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6-3 콘크리트포장 슬래브두께 및 동상방지층 설계적용방안 검토 설 계 처-3638

(2009. 7. 10)

1. 검토배경

콘크리트포장 구간에서 하중전달계수(J) 조정에 따른 슬래브두께 및 성토고 2m 이상 구간(콘크리트포장)의 동상방지층 설계 적용 방안을 검토코자 함.

2. 추진경위

□ 콘크리트포장 슬래브 두께

o 1997.10.17 : 콘크리트포장 슬래브두께 산정기준 검토(설계처)

- 두께 12inch(30.5cm)이하 30cm, 12inch(30.5cm)초과 33cm 적용

- 35cm 초과시에는 경제성 등을 고려 별도 검토

o 2003. 4. 4 : 연결로 포장두께 검토(설계처)

- 본선두께와 동일하게 적용하되 최대 30cm 적용

o 2009. 4.30 : 콘크리트포장 하중전달계수 개선심의(도로교통연구원)

- 하중전달계수 조정

세로방향

가로방향

아스팔트 길어깨

콘크리트 길어깨

(타이바로 연결)

당초 개선 당초 개선

JCP 또는

JRCP

다웰바 사용 3.2 2.9 2.5～3.1 2.5～2.8

다웰바가 없을 경우 3.2 3.2 3.6～4.2 2.9～3.1

CRCP 2.9～3.2 2.9 2.3～2.9 2.3～2.8

- 잠정 최소두께는 28cm로 하며, 교통량 등에 따라 두께 산정

․ 계산 결과에 따라 설계 두께를 결정하는 것을 원칙으로 함

․ 시행부서의 판단에 따른 세부 기준 적용

- 상기결과는 현재 개발중인 한국형포장설계법의 실질적 적용까지나

추가적인 안이 마련되기까지로 한정됨

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□ 성토고 2m 이상 동상방지층

o 2006. 12. : 동상방지층 생략 및 스크리닝스 활용기준(국토해양부)

- 2m이상 성토구간 동상방지층 생략

o 2007. 5.17 : 동상방지층 미설치에 대한 포장설계 적용성 검토(설계처)

- 아스팔트포장 2m이상 성토구간은 동상방지층 생략하고,

- 콘크리트포장은 내구성 검토후 추진

3. 시행방안

【 추진방향 】

경제성, 시공성 등을 고려한 적정한 콘크리트포장 슬래브두께및 동상방지층 설계 적용방안 강구

□ 콘크리트포장 슬래브 두께

o 하중전달계수(3.2→2.9) 적용에 따른 변화분석

- 콘크리트 슬래브두께

기 설계구간 또는 공용노선 검토결과 68%(48개/70개구간) 구간의

슬래브 두께 축소가능

구 분

두 께(cm) 변경

개소수

비율(%) 비 고

기 존 변경시

계 70 100

양산～서부산 28 28 1 2

중부선 외 42개소

30

28 43 61

영동선(신갈～원주) 외 10개소 30 11 16

대전-통영선(대전～함양) 외 4개소

33

30 5 7

서울외곽선(판교～구리) 외 9개소 33 10 14

※ 높은 하중전달계수(J) 적용으로 과다한 공사비가 소요되고 있는 실정임

· 33 → 30cm : 감 5,300만원/km(4차로 기준)

· 30 → 28cm : 감 3,500만원/km(4차로 기준)

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o 슬래브두께 적용방안

구 분 1 안 2 안 비 고

개 요

설계두께 계산에 따라 적용두께 표준화

- 11inch(27.9cm) 이하 : 28cm

- 11inch(27.9cm)～12inch(30.5cm)

: 30cm

- 12inch(30.5cm) 초과 : 33cm

설계두께 계산결과에 따라 적용

- 11inch(27.9cm) 이하 : 28cm

- 11inch(27.9cm)～12inch(30.5cm)

