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[토목공학]아스팔트포장

1. 개요아스팔트 포장은 교통하중이 견디는 충분한 두께와 품질을 갖고 표층에서 보조기층까지 각 층이 각각의 기능을 분담하도록 구성하지 않으면 안된다. 아스팔트 포장은 그림 1에 표시한 것 같이 표층, 기층 및 보조기층으로 이루어진다.그림 1 아스팔트 포장의 구성과 각 층의 명칭1)구조적 특성①반복되는 교통하중에 민감하다.②기층 또는 보조기층에도 큰 응력이 작용한다.2)시공성①신속성 및 간편성 측면에서 유리하다.②단계시공 방식에 적합하다.3)유지보수①부분보수가 용이하다.②유지관리비가 고가이다.4)공용성①소음이 적다②평탄성 및 승차감이 양호하다.5)적용도로①확장공사를 시행하는 도로.②연약지반에 축조하는 도로③조기 완공이 필요한 도로2. 아스팔트 포장의 구성요소아스팔트 포장의 구조는 잘 다져진 노상면 위에 놓이는 보조기층, 기층, 중간층 및 표층의 순서로 구성되는 차도부의 포장층 위에 접속되는 길어깨로 구성되어 있다.1)노상(路上)도로공사에서 토공이란 노상과 노체를 형성하는 것을 말하며, 노상작업이 마무리되면 포장이 시작되는 보조기층(기층)을 포설하여야 되기 때문에 노상 마무리는 도로 토공에서 가장 중요한 공종의 하나로 선형, 횡단, 다짐 등이 설계도서와 일치하는지의 여부를 시공자와 감리자가 합동으로 점검하도록 되어 있는 바, 현장에서는 이를 노상 화이날(final) 검측이라고 한다.①노상과 노체의 구분㉮노상 : 보조기층(기층)아래 부분의 1m 토공㉯노체 : 노상 아래 부분의 토공 전부(성토)②다짐 완료후의 l층 포설 두께㉮노체 : 30cm㉯노상 : 20cm2)동상방지층(선택층)동상방지층은 동결융해작용으로 인한 포장 파손을 방지하기 위하여 마무리된 노상면 위에 포설되는 층으로 쇄석, 하상(하천)재료, 슬래그 등의 재료나 혼합물로서 점토, 실트 유기물 등을 포함하지 않은 비동결 재료이어야 한다.동상방지층의 재료는 보조기층보다는 질이 떨어지나, 노상과 비교할 경우 보다 높은 품질이 요구된다.㉮1층의 포설두께 : 다짐 후 20cm 이하㉯다짐도 : 최대건조밀도 95%이상3)보조기층(輔助基層)마무리된 노상면이나 동상방지층 상부에 포설되는 층으로 견고하고 내구적인 부순돌, 자갈, 모래, 슬래그나 이들의 혼합물로써 점토, 실트, 유기불순물이 함유하지 않으며 적당한 입도를 가져야 한다.4)기층(基層)아스팔트 포장에서는 입도조정 공법, 시멘트 안정처리 공법, 아스팔트 안정처리 공법 등이 주로 사용된다. 소성지수가 큰 재료를 안정처리하여 사용하고자할 때는 석회안정처리 공법을 사용한다. 또 교통량이 적을 때는 침투식 공법이나 머캐덤 공법을 채택한다.5)표층(表層)표층은 포장의 최상부에서 차량에 의한 마모, 박리, 전단에 저항하는 부분으로서 방수성이 우수한 것이어야 한다. 또한, 표층은 평탄하고 미끄럽지 않은 성상을 갖고 있어야 한다.3. 아스팔트 포장 시공가열아스팔트 혼합물은 중앙혼합 플랜트에서 제조하여 현장에 운반, 포설하는 것이 보통이다. 플랜트에는 1batch씩 중량으로 계량 혼합하는 batch식 플랜트와 연속적으로 각 재료를 용적으로 계량 혼합하는 연속식 플랜트가 있다.1)프라임 코트입상재료층에 점성이 낮은 역청재료를 살포, 침투시켜 보조기층, 기층 등의 방수성을 높이고, 기층의 모세공극을 메워 그 위에 포설하는 아스팔트 혼합물층과의 부착을 좋게하기 위해 역청재료를 얇게 피복하는 것을 말한다.