포장공학개론(연성포장, 강성포장의개념, 포장의역사, 포장설계, 교통조건, 환경조건, 포장공용성)이론요점정리 보고서

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목차

1. 연성 포장 및 강성 포장의 기본 개념
2. 포장의 역사
3. 포장 설계의 역사
4. 포장 설계 요소 및 설계 흐름
5. 교통조건
6. 환경조건 (동결․융해를 중심으로)
7. 포장 공용성 (pavement performance)

본문내용

em in kip)
L2 = axle code
1 = single
2 = tandem
3 = tridem
SN = structural number = fcn(thickness and modulus of each layer and drainage conditions) = 5 is used typically
pt = terminal serviceability, which indicate the pavement conditions to be considered as failure
β18 = value of βx when Lx = 18 and L2 = 1
5.4 교통하중 해석
- (AADT)o = 공용개시 초기년도의 연평균일교통량
- D = 중방향계수 (=0.5)
- L = 차로분배계수
- G = 설계기간 Y년 동안의 교통량 증가계수
- T = 트럭계수(등가단축환산계수)
o 트럭계수
- 한국도로공사 차량하중(축하중) 환산계수 (2001 도로연구소 연구보고서 참조)
구 분
승용차
버 스
트 럭
소 형
중 형
소 형
중 형
대 형
특 수
한국도로공사
0.0001
0.0005
1.031
0.013
0.752
1.434
1.957
AASHTO
0.0001
0.0005
1.221
0.013
0.567
2.158
2.809
O 교통량 증가계수
- AI and AASHTO
Total Growth Factor = (G)(Y) =
-
o 차로분배계수
- AASHTO
1방향 차로수
차로분배계수
1
100
2
80-100
3
60-80
4
50-75
6. 환경조건 (동결융해를 중심으로)
1) Temperature
- high temperature : soften asphalt layer (rutting, cracking)
- low temperature : frost action (below freezing), thermal induced cracking
2) Moisture (rainfall, high moisture condition)
- soften subgrade
- asphalt layer에 물의 침투에 의한 파손
- 노상의 수축(shrinkage) 및 팽창(swell)
- 콘크리트 포장의 펌핑(pumping) 현상
freezing ⇒ frost heaving => 선택층
thawing ⇒ thaw-weakening of subgade soil => 지역계수, 유효MR
6.1 동결 메커니즘
그림 5.1 동상 메커니즘의 개요도
그림 5.2 동결융해 과정에 따른 노상의 강성도 변화 개념도
6.2 동상방지층 설계 개념
구 분
주요 내용
비 고
완전 방지법
complete protection method
동상깊이까지 비동결성 재료층을 설치
- 비경제적인 설계 우려
노상동결 관입 허용법
limited subgrade frost protection method
노상으로 동결이 관입되어 발생하는 융기를 어느 정도 범위에서 허용
- 노상이 균일한 경우 적용
- 국내에서 적용
강도감소법
reduced subgrade strength method
동결융해에 의한 노상의 강도저하를 고려하여 포장 단면 설계
- 동결에 의한 heaving 은 고려하지 않음
- 동결깊이(동결지수)에 무관한 설계
일반적으로 노상의 동상이 심하게 우려되는 F4 노상의 경우에는 노상의 동결를 완전히 차단하는 개념이 적용되고, 그 이외의 F1, F2, F3 노상에 대해서는 노상의 동결을 일부허용하고, 노상의 강도저하를 고려하는 기법이 적용된다. 만일 도로의 중요도가 매우 낮은 경우에는 F4 노상의 경우에도 노상의 강도저하를 고려하는 기법을 적용하기도 한다.
6.3 국내에서 적용하는 동상방지층의 설계 개념
국내에서는 노상동결 관입허용법에 근거한 동결깊이를 산정하고, 결정된 동결깊이까지 비동결성 재료를 사용하며, 포장두께에서 부족한 두께만큼 비동결성 재료인 동상방지층을 두게 된다. 설계의 절차는 다음과 같다.
1단계 : 설계지역의 설계 동결지수를 결정한다.
2단계 : 동결지수로부터 동결깊이를 결정한다.
3단계 : 허용 관입깊이가 없는 경우인 비동결성 층의 최대 치환 두께를 결정한다.
4단계 : 노상의 동결관입을 일부 허용한 설계 비동상 재료층 두께를 결정한다.
도로설계요령(한국도로공사, 1992)에서는 동상방지층의 품질기준은 표 3.7과 같이 제시하고 있고, 가장 최근의 국내 자료인 건설교통부에서 제정한 “도로설계편람”에서도 동일하게 규정하고 있다.(4, 14)
표 3.7 동상방지층의 품질조건 (도로설계편람,1992; 도로설계편람, 2000)
구분
기준
입자크기
100mm 이하
0.02mm 이하의 세립토 함유량(중량비)
3% 이하
0.0075mm(#200) 이하의 함유량
15% 이하
모래당량
20% 이상
7. 포장 공용성 (pavement performance)
pavement performance :
structural performance + functional performance + safety
- safety : frictional (skid) resistance
- structural performance : relates to physical condition of pavement
; cracking, faulting, raveling
; load-carrying capability
- functional performance : pavement conditions how well the pavement serves the user
; riding comfort or ride quality
; serviceability - performance (AASHTO ; PSI , present serviceability index)
; PSI = f (roughness, cracking, patching, rut depth)
where. = total loss of serviceability
= serviceability loss due to traffic (ESAL's)
= serviceability loss due to swelling and/or frost heave of roadbed soil

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