: 29, 30, 31, 32cm

- 12inch(30.5cm) 초과 : 33cm

장․단점

- 시공성 및 유지관리 측면유리

- 경제성 다소 불리

- 시공성 및 유지관리 측면 다소 불리

- 경제성 유리

공 사 비

(4차로기준)

- 28cm : 743백만원/km

- 30cm : 778백만원/km(↑35)

- 33cm : 831백만원/km(↑53)

- 28cm : 743백만원/km

- 29cm : 760백만원/km(↑17)

- 30cm : 778백만원/km(↑18)

- 31cm : 796백만원/km(↑18)

- 32cm : 813백만원/km(↑17)

- 33cm : 831백만원/km(↑18)

검토(안) ○

□ 성토고 2m 이상 동상방지층

o 동상방지층 생략구간의 시험도로 추적조사 결과(도로교통연구원, 2009.6)

- 포장단면 현황

단면(cm)

동상방지층 설치구간 동상방지층 생략구간

Case -Ⅰ Case -Ⅱ Case -Ⅲ Case -Ⅰ Case -Ⅱ Case -Ⅲ

표 층 30 30 30 30 30 30

기 층 20 15 10 20 15 10

동상방지층 40 45 50 - - -

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- 조사결과

시험

구분

조사항목

동상방지층 설치 동상방지층 생략

Ⅰ단면 Ⅱ단면 Ⅲ단면 평균 Ⅰ단면 Ⅱ단면 Ⅲ단면 평균

공용성

조사

균열/스폴링 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음

IRI 1.75 1.37 1.97 1.70 1.40 1.27 1.45 1.37

HPCI 3.70 3.96 3.66 3.77 3.92 3.97 3.92 3.94

FWD

시험

중앙부 처짐 445.0 403.0 437.8 428.6 423.5 403.0 437.8 421.4

줄눈부 처짐 310.3 284.8 412.8 336.0 337.0 321.4 322.2 326.9

․ 시험도로에서 공용 6년 후 공용성조사 및 FWD시험 실시결과 처짐값은 비슷하게 나타남

․ 성토고 2m이상 성토구간(콘크리트포장)에서 동상방지층 생략 하는것이 바람직한 것으로 분석

o 동상방지층 적용방안

구 분 2m이상 성토구간

2m미만 성토구간,

절토구간(암반구간 제외)

비 고

단 면

콘크리트 슬래브(28~33cm)

린콘크리트 기층(15cm)

동상방지층(15cm)

노상토(85cm)

콘크리트 슬래브(28~33cm)

린콘크리트 기층(15cm)

동상방지층(Dcm)

노상토(100-Dcm)

D :

동결심도

를 고려한

계산두께

※ 절토구간은 암반구간 포장설계 잠정지침(설계처-3448, 2007.12.4) 적용

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4. 검토결과

□ 콘크리트포장 슬래브 두께는

o 콘크리트포장 하중전달계수(J) 개선으로 인한 포장두께는 시공성, 유지관리 용이성 등을 고려하여 “1안”으로 적용

- 11inch(27.9cm) 이하 : 28cm

- 11inch(27.9cm)～12inch(30.5cm) : 30cm

- 12inch(30.5cm) 초과 : 33cm 적용

o 연결로 콘크리트포장 두께는 본선과 동일하게 최소 28cm로 적용하고 연결로포장 두께 검토 방침(설계도10202-101, 2003.4.4)과 같이 최대 30cm로 적용

o 본 방침은 한국형포장설계법 적용시까지 잠정 적용

□ 성토고 2m 이상의 콘크리트포장 구간에 대해서는

o 동상방지층을 최소두께(15cm)로 노상토에 포함하여 적용하고 포장단면 변화구간의 접속비율은 1/200로 설치

□ 성토고 2m 미만 및 절토(암반 제외) 구간에 대해서는

o 동결심도를 고려한 동상방치층 계산두께 결과 적용

5. 적용방안

o 2009. 6월 이후 설계중인 노선부터 적용