2015년도 고속도로 설계실무자료집

6-1 소 형 IRI 평 탄 성 측 정 장 비 관 리 방 안 개 선

6-2 포장 장기공용성 및 국민편의 증진을 위한 고속도로 포장형식 선정기준 개선방안

6-3 고 속 도 로 주 행 안 전 성 및 쾌 적 성 향 상 을 위 한 배 수 성 포 장 적 용 방 안 검 토

6-4 콘 크 리 트 포 장 줄 눈 부 단 면 형 상 개 선 및 고 내 구 성 다 웰 바 적 용 방 안

6-5 저 소 음 포 장 을 고 려 한 효 과 적 방 음 시 설 물 설 치 방 안 검 토

포장공 06

 

포장공 ❙ 305

포장공

61

포 장 공

소형 IRI 평탄성 측정장비 관리방안 개선 환경품질처-1115

(2015.03.20)

1 검토배경

□ 소형 IRI(워킹프로파일) 포장 평탄성 측정장비와 관련하여,

측정기준 부재로 현장 사용시 혼선이 발생되고 있어,

□ 이에 대한, 세부 측정 및 관리지침을 수립하여 포장 평탄성

품질관리에 만전을 기하고자 함.

□ 또한, 장비의 관리체계 및 평탄성 값의 신뢰성 확보를 위해

관리기준을 개선하여 고객 안전운행에 만전을 기하고자 함.

※ 공사 IRI(소형)장비 보유현황 ( 2015년 3월 기준 )

구분 계 본사 지역본부 건설사업단

수량(대) 17 1 7 9

* 세부현황은 별첨 #1 참조

2 추 진 경 위

o 2009. 1 : 고속도로 포장 평탄성 관리기준 개선방안 통보

(건설계획처-284, ‘09.01.22)

* 포장평탄성(PRI) 측정 및 관리지침, 포장 노출식 세부 적용 방안 등

o 2009. 3 : 포장 평탄성 지수 IRI 적용 방안 마련

(도로교통연구원 연구개발실-1092, ‘09.03.26)

* 아스팔트,콘크리트포장: 100m 당 토공부≤1.6m/km, 교량접속부 등 기타≤ 2.0m/km

* 고속도로공사 전문시방서에 반영

o 2011. 5 : 평탄성(IRI) 측정장비 도입시행(녹색환경처-1973, ‘11.05.30)

* 시공중 IRI 측정을 위해 사업단별 장비 1대 반영 활용

o 2015. 2 : 콘크리트포장 평탄성 관리실태 특정감사 지적

* IRI 품질관리시험계획 부적정, 소형IRI 장비 검교정 등 관리기준 부재

306 ❙ 포장공

3 現 평탄성 관리 기준

□ 시방기준

구 분 PrI1) IRI2)

본선 토공부 8cm/km 이하 1.6m/km 이하

대형 조합장비의 투입이 불가능한 경우

(교량접속부를 포함 교량구간, IC 및 JC 램프)

16cm/km이하 2.0m/km이하

확장공사의 단순 편측확장 공사

유지보수 공사

16cm/km이하 -

□ 공사 성격별 평탄성 측정시행 기준

구 분

시행여부

PrI IRI

- 고속도로 신설공사

- 확장공사의 선형변경구간(전폭원 시공)

○ ○

- 확장공사에서 단순 편측확장

- 유지보수공사

○ ×

□ 측정시기

점검 목적 시기 측정방법

IRI 측정 평탄성

개통

1~2개월전

- 전구간 ARAN(차량) 또는

소형(Walking Profiler) IRI

차량 주행성시험

쾌적성,

흔들림

개통전

- 8개팀 이상 구성

- 차로별 3회 이상

- 스마트폰 어플다운

※ 자세한 사항은「시멘트 콘크리트포장 품질관리 업무기준(2015.3)」참조

1) PrI (평탄성지수, Profile Index) : 이동직선자의양단기계적평균점을기준으로요철을측정하는지수

2) IRI (국제평탄성지수, International Roughness Index)

: 기준차량또는휴대용장비로수직운동의합을자동측정하는지수

포장공 ❙ 307

포장공

4 현실태 및 문제점

기 준 sd

□ IRI(소형) 평탄성 측정에 대한 세부적인 기준 부재

o (품질시험계획) IRI 측정계획 누락으로 시험 미실시

o (단위거리산정) 최초 1구간 산정시 시작부 오차구간(10m)이 포함됨

o (세부기준부재) 측정위치, 지수산정단위길이, 측정시기 등

□ 소형과 차량용장비의 IRI 측정값 차이 발생

o (측정결과) 소형장비 측정시 만족구간이 차량장비 측정시 일부

불량구간 발생

o (장비특성) 소형은 차로의 우측위치만, 차량은 양측바퀴의 평균

- 콘크리트포장의 경우 기계포설시 양 끝단부 처짐 및 인력 마무리

로 인한 요철, 몰탈 발생으로 예상됨 (측정자료 별첨 #1 참조)

