 대한 토질역학적 검토가 이루어지지 않아 우리나라 특성에 맞는 ai가 체계적으로 적립되어 있지 않음.

- 따라서 건교부에서는 우리나라 환경과 유사한 미국 4개주(유타, 오하이오, 와이오밍, 일리노이)에서 사용하는 상대강도계수의 평균값을 사용하고 있는 실정임.

2. 추후 개선방안

가. 단기적으로는

- 우리나라 실정에 맞는 포장설계기법이 개발되기 이전까지,

- 우리나라에 적합하도록 보완, 수정하여 실무에 잠정적으로 사용하는 것이 바람직함.

나. 장기적으로는

- 국내 포장재료의 역학적 거동에 대한 연구수행 필요

- 우리나라 실정에 맞는 한국형 포장설계기법을 조속히 개발하여 적용

*최근 도로및공항 기술사에는 출제되지 않는 문제이긴하나, 참고하시면 기술자로서 도움이 될듯 합니다. 

Ⅰ. 개 요

1. 포장두께지수(SN)은

- 교통조건(W8.2), 노상조건(SSV), 환경조건(Rf), 서비스 지수(Pt)를 입력하여

- 관계식 또는 설계도표를 이용하여 결정

2. 포장두께지수(SN)는 층별 상대강도계수(ai)와 층별 두께(Di)의 함수로 표시됨.

Ⅱ. 포장두께지수(SN)의 산정방법

1. '72 AASHTO 잠정지침 설계법

SN = a1D1 + a2D2 + a3D3

여기서, SN : 포장두께지수

a1, a2 ,a3 : 각 층별 상대강도계수

D1, D2, D3 : 각 층별 포장두께

2. '86 AASHTO 설계법

: 배수계념 도입

SN = a1D1m1 + a2D2m2 + a3D3m3

여기서, m1, m2, m3 : 각층별 배수계수

3. 설계포장두께 산정

Ⅲ. 개선사항

1. 국내의 지젹조건 및 포장재료조건에 적합한 ai에 대한 시험치의 정립 필요

2. mi(배수계수)의 실측치 적용 필요

3. 국내 포장재료의 역학적 거동에 대한 실험연구 수행 필요.

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