8-1

포 장

 

 

	제29조(포장) ① 차로, 측대, 길어깨, 보도 및 자전거도로 등은 안정성 및 시공성 등을 고려하여 적절한 재료와 두께로 포장해야 한다. ② 차로 및 측대는 교통량, 노상의 상태, 기후조건, 경제성, 시공성 및 유지관리 등을 고려하여 자동차가 안전하고 원활하게 통행할 수 있는 공법으로 포장해야 한다.

 

 

8-1-1 개요

차로, 측대, 길어깨, 자전거도로 및 보도는 적절한 공법으로 포장하는 것을 원칙으로 한다. 그러나 교통량이 극히 적은 경우 등 특별한 사유로 부득이한 경우에는 간이 포장 또는 골재다짐 포장으로 할 수 있다.

여기에서 말하는 포장이란, 설치 장소를 통과할 것으로 예상되는 교통하중에 충분히 견딜 수 있는 구조의 것을 말하며, 이 중에 차로 포장은 원칙적으로 ｢도로포장 구조 설계요령(국토교통부)｣, ｢도로포장 구조 설계 해설서(국토교통부)｣, ｢2011도로포장통합지침(국토교통부)｣에 규정되어 있는 구조를 가진 것이어야 한다. 또한 간이 포장에 관해서도 동일 지침의 규정을 참조하며, 보도 포장의 경우는 ｢보도 설치 및 관리지침(국토교통부)｣, 자전거도로는 ｢자전거 이용시설 설치 및 관리지침(국토교통부)｣을 참조한다.

아스팔트콘크리트 포장과 시멘트콘크리트 포장 등의 적용에 대하여는 각각 다른 특성을 갖고 있기 때문에 정량적으로 그 우열을 가리기에는 용이하지 않으므로 기후 조건, 지역 조건, 대형자동차 혼입률, 연약지반 존재 유무, 재료 구득의 용이성 및 시공성 등을 면밀히 검토한 후 적절한 공법을 선정하여 적용해야 한다.

포장의 형식 선정은 교통의 규모와 구성, 토질 특성, 기후 조건, 지역 조건, 사용 가능한 재료, 에너지 보존, 환경 보존, 공사비, 유지관리비 등을 고려하여 이루어진다.

포장에는 아스팔트콘크리트 포장, 시멘트콘크리트 포장, 간이 포장, 비포장 등 다양한 형태 및 공법이 있다. 교통의 규모가 대규모인 경우에는 다양한 날씨 조건에도 자동차의 주행이 부드럽고, 미끄럼 방지의 특성이 뛰어난 공법을 선정해야 한다.

포장은 노면의 특성과 일정한 단면을 유지하고, 통행이 예상되는 자동차의 규모와 중량을 지탱해야 하며, 불필요한 유지‧보수와 그에 따른 교통 장애를 최소한으로 줄일 수 있어야 한다.

간이 포장은 아스팔트콘크리트 포장 및 시멘트콘크리트 포장과 거의 동일한 기준을 적용한다. 비포장이란 노면의 표면에 안정된 흙, 조개, 쇄석, 자갈 등의 재료를 사용한 포장이 해당된다.

기하구조 설계와 관련한 중요한 특징으로는 노면이 그 형태와 규격을 유지하는 능력, 배수 능력, 미끄럼 방지 능력, 운전자에게 미치는 영향 등을 들 수 있다. 아스팔트콘크리트 포장 및 시멘트콘크리트 포장과 같은 포장은 노면 형태에 대한 유지력이 좋고, 안정된 노상에 위치할 경우 길어깨가 구조적으로 안정되며, 포장의 평탄성 확보와 횡단경사의 설치가 용이하므로 운전자가 운전대를 쉽게 조종하고, 자동차의 진로를 정확히 유지할 수 있다.

8-1-2 포장 설계

포장의 설계는 교통량, 노상토의 지지력, 기상 조건 등을 충분히 고려하여 자동차가 안전하고 원활하게 통행할 수 있는 구조로 한다. 그러나 포장은 대단위 면적에 걸쳐 시공되고, 파손되었을 때 그 유지‧보수도 구조물에 비하여 비교적 용이하므로 교량 등의 구조물보다는 비교적 안전율을 낮게 취한다.

즉, 도로의 성격에 따라 장래 교통량의 추정이 매우 곤란한 경우도 있으므로 포장을 설계할 때 구조물과 같은 수준의 안전율을 고려하게 된다면 많은 건설비가 소요되므로 합리적인 설계라고 할 수 없다.

따라서, 포장 설계에 있어서는 포장 수명을 너무 길게 잡지 않고 예상을 초과하는 교통하중에 적응할 수 있도록 필요에 따라 덧씌우기 등의 공법으로 보강해가는 방법을 많이 채택하고 있으며, 특히 아스팔트콘크리트 포장인 경우에는 이 점이 강조되고 있다.

차로의 포장 표면은 미끄럽지 않으며 내구성이 커야 한다. 또, 적설지역에서는 타이어체인으로 인하여 포장 표면이 손상을 받는 일이 많으므로 마모에 대한 저항성도 커야 한다.

측대는 자동차의 바퀴가 지나가는 경우가 많으므로 차로와 동일한 기능을 갖는 구조로 하며, 노면표시 등으로 구분한다.

길어깨(측대 제외)는 차로에 비하면 일반적으로 자동차의 바퀴가 지나가는 빈도가 적으므로 길어깨 포장의 구조는 원칙적으로 차로와는 다른 구조로 할 수 있다.

고속국도 인터체인지의 루프 연결로와 같이 본선에 비하여 평면곡선 반지름이 현저하게 작거나 길어깨에 자동차의 주행이 빈번하리라 예상되는 구간은 길어깨의 포장을 차로와 동일한 구조로 한다.

자전거도로, 자전거·보행자 겸용도로 및 보도 등은 설계하중이 작으므로 간단한 구조로 설계할 수 있다. 또한, 포장된 도로와 포장되지 않은 도로가 교차, 연결 및 접속되는 경우에 포장되지 않은 도로는 접속부로부터 일정 구간을 포장해야 한다. 이 경우 접속 구간의 포장 길이는 교차하는 비포장 도로의 종단경사와 교통량 등의 조건에 따라 다르지만 포장 도로의 노면에 토사 등이 심하게 묻어나지 않을 정도의 길이 또는 자동차의 원활한 진입과 교차로의 원활한 통행을 위하여 노면표시를 설치하는데 필요한 길이로 한다.

국내 도로포장은 교통량의 증가와 더불어 중자동차, 저속 주행 등으로 파손이 심화되고 있으며 국내 현실을 고려하지 않은 이전 포장 설계법의 적용 구간은 실제로 공용 수명 저하의 문제점으로 나타나기 시작하였다. 이러한 문제점들을 극복하기 위하여 국내에서 역학적 이론과 현장의 공용성 자료를 바탕으로 한 역학적-경험적 설계법을 개발하였다. 역학적-경험적 설계법은 도로포장이 시공되는 지역에 적합한 포장 형식을 결정하고, 가능한 각 포장층 두께, 재료, 환경 및 교통 조건을 조사하여 입력한다. 구조해석 모형을 통하여 포장 구조체의 역학적 거동을 분석하고, 피로 이론을 적용하여 포장의 파손 및 공용성을 예측한다. 프로그램을 통하여 예측한 공용성 결과가 기준을 만족할 경우에는 설계 대안으로 분류가 되고, 만족하지 못할 경우 두께 설계나 재료 조건을 달리하여 가능 대안을 찾아야 한다. 일련의 과정을 통하여 다양한 설계 대안들이 도출되고, 대안들의 경제성 분석을 통하여 최종 대안을 결정하게 된다.

포장구조의 설계는 역학적-경험적 개념에 근거한 도로 포장설계 프로그램을 활용하도록 한다. 또한 정확한 설계를 위하여 각각의 포장 설계 조건에 적합한 설계 자료를 적용하도록 하며, 설계 자료는 설계 등급, 환경 조건, 교통 조건, 재료 물성, 포장층의 두께, 공용기간과 공용성 기준 등으로 구분된다. 다음은 아스팔트콘크리트 포장 및 시멘트콘크리트 포장에 대한 전반적인 설계 과정이다.

아스팔트콘크리트 포장의 포장구조 설계는

① 지역의 조건에 적합한 포장 단면을 가정하여 선정한 다음, 예비설계(trial design)를 다음과 같이 실시한다.

