6-5 콘크리트포장 소음 저감방안

 

설 계 처-3297

(2008. 12. 11)

 

1. 검토목적

고속도로 기능증대 및 이용자의 만족도 향상을 위하여 콘크리트포장 소음저감 방안을 검토코자 함.

 

◇ 감사지적사항(2007. 12)

: 소음저감 및 승차감을 높여 고객만족도를 향상토록 장대터널내

콘크리트포장의 표면처리 등 개선 필요

 

2. 개 요

 

구 분	타이닝(Tining)	그루빙(Grooving)
주 요 내 용	- 굳지않은 콘크리트에 도로중심 선과 평행 또는 직각 홈을 만들어 미끄럼저항성 등을 확보할 수 있도록 하는 공법   - 규격(종방향 경우) : 폭3×깊이3×간격18mm	- 결빙․수막현상 방지를 통한 주행 안전성 향상 및 소음감소를 위해 굳은 포장표면에 일정 규격의 홈을 형성하는 공법   - 규격(종방향 경우) : 폭6×깊이4×간격34mm
특 징	- 소음 저감효과 보통 - 시공성 유리 - 경제성 유리 ※ 4,200원/m(2차로기준) - 미끄럼마찰력 증대 보통	- 소음 저감효과 다소유리 - 시공성 보통 - 경제성 불리 ※ 56,200원/m(2차로기준) - 미끄럼마찰력 다소유리 - 순간적인 미끄러짐 발생 및 롤링현상 발생우려

 

 

 

 

 

3. 추진경위(시험시공)

o 2002.10 : 거친면마무리 시험시공(중부내륙선 시험도로)

- 종방향 18mm, 26mm - 횡방향쓸기

- 횡방향 25mm, 임의간격 등 5가지 표면형태

 

o 2007. 7～8 : 종방향타이닝, 그루빙 시공

- 안성～음성간 5공구 현장(공법별 연장 각 100m)

- 종방향그루빙 시험시공 규격(폭×깊이×간격, 6가지 Type)

: 3×3×12, 3×4×12, 3×3×19, 3×4×19, 3×3×25, 3×4×25

 

 

구 분	적용구간	주요내용	비 고
타이닝	- 설계시․공용구간 적용시 평탄면 마무리후 거친면 마무리를 시행해야 함 (고속도로공사 전문시방서)	- 종방향 : 간격18, 깊이3mm이상 - 횡방향 : 간격20～30, 깊이3mm이상 ※ 종방향타이닝(18mm)을 원칙 으로 하며, 횡방향타이닝 병행 적용	포장거친면 마무리 개선 (설계도10207- 30426, 2003.9)
그루빙	- 설계시 ․ IC, JCT 구간의 Loop 연결로 곡선구간(Type-C) - 공용구간 적용시 ․ 노면결빙 우려구간 ․ 소음저감 필요구간 ․ 차로이탈사고 예상구간 ․ 영업소구간 등	구 분 형식 폭x깊이x간격 (mm) 적용구간 비고 종 방 향 A 4x4x30 건물, 주차장 등   B 6x4x40 저소음 요구구간 교통량 적은 구간   C 9x4x50 미끄럼저항요구, 노면결빙예상구간 기본 형식 횡 방 향 D 9x4x40 제동효과필요구간 소음, 진동 발생   E 30x4x130 횡방향 배수처리 제동 및 졸음방지   F 100x8x1,000 속도규제, 졸음방지 영업소	- IC․JCT 종방향 그루빙 적용방안 (설계설10202- 245, 2004.8)   - 포장그루빙 확대시행검토 (도로포07202- 42, 2003.3)

4. 적용기준

 

 

 

5. 적용현황 및 문제점

○ 적용현황

 

구 분	계	콘크리트	아스팔트	비 고
연장(km)	3,143	2,040	1,103	노선기준
비율(%)	100	65	35

 

⇨ 포장형식중 콘크리트포장이 많은 비중을 차지하고 있음

 

○ 문제점

- 거친면마무리(횡방향타이닝)

․ 횡방향타이닝은 마모로 인해 미끄럼저항성(SN)이 급속히 저하

․ 소음발생 과다 등으로 인해 고속도로 이용객 및 인접주민 불만

요인으로 작용

※ 소음관련 분쟁현황(2004년 이후, 건설관리처 자료참조)

