도로 포장 공사(도로의 역할, 도로의 분류, 아스팔트 콘크리트 포장)

1. 도로의 역할

도로는 보행자 및 차량을 위한 공공통로로써 철도와 함께 육상교통을 분담하는 중요한 시설이며 일상생활과 생산활동에 필수적인 교통시설이다. 도로는 국토구조의 골격을 이루어서 국토 전체의 경제, 사회 기반을 형성하며 사람과 물자의 광역적인 교류를 질적, 양적으로 원활하고 용이하게 하여 각 지역의 역사, 풍토, 지리적 특성에 적합한 도시의 구조를 가지게 한다.

2. 도로의 분류

도로의 분류에는 도로법에 의한 분류로 고속국도(고속도로), 일반국도, 특별시도(광역시도), 지방도, 시도, 군도, 구도 등으로 나눌 수 있다. 도로의 구조·시설기준에 관한 규칙의 제3조에 의한 분류로는 도로는 고속도로 및 일반도로로 구분하고 고속도로 중에서 도시지역에 소재하는 고속도로는 도시고속도로로 하고 지방지역에 소재하는 일반도로의 기능별 구분에 상응하는 도로법 제8조의 규정에 의한 도로의 종류는 일반도로에 주 간선도로, 보조 간선도로, 집산도로, 국지도로로 구분한다. 포장재료에 의한 분류로는 토사도, 자갈도, 역청 포장도, 시멘트 포장도, 블록 포장도로 구분한다.
도로의 횡단 구성은 계획하는 도로의 기능과 교통상황 등을 고려하며 도로의 교통용량, 안전성, 경제성 및 환경보호 등에 큰 영향을 미친다. 일반적인 횡단면은 차도, 중앙분리대, 길어깨, 정차대, 자전거전용도로, 자전거·보행자 겸용 도로, 보도, 식수대, 측도로 구성된다. 도로는 포장과 노상으로 구성되고 포장은 표층, 기층 및 보조기층으로 이루어져 있으며 노상은 포장 하부 면에서 두께 약 1m의 범위이며 자연지반 및 흙을 치환하거나 성토하여 인공적으로 축조하는 지반으로 구분하고 노상토가 연약할 때 설치하는 차단층도 노상에 포함된다. 도로포장의 종류에는 아스팔트 콘크리트 포장과 같은 가요성포장과 시멘트 콘크리트 포장과 같은 강성포장이 있다. 아스팔트 콘크리트 포장은 골재를 역청재료와 결합해서 만든 표층이 있는 포장이며 일반적으로 표층, 중간층, 기층 및 보조기층으로 구성된다. 시멘트 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브를 표층으로 하는 포장이며 표층과 보조기층으로 구성되어 있다. 아스팔트 콘크리트 포장의 특성은 주행 충격이 작고 양생기간이 거의 필요하지 않고 단계별 건설이 용이하지만 도로의 수준을 유지하기 위하여 잦은 보수가 필요하고 노반 공사비가 고가이다. 이에 반해 시멘트 콘크리트 포장의 특성은 노반 지지력이 커도 불균질 하면 파괴되기 쉽고 콘크리트 포장 설비가 간단하고 균질한 품질을 얻을 수 있지만 경제적인 품질을 얻기 위한 품질관리가 어렵고 공사비가 비싸다. 또한 내구성이 좋아서 도로관리에 유리하지만 파손 시에는 보수비가 비싸다.

