의원 요구 자료 제출

시 행	도로관리과-15704
결재일자	2018.10.19.
공개여부	대시민공개
접수번호
접수일자
수 신 자	수신자참조
수신자	서울특별시의회의장(의 사 담 당 관),서울특별시의회의장(도시안전건설수석전문위원),기획담당관,안전총괄과장

★주무관		도로포장안전팀장	도로관리과장	안전총괄관	안전총괄본부장	결재
정기찬		김영호	박문희	하종현	10/19 김학진
협 조
	도로포장연구센터장				백종은

제 목	시의원 요구자료 제출(요구번호 597번, 김기대 의원, 도시안전건설위원회)

붙임 : 시의원 요구자료 1부.  끝.

김기대 의원(도시안전건설위원회, 더불어민주당)

□ 요구번호 : 597번

□ 요구내용 : 서울형 포장설계법 시험시공 관련

1. 각 시험포장 대상별 입력변수값 및 결정단면

2. 해당 시험포장에 대해 기 실시한 성능검증결과 보고서 일체

1. 서울형 포장설계법 시험시공 관련

연도	구간	(버스) 교통량 (대/일)	기존 아스팔트 두께	역산 탄성계수 (MPa)	주요 파손	포장 공용 수명	수분손상 여부	결정단면 (서울형)	결정단면 (한국형)
2015	가락시장역~ 훼미리아파트 사거리	2155	19.33㎝	1274	균열	7년	×	10㎝	-
	구산역사거리~ 역촌역사거리	466	21.25㎝	1159	균열	6년	○	10㎝	-
	중랑교사거리~중랑교	2776	27.5㎝	1592	균열	5년	○	28㎝	-
	미아역사거리 ~ 삼양입구사러기	2629	19.76㎝	1636	균열	8년	○	28㎝	-
	미래초교사거리~ 현대파크빌사거리	519	18.2㎝	1710	균열	9년	○	5㎝	-
	신논현역사거리~ 강남역사거리	3092	21.4㎝	2005	균열	1년	○	28㎝	-
2016	송파역~ 가락시장역	3556	26㎝	6390	균열	7년	○	10㎝	-
	천호역 → 강동성심병원사거리	1918	25㎝	2014	균열	10년	○	5㎝	-
	가락시장역사거리	3556	20㎝	14996	소성변형	7년	×	10㎝	-
	서울역환승센터 5번, 6번 승강장	2400	20㎝	5155	균열	7년	×	30㎝	-
	아현삼거리 → 공덕역	1275	24㎝	4304	균열	9년	×	5㎝	-
	공덕역 교차로	1092	26㎝	4063	균열	9년	×	5㎝	-
	시흥사거리 ~ 박미삼거리	2738	24㎝	3238	균열	7년	○	10㎝	-
	강남대로 335 → 우성아파트사거리	4513	20㎝	2902	수분손상	6년	○	10㎝	-
	양재시민의 숲 삼거리(성남방향)	4513	20㎝	10446	소성변형	6년	×	10㎝	-
	혜화로터리 → 서울대병원방향	2735	22㎝	2830	-	9년	×	10㎝	-
	명륜3가, 성대입구, 창경궁, 서울대병원 버스정류장	2735	22㎝	3261	-	9년	×	10㎝	-
	서울시체육회 → 동일로지하차도 4	2700	23㎝	3941	수분손상	6년	○	28㎝	-
	중랑역, 동부시장 버스정류장	2700	22㎝	5343	수분손상	3년	○	28㎝	-
	발산역 → 한국가스기술공사	1200	20㎝	5134	수분손상	6년	○	10㎝	-
	목일중학교앞 교차로 → 오목교	1200	20㎝	2859	수분손상	7년	○	10㎝	-
	공항중학교앞 삼거리	1712	20㎝	3900	수분손상	4년	○	25㎝	-
2017	올림픽훼미리아파트사거리 → 장지교차로	3074	24㎝	10654	소성변형	5년	×	18~28㎝	-
	장지역교차로 → 올림픽훼미리아파트사거리	2532	24㎝	11647	소성변형	5년	×	18~28㎝	-
	양화대교북단 → 동교동삼거리	3214	26.9㎝	6641	소성변형	4년	×	28㎝	-
	동교동삼거리 → 양화대교 북단	2649	25.5㎝	7458	소성변형	4년	×	28㎝	-
	IBK 강남대로점 → 양재역교차로	4045	22.6㎝	6780	소성변형	6년	×	20~30㎝	-
	양재역교차로 → IBK 강남대로점	2806	22.8㎝	10060	균열	6년	×	23~28㎝	-
	은행사거리 → 서라벌고등학교	485	20.2㎝	5092	균열	7년	○	10㎝	-
	메이필드호텔 ~ 오쇠삼거리	524	22.0㎝	5501	균열	4년	○	24㎝	-
	남부순환로 550 → 강월초교입구 교차로	740	22㎝	3628	균열	7년	○	10㎝	-
	군자역사거리 → 군자교	309	21.6㎝	4054	균열	4년	○	20㎝	-
2018	녹번역사거리 ~ 홍은사거리	1828	24㎝	5110	균열	7년	×	20㎝	-
	중앙대학교병원 교차로 →노량진북고가차도	1296	35㎝	3308	균열	4년	×	5㎝	-
	솔샘터널~ 정릉4동주민센터사거리	288	13㎝	9456	균열	6년	×	5㎝	-
	영등포역 →도림교교차로	3161	20㎝	4107	균열	3년	×	5㎝	-
	도림교교차로 → 영등포역	3025	22㎝	3217	균열	3년	×	10㎝	-
	마장동주민센터 교차로 ~ 마장삼거리	344	22㎝	2149	균열	4년	×	10㎝	-

※ 서울형 포장설계법과 한국형 도로포장설계법은 설계 대상(신설/기존포장)과 입력 변수를 달리하여  결정단면을 비교하기 어려움. (〔참고 1〕 “한국형/서울형 포장설계법 개요” 참조)

2) 시험 시공 성능검증결과 : 〔참고 2〕“성능검증결과 보고서” 참조

【참고 1】 한국형/서울형 포장설계법 개요

□ 한국형 포장설계법 : 신설도로의 포장 두께 설계법

○ 신설포장에 대한 목표 공용수명에 적합하도록 신규포장 혼합물 물성값을 측정하여 신설포장 두께를 산출하는 설계법이며, 절삭·재포장 두께 설계 기능은 없음