 

구 분	발생건수	진행중	종 결	비 고
계	23	10	13
환경분쟁	9	-	9
소 송	14	10	4

 

․ 특히 협소한 터널구간에서 소음이 매우 높게 발생되어 안전운전

저해요인으로 작용 : 일반토공부보다 약 2dB(횡방향타이닝 기준) 높음

※ 소음관련 문헌조사 분석결과

: 차량속도 80km/hr 이상시 “주행소음(포장&타이어에서 발생하는

소음)”이 지배적으로 콘크리트포장구간 장시간 주행시 포장상태에

『Minnesota 연구결과』 의한 운전자 피로감 가중

‣기계적소음 : 엔진, 배기장치 등에서 발생

‣주행소음 : 타이어&포장표면, 차량진동 등에 의해 발생

- 종방향그루빙

골의 규격이 커서 이용차량의 주행쾌적성 저하 발생

※ 본선그루빙 중지지시(건설관리처, 2008. 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. 기시공구간 현황분석

 

가. 공법별 적용구간

 

구 분	종방향 타이닝	종방향 그루빙
현 황	- 중부내륙선(2002) ․ 시험도로 - 안성～음성간 ․ 금광2터널(2008) : 터널 ․ 5공구(2007) : 본선	- 안성～음성간 ․ 5공구(2007) : 본선 ※ 6가지타입으로 시험시공

 

※ 공법간 비교분석을 위한 기타 시행현황 조사

 

구 분	적용공법	시행구간	비고(시행시기)
본 선	횡방향타이닝	중부내륙선 209k～211k	2005년
터 널	아스콘포장	안성～음성간 평택터널	2008년
	횡방향타이닝	중부내륙선 달성1터널	2005년

 

 

나. 구간별 분석현황

□ 본선구간

o 공용중인 구간에 대한 형식별 공용성평가【도로교통연구원, 2008.11】

- 소음도 측정

(100km/hr 주행시)

 

구 분	소음 측정값(dB(A))
	차량내부	차량외부
종방향 타이닝	70.94(감 0.73)	107.31(감 1.61)
횡방향 타이닝	71.67	108.92

 

- 미끄럼저항성 측정

 

형 식	평균SN	측정값			비고
		1차	2차	3차
종방향타이닝	53.3(증 2.40)	51.5	53.8	54.6	기준(SN) : 35
횡방향타이닝	50.9	50.1	55.6	47.1

※ 공용년수 증가 및 타이닝 마모현상으로 횡방향타이닝 미끄럼저항성이

 

저하되었을 것으로 판단됨

⇨ 시험시공시(2002)에는 종방향타이닝이 다소 낮게(10%) 측정

: 종방향타이닝 SN 53, 횡방향타이닝 SN 58

 

 

 

 

 

 

 

 

o 건설현장 시험시공 결과평가【수도권사업단(안성～음성간 5공구), 2007.8】

- 시험시공결과

․소음측정

(100km/hr 주행시)

 

형 식	소음측정치(dB(A))	비 고
종방향그루빙	57.2(감 0.90)	차량내부 측정
종방향타이닝	58.1

 

※ 종방향그루빙 적용규격 : "3×3×19(폭×깊이×간격)"

 

소음도	미끄럼저항성
형 식 소음도 비고 ①(종 3×3×12) 60.3   ②(종 3×4×12) 60.4   ③(종 3×3×19) 60.1 최소 ④(종 3×4×19) 60.3   ⑤(종 3×3×25) 61.2   ⑥(종 3×4×25) 61.5 최대	형 식 가중평균 비고 ①(종 3×3×12) 66.6 기준(SN) : 50 ②(종 3×4×12) 67.7 ③(종 3×3×19) 65.8 ④(종 3×4×19) 64.2 ⑤(종 3×3×25) 62.8 ⑥(종 3×4×25) 59.4
⇨ 시험시공결과 “3×3×19” 규격이 소음감소효과 가장 우수

 

 

․미끄럼저항성 측정

형 식	평균SN	측정값		비 고
		1차	2차
종방향그루빙	65.8	61.9	73.5	기준(SN) : 50
종방향타이닝	69.5	64.4	79.7

