아스팔트 콘크리트 포장두께별 포설두께는 얼마로 하여야 하는가

포장설계나 시공시 접하게 되는 참 간단하고 당연한 문제인데 참 헷갈리는 문제인데, 잘 정리된 자료이다.

 

고민하고 결정해야될 문제는 아래와 같은 흐름으로 전개된다.

 

우선 아스팔트 포장설계를 할때 포장단면계산을 하고나면 그 다음은 계산된 아스팔트포장 두께에 따라 Tack coat를 몇번으로 계산해서 수량산출을 하여야 하는지 고민하게 된다. 그러면서 포장두께를 시공하려면 몇cm의 포설두께로 몇번 나누어서 시공하여야 하나 고민하게 된다. 사실 제대로 설계수량을 산출하려면 설계자가 이런한 시공계획을 고려하여 tack coat횟수를 산출하는 것이 제대로된 설계라고 생각되며, 설계단계에서 시공단계에서의 시공계획(당연히 시공단계에서는 시험시공을 통하여 포설두께, 다짐두께, 다짐도를 확인하고 결정한다)을 고려하여 설계를 하여야 할 것이다. 

 

이러한 설계단계에서 고려할 내용에 대해서 관련자료를 조사하여 정리해 놓아서 필요시 참고하면 도움이 많이 될 것 같다.

 

1. 간단하게 포장두께별로 Tack coat 횟수를 추정하는 방법

   (출처: PAge 7, Tack Coat Guidelines, State of California Department of Transpportation Division of Construction, April 2009)

 

Total Thickness Shown on Plans	Number of Layer
0.25 foot or less	1
0.26 - 0.50 foot	2
0.51 ~ 0.75 foot	3
0.76 ~ 1.00 foot	4

Number of Layers for Hot Mix Asphalt Spreading and Compaction

 

추가하여, For new construction, tack coat is not required for hot mix asphalt placed over aggregate base, so the number of layers should be reduced by one when determining the total number of layers requiring tack coat.라고 아주 특이히게 기술하고 있는데 California주에서는 aggregate base위에 바로 아스팔프 표층이 시공될경우 Tack coat를 적용하지 않는 것을 알 수 있다. 미국에서 일부 주정부에서 이러한 기준을 적용하고 있다.

 

2. 아스팔트 혼합물의 포설두께기준(최소치 ~ 최대치)를 가지고 포장단면 구성별 포장재료의 종류선정과 포설두께 결정

(출처: Mixture Type Selection, Gary L. Fitts, P.E., Sr Field Engineer, Asphalt Institute, San Antonio, Texas 및

  NATIONAL ASPHALT PAVEMENT ASSOCIATION에서 발간한 HMA Pavement Mix Type Selection Guide(Information Series 128))

 

포설두께에 대한 자료를 찾아보면 최대두께에 대한 내용보다 한층의 최소 포설두께에 대한 제한사항에 대한 많은 제한을 두고 있는 것을 알게 된다. 즉, 한 층의 최소포설두께가 포장체의 다짐도 확보에 더 큰 영향을 준다는 것이다. 콘크리트 구조물 설계나 시공시에 최소철근의 배근간격에 대한 기준이 최대 배근간격에 대한 내용보다 많이 거론되는 것과 비슷한 사항이라고 생각하면 이해가 쉬울 것이다.

 

포장에서 한층의 최소다짐두께는 포장재료의 골재의 크기와 관계되어 최소한의 한층의 다짐두께에 대한 최소기준치를 두고 있는 것이며, 구조물에서도 콘크리트에 사용되는 골재의 크기에 따라 최소 철근간격이 제한되는 것 과 같은 논리라고 생각하면 된다. 즉 포장재료의 한층의 최대다짐두께는 포장재료 및 다짐장비에 따라 그 한층의 다짐두께를 조절할 가능성이 있고, 최대 철근간격에 대한 제한도 배근되는 철근의 크기 및 배력근의 배치등으로 그 간격의 조절이 어느정도 조절이 가능하기 때문이다.  

 

다음글은 두꺼운 포설두께에 대한 내용을 설명하고 있지만 사실은 최소포설두께를 확보하지 못하였을때 발생될 문제에 대한 내용으로 이해하면 될 것이다.

A thick lift of HMA provides several benefi ts with respect to compactability. Thicker lifts will maintain more desirable compaction temperatures than thinner lifts. At the same time, a thicker lift will provide more room for aggregates to slide past each other, which makes easier to achieve density with a reasonable compactive effort.

 

1. 한층의 포설두께(Lift)와 포장층(Layer)에 대한 정의이다. 한글로 설명하는게 더 어려운 것 같다.

 

 

2. 각 포장재료별 최소다짐두께와 최대다짐두께에 기준이다. 사실 이 도표가 가장 중요한 것 같다.

 

2. 조립도 골재와 세립도 골재의 다짐두께의 범위는 골재의 공칭치수에 대한 관계로 설명하고 있다.

 

 

3. SMA 포장재료의 경우에 적용되는 최소다짐두께 및 최대다짐두께를 별도로 제시하고 있다.

 

 

4. 표층에 사용가능한 재료를 교통하중의 크기에 따라 보여주고 있다. 교통량이 많은 구간의 표층에서는 Dense coarse Grade가 추천되고 있다.미국  NATIONAL ASPHALT PAVEMENT ASSOCIATION에서 발간한 HMA Pavement Mix Type Selection Guide(Information Series 128) TABLE 5에서는 Dense-graded Mix의경우 Wearing surface재료로는 12.5mm까지 추천되고 있으나, 도로의 경우에는 표층을 19mm로 사용하는게 소성변형에 더 효과적이라고 판단된다

 

 

5. 중간층 재료에 사용되는 재료 및 포설두께 기준이다.

 

 

6. 기층에 사용되는 재료 및 포설두께 기준이다.

 

 

7. 실무적으로 정해진 포장층의 두께에 포장재료를 선정하고 포설두께를 정하는 방법을 예제로 설명하고 있다.

 

 

여기서 표층의 두께를 3.75mm로 한 것을 시내도로 및 도로포장시 교통여건을 고려하여 적용 예시한 것이니 큰 의미를 두고 고민하는 일이 없었으면 한다. 왜 37.5mm로 했는지 알아보니 시내도로 포장을 할때 인접포장과의 단차가 37.5mm이내가 되면 포장구간이 인접구간의 겨통에 무리가 없기 때문에 그렇게 했다고 원문의 보고서에 설명이 되어있다.

 

 

8. 미국 미네소타주에서 적용하는 기준과 추천되는 포설두께 기준이다. 추천되는 포설두께를 보면 최소기준치는 19mm골재를 제외하고는 변동이 없으나 최대치는 추천되는 치수가 기존 제시한 치수보다 조금씩 더 큰 것을 알 수 있다.영국에서 발간한 Road Note 31에서도 포설두께는 최상부층의 경우 제시되는 포장두께보다 20%가 커도 아무런 영향이 없다고 하고 있다.  즉 최소기준은 준수해야 하지만 최대치는 현장시험시공등을 통해 조정이 가능하다는 것을 알 수 있다.

 

 

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