473

부록 15. 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

도로포장 구조 설계 요령

부록 15. 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

15.1 시멘트 콘크리트 포장설계 예

(1) 설계요구조건

시멘트 콘크리트도로의 포장설계를 위하여 다음과 같은 설계흐름으로 설계를 실시한다.

<그림 15.1> 설계흐름도

474

부 록

1) 과업정보 입력

설계 해석 프로그램을 작동시키면 프로젝트 정보입력이 다음 <그림 15.2> 과업 정

보 입력창이 나타난다. 노선명과 과업명, 작성기관 등 창에 나타난 모든 정보를 입력하

도록 한다. 교통량 및 설계의 중요성에 따라서 설계등급을 결정한다. 덧씌우기 포장 구

조 설계를 수행할 경우에는 포장 구조 설계 구분을 신설에서 덧씌우기로 변경한다. 과

업 정보 입력창에서 과업명은 입력된 과업의 정보가 저장되는 파일명이 되므로 이전파

일과 겹치지 않도록 주의한다. 도로구분 정보는 입력된 교통량 분포에 영향을 미치고

설계속도는 포장의 물성에 영향을 미치므로 과업의 목적에 맞게 적절히 선택하여 적용

한다. 콘크리트 설계를 할 경우에는 아래 그램의 포장형식에서 아스팔트 콘크리트를

선택한다.

<그림 15.2> 정보입력

475

부록 15. 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

도로포장 구조 설계 요령

2) 횡단설정

횡단설정에서는 차로수, 차로폭, 길어깨에 관련된 횡단정보를 설정한다. 다음 <그림

15.3>의 횡단설정에서 차로수는 양방향을 의미하며, 차로폭, 길어깨 폭이 각각 3.6m

및 1.5m의 기준값으로 설정되어 있다. 설계 조건에 맞게 차로수, 차로폭 길어깨에 대

한 정보를 수정하도록 한다.

<그림 15.3> 차로설정

476

부 록

3) 예비단면설계

층 구조는 설계자가 설계 해석 프로그램 내에서 선택할 수 있으며 본 예제에서는 포

장단면을 콘크리트 슬래브, 보조기층, 노상으로 구성하였고 각 층 재료의 탄성계수 등

은 설계등급에 따라 실내시험이나 설계 데이터베이스를 이용하여 설계자가 입력할 수

있다. 두께는 m의 단위로 되어 있으며, 각 층별 최소 및 최대 두께에 대한 제한이 있

으므로 이를 유의하여 입력하도록한다.

<그림 15.4> 예비단면설계

477

부록 15. 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

도로포장 구조 설계 요령

4) 기상관측소 선택

기상관측소 선택에서는 설계지역에 맞게 근접한 기상관측소를 선택할 수 있다. 먼저 설

계지역에 가까운 최단거리 3개소 또는 1개소를 선택할 수 있다. 일반적으로 최단거리 3개

소의 기상정보를 이용하여 평균하는 것이 바람직하나, 설계구간의 위치 특성상 최단거리

3개소를 선택할 수 없는 경우에는 최단거리 1개소를 선택하도록 한다. GIS 탐색 탭에서

는 마우스를 이용하여 지도를 이동시키면서 선택하며, 경위도나 좌표를 알고 있을 경우에

는 관련 탭을 선택하여 숫자를 직접 입력하도록 한다. 선택된 기상관측소의 정보는 설계

적용 기상관측소 정보에 나타나며 이에 따른 수정동결지수가 계산되어 화면 오른쪽 아래

에 나타난다. 임의로 기상관측소를 변경하려는 경우에는 아래 기상관측소 변경 버튼을 눌

러 개별적으로 변경할 수 있다.

<그림 15.5> 기상관측소 선택

478

부 록

5) 기상자료 분석

기상자료 분석에서는 위에서 선택한 기상관측소 자료를 이용하여 결정된 온도 및 강

수량 정보를 월별 그래프 또는 표로 확인할 수 있다. 여기에서 결정된 온도정보는 콘

크리트 슬래브의 컬링을 발생시키는 슬래브 상하부의 온도를 예측하는데 사용된다. 포

장층 온도 분석 결과 및 컬링이 발생되는 시간에 대한 월별 정보가 각각 <그림 15.7>

과 <그림 15.8>에 나타나 있다.

