다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 도로포장연구센터-3515 결재일자 2017.11.21. 공개여부 부분공개(7) 방침번호 시 민 주무관 도로포장연구센터장 품질시험소장 이창민 백종은 11/21 한민희 협 조 도로관리팀장 최연우 주무관 최현 주무관 윤진성 도로동공 신속복구 공법 현장 평가 결과 보고 2017. 11. 서울특별시품질시험소 (도로포장연구센터) 도로함몰 예방을 위한 도로동공 신속복구 공법 현장 평가 결과 보고 도로함몰 예방 및 도로포장 파손을 최소화하기 위한 신속복구(주입식) 공법에 대한 지지력 및 현장 적용성 평가를 실시하여 향후 신속복구 적용기준 수립을 위한 자료로 활용하고자 함 Ⅰ 도로동공 복구 개요 □ 도로동공 복구 현황 ○ 도로동공 복구 현황 - 현재 서울시 도로동공은 원인 조사 및 항구 복구를 위해 굴착복구 공법을 주로 적용하고 있음 - 복구개수(’15~’17) : - 복구비용 : ○ 굴착복구 방법 ① 포장커팅 ② 동공 원인조사 ③ 뒷채움 후 다짐 ④ 포장 ○ 문제점 - 굴착복구는 작업 시 굴착 및 다짐 등으로 인한 소음 발생, 긴 작업시간 및 교통 차단, 동공 규모에 비해 큰 도로포장 파손, 높은 복구비용, 다짐 관리 어려움 등으로 인한 문제점으로 개선이 필요함 □ 신속복구 공법(붙임1 참조) ○ 특징 - 유동화재를 동공 및 주변 이완된 구간에 주입하여 지지력 보강 - 빠르고 간편한 복구로 포장파손 최소화 가능 - 굴착공법 대비 높은 작업성(편리성↑, 작업시간↓, 소음↓, 비용↓) - 동공 탐사 시 발생한 천공홀을 통하여 즉시 복구 가능 ① 천공홀 개방 ② 채움재 주입 ③ 주입 완료 ④ 포장복구 완료 ○ 한계점 - 주입식 공법으로 복구된 구간의 도로하부 지지력 회복에 대한 불확실성 높음 - 동공원인이 하수관과 같은 매설물인 경우 주입액이 파손구간을 통하여 관내부로 유출되거나 동공 부위가 올바로 복구되지 않을 가능성 있음 Ⅱ 신속복구 공법 현장 평가 □ 평가 목적 ○ 신속복구(유동성 채움재 주입)된 구간에서 동공 복구 전？후의 처짐량, 동공채움량, 작업시간 등을 비교하여 신속복구 공법의 현장 적용성 평가 □ 평가대상 공법 ○ 흙-시멘트 공법(공법Ⅰ) - 수중 불분리 가소성 채움재 - 기존 시공경험 있음. 공기배출용 별도 보조공 필요 ○ 시멘트-시멘트 공법(공법Ⅱ) - 급결/완결 시멘트와 활성재용 시멘트 - 시멘트 배합비에 따라 점도, 강도, 고결시간 등 성능 조정 가능 ○ 우레탄 발포 공법(공법Ⅲ) - 발포형 우레탄 주입재 - 배합비에 따라 강도, 발포시간 등 조정 가능, 공기배출용 별도 보조공 필요 □ 신속복구 구간 ○ 동부도로사업소 구간(올림픽로 6개소) : ‘17.06.19. ~ 06.20. ○ 강서도로사업소 구간(신월로 3개소, 양천로 3개소) - 양천로 : ‘17.07.19. ~ 07.20.(1개소), ‘17.08.01. ~ 08.02.(2개소) - 신월로 : ‘17.08.08. ~ 08.09. □ 신속복구 구간 동공 개요 No. 위치 (사업소) 동공번호 동공규모 신속복구공법 크기(m) (가로x세로x높이) 체적 (ℓ) 1-1 올림픽로 (동부) 2016-1-091 1.04×1.35×0.22 309 흙-시멘트 (공법Ⅰ) 1-2 2016-1-090 1.00×1.14×0.26 294 1-3 2016-1-049 0.88×1.12×0.24 211 1-4 2016-1-048 1.40×1.35×0.23 435 1-5 2016-1-047 1.20×1.05×0.21 265 1-6 2016-1-046 1.10×1.15×0.27 342 2-1 양천로 (강서) 2017-0-008 0.65×0.70×0.30 136 시멘트-시멘트 (공법Ⅱ) 2-2 2017-0-009 1.04×0.92×0.27 258 2-3 2017-0-001 0.75×0.50×0.24 90 3-1 신월로 (강서) 2017-0-004 1.63×0.90×0.38 557 우레탄발포 (공법Ⅲ) 3-2 2017-0-005 1.04×0.95×0.23 237 3-3 2017-0-006 0.80×0.40×0.20 96 ※ 동공규모(크기, 체적)는 GPR 자료에서 분석된 것임 □ 평가 방법 ○ 현장 시험 : 공법별 복구 전 및 한 달 후 지지력 및 채움 정도 평가 - FWD 시험 : 동공 및 비동공 구간에서 표면처짐량 측정？