①사용목적㉮보조기층으로부터의 모관상승 차단㉯보조기층, 기층 등의 방수성 증대, 강우에 의한 세굴방지㉰보조기층, 기층 등의 작업차에 의한 파손방지②살포시 유의상항㉮살포량은 보통 1당 0.5~1.0로 하되 포설 전에 현장시험을 통해 정확한 살포량을 결정하여야 한다.㉯시공은 디스트리뷰터를 사용하며 양생은 MC의 경우는 48시간, RC의 경우는 24시간 이상을 양생한다.㉰기온은 10이하일 때 또는 강우시에는 시공해서는 안된다.2)택코트구 포장층 또는 아스팔트 안정처리기층과 그 위에 포설하는 아스팔트 혼합물층 과의 부착을 좋게하기 위해 구 포장층 또는 아스팔트 안정처리기층에 역청재료를 살포하는 것을 말한다. 살포시 유의사항은 다음과 같다①살포량은 보통당 0.2~0.6로 하며 포설 전에 현장시험을 통해 정확한 살포량을 결정하여야 한다.②택코트 전에 기층 또는 중간층 표면에 부석, 먼지, 기타 유해물의 피막을 제 거하여 깨끗하게 건조하게 한 후 시공한다.③기온이 5이하일 때에 시공하여서는 안되며, 작업중에 비가 내리는 경우에 는 즉시 작업을 중단하여야 한다.3)실코트아스팔트 포장면의 내구성, 수밀성, 미끄럼 저항을 크게 하기 위해 역청재료와 골재를 살포하여 전압하는 아스팔트 표면처리, 포장유지보수에 이용되며 목적에 따라서 골재를 배합하거나 배합하지 않을 수도 있다.4)혼합물의 포설①포설시 혼합물의 온도는 110이하가 되지 않도록 한다.②시방온도보다 20이상 낮을 경우에는 그 혼합물을 폐기하여야 한다. 한 층의 마무리 두께는 10cm 이하여야 한다③부득이 인력포설구간의 포설작업시 재료분리현상이 일어나니 않도록 주의하 여야 한다.5)혼합물의 운반①아스콘 현장도착 온도는 표면으로부터 5~6cm지점의 온도를 측정하여 최소 한 120이상이어야 한다.②아스콘 포설량과 운반량이 조화될 수 있도록 운반거리의 원근에 따라 운반 차량 수를 조정한다.③혼합물의 운반은 깨끗하고 평활한 적재함을 가지는 트럭에 의하여야 한다.6)다짐①1차다짐은 혼합물이 변위를 일으키거나 헤어크랙이 생기지 않을 한도에서 가 능한 높은 온도(110~140)에서 실시한다.②2차 다짐(70~90)은 1차 다짐에 이어 계속해서 충분히 실시한다.③마무리 다짐(60)은 롤러자국이 없어지도록 실시한다.7)마무리가열아스팔트 안정처리기층의 완성면은 3m 이상이어서는 안되며, 완성두께는 설계두께보다 10% 이상 초과하거나, 5% 이상 부족하게 시공해서는 안된다.4.특수 아스팔트 포장1)고무혼입 아스팔트 포장㉠아스팔트 혼합물에 고무재를 혼합하여 성능을 개선시킨 포장이다.㉡점착력, 내유동성 등이 증가된다.㉢다짐시 타이어 롤러 등에 부착이 심함으로 주의를 요한다.2)Semi-blown아스팔트 포장종교통 도로에 내유동성을 증대시키기 위한 포장 혼함물로 브라운 아스팔트 가 첨가된 포장이다.3)열가소성수지 아스팔트 포장열가소성수지(에폭시 등)를 첨가하여 내수성, 내유성, 내마모성, 부착력 등의 증가나 착색을 위한 혼합물 필요시 시공되는 포장이다.4)투수성 포장(특수포장)㉠노면에 물이 고이지 않도록 할 목적의 혼합물로 적당한 포장공법으로 세 골 재가 생략됨으로 투수성이 크다.