242 ❙ 포 장 공

53

포 장 공

포장 취약부 내구성 향상을 위한

길어깨 포장 개선방안 검토 건설처-2955

(2017.06.20)

1 추 진 배 경

◦차도와 길어깨 포장 단면 형태의 차이로 인해 장기공용 시 길어깨

침하 및 접속부 벌어짐으로 인해 본선 포장 파손 발생

◦따라서 유지관리 시 길어깨 주행성 불량과 유지관리 비용의 추가

투입 예방을 위해 개선방안을 마련코자 함

▣ 길어깨 접속부 및 단면개선방안에 대한 연구(도로교통연구원, ‘97∼’98년)

- 접속부 단차 및 파손원인 분석

- 시험시공 : 콘크리트 길어깨[서해안선 270.7k∼270.82k(목포)]【첨부 #1】

2 추 진 경 위

시 기 내 용 비 고

1990. 8

o 길어깨 포장 설계 기준

- 아스팔트 기층재(T=7.5cm)

도로기

17113-5049

1994.12

o 길어깨 포장 보강방안 검토

- Loop 연결로 곡선부(R<100m구간) 내측 길어깨

→ 차도부와 동일 단면 적용

설계이

16210-200

1997.11

o I/C연결로 길어깨의 본포장 두께 적용검토

- 차도부와 동일 단면 적용

설계이

16210-584

2008. 6

o 길어깨포장 개선방안

- 포장재료 개선 [기층 7.5cm → 표층(밀입도) T=7.5cm]

- L형측구 저판 삭제 및 길어깨 구배 조정(4→5%)

- 수도권 및 광역도시지역 유입부 길어깨

→ 차도부와 동일단면 적용

설계처-

1653

2012. 7

o 분리도로 및 교량전후 길어깨 설계개선

- 분리구간 좌측길어깨 폭원 조정(1.5→1.2m)

→ L형측구(저판폭 : 0.7m, 구배 : 10%) 설치

설계처-

1927

포 장 공 ❙ 243

포장공

3 현황 및 문제점

1. 現길어깨 포장 단면

◦우측 길어깨

- 0.5m(측대) : 차도부와 동일 포장 단면

- 2.5m : 아스팔트 포장 7.5cm + 보조기층

아스팔트 콘크리트 시멘트 콘크리트

◦좌측 길어깨

- 0.5m(측대) : 차도부와 동일 포장 단면

- 0.7m : 중분대 기초 or L형 측구 + 보조기층(분리도로)

※ 저소음(배수성) 포장 길어깨 포장 (설계처-1415, 2015.05.21)

· 좌측, 우측 길어깨 : 차도부와 동일 포장단면

2. 국도 및 해외(미국) 길어깨 포장 단면

◦국도 길어깨 포장 단면

- 차도부 포장과 동일 단면(1m) + L형측구(1m)

아스팔트 콘크리트 포장 시멘트 콘크리트 포장

244 ❙ 포 장 공

◦해외(미국) 길어깨 포장 단면【첨부 #2】

- 아스팔트 콘크리트 포장

구 분(주) 단면 및 재료

캘리포니아, 캔자스, 텍사스,

유타, 오리건, 루이지애나 등

표층+중간층(t=14∼25cm) 아스팔트 포장

기층

시멘트·아스팔트

등 안정처리층

오아이오, 에리조나,

펜실베니아 등

표층+중간층(t=3∼10cm) 아스팔트 포장

기층

시멘트·아스팔트

등 안정처리층

- 시멘트 콘크리트 포장

구 분(주) 단면 및 재료

뉴멕시코, 텍사스, 유타,

버지니아 등

포장(t=20∼23cm) 시멘트 포장

기층

시멘트

안정처리층

앨라배마, 일리노이, 뉴욕,

아이오와, 펜실베이니아 등

포장(t=15cm) 시멘트 포장

기층

노상 또는

보조기층재

3. 문제점

◦건설공사 時

- 이질재료(차도:콘크리트, 길어깨:아스팔트) 포설에 따른 시공성 저하

- 차도부 포장과 길어깨 포장 층별 두께 차이로 인한 시공성 저하

아스팔트 콘크리트 시멘트 콘크리트

차도 길어깨

5cm(표층) 7.5cm(표층)

7cm(중간층)

24.5cm(보조기층) 20cm(기층)

차도 길어깨

30cm(콘크리트)

7.5cm(아스콘 표층)

37.5cm(보조기층)

15cm(린 콘크리트)

포 장 공 ❙ 245

포장공

- 길어깨 폭과 다짐장비 폭이 유사하여 차도부와 길어깨 접속부(보조기층)