장 비 sd

□ IRI(소형) 장비 관리상태 불량

o (검교정) 검교정 관리기준(주기, 시험항목) 부재로 교정 없이 사용

- 2014년도에 도로교통연구원에서 검정장비 개발

o (장비노후화) 구입한지 5년째로 부품, 노트북 사양 등 교체 필요

- 제작사의 장비 내구연한은 5년임

현장관리 sd

□ 현장보유 소형(IRI) 평탄성 측정장비 사용 미숙

o (인계인수) 감독원 인사발령시 구두 간단설명으로 전달 미흡

- 작동방법 등 현장 실습을 통한 교육 필요

o (사용매뉴얼) 누구나 쉽게 보고 사용할 수 있는 매뉴얼 부재

308 ❙ 포장공

□ IRI 평탄성 측정기간 소요로 측정시기 조정 필요

o (현기준) 개통 1~2개월전 측정후 불량구간 보수

o (일수,절차) 도보속도, 측정횟수강화, 차량주행성시험 등 앞으로 조정

- 평균 공구당(L=8km) 5일, 사업단(8개 공구시) 40일 소요

※ 1일 순 측정거리 : 4km/h(측정속도)×4시간/일=16km/일 , 2차로 환산시 방향별 4km/일

- 4시간은 장비교정시간, 준비시간(측정후 복귀시간), 교량구간, 밧데리충전 등을 고려함

5 소형 IRI장비 관리방안 개선

기 준 sd

□ 포장 평탄성 품질관리 시험계획 조정

o 현장 품질시험기준에 IRI(소형) 평탄성 시험 추가

- 측정기준 : 전구간에 대한 측정위치별 1회 실시

- 아스팔트포장(차로별1회)과 콘크리트포장(차로별2회) 구분

종별 시험종목 시험방법 시험빈도 비고

콘크리트포장

아스팔트포장

평탄성 종방향

KS F 2373 ·차로마다 전구간 7.6m PrI측정기

3.0m 측정기 ·차로마다 전구간 7.6m PrI측정기

사용 불가능시

IRI(워킹프로파일) ·차로마다 전구간 소형IRI 측정기

횡방향 직선자 ·200미터마다 측정기사용

불가능시

o 단일 구간 단위길이 : 110m (지수산정 단위길이 100m)

- 연속측정시는 첫구간의 시작부 10m는 계산 제외

※ 세부내용은 별첨 #2「IRI(소형) 장비 평탄성 측정 및 관리지침」참조

포장공 ❙ 309

포장공

□ 평탄성관련 민원 저감을 위한 측정기준 강화

o 확장공사에 대한 구체적인 IRI 기준값 제시

구 분 PrI IRI

본선 토공부 8cm/km 이하 1.6m/km 이하

대형 조합장비의 투입이 불가능한 경우

(교량접속부를 포함 교량구간, IC 및 JC 램프)

16cm/km이하 2.0m/km이하

확장공사의 단순 편측확장 공사 16cm/km이하 (기준값 건의)

※ 유지보수공사는 신설기준 적용(부분단면보수는 제외)

o 현장 여건에 맞는 평탄성 측정시행 개선

구 분

시행여부

PrI IRI

- 고속도로 신설공사

- 확장공사의 선형변경구간(전폭원 시공)

○ ○

- 확장공사에서 단순 편측확장

- 유지보수공사

○

○

(반영)

o 시험계획 변경에 따른 측정시기 조정

점검 목적 시기 측정장비

IRI 평탄성

포장완료시 소형(Walking Profiler) IRI

개통 2개월전 전구간 ARAN(차량) IRI

차량 주행성시험

쾌적성,

흔들림

개통 2개월전

“건설처 최근 방침에 의거

시행”

o 평탄성값 신뢰성 확보를 위해 측정위치 변경

- 아스팔트포장 : 기존 기준과 동일 (차로별 1회)

80～100 80～100

추월선 주행선

310 ❙ 포장공

- 콘크리트포장 : 고객차량의 좌측 바퀴측 추가 (차로별 2회)