<그림 15.6> 기후자료

479

부록 15. 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

도로포장 구조 설계 요령

<그림 15.7> 포장층 온도분석 결과

<그림 15.8> 커링주기 분석

480

부 록

6) 교통량 입력

앞선 입력과정에서 결정된 자료가 설계 정보에 나타나며, 이외의 AADT 예측방법 및

예측값에 따라서 다음 그림에 나타나 있는 바와 같이 AADT를 입력한다. 증가율 미적

용을 선택할 경우에는 개방년도 AADT가 공용기간동안 변화하지 않는 것으로 가정된

다. 개방년도 AADT를 입력한 후에는 교통량 초기화 버튼을 눌러서 해석 프로그램 내

부에 탑재된 교통량 분포에 관련된 계수들을 적용할 수 있도록 한다. 방향계수와 차로

계수는 앞선 차로수와 도로등급 설정에 의하여 결정된 기본값이 나타나 있으나, 설계

자의 판단에 따라 적절한 값을 입력할 수 있다.

<그림 15.9> 교통량 차로 설정

481

부록 15. 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

도로포장 구조 설계 요령

7) 차종/시간별 교통량 분석

차종/시간별 교통량 분석에서는 위의 과정에서 입력받은 교통량 정보를 이용하여 시

간대별, 차종별 교통량이 각 년도 별로 나타난다. 증가율을 적용한 경우에는 년도 양

옆의 화살표를 이용하여 다음연도 또는 이전년도의 시간대별, 차종별 교통량을 확인할

수 있다. 시간별 교통량 표 아래의 월별 교통량 표는 각 월별 AADT를 나타내고 있다.

<그림 15.10> 교통량 설정

482

부 록

8) 설계차로 교통량 분석

설계차로 교통량 분석에 나타나는 숫자는 차로계수, 방향계수 등을 적용하여 실제 설

계에 사용되는 값을 나타내고 있다. 이는 다음 차축별 교통량을 환산하는데 기본 자

료로 활용된다.

<그림 15.11> 중방향 교통량 환산

483

부록 15. 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

도로포장 구조 설계 요령

9) 차종별 차축구성

차종별 차축구성에서는 각 종별 차축형태와 각 차종내 차축의 하중별 분포를 확인할

수 있다. 다음 그림은 차종별 차축구성을 숫자 또는 그림으로 나타내고 있으며, 차축

구성도를 선택하여 각 차축의 하중별 분포를 확인할 수 있다.

<그림 15.12> 차축구성

484

부 록

10) 재료 물성 입력

재료물성 입력은 설계등급별 또는 층별 다르게 입력되는데, 슬래브에 대해서는 골재

의 종류를 선택하여 이미 실험이 진행된 자료를 활용한다. 굵은 골재는 열팽창계수,

건조 수축계수, 휨강도 및 탄성계수를 변화시킨다.

<그림 15.13> 콘크리트 단면 재료 설정

15.1.1 동상방지층 설계

동상방지층 설계에서는 설계지역 조건에서 얻어진 온도 등의 정보를 이용하여 해석

프로그램 내부에서 결정된 값을 나타내며, 특별한 경우가 아닌 경우에는 출력된 결과

를 확인하면 된다.

485

부록 15. 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

도로포장 구조 설계 요령

15.1.2 공용성 해석

설계 공용성 및 신뢰도 입력에서는 설계수준에 따라 피로균열, 영구변형, 평탄성의

공용성 기준값을 입력한다. 신뢰도 또한 신뢰도 수준에 따라서 값을 입력하며, 다음단

계 버튼을 눌러서 공용성 해석을 진행한다.

<그림 15.14> 공용성 기준

15.1.3 공용성 해석 결과

입력된 물성 및 두께 조건이 주어진 환경 및 교통하중에 대하여 설정된 공용수명을

만족시킨 대안에 대해서는 공용기준과 실제 발생한 공용지표들의 차이를 확인하여, 보

다 효율적인 비교대안에 대하여 설계결과를 확인할 수 있다. 이를 위해서는 화면 왼쪽

아래의 비교대안 추가 버튼을 눌러 단면의 두께를 조정하거나 재료를 변경하도록 하

며, 그렇지 않은 경우에는 종료버튼을 눌러 설계를 종료한다.