부 록

부록 1 도로 등급별 축하중 분포

부록 2 환경하중

부록 3 포장 하부구조 재료의 설계입력변수 평가 시험법

부록 4 입상재료

부록 5 아스팔트 재료

부록 6

아스팔트 혼합물의 동탄성계수 (Dynamic Modulus) 측정

을 위한 표준 시험법

부록 7 시멘트 콘크리트 재료

부록 8 시멘트 콘크리트 열팽창계수 측정 방법(안)

부록 9 시멘트 콘크리트 건조수축 측정 방법(안)

부록 10 구조해석

부록 11 공용성 모형

부록 12 덧씌우기

부록 13 경제성 분석

부록 14 아스팔트 콘크리트 포장설계(예)

부록 15 시멘트 콘크리트 포장설계(예)

부록 16 연속철근 콘크리트 포장설계 로직

 

62

부 록

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

1.1 개요

본 부록 내 제시된 도로 등급별 축하중 분포는 고속국도, 일반국도, 지방도에서 실

제 운행하고 있는 축하중 조사 자료를 바탕으로 작성된 자료로서 포장 구조 설계 시

하중 등급별 교통량을 산출하기 위하여 사용된다. 축하중 분포 제시는 고속국도, 일반

국도, 지방도에 대해서 각각의 축하중 분포를 제시되어 있으며, 설계하고자 하는 도로

등급에 따라 선택하여 사용한다.

1.2 차종 구분 및 축형태

축하중 분포는 <표 1.1>과 같이 국내 차종 분류 기준 및 축형태로 제시되어 있다.

차종 분류 차축 형태 정의

1종 2축 4륜 경차, 일반 세단형식 차량

16인승 미만 SUV, RV, 승합차량

2종 2축 6륜 중, 대형 버스

3종 2축 6륜 화물 수1송~2용.5 톤트 럭미으만로의 21축단의위 최차대량 적재량

4종 2축 6륜 화물 수송2.5용톤 트이럭상으의로 1 2단축위의 차 최량대적재량

5종 3축 10륜 화물 수송용 트럭으로 3축 1단위 차량

6종 4축 12륜 화물 수송용 트럭 형식으로 4축 1단위 차량

7종 5축 16륜 화물 수송용 트럭 형식으로 5축 1단위 차량

8종 4축 14륜 화물 수송용 세미 트레일러형식으로

4축 2단위 차량

9종 4축 14륜 화물 수송용 풀2단 트위레 차일량러형식으로 4축

10종 5축 18륜 화물 수송용 세2미단 위트 레차일량러형식으로 5축

11종 5축 18륜 화물 수송용 풀2단트위레 일차러량 형식으로 5축

12종 6축 22륜 화물 수송6용축 이세상미 2트단레위일 차러량 형식으로

<표 1.1> 12종 분류 체계 -(교통량 조사 차종분류가이드, 국토교통부)

63

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

1.3 고속국도의 축하중 분포

하중

(톤) 1종 2종 3종 4종 5종 6종 7종 8종 10종 11종 12종

0.25 - - - - - - - - - - -

0.75 0.94 - - 0.02 - - - - 0.02 - -

1.25 90.09 0.32 64.83 0.80 - - - - 0.80 - 　

1.75 6.84 0.48 17.59 3.09 0.12 - - - 3.09 - -

2.25 0.71 3.87 13.79 14.37 0.12 0.32 - - 14.37 - -

2.75 0.24 2.42 0.34 14.05 0.12 0.16 - - 14.05 0.10 0.06

3.25 0.24 1.61 1.38 23.44 0.18 3.84 0.44 3.41 23.44 0.45 0.06

3.75 0.24 11.29 1.03 13.87 1.49 18.24 1.32 30.46 13.87 0.45 0.78

4.25 0.24 34.35 0.69 11.04 8.63 22.72 1.54 42.48 11.04 8.00 9.69

4.75 0.24 18.55 0.34 8.77 18.98 12.16 7.25 11.82 8.77 27.27 25.13

5.25 0.24 18.23 - 5.56 17.85 5.28 10.55 5.81 5.56 9.09 22.90

5.75 - 7.58 - 2.89 15.23 4.64 14.29 1.40 2.89 27.27 25.85

6.25 - 1.29 - 1.22 10.23 4.80 16.48 0.20 1.22 9.09 12.26

6.75 - - 　0.52 8.45 7.20 20.0 0.80 0.52 9.09 1.62

7.25 - - - 0.26 7.79 3.36 15.16 1.40 0.26 9.09 0.89

7.75 - - - 0.10 6.31 2.56 5.27 0.60 0.10 0.09 0.39

8.25 - - - 0.02 2.44 4.64 5.93 1.00 0.02 　0.28

8.75 - - - - 1.43 2.40 1.76 0.40 - - 0.06

9.25 - - - - 0.59 3.20 - 0.20 - - 0.06

9.75 - - - - 0.06 3.52 - - - - -

10.25 - - - - 　0.96 - - - - -

10.75 - - - - - - - - - - -

합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

<표 1.2> 고속국도 차종별 축하중 분포 - (a) 단축(조향축)

64

부 록

기준

하중(톤) 2종 3종 4종 6종 7종 8종 9종

0.25 - - - - - - -

0.75 - 13.10 0.12 - - - 0.12

1.25 0.33 48.97 1.10 - - - 1.10

1.75 0.33 11.38 2.01 - - - 2.01

2.25 2.14 11.38 8.43 - - - 8.43

2.75 1.48 5.17 10.36 1.12 0.66 1.60 10.36

3.25 0.33 3.45 8.77 12.00 3.74 5.01 8.77

3.75 0.33 3.45 10.44 20.96 3.30 5.41 10.44

4.25 0.16 0.69 9.51 14.40 3.52 2.61 9.51

4.75 0.33 1.04 6.97 7.04 6.37 2.81 6.97

5.25 0.49 0.34 6.20 6.56 13.19 6.01 6.20

5.75 1.48 0.34 5.82 4.96 17.14 12.02 5.82

6.25 0.99 0.34 4.90 6.08 15.82 13.03 4.90

6.75 1.32 0.34 4.84 5.76 16.04 18.24 4.84

7.25 3.13 - 4.11 3.36 7.25 12.22 4.11

7.75 15.16 - 3.15 3.04 6.37 9.02 3.15

8.25 29.00 - 3.25 4.64 2.86 7.21 3.25

8.75 19.28 - 3.05 2.88 1.32 2.20 3.05

9.25 10.21 - 2.61 2.56 1.54 1.80 2.61

9.75 8.07 - 2.23 2.56 0.44 0.40 2.23

10.25 4.94 - 1.53 1.92 0.22 0.40 1.53

10.75 0.49 - 0.60 0.16 0.22 - 0.60

11.25 - - 　- 　- 　

11.75 - - - - - - -

12.25 - - - - - - -

12.75 - - - - - - -

13.25 - - - - - - -

합계 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

<표 1.3> 고속국도 차종별 축하중 분포 - (b) 단축(구동축)

65

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

기준하중

(톤) 5종 6종 8종 9종 10종

(첫번째)