추월선 주행선

80～100 80～100 80～100 80～100

* 편도 3차로 이상일 경우는 양끝차만 양측 실시

예시) 편도 3차로 : 1,3차로는 양측, 2차로는 우측만

장 비 sd

□ IRI(소형) 평탄성 측정장비 검․교정 기준 마련

o 교정시험 (현장 시험)

- 시험항목 : 거리검사, 반복성 검사

- 관리주체 : 장비 보유기관 (건설사업단 품질팀)

- 시험주체 : 장비 사용자 (건설사업단 시공사)

- 교정주기 : 반기 1회, 최초는 장비 사용전

- 결과조치 : 오차기준 초과시 장비 제작사에 장비검정을 받은후

도로교통원구원의 최종 검정시험 통과후 사용

o 검정시험 (실험실 시험)

- 시험항목 : 거리검증, 반복성 검증, 정확성 검증

- 시험의뢰 : 장비 보유기관 (건설사업단 시공사)

- 검정기관 : 도로교통연구원

- 검정주기 : 검교정일로부터 1년 이내, 최초는 장비 사용전

□ 노후화에 따른 장비 일제 상태점검 실시

o 현재 사용되는 모든 장비를 제작사에 입고, 일괄 정비(3~4월중)

o 장비 결함상태 확인후 부분적인 교체만 실시

- 장기적인 장비 교체여부 등은 추후 별도 검토

- 금번 소요되는 수리비용은 장비 보유기관에서 처리

포장공 ❙ 311

포장공

현장관리 sd

□ 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 사용매뉴얼 제작

o「IRI(소형)장비 간편 사용 매뉴얼」제작 (별첨#3 참조)

o 당해연도에 포장공 시공현장은 동계(자체)교육시 IRI(소형) 장비사용

방법 등 교육과목에 포함

- 교육주관 : 건설사업단 품질팀

- 교육구성 : 실내 교육(별첨2), 현장 교육(별첨2, 3) 구분

* [QR코드 동영상] : 하이포털/hi-기술/자료실/동영상/IRI측정. 참고

□ IRI(소형) 평탄성 측정 조기실시로 충분한 여유기간 확보

o 개통 1~2개월전 → 구간별 포장 완료시

- 포장 양생전(28일) 측정시는 감독원과 협의후 결정

o 차량용 IRI를 이용 도로 표면조사는 개통 2개월 전에 실시하는

차량 주행성시험 일정과 중복되지만 선 실시후 최종 주행성

시험을 실시한다.

6 적용방안 및 향후계획

□ 적용방안

o 설계중인 노선 : 본 지침 적용

o 공사중인 노선

- IRI(소형) 장비 품질시험계획 포함, IRI(소형)장비 포장 평탄성

측정 및 관리지침 : 본 지침 적용

- 장비보유기관은 장비점검(3~4월중) 및 사용법 자체교육 실시

□ 향후 계획

o 검정 장비의 대한 본사에서 일괄 측정값 비교시험 실시 (6월이내)

o 평탄성 측정 관리실태 품질적정성(기동) 점검시 확인 예정

312 ❙ 포장공

o「고속도로 건설공사 현장품질시험기준」3차에 IRI시험기준 포함

o 도로교통연구원 연구과제 및 개정 건의

(개정건의) 확장공사 단순 편측확장 공사 IRI 기준값 제시

「전문시방서」에 IRI(소형) 측정기준 및 관리절차 등재

【별 첨】1. 공사 IRI(소형)장비 보유현황 및 장비별 측정차이

2. IRI(소형) 장비 평탄성 측정 및 관리지침 (별도첨부)

3. IRI(소형)장비 간편 사용 매뉴얼 (별도첨부)

포장공 ❙ 313

포장공

[별첨 #2] IRI(소형) 장비 평탄성 측정 및 관리지침

Ⅰ. 적용범위

시멘트 콘크리트 포장 및 아스팔트 콘크리트 포장의 표면 평탄성을

측정하는 방법에 적용한다.

Ⅱ. IRI(Walking Profiler) 측정장비

가. 장비원리

광자이로센서와 엔코더센서로 각도와 거리를 측정하여, 노면의

프로파일을 추출한다. 광자이로센서는 노면으로부터 1/100초마다

최소 6°각도의 변화를 감지하며, 엔코더 센서는 최소 0.35mm의

거리변화를 감지한다. 광자이로센서와 엔코더센서의 신호는 동시에

입력이되며 이를 이용하여 단위거리( 25mm )당 최소 0.0018mm의

높이변화를 계산한다.

광자이로 센서를 이용한

높이변화 측정과 높이 분해능

엔코더 센서의 거리분해능

314 ❙ 포장공

나. 장비개요도 및 구성

측 면 도 평 면 도

1) 측정바퀴

측정바퀴는 노면으로부터 Profile을 받아들여 IRI장비에 전달한다.