○ 설계용역社에 배포하여 포장설계에 적용, 현재 검증 및 보완연구 계속 진행

□ 서울형 포장설계법 : 포장도로의 유지보수 절삭·재포장 두께 설계법

○ 기존포장 상태(균열깊이, 하부손상, 지지력)를 조사하여 재포장 두께를 산출하는 설계법

○ ‘15년~18년 도로사업소별 시험시공 하였으며, 19년까지 시공구간 확대예정, 현재 설계법에 대한 장기 공용성능 추적연구는 진행중임

구 분	한국형 포장설계법	서울형 포장설계법
적용도로	∘고속도로, 일반국도의 신설도로 포장	∘도시지역 포장도로의 유지보수 재포장
적용이론	∘역학적–경험적 설계방법	∘역학적–경험적 설계방법
설 계 자	∘엔지니어 : 신설도로포장의 목표 공용 수명에 적합하도록 신설포장 두께 설계	∘유지보수담당자 : 기존 포장을 조사하여 구한 값을 입력하여 재포장 두께 설계
교통하중 분석기법	∘국내 교통하중 특성 반영 ∘차종별(12종) 교통하중에 대한 축하중 분포를 고려한 표준등가단축하중을 산출, 반영하는 기법	∘도시(서울시) 교통하중 특성 반영 ∘버스 통행량을 입력하여 전체 교통특성을 분석·반영하는 기법
조사시험항 목	∘신규 아스콘 혼합물의 재료시험 ∘시험항목 : 바인더 물성, 골재입도, 함수량, 동탄성계수, 회복탄성계수 등	∘FWD 시험으로부터 기존포장의 탄성계수 추정, 코어를 통한 파손상태 조사·측정 ∘시험항목 : FWD, 균열깊이, 수분손상, 기존포장두께
소요기간	∘약 1주일/개소(분석 : 2~3분/개소)	∘약 1일/개소(분석 : 2분/개소)
프로그램 입 력 값	∘희망하는 공용수명(10년 등) ∘층별 포장체 물성(등급별 상이), 층별 설계두께(공용수명에 적합한 두께를 반복추정하여 입력), 차종별 교통량, 기후(온도/강수량)	∘교통조건, 연평균 1일 버스 교통량, 1방향 차로수 ∘기존 아스콘층 두께, 노상 및 아스팔트층 탄성계수, 공용기간, 파손유형 (균열, 소성변형), 균열깊이비율, 수분손상정도

【참고 2】 성능검증결과 보고서

서울형 도로포장 설계법

1. 개요

2015년 개발된 서울형 도로포장 설계법은 2002년 미국 AASHTO에서 개발한 역학적-경험적 포장설계 기준(Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide, 약칭 MEPDG)을 기반으로 서울시의 기후 및 교통조건과 포장재료 물성을 고려한 신규 포장의 단면설계 카탈로그와 재포장 설계식으로 구성되어 있다. 기존의 서울형 포장설계법은 미국의 도로포장 공용성 자료에 기반한 아스팔트 혼합물의 동탄성계수 및 노면 파손 예측 모형을 적용하여 개발되어 서울시의 도로포장 공용성을 완벽하게 고려하지 못한 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하고 기존 서울형 포장설계법의 지속적인 검증과 개선을 위한 연구가 진행되고 있다.

2016년부터 수행된 “포장도로 유지보수 기법 및 적용기준 개발(2017)” 과업을 통하여 서울형 포장설계법의 1단계 검증 및 개선연구가 진행되었고, 본 과업에서 수행한 LTPP 구간의 추적조사가 활용되었다. 1단계 검증 및 개선연구에서는 서울시 도로포장의 공용성 자료를 토대로 개발된 소성변형 예측 모형을 MEPDG 프로그램에 적용하여 서울시 도로포장의 공용성을 분석하였다. 또한 서울시 도로포장 재료의 역학적 특성을 보다 정확히 고려하기 위한 신규 및 기존 노후 포장의 동탄성계수 마스터커브의 예측 기법을 개발하여 적용하였으며, 서울시의 기후 조건을 설계법에 반영하였다. 또한 현장 공용성 자료 분석을 통하여 서울형 도로포장 설계법의 포장단면 두께 설계식을 수정하고 검증하였다. 서울형 포장설계법 개선에 고려된 사항들을 정리하면 <표 1>과 같다.

<표 > 개선된 서울형 포장설계법에 고려된 사항

구분	내용
교통 조건	카테고리 Ⅰ∼Ⅲ
교통 특성	교통량, 축하중 등
신규 아스팔트 물성	수정 Hirsch 모형 적용
노후 아스팔트 물성	노후 아스팔트 동탄성계수 예측 기법 적용
보조기층 두께	전단면 재포장	두께 20, 30, 40cm
	부분단면 재포장	두께 30cm
노상 상태 구분	양호	100 ≦ [eqn: M _{R}]
	보통	50 ≦ [eqn: M _{R}] < 100
	불량	[eqn: M _{R}] < 50
기후 조건	과거 10년의 서울시 기후조건 적용
소성변형 예측모형	서울시 공용성 자료를 토대로 개발

2 서울형 도로포장 설계법 적용 구간 조사 목적

앞서 언급한 “포장도로 유지보수 기법 및 적용기준 개발(2017)” 과업에서는 서울시 도로포장의 공용성 자료를 바탕으로 소성변형 예측 모형을 개선하고 검증하였고, 이를 반영한 서울형 도로포장 설계법의 단면두께 설계식을 개선하였다. 그러나 피로균열의 경우 서울시 자체의 신뢰성 있는 공용성 자료가 충분히 축적되어 있지 않아 설계식 개선에 반영하지 못한 실정이다.

2015년부터 서울형 포장설계법을 적용하여 시험시공을 실시한 구간은 교통량, 노후 포장의 지지력 및 노면 파손상태 등을 고려하여 설계·시공되었으며, 시공당시에 적용한 포장재료에 대한 물리 역학적 물성 정보(<부록 2>)와 시공 직후의 포장상태 등 서울시에서 거의 유일하게 단면설계, 재료, 시공, 추적조사 등에 대한 관리가 체계적으로 이루어지고 있는 구간이다. 현재 2015년 시험시공을 시작한 이후 약 3년의 공용성 평가가 진행되었지만 균열 및 평탄성 등의 변화를 관측하기 위해서는 보다 장기적인 추적조사 및 분석이 필요하다.

향후 서울형 포장설계법 적용 구간의 체계적인 공용성 자료가 축적된다면 지속적인 서울형 포장설계법의 개선 및 검증에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 유지보수 공법별(표층 절삭 및 덧씌우기, 부분 단면 재포장, 전단면 재포장, 예방적 유지관리) 공용성 예측 모형 개발 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 도로포장의 공용성 예측 모형은 포장의 설계뿐만 아니라 PMS, 공용성에 기반을 둔 배합설계 방법 및 지불계수 개발에도 반드시 필요한 소중한 자료이다.

3 구간 정보

LTPP 구간 중 서울형 포장설계법이 적용된 구간은 2015년 6개소(LTPP 9개 구간), 2016년 17개소(LTPP 20개 구간)로 구성되어 있으며 구간정보는 <표 3.2>와 같다.

서울형 포장설계법이 적용된 구간과 LTPP 구간의 개수 차이가 나는 이유는 앞서 언급한바와 같이 하나의 구간이더라도 혼합물, 단면두께가 다를 경우 공용성이 달라지므로 LTPP ID를 구분하여 각기 다른 LTPP 구간으로 선정하였기 때문이다.