10종

(두번째) 11종 12종

0.50 - - - - - - - -

1.50 - - - - - 0.11 - -

2.50 - - 1.80 - 0.06 1.78 - -

3.50 0.24 0.32 9.02 - 0.06 5.24 - -

4.50 1.07 4.32 29.66 - 1.34 16.38 - 3.64

5.50 1.07 8.32 23.85 - 10.31 11.42 - 3.64

6.50 5.53 10.08 10.42 2.78 16.49 5.40 2.78 16.36

7.50 10.95 18.08 11.22 11.11 9.53 2.90 11.11 25.45

8.50 12.67 10.72 4.21 5.56 4.51 2.28 5.56 16.36

9.50 11.12 3.20 2.61 11.11 3.62 1.56 11.11 5.45

10.50 7.44 4.00 0.80 5.56 3.96 1.17 5.56 7.27

11.50 7.08 2.40 0.60 2.78 2.67 1.11 2.78 1.82

12.50 6.78 1.44 0.20 5.56 1.45 1.95 5.56 5.45

13.50 7.14 2.72 0.20 2.78 2.62 3.29 2.78 5.45

14.50 6.90 3.36 0.20 8.33 4.07 4.01 8.33 7.27

15.50 4.58 3.20 0.20 8.33 7.41 3.90 8.33 1.82

16.50 5.12 3.20 0.80 13.89 15.71 7.08 13.89 -

17.50 3.93 5.12 0.80 5.56 10.64 16.88 5.56 -

18.50 4.22 4.96 0.60 13.89 3.68 9.42 13.89 -

19,50 3.09 6.72 1.20 2.78 1.62 3.40 2.78 -

20.50 0.77 6.88 1.40 - 0.28 0.67 - -

21.50 0.30 0.96 0.20 - - 0.06 - -

22.50 - - - - - - - -

23.50 - - - - - - - -

24.50 - - - - - - - -

25.50 - - - - - - - -

26.50 - - - - - - - -

합계 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

<표 1.4> (계속) 고속국도 차종별 축하중 분포 - (c) 복축

66

부 록

기준하중(톤) 7종 12종

0.75 - -

2.25 - -

3.75 0.11 -

5.25 0.11 18.18

6.75 2.20 16.36

8.25 4.18 9.09

9.75 0.66 9.09

11.25 0.66 3.64

12.75 0.66 1.82

14.25 0.66 9.09

15.75 1.10 1.82

17.25 1.10 3.64

18.75 3.74 5.45

20.25 3.50 5.45

21.75 5.95 3.64

23.25 5.27 1.82

24.75 18.24 9.80

26.25 23.74 1.11

27.75 18.68 -

29.25 8.57 -

30.75 0.88 -

32.25 - -

33.75 - -

35.25 - -

36.75 - -

38.25 - -

39.75 - -

합계 100.00 100.00

<표 1.5> (계속) 고속국도 차종별 축하중 분포 - (d) 삼축

67

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

기준

하중(톤) 1종 2종 3종 4종 5종 6종 7종 8종 9종 10종 11종 12종

0.25 - - 1.15 - - - - - - - - -

0.75 58.33 4.00 90.61 4.38 - - - - 4.38 - - -

1.25 41.67 8.00 6.42 25.46 0.36 0.16 - - 25.46 - 　-

1.75 - 44.00 1.53 28.38 0.84 0.32 - - 28.38 0.16 - -

2.25 - 28.00 0.10 19.73 8.00 5.43 0.73 - 19.73 1.59 - -

2.75 - 4.00 0.10 9.62 14.22 8.31 1.94 - 9.62 6.70 0.06 -

3.25 - 6.00 0.10 3.53 9.92 3.35 3.16 3.41 3.53 4.78 0.06 -

3.75 - 3.00 - 1.83 4.54 3.83 2.91 30.46 1.83 1.91 0.78 -

4.25 - 2.00 - 2.07 1.91 3.19 4.61 42.48 2.07 1.28 9.69 2.78

4.75 - 1.00 - 1.58 2.99 3.04 5.34 11.82 1.58 3.83 25.13 16.67

5.25 - - - 0.97 2.51 6.39 8.98 5.81 0.97 19.46 22.90 16.67

5.75 - - - 1.22 5.14 6.07 15.29 1.40 1.22 33.65 25.85 19.44

6.25 - - - 0.24 8.36 5.91 25.00 0.20 0.24 22.33 12.26 5.56

6.75 - - - 0.24 7.53 3.67 15.29 0.80 0.24 2.39 1.62 5.56

7.25 - - - 0.49 8.24 2.56 8.25 1.40 0.49 0.32 0.89 11.11

7.75 - - - 0.24 8.96 4.15 4.85 0.60 0.24 0.64 0.39 13.89

8.25 - - - - 4.66 4.63 2.18 1.00 - 0.32 0.28 2.78

8.75 - - - - 2.51 7.03 1.46 0.40 - 0.32 0.06 5.56

9.25 - - - - 1.55 5.75 - 0.20 - 0.32 0.06 -

9.75 - - - - 3.11 9.27 - - - 　- -

10.25 - - - - 3.46 11.02 - - - - - -

10.75 - - - - 1.19 5.91 - - - - - -

11.25 - - - - - - - - - - - -

11.75 - - - - - - - - - - - -

12.25 - - - - - - - - - - - -

12.75 - - - - - - - - - - - -

13.25 - - - - - - - - - - - -

합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

<표 1.6> 일반국도 차종별 축하중 분포 - (a) 단축(조향축)

68

부 록

기준

하중(톤) 2종 3종 4종 6종 7종 8종 9종

0.25 - 24.81 - - - - -

0.75 - 63.70 4.14 - - - 4.14

1.25 4.00 5.94 17.30 0.32 - - 17.30

1.75 12.00 3.07 16.20 0.32 - - 16.20

2.25 4.00 1.05 14.25 2.08 0.49 - 14.25

2.75 8.00 0.48 10.11 5.91 1.46 1.60 10.11

3.25 12.00 0.29 8.65 6.71 1.94 5.01 8.65

3.75 32.00 0.19 8.04 3.35 2.91 5.41 8.04

4.25 12.00 0.19 6.21 4.47 5.58 2.61 6.21

4.75 4.00 0.10 3.41 3.51 8.98 2.81 3.41

5.25 4.00 - 3.05 2.40 14.32 6.01 3.05

5.75 4.00 - 0.73 6.39 20.87 12.02 0.73

6.25 4.00 - 1.10 6.71 16.99 13.03 1.10

6.75 - 0.10 1.22 3.35 9.95 18.24 1.22

7.25 - - 1.46 4.95 9.47 12.22 1.46

7.75 - - 0.85 3.99 2.91 9.02 0.85

8.25 　- 0.73 4.15 1.70 7.21 0.73

8.75 　0.10 0.49 4.95 0.73 2.20 0.49

9.25 - - 0.73 9.74 0.49 1.80 0.73

9.75 - - 0.61 12.46 1.21 0.40 0.61

10.25 - - 0.37 11.18 - 0.40 0.37

10.75 - - 0.24 3.04 - - 0.24

11.25 - - 0.12 - - - 0.12

11.75 - - - - - - -

12.25 - - - - - - -

12.75 - - - - - - -

13.25 - - - - - - -

합계 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

<표 1.7> (계속) 일반국도 차종별 축하중 분포 -(b) 단축(구동축)

69

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

기준하중

(톤) 5종 6종 8종 9종 10종

(첫번째)

10종

(두번째) 11종 12종

0.50 - - - - - - - -

1.50 - - - - 　0.16 - -

2.50 0.36 0.64 1.80 - 0.16 0.80 - -

3.50 5.02 3.99 9.02 - 3.35 3.04 - -

4.50 10.75 5.75 29.66 - 1.44 2.40 - 3.64

5.50 6.33 4.31 23.85 - 1.12 0.96 - 3.64

6.50 3.94 2.08 10.42 2.78 1.91 1.60 2.78 16.36

7.50 3.58 0.96 11.22 11.11 1.12 0.80 11.11 25.45

8.50 3.70 1.92 4.21 5.56 2.55 0.96 5.56 16.36

9.50 3.82 3.35 2.61 11.11 3.67 1.12 11.11 5.45

10.50 4.66 3.99 0.80 5.56 3.83 3.04 5.56 7.27

11.50 2.75 5.43 0.60 2.78 1.28 1.44 2.78 1.82

12.50 2.99 2.40 0.20 5.56 0.80 1.44 5.56 5.45

13.50 1.79 2.08 0.20 2.78 0.32 1.76 2.78 5.45

14.50 2.75 0.96 0.20 8.33 2.07 4.95 8.33 7.27

15.50 3.11 4.31 0.20 8.33 11.96 7.99 8.33 1.82

16.50 4.66 3.99 0.80 13.89 21.69 19.97 13.89 -

17.50 7.77 8.15 0.80 5.56 25.52 23.96 5.56 -

18.50 11.35 10.86 0.60 13.89 12.28 14.70 13.89 -

19,50 11.35 17.09 1.20 2.78 3.99 5.59 2.78 -

20.50 6.69 15.34 1.40 - 0.96 2.40 - -

21.50 2.39 2.08 0.20 - - 0.64 - -

22.50 0.24 0.32 - - - 0.32 - -

23.50 - - - - - - - -

24.50 - - - - - - - -

25.50 - - - - - - - -

26.50 - - - - - - - -

합계 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

 

<표 1.8> (계속) 일반국도 차종별 축하중 분포 -(c) 복축

70

부 록

기준하중(톤) 7종 12종

0.75 - -

2.25 - -

3.75 0.11 -

5.25 0.11 18.18

6.75 2.20 16.36

8.25 4.18 9.09

9.75 0.66 9.09

11.25 0.66 3.64

12.75 0.66 1.82

14.25 0.66 9.09

15.75 1.10 1.82

17.25 1.10 3.64

18.75 3.74 5.45

20.25 3.50 5.45

21.75 5.95 3.64

23.25 5.27 1.82

24.75 18.24 9.80

26.25 23.74 1.11

27.75 18.68 -

29.25 8.57 -

30.75 0.88 -

32.25 - -

33.75 - -

35.25 - -

36.75 - -

38.25 - -

39.75 - -

합계 100.00 100.00

<표 1.9> (계속) 일반국도 차종별 축하중 분포 - (d) 삼축

71

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

1.4 지방도의 축하중 분포

기준

하중(톤) 3종 4종 5종 6종 7종 8종 10종 11종 12종

0.25 - - - - 0.38 - - - -

0.75 91.67 6.10 - - 0.76 - 6.10 - -

1.25 7.64 12.80 1.15 - 0.60 - 12.80 - 　

1.75 0.46 45.12 2.30 - 1.51 - 45.12 0.16 -

2.25 0.23 23.78 19.54 14.52 3.78 - 23.78 1.59 -

2.75 - 9.15 24.14 54.84 4.54 - 9.15 6.70 0.06

3.25 - 2.44 26.44 12.90 7.56 3.41 2.44 4.78 0.06

3.75 - 0.41 12.64 3.23 11.34 30.46 0.41 1.91 0.78

4.25 - 0.20 6.90 1.61 15.12 42.48 0.20 1.28 9.69

4.75 - - 5.75 1.61 17.38 11.82 - 3.83 25.13

5.25 - - 1.15 4.84 11.34 5.81 - 19.46 22.90

5.75 - - - 1.61 9.83 1.40 - 33.65 25.85

6.25 - - - 4.84 9.07 0.20 - 22.33 12.26

6.75 - - - - 6.05 0.80 - 2.39 1.62

7.25 - - - - 0.76 1.40 - 0.32 0.89

7.75 - - - - - 0.60 - 0.64 0.39

8.25 - - - - - 1.00 - 0.32 0.28

8.75 - - - - - 0.40 - 0.32 0.06

9.25 - - - - - 0.20 - 0.32 0.06

9.75 - - - - - - - 　-

10.25 - - - - - - - - -

합계 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

<표 1.10> 지방도 차종별 축하중 분포 - (a) 단축 (조향축)