 

 

※ 횡방향미끄러짐 발생여부 관련 현장조사결과(2008.11)

- 대상구간 : 안성～음성간 고속도로

- 조사대상 : 화성지사(안전순찰원 및 토목직 직원)

- 조사결과 : 횡방향미끄러짐 등 안전에 위해한 요인은 없을 것으로 판단됨

 

 

 

 

 

 

□ 터널구간

o 소음도 측정【도로교통연구원, 2008.11】

(100km/hr 주행시)

 

구 분	소음 측정값(dB(A))				순위
	차량내부		차량외부
아스콘포장	1차	68.96	1차	104.88	1
	2차	71.05	2차	105.29
	평균	70.00	평균	105.09
종방향타이닝	1차	70.54	1차	106.70	2
	2차	71.44	2차	106.58
	평균	70.99	평균	106.64
횡방향타이닝	1차	73.98	1차	108.55	4
	2차	72.81	2차	108.51
	3차	74.11	3차	110.25
	평균	73.63	평균	109.10

 

 

o 미끄럼저항성 측정【도로교통연구원, 2008.11】

 

형 식	평균SN	측정값			비 고
		1차	2차	3차
종방향타이닝	64.1(신설도로)	63.6	64.0	64.7	기준(SN) : 35
횡방향타이닝	43.5	44.8	44.4	41.4

 

⇨ 신설과 공용중인 도로와의 포장노면 차이로 측정값 차이발생

 

※ 터널내 소음저하를 고려한 포장형식 선정관련(기방침수립 : 2008.11)

: 연장 500m를 초과하는 터널내 포장은 콘크리트를 원칙으로 하나,

기타 터널포장은 아스팔트포장 병행적용

=

 

 

  

◇ “본선 및 터널구간”에 대한 분석결과

- 미끄럼저항성 : 모든 공법이 기준치(SN=35, 50)이상 확보

- 소음도

종방향그루빙→종방향타이닝→횡방향타이닝 순으로 소음도가 높음

․비교공법간 소음도 차이는 크지 않음(0.7～2.7dB)

․횡방향타이닝이 가장 불리

【 종방향그루빙․타이닝 소음도감소(약 1.0dB) 효과 】

¤ 인접주민이 느끼는 소음감소 효과 : 1.0dB

¤ 방음벽높이 1m 저감시 공사비절감 : 190,000원/m   

 

 

 

7. 검토결과

o 콘크리트포장의 소음을 저감할 수 있는 공법에 대한 효과분석 결과

- 안전성측면 : 미끄럼저항성은 모든 공법이 만족

- 소음측면 : 종방향그루빙이 종방향타이닝 보다 다소 유리

(횡방향타이닝이 가장 불리)

o 본선구간중 소음저감을 통한 민원사전해소가 필요한 구간은 소음

감소효과가 유리한 “종방향 그루빙”을 선별적 적용

- “종단 Sag구간”, “편경사 변화구간”에는 횡단배수용 그루빙 병행적용

: 배수용그루빙 규격․간격 등 세부사항은 기존방침 적용

 

 

구 분	현 기준		변경기준		비 고
	적용구간	주요내용	적용구간	주요내용
타이닝	-전 구간	-종방향(간격18mm) 을 원칙으로, 횡방향 병행 적용	-좌 동	-종방향만 적용 : 간격18, 깊이 3mm이상	오목 및 편경사 변화구간 : 배수를 위한 횡방향그루빙 적용(Type-E)
그루빙	-미끄럼방지 포장 대상구간 -노면결빙,차로 이탈예상구간 등	-Type A～F (종, 횡방향)	-종방향 소음저감이 필요하다 판단되는 구간 (본선 및 터널) -횡방향 : 좌동	-종방향 : 폭3×깊이3 ×간격19mm	시험시공 규격으로 변경
				-횡방향	현행대로 적용
	-IC, JCT구간 : Loop 연결로 포장(콘크리트) 곡선구간	-폭9×깊이4×간격 50mm(종방향)	-좌 동	-좌 동	현행대로 적용 (속도저감 필요구간)

o 개선방안

 

 

8. 적용방안

o 설계중 노선 : 본 방침 적용

o 공사중 및 공용중노선 : 주관부서에서 판단하여 적용