244 ❙ 포장공

62

포 장 공

교통우회가도 포장 설계기준 검토 설계처-1796

(2016.06.22)

1 검 토 목 적

고속도로 확장공사 등에서 발생하는 교통우회가도 포장에 대하여

한국형 포장설계법 및 실 공용기간 교통량 적용으로 안전하고,

경제적이며 합리적인 설계기준을 마련하고자 함

2 관 련 기 준

 우리공사 기준

□ 교통우회용 가도포장 설계기준 검토 (설계처, 1998.12)

o AASHTO 설계법 적용

공용기간 1년, 최종 서비스지수(Pt) 2.0 , 동상방지층 미적용

o 한국형 포장설계법(KPRP*) 적용방침(본선) 이후 혼용

* KPRP : Korea Pavement Research Program

※ AASHTO 설계법 개요

구 분 내 용

설계법

개 요

교통하중을 각기 다른 포장재료로 합성한 다층구조로 노상에

분산전달하는 개념

공 용

방정식

log     × log       

     



 

 log         

․ : 설계공용기간 동안의 8.2톤 등가단축하중의 누가통과횟수

․ : 지역계수 (1～5)

․ : 노상지지력 계수(보조기층 지지력계수)

․ : 소요전체 포장층의 구조적 강도를 표시하는 포장두께 지수

서비스

지 수 

  log    

  

  

  최종서비스지수

설계행정

포장공 ❙ 245

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

 국내외 설계기준 (별첨 1)

구 분 기관 및 규정명 적 용 기 준

국 내

타기관

국토교통부

(국도건설공사 설계실무

요령, 2013)

o AASHTO 설계법 적용

* 최근 설계는 한국형포장설계법 적용

o 최종 서비스지수(Pt) 2.0 적용

o 공용기간은공사기간및공기지연감안하여산정

o 노상조건 및 재료조건 본선과 동일

o 동상방지층 미반영

o 재생아스팔트 사용 적극 검토

LH공사

(2014년도 토목설계지침)

o 한국형 포장설계법 적용

o 공용기간 최소 3년

o 공용성 기준 설계 2등급 적용

o 교통량이 매우 적고, 공용기간이 짧고,

설계효용성이 없거나 설계가 어려운

경우 최소포장두께 적용

일 본

일본도로공단

(도로설계요령)

o TA설계법 적용

o 일일 대형차 10년간 누계 교통량 사용

호 주

South Australia

(DPTI)

o APDG 포장설계 지침 적용

o 공용기간 최소 5년 미만

o 20년 중 가장 많은 일 교통량 사용

미 국

Delaware

(DelDOT Road design

manual)

o AASHTO 설계법 적용

o 현지여건 고려 설계자 판단으로 설계

California

(Highway design

manual)

o AASHTO 설계법 적용

o 공사기간 기준으로 설계

o 국내 다수 기관에서 교통우회가도 포장설계 시 한국형 포장설계법 적용 중

o 국가, 기관마다 공사특성이 다르므로 공용기간 상이 또는 미제시

(LH공사 : 최소 3년, South Australia : 최소 5년)

246 ❙ 포장공

3 현실태 및 문제점

 현실태

□ 교통우회가도 포장 설계 현황

노 선 명 포장설계법

공용기간 적용 교통량 동상

설계 실제 설계 실제 방지층

담양~함양(4)

(2004)

AASHTO 1년

최대

1.5년

2.541×106 5.082×106 미설치

영동~옥천(1)

(2006)

“ “

최대

3.3년

3.113×106 12.452×106 “

언양~영천(3)

(2011)

“ “

최대

2.3년

3.038×106 9.114×106 “

남이~천안(2)

(2013)

AASHTO,

KPRP 중

작은 값

“ - 3.392×106 - “

□ 실 공용기간 분석 (별첨 2 참조)

15개소

30개소

5개소

o 실 공용기간 1년 이상 ~ 2년 미만 구간 수가 60%로 가장 많음

o 공정에 따라 2년 이상 공용구간도 10% 차지 (최대 39개월)

