제2편 아스팔트 콘크리트 포장

구조 설계 ··················· 47

제1장 설계 입력변수 ············· 51

제2장 구조 해석 ···················· 77

제3장 공용성 해석 ················ 83

제4장 경제성 분석 ················ 89

제5장 설계등급 3 ·················· 95

제6장 아스팔트 덧씌우기 포장

설계 ························· 103

Ⅱ편 도로포장 설계 요령

 

/ 제 1장 /

설계입력변수

1.1 개설 ··················································································· 51

1.2 설계등급 1 ········································································ 51

1.3 설계등급 2 ········································································ 64

 

- 51 -

1.1 개설

(1) 설계 입력변수는 포장의 최적 두께 산정을 위한 기초자료이다.

(2) 설계 입력변수는 설계등급 1, 설계등급 2 또는 설계등급 3으로 구분하여 적용한다. 단,

설계 입력변수 중에서 교통특성 및 환경특성은 설계등급에 상관없이 동일하게 결정한다.

(3) 설계 입력변수는 교통량, 환경특성, 하부구조 재료물성 및 아스팔트 혼합물 재료물성으로

구성된다.

【해 설】

설계 입력변수는 공용기간 동안 예비 포장단면의 역학적 거동 및 공용성을 예측하는데

이용되며, 설계등급에 의하여 그 정밀도가 변화한다. 교통량과 재료물성은 설계등급에 따라

주어진 데이터베이스를 이용하거나 실제 실측 및 실험을 통하여 결정되지만, 환경변수는

대상 구간의 기상관측소 데이터베이스를 이용하여 결정되므로 설계등급과 무관하게 동일한

방법으로 적용한다.

1.2 설계등급 1

(1) 고속국도(설계AADT 150,000대 이상 또는 AADT 중 5종 이상의 중차량 대수가

50,000대 이상) 및 일반국도(설계AADT 35,000대 이상 또는 AADT 중 5종 이상의

중차량 대수가 12,000대 이상)에 적용된다.

(2) 교통량은 현장 교통량 조사를 통하여 차종별 축하중 분포를 측정하여 사용한다.

(3) 하부구조 및 아스팔트 혼합물 재료물성은 실내시험을 통하여 결정하는 것이 원칙이나, 본

요령에 제시되어 있는 포장 재료에 한하여 도로포장 구조 설계해석 프로그램에 포함되어

있는 물성을 활용할 수 있다.

제1장 설계입력변수

- 52 -

1.2.1 교통량

(1) 도로포장 구조 설계에서는 교통량 산정을 위하여 차종별 축하중 분포를 이용한다.

(2) 설계등급 1에서는 원칙적으로 현장 조사를 통하여 차종별 축하중 분포를 결정하기 위한

입력값들을 결정한다.

(3) 차종별 축하중 분포에 따른 교통량을 결정하기 위한 입력값에는 초기년도

연평균일교통량(AADT), 차종별 구성비율, 방향분배계수, 차로분배계수, 시간별

교통량변동률, 월별교통량변동률, 차종별 축하중 분포, 교통량증가율이 포함된다.

(4) 초기년도 연평균일교통량(AADT)과 차종별 구성비율은 설계구간에 대한 교통수요

예측자료를 사용한다.

(5) 방향분배계수, 차로분배계수, 월별교통량변동률, 시간별교통량변동률은 인접지역 교통량

통계자료를 이용한다.

(6) 교통량증가율은 장래교통량 예측 증가율이나 각 연도별 예측값을 사용할 수 있다.

【해 설】

도로포장 구조 설계에서는 필수적으로 도로포장에 직접적으로 영향을 주는 교통조건에

대한 결정이 필요하다. 따라서 본 장에서는 도로포장 구조 설계시 교통조건에 대한 상세한

결정 방법을 다룬다.

일반적으로 도로설계는 도로의 계획 목포년도 동안에 그 도로를 통행할 것으로 예상되는

자동차의 연평균일교통량(AADT)을 산정하여, 서비스 수준에 따른 차로 수 결정 등과 같은

횡단구성을 설계한다. 이러한 횡단구성 설계가 이루어진 후, 포장설계를 실시하게 되는데,

본 요령에서의 교통조건은 도로설계를 위한 계획 교통량인 연평균일교통량(AADT) 보다 좀

더 상세한 교통조건이 필요하다. 즉, 계획교통량으로 사용하는 연평균일교통량은 1년 동안

도로의 어느 지점 또는 구간을 통행한 양방향의 총 차량대수를 1년 동안의 일수로 나눈

교통량으로 대상 도로를 통과하는 차량들의 24시간 교통량을 파악함으로써 교통 수요를

알기 위함이다. 이는 도로의 설계에서 고려해야 할 지역적 특성 및 시간적 특성을 충분히

포함하지 않는 수치이다. 따라서, 본 요령의 포장 구조 설계에서는 지역적 특성 및 시간적

특성을 반영하기 위한 다음과 같은 절차를 수행하여 하중분포별 교통량으로 산출한다.