지지력 평가 - GPR 시험 : 동공 구간에서 동공 주변 신호 측정？채움 정도 평가 Falling Weight Deflectometer(FWD) 시험 Ground Penetrating Radar(GPR) 시험 ○ 품질 시험 : 채움재의 일축압축강도 평가 ○ 현장 적용성 : 작업시간(주입량, 장비설정, 인력) 및 비용 등 비교 □ 평가 결과 ○ 복구 후 지지력 : 공법Ⅰ, Ⅱ 증가, 공법Ⅲ 일부 감소(붙임2. 참조) - 지지력 : 동공 미발생 구간 대비 동공 발생 구간의 상대 처짐량비 비교 (포장 하부 지지력은 처짐량과 반비례, 처짐량 감소 ？ 지지력 증가) - 지지력 회복 : 복구 전·후 동공/비동공 상대 처짐량비 비교 - 한달후 : 공법Ⅰ 7.5% 증가, 공법Ⅱ 13.5% 증가, 공법Ⅲ 11.5% 감소 (공법Ⅰ 6개 중 5개 증가, 공법Ⅱ 3개 중 2개 증가, 공법Ⅲ 3개 중 1개 증가) ？ 지지력 10% 증가 확률 : 공법Ⅰ 39%, 공법Ⅱ 56%, 공법Ⅲ 14% ○ 일축압축강도 기준 적절(공법Ⅰ,Ⅲ,굴착/비굴착), 적절(공법Ⅱ, 비굴착)(붙임1. 참조) - 일축압축강도(4시간, MPa) : 공법Ⅰ 0.15, 공법Ⅱ 2.0, 공법Ⅲ 0.35 - 일축압축강도(28일, MPa) : 공법Ⅰ 0.55, 공법Ⅱ 2.0, 공법Ⅲ 0.35 - 배합비 조정으로 일축압축강도 조절 가능 ※ 한국건설기술연구원 모의동공 시험 시 공법Ⅱ 굴착 시 양호 ※ 일축압축강도 기준(유동성 뒤채움재 품질기준(안), 한국건설기술연구원) · 재굴착 필요 시 : · 재굴착 미필요 시 : ○ 굴착복구 대비 짧은 작업시간, 현장 작업용이, 적은 복구비용 : 공통사항 - 1공 당 약 30분 소요, 트럭 1대 사용으로 1차로만 교통 차단 필요 - 복구비용 약 - 주입량으로 동공 크기 파악 가능(공법Ⅲ은 발포 시 부피 팽창으로 어려움) ○ 동공 주변 이완부로 채움재 확장 : 공법Ⅱ, 공법Ⅲ(붙임3. 참조) - 채움재 주입(공법Ⅱ) 또는 팽창(공법Ⅲ) 시 압력으로 이완된 지반까지 확장 ID 복구 전 복구 후(한 달) GPR 신호 변화 1-6 큰 변화 없음 (규모 작음) 2-2 동공 주변 이완부까지 신호 확대 (경계 불분명) 3-1 동공 신호 없어짐 ※ 공법Ⅰ은 별도 공기배출구로 주입압력 없음 ※ 한국건설기술연구원 모의동공에 공법Ⅱ, Ⅲ 적용 시 동공 충진 상태 양호 ○ 종합결과 대상 공법 위치 시 험 항 목 지지력 변화 주변부확장 일축압축강도 작업성 비용 (천원/개소) 공법Ⅰ (흙-시멘트) 올림픽로 (6개소) 7.5% 증가 (-0.9~24.4%) 없음 적절 작업용이 (보조 천공 필요) 2,000 공법Ⅱ (시멘트-시멘트) 양천로 (3개소) 13.5% 증가 (-8.3~37.1%) 일부확장 (2/3개소) 부적절(굴착시) 적절(비굴착시) 작업용이 (주입압 조절 필요) 2,100 공법Ⅲ (우레탄 발포) 신월로 (3개소) 11.5% 감소 (-26.0~11.6%) 확장 (3/3개소) 적절 작업용이 (주입량 계측 곤란) 2,300 ※ 공통사항 · 초기장비 설정 0.5~1시간 소요(교통통제 시간 제외), 작업시간 30분 이내 · 투입인원 : 2~3인(교통통제 인원 제외) Ⅱ 결 론 ○ 동공복구 한 달 후 12개소 중 8개소에서 지지력 회복 - 평균 지지력 : 공법Ⅰ 7.5% 증가, 공법Ⅱ 13.5% 증가, 공법Ⅲ 11.5% 감소 - 지지력 10% 증가 확률 : 공법Ⅰ 39%, 공법Ⅱ 56%, 공법Ⅲ 14% ○ 시공 시 압력이 발생하는 공법(Ⅱ,Ⅲ)의 경우 동공 주변 이완부까지 채움재가 침투하여 다짐도 개선 및 추가 동공 확장 억제 가능 ○ 일축압축강도는 공법Ⅰ,Ⅲ은 적절(굴착/비굴착), 공법Ⅱ는 적절(비굴착) - 일축압축강도는 배합비 조정으로 기준값 만족 가능 ○ 현작 작업성은 공법 모두 양호 - 시공시간 30분 이내, 1차선 교통 차단, 2~3명 작업, 기존 천공 활용 □ 향후 추진계획 ○ ‘17.11. : 강서도로사업소 구간(신월로 3개소, 양천로 3개소) 굴착복구 예정 - 굴착 복구 시 주입상태 파악 ○ ‘18.6.~11. : 동공 그라우팅 평가 추가 수행 ○ ‘18.12. : 서울시 동공채움재 평가기준(안) 제시 붙임. 신속복구 처리결과 1부.

13919962

20210926110603

본청

도로포장연구센터-3515

D0000032094254