2. 현황 및 문제점

2.1 아스콘 포장설계법 비교

 

2.2 단계 건설 개념 검토

2.2.1 현 설계

(1) 공용기간과 해석기간을 구분하여 보수계획을 감안한 단계건설(Stage Construction) 설계 개념 도입

(1.1) 공용기간(Performance Period) : 초기 포장 구조가 보수를 필요로 하기전까지의 기간(일반적으로 10년)

(1.2) 해석기간(Analysis Period) : 해석 대상이 되는 기간, 즉 어떤 설계정책이 보증할 수 있는 시간의 범위인데 수명-주기비용을 고려하여 설정(일반적으로 20년)

(1.2.1) 현 설계는 공용기간 10년을 기준으로 초기 포장구조 설계

(2) 포장 설계 사례(목포-광양간 고속도로, 2008년 공용개시)


(2.1) 초기 포장 구조는 공용기간 10년을 보증토록 설계

(2.2) 공용개시 10년차에 1회 덧씌우기 포장 실시(기존 표층 상태계수 0.85 적용) 

2.2.2 현설계 개념 문제점 및 개선방안

(1) 기존 노면위에 덧씌우기 시행시 다음과 같은 문제점 우려

(1.1) 중앙분리대 높이 상향조정 필요(1.27→1.32m)

(1.2) 중앙분리대 집수정과 단차 발생(또는 그레이팅커버 인상 필요)

(1.3) 토공부와 교량부 포장과의 단차 발생

(1.4) 곡선 내측 길어깨 통수단면 감소로 통수 능력 저하

(2) 설계개념(단계건설후 덧씌우기)과 유지관리부서의 실제 보수공법(절삭후 덧씌우기)이 상이하여 포장체 조기 파손 우려

(2.1) 덧씌우기는 방향별 전차로 동시 시공이 불가피하나(인접 차로 단차 발생 방지) 차량 주행 특성에 따라 차로별 포장 파손 정도가 달라 실제 보수는 대부분(최근 3년간 81%) 필요 구간 절삭 덧씌우기로 시행중

(2.1.1) 공용기간(10년) 만료시 단면력 부족으로 포장체 파손 발생

(2.2) 최근 3년간 덧씌우기 시행 현황 

(3) 내구성 및 내유동성(소성 저항성)이 우수한 고품질의 아스콘(SMA)을 표층재로 사용하고 있는 현 설계여건 고려시 일률적인 전면 덧씌우기는 다소 불합리

(3.1) 개선방안 ⇒ 초기 포장단면 설계시 해석기간(20년) 적용(전단면 건설)

2.3 포장 단면 구성 검토

2.3.1 포장 단면 적용 현황

(1) 개요

(1.1) 표층 : ‘90년대 후반까지는 표층재로 밀입도 아스콘(WC-3)을 적용하였으나 ’98년말 SMA포장의 실용화 및 최적화 연구가 완료되어 표층재를 SMA재로 변경하여 적용중

(1.2) 중간층 : 밀입도아스콘(19m/m)을 표층재로 적용시 중간층을 별도로 두지 않았으나 표층재를 SMA(13m/m)로 변경하면서 밀입도아스콘을 중간층 개념으로 설계에 반영

(1.3) 기층 : BB-2(40m/m)의 가열아스팔트 안정처리혼합물을 기층재로 설계반영

(2) 적용단면 

(3) 문제점

(3.1) 표층의 재질(SMA, WC-3) 및 두께(4~5cm)가 노선별, 설계시기별로 상이

(3.2) 중간층의 재질(WC-3, BB-2) 및 두께(4~6cm)가 노선별, 설계시기별로 상이

2.3.2 국내ㆍ외 연구 경향

(1) 국내

(1.1) 대내(중부내륙선 시험도로 아스팔트 포장구간 : 15단면 2,710m)

(1.1.1) 표층은 SMA 및 WC-3등을 다양하게 적용

(1.1.2) 중간층은 소성변형 저항 기능을 갖도록 가능한 최대 골재치수가 큰 혼합물을 적용(BB-5, 25m/m)

(1.1.3) 중간층 두께는 도로 표면 12cm까지 소성변형이 발생(구조해석 결과)함을 고려하여 표층 5cm를 제외한 7cm를 적용

(1.2) 대외

(1.2.1) 건설기술연구원과 세종대에서 “장수명 아스팔트 포장 공법 개발(‘03~’05)”연구를 수행중에 있으며, 중간층(소성저항 기능)과 기층(피로저항 기능)의 역할을 구분하여 적정 포장 단면에 대한 연구를 진행

(2) 국외

(2.1) 미국과 여러 서유럽 국가(영국, 프랑스등)에서는 이미 장수명 포장(Perpetual Pavement)에 대한 연구 및 실제시공이 활발하게 진행된 상태임

(2.2) 장수명 포장의 기본 개념

(2.2.1) 중간층아스팔트 : 두께 또는 강성을 증가시켜 하부아스팔트에 발생되는 인장변형률을 감소

(2.2.2) 하부아스팔트 : 피로에 대한 저항성 확보를 위해 아스팔트 함량 증가

(2.2.3) 기초 : 포장단 안정화, 계절적 변화 및 공용중 단면 변화 최소화

(3) 대표단면


2.3.3 개선방안(잠정)

(1) 국내ㆍ외 연구 경향을 고려시 현재 적용하고 있는 아스팔트 포장 설계단면은 중간층 및 기층의 재질, 두께 개선이 필요

(2) 현재 국내에서도 “장수명 아스팔트 포장 공법 개발” 연구가 진행중에 있으며 동 연구 방향이 중간층 및 기층의 기능 재정의와 중간층 보강에 중점을 두고 있음

(3) 따라서, 현재 진행중인 연구 결과가 제시되기전까지는 중간층의 재질 및 두께가 보강된 중부내륙선 시험도로에 적용된 단면을 잠정기준으로 설계에 적용토록 하되 장기적으로는 시험도로에서의 추적 조사 결과와 장수명 아스팔트 포장에 대한 연구 결과에 따라 적정 적용 단면을 재검토토록함

3. 개선내용

3.1 개선 방안 비교

(1) 일반구간


(2) 연약지반 구간

3.2 자문내용

 

4. 결론

4.1 검토 결론 및 건의

(1) 단계건설 개념

(1.1) 유지보수 현장 여건 및 보수공법 적용 실태와 도로기능 유지등을 고려하여 일반구간은 초기 전단면 건설 개념으로 포장 구조설계를 시행

(1.2) 연약지반구간은 공용중 잔류침하를 고려하여 현재와 같은 단계건설 개념으로 포장 구조설계 시행

(2) 포장단면

(2.1) 장수명 포장공법에 대한 국내？외 연구경향을 고려시 현 설계 단면은 중간층 및 기층에 대한 보완이 필요

(2.2) 따라서, 중간층의 재질 및 두께가 보강된 중부선 시험주로 단면을 잠정 적용하여 최근 연구 경향을 일부 반영토록하고,

(2.3) 장기적으로는 시험도로 및 장수명포장(‘03～’05)에 대한 연구 결과에 따라 적용 단면 재검토 추진


(3) 적용방안

(3.1) ‘04이후 설계 준공 노선 : 본 방침 적용

(3.2) 공사중 또는 설계 완료후 미발주 노선 : 공사주관(시행)부서에서 설계변경 여건을 고려하여 적용여부 판단

(3.3) 유지관리중인 노선 : 유지관리 주관부서에서 노선 여건 및 설계 변경 여건을 고려하여 적용 여부 판단