- 53 -

<그림 1-1> 포장설계 시 교통량 산출 절차

(1) 연평균일교통량(AADT)

연평균일교통량(AADT)은 연간 총통행량을 365일로 나눈 값으로 정의한다. 포

장 구조 설계에 사용되는 연평균일교통량은 도로 계획에서 산출된 초기년도부터

계획목포연도까지의 매년 평균일 교통량 중 초기년도 값을 기준으로 사용한다.

(2) 차종별 구성비율

차종별 구성비율이란 국내 차종 분류 기준인 12종 분류 교통량을 연평균일

교통량(AADT)으로 나눈 값을 의미한다. 차종별 구성비율이 필요한 이유는 차

종형태별로 포장에 미치는 영향이 다르기 때문에, 이에 대한 차종별 교통량을

산출하여 포장의 파손량을 계산하여야 하기 때문이다. 즉, 차종별 구성비율은

연평균일교통량을 차종별 교통량으로 환산하는데 사용한다. 본 요령에서는 설

계자의 판단 하에 설계하고자 하는 도로와 비슷한 차종 패턴 지점을 결정하고,

그 지점의 교통량 현장 조사 또는 매년 발행되는 교통량 통계 연보를 활용하

여 차종별 구성비율을 결정하도록 한다. 대상 지점의 교통량 현장 조사는 「교

- 54 -

통조사지침(국토교통부)」, 「도로교통량 조사지침(국토교통부)」에 근거하여 12차

종 분류에 따라 교통량을 수집하여 결정하고, 교통량통계연보 이용 시에는 대

상 지점의 12차종별 교통량 자료로 결정한다.

(3) 설계차로 교통량 산출

앞에서 산출된 차종별 연평균일교통량은 도로 내 방향 및 모든 차선을 포함

한 교통량으로 설계 시 방향 및 차로에 대한 교통량으로 환산하여야 한다. 설

계차로 교통량은 차종별 연평균일교통량에 방향분배계수(Directional

Distribution Factor)와 차로분배계수(Lane Distribution Factor)를 곱하여

계산한다. <식 1.1>은 차종별 설계차로 교통량 환산식이다.

위 식에서 사용되고 있는 방향분배계수는 중방향 교통량을 전체 교통량으로

나누어 계산되고, 차로분배계수는 2차로 이상(1방향)일 경우에 차로 간 교통량

분담율로 계산된다. 방향 및 차로 분배 계수의 적용 값은 설계자의 판단 하에

원칙적으로 다음의 표와 같은 범위 내에서 결정하도록 하며, 설계 신뢰도를 높

이기 위한 교통량 현황조사를 실시할 때는 방향 및 차로에 대한 교통량을 추

가적으로 수집하여 적용한다.



  

 × × <식 1.1>

여기서, Wi = i 차종에 대한 설계차로 연평균일교통량

AADTi = i 차종에 대한 연평균일교통량

DD = 방향분배계수

DL = 차로분배계수

- 55 -

<표 1-1> 방향 및 차로 분배 계수 범위 값

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 0.70~0.90

일반국도,

지방도

4 0.35~0.45

3 0.60~0.70

2 0.80~0.90

(4) 시간별 교통량 변동률

시간별 교통량 변동률은 일일 교통량을 100으로 보았을 때, 각 시간대별로의

비율을 나타낸다. 시간대별 교통량은 앞 절에서 계산된 차종별 연평균일교통량

에 시간별 교통량 변동계수를 곱해서 계산한다. 이 값의 결정은 장시간의 교통

량 조사를 통하여 얻을 수 있는 것으로 설계등급 1에서는 교통량통계연보 내

상시조사구간의 지점 교통량 자료(최소 1년 이상 자료)를 이용하여 결정한다.

이렇게 결정된 시간별 교통량 변동률을 일일 차종별 교통량에 적용하면 24

시간대 별로 나누어 교통량을 산출할 수 있다.

(5) 월별 교통량 변동률

월별 교통량 변동률은 각 월별로 월평균교통량을 연평균교통량으로 나눈 값

을 의미한다. 이 값의 결정은 장시간의 교통량 조사를 통하여 얻을 수 있는 것

- 56 -

으로 설계등급 1에서는 교통량통계연보 내 상시조사구간의 지점 교통량 자료

(최소 1년 이상 자료)를 이용하여 결정한다.