설계행정

포장공 ❙ 247

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

 문제점

□ AASHTO 설계법 적용 또는 한국형 포장설계법 병행

o 국내 자연조건, 교통환경 및 재료특성 등을 감안한 한국형

포장설계법 적용 시 경제적 단면 설계 가능

* 단계적(본선, 2014 → 연결로, 2015)으로 한국형 포장설계법 기적용 중

o 2가지 설계법(AASHTO, 한국형 포장설계법) 병행에 따른 설계효율 저하

□ 실제 공용기간 교통량 미반영으로 인한 포장 조기 파손

o (설계) 공용기간 1년 → (실제) 공용기간 최대 3.3년

☞ 적용 교통량 차이로 인한 포장 파손으로 국민불편 초래

* 언양～영천건설사업단 감사(‘16.3) 시 교통우회도로 포장 설계 불합리 지적

교통우회도로 공용기간이 초과할 것으로 예상되는 교통전환구간에 대하여 평탄성

확보 등 주행차량의 안전성과 쾌적성을 위한 포장기능 확보방안 강구

o 현장조사 결과 (언양～영천건설사업단, ‘16. 5월)

포트홀 발생 포장 요철 발생 부분 보수 시행

* 주로 1년 이상 공용구간에서 포장 파손발생으로 유지보수비용 지속 투입

** 평균 3.4회/개소 유지보수 시행(4백만원/회 소요)

□ 동상방지층 미설치에 따른 포장파손 심화

o 본선 교통이 전환됨에도 ‘단기공용 후 철거개념' 설계로 동상

방지층 미 반영

o 확장공사 등의 특성 상 교통우회가도 포장하부로 우수 침투

용이 조건 다수

248 ❙ 포장공

4 개선방안 검토

경제성 및 쾌적한 가도 주행을 위한 설계개념 전환

(기존) AASHTO, 단기 공용(1년) ☞ (개선) KPRP, 중기 공용(3년 이내)

▣ 한국형 포장설계법 적용으로 경제적 단면 설계

▣ 실 공용기간 교통량 적용으로 안전한 설계

▣ 가도 포장하부 동상방지층 적용으로 조기파손 방지

 한국형 포장설계법 적용성 검토

□ 설계법별 포장단면 및 공사비 비교

구 분 담양~함양 영동~옥천 언양~영천

AASHTO

표층 5

41

기층 16

보조기층 20

표층 5

43

기층 16

보조기층 22

표층 5

43

기층 16

보조기층 22

공사비(원/m) 1,037,097 1,046,446 1,046,446

KPRP

표층 5

38

(3↓)

기층 13

보조기층 20

표층 5

39

(4↓)

기층 14

보조기층 20

표층 5

42

(1↓)

기층 17

보조기층 20

공사비(원/m) 920,755 (116,342↓) 952,726 (93,720↓) 1,069,068 (22,622↑)

* 공용기간 1년간 교통량 적용 시 분석 자료임

□ 검토결과

o AASHTO 설계법 대비 평균두께는 2.7cm, 평균공사비는 약 6% 감소

o 한국형 포장설계법 적용 시 국내 자연조건, 교통환경 및 재료

특성 등 반영으로 경제적 단면 설계 가능

설계행정

포장공 ❙ 249

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

 실 공용기간을 감안한 교통하중 적용 검토

□ 공용기간별 포장단면 및 공사비 비교

구 분 1년 공용 (AASHTO) 2년 공용 (KPRP) 3년 공용 (KPRP)

담양~함양

표층 5

41

기층 16

보조기층 20

표층 5

41

(-)

기층 16

보조기층 20

표층 5

43

(2↑)

기층 18

보조기층 20

공사비(원/m) 1,037,097 1,037,097 1,101,039(63,942↑)

영동~옥천

표층 5

43

기층 16

보조기층 22

표층 5

42

(1↓)