다짐 불량 → 지지력 부족 → 접속부 부분 침하발생

ㄴ

구 분 길어깨 다짐장비 제원

폭 원 2.5m

- 타이어 롤러 : 2.07~2.28m

- 진동 롤러 : 2.29~2.80m

사진대지 ⇒

- 다짐장비에 의한 콘크리트 포장 모서리 파손

- 길어깨 폭 협소구간은 백호로 포설하여 포장 평탄성 불량

◦유지관리 時

- 길어깨 포장 파손, 벌어짐 및 처짐 발생, 이는 차도부 포장 파손에 영향을 줌

‣길어깨 포장 파손 메카니즘

1단계 2단계 3단계

하부층 지지력 부족에

따른 침하 발생

접속부 벌어짐

및 잡초 생육

우수 및 염화물

침투

4단계 5단계 6단계

보조기층재 유출 및 부등

침하에 따른 물고임 발생

포장 균열

및 파손

주행쾌적성

저하

1단계 2단계 3~4단계 5단계

‣ 차도부 포장 파손에 영향 메카니즘

1단계 2단계

포장 벌이짐 또는 이질재료 포설(차도:시멘트,

길어깨:아스팔트)에 따른 차도부와 길어깨 단절

차도부에 재하된 활하중이

길어깨에 전달되지 않음

3단계 4단계

차도부에 수평 및 수직응력 집중 포장 균열 및 파손

246 ❙ 포 장 공

※ 콘크리트 길어깨 시험시공 현황 및 점검결과【첨부 #3】

‣ 일시/연장: 1998. 12월/ 120m[서해안고속도로270.7k∼270.82k(목포)]

‣ 두께/차도부 포장과 연결방법 : 15∼30cm(변단면) / 타이바

‣ 점검결과

· 시험시공 구간 : 차도 및 길어깨 포장 상태 양호(유지보수 미시행)

· 시험시공 인근 구간 : 길어깨 침하, 물고임, 균열 발생 및 차도부 종방향

균열, 팝아웃, 스폴링 발생(부분단면·전단면 보수, 덧씌우기 보수)

- 길어깨 및 차도 파손부 보수를 위한 유지관리비 발생

· 시험시공 구간(차도→시멘트 콘크리트, 길어깨→시멘트 코크리트)

☞ 유지관리비 : 미발생

· 일반구간(차도→시멘트 콘크리트, 길어깨→아스팔트 콘크리트)

☞ 유지관리비용 : 2억원/km(토공부, 4차로 기준)

※ 당진지사 포장 유지보수 현황【첨부 #4】

‣ 관리구간/기간 : 서해안선 224.12k∼284.70k(6차로)/1998년∼2017년

‣ 연 장 : 60.57km(토공부 46.21km, 교량부 14.29km, 터널부 0.08km)

‣ 유지보수 내용 : 균열보수, 차도와 길어깨 접속부 씰링. 단면보수,

덧씌우기 등

4 개선방향 및 개선방안 검토

◇ 개 선 방 향

길어깨 포장 기능 및 평탄성 향상

포 장 공 ❙ 247

포장공

◇ 개선방안 검토

1. 차도부 포장에 따른 길어깨 포장 형식 및 두깨 검토

아스팔트 콘크리트 포장

◦ 現길어깨 포장 설계

· 차 도 : 표층(t=5cm), 중간층(t=7cm),

기층(t=20cm)

· 길어깨 : 표층(t=7.5cm, 아스팔트)

보조기층(t=24.5cm)

- 문제점 : 보조기층 1층 다짐 두께(24.5cm)가 과다하며, 차도부 포장과

층별 두께 차이로 인하여 다짐이 불량하여 처짐 발생 → 포장파손

* 구조물 뒷채움 1층 다짐 두께 기준 : 20cm

◦ 길어깨 포장 개선 방안

구분 1안(표층+중간층) 2안(표층+중간층+기층)

단면도

길어깨

·표층(t=5cm) ·중간층(t=7cm)

·보조기층(t=20cm)

·표층(t=5cm) ·중간층(t=7cm)

·기층(t=20cm)

공사비

[첨부#5]

200백만원/km(양방향)

[현설계(172백만원) 대비: 증28백만원]

308백만원/km(양방향)

[현설계(172백만원) 대비: 증136백만원]

장단점

- 공사비 저렴

- 보조기층 다짐 성능 확보 (t=20cm)

- 공사비 고가, - 시공성 양호

- 차도부 응력 분담 가능

검토

내용

- 현 설계는 층별 두께 차이로 인한 다짐 불량 → 길어깨 포장 파손

- 길어깨와 차도부 포장층을 동일하게 시행하는 것은 과다 설계임

* 길어깨설계통행량: 본선포장설계통행량의2.5%(NCHRP Report 202. 97. 6월)