이렇게 결정된 월별교통량변동률을 일일차종별교통량에 적용하게 되면 월별

변동이 고려된 일일차종별교통량으로 나누어 산출할 수 있다.

(6) 차종별 축하중 분포에 따른 교통량 산정

축하중 분포란 전체 도로 주행 차량의 축하중(차종, 축종류 별)을 하중등급에

따라 교통량으로 비율화한 것이다.

<그림 1-2> 차종별 단축(Single Axle) 축하중 분포의 예

앞에서 얻어진 월별에 따른 시간대별 차종 교통량에 축하중 분포를 적용하면

하중 등급별로 교통량을 산출할 수 있다. 얻어진 하중 등급별 교통량을 기초로

거동해석을 위한 손상도를 계산하게 된다. 하중 등급별 교통량 산출에 사용되

는 축하중 분포는 본 요령 내 <부록 1>의 “도로 등급별(고속국도, 일반국도,

지방도) 축하중 분포”로 제시하고 있다. 제시된 축하중 분포는 국내 도로 등급

별 평균값으로 일반 설계 시 사용한다.

- 57 -

이와는 별도로, 설계지역의 교통하중 분포 특성을 반영하고자 할 때에는 실

제 운행하중을 측정하여 축하중 분포를 이용할 수 있다. 이러한 설계를 위한

축하중 조사는 확장구간 설계일 경우에는 확장구간 내 도로 지점에서 조사하

며, 신설 구간 설계일 경우에는 설계자 판단 하에 교통하중 조건이 비슷한 인

접 도로 지점으로 조사한다.

(7) 교통량 증가 추정 방법

본 요령에서는 설계기간 동안 매년 연평균일교통량(AADT)의 증가를 추정하

기 위한 방법으로 <표 3-2>와 같이 일반적인 4가지 교통량 증가 추정 방법을

제시하고 있다. 도로포장 구조 설계 시 이러한 4가지의 교통량 증가 추정 방

법에 대한 적용은 설계자가 최초 도로계획 시 도로 용량 계산을 위해 추정한

방법을 그대로 적용하며, 특별히 포장 구조 설계를 위한 별도의 교통량 증가

추정 방법은 없다.

<표 1-2> 시간에 따른 교통량 추정 방법

교통량 추정 방법 계산식

증가율 미적용 ‘a’년 후의 교통량 = 1.0 × 기준년도 교통량

선형 증가율 적용 ‘a’년 후의 교통량 = (1+증가율 × a) × 기준년도 교통량

비선형 증가율 적용 ‘a’년 후의 교통량 = (1+증가율)2 × 기준년도 교통량

5년 추정교통량 적용 기준년도에서 5년 주기의 추정 교통량을 사용자가 입력한

후 보간법을 사용하여 연도별 추정

- 58 -

1.2.2 환경특성

(1) 환경특성은 설계등급에 관계없이 동일하게 적용한다.

(2) 환경특성은 아스팔트 콘크리트 포장층 내부온도와 보조기층 및 노상 함수량 그리고

동결지수를 포함한다.

(3) 아스팔트 콘크리트 포장층 내부온도는 대기온도를 기초로 하여 도로포장 구조설계의

온도예측모형을 통해 깊이별 분포 형태로 결정한다.

(4) 보조기층 및 노상 함수량은 월평균 대기온도, 월평균누적강수량 및 노상 재료의

입도특성을 이용하여 도로포장 구조 설계의 함수비 예측모형을 통해 결정한다.

(5) 환경특성을 결정하기 위한 대기온도 및 강수량 자료는 도로포장 구조 설계 해석

프로그램에 저장되어 있는 기상관측소 기상자료 데이터베이스를 이용하여 가장 인접한

1개 기상관측소 자료 또는 인접한 3개 기상관측소의 평균값을 사용한다.

【해 설】

환경특성을 결정하기 위한 대기온도 및 강수량 자료는 도로포장 구조 설계에 저장되어

있는 기상관측소 중 설계구간에 가장 인접한 1개 기상관측소 또는 인접한 3개 기상관측소

의 평균값을 사용한다.

아스팔트 콘크리트 포장층 내부온도, 보조기층 및 노상 함수량은 기상관측소 자료를 이

용하여 도로포장 구조 설계 해석 프로그램의 온도예측모형 및 함수비예측모형을 통해 자동

으로 결정된다.

동결지수는 각 기상관측소에서 제시한 대기온도 값을 사용하여 도로포장 구조 설계해석

프로그램에 의해 자동 계산된다.