② 교통량, 환경 조건 및 재료 물성과 관련된 입력 변수들을 입력한다.

③ 설계 해석 프로그램 내의 구조해석 프로그램 모듈에 의해 포장 단면의 구조적 거동(structural responses)을 계산한다.

④ 설계기간 동안 유지되어야 할 공용성 기준을 설정한다. 즉, 아스팔트콘크리트 포장의 피로균열, 영구변형 및 국제평탄성지수(IRI, international roughness index)의 허용기준을 설정한다.

⑤ 설계 해석 프로그램 내의 공용성 해석 프로그램 모듈을 이용하여 포장 손상을 계산하고, 전체 설계기간에 대하여 누적된 손상도를 계산한다.

⑥ 예비설계의 결과가 공용성(피로균열, 영구변형, 국제평탄성지수) 기준에 적합한지를 평가한다.

⑦ 예비설계가 공용성 기준을 만족하지 못하면, 예비설계의 단면을 변경한 후 다시 위의 ②항부터 ⑥항까지의 과정을 반복하여 해당 설계 단면이 공용성 기준을 만족할 때까지 수행한다.

⑧ 설정한 공용성 기준을 만족시키는 설계 단면은 구조적 및 기능적 측면에서 시공 가능한 시스템이어야 하고, 다른 대안 단면들에 대한 추가적인 예비설계를 수행한다. 이러한 설계 대안들에 대하여 생애주기비용 분석을 위한 경제성 평가를 실시하여 최적 대안을 선정한다.

⑨ 예비설계가 공용성 기준을 만족하면 대안 단면의 하나로 선정하고, 추가로 재료 및 대안 단면에 대하여 ②항부터 ⑥항까지의 과정을 반복한다.

시멘트콘크리트 포장의 포장구조 설계는

① 지역의 상태에 적합한 예비설계를 한다. 교통량, 기후 조건, 토질 조건, 포장층의 조합, 시멘트콘크리트 및 다른 재료 물성, 그리고 설계 및 시공 조건 등을 고려한다.

② 해석에 필요한 교통량, 재료, 기후 등의 인자들에 대한 월별 입력값을 산정한다.

③설계를 종료할 때 유지되어야 할 균열 및 국제평탄성지수(IRI)에 대한 허용 기준을 선정한다.

④ 불연속면 설계를 수행한다. 줄눈 간격, 타이바/다웰바, 줄눈채움재 설계를 진행하고, 예비설계를 할 때 가정한 불연속면 설계와 허용 범위 내에 있을 때 다음 단계로 진행되는 반면 범위 외에 있을 경우, 다시 줄눈 설계로 되돌아가서 ②항, ④항을 반복 수행한다.

⑤이 설계에서 제시된 회귀분석 식을 이용하여 포장의 구조적 거동을 계산한다, 전체의 설계기간에 대하여 각 축 형태 및 하중에 따른 각각의 한계응력을 반복 계산한다.

⑥개발한 피로손상(fatigue damage)모형을 이용하여 매월별로 포장의 손상을 예측한다.

⑦ 전체의 설계기간에 대하여 매월별로 누적된 손상을 계산한다.

⑧누적 손상을 이용하여 시멘트콘크리트 포장의 균열을 계산한다, 더불어 추정된 스폴링(spalling)과 균열률을 이용하여 해당 연도의 평탄성을 계산한다.

⑨ 예비설계의 기대 공용성을 주어진 신뢰도 수준에서 적합한지를 평가한다.

⑩ 예비설계가 공용성 기준을 만족하지 못하면 설계를 변경한 후 다시 위의 ③항부터 ⑨항까지의 과정을 반복하여 그 설계가 공용성 기준을 만족할 때까지 수행한다.

⑪ 목표한 공용성 기준을 만족시키는 설계는 구조 및 기능적 측면에서 실행 가능해야 한다. 다른 대안 단면들을 추가로 작성한 후, 각 대안 단면들의 생애주기비용 분석 및 경제성 분석을 수행하여 최적 대안을 선정한다.

포장구조 설계에 대한 상세한 내용은 ｢도로포장구조설계요령(국토교통부)｣, ｢도로포장구조설계해설서(국토교통부)｣를 적용하고, ｢2011도로포장통합지침(국토교통부)｣, ｢아스팔트콘크리트 포장 시공 지침(국토교통부)｣, ｢시멘트콘크리트 포장 시공 지침(국토교통부)｣ 등을 참조한다.

 

그림 8-1 아스팔트콘크리트 포장의 구성과 각층의 명칭

아스팔트콘크리트 포장은 그림 8-1과 같이 노상 위에 보조기층, 기층, 중간층 및 표층(마모층 포함)으로 구성된다. 표층에 작용하는 하중을 기층에 균일하게 전달하는 기능을 갖는 중간층은 본래 구조적인 의미로 사용되는 것이 아니라 표층과 기층의 중간에 위치하는 층이라는 기능적인 의미를 가진다, 이러한 중간층의 필요성은 상대적으로 저급한 기층을 사용할 경우 기층의 파손에 기인한 표층의 조기 파손을 방지하기 위하여 설치하므로 반드시 필요하지는 않으며 선택적으로 사용할 수 있다.

노상은 포장층의 기초로서 포장에 작용하는 모든 하중을 최종적으로 지지해야 하는 층이다. 노상은 상부 다층 구조의 포장층을 통하여 전달되는 응력에 따라 노상에서 과잉 변형 또는 변위를 일으키지 않는 최적 지지 조건을 제공할 수 있어야 한다. 노상에서 균등한 지지력을 얻기 위하여 노상 상부의 일정 두께를 하나의 층으로 해서 해로운 동결작용의 영향을 완화시키는 동상방지층 또는 노상층의 세립 토사가 보조기층에 침입하는 것을 방지하기 위하여 차단층을 설치할 수 있다. 차단층은 배수층 역할을 하는 입상 재료 기층과 보조기층 또는 집수시스템이 노상토 침입으로 막히는 것을 보호하고, 지하 수위를 낮추기 위한 수단으로 적정 입도와 투수성을 가지는 150∼300mm 두께의 선별 입상 재료 또는 토목섬유(geotextile)를 이용하여 보조기층과 노상 면 사이에 설치한다.

보조기층은 노상 위에 놓이는 층으로 상부에서 전달되는 교통하중을 충분히 분산시켜 노상에 전달할 수 있어야 한다. 따라서 보조기층은 노상의 허용지지력 이하로 저감, 분포하기에 적합한 강도와 두께를 갖는 내구성이 풍부한 재료를 잘 다진 것이어야 하며, 다음과 같은 기능을 유지해야 한다.

① 노상토 세립자의 기층 침입 방지

② 동결작용에 따른 손상을 최소화

③ 자유수의 포장 내부 고임 방지

기층은 보조기층 위에 있어 표층에 가해지는 하중을 분산시켜 보조기층에 전달함과 동시에 교통하중에 의한 전단에 저항하는 역할을 해야 한다. 기층에는 입도 조정, 시멘트 안정처리, 아스팔트 안정처리, 침투식 등의 공법을 사용할 수 있다. 침투식 공법을 제외하고는 재료의 최대 입경은 40mm 이하이다. 시멘트 안정처리 공법은 큰 침하가 예상되는 경우 기층에 적용하지 않도록 한다. 자갈, 모래 및 세립토의 혼합물은 가령 입도 및 세립토의 성질이 양호하여도 기층 재료를 사용하여서는 안 되며, 이것을 기층에 사용할 때에는 반드시 시멘트, 역청재료 등을 가하여 안정 처리해야 한다.

프라임 코트(prime coat)는 보조기층, 입도조정기층 등에 침투시켜 이들 층의 방수성을 높이고 그 위에 포설하는 아스팔트혼합물 층과의 부착을 좋게 하기 위하여 보조기층 또는 기층 위에 역청재료를 살포하는 것을 말한다.

택 코트(tack coat)는 아스팔트혼합물 사이나 교량, 고가(高架)차도 등의 슬래브와 아스팔트혼합물과의 부착을 좋게 하기 위하여 하부층 표면에 역청재료를 살포하는 것을 말한다.

동상방지층은 포장을 동결로부터 보호하기 위하여 설치하며, 주로 자갈과 모래와 같은 비동결 재료를 사용하여 동결에 의한 분리현상이 생기지 않도록 한다.