㉡보도, 주차장, 구내포장, 공원내포장등에 이용된다.5)착색(Color)포장㉠유색골재를 사용하거나, 결합재료에 안료를 추가한 혼합물로 포장에 색깔이 들어간 포장이다.㉡미관목적 : 보도나 교면포장, 공원내 포장.㉢교통안전 : 횡단보도, 사고다발지점, 터널내 등.6)구스아스팔트(Guss-ashpalt)포장㉠혼합물의 유동성이 극히 좋으며, 별도의 생산, 포설장비가 필요함으로써 특수 한 목적에 적합한 포장이다.㉡내마모성, 내충격성, 내구성, 접착성이 우수하다.5.아스팔트 포장의 파손원인포장의 파손은 노상토의 지지력, 교통량, 포장두께의 세가지 균형이 깨어짐으로 일어난다. 파손의 원인은 노면성상과 포장구조가 서로 관계되어 있어 분리하기가 어려우나 크게 나누면 노면성상에 관한 파손과 구조적인 파손이 있다.1)노면성상에 관한 파손①국부적인 균열Hair crack, 선상균열, 종횡방향 균열, 시공이음균열 등이 있으며, 원인은 혼합물의 품질불량, 시공불량, 다짐불량 또는 보조기층과 기층의 재료나 시공불량에 의한 균열로 초기에 발생되는 균열이 이에 해당된다,②단차(段差)구조물과의 접속부분, 지하매설물 등에 연하여 생기는 요철(凹凸)을 말하며, 이 는 혼합물의 다짐부족, 지반의 부등침하 등이 원인이라 할 수 있다.③변형㉠소성변형(rutting) : 도로횡단 방향의 요철(凹凸), 차륜의 통과빈도가 가장 많 은 위치에서는 규칙적으로 발생하는 바퀴자국 패임을 말하며 그 원인은 아스팔 트 혼합물의 변형 및 유동, 기층과 보조기층의 시공불량에 의한 부분적인 압밀 침하, 타이어 체인에 의한 아스팔트 혼합물의 마모 등 이들 원인이 복합적 으로 작용에 있다.㉡종단방향 요철(凹凸) : 도로연장 방향으로 파장이 비교적 긴요철을 말하며, 혼합물의 품질불량이나 노상 및 보조기층의 지지력 불균일 등이 원인이다.㉢코류케이션(corrugation) : 도로 길이방향에 규칙적으로 생기는 파장이 비교 적 짧은 요철(凹凸).㉣범프(bump) : 포장표면이 국부적으로 밀려 혹모양으로 솟아 오른 것.㉤함몰(depression) : 포장표면의 국부적 침하④마모㉠라벨링(ravelling) : 포장면의 골재 입자가 이탈된 상태로 표면의 모르타르분 이 이탈되고 표면이 거칠어진 상태를 말하며, 이는 제설후의 타이어체인, 스파이 크 타이어 등이 주된 원인이다.㉡폴리싱(polishing) : 포장표면이 마모작용을 받아 모르타르분과 골재가 닳아 미끄럽게된 상태로 혼합물 및 골재의 품질불량이 원인이다.㉢스케일링(scaling) : 차륜에 의해 포장표면이 층으로 벗겨진 상태를 말하며, 혼합물의 품질불량 및 골재의 품질불량이 원인이다.⑤기타㉠타이어 자국 : 연약한 포장표면상에 정지하고 있는 차량의 국부적인 바퀴자 국을 말하며 아스팔트 혼합물의 품질불량 및 다짐불량, 과다한 축하중이 원인이 다.㉡표면팽창(blistering) : 표면의 국부적인 부풀음을 말하며, 아스팔트량의 과다 및 세립도 아스팔트 혼합물의 공극율이 작을 때 발생한다.2)구조에 관한 파손①거북등 균열 : 망상의 전면적인 균열로 피로 균열이라고하며 발생원인은 포 장두께 부족, 보조기층 또는 노상의 지지력 부족, 과다 교통량, 지하수의 영향등 에 기인한다.②기타, 동상 및 분리 : 동상에 의하여 포장이 융기되었거나 균열을 통하여 점 토분이 물과 함께 밖으로 스며 나온 상태를 말한다.