72

부 록

기준

하중(톤) 3종 4종 6종 7종 8종 9종 9종 10종 11종 12종

0.25 22.92 - - - - - - - - -

0.75 61.81 4.88 - - - 4.88 6.10 - - -

1.25 10.19 10.37 - - - 10.37 12.80 - 　-

1.75 3.24 21.95 - - - 21.95 45.12 0.16 - -

2.25 0.69 15.85 6.45 - - 15.85 23.78 1.59 - -

2.75 0.46 12.80 24.19 9.09 1.60 12.80 9.15 6.70 0.06 -

3.25 0.46 9.15 35.48 - 5.01 9.15 2.44 4.78 0.06 -

3.75 0.23 5.49 11.29 18.18 5.41 5.49 0.41 1.91 0.78 -

4.25 - 7.32 8.06 63.64 2.61 7.32 0.20 1.28 9.69 2.78

4.75 - 5.49 1.61 9.09 2.81 5.49 - 3.83 25.13 16.67

5.25 - 4.88 3.23 - 6.01 4.88 - 19.46 22.90 16.67

5.75 - 0.61 3.23 - 12.02 0.61 - 33.65 25.85 19.44

6.25 - 0.61 3.23 - 13.03 0.61 - 22.33 12.26 5.56

6.75 - 0.61 3.23 - 18.24 0.61 - 2.39 1.62 5.56

7.25 - - - - 12.22 - - 0.32 0.89 11.11

7.75 - 　- - 9.02 　- 0.64 0.39 13.89

8.25 - - - - 7.21 - - 0.32 0.28 2.78

8.75 - - - - 2.20 - - 0.32 0.06 5.56

9.25 - - - - 1.80 - - 0.32 0.06 -

9.75 - - - - 0.40 - - 　- -

10.25 - - - - 0.40 - - - - -

10.75 - - - - - - - - - -

11.25 - - - - - - - - - -

11.75 - - - - - - - - - -

12.25 - - - - - - - - - -

12.75 - - - - - - - - - -

13.25 - - - - - - - - - -

합계 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

<표 1.11> (계속) 지방도 차종별 축하중 분포 - (b) 단축 (구동축)

73

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

기준

하중(톤) 5종 6종 8종 9종 10종

(첫번째)

10종

(두번째) 11종 12종

0.50 - - - - - - - -

1.50 - - - - 　0.16 - -

2.50 - - 1.80 - 0.16 0.80 - -

3.50 2.30 30.65 9.02 - 3.35 3.04 - -

4.50 22.99 29.03 29.66 - 1.44 2.40 - 3.64

5.50 13.79 19.35 23.85 - 1.12 0.96 - 3.64

6.50 10.34 3.23 10.42 2.78 1.91 1.60 2.78 16.36

7.50 2.30 1.61 11.22 11.11 1.12 0.80 11.11 25.45

8.50 1.15 1.61 4.21 5.56 2.55 0.96 5.56 16.36

9.50 8.05 - 2.61 11.11 3.67 1.12 11.11 5.45

10.50 18.39 - 0.80 5.56 3.83 3.04 5.56 7.27

11.50 8.05 8.06 0.60 2.78 1.28 1.44 2.78 1.82

12.50 9.20 4.84 0.20 5.56 0.80 1.44 5.56 5.45

13.50 2.30 1.61 0.20 2.78 0.32 1.76 2.78 5.45

14.50 1.15 - 0.20 8.33 2.07 4.95 8.33 7.27

15.50 - - 0.20 8.33 11.96 7.99 8.33 1.82

16.50 - - 0.80 13.89 21.69 19.97 13.89 -

17.50 - - 0.80 5.56 25.52 23.96 5.56 -

18.50 - - 0.60 13.89 12.28 14.70 13.89 -

19,50 - - 1.20 2.78 3.99 5.59 2.78 -

20.50 - - 1.40 - 0.96 2.40 - -

21.50 - - 0.20 - - 0.64 - -

22.50 - - - - - 0.32 - -

23.50 - - - - - - - -

24.50 - - - - - - - -

25.50 - - - - - - - -

26.50 - - - - - - - -

합계 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

<표 1.12> (계속) 지방도 차종별 축하중 분포-(c) 복축

74

부 록

기준하중(톤) 7종 12종

0.75 - -

2.25 - -

3.75 0.11 -

5.25 0.11 18.18

6.75 2.20 16.36

8.25 4.18 9.09

9.75 0.66 9.09

11.25 0.66 3.64

12.75 0.66 1.82

14.25 0.66 9.09

15.75 1.10 1.82

17.25 1.10 3.64

18.75 3.74 5.45

20.25 3.50 5.45

21.75 5.95 3.64

23.25 5.27 1.82

24.75 18.24 9.80

26.25 23.74 1.11

27.75 18.68 -

29.25 8.57 -

30.75 0.88 -

32.25 - -

33.75 - -

35.25 - -

36.75 - -

38.25 - -

39.75 - -

합계 100.00 100.00

<표 1.13> (계속) 지방도 차종별 축하중 분포 -(d) 삼축

75

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

1.5 교통 하중

포장 설계와 밀접한 관련이 있는 교통류 특성으로는 속도, 교통량, 그리고 교통 하

중이 있다. 차량의 속도는 동역학적 특성으로 인해 포장 구조 해석 및 재료 거동 분석

에 많은 영향을 미친다. 기존의 포장 해석 및 설계는 정역학적 특성을 이용하였으므로

차량의 속도에 대한 고려가 미비하였다. 미국의 SHRP (Superior Highway Research

Program)의 연구에서는 동적인 특성을 고려하기 위해 재료 선택 시 속도에 따라 강성

을 한 단계 높은 재료를 선택하는 등의 보조적인 수단으로만 사용되어 왔다. 그러나

최근의 아스팔트 포장에 관한 연구에서는 아스팔트 재료의 물성에 영향을 미치는 재하

속도를 반영하기 위한 노력을 진행하였다. 최근에는 아스팔트 재료에 대한 동적 해석

을 수행하기도 한다. 교통량은 포장 설계에 있어 가장 중요한 인자로 주어진 지점에서

단위 시간 동안 통과하는 차량의 수로 정의한다. 교통량을 구하는 방법은 기존의 수동

식 방법에서 WIM (Weigh in Motion) 등의 자동 측정장비 이용하는 방식에 이르기까

지 다양하다. 그러나 차량의 통행 패턴에 따라 교통량은 변화하므로 좀더 정확한 분석

을 위해서 차두 시간을 이용하여 교통량을 추정하기도 한다. 교통 하중은 포장체에 재

하된 차량의 바퀴를 통해 포장체 내에 발생한 응력의 크기와 상관이 있다. 교통 하중

을 측정하기 위해서 앞서 설명한 WIM 장비, 이동식 측정 장비, 검문소 등을 이용한

다. 본 장에서는 이와 같은 교통 하중과 관련된 인자들에 대해 자세히 살펴보고 포장

설계에서는 이를 어떻게 표준화 하였는지를 살펴보도록 하자.

1.6 차량 및 교통 흐름 특성

포장체의 거동 및 파손에 가장 큰 영향을 주는 요소 중의 하나는 교통하중이다. 교

통하중 정량화 방법에 있어 설계에 반영하기 위해서 주로 고려되는 사항은 하중크기,

하중재하 위치, 바퀴 및 축수, 교통량 및 시간대별 분포 등이 있다. 하중 크기는 차량

에 따라 모두 다르기 때문에 정량화하기가 쉽지 않다. 그러나 하중의 크기에 따라 포

장에 누적되는 손상 정도가 크기 때문에 설계 인자로서 고려되어야 한다. 국내의 경우

축 하중 10톤, 총 중량 40톤이라는 법적 제한이 있어 이를 초과하는 차량은 주행할 수

없다. 그러나 일반국도나 지방도의 경우 과적차량이 주행하는 경우가 있어 차종별 하

중 자료는 설계에 있어 필수적이다. 포장의 파손 형상은 누적손상개념에서 볼 때, 포

76

부 록

장체에 재하되는 반복 차량하중에 의해 발생하므로 설계기간 동안에 통과 차량 대수

또한 중요하다. 그 예로 중차량 비율이 높을수록, 일평균 교통량(AADT)이 많을수록

포장 파손은 가속화되는 것을 들 수 있다.

도로포장 구조 설계에 차량 및 교통 흐름 특성을 각 설계 등급별로 차등화하여 산정

하도록 하였으며, <표 1.14>와 같다. 중요도가 높은 “설계 등급 1”은 인근 지점에서

직접 조사를 하거나 인접 지역 교통량 자료를 이용하여 설계를 한다. “설계 등급 2, 3”

은 도로 등급별로 제시한 값을 사용한다.

설계 등급 산정 방법

1

인근 지점 직접 조사 또는

인접지역 교통량 자료 이용

2 도로 등급별 제시값 사용

3 도로 등급별 제시값 사용

<표 1.14> 설계 등급별 교통 관련 인자 산정 방법

1.7 차량의 특성

(1) 국내 차종 분류 체계

차량의 분류는 통상 각 도로 관련 공공기관의 법적인 제한에 따라 이루어지거나 교

통 자료의 수집 편의성에 따라 이루어진다. 국내 차종분류는 고속국도와 지방도는 8종

으로 분류하고 일반국도는 12종으로 구분한다. 외국의 경우 포장 설계를 위해 차종 구

분은 크게 승용차와 트럭 두 종류로 구분되며 세분화하면 15종까지 상세하게 함으로서

분석의 정확성을 향상시키기도 한다. 고속국도 차종분류 체계는 <표 1.15>와 같다. 고

속국도는 전체 차량을 승용차, 버스, 트럭, 트레일러 4종류로 구분하였다. 일반국도 차

종분류 체계는 <표 1.16>과 같다. 일반국도는 버스와 3축 이하의 차량에 대해서는 중

량을 기준으로 분류하고 4축 이상의 트럭에 대해서는 축 수와 축 형태를 기준으로 분

77

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

류하고 있다. 본 도로포장 설계에서는 12종으로 차량을 구분하고 있다.

