도로 포장 계획 예시 (한국형 포장설계법)

3. 포장 계획

3.1 설계기준

한국형포장설계법 (KPRP)

∙ 본 설계법은 현장 조건의 정량적 결정(교통조건, 환경조건, 재료물성 등) 이후에 설계 해석 프로그램 (도로포장 구조 설계 요령 2011.11, 국토해양부)을 이용하여 설계하는 방법

3.2 설계 C.B.R 산정

설계 C.B.R 산정

∙ 노체나 노상에 대한 지지력의 대소를 판정하는 방법으로는 전단강도시험, 평판재하시험 등 여러 가지 시험 방법이 있으나 일정규격의 관입 피스톤을 상중에 관입시키는데 필요한 하중강도를 측정하여 지지력을 판정 하는 C.B.R 시험이 가장 많이 사용됨 ∙본 사업부지는 C.B.R 시험을 미실시한 결과로 설계가정치인 C.B.R 6을 적용함.

3.3 동결심도 검토

전국 20년 동결지수선도

 

 

측후소별 20년 동결지수 및 동결기간
지 역	측후소 지반고(m)	동결지수 (℃․일)	동결기간 (일)	지 역	측후소 지반고(m)	동결지수 (℃․일)	동결기간 (일)
속초	17.6	102.1	46.5	합천	32.1	109.8	49.0
대관령	842.0	697.0	121.5	거창	224.9	188.7	67.5
춘천	74.0	418.0	73.5	영천	91.3	127.3	39.0
강릉	26.0	85.2	31.0	구미	45.5	132.0	57.5
서울	85.5	278.9	68.0	의성	73.0	331.0	87.5
인천	68.9	203.4	55.5	영덕	40.5	72.6	29.5
원주	149.8	340.9	84.5	문경	172.1	212.5	69.0
울릉도	221.1	117.1	23.0	영주	208.0	246.8	79.5
수원	36.9	272.4	66.0	성산	17.5	0	0
충주	69.4	350.4	88.5	고흥	60.0	49.1	25.5
서산	26.4	195.7	55.0	해남	22.1	58.8	31.0
울진	49.5	65.3	28.5	장흥	43.0	63.6	33.5
청주	59.0	201.6	62.5	순천	74.0	117.4	40.5
대전	67.2	184.2	54.0	남원	89.6	224.7	66.0
추풍령	245.9	210.5	69.0	정읍	40.5	138.7	61.0
포항	2.5	57.6	27.0	임실	244.0	318.4	75.0
군산	26.3	139.0	61.0	부안	7.0	142.6	61.5
대구	57.8	72.0	30.5	금산	170.7	283.7	74.5
전주	51.2	95.8	46.0	부여	16.0	204.0	66.0
울산	31.5	59.5	27.0	보령	15.1	141.6	61.5
광주	73.9	82.5	38.0	아산	24.5	248.1	66.5
부산	69.2	53.2	5.0	보은	170.0	366.0	87.5
통영	25.0	43.2	19.0	제천	264.4	489.9	89.5
목포	36.5	51.6	20.0	홍천	141.0	464.3	89.0
여수	67.0	52.5	4.0	인제	199.7	475.3	96.5
완도	37.5	42.2	26.0	이천	68.5	356.7	69.5
제주	22.0	0	0	양평	49.0	381.5	87.0
남해	49.8	45.3	20.0	강화	46.4	355.2	68.0
거제	41.5	39.3	4.0	진주	21.5	83.2	39.0
산청	141.8	72.3	31.5	서귀포	51.9	0	0
밀양	12.5	93.2	38.5	철원	154.9	522.6	81.0
동해	40.0	67.8	42.0	봉화	320.0	401.9	91.0
안동	140.0	203.4	60.5	장수	406.0	337.4	87.0
태백	713.0	501.5	111.0