 

그림 8-2 시멘트콘크리트 포장의 구성과 각층의 명칭

시멘트콘크리트 포장의 콘크리트슬래브는 휨 강성에 의하여 대부분의 하중을 지지하며, 슬래브의 두께는 하중에 충분히 저항할 수 있을 정도로 한다. 기본적으로 하중전달장치, 줄눈재로 구성되며, 구성 재료는 공용기간 동안 받게 되는 교통하중과 환경영향에 의한 손상을 충분히 지지할 수 있는 강도와 내구성을 가져야 한다.

보조기층, 동상방지층, 노상은 상기의 아스팔트콘크리트 포장에서의 내용과 동일하다.

아스팔트콘크리트 포장은 최근의 교통량 증가와 더불어 자동차의 중량화, 대형화 및 환경적 영향 등의 복합적인 요인들로 인하여 소성변형에 따른 포장 파손이 전국적으로 광범위하게 발생되고 있는 실정이므로 포장을 설계할 때에는 소성변형을 최소화하고 내구성을 향상시킬 수 있는 방안을 강구해야 한다. 소성변형 저감에 대한 상세한 내용은 ｢아스팔트 포장의 소성변형 저감을 위한 지침(국토교통부)｣, ｢아스팔트콘크리트 포장 시공 지침(국토교통부)｣을 참조한다.

또한, 포장을 계획할 때 자동차의 안전한 주행을 위하여 가속이 우려되거나 자동차의 방향조작이 곤란할 수도 있다고 예상되는 경우에는 미끄럼 저항이 양호한 포장을 실시하여 자동차 운행의 안정성을 높이도록 해야 한다. 긴 직선구간 끝부분의 곡선부, 내리막 경사의 곡선부 등과 같이 사고의 발생 가능성이 크다고 예상되는 도로 구간에 대하여 사고의 방지를 위하여 필요하다고 판단될 경우 미끄럼방지포장을 적극적으로 검토하여 설치한다.

미끄럼방지포장에 대한 상세한 내용은 ｢도로안전시설 설치 및 관리지침 미끄럼방지포장 편(국토교통부)｣을 참조한다.

8-1-3 교면포장

교면포장은 교통하중에 의한 충격, 기상 변화, 빗물과 제설용 염화물의 침투 등에 의한 교량 상판의 열화 및 철근 등의 부식을 최소화하여 교량의 내하력 손실을 방지하고, 통행 자동차의 쾌적한 주행성을 확보하기 위하여 포장 재료를 사용하여 교량의 상판 위를 덧씌우는 포장공법을 말하며, 다음과 같은 특성을 확보해야 한다.

① 표면을 평탄하게 유지하여 운전자의 승차감 향상

② 미끄럼에 대한 저항 능력 증진

③ 자동차의 제동력, 추진력 및 환경 영향에 대한 내구성과 안정성의 확보 및 유지

④ 교면의 빗물을 신속히 배수시키고, 불투수층을 형성하여 제설용 염화물, 빗물 등의 침투로 인한 상판의 열화 및 부식 방지

⑤ 교량 상판과의 부착 특성 유지 및 전단력에 대한 저항

⑥ 과도한 사하중으로 작용하지 않아야 한다.

⑦ 교량 구조체의 신축‧팽창 거동을 수용하고, 구조적으로 나쁜 영향을 일으키지 않아야 하며, 교통의 충격하중에 저항할 수 있어야 한다.

교면포장 재료는 교량 상판의 상대적으로 큰 처짐이나 진동에 대한 저항성이 커야 하며, 토공부 포장과는 달리 외부에 노출되는 면적이 넓기 때문에 열악한 교통 조건과 기후 조건에 놓이게 된다. 이와 같은 내·외적인 영향을 수용하기 위해서 포장의 두께만을 조절하는 방법은 극히 제한적이다. 그러므로 교면포장 설계에서는 요구되는 포장 재료 성질을 가지는 특수한 혼합물을 적극적으로 이용하고 있다. 따라서, 교면포장에 사용되는 혼합물의 종류에 따라 교면포장에는 아스팔트 계열 교면포장과 콘크리트 계열 교면포장으로 구분된다.

1. 아스팔트 계열 교면포장

일반적으로 아스팔트 계열의 교면포장은 2층 구조로 이루어지며, 상층이 3~4cm, 하층이 3~5cm 두께를 갖는 것이 일반적이다. 상층부는 마모층의 역할을 하며, 보수 시에는 상층부만 절삭하여 덧씌우기를 실시하게 된다. 하층부는 바닥판과 마모층 사이의 레벨링 층으로 상판의 요철 보정 및 상판과 마모층의 일체화 등을 유도하는 층이다. 일반적인 2층 교면포장의 구조는 그림 8-3(a)와 같다.

 

그림 8-3 교면포장의 구조

아스팔트 계열의 교면포장으로는 일반적인 가열 아스팔트 혼합물, 구스 아스팔트 혼합물, 특수 결합 재료를 이용한 개질 아스팔트 등이 있으며, 교량의 종류 및 형태, 교통 및 기후 환경을 고려하여 적합한 것을 선정한다.

또한, 방수재는 물의 침투를 방지하여 상판의 내구성을 높이기 위해 설치한다. 방수재의 종류로는 도막계 방수층, 침투계 방수층, 시트계 방수층, 복합식 방수층 등이 있다.

2. 콘크리트 계열 교면포장

콘크리트 계열의 교면포장은 단층으로 구성되며, 일반적으로 4~6cm 정도의 두께로 시공된다. 또한, 콘크리트 상판일 경우에만 적용이 가능하기 때문에 콘크리트 바닥판과 동질 재료를 적용하여 부착 성능이 우수하며, 바닥판과의 일체 거동으로 별도의 방수층이 불필요하다. 그림 8-3(b)는 단층의 콘크리트 교면포장 구조이다.

콘크리트 계열의 교면포장에는 다양한 종류의 개질 콘크리트가 있으며, 교량의 종류 및 환경에 맞도록 적합한 것을 선정해야 한다.

8-1-4 터널 내 포장

터널 내 포장은 일반 토공부와는 다른 지지력 조건과 기후 환경적 특이성 조건을 가지고 있기 때문에 일반 토공부와는 다른 포장 설계법을 적용해야 한다.

①터널 내 포장은 일반적으로 시멘트콘크리트 포장으로 한다. 그러나 터널 연장이 500m 이하로 짧은 경우에는 지역 여건과 시공성을 고려하여 터널 전후 구간의 포장 형식과 동일하게 적용할 수 있다.

② 터널 내 포장의 단면 설계 시 시멘트콘크리트 포장의 슬래브 두께는 본선과 동일하게 적용하고, 슬래브 표층의 하부층에 필터층, 시멘트안정처리 필터층을 적용할 수 있다. 아스팔트콘크리트 포장의 경우 아스팔트 혼합물층의 두께는 본선 포장과 동일하게 적용하며, 보조기층 대신 투수를 위한 필터층을 설치한다.

필터층은 침투된 지하수의 신속한 배수를 위하여 설치하는 층을 말하며, 터널 내 노상에서 침투한 용수를 배수하기 위하여 필터층의 설치가 요구된다.

③ 터널 굴착 시 여굴에 따른 노상의 요철은 필터층, 시멘트안정처리 필터층 등으로 보정한다.

④ 터널 내 포장의 동상방지층 설치는 한쪽 방향 터널의 경우 터널 입구로부터 50m 지점까지 설치하고, 터널 출구부에서는 기후 여건 등을 고려하여 동상방지층을 설치하지 않을 수 있다. 상·하행이 분리되지 않은 양방향 터널의 경우에는 양쪽 입·출구부로부터 50m 지점까지 동상방지층을 설치한다.

⑤ 터널 입출구부에서 일조량이 적어 결빙 등이 발생하는 경우는 보완대책을 검토해야 한다.

터널 내 포장 설계에 대한 상세한 내용은 ｢암반구간 포장설계 지침(국토교통부)｣, ｢터널 내 포장설계 지침(국토교통부)｣을 참조한다.

8-1-5 특수 장소 포장

특수 장소 포장으로는 단지 내 포장, 버스정차로, 가감속차로 및 주차장 포장, 영업소 포장, 자전거도로 포장이 있으며, 각 포장의 설명은 다음과 같다.