공학/기술| 2005.11.25| 9페이지| 3,000원| 조회(5,040)

토목공학과, 토목시공학, 도로공학, 아스팔트포장, 아스콘포장

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[토목공학]아스팔트포장

아스팔트 포장- 목 차 -1. 개요 2. 아스팔트 포장의 구성요소 3. 아스팔트 포장 시공 4. 특수 아스팔트 포장 5. 아스팔트 포장의 파손원인 6. 유지보수 공법1. 개 요아스팔트 포장은 교통하중이 견디는 충분한 두께와 품질을 갖고 표층에서 보조기층까지 각 층이 각각의 기능을 분담하도록 구성하지 않으면 안된다. 아스팔트 포장은 다음 그림에 표시한 것 같이 표층, 기층 및 보조기층으로 이루어진다.1)구조적 특성 ①반복되는 교통하중에 민감하다. ②기층 또는 보조기층에도 큰 응력이 작용 한다. 2)시공성 ①신속성 및 간편성 측면에서 유리하다. ②단계시공 방식에 적합하다.3)유지보수 ①부분보수가 용이하다. ②유지관리비가 고가이다. 4)공용성 ①공사 후 즉시 교통개방을 할 수 있다. ②평탄성 및 승차감이 양호하다. ③소음이 적다.5)적용도로 ①확장공사를 시행하는 도로 ②연약지반에 축조하는 도로 ③조기 완공이 필요한 도로2. 아스팔트 포장의 구성요소1)노상(路上) : 포장층의 기초가 되는 흙의 부분으로 노상면 아래의 약 1m두께의 층을 말한다. 노상의 지지력은 평판재하시험 또는 CBR시험에 의하여 판정한다. ①노상과 노체의 구분 ㉮노상 : 보조기층(기층)아래 부분의 1m 토공 ㉯노체 : 노상 아래 부분의 토공 전부(성토) ②다짐 완료후의 l층 포설 두께 ㉮노체 : 30cm ㉯노상 : 20cm2)동상방지층(선택층) -동상방지층 : 동결융해작용으로 인한 포장 파손을 방 지하기 위하여 마무리된 노상면 위에 포설되는 층. -쇄석, 하상(하천)재료, 슬래그 등의 재료나 혼합물로서 점토, 실트 유기물 등을 포함하지 않은 비동결 재료사용. ㉮1층의 포설두께 : 다짐 후 20cm 이하 ㉯다짐도 : 최대건조밀도 95%이상3)보조기층(輔助基層) -마무리된 노상면이나 동상방지층 상부에 포설되는 층. -현지의 막자갈, 모래 등을 이용하여 잘 다져서 형성 -상부포장 지지, 휨응력 노상에 전달, 배수, 동상방지. 4)기층(基層) -아스팔트 포장에서는 입도조정 공법, 시멘트 안정처리 공법, 아)표층(表層) -표층은 포장의 최상부에서 차량에 의한 마모, 박리, 전단에 저항하는 부분으로서 방수성이 우수한 것이어야 한다. - 표층은 평탄하고 미끄럽지 않은 성상을 갖고 있어야 한다.3. 아스팔트 포장 시공1)프라임 코트 ①사용목적 ㉮기층과 그 위에 포설하는 아스팔트 혼합물층과의 부착을 좋게 한다. ㉯보조기층, 기층 등의 방수성 증대, 강우에 의한 세굴방지 ㉰보조기층, 기층 등의 작업차에 의한 파손방지 ②살포시 유의상항 ㉮살포량은 보통 1m2 당 0.5~1.0L 로 하되 포설 전에 현장시험을 통해 정확한 살포량을 결정하여야 한다. ㉯시공은 디스트리뷰터를 사용하며 양생은 MC의 경우는 48시간, RC의 경우는 24시간 이상을 양생한다. ㉰기온은 10도시 이하일 때 또는 강우시에는 시공해서는 안된다.2)택코트 구 포장층 또는 아스팔트 안정처리기층과 그 위에 포설하는 아스팔트 혼합물층과의 부착을 좋게하기 위해 구 포장층 또는 아스팔트 안정처리기층에 역청재료를 살포하는 것을 말한다. -살포시 유의사항 ①살포량은 보통 1m2 당 0.2~0.6L 로 하며 포설 전에 현장시험을 통해 정확한 살포량을 결정하여야 한다. ②택 코트 전에 기층 또는 중간층 표면에 부석, 먼지, 기타 유해물의 피막을 제거하여 깨끗하게 건조하게 한 후 시공한다. ③기온이 5도시 이하일 때에 시공하여서는 안되며, 작업중에 비가 내리는 경우에는 즉시 작업을 중단하여야 한다.3)실코트 아스팔트 포장면의 내구성, 수밀성, 미끄럼 저항을 크게 하기 위해 역청재료와 골재를 살포하여 전압하는 아스팔트 표면처리, 포장유지보수에 이용되며 목적에 따라서 골재를 배합하거나 배합하지 않을 수도 있다. 4)혼합물의 포설 ①포설시 혼합물의 온도는 110도시 이하가 되지 않도록 한다. ②시방온도보다 20도시 이상 낮을 경우에는 그 혼합물을 폐기하여야 한다. 