차종 분류 차축 구성 정 의

1종

(승용차) 2축 4륜 2축 4륜 구조의 1단위(Single Unit) 차량

2종

(소형버스)

2축 4륜 버스 형식의 2축 4륜 또는 2축 6륜 구조의

2축 6륜 1단위 차량

3종

(보통버스) 2축 6륜

중형 버스 형식의 2축 6륜 구조의 1단위

차량으로 17인승 이상의 버스

4종

(소형트럭) 2축 4륜 적재 중량 1톤 미만의 2축 4륜 구조의 트럭

5종

(보통트럭) 2축 6륜 적재 중량 8톤 미만의 2축 6륜 구조의 트럭

6종

(대형트럭) 3축 10륜

적재 중량 8톤 이상의 3축 10륜 구조의

트럭

7종

(세미트레일러)

4축 이상

견인차와 피견인차로 조합된 차량으로

견인차는 2축이상, 피견인차도 2축이상으로

구성된 차량

4축 이상

4축 이상

8종

(풀 트레일러)

4축 이상

견인차와 피견인차로 조합된 차량으로

견인차는 2축이상, 피견인차도 2축이상으로

구성된 차량

4축 이상

<표 1.15> 고속국도 차종 분류 체계

78

부 록

차종

분류 차축 구성 정의

1종 2축 4륜

‘경차’로 불리는 모든 차량

일반 세단형식 차량

16인승 미만 SUV, RV, 승합차량

2종 2축 6륜 중, 대형 버스

3종 2축 6륜

화물 수송용 트럭으로 2축의 최대 적재량 1~2.5톤

미만의 1단위 차량

4종 2축 6륜

화물 수송용 트럭으로 2축의 최대적재량 2.5톤

이상의 1단위 차량

5종 3축 10륜 화물 수송용 트럭으로 3축 1단위 차량

6종 4축 12륜 화물 수송용 트럭 형식으로 4축 1단위 차량

7종 5축 16륜 화물 수송용 트럭 형식으로 5축 1단위 차량

8종 4축 14륜

화물 수송용 세미 트레일러형식으로

4축 2단위 차량

9종 4축 14륜 화물 수송용 풀 트레일러형식으로 4축 2단위 차량

10종 5축 18륜

화물 수송용 세미 트레일러형식으로 5축 2단위

차량

11종 5축 18륜 화물 수송용 풀트레일러 형식으로 5축 2단위 차량

12종 6축 22륜

화물 수송용 세미 트레일러 형식으로 6축이상

2단위 차량

<표 1.16> 일반 국도-12종 분류 체계

79

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

(2) 차량의 하중 크기

차량 하중은 차종, 축, 상재하중 등에 따라 큰 차이를 나타낸다. 이러한 특성은 실제

공용중인 도로의 축하중 조사 결과를 보면 그 형태를 알 수 있다. 본 도로포장 구조 설

계 연구에서는 도로를 주행하는 차량의 축하중을 조사하여, 차량의 하중 특성을 정량

화하였으며, 세부 내용은 다음과 같다.

가. 축하중 조사 방법

국내에서 차량의 축하중 정보를 얻을 수 있는 방안은 다음의 네 가지이다.

첫째는 과적 차량 단속을 위해 차량의 중량을 측정하고 있는 검문소의 기록을 이용

하는 방안이다. 그러나 과적 검문소 기록은 일반적으로 과적으로 판단되는 차량의 중

량만을 측정함으로 차종별 대표성을 지니고 있다고 말할 수 없다. 이를 바탕으로 교통

하중을 정량화할 경우 매우 보수적인 접근 방법이 되며, 현실과 동떨어질 수 있는 문

제점이 있다.

둘째는 일반국도에 설치되기 시작한 WIM 을 이용하는 것으로, 많은 수의 표본을 짧

은 시간에 획득할 수 있는 장점이 있다. 비교적 정확한 하중 분포를 파악할 수 있고

연속적인 하중 정보의 획득이 가능하다.

셋째는 고속국도를 진․출입하는 화물 차량의 하중 측정치를 이용하여 차량의 중량 정

보를 얻는 방안이다. 고속국도를 진․출입하는 모든 대형 차량의 중량이 진입할 당시에

측정되므로 고속국도 차량들만의 중량 정보를 획득할 수 있다. 이 방법은 고속국도의

중량 분포를 파악하는 것을 주목적으로 채택되었으나 승용차 및 9인승 이하의 소형 버

스들의 중량 자료를 얻는 것이 어렵고, 과적 차량의 통행이 허용되지 않으므로 모든

도로를 대표하는 자료로 사용하는데 어려움이 따른다.

<그림 1.1> 축하중 조사방법(이동식 및 검문소)

80

부 록

넷째는 이동식 축하중 측정 장비를 이용하여 차량의 축하중을 조사하는 방법이다.

이 방법은 비교적 차량의 대표 축하중을 측정할 수 있는 방안 중에 하나이다. 하지만

조사에 따른 인력과 비용이 많이 소요되며 사고발생 위험성이 높다.

나. 차종별 하중 분포

동일한 축이라 할지라도 차종에 따라 포장에 가해지는 하중 크기는 다르고 일반적으

로 차량이 대형화 될수록 그 영향은 크다. 다음은 전국 27개의 지방도 축하중 조사를

실시하여 이에 대한 각 차종에 따른 축별 분포를 분석하였다.

4종 축하중 분포_single

-

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

0.25

1.25

2.25

3.25

4.25

5.25

6.25

7.25

8.25

9.25

10.25

11.25

12.25

13.25

14.25

기타

하중(ton)

빈도(%)

4종 축하중 분포(Dual축)

-

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

0.25

1.25

2.25

3.25

4.25

5.25

6.25

7.25

8.25

9.25

10.25

11.25

12.25

13.25

14.25

기타

하중(ton)

빈도(%)

(a) 4종 Single 축 하중분포(11종 구분) (b) 4종 Dual 축 하중분포(11종 구분)

6종 축하중 분포(Single축)

-

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

0.25

1.25

2.25

3.25

4.25

5.25

6.25

7.25

8.25

9.25

10.25

11.25

12.25

13.25

14.25

기타

하중(ton)

빈도(%)

6종 축하중 분포(Tandem축)

-

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

0.5

2.5

4.5

6.5

8.5

10.5

12.5

14.5

16.5

18.5

20.5

22.5

24.5

26.5

28.5

기타

하중(ton) 빈도(%)

(c) 6종 Single 축 하중분포(11종 구분) (d) 6종 Tandem 축 하중분포(11종 구분)

8종 축하중 분포(Single 1축)

-

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.25

1.25

2.25

3.25

4.25

5.25

6.25

7.25

8.25

9.25

10.25

11.25

12 .25

13.25

14.25

기타

하중(ton)

빈도(%)

8종 축하중 분포(Sin gle2축)

-

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.25

1.25

2.25

3.25

4.25

5.25

6.25

7.25

8.25

9.25

10.25

11.25

12.25

13.25

14.25

기타

하중(ton)

빈도(%)

(e) 8종 Single1 축 하중분포(11종 구분) (f) 8종 Single2 축 하중분포(11종 구분)

<그림 1.2> 차종별 축하중 분포(지방도)

81

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

4종 차종의 경우 <그림 1.2>의 a 와 b 에 따르면 앞뒷바퀴 모두 축하중이 약 2.75

톤인 경우가 50% 이상을 차지하였다. 축 위치에 따른 축하중 분포상의 차이는 크지

않은 것으로 나타났다. 중형 트럭을 대표하고 있는 6종 트럭의 경우 <그림 1.2>의 c

와 d에서 보인 것과 같이 하중 분포 특성은 단축과 복축의 중량 분포가 다르다. 단축

의 경우는 5~6톤 부근을 제외하면 정규 분포 형태를 보여주고 있다. 그러나, 복축의

경우는 차량에 화물이 가득 찬 상태와 빈 상태의 무게 변화로 인해서 8~12톤 사이와

18~26 톤 사이에서 최대값을 각각 보여주고 있다. 이와 같은 현상은 <그림 1.2>의 e

와 f 인 8종 트럭에서도 나타나고 있는데 전축의 경우에는 3.75톤과 5.75톤에서, 후축

의 경우는 3.75톤 그리고 6.25톤에서 각각 최대값을 보이고 있다. 기본적으로 대형 차

종의 중량 분포는 정규 분포 양상을 띤다고 볼 수 없다. 특히 화물 트럭의 경우 통계

학에서 제시하고 있는 기본적인 분포로는 설명하기 어려운 일종의 쌍봉 낙타 등과 같

은 분포를 보여주고 있다. 또한 단축만의 하중 제한 규정으로 인해 복축의 하중이 외

국에 비해 상대적으로 높으며, 동일한 복축이라 하더라도 트레일러의 경우 King pin이

위치한 곳의 하중이 제일 높았다.

다. 축별 하중 분포

각 차종의 축별 하중 분포를 분석한 결과, <그림 1.3>~<그림 1.4>와 같다. 전체적으

로 차종이 커질수록 축하중도 커지는 경향이 나타났으며 지방도 보다는 일반 국도의

축하중이 크게 조사되었다. 단축단륜의 경우는 분포 폭이 좁은 반면 일반국도에서는

넓게 분포하였으며 4.25톤을 기준으로 두 개의 그룹으로 구분 지을 수 있었다. 이는

일반국도에 상재하중이 큰 차량이 많이 다닌다는 것을 의미한다. 단축복륜의 경우도

단축단륜과 유사한 경향을 나타났으나, 일반국도의 경우에는 그룹을 나눌 수가 없었으

며 넓게 분산되어 있었다. 복축복륜의 경우 지방도에서는 4.25톤 근처에 많이 분포한

반면 일반국도는 14~20톤 사이에 많이 분포하였다. 삼축복륜의 경우는 많이 조사가

되지 않았으며, 지방도에서는 차종별로 큰 차이가 없었으나 일반국도에서는 12종 차종

의 축하중이 더 크게 나타났다.