<표 > 서울형 포장설계법이 적용된 구간 정보

LTPP ID	구간	1차로 환산 연장 (m)	시공연도	도로등급	적용 혼합물(설계단면 두께)
					표층	중간층	기층
Ⅰ-대-PD-개-1	가락시장역교차로 ⇒ 올림픽훼밀리타운교차로	450	2015	버스전용	개질 WC-5 (5cm)	일반 WC-4 (5cm)	-
Ⅲ-대-PD-특-1	구산역사거리 ⇒ 구산역사거리+125m	380		일반차로	SMA+그리드 (5cm)	일반 WC-3 (5cm)	-
Ⅲ-대-PD-특-2	구산역사거리+125m ⇒ 구산역사거리+250m			일반차로	FRA (5cm)	일반 WC-3 (5cm)	-
Ⅲ-대-PD-S-1	구산역사거리+250m ⇒ 역촌사거리			일반차로	SMA (5cm)	일반 WC-3 (5cm)	-
Ⅰ-대-FD-개S-1	신논현역사거리 ⇒ 강남역사거리(27cm)	720		버스전용	개질 SMA (5cm)	개질 WC-5 (7cm)	일반 BB-2 (15cm)
Ⅰ-대-FD-개S-2	강남역사거리 ⇒ 신논현역사거리(20cm)	-		버스전용	개질 SMA (5cm)	-	일반 BB-2 (15cm)
Ⅰ-대-FD-개-1	도봉세무서.성북시장 버스정류장(09010) ⇔ 삼양입구사거리	200		버스전용	개질 WC-5 (5cm)	개질 WC-5 (7cm)	재생 BB-2 (15cm)
Ⅱ-중-FD-S-1	중랑교사거리 ⇒ 중랑교	150		일반차로	SMA (5cm)	일반 WC-5 (7cm)	재생 BB-2 (15cm)
Ⅲ-중-SO-일-1	미래초교앞교차로 ⇒ 현대파크빌	400		일반차로	일반 WC-3 (5cm)	-	-
Ⅰ-중-PD-S-1	가락시장역 ⇒ 송파역	950	2016	버스전용	개질 SMA (5cm)	일반 WC-3 (5cm)	-
Ⅰ-중-PD-개S-1	송파역 ⇒ 가락시장역	950		버스전용	SMA (5cm)	일반 WC-3 (5cm)	-
Ⅳ-중-PD-개S-1	가락시장역사거리	160		교차로	개질 SMA (5cm)	개질 SMA (5cm)	-

<표 > 서울형 포장설계법이 적용된 구간 정보(계속)

LTPP ID	구간	1차로 환산 연장 (m)	시공연도	도로등급	적용 혼합물(설계단면 두께)
					표층	중간층	기층
Ⅱ-대-SO-일-1	천호역 ⇒ LG베스트샵천호점	1,000	2016	일반차로	일반 WC-3 (5cm)	-	-
Ⅱ-대-SO-S-1	LG베스트샵천호점 ⇒ 강동성심병원사거리			일반차로	SMA (5cm)	-	-
Ⅳ-대-PD-개S-1	서울역환승센터 6번 승강장(20cm)	70		정류장	개질 SMA (5cm)	일반 WC-3 (7cm)	일반 BB-2 (8cm)
Ⅳ-대-PD-개S-2	서울역환승센터 6번 승강장(25cm)	70		정류장	개질 SMA (5cm)	일반 WC-3 (7cm)	일반 BB-2 (13cm)
Ⅰ-중-SO-개S-1	아현삼거리 ⇔ 공덕역	1,500		버스전용	개질 SMA (5cm)	-	-
Ⅳ-중-SO-일-1	공덕역 교차로	100		교차로	일반 WC-3 (5cm)	-	-
Ⅰ-대-PD-개S-1	박미삼거리 ⇔ 시흥사거리	1,400		버스전용	개질 SMA (5cm)	일반 WC-3 (7.5cm)	-
Ⅱ-대-PD-개S-1	강남대로 335 ⇒ 우성아파트사거리	170		일반차로	개질 SMA (5cm)	-	일반 BB-2 (7.5cm)
Ⅳ-대-PD-개S-1	양재시민의숲역 1번출구 ⇒ 시민의숲교차로	50		교차로	개질 SMA (5cm)	-	일반 BB-2 (7.5cm)
Ⅰ-중-PD-개S-2	혜화동로터리 ⇒ 서울대학교병원	850		버스전용	개질 SMA (5cm)	SMA (5cm)	-
Ⅳ-중-PD-S-1	명륜3가. 성대입구 버스정류장(01003)	80		정류장	개질 SMA (5cm)	SMA (5cm)	-
Ⅳ-중-PD-개S-2	창경궁. 서울대학교병원 버스정류장(01002)	90		정류장	개질 SMA (5cm)	SMA (5cm)	-

<표 > 서울형 포장설계법이 적용된 구간 정보(계속)

LTPP ID	구간	1차로 환산 연장 (m)	시공연도	도로등급	적용 혼합물(설계단면 두께)
					표층	중간층	기층
Ⅰ-대-FD-개S-3	서울시체육회사거리 ⇒ 망우로 198	740	2016	버스전용	개질 SMA (5cm)	-	일반 BB-3 (7.5cm) PG82-22 BB-3 (7.5cm)
Ⅰ-대-FD-개S-4	망우로 198 ⇒ 동일로지하차도사거리			버스전용	개질 SMA (5cm)	-	일반 BB-3 (15cm)
Ⅳ-중-FD-개S-1	등촌중학교.백석초등학교(중) 버스정류장 (16006)	200		정류장	개질 SMA (5cm)	개질 MC-1 (7cm)	일반 BB-2 (15cm)
Ⅰ-중-PD-개S-3	발산역 ⇔ 가스기술공사	850		버스전용	개질 SMA (5cm)	개질 MC-1 (5cm)	-
Ⅲ-소-PD-특-1	목일중학교앞교차로 ⇒ 오목교	1,200		일반차로	배수성 PG82-22 (5cm)	일반 MC-1 (5cm)	-

4 조사 방법

서울형 포장설계법이 적용된 LTPP 구간에 대하여 서울시에서는 도로포장의 표면상태 및 지지력 조사를 수행하였으며, 조사방법은 다음과 같다.

가. 표면상태 분석

현재 서울시에서는 자동포장상태 조사장비를 활용하여 포장상태를 조사하고 있다. 포장상태는 포장표면에 발생한 균열, 차로의 횡방향 프로파일인 소성변형, 차량의 승차감을 나타내는 종단 평탄성(IRI)으로 구성되며 각 결함량의 정량화 과정을 거쳐 서울시 포장상태지수(Seoul Pavement Index, SPI)를 산출한다. 또한 조사된 노면사진 자료를 서울시 포장도로 유지관리시스템에 입력하고 있다. 일반적으로 사용되는 자동포장상태 조사장비의 원리는 <그림 3.1>과 같다. 조사장비는 차량의 후미에 장착된 레이져 센서와 고성능 카메라로 노면의 횡방향 굴곡(소성변형), 종단 평탄성, 표면에 발생한 균열 등의 표면결함을 촬영하게 된다. 본 과업에서는 서울시에서 조사한 데이터를 활용하여 표면상태 분석을 수행하였다.

<그림> 자동포장상태 조사장비

나. 지지력 조사(FWD)

서울시에서는 각 조사대상 구간마다 3개 이상의 지점에서 포장 지지력 평가를 위한 FWD 시험을 수행하였다. 각 FWD 측정 지점마다 3회 측정하였으며, 측정 자료를 활용하여 포장 각 층의 역산 탄성계수를 산정하였다.