동결지수 산정

∙ 사업지구내 계획도로의 최고표고 : 9.30 m ∙ 본 사업부지는 서울지역으로 서울측후소의 동결지수 및 동결기간을 적용함 ∙ 서울측후소 동결지수 : 278.9 ℃일 ∙ 서울측후소 표고 : 85.5m ∙ 서울측후소 동결기간 : 68.0 일 ∙ 설계(수정)동결지수 = 동결지수 ＋ 0.5 × 동결기간 × 표고차 / 100 = 278.9 ＋ 0.5 × 68.0 × = 254.5 ℃일 ≒ 255 ℃일 ( 표고차 = 설계노선최대계획고 - 적용측후소표고 )

설계동결깊이 산정 (한국형 동결깊이 예측식)

∙ 여기서 , Z = 최대동결깊이 (mm) C = 동결지수에 따른 보정상수 F = 설계동결지수 (254 ℃일) C 값 - 최대동결깊이 = 35.6 ≒ 568mm ∙설계동결깊이 산정 - 노상동결관입허용법에 따라 최대동결깊이 426 mm에서 75%를 사용하면 설계동결깊이는 430mm

4.4 포장단면결정(한국형포장설계법)

개 요

∙ 본 설계요령은 도로법에 규정된 각종 아스팔트 콘크리트 포장(고속국도, 일반국도, 특별시도, 광역시도, 지방도, 시 군 구도)와 기타 일반 공중에 이용되는 아스팔트 콘크리트 포장의 단면 설계에 대한 것으로 도로포장 구조 설계 요령(2011.11 국토행양부)을 기준으로 하였다.

설계등급 결정

∙도로포장 구조 설계등급은 도로의 중요도와 교통량 등에 따라 결정한다. ∙설계등급은 설계등급1, 설계등급2 및 설계등급3으로 구분하여 각각의 설계등급에 따라 재료물성 및 교통량을 결정한다. ∙필요에 따라 설계입력변수 중 일부를 상위등급의 방법으로 결정하여 사용할 수 있다.

 

 

설계등급
설계등급	도로등급	설계차량 대수	비 고
1	고속국도	150,000대 이상	5종 이상의 중차량 대수가 50,000대 이상일 경우에도 설계등급 1로 설계
	일반국도	35,000대 이상	5종 이상의 중차량 대수가 12,000대 이상일 경우에도 설계등급 1로 설계
2	고속국도	150,000대 미만	-
	일반국도	7,000대 이상, 35,000대 미만	-
	지방도 및 기타도로	7,000대 이상	기타 도로는 도로법에 명시된 특별시도, 광역시도, 시도, 군도 및 구도를 의미함
3	일반국도, 지방도 및 기타도로	7,000대 미만	기타 도로는 도로법에 명시된 특별시도, 광역시도, 시도, 군도 및 구도를 의미함

설계등급에 따른 포장 구조 설계 요령
설계등급	물성측정	교통량 측정	설계방법
1	실내시험을 통한 재료의 물성 측정	차종별 교통량 분포 및 축하중 분포 측정	설계 해석 프로그램 사용
2	간단한 실내실험 또는 물성 데이터베이스 및 예측방정식을 사용	데이터베이스화된 축하중별 교통량 분포 사용	설계 해석 프로그램 사용
3	포장재료의 일반적인 물성사용	데이터베이스화된 축하중별 교통량 분포 사용	표준 설계단면 사용

교통조건

∙ 설계등급 3의 도로에서의 목표연도 연평균일교통량(AADT)이 7,000대/일 미만으로 0~7,000대/일을 6단계로 구분하여 적용한다. 또한, 중차량 비율이 포장에 영향을 주는 주요변수이므로 중차량비율이 평균갑 15%를 초과할 경우에는 교통조건을 한단계 상향 조정한다..