- 59 -

1.2.3 하부구조(입상) 재료물성

(1) 포장 하부구조(노상, 보조기층 및 쇄석기층)의 재료물성은 탄성계수와 포아송비로 한다.

(2) 설계등급 1에서는 하부구조 재료의 탄성계수를 반복삼축압축시험을 수행하여 구한다.

반복삼축압축시험에 대한 자세한 시험절차는 <부록 3>의 “포장 하부 구조 재료의

설계입력변수 평가 시험법”을 참조한다.

(3) 하부구조 재료의 품질기준은 국토교통부의 「KCS 44 00 00 도로공사(국토교통부)」를

따른다.

(4) 도로포장 구조 설계에서는 동상방지층의 두께를 노상 동결관입 허용법을 사용하여

결정하며, 성토고가 노상 최종면을 기준으로 2m 이상인 성토구간에서는 노상토의

품질기준 중 #200체 통과량이 25% 이하이고 소성지수가 10 이하인 경우 동상방지층을

생략할 수 있다. 다만 이외 적용대상 구분은 다음 해설을 따른다.

(5) 설계등급 1에서 사용하는 포아송비는 본 요령에서 제시한 대표값을 선택하여 사용한다.

【해 설】

가. 하부구조 재료의 품질요건

① 하부구조(노상, 보조기층 및 쇄석기층) 재료의 품질에 대한 요구조건은 「KCS

44 00 00 도로공사(국토교통부)」를 따른다.

② 입상 보조기층 및 쇄석기층 재료는 GP 또는 GW로 분류되고, 비소성(NP)이

며, #200체 통과량이 10% 미만인 재료를 사용한다.

나. 쇄석기층(입도조정기층)

① 쇄석기층을 아스팔트 콘크리트 포장 층 밑에 시공하는 경우, 교통량에 따라서

<표 1-3>에 표시한 아스팔트 층의 최소두께를 확보해야 한다.

② 쇄석기층의 품질기준은 「KCS 44 00 00 도로공사(국토교통부)」를 따른다.

- 60 -

<표 1-3> 쇄석기층 상부의 아스팔트 표층 최소 두께

교통량의 구분

(2종+5~12종) 아스팔트 층의 최소두께 (cm)

250대 미만 5

250 ~ 1,000대 10

1,000 ~ 3,000 15

3,000대 이상 20

③ 설계입력변수 결정을 위한 경험모형 구성모델은 <식 1.2>와 같은 체적응력모델

을 적용한다.

④ 쇄석기층 재료의 탄성계수 결정을 위한 모델계수(k1, k2) 산정 방법의 순서는

<부록 3>에 명시하였으므로 이를 참조한다.

⑤ 국내 시료에 대한 실험결과의 일반적인 모델계수와 탄성계수의 범위는 <표

1-4> 와 <그림 1-3>과 같다.

<표 1-4> 쇄석기층 재료의 탄성계수, k1 계수, k2 계수의 범위

구분 범위

탄성계수 (MPa) 100 ≤ E ≤ 600

 계수 80 ≤  ≤ 270

 계수 0.1 ≤  ≤ 0.6

     ∙  <식 1.2>

여기서, E = 탄성계수 (MPa)

θ = 체적응력( = σ1 + σ2 + σ3 ) (kPa)

k1, k2 = 구성모델의 모델계수

- 61 -

<그림 1-3> 쇄석기층의 일반적인 탄성계수

다. 보조기층 재료의 탄성계수

① 보조기층 재료의 탄성계수는 구속응력(체적응력), 축차응력, 변형률 크기, 건조단

위중량 변화 등의 영향을 받으며 이중 탄성계수에 미치는 영향이 큰 체적응력

만을 보조기층 재료의 탄성계수 결정모델 영향계수로 간주한다.

② 보조기층 재료의 체적응력에 따른 결정모델은 <식 1.3>과 같다. <식 1.3>에서 모

델계수 k1, k2는 실내실험을 수행한 결과를 바탕으로 회귀분석을 통해 구한다.

③ 보조기층 재료의 탄성계수 결정을 위한 모델계수(k1, k2) 산정 방법의 순서는

<부록 3>에 명시하였으므로 이를 참조한다.

     ∙  <식 1.3>

여기서,

E = 탄성계수 (MPa)

θ = 체적응력( = σ1 + σ2 + σ3 ) (kPa)

k1, k2 = 모델계수

- 62 -

라. 노상 재료의 탄성계수

① 국내 노상토의 탄성계수는 특성상 축차응력 뿐 아니라 구속응력의 영향을 많이 받는다.

② 노상토의 탄성계수 결정모델은 응력조건(축차응력 및 체적응력)과 함수비의 영향

을 고려할 수 있도록 <식 1.4>와 같이 제시한다.