<그림 > FWD를 사용한 도로포장의 지지력 측정

5 공용성 분석 결과

서울시에서는 LTPP 구간의 표면상태 조사를 연 1회 수행함에 따라 현재 2015년 시공구간은 2회, 2016년 시공구간은 1회 조사되었다. 표면상태는 동일한 재료, 유지보수 공법을 적용함에도 공용기간, 교통특성, 도로등급에 따라 파손유형 및 파손량이 다르게 나타난다. 따라서 본 과업에서는 공용 후 1년을 기준으로 도로등급별 파손유형에 따른 파손량을 비교하였다.

LTPP 구간의 지지력 조사는 표면상태 조사와 동일하게 연 1회 조사를 수행하고 있다. 지지력 분석시 아스팔트층 및 노상의 탄성계수는 표준편차를 벗어나는 자료는 제외하고 평균값을 산출하여 분석에 사용하였다.

교차로는 현재 2개 노선이 교차하는 구간으로 정의하고 있다. 하지만 ‘포장도로 유지보수 기법 및 적용기준 개발’ 과업에서는 교차로를 횡단보도 또는 정지선을 기준으로 후방 70m로 정의하였다. 교차로의 정의가 상이하기 때문에 본 과업에서는 교차로 구간을 제외하고 분석을 진행하였다.

5.1 균열률

LTPP 구간 중 서울형 포장설계법이 적용된 26개 구간의 시공 후 초기 1회 측정된 도로등급별 균열률은 <표 3.3>과 같으며 이를 도식화하면 <그림 3.3>과 같다. <표 3.3>과 같이 대부분 구간의 균열률은 1% 미만으로 조사되었으며 일반차로 구간 ‘Ⅱ-대-PD-개S-1’에서만 균열률이 약 2%로 조사되었다. 하지만 현 균열률은 1∼2년의 공용기간에 따른 균열률이기 때문에 상세한 평가를 위해서는 지속적인 추적조사를 수행하여 향후 4∼5년 후에 평가가 필요한 것으로 판단된다.

<표 > LTPP 구간별 균열률

도로등급	LTPP ID	시공연도 (년)	균열률 (%)	공용기간 (개월)
일반차로	Ⅲ-대-PD-특-1	2015	0	11
	Ⅲ-대-PD-특-2	2015	0	11
	Ⅲ-대-PD-S-1	2015	0	11
	Ⅱ-중-FD-S-1	2015	0	11
	Ⅲ-중-SO-일-1	2015	0	8
	Ⅱ-대-SO-일-1	2016	0.31	9
	Ⅱ-대-SO-S-1	2016	0	9
	Ⅱ-대-PD-개S-1	2016	2.09	10
	Ⅲ-소-PD-특-1	2016	0.13	7
버스 전용차로	Ⅰ-대-PD-개-1	2015	0	11
	Ⅰ-대-FD-개S-1	2015	0	10
	Ⅰ-대-FD-개S-2	2015	0.06	10
	Ⅰ-대-FD-개-1	2015	0	11
	Ⅰ-중-PD-S-1	2016	0.91	10
	Ⅰ-중-PD-개S-1	2016	1.69	10
	Ⅰ-중-SO-개S-1	2016	0.03	8
	Ⅰ-대-PD-개S-1	2016	0	11
	Ⅰ-중-PD-개S-2	2016	0	11
	Ⅰ-대-FD-개S-3	2016	0	7
	Ⅰ-대-FD-개S-4	2016	0	7
	Ⅰ-중-PD-개S-3	2016	0	6
버스 정류장	Ⅳ-대-PD-개S-1	2016	0	6
	Ⅳ-대-PD-개S-2	2016	0	7
	Ⅳ-중-PD-S-1	2016	0	11
	Ⅳ-중-PD-개S-2	2016	0	11
	Ⅳ-중-FD-개S-1	2016	0.56	6

<그림 3.> 공용기간 1년 후 도로등급별 균열률

‘Ⅲ-대-PD-특-2’와 ‘Ⅰ-대-FD-개S-2’에서 균열률이 소폭 상승하였으나, 앞서 언급한 바와 같이 균열의 경우 향후 4~5년 후에 상세한 평가가 가능할 것으로 판단된다.

<표 > 2015년 포장설계법 적용구간의 공용기간에 따른 균열률 변화

LTPP ID	공용기간		균열률 변화 (%)
	11개월	19개월
Ⅰ-대-PD-개-1	0.00	0.00	-
Ⅲ-대-PD-특-1	0.00	0.00	-
Ⅲ-대-PD-특-2	0.00	1.22	+1.22
Ⅲ-대-PD-S-1	0.00	0.00	-
Ⅰ-대-FD-개S-1	0.00	0.00	-
Ⅰ-대-FD-개S-2	0.06	0.23	+0.17
Ⅰ-대-FD-개-1	0.00	0.00	-
Ⅱ-중-FD-S-1	0.00	0.00	-
Ⅲ-중-SO-일-1	0.00	0.00	-

<그림 3.> 2015년 포장설계법 적용구간의 공용기간에 따른 균열률 변화

5.2 소성변형

서울형 포장설계법이 적용된 LTPP 구간의 시공 후 초기 1회 측정된 소성변형은 <표 3.5>와 같으며 이를 도식화하면 <그림 3.5>와 같다. 현 서울시의 소성변형 유지보수 기준은 15mm이며 26개 구간 중 정류장 1개 구간 ‘Ⅳ-중-FD-개S-1’은 유지보수 기준을 초과하였으며 정류장 1개 구간 ‘Ⅳ-중-PD-S-1’은 유지보수 기준에 근접한 것으로 나타났다.

<표 > LTPP 구간별 소성변형량

도로등급	LTPP ID	시공연도 (년)	소성변형 (mm)	공용기간 (개월)
일반차로	Ⅲ-대-PD-특-1	2015	5.76	11
	Ⅲ-대-PD-특-2	2015	6.21	11
	Ⅲ-대-PD-S-1	2015	6.30	11
	Ⅱ-중-FD-S-1	2015	6.71	11
	Ⅲ-중-SO-일-1	2015	3.24	8
	Ⅱ-대-SO-일-1	2016	5.75	9
	Ⅱ-대-SO-S-1	2016	5.04	9
	Ⅱ-대-PD-개S-1	2016	6.08	10
	Ⅲ-소-PD-특-1	2016	8.22	7
버스 전용차로	Ⅰ-대-PD-개-1	2015	8.88	11
	Ⅰ-대-FD-개S-1	2015	5.64	10
	Ⅰ-대-FD-개S-2	2015	6.27	10
	Ⅰ-대-FD-개-1	2015	5.95	11
	Ⅰ-중-PD-S-1	2016	5.01	10
	Ⅰ-중-PD-개S-1	2016	9.31	10
	Ⅰ-중-SO-개S-1	2016	7.52	8
	Ⅰ-대-PD-개S-1	2016	8.20	11
	Ⅰ-중-PD-개S-2	2016	5.39	11
	Ⅰ-대-FD-개S-3	2016	3.68	7
	Ⅰ-대-FD-개S-4	2016	6.19	7
	Ⅰ-중-PD-개S-3	2016	4.10	6
버스 정류장	Ⅳ-대-PD-개S-1	2016	9.68	6
	Ⅳ-대-PD-개S-2	2016	10.22	7
	Ⅳ-중-PD-S-1	2016	14.54	11
	Ⅳ-중-PD-개S-2	2016	7.35	11
	Ⅳ-중-FD-개S-1	2016	18.77	6

<그림 > 공용기간 1년 후 도로등급별 소성변형량

<표 3.6>은 도로등급별 소성변형 발생량을 비교한 것이다. 버스전용차로와 일반차로를 비교해 보면 약 7%의 차이로 비슷한 수준의 소성변형이 발생하였다. 하지만 정류장의 경우 일반차로 대비 약 2배의 소성변형이 발생하였으며 이는 중차량인 버스의 정차 및 가감속으로 인하여 다른 도로등급보다 소성변형이 크게 발생한 것으로 판단된다.