 

교통조건 구분
Traffic Volume (대/일)	Traffic Class (x105 ESAL)		구 분
	아스팔트콘크리트 포장	시멘트 콘크리트포장
~ 100	~ 0.2	~ 0.3	C1
101 ~ 500	0.2 ~ 2.0	0.3 ~ 3.0	C2
501 ~ 1,500	2.0 ~ 6.0	3.0 ~ 9.0	C3
1,501 ~ 3,000	6.0 ~ 10.0	9.0 ~ 15.0	C4
3,001 ~ 5,000	10.0 ~ 15.0	15.0 ~ 27.0	C5
5,001 ~ 7,000	15.0 ~ 20.0	27.0 ~ 40.0	C6

 

노상조건

∙설계등급 3의 도로에서는 노상조건에 대한 변수로 탄성계수를 사용하여 노상을 3단계로 적용한다.

노상조건 구분
E (kPa)	C B R	분류
E < 49,300	C B R < 5	S1
49,300 ≤ E < 76,900	5 ≤ C B R < 10	S2
76,900 ≤ E	10 ≤ C B R	S3

* 설계 CBR 6 적용

아스팔트 콘크리트포장의 단면

설계단면

∙설계등급 3의 도로에서는 위의 교통조건(C1~C6)과 노상조건(S1~S3)을 기준으로 도로포장 구조설계 해석 프로그램을 이용하여 작성된 다음의 아스팔트 콘크리트포장의 카달로그 단면표 또는 설계단면 그래프를 적용한다.

 

아스팔트 콘크리트포장의 카달로그

하부 재료물성 등급 - E (kPa) - C B R	단 면 (Cm)	교통량 등급 : 연평균일교통량 (AADT, 대/일)
		C 1		C 2		C 3	C 4	C 5	C 6
		~ 100		101 ~ 500		501~ 1,500	1,501~ 3,000	3,001~ 5,000	5,001~ 7,000
S1 E < 49,300 CBR < 5	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)		7		8	10	12	13	14
	보조기층	18	15	23	21	25	28	32	32
	계	33	27	42	34	40	45	50	52
S2 49,300 ≤ E < 76,900 5 ≤ CBR < 10	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)	-	7	-	8	10	12	13	15
	보조기층	15	15	16	15	16	19	22	21
	계	30	27	35	28	31	36	40	41
S3 76,900 ≤ E 10 ≤ CBR	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)	-	7	-	8	10	12	13	15
	보조기층	15	15	15	15	15	16	19	18
	계	30	27	34	28	30	33	37	38

포장단면의 결정

설계등급	교통구분	노상조건	포 장 단 면 도
3등급	C3	S2

* 설계동결깊이 43cm로 산정되었으나 여유치를 고려 포장두께 45cm 적용

교통조건 구분
Traffic Volume (대/일)	Traffic Class (x105 ESAL)		구 분
	아스팔트콘크리트 포장	시멘트 콘크리트포장
~ 100	~ 0.2	~ 0.3	C1
101 ~ 500	0.2 ~ 2.0	0.3 ~ 3.0	C2
501 ~ 1,500	2.0 ~ 6.0	3.0 ~ 9.0	C3
1,501 ~ 3,000	6.0 ~ 10.0	9.0 ~ 15.0	C4
3,001 ~ 5,000	10.0 ~ 15.0	15.0 ~ 27.0	C5
5,001 ~ 7,000	15.0 ~ 20.0	27.0 ~ 40.0	C6

 

노상조건

∙설계등급 3의 도로에서는 노상조건에 대한 변수로 탄성계수를 사용하여 노상을 3단계로 적용한다.

노상조건 구분
E (kPa)	C B R	분류
E < 49,300	C B R < 5	S1
49,300 ≤ E < 76,900	5 ≤ C B R < 10	S2
76,900 ≤ E	10 ≤ C B R	S3

* 설계 CBR 6 적용

아스팔트 콘크리트포장의 단면

설계단면

∙설계등급 3의 도로에서는 위의 교통조건(C1~C6)과 노상조건(S1~S3)을 기준으로 도로포장 구조설계 해석 프로그램을 이용하여 작성된 다음의 아스팔트 콘크리트포장의 카달로그 단면표 또는 설계단면 그래프를 적용한다.