③ 함수비의 영향과 관련된 모델계수 kw는 노상토의 특성에 따라 아래의 값을 사

용한다.

④ 모델계수 k1, k2, k3은 반복삼축압축 실내실험 결과<부록 3>을 바탕으로 회귀

분석을 통해 구한다. 시험방법의 자세한 내용은 <부록 3>을 참조한다.

마. 하부구조 포아송비

① 포아송비는 탄성계수와 더불어 포장 구조해석의 기본 입력물성값이다. 그러나 하

부구조 구성 재료의 포아송비는 포장 거동 특성에 탄성계수만큼 구조적으로 영

향을 주지 않을 뿐 아니라 실험적으로 결정하기가 매우 어렵다. 따라서 하부구

조 구성 재료의 포아송비는 설계등급 1 및 설계등급 2에서 <표 1-5>에 제시한

대표값을 선택하여 사용한다.

     

     <식 1.4>

여기서,

Eopt = 최적함수비 조건에서의 탄성계수 (MPa)

θ = 체적응력( = σ1 + σ2 + σ3 ) (kPa)

σd = 축차응력( = σ1 - σ3 ) (kPa)

k1, k2, k3, kw = 모델계수

wopt = 최적함수비 (%)

w = 함수비 (%)

kw = -0.1417 (조립질 노상토)

-0.0574 (세립질 노상토)

- 63 -

② 하부구조 구성 재료의 포아송비 결정을 위하여 별도의 시험을 시행하지 않는다.

<표 1-5> 포장 거동에 적용하는 노상토 및 입상 보조기층 재료의 포아송비

구분 재료특성 포아송비 범위 대표 포아송비

노상토

모래질 점토 0.2 – 0.3 0.25

실트 0.3 – 0.35 0.33

조밀한 모래 0.2 – 0.4 0.3

조립 모래 0.15 0.15

세립 모래 0.25 0.25

입상 보조기총

재료

조립 사질토 또는

입상재료 0.15 0.15

1.2.4 아스팔트 혼합물 재료물성

(1) 아스팔트 혼합물의 재료물성으로 동탄성계수와 포아송비를 적용한다.

(2) 설계등급 1의 동탄성계수는 실내실험을 통하여 결정하는 것을 원칙으로 한다. 실내실험

방법은 <부록 6>의 “아스팔트 혼합물의 동탄성계수 표준시험법”을 이용한다. 사용하고자

하는 아스팔트 혼합물 종류가 본 요령에서 제시한 아스팔트 혼합물의 종류와 동일할 경우

제안된 매개변수 표를 사용하여 동탄성계수를 결정할 수 있다.

(3) 포아송비는 본 요령에서 제안하는 값들을 적용한다.

- 64 -

【해 설】

아스팔트 혼합물의 재료물성으로 동탄성계수와 포아송비를 사용한다.

설계등급 1에서는 상황에 따라 설계 입력변수 결정방법을 두 가지로 나눌 수 있다. 기

본적으로 “아스팔트 혼합물의 동탄성계수 측정을 위한 표준시험법(부록 6 참조)”을 이용하

여 아스팔트 혼합물의 동탄성계수 시험을 진행하여 결과 분석 후, 마스터곡선 매개변수를

도출하여 설계 해석 프로그램에 입력한다.

사용하고자 하는 아스팔트 혼합물이 본 요령 「Ⅰ편 제2장 2.5 (3)항과 (4)항」에 제시된

아스팔트 혼합물인 경우 동탄성계수 매개변수가 설계 해석 프로그램 내에 존재함으로 별도

의 시험을 수행하지 않고 설계 해석 프로그램에서 동탄성계수 산정을 자동으로 수행할 수

있다.

아스팔트 혼합물의 포아송비는 일반적으로 온도에 따라 0.15에서 0.5의 다양한 값을 보

인다. 포장 구조해석 시 포아송비는 동탄성계수와 함께 아스팔트 혼합물의 주요 물성값이

지만, 구조해석 결과에 미치는 영향은 미미하다. 따라서 도로포장 구조 설계 해석 프로그

램 내에 있는 값을 그대로 적용한다.

1.3 설계등급 2

(1) 고속국도(AADT 150,000대 미만), 일반국도(AADT 7,000대 이상 35,000대 미만), 및

지방도/기타도로(AADT 7,000대 이상)에 적용된다. 여기서 기타도로라 함은

「도로법(국토교통부)」에 명시된 특별시도, 광역시도, 시도, 군도 및 구도를 의미한다.

(2) 교통량은 본 요령에서 제시한 값을 이용하여 차종별 축하중 분포를 결정한다.

