❚2022년도 설계실무지침

포 장 공 05

5-1 주행쾌적성 및 장수명 확보를 위한 고속도로 포장형식 적용방안

5-2 결빙방지재 혼입 포장 설계 적용방안

5-3 재포장공사 내구수명 향상 계획

5-4 배수성(저소음)포장 품질향상 종합대책 수정사항

 

포장공 ❙ 221

포장공

51

포장공

주행쾌적성 및 장수명 확보를 위한 고속도로

포장형식 적용방안

설계처-3431

(2022.10.25.)

1 검 토 목 적

o 포장 형식별(아스팔트, 콘크리트) 단점을 최소화 하고 장점을 극대화하여 국민

요구 눈높이에 맞춰 조용하고 오래갈 수 있도록 고속도로 포장을 개선코자 함

2 포장형식 적용현황

 (‘60년대) 고속도로 건설 초창기 아스팔트포장 적용

 (‘70년대) 석유파동(1973, 1978)으로 인한 아스팔트 가격 폭등

 (‘80년대) 아스팔트 가격 상승에 대처하기 위해 콘크리트포장 적용 확대

* 1982년 남해고속도로 확장공사에 최초 적용, 이후 88고속도로 등 본격 적용

 (‘92년) 콘크리트포장이 전체 공용 노선의 50% 초과

 (‘15년) 주행쾌적성을 고려한 포장형식 선정으로 아스팔트포장 적용 확대

* (아스팔트) ‘98년 SMA포장 도입 이후 소성변형 저항성 등 내구성 지속 향상

(콘크리트) ‘03년 습염식 제설방법 도입 이후 염해에 따른 포장 손상 지속 증가

⇒ 방침 이후 신설 설계노선 포장 형식(토공부) : 아스팔트 96.3%, 콘크리트 3.7%(붙임#1)

※ 현재 고속도로 포장형식 현황(터널․교량 포함)

구 분

공용 노선 건설 노선

비고

아스팔트 콘크리트 아스팔트 콘크리트

연장(km) 6,784km (34%) 12,956km (66%) 1,359km (52%) 1,269km (48%) 1차로 환산

고속도로 포장 형식 적용 현황(공용노선)

222 ❙ 포장공

3 포장형식별 기술발전 현황 및 한계

 아스팔트포장

o (기술발전) 내구성을 위해 표층 개질 SMA 적용 및 주행쾌적성(배수․저소음) 강화

o (한 계 점) 중차량이 많고 장기 공용된 구간은 기층 약화(붙임#2)

위 치 준공

파손확인

시 기

공용

(년)

최대파손깊이

(cm)

재포장

깊이(cm)

중부내륙(양평, 19.7K) 1995.12 2018. 3 23 19 10

중부내륙(대구, 12.6K) 1995.12 2018. 3 23 23 10

중부내륙(창원, 255.4K) 2002.12 2018.10 16 20 20

경부선(서울, 390.6K) 1993. 7 2019.11 26 30 20

* 관련 근거 : 도교원 기술자문 검토서(2018년 창녕지사, 2019년 수원지사

및 도로개량사업단), 재포장 결과는 지사 유지보수 기록 확인

 콘크리트포장

o (기술발전) 주행쾌적성을 위한 표면처리, 저탄소 및 제설재 염해

저항성을 위한 고로슬래그 혼합 배합 도입

o (한 계 점) 주행쾌적성* 및 염해 저항성**은 여전히 아스팔트에 비해 열위

* 최근 5년간 포장형식 선정 평가 시 주행쾌적성 및 유지보수 측면의 정성평가 득점 (440점 만점)

구분 평균 강진-광주 새만금-전주 김포-파주

형식별 득점(선호도)[콘크리트/아스팔트] 330/394 320/413 343/368 327/402

** 콘크리트는 염해에 반응하는 특성으로 인해 염화물함유량을 품질기준으로 관리 중이나

아스팔트는 제설재 염해를 전혀 받지 않아 염화물에 대한 품질기준이 없음

포장공 ❙ 223

포장공

 복합포장

o (기술발전) 2016년 EX혁신플랫폼 핵심과제로 선정되어 시험시공 후

공용성 평가 결과 장기 내구성 우수 및 해외 적용사례 다수

o (한 계 점) 아스팔트 기층을 CRCP로 대체함에 따라 초기 공사비 증가

◇ 복합포장 개요

․표 층 : 아스팔트(주행 쾌적성)

․중간층 : 아스팔트(불투수성)

․기 층 : 연속철근콘크리트(내구성)