82

부 록

-

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0.25

1.25

2.25

3.2 5

4.2 5

5.25

6.25

7.25

8.25

9.2 5

10 .25

11.25

12 .25

13.25

싱글_조향축의 축하중(ton)

빈 도 (% )

3종

4종

5종

6종

7종

8종

10종

11종

12종

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.25

1.2 5

2.2 5

3.2 5

4.25

5.25

6.25

7.25

8.25

9.25

10.25

11.25

12.25

13.25

싱글_구동축의 축하중(ton)

빈 도 (% )

3종

4종

6종

7종

8종

(a) 단축단륜(싱글 조향축) (b) 단축복륜(싱글 구동축)

-

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0.5 0

2.50

4.5 0

6.50

8.50

10.50

12.50

14.50

16.50

18.50

20.50

22.50

24.50

26.50

텐댐축의 축하중(ton)

빈 도 (% )

5종

6종

8종

10종(첫번째)

10종(두번째)

11종

12종

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

0.75

3.75

6.75

9.75

12.75

15.75

18.75

21.75

24.75

27.75

30.75

33.75

36.75

39.75

트라이댐축의 축하중(ton)

빈 도 (% )

7종

12종

(c) 복축복륜(Tandem) (d) 삼축복륜(Tridem)

<그림 1.3> 축별 축하중 분포(지방도)

83

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0.25

1.25

2.25

3.25

4.25

5.25

6.25

7.25

8.25

9.25

10.25

11.25

12.25

13 .25

싱글_조향축의 축하중(ton)

빈 도 (% )

1종

2종

3종

4종

5종

6종

7종

8종

10종

11종

12종

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.2 5

1.25

2.25

3.2 5

4.25

5.25

6.25

7.25

8.25

9.25

10 .25

11.25

12 .25

13.25

싱글_구동축의 축하중(ton)

빈 도 (% )

2종

3종

4종

6종

7종

8종

(a) 단축단륜(싱글 조향축) (b) 단축 복륜(싱글 구동축)

-

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

0.50

2.50

4.50

6.50

8.5 0

10.50

12.50

14.50

16.50

18.50

20 .50

22.50

24.50

26 .50

텐댐축의 축하중(ton)

빈 도 (% )

5종

6종

8종

10종(첫번째)

10종(두번째)

11종

12종

-

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

0.75

3.75

6.75

9.75

12.75

15.75

18.75

21.75

24.75

27 .75

30.75

33.75

36.75

39.75

트라이댐축의 축하중(ton)

빈 도 (% )

7종

12종

(c) 복축복륜(싱글 조향축) (d) 삼축 복륜(싱글 구동축)

<그림 1.4> 축별 축하중 분포(일반 국도)

라. 도로 등급별 축하중 분포

<그림 1.5>는 고속국도와 일반국도 두 도로상에서 측정된 단축의 중량 분포를 비교

한 결과로 단축의 절대 다수가 5톤 미만의 하중임을 알 수 있다. 일반국도의 경우 주

행하는 차량의 약 90% 이상이 5톤 미만이지만 고속국도의 경우는 약 70% 정도이다.

10톤으로 정해진 법적 하중을 초과하는 경우가 일반국도는 약 1.8% 정도로 보고되었으

나 고속국도는 법적인 처벌이 가해지는 최대 11톤을 초과하는 경우가 거의 없었다.

복축복륜의 하중을 비교해보면 고속국도나 일반국도 모두 일반적인 정규 분포나 포이

손 분포 형태를 따르지 않고 쌍봉 분포를 보여주고 있다. 법적 제한 하중인 20톤 이상

되는 차종이 일반국도의 경우 11%로 매우 높은 값을 보여주고 있으나 고속국도의 경우

84

부 록

는 거의 0% 가깝다. 그러나 고속국도의 경우, 법적 제한 하중 근처에 해당하는 15~20

톤의 무게로 주행하는 축이 전체의 34%로 높은 비중을 차지하였으나, 일반국도는 19%

에 불과하였다. 한편으로 공차에 해당하는 10톤 미만의 복축은 일반국도가 높은 값을

보여주고 있다.

<그림 1.5> 단축 및 복축복륜의 축하중(톤) 비교

마. 앞뒷축 축하중 분포

도로포장 구조 설계 내 아스팔트 콘크리트 포장 해석시에서는 교통하중에 대한 고려

를 축단위로 포장의 거동을 파악한다. 이에 따라서 교통하중에 대한 축하중 분포가 필

요하다. 이와는 달리 시멘트 콘크리트 포장에서 구조해석시에는 축단위가 아닌 차량단

위로 하중을 고려하여 거동을 파악하며, 특히 <그림 1.6>과 같이 온도차에 의한 슬래

브의 상향 컬링 상태에서는 차량의 앞뒷축의 하중 분포가 필요하다.

이러한 앞뒷축의 하중은 실제 운행하고 있는 화물차의 개별 차량 자료를 이용하는

것이 가장 정확하나, 현실적으로 적용하기에는 어렵다. 이러한 화물차의 앞뒤 하중 분

포 관계는 화물 차량 종류, 화물칸내 화물의 적재 위치, 적재량에 따라 다르게 나타난

다. 실측한 축하중 자료를 이용하여 이를 정량화하였다.

85

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

<그림 1.6> 시멘트 콘크리트 포장의 상향 컬링시 하향

균열 예측 위한 구조해석 형태

a. 승용차(1종)

승용차에 대한 앞뒤 축 상관관계를 분석한 결과, 총중량 대비 앞축의 하중 분담 비

율은 <그림 1.7>에서 보는 바와 같이 최소 45%에서 최대 65%로 나타났으며, 총중량이

변화함에 따라 하중 분담 비율이 변화하는 경향이 보이지 않았다. 이러한 원인으로는

인원 탑승시 앞 또는 뒤좌석에 타는 것은 임의적으로 발생되기 때문이다.

b. 버스(2종)

버스에 대한 앞뒤 축 상관관계를 분석한 결과, 총중량 대비 앞축의 하중 분담 비율

은 크게 중형버스(콤비버스)와 대형버스에 따라 앞축 하중 분담 비율이 변동하였다. 전

자는 평균적으로 앞축의 하중분담 비율이 약 50 %, 후자는 약 35% 정도로 나타났다.

승용차와 마찬가지로, 버스는 인원 수송을 목적으로 하고 있어 총하중에 대한 하중변동

관계가 뚜렷하게 나타나지 않았다.

c. 단일트럭(3~7종)

단일 트럭에 대한 앞뒤 축 상관관계를 분석한 결과, 총중량 대비 앞축의 하중 분담

비율은 <그림 3.7>의 (a)와 같이 나타났다. 총중량이 변화함에 따라 앞축의 하중 분담

비율은 감소하였으며, 총중량이 공차중량일 경우에는 하중분담비율의 변동 폭이 크며,

86

부 록

만적중량으로 갈수록 수렴되는 경향을 보였다. 이는 공차 중량 부근에서는 화물의 편

적재로 인한 하중 분담 비율의 변동때문으로 판단된다.

(a) 단일트럭의 앞축 하중 분담율

(b) 10종 트레일러 트럭의 앞축 하중 분담율

<그림 1.7> 앞축 하중 분담비율

d. 트레일러 트럭(8~12종)

트레일러 트럭에 대한 앞뒤 축 상관관계를 분석한 결과, 총중량 대비 앞축의 하중

분담 비율은 <그림 1.7>의 (b)와 같다. 그림에서 보는 바와 같이, 총중량이 변화함에

87

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

따라 앞축의 하중 분담 비율은 곡선 형태로 감소됨을 알 수 있다. 특징적으로 단일 트

럭에서 나타났던 공차 중량 부근에서 하중 분담 비율의 큰 변동은 보이지 않았다. 즉,

총하중이 증가함에 따라 일정한 변동폭내에서 하중비율이 감소되고 있는 형태로 나타

났다.

(3) 타이어 압력 및 접지 면적

포장 설계를 하기 위해 타이어와 포장면 사이의 접지 면적을 알아야 한다. 일반적으

로 차량의 하중이 증가함에 따라 타이어 접지 면적은 원형에서 타원형으로 넓어지며

그 추세를 나타내면 <그림 1.8>과 같다. 그러나 일반적으로 포장 해석시 접지면적은

축하중을 타이어 압력으로 나눈 값을 사용하는데 이는 포장 거동의 개략적 형태를 알

아보는 것이다.

<그림 1.8> 축하중 크기에 따른 접지 면적의 변화

88

부 록

<그림 1.9> 차량 바퀴 접지면적의 환산

PCA 설계에서는 타원형의 접지 면적을 유한 요소 해석하기에 쉬운 직사각형 면적으

로 환산하는 식을 제안하였다.

           <식 1.1>

여기서, Ac = 타이어 접지 면적

L = 타원형 장축 길이

따라서 위 식을 L 에 대하여 정리하면 식 1.2가 되며 이를 도시한 것이 <그림 1.9>

이다.

   <식 1.2>

89

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

1.8 교통 흐름 특성

차량은 한 지점을 연속적으로 통과하지 않기 때문에 시간대 및 년도별로 교통량의

차이가 발생한다. 이러한 도로상의 차량의 움직임을 나타내는 동적인 특성, 예를 들어

교통량 속도, 지체 등의 분포를 알면 포장 거동을 설명하는 데 많은 도움이 된다. 그

리고 차량의 바퀴는 일정한 분포를 띄며 바퀴 중심값을 축으로 좌우로 변동하며 포장

위를 지나게 된다. 따라서 교통 흐름을 예측하고 주행 특성을 정량화하는 것은 중요하

다.

(1) 교통량 분포

교통량은 도로 포장의 공용성에 많은 영향을 미치는 설계 입력 변수 중에 하나이다.

같은 도로에 축하중 분포가 동일하다고 가정한다면 교통량이 많은 도로의 포장이 조기

에 파손되는 것은 당연하다. 교통량은 일반적으로 이동성에 초점을 맞춘 주간선 도로

인 고속국도나 일반국도가 마을이나 동네 이면도로의 교통량보다 더 많다. 즉 도로의

기능성에 따라 교통량은 차이가 있다. 2008 년도 교통량 통계자료에서 얻은 각 도로별

교통량을 나타낸 것이 <표 1.17>과 같다.

도로 전체를 나타낸 것이기 때문에 세부 구간으로 나눈 것과는 다소 차이가 있다.

즉, 도로가 도심지역을 지나갈 경우 그 곳의 교통량은 상대적으로 많은 반면, 지방부

지역을 지날 경우에는 적을 것이다. 고속국도의 경우 서울외곽선의 교통량이 가장 많

았으며, 경인선이 다음으로 나타났다. 경부선의 경우는 약 7만 5천대로 서울외곽선의

절반 이하의 수준이다. 일반국도의 경우 목포-파주 구간의 평균 교통량이 2만2천여대

였으며, 부산-고성, 거제-포항 순이었다. 지방도의 경우는 경기도의 교통량이 가장 많

았으며, 강원지역이 가장 적었다.

