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1. 총 칙

도로포장 구조 설계 요령

1. 총 칙

1.1 적용범위

(1) 본 요령은 도로법에 규정된 각종 시멘트 콘크리트 포장도로(고속국도, 일반국

도, 특별시도, 광역시도, 지방도, 시·군·구도)와 기타 일반 공중에 이용되는 중

요 시멘트 콘크리트 포장도로의 단면 설계에 대한 것이다.

(2) 본 요령은 시멘트 콘크리트 포장의 단면 설계에 적용하는데 있어 필요한 사항에

대하여 규정한다.

(3) 본 요령에 따른 포장 단면설계는 해석 프로그램을 이용하여 시행한다.

【해 설】

시멘트 콘크리트 포장의 역학적-경험적 설계 방식은 기존의 경험적 설계와 달리 정

량화된 입력변수와 해석 모형을 바탕으로 포장 거동을 추정하고 경험적인 파손예측 모

형을 통해 공용성을 예측하는 과정을 따른다.

설계 입력변수에 대한 값들을 현장조건에 맞게 결정한 후(예비설계단계), 구조해석모

형을 통해 응력 및 처짐 등과 같은 구조적 거동을 예측한다. 구조적 해석 결과를 이용

하여 균열 및 국제평탄성지수(IRI)를 예측한다. 평탄성의 예측은 초기 건설될 당시의

평탄성과 추정된 균열과 스폴링 등에 의해 결정된다. 설계 신뢰도는 입력변수로서 포

장 파손과 평탄성을 산정하는데 고려된다.

시멘트 콘크리트 포장에 대한 전반적인 설계과정을 <그림 1.1>에 나타내었고, 중요

한 내용은 다음과 같다.

(1) 포장 구조 설계하는 지역의 상태에 적합한 초기 단면 설계(Trial Design)를 한

다. 교통량, 기후조건, 토질조건, 포장층의 조합, 시멘트 콘크리트 및 다른 재료

물성, 그리고 설계 및 시공 조건 등을 고려한다.

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

(3) 설계 종료 시 유지되어야 할 균열 및 국제평탄성지수(IRI)에 대한 허용기준을

선정한다.

(4) 불연속면 설계를 수행한다. 줄눈간격, 타이바/다웰바, 줄눈채움재 설계를 진행하

고 초기 단면설계 시 가정한 불연속면 설계와 허용 범위 내에 있을 시 다음 단

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Ⅱ. 시멘트 콘크리트 포장 구조 설계

계로 진행되는 반면 범위 외에 있을 경우, 다시 줄눈 설계로 되돌아가서 (2)항,

(4)항을 반복 수행한다.

(5) 본 설계에서 제시된 회귀분석식을 이용하여 포장의 구조적 거동(Structural

Responses)을 계산한다. 전체의 설계기간에 대하여 각 축 형태 및 하중에 따른

각각의 한계응력을 반복 계산한다.

(6) 개발한 피로손상(Fatigue Damage)모형을 이용하여 매월별로 포장의 손상을 예

측한다.

(7) 전체의 설계기간에 대하여 매월별로 누적된 손상을 계산한다.

(8) 누적 손상을 이용하여 시멘트 콘크리트 포장의 균열율을 계산한다. 더불어 추정

된 스폴링과 균열율을 이용하여 해당 년도의 평탄성을 계산한다.

(9) 예비설계의 기대 공용성을 주어진 신뢰도 수준에서 적합한지를 평가한다.

(10) 예비설계가 공용성 기준을 만족하지 못하면, 설계를 변경한 후 다시 위의 (3)

항부터 (9)항까지의 과정을 반복하여 그 설계가 공용성 기준을 만족할 때까지

수행한다.

(11) 목표한 공용성 기준을 만족시키는 설계는 구조 및 기능적 측면에서 실행 가능

하여야 한다. 다른 대안단면들을 추가로 작성한 후, 각 대안단면들의 생애주기

비용분석 및 경제성 분석을 수행하여 최적 대안을 선정한다.

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1. 총 칙

도로포장 구조 설계 요령

<그림 1.1> 시멘트 콘크리트 포장의 역학적-경험적 설계 절차

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Ⅱ. 시멘트 콘크리트 포장 구조 설계

1.2 관련규정의 적용

본 요령에 규정되어 있지 않은 사항은 국토교통부의「「국도건설공사설계실무요

령」, 한국도로공사의「고속도로설계실무지침서」중 시멘트 콘크리트 포장 도로

설계관련 규정에 따른다.

1.3 용어의 정의

 「구속응력」이라함은 일반적으로 물체의 변형이나 운동을 구속하여 생기는 응력

을 말한다.

 「다웰바(Dowel Bar)」라 함은 시멘트 콘크리트 포장에서 두 콘크리트 슬래브

이음부(줄눈)의 전단 및 휨 보강을 위해 설치하는 강봉을 말한다. 하중전달장치의

역할을 하며 수축 팽창을 원활하게 하기위해 한쪽을 미끄러질 수 있도록 매설한다.

 「린콘크리트(빈배합콘크리트)」라 함은 단위시멘트량이 140 ~ 230kg/㎥으로 비

교적 시멘트 사용량이 적은 배합의 콘크리트을 말하며, 7일 압축강도가 5MPa 정

도이다.

 「복합지지력계수」라 함은 슬래브 바로 아래에 가상의 재하판이 놓였다고 가정하고

이 가상의 재하판으로 부터 얻게 되는 슬래브 하부의 전체적인 지지력을 말한다.

 「쇄석기층」이라 함은 쇄석을 이용한 도로포장 기층을 말한다.

 「스폴링(Spalling)」이라 함은 스폴링은 시멘트 콘크리트 포장의 가로줄눈 및 세

로줄눈과 무작위 임의균열에 발생하기 쉬운 파손의 한 형태를 말한다.

 「열팽창계수」라 함은 온도변화에의 한 재료길이의 변화를 나타내는 양으로서,

단위온도가 상승하였을 때 단위길이의 재료가 늘어나는 길이로 표시하며, 각 재료

마다 고유의 열팽창계수를 가진다.

 「열화현상(Deterioration)」라 함은 재료의 능력이 떨어지는 현상으로, 콘크리트

의 경우 균열이 생기거나 철근이 녹스는 현상을 말한다.