<표 > 도로등급에 따른 평균 소성변형량

도로등급	일반차로	버스전용	정류장
최소 소성변형(mm)	3.24	3.68	7.35
최대 소성변형(mm)	8.22	9.31	18.77
평균 소성변형(mm)	5.92	6.34	12.11
일반차로 기준 비율(%)	100	107	204

가. 상관관계 분석

소성변형과 아스팔트층 두께, 탄성계수, 교통량과의 상관관계를 분석하였다. 분석시 정류장은 다른 도로등급에 비하여 소성변형량이 매우 크기 때문에 표준편차 범위 산정시 제외하였다. 정류장을 제외한 평균 소성변형량은 6.16mm, 표준편차는 1.59mm, 표준편차 범위는 4.57∼ 7.75mm 이며, 분석결과는 <그림 3.6>~<그림 3.9>와 같다.

버스정류장의 경우 총 5개 구간 중 4개 구간에서 범위를 벗어나는 것으로 나타났다. 이는 현 서울형 포장 설계법에서는 정류장을 별도의 도로등급으로 구분하여 설계하지 않고 일반 주행차로 구간과 동일한 두께로 설계하기 때문에 단면두께의 부족으로 소성변형이 과다하게 발생된 것으로 판단되며(포장도로 유지보수 기법 및 적용기준 개발 2017), 향후 정류장 구간은 별도의 설계기준을 적용하여 설계 및 시공할 경우 소성변형 발생량이 표준편차 범위 이내에 근접할 수 있을 것으로 판단된다.

‘포장도로 유지보수 기법 및 적용기준 개발’ 과업에서는 서울형 포장설계법에 적용된 소성변형모형의 검증을 위해 본 LTPP 과업에서 조사한  LTPP 구간의 공용성 자료를 사용하여 소성변형 모형을 검증하였고, 소성변형 모형으로 예측한 결과와 실측값을 비교한 결과 R2=0.8로 매우 유사함을 보였다.

따라서 서울형 설계법에 적용된 소성변형 모형의 신뢰성은 어느 정도 검증된 것으로 판단된다. 만약 소성변형 모형에 문제가 있는 경우 소성변형이 과다하게 발생한 구간이 많거나 너무 적게 발생한 구간이 많게 한쪽으로 몰리는 현상이 발생하게 되지만 <그림 3.6>~<그림 3.9>에서 보는 바와 같이 소성변형량은 각각의 영향 인자와 상관성이 매우 낮게 일정한 수준인 것으로 나타남을 알 수 있다. 앞서 언급한 소성변형의 표준편차 범위를 벗어난 구간의 경우 재료 생산 및 시공과정에서 설계와 상이한 다양한 변동이 발생하여 나타난 결과로 판단된다. 향후 각각의 구간에 대해 지속적인 추적조사를 실시하고 이를 소성변형 예측 결과와 비교분석하면 좀 더 이러한 오차가 발생하는 원인에 대한 상세 분석이 가능할 것으로 판단된다. 이를 위해서는 각 구간의 여러 지점에서 샘플을 채취하는 방법으로 재료물성 시험의 시험빈도를 증가시켜 시험결과의 신뢰성을 확보할 필요가 있다.

<그림 > 절삭 및 덧씌우기 두께별 소성변형 발생량

<그림 > 아스팔트 콘크리트 탄성계수별 소성변형 발생량

<그림 > 노상 탄성계수별 소성변형 발생량

<그림 > 교통량별 소성변형 발생량

소성변형과 각 인자의 상관계수 R을 분석하면 <표 3.7>~<표 3.10>과 같다.

<표 3.7>에서 보는 바와 같이 소성변형은 각 인자와의 상관계수가 모두 0.2 이하로 상관성이 낮은 것으로 분석되었으며 이는 각 인자가 소성변형 발생에 미치는 영향이 적음을 뜻한다. 절삭 및 덧씌우기 두께의 경우 아스팔트층 탄성계수 및 교통량과 상관성이 높은 것으로 분석되었다. 이는 기존 서울형 설계법을 적용한 구간은 교통량과 포장의 지지력을 고려하여 절삭 및 덧씌우기 두께를 산정하였기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 기존 서울형 설계법은 교통량과 지지력을 고려하여 적절하게 단면두께를 설계한 것으로 판단된다.

<표 > 상관분석 결과(전 구간)

항목	소성변형	절삭 및 OL 두께	AC 역산 탄성계수	노상 탄성계수	교통량
소성변형	1.00
절삭 및 OL 두께	0.06	1.00
AC역산 탄성계수	-0.18	0.84	1.00
노상 탄성계수	0.03	-0.17	-0.19	1.00
교통량	0.16	0.43	0.19	0.08	1.00

<표 > 상관분석 결과(버스전용차로)

항목	소성변형	절삭 및 OL 두께	AC 역산 탄성계수	노상 탄성계수	교통량
소성변형	1.00
절삭 및 OL 두께	-0.15	1.00
AC역산 탄성계수	-0.31	0.89	1.00
노상 탄성계수	0.09	0.18	0.12	1.00
교통량	0.03	0.63	0.45	0.14	1.00

<표 > 상관분석 결과(버스정류장)

항목	소성변형	절삭 및 OL 두께	AC 역산 탄성계수	노상 탄성계수	교통량
소성변형	1.00
절삭 및 OL 두께	-0.41	1.00
AC역산 탄성계수	-0.56	0.95	1.00
노상 탄성계수	0.35	-0.47	-0.44	1.00
교통량	-0.52	0.96	0.99	-0.56	1.00

<표 > 상관분석 결과(일반차로)

항목	소성변형	절삭 및 OL 두께	AC 역산 탄성계수	노상 탄성계수	교통량
소성변형	1.00
절삭 및 OL 두께	0.45	1.00
AC역산 탄성계수	0.20	0.86	1.00
노상 탄성계수	-0.10	-0.36	-0.33	1.00
교통량	-0.08	-0.16	-0.24	0.04	1.00

나. 공용기간에 따른 소성변형 변화 분석

공용기간에 따른 소성변형량의 변화를 분석하기 위하여 표면조사가 최소 2회 수행된 2015년 시공구간(LTPP 9개 구간)을 대상으로 분석을 수행하였으며, 각 구간별 소성변형량은 <표 3.11>, <그림 3.10>과 같다. 9개 구간 중 4개 구간은 일부 증가하였지만 5개 구간은 일부 감소한 것으로 나타났으며 이는 측정 또는 분석 시 발생한 오차로 판단된다.