- 길어깨 포장은 시공성, 경제성 및 유지관리 측면을 고려하여 1안(표층과 중

간층을 아스팔트 콘크리트)으로 변경코자 함

248 ❙ 포 장 공

시멘트 콘크리트 포장

◦ 現길어깨 포장 설계

· 차 도 : 콘크리트(t=30cm),

린 콘크리트(t=15cm)

· 길어깨 : 표층(t=7.5cm, 아스팔트)

보조기층(t=37.5cm)

- 문제점 : 보조기층 1층 다짐 두께(37.5cm)가 과다하여 보조기층 다짐 불량,

포장 벌어짐 또는 이질재료 포설에 따른 차도부와 길어깨 포장 단절

→ 차도부 포장 응력 길어깨 미전달 → 본선 포장파손 가중

◦ 길어깨 포장 개선 방안

구분 1안(콘크리트) 2안(아스팔트 표층+중간층)

단면도

길어깨

·콘크리트(t=30cm)

·린콘크리트(t=15cm)

※ 접속부 타이바 및 줄눈설치

·아스팔트 표층(t=5cm)

·아스팔트 중간층(t=7cm)

·보조기층(t=29cm)

공사비

[첨부#5]

210백만원/km(양방향)

[현설계(155백만원) 대비: 증55백만원]

186백만원/km(양방향)

[현설계(155백만원) 대비: 증31백만원]

장단점

- 평탄성 향상, - 시공성 양호

- 차도부 응력 분담 가능, -유지관리 양호

- 시공성 불리

- 차도부 응력 분담 불가능

검토

내용

- 콘크리트 길어깨는 포장의 연속성 유지와 타이바로 차도부와

연결하여 차도부 응력(활하중)을 길어깨가 분담 가능

- 시공성 및 유지관리 측면에서 유리한 1안(시멘트 콘크리트 길어

깨로 변경)으로 변경코자 함

※ 하중전달율에 따른 차도와 길어깨 응력【첨부 #6】

- 길어깨접속부및단면개선방안에대한연구(1998년, 도로교통연구원)

- 하중 전달율의 크기가 증가 할수록 길어깨 포장의 응력은 증가

하고, 본선포장의 응력은 감소

포 장 공 ❙ 249

포장공

2. 다이크 및 L형측구 설치 단면 개선

◦(사유) 길어깨 포장 형식 변경에 따른 다이크 및 L형측구 형상 변경

◦변경내용 : 하부 턱 두께 변경

구분 당초

변 경(안)

아스팔트 콘크리트 시멘트 콘크리트

L1 및

다이크

70

R =20

(T =7. 5cm )

길어깨포장

25 0

22 5 75 15 0

225mm 180mm 없음

L2

70 535

3 00

75

225

250 485

225mm 180mm 없음

L3

75

1:0.3

300 900

30 0

300mm 255mm 150m

◦ 변경(안)에 대한 구조적 안정성 검토 【첨부 #7】

- 전도에 대한 안정성 검토 : 다이크, L1, L2, L3 모두 안정

- 활동에 대한 안정성 검토 : 다이크, L1, L2, L3 모두 안정

250 ❙ 포 장 공

5 검 토 결 론

1. 본선 우측 길어깨 포장

◦ 아스팔트 콘크리트(차도부)

- 아스팔트 콘크리트 길어깨 적용

- 표 층 : 5cm, 밀입도

- 중간층 : 7cm, 차도부와 동일 중간층

- 보조기층 : 차도부 기층과 동일두께 적용

예시)

차도 길어깨

5cm(표층) 5cm(표층, 밀입도)

7cm(중간층) 7cm(중간층)

20cm(기층) 20cm(보조기층)

◦시멘트 콘크리트(차도부)

- 시멘트 콘크리트 길어깨 적용

(차도부와 동일 두께)

- 차도와 길어깨 접속부 :

타이바(0.75m 간격)

- 길어깨 줄눈(세로, 가로, 팽창) :

중분대 기초용 적용(차도부와 동일간격)

예시)

차도 길어깨

30cm

(시멘트 콘크리트

슬래브)

30cm

(시멘트 콘크리트)

15cm

(린 콘크리트)

15cm

(린 콘크리트)

2. 다이크 및 L형측구 : 개선단면 적용

6 적 용 방 안

o 설계 중인 노선 : 설계주관부서에서 적용여부 판단

- 설계 계획노선 : 본 방침 적용

o 건설 중인 노선 : 공사시행부서에서 적용여부 판단

o 협조사항 : 포장단면, 다이크 및 L형측구 표준도 개정 (설계처)