3. 아스팔트 콘크리트 포장

아스팔트 콘크리트 포장은 하중에 의한 전단력에 저항성이 우수하지만 휨에 대한 저항력은 없고, 표층은 기층 및 보조기층이 일체로 변형되므로 소량의 변형에 대한 복원성이 우수하다. 역청재 포장은 골재와 역청재료가 결합하여 표층을 형성하고 표층, 기층, 보조기층, 동상방지층으로 구성된다. 포장 구조에는 표층, 중간층, 기층, 보조기층, 동상방지층으로 나뉜다. 시멘트 콘크리트 포장은 포장의 단면은 콘크리트 슬래브, 보조기층, 노상으로 구성되며, 콘크리트 슬래브와 보조기층을 합한 총 두께가 동결깊이보다 작으면 부족한 만큼 노상층의 상부에 동상방지층을 설치하여야 한다. 배수를 위한 횡단경사는 직선구간에서 2.0%를 표준으로 하고 보조기층은 안정처리를 하거나 또는 하지 않을 수도 있다. 시멘트 콘크리트 포장에서 콘크리트 슬래브는 직접 교통에 공용되어 교통 하중을 지지하는 가장 중요한 층이다. 콘크리트 슬래브는 온도 변화 또는 함수량의 변화 등에 의하여 발생한 균열의 위치를 인위적으로 조절하기 위한 줄눈을 적당한 간격으로 설치하고 콘크리트 슬래브에는 보통 다웰바(dowel bar), 타이바(tie bar), 철망, 보강용 철근 등을 사용한다. 보조기층은 콘크리트 슬래브를 지지하며, 균열부에서의 펌핑현상을 막아주는 중요한 층이므로 균등하고 충분한 지지력을 가지도록 내구성이 풍부한 재료를 필요한 두께로 잘 다져서 만들어야 한다. 보조기층의 재료는 입도조정쇄석, 입도조정 슬래그, 수경성 입도 조정 슬래그, 시멘트 안정 처리재료 및 역청 안정 처리재료 등을 사용한다. 아스팔트 중간층은 보조기층의 내수성 및 내구성을 개선하기 위하여 보조기층의 최상부에 설치한다. 노상은 포장두께를 결정하는 기초가 되는 흙의 부분으로 포장 아래에서 약 1m의 부분이며, 노상의 지지력은 평판 재하시험 또는 CBR 시험에 의하여 판정하고 노상토의 설계 CBR이 2 이하인 경우에는 지지력이 향상하도록 연약지반처리를 실시한다. 동상은 수분, 노상토, 기온 특성이 모두가 동상이 발생하는 조건을 충족하는 경우에 발생하고 설계 동결깊이가 포장두께보다 큰 경우에는 그 차이만큼 동상방지층을 설치하여야 한다. 동결지수는 포장 내의 동결깊이를 산정하기 위한 대표적 척도로서 포장 구조와 노상토를 동결시키는 대기 온도의 강도와 지속 기간의 누가 영향으로 표시된다. 도로포장에서 동상방지층을 설치하는 경우에는 완전 방지법, 노상 동결 관입 허용법, 감소 노상강도법 등의 3가지 방법을 사용한다. 완전 방지법은 동결의 방지를 위하여 충분한 두께의 비동결층을 설치하는 것으로 노상의 동결을 일부 허용하는 노상 동결관입허용법 및 감소 노상강도법에 비하여 비경제적이므로 특수한 경우에만 사용한다. 포장설계에서 최대 동결깊이의 산정은 다음 식을 사용하여 구한 최대 동결깊이의 75%로 한다. Z : 최대 동결깊이, F : 설계 동결지수, C : 동결지수에 따른 보정 상수, Z = C√F. 동상방지층의 시공 유의 사항으로는 완성된 동상방지층은 계획고와의 차이가 ±30mm 이내, 완성된 층의 시공 두께가 설계 두께보다 ±10% 이상의 차이가 발생한 구간은 표면을 80mm 이상 긁어 일으켜서 소요 두께가 되도록 재료를 보충하거나 제거한 후에 재다짐하여 마무리해야 한다. 또한 동상방지층의 마무리면은 보조기층의 포설 전에 추천 등으로 노면 손상이 있거나, 동절기가 지나간 경우 또는 3개월 이상을 방치한 경우에는 마무리 다짐 및 재점검을 실시하여야 한다.