<표 > 2015년 포장설계법 적용구간의 공용기간에 따른 소성변형 변화

LTPP ID	공용기간		소성변형 변화 (mm)
	11개월	19개월
Ⅰ-대-PD-개-1	8.88	9.02	+0.14
Ⅲ-대-PD-특-1	5.76	5.63	-0.13
Ⅲ-대-PD-특-2	6.21	4.84	-1.37
Ⅲ-대-PD-S-1	6.30	5.25	-1.05
Ⅰ-대-FD-개S-1	5.64	5.99	+0.35
Ⅰ-대-FD-개S-2	6.27	5.68	-0.59
Ⅰ-대-FD-개-1	5.95	10.15	+4.20
Ⅱ-중-FD-S-1	6.71	6.15	-0.56
Ⅲ-중-SO-일-1	3.24	4.39	+1.15

<그림 > 2015년 포장설계법 적용구간의 공용기간에 따른 소성변형 변화

소성변형이 가장 크게 증가한 곳은 ‘Ⅰ-대-FD-개-1’ 구간으로 소성변형량은 1차년도 대비 4.20mm 증가(약 70% 증가)하였으며 구간정보를 요약하면 다음과 같다.

버스전용차로

27cm 전단면 재포장

표층 : 개질 WC-5, 5cm 적용

중간층 : 개질 WC-5, 7cm 적용

기층 : 재생 BB-2, 15cm 적용

관리대장에 의하면 본 구간의 기층에 적용된 재생 BB-2는 순환골재를 전체 혼합물 대비 30% 사용하였으나 폐아스팔트 바인더의 회복을 위한 재생첨가제를 사용하지 않은 것으로 나타났다. 또한 표층 및 중간층의 아스팔트 바인더 함량은 배합설계 기준보다 0.8% 높은 것으로 나타났다. 따라서 배합설계 대비 지나치게 많은 아스팔트 함량으로 인해 소성변형량이 급격하게 증가한 것으로 판단된다.

5.3 종단 평탄성

서울형 포장설계법이 적용된 26개 LTPP 구간의 시공 후 초기 1회 측정된 종단 평탄성(IRI)은 <표 3.12> 및 <표 3.13>과 같으며 이를 도식화하면 <그림 3.11>과 같다. <표 3.13>에서 보는 바와 같이 일반차로 9개 구간에 대한 평균 종단 평탄성 값은 3.48m/km로서 버스 전용차로 및 정류장에 비해 상대적으로 높은 것을 알 수 있다. 서울시 도로상에는 약 59만여 개(2015년 기준)의 맨홀이 설치되어 있으며 대부분 주·보조간선도로 상에 설치되어 있다. 도로포장면과 맨홀 뚜껑과의 단차가 발생한 구간의 경우 주행성을 저하시키고 종단 평탄성 값을 증가시키기 때문에 상대적으로 맨홀 설치가 많은 일반차로가 버스전용차로 및 정류장보다 종단 평탄성이 높은 것으로 판단된다.

서울시 PMS 데이터를 분석해보면 아스팔트 포장의 시공직후 초기 종단 평탄성은 평균 3.0m/km 수준이다. 따라서 LTPP 구간의 일반적인 평탄성 수준과 유사한 것으로 판단된다.

<표 > LTPP 구간별 종단 평탄성

도로등급	LTPP ID	시공연도 (년)	종단 평탄성 (m/km)	공용기간 (개월)
일반차로	Ⅲ-대-PD-특-1	2015	2.74	11
	Ⅲ-대-PD-특-2	2015	3.68	11
	Ⅲ-대-PD-S-1	2015	4.23	11
	Ⅱ-중-FD-S-1	2015	3.67	11
	Ⅲ-중-SO-일-1	2015	1.70	8
	Ⅱ-대-SO-일-1	2016	4.57	9
	Ⅱ-대-SO-S-1	2016	4.61	9
	Ⅱ-대-PD-개S-1	2016	3.53	10
	Ⅲ-소-PD-특-1	2016	2.55	7
버스 전용차로	Ⅰ-대-PD-개-1	2015	2.21	11
	Ⅰ-대-FD-개S-1	2015	2.58	10
	Ⅰ-대-FD-개S-2	2015	2.69	10
	Ⅰ-대-FD-개-1	2015	2.47	11
	Ⅰ-중-PD-S-1	2016	2.69	10
	Ⅰ-중-PD-개S-1	2016	3.31	10
	Ⅰ-중-SO-개S-1	2016	2.55	8
	Ⅰ-대-PD-개S-1	2016	2.85	11
	Ⅰ-중-PD-개S-2	2016	2.27	11
	Ⅰ-대-FD-개S-3	2016	2.24	7
	Ⅰ-대-FD-개S-4	2016	2.86	7
	Ⅰ-중-PD-개S-3	2016	2.05	6
버스 정류장	Ⅳ-대-PD-개S-1	2016	3.22	6
	Ⅳ-대-PD-개S-2	2016	4.31	7
	Ⅳ-중-PD-S-1	2016	2.64	11
	Ⅳ-중-PD-개S-2	2016	2.16	11
	Ⅳ-중-FD-개S-1	2016	3.55	6

<표 > 도로등급에 따른 평균 종단 평탄성

도로등급	일반차로	버스전용	정류장
최소 종단 평탄성(m/km)	1.70	2.05	2.16
최대 종단 평탄성(m/km)	4.61	3.31	4.31
평균 종단 평탄성(m/km)	3.48	2.56	3.18
일반차로 기준 비율(%)	100	74	91

<그림 > 도로등급에 따른 종단 평탄성

공용기간에 따른 종단 평탄성의 변화를 분석하기 위하여 표면조사가 최소 2회 수행된 2015년 시공구간을 대상으로 분석을 수행하였으며 분석결과는 <표 3.14>, <그림 3.12>와 같다. 대부분 구간의 종단 평탄성은 유사하거나 약간 증가하는 것으로 나타났지만 2개 구간 (Ⅲ-대-PD-S-1, Ⅰ-대-FD-개S-2)의 종단 평탄성은 19∼29% 증가하였다.

종단 평탄성 조사 결과 중 평탄성이 감소한 일부 구간의 경우 측정 또는 분석 시 발생한 오차일 수도 있지만 최근 서울시에서 불량맨홀 개선공사를 지속적으로 수행하고 있기 때문에 이로 인하여 종단 평탄성이 오히려 개선되는 효과가 나타날 가능성도 있다.

따라서 향후 종단 평탄성 분석 결과의 감소 또는 급격한 증가 등 특이구간은 현장 조사 및 보수현황 검토를 통하여 불량맨홀 개선공사 및 굴착복구 시행 여부 등 특이사항의 점검이 필요할 것으로 판단된다.