(3) 하부구조 및 아스팔트 콘크리트 혼합물 재료 물성은 간단한 실내실험을 통해 재료의

기본적인 물성을 구하고, 이 값들을 설계 프로그램에 입력하여 설계해석 프로그램에

포함되어 있는 예측식으로부터 결정한다.

- 65 -

1.3.1 교통량

【해 설】

설계등급 2에서의 교통량 산정은 설계등급 1에서 제시한 산정 절차와 동일하며, 차종별

축하중분포별교통량을 결정하기 위한 입력값 결정시 본 요령에서 제시한 값을 이용한다.

(1) 연평균일교통량(AADT)

- 설계등급 1과 동일하게 산정한다.

(2) 차종별 구성비율

- 설계등급 1과 동일하게 산정한다.

(3) 차종별 설계차로 교통량

설계등급 2에서의 차종별 설계차로교통량 산정 절차는 설계등급 1과 같으며,

본 요령에서 다음과 같이 제시된 값을 이용하여 산출한다.

(1) 본 설계에서는 교통량 산정을 위하여 차종별 축하중 분포를 이용한다.

(2) 차종별 축하중 분포별 교통량을 결정하기 위한 입력값의 종류는 본 요령「Ⅱ편 아스팔트

콘크리트 포장 구조 설계의 1.2.1에 (3)항」과 동일하다.

(3) 초기년도 연평균일교통량 및 차종별비율은 인접지역 교통량 통계자료를 사용한다.

(4) 방향분배계수 및 차로분배계수는 국내 평균값을 사용한다.

(5) 차종별축하중, 차량속도, 시간별교통량변동률 및 월별교통량 변동률는 도로 등급별로 본

요령에서 제시한 값을 적용한다.

(6) 교통량증가율은 장래교통량 예측 증가율이나 각 년도별 예측값을 사용할 수 있다. 또한

본 요령에서 제안하는 교통량 증가계수를 이용할 수도 있다.

(4) 원더링분포, 축간격 및 타이어간격, 타이어압력은 설계등급과 관계없이 본 요령에서

제시한 값을 사용한다.

- 66 -

<표 1-6> 방향 및 차로 분배 계수

구분 방향 분배 계수

제시값 구분 편도 차로수 차로분배계수

제시값

고속국도

일반국도

지방도

0.5~0.55

고속국도

4 0.45

3 0.55

2 0.90

일반국도,

지방도

4 0.45

3 0.70

2 0.90

(4) 시간별 교통량 변동률

설계등급 1과 동일한 절차에 의해서 시간별 교통량을 산출하나, 인접지역 교

통량 조사를 통한 시간별 교통량 변동률을 구하지 않고 지역 구분 및 차로 구

분에 따라 다음의 표와 같은 변동률을 적용한다.

<표 1-7> 도시지역의 시간별 교통량 변동률

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 13:00~1400 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

- 67 -

<표 1-8> 지방지역의 시간별 교통량 변동률

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 13:00~1400 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

(5) 월별 교통량 변동률

설계등급 1과 동일한 절차에 의해서 월별교통량을 산출하나, 인접지역 교통

량 조사를 통한 월별 교통량 변동률을 구하지 않고 지역 구분 및 차로 구분에

따라 다음의 표와 같은 변동률을 적용한다.

<표 1-9> 월별 교통량 변동계수

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

4차로

이상 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

4차로

이상 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

- 68 -

(6) 차종별 축하중 분포에 따른 교통량 산정

- 설계등급 1과 동일하게 산정한다.

(7) 장래 교통량 추정

- 설계등급 1과 동일하게 산정한다.

1.3.2 환경특성

본 요령 「Ⅱ편 아스팔트 콘크리트 포장 구조 설계의 제1장 1.2.2」와 동일하게 적용한다.

1.3.3 하부구조 재료물성

(1) 본 요령 「Ⅱ편 아스팔트 콘크리트 포장 구조 설계의 제1장 1.2.3에 (1)항」과 동일하게 적용한다.

(2) 설계등급 2에서는 하부구조 재료의 탄성계수를 기본 물성시험과 설계 해석 프로그램에

포함되어 있는 상관모형을 통해 결정한다.

(3) 하부구조 재료의 품질기준은 「KCS 44 00 00 도로공사(국토교통부)」를 따른다.

(4) 동상방지층에 대한 물성기준은 본 요령 「Ⅱ편 아스팔트 콘크리트 포장 구조 설계의

제1장 1.2.3에 (4)항」과 동일하게 적용한다.