1. 단지 내 포장

중로 이상의 교통량이 예측되는 도로는 한국형포장설계법(도로포장구조설계)을 적용하며, 교통량 예측을 실시하지 않는 작은 규모의 도로에 대해서는 교통량과 상관없이 표층과 중간층을 합쳐서 150mm가 되도록 설계하고, 역청안정처리기층의 경우 표층과 중간층을 합쳐서 120mm가 되도록 설계한다. 기층 및 보조기층의 최소 두께는 안정처리기층의 경우 굵은골재 최대치수의 2배가 되어야 하며, 그 밖의 포장의 경우 최소한 굵은골재 최대치수의 3배가 되도록 설계해야 한다.

2. 버스정차로

버스정차로의 포장은 정류 자동차의 브레이크 작용과 제설용 염화물 또는 자동차에서 떨어지는 유류 등에 의한 화학적 작용에 대한 내구성을 가지는 포장 형식을 선택한다.

시멘트콘크리트 포장을 적용하는 경우 콘크리트 슬래브 두께는 최소 200mm이며, 철망 또는 철근으로 보강한 줄눈무근콘크리트 포장 구조가 바람직하다. 아스팔트콘크리트 포장을 적용하는 경우 표층 두께는 최소 70mm로 하여 구조 단면을 결정한다. 기층 또는 보조기층 두께는 최소 150mm로 하며, 방수층 또는 지하배수시설이 고려되어야 하고, 표면 배수를 위하여 최소 2%의 횡단경사를 설치해야 한다.

3. 가·감속차로

가·감속차로 포장 형식은 본선 통행 자동차의 시인성, 유지관리와 시공성을 고려하여 선택한다. 포장 구조는 본선 포장과 버스정차로 포장과의 연속성을 유지할 수 있는 구조로 한다.

4. 주차장 포장

주차장 포장은 주요 이용 차종과 교통량, 유지관리 그리고 시공성을 고려하여 적정한 표준 형식을 선택한다. 표층과 중간층의 최소 두께는 교통량 예측 자료가 없는 경우 교통량과 상관없이 단지 내 포장의 최소 두께 기준인 표층과 중간층을 합쳐서 150mm가 되도록 설계하며, 기층과 보조기층 두께는 최소 150mm 이상 유지하고, 적절한 지하 배수를 위한 배수층 또는 배수시설이 필요하다.

5. 영업소 포장

고속국도의 영업소 포장은 시멘트콘크리트 포장으로 설계하며, 광장부 포장은 철근콘크리트 포장, 테이퍼부는 무근콘크리트 포장으로 되어 있으나 광장부의 경우 무근콘크리트 포장을 적용할 수 있다.

광장부의 시멘트콘크리트 포장 구조는 본선 포장 구조의 설계 조건을 적용하여 결정하고, 기층 또는 보조기층을 본선 포장과 구조적 연속성을 유지할 수 있도록 설계하며, 광장부 포장 형식이 본선 포장 및 테이퍼부와 다를 때에는 접속부에 줄눈 설계를 적용한다.

6. 자전거도로 포장

자전거도로의 포장 형식은 내구성, 주행성, 환경 특성, 경제성을 고려하여 용도에 적합한 포장 형식을 결정해야 한다.

자전거도로 포장의 종류는 크게 아스팔트콘크리트 포장, 시멘트콘크리트 포장, 그 밖의 포장으로 구분한다. 그 밖의 포장에 사용되는 재료 및 공법은 별도의 설계자문위원회 등을 구성하여 기술적 검토 후 결정한다.

① 아스팔트콘크리트 포장 단면은 보조기층 두께를 최소 200mm 이상으로 하고, 표층은 50~70mm 두께로 아스팔트콘크리트 재료를 사용한다.

② 시멘트콘크리트 포장 단면은 보조기층 두께를 최소 200mm 이상으로 하고, 표층 슬래브는 100mm 두께로 시멘트콘크리트 재료를 사용한다. 이때 슬래브의 수축줄눈 간격은 2~3m를 표준으로 한다.

자전거도로 포장 설계에 대한 상세한 내용은 ｢자전거 이용시설 설치 및 관리 지침(행정자치부, 국토교통부)｣을 참조한다.

 

8-2

배수시설

 

 

	제30조(배수시설) ① 도로시설의 보전(保全), 교통안전, 유지보수 등을 위하여 도로에는 측구(側溝), 집수정 및 도수로(導水路) 등 적절한 배수시설을 설치하여야 한다. 이 경우 배수시설에 공급되는 전기시설은 침수의 영향을 받지 않도록 설치하여야 한다. ② 배수시설의 규격은 강우(降雨)의 지속 시간 및 강도와 지형 상황에 따라 적절하게 결정되어야 한다. ③ 길어깨는 노면 배수로로 활용할 수 있으며, 길어깨에 붙여서 측구를 설치하는 경우에는 교통안전을 위하여 윗면이 열린 측구를 설치하여서는 아니 된다.

 

 

8-2-1 개요

도로의 배수시설은 표면수의 침투 또는 지하수 유입에 따른 도로 하부지반 지지력 약화와 비탈면의 유실, 도로 포장 파손 등을 방지하고, 노면 배수 불량으로 미끄러짐에 따른 교통사고를 방지하는 등의 도로 기능을 유지하도록 해야 한다.

도로의 배수는 신속한 노면 배수와 침투수의 차단, 침투수의 지하 배수, 도로 인접지로부터의 배수 처리 등을 해야 한다.

도로의 모든 구간에 대해 배수가 원활하게 이루어질 수 있도록 배수의 형태, 적용 설계빈도, 배수방법, 규격산정 방법 등 배수 계통을 고려하여 배수시설 설계를 해야 한다.

배수시설을 설계함에 있어서는 현지의 상황, 특히 지형·기상·지질·이상기후 등의 조건을 충분히 고려해야 하며, 공용기간 중의 청소·보수·점검 등의 유지관리 측면도 고려해야 한다.

도시지역에서는 도로의 배수기능이 도로 자체뿐만 아니라 도로망 주변의 배수와도 연관이 되므로 도시 도로망에서는 배수의 기능이 그 도시의 또 하나의 중요한 요소임을 고려해야 하며, 산악지 도로 배수시설은 집중호우에 의한 토사 유입 또는 부유목 등으로 통수 단면이 축소될 수 있으므로 주변 지형·지질 조건을 고려하여 다른 도로의 배수시설 규격보다 큰 것을 설치하여 도로의 피해를 최소화해야 한다. 또한, 강수량 등 기상 조건에 크게 영향을 받는 비점오염원으로부터 오염 물질을 차단하기 위하여 비점오염 저감 방안에 대하여 검토해야 한다.

그림 8-4 도로 배수시설의 구분

도로 배수는 그림 8-4와 같이 배수시설의 설치 위치에 따라 크게 노면 배수, 비탈면 배수, 측도 및 도로 인접지 배수를 포함하는 표면 배수와 지하 배수, 횡단 배수로 구분되며, 각 배수시설에 따른 그 종류는 그림 8-5와 같다.

도로 배수시설 설계에 대한 상세한 내용은 ｢도로 배수시설 설계 및 관리지침(국토교통부)｣을 참조한다.

 

그림 8-5 도로 배수시설의 종류

8-2-2 도로 배수시설의 계획

도로 배수시설의 계획은 지형 및 지질 조건, 계획도로의 종류, 규격, 교통량, 배수시설의 종류, 주변의 배수시설 등을 고려하여 경제적으로 수립해야 하며, 각각의 배수시설에 대해서도 배수 목적, 배수시설의 입지 조건, 계획 유량을 초과한 경우에 예상되는 주변 지역에 미치는 영향 정도, 경제성, 지형 및 지질, 과거 홍수이력, 토석류 발생이력 등을 감안하여 배수계획을 수립해야 하고, 특히 산지 계곡부의 경우 나뭇가지, 부유목, 토석류 등에 의한 배수시설 막힘 등 통수능력 저하 현상을 고려하여 배수시설 규모를 결정해야 한다.

 

 

 

그림 8-7은 배수유역 산정을 통한 배수시설 규모 결정의 예시이다.