<표 > 2015년 포장설계법 적용구간의 공용기간에 따른

종단 평탄성 변화

LTPP ID	공용기간		종단 평탄성 변화 (m/km)
	11개월	19개월
Ⅰ-대-PD-개-1	2.21	2.20	-0.01
Ⅲ-대-PD-특-1	2.74	2.52	-0.22
Ⅲ-대-PD-특-2	3.68	3.36	-0.32
Ⅲ-대-PD-S-1	4.23	5.02	0.79
Ⅰ-대-FD-개S-1	2.58	2.81	0.23
Ⅰ-대-FD-개S-2	2.69	3.46	0.77
Ⅰ-대-FD-개-1	2.47	2.49	0.02
Ⅱ-중-FD-S-1	3.67	4.14	0.47
Ⅲ-중-SO-일-1	1.70	2.13	0.43

<그림 > 2015년 포장설계법 적용구간의 공용기간에 따른 종단 평탄성 변화

6 지지력 분석 결과

FWD를 통해 측정된 각 구간별 처짐량을 사용하여 포장 각 층별 탄성계수를 역산하였고, 아스팔트층의 탄성계수는 온도보정을 실시하였다. 각 구간별 역산탄성계수는 표준편차를 벗어나는 값은 제외하고 평균값을 산정하였고 이를 <부록 3>에 수록하였다. 다만, ‘Ⅱ-중-FD-S-1’의 경우 3개의 측정지점 중 마지막 측정지점의 역산 결과에서 아스팔트층의 탄성계수보다 보조기층의 탄성계수가 더 큰 것을 확인할 수 있었으며, 그렇지 않은 2개의 측정지점의 아스팔트층 탄성계수로 평균값을 산정하였다. 이는 추후 지표투과레이더를 활용하여 마지막 측정지점 하부에 존재할 것으로 예상되는 지하매설물에 대한 확인조사가 필요하다.

2015년 시공된 LTPP 구간은 2016, 2017년 각 1회씩 총 2회 조사되었으며, 각 구간별 아스팔트층의 역산탄성계수를 도식화하면 <그림 3.13>과 같다. <그림 3.13>과 같이 ‘Ⅲ-중-SO-일-1’을 제외한 모든 구간의 역산탄성계수는 공용 11개월에 비해 공용 19개월에서 감소하였으며 감소율은 최소 1%, 최대 52%로 나타났다. 아스팔트층의 탄성계수는 공용기간이 경과할수록 포장의 손상으로 인해 감소하는 것이 일반적이나, <그림 3.13>의 몇몇 구간(I-대-PD-개-1, Ⅰ-대-FD-개-1, Ⅱ-중-FD-S-1 등)의 경우 1차에 비해 2차 역산탄성계수가 급격히 감소된 경우는 일반적인 현상으로 보기는 힘들다고 할 수 있다. 이러한 구간의 경우 1차 및 2차 FWD 측정 지점이 서로 상이하거나 온도보정 과정에서 오차가 발생하였을 가능성이 높다. 따라서 이러한 오류가 발생할 가능성을 최소화하기 위해서는 각 구간의 FWD 측정 지점 수를 대폭 증가시킬 필요가 있고, 측정시기도 매년 일정한 달에 실시하여 측정시의 온도 변동을 최소화할 필요가 있다.

아일랜드의 국가기관인 교통시설부에서 발간한 FWD 사용 지침(TII, 2000)에 명시된 연성 포장에 대한 FWD 시험 간격은 25~50m이며, 캐나다 교통부에서 권장하는 FWD 시험 간격은 네트워크 레벨에서는 200~500m, 일반적인 프로젝트 레벨의 경우 50~200m, 상세 프로젝트 레벨에서는 10~50m이다(Ontaria MOT, 2005). 따라서 서울시에서는 보다 정확한 분석과 오류의 최소화를 위해 FWD 시험을 25~50m당 1회 수행할 필요가 있다. 또한, RDD(Rolling Dynamic Deflectometer)와 같이 연속적으로 지지력을 평가할 수 있는 장비를 활용하여 탄성계수의 갑작스런 감소에 대한 원인 분석이 가능할 것으로 판단된다.

앞서 언급한 바와 같이 포장의 공용기간이 경과할수록 아스팔트층의 탄성계수는 감소하는 것이 일반적이나, 노후 아스팔트층의 탄성계수가 신규의 경우보다 높은 경우는 온도보정에 의한 오차와 시공 전·후의 FWD 측정 지점이 서로 상이한 것에 기인하는 것으로 판단된다.

<그림 > 2015년 포장설계법 적용구간의 공용기간에 따른 아스팔트층 역산탄성계수 변화

2016년 시공된 LTPP 구간은 2017년에 1회만 조사되어 공용기간에 따른 분석을 위해서는 지속적인 추적조사 및 데이터의 축적이 필요하다.

2017년 시공된 LTPP 구간은 총 6개 구간이며, 이 중 3개 구간에 대해 지지력 조사가 수행되었다.

강남대로의 아스팔트층 단면 두께가 27cm인 경우 지지력 조사는 2개 지점에서 진행되었지만 1개 지점에서 보조기층의 탄성계수가 아스팔트층보다 큰 것으로 나타났다.

<표 3.15>와 같이 고강성 기층 혼합물이 적용된 구간의 아스팔트층 역산탄성계수는 5,354MPa로, 노상 탄성계수가 유사하며 아스팔트층 단면 두께가 27cm인 구간의 탄성계수 3,786MPa 대비 41% 향상된 탄성계수를 보였다. 또한 다른 구간에 비해 아스팔트 두께가 가장 얇음에도 불구하고 가장 큰 탄성계수를 보였다.

‘포장도로 유지보수 기법 및 적용기준 개발’ 과업에 의하면 고강성 기층 혼합물은 일반 BB-3 혼합물에 비해 최소 2배 이상 향상된 동탄성계수를 확인할 수 있었으며, 낮은 하중주기 영역(고온 영역)에서의 고강성 혼합물의 동탄성계수가 일반 혼합물에 비해 4.7배 향상된 동탄성계수 시험 결과를 보였다.

이러한 결과를 바탕으로 고강성 기층재를 적용할 경우 일반 아스팔트 혼합물 대비 약 5cm 정도 아스팔트 기층의 단면을 축소하여도 동일한 지지력을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 추후 아스팔트층의 표면상태 및 지지력에 대한 추적조사를 지속적으로 수행해 장기 공용성을 비교 분석함으로써 보다 명확한 결론을 도출할 수 있을 것으로 판단된다.

<표 > 2017년 서울형 설계법 적용 구간의 아스팔트 콘크리트 역산탄성계수(강남대로)

구간	적용 재료 (단면두께)			역산탄성계수(MPa)
	표층	중간층	기층	아스팔트층	보조기층	노상층
우성아파트사거리 ⇔ 교육개발원사거리(강남대로)	개질 SMA (5cm)	일반 WC-5 (7cm)	고강성 (8cm)	5,354	424	100
			일반 BB-3 (11cm)	3,433	211	78
			일반 BB-3 (15cm)	3,786	349	89

송파대로의 경우 다양한 아스팔트층 두께에 대해 아스팔트 보강재(섬유그리드)를 적용하였으며, 섬유그리드를 적용한 구간의 경우 역산탄성계수 산정뿐만 아니라 처짐곡선의 분석이 필요할 것으로 판단되어 추가하였다. 해당 구간의 처짐곡선은 <그림 3.14>~<그림 3.16>과 같으며 아스팔트층 역산탄성계수는 <표 3.16>~<표 3.18>과 같다.