90

부 록

고속국도 교통량 일반국도 교통량 지방도 교통

량

지방도

(국가지원) 교통량

경부선 75,954 목 포 - 파 주 22,740 경기 11,065 고 흥 - 고 창 9,723

남해선 48,067 거 제 - 포 항 20,382 강원 2,457 포 항 - 영 덕 4,541

88선 9,956 고 흥 - 담 양 4,574 충북 3,685 대 구 - 창 원 8,119

서해안선 38,213 여 수 - 용 인 15,827 충남 5,055 남 원 - 거 창 1,440

울산선 43,581 산 청 - 포 항 5,434 전북 4,782 해 남 - 금 산 6,827

익산포항선 13,955 진 해 - 청 주 9,425 전남 3,592 무 안 - 부 산 4,794

논산천안선 27,480 부 안 - 대 구 4,396 경북 2,995 여 수 - 순 천 4,961

호남선 32,061 부 산 - 강 릉 6,523 경남 5,097 천 안 - 파 주 75,793

당진상주선 20,333 거 창 - 파 주 6,730 제주 8,138 대 전 - 문 경 5,622

중부・대전통영선 31,275 예 산 - 공 주 4,737 　　의정부 - 동두천 11,314

제2 중부선 61,329 서 산 - 가 평 19,531 　　김 포 - 인 제 12,346

음성평택선 28,165 신 안 - 부 산 17,407 　　나 주 - 부 산 3,705

중부내륙선 30,956 남 해 - 철 원 15,251 　　통 영 - 칠 곡 5,230

영동선 61,521 군 산 - 경 주 14,450 　　창 녕 - 안 동 3,206

신대구부산선 28,630 마 산 - 철 원 9,637 　　화 성 - 평 창 10,063

동해선 12,400 인 천 - 강 릉 12,063 　　하 남 - 영 양 3,706

서울외곽선 160,315 부 산 - 고 성 20,421 　　해 남 - 원 주 3,063

남해제1지선 41,112 완 도 - 금 산 7,121 　　대 전 - 안 양 17,582

남해제2지선 72,230 진 도 - 구 례 2,948 　　서 천 - 경 주 5,701

제2경인선 86,685 남 해 - 홍 천 4,648 　　부 산 - 울 진 4,569

경인선 124,415 남 원 - 이 천 14,445 　　서 산 - 춘 천 5,820

인천국제공항선 42,480 정 읍 - 순 천 9,903 　　김 포 - 포 천 8,215

호남선지선 29,612 강 진 - 천 안 7,747 　　강 화 - 원 주 21,943

대전남부선 25,474 신 안 - 울 산 5,255 　　남양주 - 춘 천 6,482

구마선 64,351 군 산 - 대 구 6,976 　　태 안 - 청 원 5,828

고창담양선 9,032 고 흥 - 군 산 8,150 　　제 주 - 남제주 13,750

중앙선지선 70,345 영 주 - 포 항 8,016 　　수도권 순환선 17,548

<표 1.17> 각 도로의 AADT(2008)

(2) 차종별 분포

<표 1.18>은 국도 1호선의 차종에 따른 분포를 나타낸 것이다. 포장에 영향을 가장

작게 미치는 1종 차량이 도로 종류에 상관없이 약 60% 이상을 차지하였으며, 다음으로

화물 수송용 소형 트럭인 3종 차량이 많다. 또한 9종이상의 대형 차량의 빈도는 매우

적었다. 이러한 경향은 각 도로의 특성에 따라 달라진다.

(3) 월별 분포

교통량은 <표 1.19>과 같이 매월 변화하며 이는 포장의 누적 손상을 계산하기 위한

91

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

기초 자료가 된다. 아스팔트의 경우 여름철 교통량 분포가 많을 경우 고온으로 인한

포장 파손이 심화되는 반면 겨울철에는 강성이 높아져 여름철보다 상대적으로 파손이

적게 발생한다. 콘크리트 포장에서 슬래브 상하부 온도차가 큰 시기에 교통량이 많을

경우 환경하중과의 복합 영향으로 인해 포장 파손이 가속화 될 것이다. 이러한 의미에

서 월별 교통량 분포는 중요하다.

표에서 월별 교통량 비율은 각 월별로 월 평균 교통량을 연평균교통량으로 나눈 값

을 의미한다. 그 특징을 살펴보면 도심지역의 경우는 10 월과 11월에 가장 교통량이

많았다. 반면 지방의 경우에는 여름철 휴가철인 8월과 행락객들이 많은 봄철 4, 5월

및 가을철 10, 11월의 교통량이 다소 많은 것으로 나타났다.

고속국도

구분 1종 2종 3종 4종 5종 6종 7종 8종 9종 10종 11종 12종

도시 4차로 63.04 3.88 12.22 10.23 3.03 1.89 1.68 0.65 0.11 2.54 0.13 0.60

6차로 이상* 69.83 3.37 11.42 8.21 2.33 1.46 1.05 0.43 0.06 1.55 0.06 0.24

지방 4차로 이상 61.98 5.41 10.12 10.09 3.47 2.05 2.42 0.69 0.05 2.98 0.15 0.60

* : 지방 6 차로 이상의 경우 도심 비율을 사용가능함

일반국도

구분 1종 2종 3종 4종 5종 6종 7종 8종 9종 10종 11종 12종

도시 2차로 71.98 2.05 14.13 4.80 2.89 1.64 0.25 0.18 0.02 2.01 0.02 0.03

4차로이상 73.10 2.40 15.00 6.07 1.51 0.97 0.23 0.16 0.02 0.46 0.01 0.05

지방 2차로 66.12 2.67 17.73 7.08 1.92 2.22 0.54 0.37 0.04 1.14 0.04 0.13

4차로 이상 69.82 2.87 15.62 6.13 1.96 1.55 0.47 0.37 0.04 1.03 0.04 0.10

지방도

구분 1종 2종 3종 4종 5종 6종 7종 8종 9종 10종 11종 12종

도시 2차로 65.34 3.61 18.88 5.94 3.04 1.69 0.58 0.24 0.10 0.40 0.11 0.07

4차로 이상 78.44 2.89 11.79 3.80 1.35 0.61 0.29 0.10 0.07 0.37 0.19 0.11

지방 2차로 59.03 3.69 26.36 4.85 3.00 2.12 0.41 0.12 0.04 0.29 0.04 0.05

4차로 이상 71.36 2.84 17.00 3.73 2.19 1.61 0.51 0.13 0.10 0.40 0.07 0.07

<표 1.18> 도로등급별 차종 비율 (%)

92

부 록

구분 1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월

도시 2차로 0.91 0.88 0.99 1.03 1.02 0.99 0.92 1.01 1.08 1.10 1.08 0.99

4차로이상 0.92 0.93 0.99 1.02 1.03 1.01 0.93 1.01 1.06 1.03 1.07 1.00

지방 2차로 0.94 0.85 0.95 1.03 1.03 0.98 0.96 1.11 1.03 1.12 1.03 0.97

4차로이상 0.92 0.85 0.92 1.00 1.02 0.99 0.97 1.16 1.05 1.12 1.03 0.97

평균값 0.92 0.88 0.96 1.02 1.03 0.99 0.95 1.07 1.06 1.09 1.05 0.98

<표 1.19> 월별 교통량 비율

(4) 시간대별 분포

시간대별 분포는 월별 분포와 마찬가지로 온도하중과 교통하중의 중첩으로 인한 포

장 파손과 누적 손상 계산시 해석 시간을 줄이기 위한 그룹화의 근거가 된다. 아스팔

트 콘크리트 포장의 경우, 밤과 낮동안의 포장체 온도가 달라지면, 결국 재료의 탄성

계수에 영향을 미친다. 시멘트 콘크리트 포장은 시멘트 콘크리트 슬래브의 깊이별 온

도차에 의해 발생하는 컬링의 방향이 달라져 파손을 예측하는 방법이 달라지게 된다.

따라서 시간대별 교통량을 구분하여 설계에 반영하여 보다 정확한 포장 설계를 할 수

있을 것이다.