 

아스팔트 콘크리트포장의 카달로그

하부 재료물성 등급 - E (kPa) - C B R	단 면 (Cm)	교통량 등급 : 연평균일교통량 (AADT, 대/일)
		C 1		C 2		C 3	C 4	C 5	C 6
		~ 100		101 ~ 500		501~ 1,500	1,501~ 3,000	3,001~ 5,000	5,001~ 7,000
S1 E < 49,300 CBR < 5	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)		7		8	10	12	13	14
	보조기층	18	15	23	21	25	28	32	32
	계	33	27	42	34	40	45	50	52
S2 49,300 ≤ E < 76,900 5 ≤ CBR < 10	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)	-	7	-	8	10	12	13	15
	보조기층	15	15	16	15	16	19	22	21
	계	30	27	35	28	31	36	40	41
S3 76,900 ≤ E 10 ≤ CBR	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)	-	7	-	8	10	12	13	15
	보조기층	15	15	15	15	15	16	19	18
	계	30	27	34	28	30	33	37	38

포장단면의 결정

설계등급	교통구분	노상조건	포 장 단 면 도
3등급	C3	S2

* 설계동결깊이 43cm로 산정되었으나 여유치를 고려 포장두께 45cm 적용

교통조건 구분
Traffic Volume (대/일)	Traffic Class (x105 ESAL)		구 분
	아스팔트콘크리트 포장	시멘트 콘크리트포장
~ 100	~ 0.2	~ 0.3	C1
101 ~ 500	0.2 ~ 2.0	0.3 ~ 3.0	C2
501 ~ 1,500	2.0 ~ 6.0	3.0 ~ 9.0	C3
1,501 ~ 3,000	6.0 ~ 10.0	9.0 ~ 15.0	C4
3,001 ~ 5,000	10.0 ~ 15.0	15.0 ~ 27.0	C5
5,001 ~ 7,000	15.0 ~ 20.0	27.0 ~ 40.0	C6

 

노상조건

∙설계등급 3의 도로에서는 노상조건에 대한 변수로 탄성계수를 사용하여 노상을 3단계로 적용한다.

노상조건 구분
E (kPa)	C B R	분류
E < 49,300	C B R < 5	S1
49,300 ≤ E < 76,900	5 ≤ C B R < 10	S2
76,900 ≤ E	10 ≤ C B R	S3

* 설계 CBR 6 적용

아스팔트 콘크리트포장의 단면

설계단면

∙설계등급 3의 도로에서는 위의 교통조건(C1~C6)과 노상조건(S1~S3)을 기준으로 도로포장 구조설계 해석 프로그램을 이용하여 작성된 다음의 아스팔트 콘크리트포장의 카달로그 단면표 또는 설계단면 그래프를 적용한다.

아스팔트 콘크리트포장의 카달로그

하부 재료물성 등급 - E (kPa) - C B R	단 면 (Cm)	교통량 등급 : 연평균일교통량 (AADT, 대/일)
		C 1		C 2		C 3	C 4	C 5	C 6
		~ 100		101 ~ 500		501~ 1,500	1,501~ 3,000	3,001~ 5,000	5,001~ 7,000
S1 E < 49,300 CBR < 5	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)		7		8	10	12	13	14
	보조기층	18	15	23	21	25	28	32	32
	계	33	27	42	34	40	45	50	52
S2 49,300 ≤ E < 76,900 5 ≤ CBR < 10	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)	-	7	-	8	10	12	13	15
	보조기층	15	15	16	15	16	19	22	21
	계	30	27	35	28	31	36	40	41
S3 76,900 ≤ E 10 ≤ CBR	표 층	5	5	5	5	5	5	5	5
	쇄석기층(AGG)	10	-	14	-	-	-	-	-
	기 층(BB)	-	7	-	8	10	12	13	15
	보조기층	15	15	15	15	15	16	19	18
	계	30	27	34	28	30	33	37	38

포장단면의 결정

설계등급	교통구분	노상조건	포 장 단 면 도
3등급	C3	S2

* 설계동결깊이 43cm로 산정되었으나 여유치를 고려 포장두께 45cm 적용