그림 8-7 배수시설 규모 결정(예시)

8-2-3 설계빈도

설계빈도는 배수시설의 중요도, 설계유량 이상의 유출량이 발생하였을 때의 위험도, 경제성 등을 고려하여 정하며, 구조물별 설계빈도의 적용은 ｢도로배수시설 설계 및 관리지침(국토교통부)｣또는 ｢국가건설기준 KDS 44 40 00(국토교통부)｣을 참조한다. 단, 중요한 배수시설물은 관계기관 및 발주기관과 협의 후 설계빈도를 결정해야 한다. 특히 하천을 횡단하거나 하천구역을 일부라도 점유하게 되는 구조물은 해당 하천의 하천기본계획이 수립된 경우 설계빈도를 따르며, 미수립된 경우는 하천 관련기관과 협의하여 결정하거나 하천설계기준에 따라 결정한다.

8-2-4 설계홍수량의 산정

설계홍수량은 유역크기에 따라 소규모, 중규모 또는 대규모 유역으로 구분하고, 도시하천과 자연하천 유역 등으로 구분하여 각각의 유출특성에 맞는 방법을 적용한다.

설계홍수량은 충분한 관측 유출량 자료가 있는 경우에는 빈도해석을 이용하여 직접 산정하며, 유역면적이 4km2 미만이거나 유역 또는 하도의 저류효과를 기대할 수 없는 소규모인 경우 합리식을 적용한다. 유역면적이 4km2 이상인 중규모는 지표면 유출결과를 바탕으로 하천유출량을 산정하는 방식을 사용하며, 도로 설계기준과 하천설계기준의 설계홍수량 방법을 적용한다.

8-2-5 노면 배수

노면 배수란 도로 노면에 내린 우수를 원활히 처리하여 강우시 교통안전을 도모하기 위한 배수로, 그 대상은 포장 표면, 중앙분리대, 길어깨 등이 해당되며, 흙쌓기 구간, 땅깎기 구간, 중앙분리대에 따라 그림 8-8과 같이 구분할 수 있다.

길어깨의 경우 노면 배수를 위한 배수로로 활용이 가능한데, 이 경우 자동차 주행차로에 배수로 인한 영향이 최소화되는 범위 내에서 배수로로 활용되어야 하며, 길어깨에 연속되어 있는 측구는 자동차가 차도를 이탈할 때의 안전을 고려하여 흙쌓기 구간은 다이크, 도수로, 땅깎기 구간은 L형 측구 또는 뚜껑 있는 U형 측구 등 다양한 형식으로 안전에 문제가 없도록 계획해야 한다.

 

 

그림 8-8 노면 배수의 종류

 

8-2-6 비탈면 배수

비탈면 배수는 도로 비탈면에 내린 우수 및 비탈면으로 유입되는 우수(노면 배수, 도로 인접지 우수 등)를 노면 또는 도로 인접 배수시설로 처리하기 위한 배수로, 땅깎기부와 흙쌓기부 비탈면 및 비탈면 끝에 설치되는 배수시설 등을 이용하여 우수를 기존 배수로 또는 하천으로 배수하기 위하여 설치하며, 비탈면 배수시설에는 측구, 도수로, 집수정, 소단 측구 등이 있다.

8-2-7 지하 배수

지하 배수는 지하 수위가 높아져 노상, 노체 등에 침투수가 스며들어 발생하는 지지력 약화, 포장 파손 등을 방지하기 위하여 설치하는 배수시설로, 지하 수위를 낮추고, 침투수를 배수하기 위하여 설치하고, 종방향 배수, 횡단 및 평면 배수, 배수층에 의한 배수 등의 구분에 따라 그림 8-9와 같이 구분할 수 있으며, 지하배수시설은 불투수층 상부에서 침투수의 차단, 지하 수위 억제, 다른 배수시설로부터 유입되는 유수 집수의 기능을 수행하는데 설치되는 배수시설들이 종합적으로 역할을 수행할 때 그 기능이 발휘될 수 있다.

 

그림 8-9 지하배수시설의 종류

8-2-8 횡단 배수

횡단 배수란 도로 인접지에 내린 우수 등을 배수할 목적으로 도로를 횡단하는 하천, 수로 등에 설치하며, 소하천 및 수로 상류 지역의 유역면적을 정확히 파악하고, 장래 개발계획 등을 반영하여 도로 인접지역의 호우피해 예방 및 도로의 기능 보전을 위하여 설치하며, 적정한 통수 단면을 확보해야 한다. 또한, 횡단 배수의 단면은 원형관 또는 박스 형태가 일반적이며, 암거의 크기, 경사, 유출입부의 수심 등의 조건에 따라 유입부 조절 또는 유출부 조절을 받는 흐름의 특성을 갖는다.

8-2-9 구조물 배수

구조물 배수는 구조물의 배수를 원활하게 하기 위하여 설치하는 배수시설로, 교량·고가(高架)차도의 배수, 터널의 배수, 지하차도(암거)의 배수, 옹벽의 배면 배수 등을 포함하는데 교량·고가차도의 배수를 할 때 배수홈통 간격은 20m 이하로 하는 것이 좋으며, 배수관은 내경 150mm 이상, 경사는 원칙적으로 3% 이상, 유지보수가 용이한 첨가 방식으로 한다. 터널 내의 유입수 처리는 측방 배수관 또는 주 배수관으로 배수하는 것으로 원칙으로 하되, 50m 이하의 간격으로 청소구(맨홀)을 설치해야 하며, 지하횡단시설에 유입한 표면수는 자연배수를 원칙으로 하되, 이것이 불가능한 경우에는 펌프배수를 사용한다. 또한, 옹벽배수는 지표면 배수와 뒷채움 배수로 구분하며, 지표면 배수의 경우 식생공, 블록 등의 불투수층을 마련하여 배수구로 집수시키고, 뒷채움 배수의 경우 간이배수공, 구형배수공, 연속배면 배수공, 그 밖의 배수공 등을 사용한다.

터널, 지하차도 등의 배수시설로 펌프시설을 설치해야 할 경우 배수시설에 공급되는 전기시설은 침수에 영향을 받지 않도록 계획해야 하며, 펌프 및 전기시설에 대한 일상점검과 보수·보강을 철저히 하여 그 기능이 상실되어 침수가 되지 않도록 충분한 유지관리가 이루어지도록 해야 한다.

터널·지하차도 등의 침수방지 및 침수를 대비하기 위하여 다음과 같은 대책을 고려한다.

① 터널·지하차도 출입구 부분에 대해서는 “지하공간침수방지를 위한 수방기준”의 예상침수높이를 고려하여 계획한다.

② 지하차도의 환기구 및 채광시설 등의 개구부는 집중호우 등으로 외부의 우수 등이 유입되는 경로가 될 우려가 있으므로 이를 방지할 수 있도록 계획한다.

③ 지하차도의 비상조명과 안내표지의 경우 침수가 발생할 경우 전력공급에 차질이 발생할 수 있기 때문에 2차적인 비상조명과 안내표지의 설치가 필요하다.

④ 침수가 발생하는 경우 누전과 정전 등으로 많은 피해가 발생할 수 있으므로 전력시설을 설계할 때는 그 기능이 상실되지 않도록 방수대책을 마련한다.

8-2-10 측도 및 인접지 배수

측도 및 인접지 배수는 측도의 노면이나 비탈면 및 인접지역의 배수를 위해 설치하는 배수구, 집수정, 관거 등의 배수를 말하며, 이때 도로를 횡단하는 배수관의 최소 직경은 1,000mm 이상을 원칙으로 한다. 다만, 지형 및 지역 여건을 고려하여 부득이한 경우 800mm 이상으로 할 수 있다. 또한, 설계에 현지 상황을 충분히 조사하여 효과적이고 경제적으로 설계해야 하며, 가급적 기존 시설을 이용하는 것이 좋으나 굴곡된 자연하천이나 여러 개의 하천지류가 계획도로와 수회에 걸쳐 교차할 경우 경제성이 떨어지고 비효율적이므로 수로의 이설을 고려한다.

이상과 같이 도로 배수시설의 설계에 관한 일반적이고 기본적인 사항을 명시하였으며, 상세한 내용은 ｢도로 배수시설 설계 및 관리 지침(국토교통부)｣, ｢수해예방을 위한 산악지 도로설계 매뉴얼(국토교통부)｣, ｢도로 배수시설 설계(국가건설기준 KDS 44 40 00)｣를 참조한다.

또한, 산악지를 통과하는 지역의 배수계획 검토 단계 시 산사태위험지도(산사태정보시스템, http://www.forest.go.kr)를 참조한다.