* 기대수명 : 40년 이상

표 층 SMA, 배수성 5 cm

중간층 수밀성 SMA 4～7 cm

기 층 CRCP 23～30 cm

분리층 아스콘 7 cm

◇ 복합포장 추진경위

․‘16. 2. EX혁신플랫폼 핵심과제 선정(창조전략처), 실용화 추진

방안 수립(도교원, 도로처․건설처․설계처 협업)

․‘16. 6.～11. 시험시공(건설처, 도교원)

* 동해선 540m(삼척-속초, ‘16.11 개통), 서울-양양선 400m(홍천-양양, ’17.6 개통)

․‘16. 6.～‘21. 4. 시험시공구간 추적조사 및 모니터링

* 시험시공 후 반사균열 없이 상태 양호(실내가속시험결과도 양호)

․‘21. 9. 장수명 복합포장 실용화 방안 송부 (연구원→설계처)

․‘22. 2.～7. 설계적용 위한 세부사항 기술자문(연구원)

◇ 복합포장 해외 적용 주요 사례1)

국가 포장구성 내용

미국

아스팔트

+CRCP

․1986년 TX-1 Texas I-10 구간 확장 시 적용, 트럭

24백만대/년 교통량을 25년 공용 후 상태 양호

네덜란드

배수성포장

+CRCP

․1998년 A12(west of Utrecht)부터 적용

(표층만 8～10년마다절삭덧씌우기)

독일

SMA+JCP ․1992년 A11 Motorway부터 적용

SMA+CRCP

․JCP 반사균열 억제 위해 2007년 B56

highway 부터 적용

이탈리아

배수성포장

+CRCP

․1990년대 Ring road around Rome부터 적용

(설계수명 40년)

일본 SMA+CRCP

․2007년 설계요령 마련(중일본고속도로(주))

․제2도메이신, 메이신 고속도로 설계 시

40년간 누적 대형차 교통량 적용

1) 출처 : 2008 Survey of European Composite Pavements(Transportation Research Board, Washington D.C.),

Composite Pavement Systems(Transportation Research Board, Washington D.C. 2013)

224 ❙ 포장공

4 개 선 방 안

 개선방향

o 제설재 사용이 많은 구간은 염해에 강한 아스팔트계열 적용

- 특히 교통량이 많아 보수공사 여건이 좋지 않은 구간은 초기

공사비가 더 소요되더라도 보수 횟수 저감*을 위해 기대 수명이

가장 긴 복합포장 적용

* 포장공사비는 총사업비의 약 2～5%를 차지하지만 고객이 가장 우선적으로

체감하게 되는 시설임을 감안하여 교통량이 많은 구간에 복합포장 적용(붙임#3)

o 제설재 사용이 적은 구간은 콘크리트계열 적용

【포장형식 선정(안)】

구 분 아스팔트계열 콘크리트계열

종 류 아스팔트포장 복합포장 콘크리트포장

적합구간

제설재사용많은구간

제설재사용적은구간

교통량 적은 구간 교통량 많은 구간

단 면

표 층 표층(아스팔트)

콘크리트

(CRCP)

중간층 중간층(수밀아스팔트)

아스팔트기층 콘크리트기층

(CRCP)

기대수명 20년 40년 30년

※ 교통량 많은 구간 판단기준

․교통차단을 수반하는 유지보수공사 시 ‘LOS C’ 이상인 구간은 1개

차로만 차단해도 ‘LOS F’로 저하됨을 감안하여 교통량 많은 구간을

‘LOS C 이상’으로 정함(V/C는 0.45 초과)

․도시지역은 주변 개발 등으로 교통수요 탄력성(증가폭)이 클 것을

감안하여 좀 더 보수적으로 조정하여 V/C 0.35 이상으로 정함

* V/C 0.35 : LOS B로 예측된 구간이 C로 바뀔 소지가 있는 시작점(붙임#4 참조)

※ 제설재 사용 많은 구간 판단기준

․특수환경 노출지역 요건 중 연간 제설재 사용량 ‘13톤/2차선․km 이상’ 적용

* 특수환경 노출지역 요건은 구조물의 효율적 관리를 위한 노출환경 등급

지침 적용(안) (연구개발실-2293, 2010.07.08.) 참조

포장공 ❙ 225

포장공

 포장형식 선정기준 개선

o 당 초

구 분 (1단계) 특수조건 구간 (2단계) 일반 구간

대 상

구 간

- 연약지반

- 교통전환이 잦은

확장공사

- 특수환경 노출지역*

- 연장 500m 초과 터널 - 특수조건에 해당하지

않는 전 구간

형 식 아스팔트포장 콘크리트포장 포장형식 선정 평가*

* ①동결융해일수45일등②제설제사용량13톤, ③누적적설량60cm중2개이상포함, ①은반드시포함

**경제성(정량적), 주행쾌적성 등(정성적)을 평가하여 포장형식 선정

o 변 경(출입시설로 구간 구분)

