4. 구조적 능력을 고려한 동상방지층 결정

4. 구조적 능력을 고려한 동상방지층 결정

   아스팔트 콘크리트 포장에서 동상방지층의 구조적 능력은 ΔBDI(동상방지층 구조적

   평가 모형, ΔBase Damage Index(%))에 의하여 결정된다.

【해 설】

도로설계에 사용하는 한국형 포장설계법은 동상방지층을 구조적 포장층으로 고려하지 않고

있으나, 연구결과 동상방지층은 포장체 내에서 구조적인 역할을 일부분 담당하는 것으로

나타났다. 따라서 포장 설계 단계에서 동상방지층의 구조적 효과를 고려하여 별도의 설계를

수행해야 한다.

동상방지층의 구조적 특성을 분석하고 도로 포장 설계에 적용하기 위하여 (식 4.1)과 같이

ΔBDI(%)을 제시하였다. ΔBDI(%)는 포장 하부의 처짐량 비를 이용하여 전체 포장체에서

동상방지층 유무에 따른 구조적 효과의 비를 나타낸다.

ΔBDI(%)는 각각의 포장층(아스팔트층, 보조기층, 동상방지층) 두께에 따른 방정식으로

땅깎기부, 흙쌓기부 및 절성경계부 등 노상조건에 따른 구조적 효과도 반영한 것이다.

ΔBDI(%) = [4.3101 + 0.004211×TAP - 0.007136×TSB + 0.001815×TANTI

- 0.3923×TYPEⅠ + 0.0286×TYPEⅡ]2 (식 4.1)

여기서, ΔBDI(%) : 동상방지층 구조적 평가 모형 (%)

TAP : 아스팔트층 두께 (mm)

TSB : 보조기층 두께 (mm)

TANTI : 동상방지층 두께 (mm)

TYPE Ⅰ : 땅깎기부 (O : 1 , X : 0)

TYPE Ⅱ : 절성경계부 (O : 1 , X : 0)

그림 4.1는 ΔBDI(%) 모형을 이용하여 포장 설계를 수행하는 절차이며 다음 사항에 유의해야 한다.

① 포장 두께 결정을 위한 기본 설계는 한국형포장설계법에 따른다.

② 기본 설계에서 결정된 포장 두께와 (식 4.1)에 따라 ΔBDI(%) 값을 계산하여 동상방지층의

    구조적 효과를 분석한다.

③ 구조해석 프로그램을 이용하여 구조적으로 고려되는 동상방지층의 두께를 계산한다.

    동상방지층 두께를 증가 시키면서 구조 해석에 적용하여 ΔBDI(%) 값과 동일한 값이 나오는

    동상방지층 두께를 결정한다.

④ 구조적으로 고려되는 동상방지층 두께만큼 포장설계에 적용하여 최종 단면 설계를

    수행한다. 동상방지층의 구조적 효과는 기층 두께를 감소시키는 것으로 포장 설계에

    반영한다.

시멘트 콘크리트 포장의 경우 콘크리트 슬래브에서 대부분의 교통하중을 지지하여

동상방지층의 구조적 역할이 매우 미미한 것으로 분석되어 시멘트 콘크리트 포장 설계 시

동상방지층의 구조적 효과는 고려하지 않는다.