(5) 설계등급 2에서 사용하는 포아송비는 본 요령 「Ⅱ편 아스팔트 콘크리트 포장 구조설계의

제1장 1.2.3에 (5)항」과 동일하게 적용한다.

【해 설】

가. 하부구조 재료의 품질요건

① 하부 구조 재료의 품질에 대한 요구조건은 「KCS 44 00 00 도로공사(국토교통부)」

- 69 -

를 따른다.

② 입상 보조기층 및 쇄석기층 재료는 GP 또는 GW로 분류되고, 비소성(NP)이며,

#200체 통과량이 10% 미만인 재료를 사용한다.

나. 쇄석기층(입도조정기층)

① 입도조정기층을 아스팔트 콘크리트 포장 층 밑에 시공하는 경우, 1.2.3(2)와 같

이 교통량에 따라서 <표 1-3>에 표시한 최소두께를 확보해야 한다.

② 설계등급 2의 경우에는 경험모형을 적용하여 설계입력변수를 결정하며, 경험모

형 결정을 위하여 체가름시험 및 다짐시험(D Type 또는 E Type)을 수행한다.

다. 설계입력변수 결정을 위한 경험모형 구성모델은 <식 1.5>와 같은

체적응력모델을 적용한다.

설계입력변수 결정을 위한 경험모형 구성모델계수는 <식 1.6> 및 <식 1.7>

을 적용하여 결정하며, 국내 15개 시료에 대한 실험결과의 일반적인 모델계수

와 탄성계수의 범위는 <표 1-10> 와 <그림 1-4>와 같다.

     ∙  <식 1.5>

여기서, E = 탄성계수 (MPa)

θ = 체적응력( = σ1 + σ2 + σ3 ) (kPa)

k1, k2 = 구성모델의 모델계수

        

   

    

<식 1.6>

      

  

   

<식 1.7>

여기서, MDEN = 최대건조단위중량 (t/m3)

- 70 -

<표 1-10> 쇄석기층 재료의 탄성계수, k1 계수, k2 계수의 범위

구분 범위

탄성계수 (MPa) 100 ≤ E ≤ 600

 계수 80 ≤  ≤ 270

 계수 0.1 ≤  ≤ 0.6

<그림 1-4> 쇄석기층의 일반적인 탄성계수

OMC = 최적함수비 (%)

CC = 곡률계수

CU = 균등계수

P4 = #4체 통과률 (%)

P200 = #200체 통과률 (%)

D50 = 50% 통과률에 해당하는 입경 (mm)

D95 = 95% 통과률에 해당하는 입경 (mm)

- 71 -

다. 보조기층 재료의 탄성계수

① 설계등급 2에서는 보조기층 재료의 탄성계수 결정모델의 모델계수 k1, k2를 경

험적 상관모형으로부터 결정한다.

② 경험적 상관모형은 <부록 3>에 수록하였으며, 경험적 상관모형을 적용하기 위해

서는 다짐시험에서 결정되는 최대건조단위중량, 입도분석시험으로부터 결정되는

균등계수(Cu) 및 #4 체 통과량을 산정하여 입력한다.

라. 노상토 재료의 탄성계수 결정모델

① 설계등급 2에서는 탄성계수 결정모델의 모델계수 k1, k2, k3를 경험적 상관모형

으로부터 결정한다.

② 상관모형은 <부록 3>에 수록하였으며, 상관모형을 적용하기 위해서는 다짐시험

에서 결정되는 최대건조단위중량과 최적함수비, 입도분석시험으로부터 결정되는

균등계수(Cu) 및 #200 체 통과량을 산정하여 입력한다.

마. 품질기준과 경험모형의 적용 제한

일반적으로 사용되는 노상토 및 입상보조기층 재료의 품질기준 범위 내에는

들어오지만, 입상재료가 아래의 경우에 해당하는 경우에는 상관모형의 적용에

신중을 기해야 한다.

① 기초 물성이 상관모형의 예상 적용범위를 벗어나는 경우 (최소 및 최대값의 범

위를 벗어남)

② 재료특성의 조합이 매우 특이하여 상관모형을 적용하면 오류가 발생하는 경우

①또는 ②에 해당하여 상관모형을 적용하기 힘든 경우에는 실험에 의하여 설계

입력변수를 결정하는 것이 바람직하다.

- 72 -

바. 하부구조 재료의 포아송비

① 포아송비는 탄성계수와 더불어 포장 구조해석의 기본 입력물성값이다. 그러나 하

부구조 구성 재료의 포아송비는 포장 거동 특성에 탄성계수 만큼의 구조적으로

심각한 영향을 주지 않을 뿐 아니라 실험적으로 결정하기가 매우 어렵다. 따라

서 하부구조 구성 재료의 포아송비는 모든 설계등급(등급 1 및 등급 2)에서 <표

1-11>에 제시한 대표값을 선택하여 사용한다.