<그림 3.14>에서 보는 바와 같이 아스팔트층의 단면 두께가 15cm인 구간에서 일반 밀입도(표층)와 섬유그리드를 적용한 구간의 처짐곡선은 유사하였지만, 일반 밀입도 적용 구간의 평균 역산탄성계수는 5,171MPa, 일반 밀입도와 섬유그리드를 함께 적용한 구간의 경우 9,688MPa로 일반 밀입도(표층) 대비 약 87% 더 큰 탄성계수를 보였다. 아스팔트층의 단면 두께가 18cm인 구간에서 개질 SMA와 섬유그리드를 적용한 구간의 처짐곡선은 개질 SMA만 적용한 구간에 비해 상당히 작은 처짐량을 보였으며<그림 3.15>, 아스팔트층의 역산 탄성계수는 서로 유사하였지만 보조기층의 탄성계수는 약 7.9배 차이를 보였다<표 3.17>. <그림 3.16>에서 보는 바와 같이 아스팔트 단면 두께가 20cm이며, 일반 밀입도(표층)에 섬유그리드를 적용함으로써 상당히 감소된 처짐곡선을 확인할 수 있었다. 해당 구간의 아스팔트 재료 변화는 없었으므로 처짐량이 감소된 이유는 섬유그리드 적용에 기인한 것으로 판단된다. 반면에 개질 SMA를 적용한 구간은 섬유그리드 적용에 따른 처짐곡선은 유사한 것으로 나타났다. 해당 구간의 탄성계수 역해석 결과는 <표 3.18>과 같으며, 표층 재료에 관계없이 섬유그리드를 적용한 구간의 아스팔트층 및 보조기층의 역산탄성계수가 증가한 것을 확인할 수 있다.

송파대로 구간의 지지력 분석 결과 섬유그리드 적용에 따른 처짐량 감소 효과는 총 4개 구간 중 2개 구간에서 확인할 수 있었다. 탄성계수 역해석 결과 모든 섬유그리드 적용 구간의 아스팔트층 탄성계수는 섬유그리드를 적용하지 않은 구간 대비 최소 4%, 최대 87%로 증가하였다. 하지만 송파대로의 FWD 지지력 조사는 부득이하게 혹한기에 조사되어 온도 보정 과정에서 오차가 발생할 가능성이 높고, 아스팔트층의 탄성계수가 다른 계절에 비해 상당히 높은 수준으로 단면두께와 보강재 효과를 명확히 판단하기 어려운 문제가 있다. 따라서 송파대로 구간의 경우 차년도에 혹서기 및 혹한기를 피해 지지력 조사가 수행되어야 섬유그리드 보강재의 지지력 보강효과에 대해 보다 명확한 검증이 가능할 것으로 판단된다.

<그림 > 아스팔트층 두께가 15cm인 구간의 섬유그리드 적용 유무에 따른 처짐량 비교(송파대로)

<그림 > 아스팔트층 두께가 18cm인 구간의 섬유그리드 적용 유무에 따른 처짐량 비교(송파대로)

<그림 > 아스팔트층 두께가 20cm인 구간의 섬유그리드 적용 유무에 따른 처짐량 비교(송파대로)

<표 > 아스팔트층 두께가 15cm인 구간의 아스팔트 콘크리트 역산탄성계수(송파대로)

구간	적용 재료 (단면두께)			역산탄성계수(MPa)
	표층	중간층	기층	아스팔트층	보조기층	노상층
장지역사거리 ⇔ 올림픽훼밀리타운교차로 (송파대로)	일반 WC-3 (5cm)	일반 WC-5 (10cm)	-	5,171	303	95
	일반 WC-3 (5cm) +Grid			9,688	353	116

<표 > 아스팔트층 두께가 18cm인 구간의 아스팔트 콘크리트 역산탄성계수(송파대로)

구간	적용 재료 (단면두께)			역산탄성계수(MPa)
	표층	중간층	기층	아스팔트층	보조기층	노상층
장지역사거리 ⇔ 올림픽훼밀리타운교차로 (송파대로)	개질 SMA (5cm)	일반 WC-5 (7cm)	일반 BB-2 (6cm)	7,667	153	150
	개질 SMA (5cm) +Grid			7,991	1,206	157

<표 > 아스팔트층 두께가 20cm인 구간의 아스팔트 콘크리트 역산탄성계수(송파대로)

구간	적용 재료 (단면두께)			역산탄성계수(MPa)
	표층	중간층	기층	아스팔트층	보조기층	노상층
장지역사거리 ⇔ 올림픽훼밀리타운교차로 (송파대로)	일반 WC-3 (5cm)	일반 WC-5 (7cm)	일반 BB-2 (8cm)	7,704	614	150
	일반 WC-3 (5cm) +Grid			8,518	1,714	218
	개질 SMA (5cm)			6,898	669	179
	개질 SMA (5cm) +Grid			8,134	1,108	205

양화대로 구간의 경우 아스팔트층 두께는 25cm로 일정하고, 기층재는 3종류의 기층재( 고강성 기층, 고점도 개질 아스팔트 바인더를 사용한 기층, 개질 바인더와 순환골재를 사용한 기층)를 적용하였고, 표층재는 다양한 아스팔트 혼합물이 적용되었다. 고강성 기층을 적용한 구간의 평균 아스팔트층 역산탄성계수는 7,707MPa, 고점도 개질 바인더를 사용한 기층이 적용된 구간들의 경우 평균 5,975MPa로 나타났으며, 고강성 기층 구간이 약 29% 향상된 탄성계수를 보였다. 하지만 양화대로 역시 혹한기에 지지력 조사가 수행되어 온도 보정 과정에서 오차가 발생할 가능성이 높기 때문에 포장재료에 따른 지지력을 비교 분석하기 위해서는 혹서기 및 혹한기가 아닌 시기에 지지력 조사가 필요할 것으로 판단된다.

<표 > 2017년 서울형 설계법 적용 구간의 아스팔트 콘크리트 역산탄성계수(양화대로 상행)

구간	적용 재료 (단면두께)		역산탄성계수(MPa)
	표층	기층	아스팔트층	보조기층	노상층
양화대교 북단 ⇒ 동교동삼거리 (양화대로)	일반 WC-3 (5cm)	PG82-22 BB-3 (20cm)	6,367	675	135
	개질 WC-5 (5cm)	PG82-22 BB-3 (20cm)	5,848	145	199
	개질 SMA (5cm)	PG88-16 BB-3 (20cm)	7,707	52	228
	SMA (5cm)	PG82-22 BB-3 (20cm)	5,710	202	150

작성자	기관명 ( 부 서 명 )	직 위	성 명
	서울특별시 (도로관리과) (도로포장연구센터)	담당사무관 담당사무관	김 영 호 백 종 은
	☎2133-8168 ☎513-4694	주무관 주무관	정 기 찬 김 태 우
	작 성 일 : '18.10. .

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