 

8-3

교 량

 

 

	제44조(교량 등) ① 교량 등의 도로구조물은 하중(荷重) 조건 및 내진성(耐震性), 내풍안전성(耐風安全性), 수해내구성(水害耐久性) 등을 고려하여 설치하여야 하며, 그 기준에 관하여 필요한 사항은 국토교통부장관이 정한다. ② 교량에는 그 유지ㆍ관리를 위하여 필요한 교량 점검시설 및 계측시설 등의 부대시설을 설치해야 한다.

 

 

8-3-1 교량 계획할 때 고려사항

하천 교량, 고가(高架)도로 및 그 밖의 이와 유사한 구조의 도로를 신설하거나 개축하는 경우에는 내구성이 우수한 재료와 구조 형식을 적용해야 한다. 도로 구조물인 교량 및 터널 등은 국토교통부에서 제정한 각종 기준 등에 따라 계획되어야 하며, 다음과 같은 기준을 참조한다.

∙ 도로교 설계기준(국토교통부) ∙ 콘크리트 구조설계기준(국토교통부)

∙ 구조물 기초 설계기준(국토교통부) ∙ 강도로교 상세부 설계지침(국토교통부)

∙ 도로교 표준시방서(국토교통부) ∙ 도로설계편람 제5편 교량(국토교통부)

∙ 하천설계기준(국토교통부)

1. 설계하중

교량, 고가도로, 그 밖의 이와 유사한 구조의 설계에 사용하는 설계기준자동차 하중은 도로교 설계기준에 기술된 내용을 기준으로 하며, 고속국도 및 자동차전용도로에 있어서는 표준트럭하중 또는 이에 준하는 표준차로하중을 적용하고, 그 밖의 도로에 있어서도 계획도로의 자동차 교통상황에 따라 표준트럭하중 또는 이에 준하는 표준차로하중을 적용한다. 그러나 규격이 낮은 도로라 하더라도 교통량에 비하여 대형자동차 교통량이 특히 많은 도로일 경우에는 이를 감안하여 적합한 설계기준자동차 하중을 적용해야 한다.

2. 내진성

지진 발생 또는 지진 발생 후 교량 등의 도로 구조물이 입는 피해를 최소화시킬 수 있도록 내진성을 확보하는 설계기준을 적용해야 한다.

내진설계의 기본개념은 지진으로 인한 인명 피해를 최소화하고, 교량 부재들의 부분적인 피해는 허용하나 전체적인 붕괴는 방지하여 최소한 교량의 기본 기능은 발휘할 수 있게 하는데 있다.

교량의 내진등급은 교량의 중요도에 따라 내진Ⅰ등급과 내진Ⅱ등급으로 구분하며, 내진설계에 대한 상세한 내용은 ｢도로교 설계기준(국토교통부)｣등을 참조한다.

3. 내풍안전성

교량 가설 및 공용 중에 내풍안정성 확보가 필요한 사장교, 현수교 등의 특수 교량에 대하여는 기능성 및 경제성을 고려한 단면 형상을 적용하고, 이에 따른 풍동시험 및 공탄성 해석 등을 시행하여 내풍에 의한 안전성을 확보해야 한다. 그 밖의 교량도 ｢도로교설계기준(국토교통부)｣을 참조하여 내풍에 대한 안정성을 확보해야한다.

4. 수해내구성

하천을 횡단하는 교량은 세굴 또는 수해에 대하여 안전하도록 교량 통수부의 단면, 기초 등을 계획해야 한다. 이에 대한 상세한 내용은 ｢하천 설계기준·해설(국토교통부)｣, ｢도로설계편람 제5편 교량(국토교통부)｣등을 참조한다.

5. 다리 밑 공간

구조물 횡단 여건에 따라 다리 밑의 교차 조건에 필요한 공간과 유지관리에 필요한 공간을 관련시설에 따라 합리적으로 정하여 설치해야 한다.

(1) 도로

① 국도(주간선도로) : 4.50m 이상(적설에 따른 한계높이 감소 또는 포장의 덧씌우기 등이 예상되는 경우는 4.70m 이상)

② 농로 : 4.50m 이상(단순 농로는 현지 여건에 따라 조정 가능)

③ 철도 : 7.01m 이상(｢철도건설규칙｣에 따라 철도공사 등 관계기관과 협의)

④ 고속철도 : 9.01m 이상(관계기관과 협의)

(2) 하천 교량

① 교대나 교각에 교좌장치가 있는 교량의 여유고는 계획 홍수위로부터 가장 낮은 교각 또는 교대의 교좌장치 하단부까지의 높이이다.

② 교좌장치가 없는 라멘(rahmen)형 교량의 여유고는 계획 홍수위로부터 교량상부 슬래브(slab) 헌치 상단까지의 높이이다.

③ 아치형 교량의 여유고는 통수단면적을 등가환산하여 여유고를 만족시키는 높이로 한다.

④ 상류에서 다수의 유송잡물이 떠내려올 가능성이 있는 하천에서 교량의 계획고는 제방고보다 충분히 높게 결정해야 하며, 교량에 유지관리 통로를 비롯한 교량 점검시설이 있을 경우 이에 대한 여유고도 확보해야 한다.

⑤ 주운수로에 설치된 교량의 다리밑 공간높이 결정은 ｢국가건설기준 KDS 51 40 20(국토교통부)｣의 규정을 따른다.

⑥ 교량의 경간장

∙ 교량의 길이는 하천폭 이상이 바람직하다.

∙ 경간장은 산간 협착부라든지 그 외 하천의 상황, 지형의 상황 등에 따라 치수상 지장이 없다고 인정되는 경우를 제외하고는 다음 식으로 얻어지는 값 이상으로 한다. 단, 그 값이 50m를 넘는 경우에는 50m로 할 수 있으나 인접교량의 교각과 연계하여 수리적 특성(통수단면 축소, 수위상승량, 세굴반지름 등)의 검토와 교량설치에 따른 공사비 등을 종합적으로 분석해야 한다. 만약 최소경간장이 50m일 때 부정적인 수리영향이 예상될 때에는 경간장을 70m로 한다.

여기서 은 경간장(m)이고 는 계획홍수량(㎥/s)이다.

∙ 다음의 각 항목에 해당하는 교량의 경간장은 하천관리상 큰 지장을 줄 우려가 없다고 인정될 때는 앞의 기준에 관계없이 다음 각 호에서 제시하는 값 이상으로 할 수 있다.

- 계획홍수량이 500㎥/s 미만이고 하천폭이 30m 미만인 하천일 경우 12.5m 이상

- 계획홍수량이 500㎥/s 미만이고 하천폭이 30m 이상인 하천일 경우 15m 이상

- 계획홍수량이 500㎥/s~2000㎥/s인 하천일 경우 20m 이상

- 주운을 고려해야 할 경우는 주운에 필요한 최소 경간장 이상

∙ 단, 하천의 상황 및 지형학적 특성상 앞에서 제시된 경간장 확보가 어려운 경우, 치수에 지장이 없다면 교각 설치에 따른 하천폭 감소율(설치된 교각폭의 합계/설계홍수위에 있어서의 수면의 폭)이 5%를 초과하지 않는 범위 내에서 경간장을 조정할 수 있다.

∙ 위항에서 산정된 경간장이 25m를 넘는 경우에는 유심부 이외의 부분은 25m 이상으로 할 수 있다. 단, 이 경우에는 교량의 경간장 평균값은 규정된 경간장보다 길어야 한다.

∙ 상세한 내용은 ｢하천설계기준(KDS 51 90 10, 국토교통부)｣, ｢하천공사 설계실무 요령(국토교통부)｣을 참조한다.

(3) 해상 교량

① 선박이 병행, 추월하는 항로 폭은 두 선박간의 흡인 작용, 항해사에게 미치는 심리적 영향 등을 고려하여 어선의 경우 6B∼8B 이상의 항로폭을 확보해야 하며, 항만 및 어항설계기준을 고려하여 계획해야 한다.

 

그림 8-10 해상 교량의 항로폭

② 해상교량의 형하고 결정은 약최고고조면에서 통과선박의 최대 마스트(mast) 높이(공선시 수면에서부터 선박의 최상부까지의 높이)에 조석, 선박의 트림(trim) 및 선체동요량, 파고 및 교량의 처짐, 기압 및 폭풍해일고, 홍수위 등에 따른 해면상승, 조선자의 심리적 영향 등의 요소를 고려한 여유 높이를 더한 값으로 산정해야 한다.

③ 선박의 마스트 높이 등 해상에 설치하는 교량에 대한 상세한 내용은 ｢항만 및 어항 설계기준(해양수산부)｣을 참조한다.

