다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 도로포장연구센터-886 결재일자 2018.7.4. 공개여부 대시민공개 방침번호 시 민 주무관 도로포장연구센터장 품질시험소장 김태우 백종은 07/04 한민희 협 조 도로포장안전팀장 임영철 주무관 정기찬 김원재 함상민 주무관 윤상열 서울형 포장설계법 1차 개선 결과 보고 2018. 7. 서울특별시품질시험소 (도로포장연구센터) 서울형 포장설계법 1차 개선 결과 보고 포장도로 유지보수 기법 및 적용기준 개발 용역과 연차별 시험포장 추적조사를 통하여 2015년 개발된 “서울형 포장설계법”의 1차 개선 사항에 대한 결과를 보고 드림 Ⅰ 추진 배경 및 경위 1 서울형 포장설계법 개발 ◈ 서울형 포장설계법 개발 … (’15.06.30.) ※ 착수 ’14.6.18. ○ 필요성 : 교통량이 많고 노후한 서울시만의 포장설계법 적용 - 서울시 도로의 교통량, 재료, 기후특성을 고려한 “아스팔트포장단면(두께) 설계법” 개발(국내 도로포장 보수를 위한 포장설계법 부재) ○ 기대효과 : 포장수명 연장(6.6년→10년)과 장기적인 관리예산 절감 설 계 절 차 교통량 조사 (버스) FWD 시험 (지지력측정) 코어채취 (균열깊이측정) 측정값 입력 (설계프로그램) 재포장두께 설계 및 시공 2 서울형 포장설계법 적용 ◈ 서울형 포장설계법 단계별 시행계획 … 연차별 시험포장 실시 ○ 1단계 : 2015년도 초기도입 ？？ ’15년 하반기 노후포장 정비구간 중 파손이 잦은 구간 6개소 시공 ？버스정류장, 일반차로 구분(교통량에 따라 달리적용) - 입력 자료의 신뢰성 확보를 위해 혼합물 및 시공 관리시험 실시 - 관리대장(공사, 포장상태 등)을 작성하여 체계적인 관리 시행 ○ 2단계 : 2016년 ~ 2019년 확대적용 ？？ ’16년~’19년 시험포장 확대실시 및 추적조사·연구 병행 ？’16년 17개소, ’17년 23개소, ’18년 29개소, ’19년 30개소 - 서울형 포장설계법 설계 결과 적용 및 추적조사 - 동일구간에 다양한 단면(두께)/재료 적용 후 비교평가 - 집중관리구간과 일반관리구간으로 이원화하여 효율적 데이터 관리 ○ 3단계 : 2020년 이후 전면시행 ？？ ’20년 추적조사 데이터 활용 검증·보완 ⇒ ’21년 전면시행 ？누적된 자료를 바탕으로 장기공용성, 시공성, 경제성 등 종합검토 Ⅱ 서울형 포장설계법 1차 개선 1 서울형 포장설계법 개선 ◈ 동탄성계수 예측기법 개선 … 신뢰성 향상 1. 신규 아스팔트 혼합물의 동탄성계수 예측기법 개선 【기존】고온(40℃ 이상)에서 아스팔트 혼합물의 동탄성계수 과대 예측 【개선】현장 혼합물을 이용한 실내시험으로 동탄성계수 고온 예측식 수정 ？소성변형 예측 시 신뢰성 향상 【효과】아스팔트 포장 설계두께(고온 영역) 신뢰성 향상 2. 기후환경 및 노후 아스팔트 혼합물의 동탄성계수 예측기법 개선 【기존】서울시 기후와 유사한 미국 뉴욕 La Guardia 공항 기후조건 적용 미국의 노후 아스팔트 혼합물 동탄성계수 예측 기법 적용 【개선】서울시 기후 조건 직접 적용(기온, 일조량, 강우량, 습도 등) 서울시도 26개소 FWD 분석결과와 실내시험 비교 결과 활용 【효과】노후 아스팔트 포장 설계두께 신뢰성 향상 3. 소성변형 예측 모형 개발 【기존】외국 소성변형 예측 모형 적용 【개선】서울시 온도, 하중, 재료를 적용하여 소성변형 모형 계수 보정 【효과】예측 모형 신뢰성 향상(R2 : 기존 0.92 → 개선 0.97) 서울시 시험포장 구간 측정값 비교 양호(R2=0.8) R2 : 예측값과 참값의 일치도(R2가 1에 가까울수록 일치도가 높음) 4. 신설 아스팔트포장 단면설계 카탈로그 설계법 수정 【개선】개선된 동탄성계수 및 서울시 기후를 반영하여 카탈로그 설계법 수정 ？ 개선된 서울형 포장설계법을 반영하여 단면두께 설계기준 재정립 ？ 