구 분 (1단계) 특수조건 구간

대 상

구 간

- 연약지반

* 굴착치환이 적용된 구간, 즉시 침하(사질토)

되어 잔류침하가 없는 구간 제외

- 교통전환이 잦은 확장공사

- 연장 500m 초과 터널

형 식 아스팔트포장 콘크리트포장(JCP)

구 분 (2단계) 일반 구간 : 포장형식 선정 위원회 평가

정 량

평 가

대상

구간

제설재 사용량 많은 구간

(13ton/2차선․km 이상)

제설재사용량적은구간

(13ton/2차선․km 미만)

[아스팔트계열] [콘크리트계열]

도시 - V/C 0.35 미만 - V/C 0.35 이상

지방 -

- LOS ‘C’ 미만

* LOS A, B

- LOS ‘C’ 이상

* LOS C, D

기타 - 연결로 -

적정

형식

아스팔트포장 복합포장 연속철근콘크리트포장

(CRCP)

정 성

평 가

․정량평가 결과, 1개 노선에 여러 종류의 포장이 나올 경우 전․후 구간

연속성을 고려하여 구간별 최종 포장형식 선정(포장형식 선정위원회)

* 검토사항 : 시공연속성, 유지관리용이성, 기타의견(소음 중요도, 재료 수급 등)

* 터널은 JCP 적용을 원칙으로 하고 500m 이하 터널은 지역여건과 시공성 등

고려하여 형식 선정(터널 외 구간에서 JCP는 미적용)

* 연약지반 중 굴착치환이 적용된 구간 및 즉시 침하(사질토)되어 잔류침하가 없을 것으로

예상되는 구간은 아스팔트포장 이외 포장도 적용 가능하므로 특수조건에서 제외

* 연결로는 CRCP 시공성(콘크리트 측방 공급 곤란)을 고려하여 제설재 사용량이

적은 구간(콘크리트계열)에도 아스팔트로 적용

226 ❙ 포장공

o 포장형식 선정위원회 운영 방법

- 평가위원(총 7인)

․(위원장) 설계처장

․(위 원) 건설처․도로처 포장공종 담당 팀장 및 차장,

설계처 노선 담당 팀장 및 차장(총 6인)

- 평가방법 : 구간별 정량평가 결과에 대해 토론을 통해 위원별로

포장형식 선정 후 다수결에 의해 포장형식 결정

* 평가에 필요한 검토사항은 설계사에서 사전 검토 후 평가 시 발표

* 동점이 발생하였을 경우 위원장이 조정(붙임#5 위원별 평가양식)

- 평가시기 : 연약지반 처리공법 선정 후 공종별 방침 검토 시

 복합포장 설계 시 고려사항

o 복합포장 각 층별 두께 반영방법(세부사항은 붙임#6 참조)

* 관련 근거 : 포장연구실-856(2021.09.06.) 및 포장연구실-655(2022.07.01.)

버스․화물

차량 비율

포장층

차로당 연평균 일 교통량(대/일), 40년

3.0만미만 3.0～4.6만 4.6～6.1만 6.1만 이상

40%이상～

60%미만

총 두께(SMA 기준) 44 45 48 49

표 층 SMA_PG82-28 5 5 5 5

중간층 SMA_PG82-28 5 5 7 7

기 층 CRCP(철근비) 27(0.75) 28(0.75) 29(0.75) 30(0.75)

분리층 BB-3 또는 4 7 7 7 7

30%이상～

40%미만

총 두께(SMA 기준) 43 44 47 48

표 층 SMA_PG82-28 5 5 5 5

중간층 SMA_PG82-28 5 5 7 7

기 층 CRCP(철근비) 26(0.7) 27(0.7) 28(0.7) 29(0.7)

분리층 BB-3 또는 4 7 7 7 7

20% 이상～

30% 미만

총 두께(SMA 기준) 41 42 43 44

표 층 SMA_PG82-22 5 5 5 5

중간층 SMA_PG82-22 4 5 5 5

기 층 CRCP(철근비) 25(0.7) 25(0.7) 26(0.7) 27(0.7)

분리층 BB-3 또는 4 7 7 7 7

20%미만

총 두께(SMA 기준) 39 39 40 40

표 층 SMA_PG76-22 5 5 5 5

중간층 SMA_PG76-22 4 4 4 4

기 층 CRCP 23(0.68) 24(0.68)

분리층 BB-3 또는 4 7 7

포장공 ❙ 227

포장공

o 분리층은 아스팔트 기층용 순환 아스콘 혼합물(BB-3 또는 BB-4)을 적용

* 수급여건, 경제성 등으로 부득이한 경우에는 일반 아스콘 기층 적용 가능하며,

세부사항은「순환 아스콘 종류별 적용 방안(설계처-1459, 2020.5.20.)」참조

o 중간층은 기층 침투수 유입 방지를 위해 수밀SMA(공극률 1~2%)를

원칙적으로 적용, 필요 시(종단 저점부, 편경사 변화구간 등) 매스틱 적용 가능

◇ 수밀SMA는 침투수 유입 방지를 위한 충분한 방안임

․아스콘 투수계수 10-7cm/sec는 불투수층에 해당(도로처-625, 2012.2.17.)