93

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

시간대

시간별 교통량

변동 계수 시간대

시간별 교통량

변동 계수

2차로 4차로이상 2차로 4차로이상

00:00 ~ 01:00 1.12 1.43 12:00 ~ 13:00 6.12 5.27

01:00 ~ 02:00 0.75 0.94 13:00 ~ 14:00 6.55 5.69

02:00 ~ 03:00 0.58 0.69 14:00 ~ 15:00 7.02 6.00

03:00 ~ 04:00 0.53 0.58 15:00 ~ 16:00 7.29 6.09

04:00 ~ 05:00 0.70 0.65 16:00 ~ 17:00 7.43 6.20

05:00 ~ 06:00 1.25 1.18 17:00 ~ 18:00 7.48 6.80

06:00 ~ 07:00 2.53 2.92 18:00 ~ 19:00 7.13 7.09

07:00 ~ 08:00 4.14 5.84 19:00 ~ 20:00 5.49 5.89

08:00 ~ 09:00 5.13 6.49 20:00 ~ 21:00 4.14 4.73

09:00 ~ 10:00 5.12 5.36 21:00 ~ 22:00 3.30 3.97

10:00 ~ 11:00 5.90 5.55 22:00 ~ 23:00 2.40 3.04

11:00 ~ 12:00 6.24 5.50 23:00 ~ 24:00 1.65 2.10

<표 1.20>도시지역의 시간별 교통량 변동 계수

시간대

시간별 교통량

변동 계수 시간대

시간별 교통량

변동 계수

2차로 4차로이상 2차로 4차로이상

00:00 ~ 01:00 0.87 1.11 12:00 ~ 13:00 6.51 6.03

01:00 ~ 02:00 0.57 0.74 13:00 ~ 14:00 7.06 6.46

02:00 ~ 03:00 0.41 0.56 14:00 ~ 15:00 7.47 6.86

03:00 ~ 04:00 0.36 0.5 15:00 ~ 16:00 7.57 6.99

04:00 ~ 05:00 0.47 0.62 16:00 ~ 17:00 7.53 7.02

05:00 ~ 06:00 0.91 1.17 17:00 ~ 18:00 7.42 7.18

06:00 ~ 07:00 2.32 2.59 18:00 ~ 19:00 7.11 7.08

07:00 ~ 08:00 4.13 4.55 19:00 ~ 20:00 5.07 5.44

08:00 ~ 09:00 5.66 5.67 20:00 ~ 21:00 3.64 4.15

09:00 ~ 10:00 5.65 5.44 21:00 ~ 22:00 2.82 3.32

10:00 ~ 11:00 6.42 6.12 22:00 ~ 23:00 2.01 2.43

11:00 ~ 12:00 6.67 6.3 23:00 ~ 24:00 1.34 1.67

<표 1.21> 지방지역의 시간별 교통량 변동 계수

94

부 록

<표 1.20>과 <표 1.21>은 도시지역과 지방지역의 시간대별 교통량 분포 비율을 나타

낸 것이다. 시간별 교통량 변동률은 일일 교통량을 100%로 가정하였을 때, 각 시간대

별로의 비율을 나타낸다. 시간대별 교통량은 앞서 산출한 차종별 연평균일교통량에 시

간별 교통량 변동계수를 곱해서 계산한다. 표에서와 같이 교통량은 새벽과 심야에는

적은 반면 출퇴근 시간 및 주간에 집중되어 있다. 이러한 경우 3 그룹으로 나눌 수 있

을 것이다.

(5) 차량의 Wandering

도로를 주행하는 차량은 주행하면서 좌․우 바퀴를 통해서 포장체와 상호작용을 한다.

차량이 주행할 때 좌측 차선 표시와 좌측바퀴, 우측 차선 표시와 우측바퀴 사이에는

각각 여유폭들이 발생한다. 이 여유폭들은 모든 차량들이 동일 궤적을 갖고서 이동하

지 않기 때문에 차량마다 서로 다른 값들을 갖는다. 이와 같이 통과하는 차량들이 서

로 다른 차량궤적을 갖는 것을 혹은 차량바퀴의 횡방향 변동을 원더링(Wandering 혹

은 Lateral placement)이라 정의하고 있다. 이런 현상은 차량하중의 분산 효과로 이어

지므로 포장체에 가해지는 손상정도가 달라지게 된다. <그림 1.10>은 차량의

Wandering 개념을 설명한 것이다.

<그림 1.10> 차종에 따른 Wandering 분포 및 중첩효과

95

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

차량 Wandering 현상은 차량종류, 차량 바퀴사이의 거리, 차선폭에 따라 수평방향

으로 일정한 폭을 가지고 정규분포 형상을 나타내는 특성이 있다. 따라서, 교통량을

보다 합리적으로 정량화하기 위해서는 지금까지의 차량이 동일한 궤적을 주행한다는

가정하에서 수행된 교통량 정량화 개념에서 벗어나 차량 Wandering 현상에 대한 고려

가 필요하다. <그림 1.10>에서 좌측의 그래프는 차종별 차량 궤적 변동이 일정폭을

기준으로 정규분포를 나타내고 있음을 보여주고 있다. 또한, <그림 1.10>의 우측그림

은 동일 슬래브에서 바퀴하중이 P1에서 P5로 이동함에 따라 P1 하부의 한 지점(A)에

미치는 영향을 나타내고 있다. 바퀴하중 P1이 지점 A의 발생 응력에 미치는 영향을

100으로 가정했을 때 P2는 80, P3는 60과 같이 A 지점에 영향을 미친다는 것을 하나

의 예로 나타낸 것이다.

도로포장 설계에서는 차량 궤적 변동을 고려하기 위해서는 국내 차종별 바퀴간 거리

를 조사하고 차종별 주행성향 및 차량 궤적 변동을 조사하였다. 조사된 자료를 근거로

주행차로를 기준으로 차종별 차량 궤적 변동 범위를 구하고 통계적 방법을 이용하여

차종별 차량 궤적 변동 분포를 제시하였다. 이때의 차종별 통계적 분포 비율을 산정하

여 교통량 정량화에 적용한다. <표 1.22>는 12종 차종분류에 따른 차량의 바퀴의 위치

와 표준편차를 나타낸 것이다.

차로폭(m) 차종 전폭

좌측 바퀴 우측 바퀴

위치(cm) 표준편차 위치(cm) 표준편차

3.25m

1종 171.8 65.63 19.76 232.42 18.07

2종 243.6 19.66 11.14 256.84 9.45

3종 172.9 64.94 19.63 232.79 17.94

4종 225.3 31.38 13.34 250.61 11.65

5종 249.4 15.99 10.46 258.79 8.77

6종 249.2 16.08 10.47 258.74 8.78

7종 247.8 17.03 10.65 258.24 8.96

8종 249.0 16.23 10.50 258.66 8.81

9종 249.0 16.23 10.50 258.66 8.81

10종 249.5 15.91 10.44 258.83 8.75

11종 249.5 15.91 10.44 258.83 8.75

12종 249.5 15.91 10.44 258.83 8.75

<표 1.22> 차종별 도로폭에 따른 원더링

96

부 록

1.9 교통수요 예측

교통 수요 예측 방법에는 4단계 추정법(4 steps Method), 개략 수요 추정법, 직접

수요 추정법, 개별형태별 수요 추정법 등이 있다. 이 방법 중 가장 많이 사용되고 있

는 예측 모형으로 대표되는 것이 4단계 추정법이다. 이 방법은 통행 발생(Trip

Generation), 통행 분포(Trip Distribution), 수신 분담(Mode Choice), 통행 배정

(Assign Trips) 의 4단계로 나누며 각 과정 및 사용되는 모형을 살펴보면 다음과 같

다. 통행 발생은 단위 지역에서 발생하는 통행과 도착되는 통행을 추정하는 단계로 증

3.50m

1종 171.8 77.52 26.61 244.34 26.11

2종 243.6 44.47 16.55 283.13 15.33

3종 172.9 77.02 26.45 244.92 25.95

4종 225.3 52.90 19.11 273.23 18.08

5종 249.4 41.84 15.75 286.22 14.47

6종 249.2 41.91 15.77 286.14 14.50

7종 247.8 42.59 15.98 285.35 14.72

8종 249.0 42.01 15.80 286.02 14.53

9종 249.0 42.01 15.80 286.02 14.53

10종 249.5 41.78 15.73 286.29 14.46

11종 249.5 41.78 15.73 286.29 14.46

12종 249.5 41.78 15.73 286.29 14.46

3.60m

1종 171.8 90.91 23.89 258.32 24.31

2종 243.6 65.05 13.83 302.14 14.25

3종 172.9 90.52 23.73 258.99 24.15

4종 225.3 71.64 16.39 290.97 16.81

5종 249.4 62.99 13.03 305.64 13.45

6종 249.2 63.04 13.05 305.55 13.47

7종 247.8 63.57 13.26 304.65 13.68

8종 249.0 63.12 13.08 305.41 13.50

9종 249.0 63.12 13.08 305.41 13.50

10종 249.5 62.94 13.01 305.72 13.43

11종 249.5 62.94 13.01 305.72 13.43

12종 249.5 62.94 13.01 305.72 13.43

97

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

감률법, 원단위법, 분류분석법, 교통분석법, 회귀 분석법을 사용한다. 통행 분포는 추

정된 통행 발생량을 단위 지역간의 통행으로 배분하는 단계로 성장인자모형, 중력모

형, 확률배분모형 등이 있다. 수단 분담은 단위 지역간에 배분된 기종점 통행을 이용

자가 선택 가능한 교통 수단별 비율로 자정하는 단계로 통행단 모형. 통행 교차 모형

등이 있다. 마지막으로 통행 배정은 각 교통 수단별 기종점 통행을 대상지역 내 교통

망에 배정하는 것으로 전량 노선 배정기법, 용량 제약 통행 배정 방법 등이 있다. 요

즘에는 ITS와 관련되어 보다 정확한 예측 방법들이 개발되고 있다. 이러한 교통수요

예측은 장래의 교통수요를 합리적으로 예측할 수 있도록 한다.

교통량 추정 방법 계산식

증가율 미적용 'a' 년 후의 교통량 = 1.0 * 기준년도 교통량

선형 증가율 적용 'a' 년 후의 교통량 = 증가율 * a * 기준년도 교통량

비선형 증가율 적용 'a' 년 후의 교통량 = 기준년도 교통량 * (증가율)a

5년 추정교통량 적용 기준 년도에서 5년 주기의 추정 교통량을 사용자가 입력한

후 보간법을 사용하여 연도별 추정.

<표 1.23> 시간에 따른 교통량 추정 방법

교통량

공용 연수

A

B

C

도로의

최대 교통용량

<그림 1.11> 교통량 수요 예측의 방법 및 한계

98

부 록

하지만 위와 같은 교통수요 예측 방법들에도 문제가 있다. 일반적으로 도로의 최대

교통용량은 한계가 있다. 즉, <그림 1.11>에서와 같이 실제 교통량은 도로가 감당할 수

있는 최대 교통량에 도달한 후부터는 더 이상 증가하지 않는 것이다. 하지만 교통수요

예측 모형을 통해 계산된 결과가 도로의 최대 교통용량 이상일 경우가 있으며 이를 설

계에 반영할 경우 포장은 과다 설계가 될 것이다. 따라서 이와 같은 예측모형의 한계

를 분명히 인식하고 포장 설계에 적합하게 수정해야 할 것이다.

1.9.1 방향 및 차로분배계수

앞서 살펴본 차종별 연평균 일교통량은 도로 내 방향 및 모든 차선을 포함한 교통량

으로 설계 시 방향 및 차로에 대한 교통량으로 환산하여야 한다. 설계차로 교통량은

차종별 연평균일교통량에 방향분배계수(Directional Distribution Factor, DD)와 차로분

배계수(Lane Distribution Factor, DL)를 곱하여 계산한다. <식 1.3>은 차종별 설계차

로 교통량 환산식이다.