6. 그 밖의 사항

① 교량을 계획할 때에는 노선의 선형과 지형, 지질, 기상, 교차물 등의 외부적인 조건, 시공성, 유지관리, 경제성 및 환경과의 조화를 고려하여 가설 위치 및 교량 형식을 선정해야 한다.

② 교량은 기능적ㆍ구조적 요구 조건 이외에 지역 주민과 도로 이용자에게 시각적으로 안정감을 주고 환경과 조화를 이룰 수 있도록 경관을 검토하여 적용해야 한다.

③ 교량 등 하천 점용 시설물을 설치하는 경우 위치의 적정성을 검토 후 설치해야 하며, 부득이한 경우를 제외하고는 제체 내에는 교대 등 교량에 관련된 하천점용 시설물을 설치하지 않아야 한다, 상세한 내용은 ｢하천설계기준(KDS 51 60 05, 국토교통부)｣, ｢하천공사 설계실무 요령(국토교통부)｣을 참조한다.

8-3-2 부대시설

교량의 안전을 확보하기 위하여 지속적인 유지관리가 수행되므로 지형 여건, 교량의 중요도, 교량의 유지보수 정도에 따라 교량 점검시설, 계측시설 등 부대시설을 설치해야 하며, 사장교ㆍ현수교 등 특수교량과 장대 교량에는 교통사고로 인한 화재 등의 비상시를 대비한 소화전 등의 방재시설 설치를 검토하여 필요한 경우 교량 계획에 반영하는 것이 바람직하다.

1. 교량점검시설

교량이 가설되어 있는 주변의 지형 또는 공간적 여건 등으로 인하여 별도의 장비 없이 접근이 어려운 주요 교량 부재는 접근시설을 설치하여 근접 점검과 유지관리를 용이하게 하기 위하여 교량점검시설을 설치한다. 교량점검시설의 종류에는 점검계단, 상부구조 점검통로, 하부구조 점검통로, 점검용 조명설비 등이 있으며, 상세한 내용은 ｢교량점검시설 설치지침(국토교통부)｣을 참조한다.

2. 계측시설

교량 특성상 유지관리를 위하여 장기적인 계측이 필요한 경우 계측시설을 설치한다.

 

8-4

터 널

 

 

	제42조(터널의 환기시설 등) ① 터널에는 안전하고 원활한 교통 소통을 위하여 필요하다고 인정되는 경우에는 도로의 설계속도, 교통 조건, 환경 여건, 터널의 제원 등을 고려하여 환기시설 및 조명시설을 설치하여야 한다. ② 화재나 그 밖의 사고로 인하여 교통에 위험한 상황이 발생될 우려가 있는 터널에는 소화설비, 경보설비, 피난대피설비, 소화활동설비, 비상전원설비 등의 방재시설을 설치해야 한다. ③ 터널 안의 일산화탄소 및 질소산화물 등의 농도는 다음 표의 농도 이하가 되도록 하여야 하며, 환기 시의 터널 안 풍속이 초속 10미터를 초과하지 아니하도록 환기시설을 설치하여야 한다.   구분 농도 일산화탄소 100ppm 질소산화물 25ppm

 

 

8-4-1 터널 설계

터널 계획은 지역 여건, 지형 상태, 지반 조건, 토지 이용 현황 및 장래 전망 등 사전조사 성과를 기초로 하여 수립해야 한다. 또한, 터널 건설의 목적과 기능의 적합성, 공사의 안전성과 시공성, 공법의 적용성을 고려하여 수립하되, 건설비와 유지관리비 등을 포함하여 경제성이 있도록 해야 한다. 터널을 계획할 때 공사 기간부터 유지관리 시에도 주변 환경에 유해한 영향을 미치지 않도록 하고, 환경보전에 대해서도 배려해야 하며, 건설폐기물의 저감, 재활용, 적정한 처리 및 처분에 대한 계획을 수립해야 한다.

터널 구간은 가능한 한 지반 조건과 시공성이 양호하고 유지관리가 용이하며 주변 환경에 미치는 영향이 적은 곳을 통과하도록 결정해야 한다. 특히, 편토압이 예상되는 비탈면과 습곡 지역, 애추(talus) 분포 지역, 용출수나 지표수가 많을 것으로 판단되거나 조사된 지역, 안정성이 우려되는 단층 및 파쇄대 지역 등은 가급적 피하도록 계획해야 한다.

터널의 평면선형과 종단선형은 상호 연계하여 조화되도록 계획해야 한다. 특히, 환경친화적인 터널 계획을 위해서 보전가치가 있는 지형 및 지질 유산의 보전과 대규모 지형 변화를 가져오는 땅깎기와 흙쌓기가 최소화되도록 평면선형 및 종단선형을 계획해야 한다.

평면선형은 가능한 한 직선으로 계획하되, 주변 여건, 지형 현황, 지반 조건 및 터널 길이 등을 감안하여 곡선으로 계획할 경우에는 도로 이용자를 고려하여 평면곡선 반지름을 크게 해야 한다. 선형을 계획할 때 제반 제약 조건으로 인하여 편토압이 작용하는 곳에 갱구를 설치하거나 갱구 주변 지반에서 비탈면 활동, 낙석, 토석류, 홍수, 눈사태 등이 예상되는 조건을 가진 경우에는 갱문의 구조ㆍ형식 선정에 유의하고, 방호설비 등을 추가적으로 검토해야 한다.

종단선형을 계획할 때 터널의 경사도는 자연 배수와 환기에 지장이 없는 범위 내에서 가급적 완만하게 계획해야 하며, 각 시설별 기능적인 요구 조건을 만족해야 한다.

터널 설계에 대한 상세한 내용은 ｢터널설계기준 KDS 27 00 00｣을 참조한다.

8-4-2 환기시설

내연기관을 사용하는 자동차의 배기가스 중에는 일산화탄소, 탄산가스, 아황산가스, 질소산화물, 알데히드, 납화합물 등의 인체에 유해한 성분이 포함되어 있다. 특히, 디젤엔진의 매연은 터널 내 시거에도 영향을 준다.

터널 내에서 도로 이용자를 유해가스로부터 보호하기 위해서는 교통량과 터널 연장에 따른 터널 환기시설 설계를 할 때 일정 수준의 환기설비를 설치해야 한다. 그림 8-11은 도로 터널의 연장 및 교통량과 환기시설의 관계를 나타내는 것으로, 일반적으로 점선의 위에 해당하는 경우에는 기계식 환기시설의 설치에 대해서 검토해야 한다.

 

그림 8-11 도로터널의 연장과 교통량에 따른 환기방식

터널에서의 설계 소요환기량은 매연, 일산화탄소, 질소산화물 등의 환기물질을 대상으로 하며, 각 오염물질별 허용농도기준을 만족해야 한다. 이때 터널의 소요환기량은 대상 오염물질 및 자동차의 주행속도에 따라 달라지므로, 자동차의 평균 주행속도 및 오염물질별로 계산된다. 또한 오염물질의 허용투과율은 조명상황에 따라 영향을 받으므로 환기와 조명과의 균형을 고려할 필요가 있다. 상세한 내용은 ｢터널설계기준의 터널 환기, 조명, 방재설비(KDS 27 60 00)｣를 참조한다.

상세한 내용은 ｢터널설계기준의 터널 환기, 조명, 방재설비(KDS 27 60 00)｣를 참조한다.

터널의 종단경사는 터널 내 환기와 밀접한 관계가 있다. 터널 구간에서 계획도로의 설계속도에 따라 종단경사를 사용하여도 자연 환기가 가능한 길이가 짧은 터널에서는 종단경사를 낮추기보다는 지형 조건에 순응하는 종단경사를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 기계식 환기시설이 필요한 장대 터널에서는 대형자동차의 매연 발생 등 자동차의 배기가스를 고려하여 종단경사 조정에 따른 비용과 기계식 환기시설 설치 비용과의 경제성을 고려하여 종단경사를 결정하도록 한다.

현재 통용되는 기계환기방식은 종류식(縱流式), 반횡류식(半橫流式), 횡류식의 세 종류로 대별된다. 환기방식의 선정에 대하여는 터널의 길이, 교통 조건 외에 입지 조건, 방재, 공사비, 유지관리비 등을 비교 검토한 후에 결정할 필요가 있다.