* 10mm SMA는 공극률 2.7%에서 투수계수 10-7cm/sec 확보

․배수성포장 하부층에도 공극률 1～2%로 적용 중

(아스팔트 콘크리트 포장 시공 지침 p88, p99, 국토부, 2021.07.)

◇ 복합포장과 유사한 형태인 교면포장의 슬래브 열화는 과다한 공극률에 기인

․2004년 이후 침투수로 인한 교면포장 하부 열화 자문사례는 총 3건으로

슬래브 상부 아스팔트의 과다한 공극률(4.2～7.6%)이 원인임

(3건 모두 침투식 방수만 적용되었고 현재 적용 중인 2층방수는 미적용)

o 수밀SMA는 침투수 방지에 효과적이나, 장기 공용 성능 확보를

위하여 CRCP 기층에 염해에 강한 고로슬래그 포장 배합 적용

◇ 고로슬래그 포장 배합(도교연 구조물연구실-1137, 2019.11.15.)

․고로슬래그 : 잠재 수경성 반응으로 수밀성 향상, 염해에 탁월

․시멘트의 30%를 고로슬래그로 대체, 보통시멘트 대비 염분침투저항성 4배 향상

․‘고속도로 건설재료 품질기준’에 배합 등재 완료(2021.12.)

o CRCP 기층 표면은 부착성능 향상을 위해 “숏블라스팅” 반영

- 목적 : 레이턴스 제거 및 표면 거칠기 향상으로 아스팔트 부착성능 확보

* 신설구간은 충분한 양생시간(24시간 이상)을 확보할 수 있어 충분한 부착

성능을 기대할 수 있으나, 장기 공용 성능 확보를 위하여 숏블라스팅 추가

* 사진 출처 : https://m.blog.naver.com/whtpgud/221860652726

228 ❙ 포장공

o 복합포장의 아스팔트 중간층, 표층은 중차량 비율을 감안, PG등급 상향

- 버스․화물 비율이 20% 이상인 구간은 PG82-22 또는 PG82-28 적용

* 복합포장 세부사항에 대한 도교원 자문결과 적용(포장연구실-655, 2022.07.01.)

o 길어깨 표층은 ‘길어깨 포장 개선방안 검토(건설처-2955, 2017.06.20.)’에

따라 본선 표층과 동일 두께, 중간층은 7cm 유지

일반 포장 구간 배수성 포장 구간 길어깨측으로 배수 시

본 선 길어깨

5cm 표층,SMA 5cm 표층,밀입도

5cm 중간층,SMA 7cm 중간층,밀입도

22cm 기층,CRCP

보조기층

7cm 분리층WC-5

본선 길어깨

5cm 표층,배수성 5cm 표층,배수성

5cm 중간층,수밀SMA 7cm 중간층,수밀SMA

22cm 기층 CRCP

보조기층

7cm 분리층 WC-5

o 시공기준은 다음 기준에 따름

- 표층/중간층 : 아스팔트 콘크리트포장 시공 지침(국토교통부, 2021)

- CRCP 기층 : 연속철근 콘크리트 포장 설계편람(도교원, 2014)

※ GFRP를 활용한 CRCP 포장공법이 실용화가 완료되면 복합포장에 적용

(도로교통연구원에서 관련 연구 추진 중, 2021~2022년)

5 추 진 계 획

 설계 중인 노선 : 본 방침 적용

 공사 중인 노선 : 공사주관(시행)부서에서 판단하여 적용

포장공 ❙ 229

포장공

- 229 -

붙 임 자 료(별첨)

1 2015년 포장형식선정 개선 이후 형식선정 현황

2 아스팔트포장 기층부 파손사례

3 설계중인 노선 포장공사비 예상 현황

4 교통량 많은 구간 판단기준 세부내용

5 포장형식 선정위원회 평가양식

6 복합포장 각 층별 두께 반영 방법

7

고기능성 장수명 복합포장 실용화 방안

(포장연구실-856, 2021.09.06.)

8

도로교통연구원 추가자문결과

(포장연구실-655, 2022.07.01.)