기층 17

보조기층 20

표층 5

44

(1↑)

기층 19

보조기층 20

공사비(원/m) 1,046,446 1,069,068(22,622↑) 1,133,010(86,564↑)

언양~영천

표층 5

43

기층 16

보조기층 22

표층 5

44

(1↑)

기층 19

보조기층 20

표층 5

48

(5↑)

기층 23

보조기층 20

공사비(원/m) 1,046,446 1,133,010(86,564↑) 1,286,272(239,826↑)

남이~천안

표층 5

43

기층 18

보조기층 20

표층 5

43

(-)

기층 18

보조기층 20

표층 5

45

(2↑)

기층 20

보조기층 20

공사비(원/m) 1,101,039 1,101,039 1,170,632(69,593↑)

□ 검토결과

o 2년간 공용 교통량 적용 시 포장단면 유사 또는 감소하며, 3년간

공용 교통량 적용 시 평균두께 2.5cm, 평균공사비 약 11% 증가

o 공정에 따라 최대 3.3년까지도 공용되므로 공사비는 다소 증가

하나 실제여건을 감안한 3년간 공용 교통량 적용

250 ❙ 포장공

 포장하부 동상방지층 적용 검토

□ 동상방지층 설치 검토

o 교통우회가도에서의 동상방지층 필요성

* 중기공용 시 동결융해 과정 2회 이상 ☞ 동상발생 가능성 있음

** 확장공사 특성 상 교통우회가도 포장하부로 우수 침투 용이

기존 중분대에 조성된 가도 경계부 강설 적체

기존 중분대구간

경계구간 우수침투

o 본선과 동일하게 동상방지층 설치하되, 생략구간*(성토고 2m 이상)에도

침투수 처리를 위한 최소두께 설치 필요

* 동상방지층 생략 및 스크리닝스 활용기준 참조(국토부, 2006. 12)

o 교통우회가도 동상방지층 생략구간 재료 및 최소두께 검토

* 동상방지층 1층 최소 시공두께 : 골재 최대입경의 2배 이상

최소 시공두께 : SB-1 → T=15cm, SB-2 → T=10cm

** 생략구간 적용재료 및 최소두께 검토

구 분 SB-1 SB-2

포설두께 15cm

(최대골재치수 75mm × 2)

10cm

(최대골재치수 50mm × 2)

포설횟수 2회 1회

공 사 비 72,658원/m 67,940원/m

특 징

- 공사비 다소 높음

- 보조기층(SB-2)과 다른 재질로

2회 포설 ☞ 시공성 불리

- 공사비 보통

- 보조기층(SB-2)과 동일 재질로

1회 포설 ☞ 시공성 유리

설계행정

포장공 ❙ 251

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

□ 검토결과

o 동상방지 및 침투수 배제를 위하여 본선과 동일하게 동상방지층을

설치하되, 생략구간에도 최소두께(SB-2, 10cm) 설치

5 결론 및 적용방안

 결 론

□ 교통우회가도 포장설계 시 한국형 포장설계법 적용

□ 실 공용기간을 감안한 교통하중 적용

o (당초) 1년 공용 교통량 → (변경) 3년 공용 교통량

* 적용교통량은 설계 시 교통분석에 따라 산출 적용

** 건설 시 예정공정 상 교통우회가도 공용기간이 1년 미만인 경우 변경 가능

(설계도서에 1년 공용 교통량으로 산출한 포장단면 병행 수록)

□ 가도 포장하부 동상방지층 적용

o 본선과 동일하게 동상방지층 설치하되, 생략구간(성토고 2m 이상)

에도 침투수 배수를 위한 최소두께(SB-2, 10cm) 설치

※ 방침 적용 시 교통우회가도 비용 약 11% 증가 (남이～천안)

 적용방안

□ 설계중인 노선 : 본 기준 적용

□ 공사중인 노선 : 공사주관(시행)부서에서 적용여부 판단

별 첨 1. 국내외 설계기준

2. 교통우회가도 공용 현황