아스팔트콘크리트 포장설계

(1) 이 기준은 설계개념, 환경조건, 교통조건, 재료 물성, 포장층의 두께, 공용기간, 설계등급, 공용성 기준, 포장 층별 최소두께 등 아스팔트 콘크리트 포장 설계기준을 제시하는데 목적이 있다.

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(1) 포장의 설계는 역학적-경험적 개념에 근거한 도로 포장설계 프로그램을 활용하도록 한다. 또한 정확한 설계를 위하여 각각의 포장 설계조건에 적합한 설계자료를 적용하도록 하며, 설계자료는 설계등급, 환경조건, 교통조건, 재료물성, 포장층의 두께, 공용기간과 공용성 기준 등으로 구분된다.

(2) 일반 본선 구간에 대한 아스팔트 콘크리트 포장 구조의 전체적인 설계 과정은 그림 1.1-1과 같다.

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(1) 아스팔트 콘크리트 포장의 구조설계는 입력된 변수를 이용하여 구조 해석 및 공용성 해석을 수행하여 얻어진 포장의 공용성 지표(균열, 영구변형, IRI)가 목표 공용기간 동안 공용기준을 만족하는지를 검토하는 절차로 진행한다.

(1) 대상도로의 위치와 근접한 1개 이상의 기상관측소의 기상정보(최저온도, 최고온도, 강수량 등)를 평균하여 적용한다. 이는 기상조건에 따른 재료물성의 변화 파악 및 동상방지층 설계에 적용된다.

(1) 대상도로의 설계기간 동안에 설계차로를 통과하는 전체 혼합 교통량(설계 교통량)을 의미하며, 월별 또는 시간대별 차종 분포 및 축하중 분포를 고려하여 적용한다. 설계차로에 대한 설계교통량은 다음 식을 적용하여 결정한다.

(4.1-1)

여기서, DD :방향별 분배계수로 표 4.1-1의 값을 참조하여 적용

DL : 차로별 분배계수로 표 4.1-1의 값을 참조하여 적용

AADT : 해석기간 동안의 양방향 누가 교통량

(2) 표 4.1-2는 AADT의 교통량 분류에 사용되는 12종 차종의 구성 및 정의를 나타내고 있다.

(1) 포장에 사용되는 각 재료의 특성을 반영할 수 있는 재료의 동탄성계수, 탄성계수, CBR, 골재종류 및 골재의 입도분포 등을 설계등급에 맞게 적절하게 적용한다.

(2) 아스팔트 콘크리트 재료의 동탄성계수

① 아스팔트 콘크리트 재료의 동탄성계수(|E*|)는 시간의 함수로 동탄성계수 실험을 통하여 식 (4.1-2)과 같이 나타내어질 수 있다.

(4.1-2)

여기서, α, β, γ, δ : 모형계수

tr : 온도를 고려한 시간

(3) 쇄석기층 및 보조기층 입상재료의 탄성계수

① 쇄석기층 및 보조기층 입상재료의 탄성계수(E)는 식 (4.1-3)을 이용하여 결정할 수 있다.

(4.1-3)

여기서, E : 탄성계수(MPa)

θ : 체적응력(=)(kPa)

k1,k2 : 구성모델의 모델계수

(4) 노상 입상재료의 회복탄성계수

① 노상 입상재료의 회복탄성계수(MR)는 식 (4.1-4)을 이용하여 결정할 수 있다.

(4.1-4)

여기서, MR : 회복탄성계수(MPa)

θ : 체적응력(=σ1+σ2+σ3)(kPa)

σd : 축차응력(=σ1-σ3)(kPa)

k1,k2,k3 : 구성모델의 모델계수

② CBR을 이용하여 노상의 탄성계수를 결정하는 경우에는 식 (4.1-5)을 이용한다.

MR = 17.6 × CBR0.64 (4.1-5)

(1) 각 층에 사용되는 골재의 입경 및 시공성을 고려하여 mm 단위로 적용한다.

(1) 포장의 구조적인 성능에 영향을 미치지 않는 보수를 고려하여 목표한 포장의 수명으로서, 포장의 용도, 종류, 등급에 따라 다르게 적용할 수 있다.

(1) 포장의 중요도 또는 설계 교통량 및 도로의 종류(고속국도, 일반국도, 지방도 등)에 따라 결정된다. 표 4.1-3은 연평균일교통량(AADT)에 따른 설계등급 구분을 나타내고 있다.

(1) 포장의 구조적 수명을 결정짓는 기준으로서, 아스팔트 콘크리트 포장에서는 피로균열율(%), 영구변형(cm), IRI(m/km)를 적용한다.

(2) 다음은 아스팔트 콘크리트 포장의 IRI와 공용수명, 영구변형량 및 균열과의 관계를 나타낸다.

(4.1-6)

여기서, IRI0 : 초기평탄성 AGE : 공용수명(년)

RUT : 영구변형량(cm) CRACK : 균열률(%)

(3) 다음은 아스팔트 콘크리트 포장층의 영구변형률과 탄성변형률, 교통량, 온도 및 공극률과의 관계를 나타낸다.

(4.1-7)

여기서, : 탄성변형률 KRut : 깊이조정 함수

: 교통량 : 온도(℃)

: 공극률(%) A, B, C, D : 모형계수

(4) 다음은 아스팔트 콘크리트 포장층의 총균열 모형을 나타내고 있다.

(4.1-8)

여기서, BU(%) : 상향균열률

TD(%) : 하향균열률

(1) 일반적으로 일정 두께보다 얇은 표층, 기층 또는 보조기층을 포설하는 것은 비실용적이고 비경제적일 수 있으므로 교통하중 및 기타환경 조건과 상관없이 각 포장 층은 표4.1-4에 제시한 값 이상으로 하여야 한다.

(분야별 가나다순)