왼쪽 뒷바퀴축은 엔코더센서가 설치되어 있어서 거리를 측정하는

기준축이 된다. (바퀴의 지름 20cm)

2) 광자이로센서

바퀴축과 평행하게 설치된 판에 단단히 고정되어 있으며,

1/100초마다 각도의 변화를 감지하여 측정용 노트북으로 신호를

전송한다.

3) 엔코더

왼쪽 뒷바퀴에 설치되어있으며, 한바퀴를 회전할 때마다 1800개의

신호를 읽어낸다. 한 개의 Pulse당 약 0.35mm를 측정하며, 이 값은

거리 켈리브레이션을 통하여 조정이 가능하다.

포장공 ❙ 315

포장공

4) 카운터 보드

광자이로센서와 엔코더센서에 전원을 공급하고, 엔코더 센서의

아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 측정용 노트북에 신호를

전송하는 역할을 한다.

5) 측정용 노트북

노면의 프로파일을 측정 및 분석할 수 있는 프로그램인 Walking

Profiler V1.1이 설치되어 있으며, 다양한 방법으로 프로파일을

보거나 분석할 수 있는 프로그램인 Proval V2.7(FHWA 배포)이

설치되어 있다.

6) 손잡이

IRI 측정기가 원하는 방향으로 이동할 수 있도록 운전·조작되는

장치이다.

7) 제동장치

장비를 잠시 멈추거나 보관할 때, 움직이지 않도록 고정하는

장치이다.

Ⅲ. 평탄성 측정

가. 측정기준

1) 적용대상공사

o 신설(확장)공사, 확장공사에서 단순 편측확장

o 유지보수 개량공사(단, 부분단면보수 등 소규모 공사는 제외)

2) 측정회수 및 시기

o 측정회수 : 품질관리시험계획서에 의거 실시

* 시험계획 산출기준 : 전구간에 대한 측정위치별 1회

(예시) 콘크리트포장 양방향 4차로일 경우 : 8회(방향별 4회)

아스팔트포장 양방향 4차로일 경우 : 4회(방향별 2회)

316 ❙ 포장공

o 측정시기 : 개통 1~2개월전 → 구간별 포장 완료시

- 포장 양생전(28일) 측정시는 감독원과 협의후 결정

3) 측정연장

o 단일 구간(연속구간의 첫구간) 측정 최소연장 : 110m 이상

* 시작지점부터 10m 까지는 기계특성상(전 프로파일을 알수가

없음) 오차가 크므로 수작업으로 제외

o 측정연장이 100m 미만시는 전구간의 IRI 측정연장을 포함

하여 100m로 측정한다. (교량 구간은 후면 참조)

o 지수산정의 단위길이 : 100m

4) 측정위치

o 아스팔트포장 : 각 차선 우측단부에서 우측으로 80~100cm

간격을 유지하며 중심선에 평행하게 측정

80～100 80～100

추월선 주행선

o 콘크리트포장 : 각 차선 양측 단부에서 내측으로 80～100cm

간격을 유지하며 중심선에 평행하게 측정

추월선 주행선

80～100 80～100 80～100 80～100

* 편도 3차로 이상일 경우는 양끝차만 양측 실시

예시) 편도 3차로 : 1,3차로는 양측, 2차로는 우측만

편도 4차로 : 1,4차로는 양측, 2, 3차로는 우측만

5) 측정속도 : 4±3km/hr

포장공 ❙ 317

포장공

나. 계산 방법

1 0

m

1) 측정용 노트북은 측정된 프로파일(확장자 erd)에 250mm

Moving Average 필터와 Quarter Car 필터를 적용하여 10cm마다

IRI를 산출한다.

2) 측정시점부터 10m까지의 IRI값은 오차가 크므로, 평가를 하고

자하는 구간시점보다 10m 앞에서부터 측정을 하고, 측정도입부를

제외한 분석 구간에서의 100m 평균을 계산한다.

3) 세부 장비 작동요령은 장비 간편 사용매뉴얼을 참조한다.

다. 측정결과 제출

측정구간의 조사이정, ERD 파일, U03 파일, 측정그래프 및

100m별 IRI평균을 계산한 Excel sheet를 제출한다.

* ERD파일과 U03파일을 비교하면 데이터 검증을 실시할 수 있다.

라. 측정시 유의사항

1) 장비 바퀴가 튀는 것을 방지하기 위하여 사전에 포장면 청소를

실시한다.