기계환기를 수행하는 터널에서는 환기설비를 제연설비와 병용할 수 있도록 환기설비를 계획할 때 제연을 위한 용량을 고려하여 계획한다. 터널 환기시설 설치에 대한 상세한 내용은 ｢도로 터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부)｣을 참조한다.

8-4-3 안전시설 등

1. 갱문부 안전성 확보

터널 갱문부는 운전자의 안전을 확보하기 위하여 현장 여건에 따라 자동차 방호시설 등 도로 안전시설을 설치해야 한다.

표 8-1 터널 갱문부 안전성 확보 방안

 

구분	안전성 확보 방안	비 고
∙ 졸음 운전 방지	∙ 노면 마찰형 안전시설 - 노면요철포장 - 횡방향 그루빙 - 돌출형 차선 등
∙ 운전자 시선유도 및 시설물 보호	∙ 면벽식 - 방호울타리 - 공동구 연장 - L형 측구 연장 등 ∙ 대면 터널 - 충격흡수시설 등
∙ 운전자의 심리적 압박감 해소	∙ 터널 갱문부 길어깨폭 점진적 변화구간 설치

 

토공부와 터널부의 횡단구성 폭이 변하는 곳에서는 폭의 불연속이 발생하지 않도록 하고, 길어깨 접속설치율은 1/30 이하로 하는 것을 원칙으로 한다.

단, 주변 여건이 여의치 않을 경우 최대 접속설치율을 1/10~1/20로 할 수 있다.

∙ 갱문부 충돌 사고를 대비한 안전시설 설치

안전시설에 대한 상세한 내용은 ｢도로 안전시설 설치 및 관리지침｣및 ｢교통안전시설 실무편람(경찰청)｣을 참조한다.

 

그림 8-12 터널 갱문부 안전시설 설치(예시)

2. 개구부 설계 기준

재난·재해가 발생했을 때 대피 및 유지관리를 위하여 터널 진입부에 간이 회차로, 중앙분리대 개구부, 긴급용 개구부를 설치해야 한다.

도로를 계획할 때 터널의 회차로, 개구부 설치는 공용 중 재난·재해 사고 등에 대한 사전 시나리오를 작성하여 적절한 대응을 하도록 계획해야 하며, 중앙분리대 개구부 설계기준은 ‘제4장 횡단구성, 4-4-5 중앙분리대 개구부’를 참조한다.

3. 조명시설

터널 밖에서 터널 안으로 진입할 때 운전자가 빛의 밝기 변화에 대하여 쉽게 적응할 수 있도록 하기 위한 터널의 조명시설은 특별한 고려가 필요하다. 도로 터널의 조명시설 설치에 대한 상세한 내용은 ｢KDS 27 60 00 : 2016 터널환기, 조명, 방재설비(국토교통부), 도로 안전시설 설치 및 관리 지침(국토교통부)｣을 참조한다.

8-4-4 방재시설

방재시설은 사고 예방, 초기 대응, 피난 대피, 소화 및 구조 활동, 사고확대 방지를 기본목적으로 하며, 사고에 대한 예방적인 조치 및 사후조치 전반에 걸쳐서 방재시설의 역할 및 연계성과 설치 목적을 고려하여 관리·운용을 명확하게 계획해야 한다.

방재시설은 분류에 따라 자동차 화재의 진압·소화를 위한 소화설비, 화재나 사고 등의 발생을 도로관리청 및 소방대 또는 경찰에게 전달하는 동시에 도로 이용자 등에게 사고의 발생을 전파하기 위한 경보설비, 터널 내에서 화재 및 그 밖의 사고에 직면한 도로 이용자 등을 터널 밖으로 안전하게 유도하고 피난시키기 위한 피난설비, 제연설비와 같이 화재를 진압하거나 인명 구조 활동을 위해서 사용하는 소화활동 설비, 터널 내 정전 상황에서 비상조명 등의 기능을 유지하고 소화펌프와 같은 방재설비에 필요한 전원을 공급하기 위한 비상 전원설비 등으로 구성된다.

방재시설 설치를 위한 터널 등급은 터널 연장을 기준으로 하는 연장기준등급과 교통량 등 터널의 제반 위험인자를 고려한 위험도지수기준등급으로 구분한다.

터널 위험도지수는 주행거리계(터널 연장×교통량), 터널 제원(종단경사, 터널 높이, 곡선반지름), 대형자동차 혼입률, 위험물의 수송에 대한 법적 규제(대형자동차통과대수, 위험물수송자동차에 대한 감시시스템, 위험물수송자동차에 대한 유도시스템), 정체 정도(터널 내 합류/분류, 터널 전방 교차로/신호등/T.G), 통행방식(대면통행, 일방통행)을 잠재적인 위험인자로 하여 산정한다.

터널등급 구분 및 각 위험인자별 위험도 산정에 대한 상세한 내용은 ｢도로 터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부)｣을 참조한다.

터널방재시설은 연장기준등급에 따라 설치하는 시설과 위험도지수기준등급에 따라 설치하는 시설로 구분하며, 등급별 방재시설 설치기준과 방재시설의 설치위치 및 설치간격에 대한 상세한 내용은 ｢도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부)｣을 참조한다.

8-4-5 관리시스템

관리사무소는 터널에 설치되는 방재시설 및 관리사무소에 설치되는 시설에 따라서 무인관리사무소(이하 관리소라 함)와 관리인이 상주하는 관리사무소, 관리소와 관리사무소를 통합하여 지원하는 통합관리센터로 구분한다.

관리소 및 관리사무소는 전기실, 중앙제어실, CO2실, 기계실, 비상발전기실, 경유탱크실, 대기실, 화장실, 염화칼슘창고 등으로 구성하며, 터널의 규모 및 시설규모에 따라서 변경하여 적용할 수 있다.

① 관리소무인관리를 목적으로 터널의 방재시설 및 환기시설의 유지관리 및 운전제어를 위한 최소한의 시설을 갖추도록 하며, 전기실, 변전실, 비상발전기실, 중앙제어실 등을 갖춘 건축물을 말한다. 관리소는 연장기준 등급이 3등급인 터널 중 제연설비가 설치되는 터널에 설치함을 원칙으로 한다.

② 관리사무소터널의 방재시설 및 환기시설의 유지관리 및 운전제어를 위한 전기실, 변전실, 비상발전기실, 중앙제어실 등을 갖추고 있으며, 상주관리자가 항상 터널 내 상황을 감시할 수 있도록 시설을 갖추고 있고, 주변 관리소의 상황을 파악하여 통합관리하기 위한 통합관리센터로 운영될 수 있다. 관리사무소는 위험도지수기준등급이 2등급 이상의 터널에 관리인이 상주할 수 있는 시설로 계획함을 원칙으로 한다.

③ 통합관리센터인근 터널 관리소나 관리사무소 등을 통합하여 2개 이상의 터널 내 방재시설 등을 감시·제어하고 관리인원이 상주하여 개별 터널들을 통합적으로 운영, 관리할 수 있도록 관련시설 및 관리시스템 등을 설치한 장소를 말하며, 60분 이내에 출동할 수 있는 지역 및 반지름 50km 정도의 지역에 터널 현황 등을 고려하여 계획한다. 단, 유관기관(소방서, 경찰서 등)에서 60분 내에 출동 가능한 지역은 거리와 시간에 제한을 두지 않으며, 출동시간 및 관리구간은 발주기관이 터널 사고 시 신속한 초등 대응 등이 필요하다고 판단될 경우 30분 이내에 출동할 수 있도록 통합관리센터를 계획할 수 있다.

 

관리소, 관리사무소, 통합관리센터는 터널 규모 및 관리자의 효율적인 관리를 고려하여 설치·운영한다. 관리소 및 관리사무소에 설치에 대한 상세한 내용은 ｢도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부)｣을 참조한다.

관리시스템은 주변의 노선 현황과 개별 터널의 통합 범위를 고려하여 선정하며, 단기적, 중기적, 장기적 계획을 고려하여 관리소, 관리사무소, 통합관리센터를 계획한다.

관리시스템은 통합관리시스템, 개별관리시스템 등 계층 구조를 가지고 있으며, 각 계층 간 제어의 충돌 문제가 발생할 수 있으므로 유고 발생 시 각 시스템별 운영자의 처리 업무를 분장하고 이에 대한 대응 방안을 정의해야 한다. 관리시스템에 대한 상세한 내용은 ｢도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부)｣을 참조한다.