한 층의 마무리 두께는 10cm 이하여야 한다 ③부득이 인력포설구간의 포설작업시 재료분리현상이 일 어나니 않도록 주의하여야 한다.5)혼합물의 운반 ①아스콘 현장도착 온 한다. ②아스콘 포설량과 운반량이 조화될 수 있도록 운반거리의 원근에 따라 운반차량 수를 조정한다. ③혼합물의 운반은 깨끗하고 평활한 적재함을 가지는 트럭에 의하여야 한다. 6)다짐 ① 1차 다짐은 혼합물이 변위를 일으키거나 헤어크랙이 생기지 않을 한도에서 가능한 높은 온도(110~140도시 )에서 실시한다. ②2차 다짐(70~90도시 )은 1차 다짐에 이어 계속해서 충분히 실시한다. ③ 마무리 다짐(60도시 )은 롤러자국이 없어지도록 실시한다.7)마무리 가열아스팔트 안정처리기층의 완성면은 3m 이상이어서는 안되며, 완성두께는 설계두께보다 10% 이상 초과하거나, 5% 이상 부족하게 시공해서는 안된다.4.특수 아스팔트 포장1)고무혼입 아스팔트 포장 ㉠ 아스팔트 혼합물에 고무재를 혼합하여 성능을 개선시킨 포장이다. ㉡점착력, 내유동성 등이 증가된다. ㉢다짐시 타이어 롤러 등에 부착이 심함으로 주의를 요한다. 2)Semi-blown아스팔트 포장 종교통 도로에 내유동성을 증대시키기 위한 포장 혼함물로 브로운 아스팔트가 첨가된 포장이다. 3)열가소성수지 아스팔트 포장 열가소성수지(에폭시 등)를 첨가하여 내수성, 내유성, 내마모성, 부착력 등의 증가나 착색을 위한 혼합물 필요시 시공되는 포장이다.4)투수성 포장(특수포장) ㉠노면에 물이 고이지 않도록 할 목적의 혼합물로 적당한 포장공법으로 세골재가 생략됨으로 투수성이 크다. ㉡보도, 주차장, 구내포장, 공원내포장등에 이용된다. 5)착색(Color)포장 ㉠유색골재를 사용하거나, 결합재료에 안료를 추가한 혼합물로 포장에 색깔이 들 어간 포장이다. ㉡미관목적 : 보도나 교면포장, 공원내 포장. ㉢교통안전 : 횡단보도, 사고다발지점, 터널내 등. 6)구스아스팔트(Guss-ashpalt)포장 ㉠ 혼합물의 유동성이 극히 좋으며, 별도의 생산, 포설장비가 필요함으로써 특수한 목적에 적합한 포장이다. ㉡내마모성, 내충격성, 내구성, 접착성이 우수하다.5.아스팔트 포장의 파손원인1)노면성상에 관한 파손 ①국부적인 균열 Hair cra불량, 시공불량, 기층의 균열 등이 있다. ②단차(段差) 구조물과의 접속부분, 지하매설물 등에 연하여 생기는 요철(凹凸)을 말하며, 이는 혼합물의 다짐부족, 지반의 부등침하 등이 원인이라 할 수 있다.③변형도로연장방향의 규칙적인 짧은 요철.㉢코류게이션 (corugation)포장표면의 국부적인 침하.㉤ 함몰 (depression)프라임 코트, 택 코트의 시공불량으로 아스팔트 혼합물의 일체성 부족.포장표면이 국부적으로 밀려 혹모양으로 솟아오른 것.㉣범프(bump)ⓐ혼합물의 품질불량 ⓑ노상, 보조기층의 지지력 불균일도로연장방향의 파장이 긴 요철㉡종방향 요철ⓐ대형차의 교통 ⓑ혼합물의 품질불량횡단방향의 요철㉠소성변형 (rutting)원 인개 요종 류④마모 ㉠ 라벨링(ravelling) : 포장면의 골재 입자가 이탈된 상태로 표면의 모르타르분이 이탈되고 표면이 거칠어진 상태. ㉡ 폴리싱(polishing) : 포장표면이 마모작용을 받아 모르타르분과 골재가 닳아 미끄럽게된 상태. ㉢ 스케일링(scaling) : 차륜에 의해 포장표면이 층으로 벗겨진 상태. ⑤기타 ㉠ 타이어 자국 : 연약한 포장표면상에 정지하고 있는 차량의 국부적인 바퀴자국. ㉡표면팽창(blistering) : 표면의 국부적인 부풀음.2)구조에 관한 파손 ①거북등 균열 : 망상의 전면적인 균열로 피로 균열이라고하며 발생원인은 포장두께 부족, 보조기층 또는 노상의 지지력 부족, 과다 교통량, 지하수의 영향등에 기인한다. ②기타, 동상 및 분리 : 동상에 의하여 포장이 융기되었거나 균열을 통하여 점토분이 물과 함께 밖으로 스며 나온 상태를 말한다.6.