2) 중심선에 평행하게 측정하기 위해 평탄성 측정기 앞에 철사, 실

등을 이용한 유도장치를 설치하면 측정시 일정간격을 유지하는데

편리하다(교량 신축이음부 전․후구간도 동일).

318 ❙ 포장공

3) 전 구간을 연속하여 측정하는 것이 이상적이나 그렇지 못할 경우

에는 수회로 나누어 측정할 수 있으며, 이때에는 필히 전체연장이

연결되어야 한다.

4) 측정 JOINT 구간은 연속적으로 측정한다.(주행방향으로 측정)

당해 측정구간

주행방향 →

측정시작점 측정끝점

기측정구간 미측정구간

기 측정 종점

10m

5) 운전자의 숙련도에 따라 오차가 발생할 수 있으니 충분히 작동

방법에 대한 교육을 받은자가 측정한다.

6) 오차범위를 초과하는 경우 거리 켈리브레이션을 실시하고, 켈리

브레이션 이후에도 거리오차를 만족하지 못하는 경우 제작사에

문의하여 장비검정을 받도록 한다.

마. 포장 평탄성 불량구간(표면 돌출부) 판정방법

1) 100m 구간별, 차선별 IRI 시방기준을 만족해야 한다.

2) 측정된 데이터를 노트북 ProVAL 2.7을 실행하여 PrI로 산출

방법에 의거 생성된 상하연 그래프를 확인하여 불량구간

위치를 확인한다.

* 불량구간 판정방법은 사용메뉴얼을 참조

포장공 ❙ 319

포장공

3) 일평균 IRI가 1.6m/km를 초과할 경우 포장을 중지하고 평탄성에

대한 종합검토를 실시해야 한다.

o 콘크리트 면상태 불량, 크랙발생, 두께부족, 평탄성 불량 등의

부위 제거후 재시공

4) 모든 돌출부(Excessive Height) 구간은 수정해야 되며, 가능한

IRI가 1.5m/km 이하가 되도록 조치해야 한다.

바. 교량구간 측정기준

1) 측정구간 (신설 및 확장공사)

- 시점 : 교량 A1측 완충슬래부 전방 10m 지점부터 측정

- 종점 : A2측 완충슬래브까지

- 계산 : 측정후 시점부 10m, 중간 지점부 죠인트부 제외하여

별도 계산

10m 신축이음장치

접속,완충 슬래브

교량 측정구간(10m+교량부)

접속,완충 슬래브

※ 유지보수현장은 교면구간만 측정(A1 전방 10m ~ A2 신축이음장치전)

접속슬라브의 측정이 불가시는 교량구간만 측정후 시작부 10m 값 제외

Ⅳ. 측정기 점검

가. 교정 관리(현장시험)

1) 시험항목 : 거리 검사, 반복성 검사

2) 관리주체 : 장비 보유기관 (건설사업단 품질팀)

3) 시험주체 : 장비 사용자 (건설사업단 시공사)

※ 점검주기내 장비사용자가 없을 경우 관리주체자가 실시

320 ❙ 포장공

4) 현장시험 방법

o 거리 검사

- 사전조정단계 : 100m 거리를 4회 반복 측정하여 엔코더 단위

Pulse당 거리를 조정(자동계산)

- 실 검증단계 : 거리 켈리브레션후 3회 측정하여 거리오차

0.15%이내인지 확인

o 반복성 검사

거리 160m 구간에 라인마킹을 한 후, 10회 반복 측정하여

상호 반복성이 92% 이상인지 확인한다.

* 모든 현장 시험과정은 반드시 감독관 입회하에 실시한다.

5) 결과조치 : 오차기준 초과시 장비 제작사에 문의하여 장비검정을

받은후 도로교통원구원의 최종 검정시험을 의뢰한다.

6) 교정시 주의사항

o 상기 측정시 주의사항을 따른다

o 노트북 내장된 프로그램 오류여부 및 밧데리 충전양을 사전

확인후 실시한다.

나. 검정 관리(실내시험)

1) 시험항목 : 거리 검증, 반복성 검증, 정확도 검증

2) 시험의뢰 : 장비 보유기관 (건설사업단 시공사)

3) 검정기관 : 도로교통연구원

4) 실내시험 방법 : 도로교통원구원 자체 기준에 의거 실시

5) 조치 : 검정 실시후 검교정 필증 부착

다. 점검주기

1) 현장 시험

o 반기 1회, 최초는 장비 사용전

포장공 ❙ 321

포장공

2) 실험실 시험

o 검교정일로부터 1년 이내

o 최초는 장비 사용전