<식 1.3>

여기서, = i 차종에 대한 설계차로 연평균 일교통량

= i 차종에 대한 연평균 일교통량

= 방향분배계수

= 차로분배계수

위 식에서 사용되고 있는 방향분배계수는 중방향 교통량을 전체 교통량으로 나누어

계산하고, 차로분배계수는 2차로 이상(1방향)일 경우에 차로 간 교통량 분담율로 계산

한다. 도로포장 설계에서는 방향 및 차로 분배 계수의 적용 값은 설계자의 판단 하에

<표 1.24>와 같은 범위 내에서 결정하도록 하였다. 설계 신뢰도를 높이기 위한 교통

량 현황조사를 실시할 때는 방향 및 차로에 대한 교통량을 추가적으로 수집하여 설계

99

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

에 반영할 수도 있다.

구분

방향 분배 계수

제시값

구분 편도 차로수

차로분배계수

제시값

고속국도

일반국도

지방도

0.5~0.55

고속국도

4 0.35～0.45

3 0.45～0.55

2 0.7～0.9

일반국도,

지방도

4 0.5～0.8

3 0.6～0.7

2 0.8～0.9

<표 1.24> 방향 및 차로 분배 계수 범위 값

1.10 교통하중 정량화 방법

실제 교통량은 혼합 교통량으로 각각의 차량을 설계에 직접 사용하기에는 컴퓨터가

보편하게 적용되기 전에는 문제가 있었다. 따라서 교통량을 포장 설계에 적합하게 만

들기 위한 다양한 접근 방법이 이뤄졌다.

■ 축하중법 : 가장 단순한 경우로 축하중의 선형 비율에 따라 등가치를 구하는

경우 혹은 지수승으로 정의하였다. 개념이 단순하다는 장점이 있지만 실제 포

장의 거동이나 공용성에 근거하지 않은 값이므로 현실적으로 타당하지 않다.

예 : 10톤 축하중이 한번 통과시 20톤 축하중은 10톤 축하중이 두 번 통과한 것으

로 정량화

■ 거동법 : 포장체에 발생하는 응력 혹은 변형률이나 처짐을 기준으로 하여 등가

치를 구하는 방법은 개념적으로 단순하지만 사용 목적에 따라 온도 영향을 고려

하는 경우 그 결과가 달라지는 단점이 있다. 다음은 혼합 교통량을 단일 교통하

100

부 록

중으로 바꾸어 주는 등가치를 구하는 것은 다양한데 정리하면 다음과 같다.

예 : 10톤의 기준 축하중이 10cm 포장위를 통과할 때 발생응력이 “1“ 이라고 하면

15 톤 축하중이 통과시 ”2“ 라는 응력이 발생했다. 이때 15톤 축하중의 등가

치는 ”2“이다.

■ 공용성에 근거한 개념 : 기준 축하중의 차량이 한번 통과시 포장이 경험하는

공용성 저감에 근거하여 다른 차종에 대한 상대적인 상수값을 만들어 사용하는

정량화 방법이다. 대표적인 것으로는 기존의 1993 AASHTO 설계지침 에서 사

용하는 등가단축하중(ESAL: Equivalent Single Axle Load)이 있다.

■ 축하중을 직접 이용: 실제 현장에서 차량의 축하중을 고정식 혹은 이동식 축중

계를 이용하여 직접 축하중과 접지압 등의 입력하는 방법으로 2002 AASHTO

설계 지침에서 사용하고 있다.

1.10.1 도로포장 구조 설계의 교통하중 정량화

도로포장 구조 설계에서는 교통 하중을 정량화하기 위해 계층적 접근 방법을 이용한

다. 계층적 접근 방법은 각 설계수준별로 입력변수를 구분하고 설계수준별 입력변수에

대해서는 서로 독립적으로 고려한다는 개념이다. 도로포장 구조 설계에서 교통하중을

정량화하여 포장 설계에 사용하는 개념도는 다음과 같다.

(1) 연평균일교통량(AADT)

해당 설계 지역의 연평균일교통량(AADT)을 조사 및 예측하여 예상되는 교통량을 산

정한다. 포장 설계에 사용되는 연평균일교통량은 도로 계획에서 산출된 초기년도부터

계획목표년도까지의 매년 평균일 교통량 중 초기년도 값을 기준으로 사용한다.

101

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

(2) 차종별 구성 비율

<그림 1.12> 도로포장 설계의 교통량 산출 개념도

국내 차종 분류 기준인 12종 차량의 각 교통량 비율을 산정한다. 이 자료는 실측하

여 사용하거나 도로포장 설계 프로그램 내에 탑재된 자료를 이용한다. 차종별 구성

비율이 필요한 이유는 차종형태별로 포장에 미치는 영향이 다르기 때문에, 이에 대한

차종별 교통량을 산출하여 포장의 파손량을 계산하여야 하기 때문이다.

(3) 설계차로 교통량 산출

앞에서 산출된 차종별 연평균 일교통량에 방향 및 차로에 대한 교통량으로 환산하여

야 한다. 그 방법은 앞서 살펴본 <식 1.3>과 같이 각 차종별 교통량에 차로 및 방향

분배계수를 곱하여 산출한다.

(4) 시간별 교통량 변동률

도로포장 설계에서는 각 시간대별 교통량을 고려하여 포장 파손을 예측한다. 각 차

종별 시간대별 교통량은 차종별 설계 교통량에 시간별 교통량 변동계수를 곱해서 계산

한다.

102

부 록

(5) 월별 교통량 변동률

각 월별로 월 평균 교통량을 연평균교통량으로 나눈 값으로 매달 해당 도로를 통과

하는 교통량이 다른 점을 고려하기 위함이다.

(6) 차종별 축하중 분포에 따른 교통량 산정

동일 차종, 시간대, 월 등이 동일하더라도 축하중 분포가 다르기 때문에 이를 고려

한다. 앞서 살펴본 바와 같이 도로포장 구조 설계에는 각 차종 및 축에 따른 축하중

분포 자료가 내장되어 있다.

(7) 원더링 분포

원더링 효과를 고려하기 위해 정규분포형태의 이격 거리를 설계에 고려한다.

(8) 교통량 증가 추정

교통량 증가 추정 방법은 앞서 살펴본 바와 같이 4가지 방법이 있으며, 설계 기간

동안의 예상되는 교통량 증가율을 결정한다.

1.11 교통하중 정량화 로직

도로포장 구조 설계에서 교통 하중관련 일반 로직을 표현한 것이 <그림 1.13>과 <그

림 1.14>이다. 세부로직에 대한 설명은 다음과 같다.

(1) 설계 지역을 도심부, 지방부로 구분한다. 설계 대상 지역의 도로 등급을 설정하고

해당 등급에 따른 설계 속도 정보를 입력한다. 그리고 하루의 교통량 중 유사한

패턴 및 포장체 온도를 나타낼 것으로 예상되는 시간들을 그룹화한다.

(2) 연평균 교통량 정보를 입력하고 교통량 증가율을 4가지 옵션 중에서 선택한

다.

(3) 방향 계수 및 차로 계수를 데이터 베이스에서 불러오거나 입력한다.

103

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

(4) 각 차종별 구성비, 시간에 따른 교통량, 월별 교통량 변화율 데이터 베이스에

서 불러오거나 직접 입력한다.

(5) 각 입력 변수들을 이용하여 설계 차로의 각 차종별의 시간 및 월별 교통량을

계산한다.

(6) 각 차종별 축하중 정보를 데이터 베이스에서 불러 들이고 이를 정보화한다.

(7) 차종별 축하중을 각 축종류로 다시 재분류한다.

(8) 시간에 따른 교통량 정보를 바탕으로 시간대 그룹에 해당하는 통과 축수, 하중

정보를 계산한다. 매월에 대한 정보를 산정한다.

(9) 교통량 증가율을 고려하여 1년 단위로 교통량 증가율을 고려하여 (8)번 과정을

재계산한다. 이를 통해 설계 기간 동안의 교통량 정보 전체를 계산한다.

(10) 설계 기간 동안의 교통량 정보를 구조해석의 입력 변수로 사용한다.

시멘트 콘크리트 포장의 경우는 (10)의 과정이후에 다음과 같은 과정을 거쳐 시멘트

콘크리트 포장 설계에 적용할 교통입력 변수를 구한다.

(11) 시간 및 컬링 시간에 따른 교통량 정보를 바탕으로 컬링 그룹에 해당하는 각

차종의 통과 대수, 하중 정보를 계산한다. 매월에 대한 정보를 산정한다.

(12) 상향 컬링일 경우 차량의 앞축과 뒷축의 상관관계 정보를 호출한다.

(13) 원더링 데이터를 불러 들여 차량 및 차로폭에 따른 원더링 계수를 곱한다.

(14) 교통량 증가율을 고려하여 1년 단위로 교통량 증가율을 고려하여 교통량을 재

계산한다. 이를 통해 설계 기간 동안의 교통량 정보 전체를 계산한다.

(15) 설계 기간 동안의 교통량 정보를 구조해석의 입력 변수로 사용한다.

시멘트 콘크리트 포장과 달리 아스팔트 콘크리트 포장의 경우는 하중재하 속도에 따

라 물성이 변화하기 때문에 이를 고려하기 위해서 (1)에서 입력한 설계속도 정보를 바

탕으로 <그림 1.15>에서 보여지듯이 아스팔트 각 층에서의 하중 주파수를 계산한다.

그 정보를 아스팔트 재료의 동탄성계수를 예측하는 모듈로 보낸다.

104

부 록

<그림 1.13> 도로포장 구조 설계 교통하중 로직 (1)

105

부록 1. 도로 등급별 축하중 분포

도로포장 구조 설계 요령

<그림 1.14> 도로포장 구조 설계 교통하중 로직 (2)

106

부 록

<그림 1.15> 아스팔트 포장의 하중주파수 계산 로직