신설 아스팔트포장 단면설계 카탈로그 결과 비교 - 기존 단면설계두께 대비 7.1 ~ 10.8% 감소 【효과】설계단면 축소로 인한 공사비 저감 신설 아스팔트포장 단면설계 카탈로그 설계법 개선 결과 구분 노상조건 평균 단면두께 변화 양호 보통 불량 카테고리Ⅰ 4.9% 저감 12.0% 저감 15.5% 저감 10.8% 저감 카테고리Ⅱ 2.6% 저감 0.2% 저감 18.4% 저감 7.1% 저감 카테고리Ⅲ 2.5% 저감 1.6% 저감 26.6% 저감 10.2% 저감 ※ 도로의 형태별 구분 : 카테고리Ⅰ(버스전용차로), 카테고리Ⅱ(버스전용차로가 설치된 도로의 일반차로), 카테고리Ⅲ(버스전용차로가 설치되지 않은 도로의 일반차로) 2 정류장/ 교차로구간 설계기준 개발 ◈ 정류장 및 교차로 유지보수 기준 제시 … 교통조건별 맞춤형 관리 가능 1. 공사구간 설정 기준 제시 【기존】국내 정류장 및 교차로에 대한 공사구간 범위 기준 부재 【개선】정류장 및 교차로 공사구간 범위 기준 제시 【효과】정류장 및 교차로의 체계적인 관리를 통한 조기파손 예방 2. 유지보수 우선순위 결정 체계 수립 【기존】주행구간과 동일하게 관리, 유지보수 우선순위 기준 부재 【개선】소성변형량과 지지력에 따른 유지보수 우선순위 결정 체계 마련 【효과】체계적인 개별 관리 및 맞춤형 보수공법 선정 가능 3. 단면설계 기준 제시 【기존】단면 설계 시 정류장 및 교차로 구간의 교통특성을 미반영하여 소성변형 과다 발생 【개선】저속주행 조건을 고려한 설계기준 제시 ？ 정차구간(5km/h)(주행구간 : 버스전용 40km/h, 일반 25km/h) ？ 소성변형 억제를 위해 단면두께 증가 교통조건에 따른 설계 기준(예시) - 서울형 포장설계법 두께 교통조건 구분 아스팔트 콘크리트 층 단면 노상 상태 양호 보통 불량 버스전용차로 정류장/교차로 표층, 중간층 일반 밀입도 주행차로 설계대비 5cm 증가 주행차로 설계대비 5cm 증가 주행차로 설계대비 5cm 증가 기층 4. 포장단면 설계두께 저감을 위한 고내구성 포장재료 품질기준 제시 【기존】단면설계 시 일반 밀입도 아스팔트 혼합물만 고려 ？ 포장 설계두께가 기존 두께를 초과할 경우 시공여건상 적용 불가 ？ 정류장 및 교차로 구간은 주행차로 보다 두껍게 시공하여야 현장 여건상 시공이 어려움 【개선】고내구성 혼합물 적용을 통하여 설계단면 두께 축소 가능 ？ 고내구성 혼합물 적용 시 단면두께 3~6cm 저감 고내구성 혼합물 적용 시 설계두께 변화(예시) 교통조건 구분 아스팔트 콘크리트 층 단면 노상 상태 양호 보통 불량 버스전용차로 정류장/교차로 표층, 중간층 SMA 밀입도 대비 4cm 감소 밀입도 대비 4cm 감소 밀입도 대비 4cm 감소 기층 HMB 표층, 중간층 개질 SMA 밀입도 대비 6cm 감소 밀입도 대비 6cm 감소 밀입도 대비 6cm 감소 기층 HMB ※HMB(High Modulus Base) : 개질 아스팔트를 이용한 고강성 기층재 ？ 현장여건에 따라 고내구성 혼합물을 적용한 대안설계 가능 ？ 독일 SMA 기반 ‘서울형 SMA(10mm) 배합설계 기준(안)’ 제시 ？ 고내구성 기층용 아스팔트 혼합물(HMB) 품질 기준 제시 ？ 설계단면이 시공가능 두께보다 클 경우 대안 설계 가능 → (예시) 설계단면두께(30cm)가 기존포장두께(25cm) 보다 큰 경우 시공이 불가하므로, 대안설계 중 공용수명과 경제성 등을 고려하여 선택 가능 다양한 대안 설계(예시) 구 분 원 설계 대안 1 대안 2 대안 3 대안 4 대안 5 설계 단면 두께 (기존 포장 두께 25cm) 30cm (시공불가) 25cm 포장 재료 표층, 중간층 (5cm, 5cm) 일반 밀입도 일반 밀입도 SMA 개질 SMA SMA 개질 SMA 기층 (15cm) 일반 밀입도 일반 밀입도 HMB HMB 설계수명 10년 2.5년 4.6년 5.7년 7.5년 10년 Ⅲ 향후 추진계획 ○ ’18년 ~ ’20년 : 서울형 포장설계법 시험포장 실시 ○ ’19년 ~ ’20년 : 서울형 포장설계법 2차 개선 장기공용성추적조사 자료를 바탕으로 균열 예측모형 개발 특수 혼합물(재활용, 저소음 등)을 적용한 단면설계 기준 개발 굴착복구 시 포장설계법(전단면, 부분단면 등) 개발 ○ ’21년 이후 : 서울형 포장설계법 전면 시행

15599520

20210925055321

본청

도로포장연구센터-886

D0000033952080