② 하부구조 구성 재료의 포아송비 결정을 위하여 별도의 시험을 시행하지 않는다.

<표 1-11> 포장 거동에 적용하는 노상토 및 입상 보조기층 재료의 포아송비

구분 재료특성 포아송비 범위 대표 포아송비

노상토

모래질 점토 0.2 – 0.3 0.25

실트 0.3 – 0.35 0.33

조밀한 모래 0.2 – 0.4 0.3

조립 모래 0.15 0.15

세립 모래 0.25 0.25

입상 보조기총 재료 조립 사질토 또는 입상재료 0.15 0.15

- 73 -

1.3.4 아스팔트 혼합물 재료물성

(1) 본 요령 「Ⅱ편 아스팔트 콘크리트 포장 구조 설계의 제1장 1.2.4에 (1)항」과 동일하게 적용한다.

(2) 설계등급 2에서 아스팔트 혼합물의 동탄성계수는 골재입도 종류 및 아스팔트 바인더의

종류에 따라 설계 해석 프로그램에 입력되어 결정된다.

(3) 설계등급 2에서 포아송비는 0.35를 대표값으로 사용한다.

(4) 여기에서 정의되지 않은 새로운 아스팔트 혼합물은 기존 아스팔트 공용성 등급과

아스팔트 혼합물의 표준 배합설계를 비교해서 입도 및 최대입경과 유사하면 설계등급 1에

해당하는 시험만 수행하고 현 설계 해석 프로그램에 도입한다.

(5) 여기에서 정의되지 않는 새로운 아스팔트 혼합물은 기존 아스팔트 공용성 등급과

아스팔트 혼합물의 표준 배합설계를 비교해서 입도 및 최대입경과 상이하면 설계등급 1에

해당하는 시험을 수행할 뿐만 아니라, 모형 제안 보고서를 제출, 설계를 운영하는 기관의

검증을 통해 설계 해석 프로그램에 모형추가 작업을 거쳐서 도입한다.

【해 설】

설계등급 2에서는 동탄성계수 시험을 실시하지 않고 아스팔트 혼합물의 골재입도 종류 및

아스팔트 종류에 따라 도로포장 구조 설계에 의해 구축된 예측방정식으로부터 동탄성계수를

결정한다. 포장 구조해석 시 포아송비는 설계등급 2에서는 0.35를 대표값으로 사용한다.

설계등급 2를 이용하여 아스팔트 혼합물의 동탄성계수 예측에 필요한 입력변수는 다음과 같다.

(1) 골재입도 종류

동탄성계수 예측식에 사용하는 골재입도 종류는 다음의 표와 같다. 표층용

아스팔트 혼합물의 골재입도 종류는 밀입도 13mm, 밀입도 19mm, SMA

13mm이며, 기층용 아스팔트 혼합물의 골재입도 종류는 40mm, 25mm를

아스팔트 혼합물의 기본 골재입도 종류로 사용한다.

- 74 -

<표 1-12> 아스팔트 혼합물의 기본 골재입도 종류

혼합물의

종류

체의

포장지수

표충용 기충용

WC-1

(밀입도

13mm)

WC-3

(밀입도

19mm)

5MA

(13mm)

BB-1

(40mm)

BB-3

(25mm)

통과질량백분률

(%)

50mm - - - 100 -

40mm - - - 95~100 -

30mm - - - 80~100 100

25mm - 100 - 70~100 90~100

20mm 100 90~100 100 55~90 71~90

13mm 90~100 72~90 93~90 40~80 56~80

10mm 76~90 56~80 40~55 30~70 45~72

5mm 44~74 35~65 16~30 17~55 29~59

2.5mm 28~58 23~49 12~23 10~42 19~45

0.60mm 11~32 10~28 10~18 5~28 7~25

0.30mm 5~21 5~19 8~15 3~22 5~17

0.15mm 3~15 3~13 7~14 2~16 3~12

0.08mm 2~10 2~8 7~12 1~10 1~7

【주1】여기에서 체는 각각 KS A 5101에 규정한 표준망체 53㎜, 37.5㎜, 31.5㎜, 26.5㎜, 19㎜, 13.2㎜,

9.5㎜, 4.75㎜, 2.36㎜, 0.6㎜, 0.3㎜, 0.15㎜, 0.075㎜에 해당한다.

(2) 아스팔트 종류

본 요령에서는 아스팔트의 공용성 등급(PG, Performance Grade) PG

58-22, PG 64-22, PG 76-22를 아스팔트로 사용한다.