유지보수 공법유지공법은 포장의 파손을 근본적으로 수리하는 것이 아니고 일상적으로 보수하는 것을 말한다. ①패칭(patching) ㉠아스팔트 포장의 pot hole, 단차, 부분적인 균열, 침하부분에 부분적으로 걷어 내고 수선 후 포장재료를 채우는 공법. ㉡응급적인 보수공법②표면처리 공법 : 아스팔트 포장이 노후되어 표면에 균열이 생기거나 마모되었을 때 손상표면에 2석분과 적당량의 물을 가한 상온 혼합물을 slurry와 같이 만들어 얇게 포설하는 공법.㉣slurry seal공법포장표면에 유화아스팔트를 얇게 살포하여 작은 균열과 표면의 공극을 채워 노면을 보수하는 공법.㉢fog seal공법아스팔트 혼합물을 얇게(두께 1.5~2.5cm) 포설한 후 다지는 공법.㉡carpet coat공법포장표면에 역청재를 살포한 후 그 위에 모래, 부순돌을 살포하여 부착시키는 공법.㉠seal coat공법개 요종 류③부분재포장(部分再鋪裝 ) : 포장의 파손정도가 심하여 다른 공법으로서는 보수할 수 없다고 판단될 때는 파손이 미친 부분의 표층 또는 기층까지 부분적으로 포장을 재포장하는 공법이다. ㉮재포장의 형상과 설계두께 -형상은 중심선을 일변으로 하는 장방형으로, -폭은 기계의 작업성을 고려하여 2.5m 이상, -교통개방 후 침하가 생기기 쉬우므로 두께는 기존 포장면보다 0.5~1.0cm 높게 설계한다.㉯over lay 공법(덧씌우기 공법) : 포장전면을 아스팔트 혼합물로 덧씌우기 하는 공법. ㉠ 균열이 심해 표면처리공법으로는 보수가 어려운 경우나 전면적으로 파손이 생긴 경우에 적용한다. ㉡기존 포장의 강도부족, 균열로 인한 빗물 침투를 방지한다. ㉰절삭 over lay 공법 : 포장의 표면을 절삭 후 over lay하는 공법. ㉠소성변형, 코류게이션(corugation)이 심해 over lay 공법으로는 보수가 어려울때 사용한다. ㉡인접지 보도, 배수시설 높이 등으로 over lay 공법이 곤란한 겅우에 사용한다.㉱절삭공법 ㉠포장의 요철부분을 기계로 깍아서 평탄성과 미끄럼 저항성을 회복하는 공법이다. ㉡소성변형, 코류게이션(corugation) 발생시 적용한다. ㉲재포장 공법 : 기존 포장을 제거한 후 재포장하는 공법. –적용 :포장의 파손 정도가 심해 다른 공법으로는 보수할 수 없을때 한다. -부분 재포장공법과 전면 재포장 공법이 있다.참고문헌 권호진(2000), 도로공학, 기문당 남상욱(2000), 토목시공학, 청운 이승언(2004), 살

공학/기술| 2005.11.25| 27페이지| 4,000원| 조회(897)

토목시공, 토목공학, 아스팔트, 도로공학, 아스콘

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[도로공학]민자도로의 문제점과 개선방안 접근

민자도로의 문제점과 개선방안 접근연구의 의의 및 목적1980년대까지는 사회간접자본시설의 건설과 운영은 정부가 담당해야 한다는 것이 일반적인 견해였다.민간유치에대한 이론적 배경과, 사업의 많은부분을 차지하는 민자도로의 현황을 살펴봄으로 개략적인 문제점의 분석과 개선방안을 모색하여 향후 발주․시행될 민간유치사업의 적합한 모델에 접근하는 것을 본연구의 목적으로 본다.국내․외 민자유치의 의의공공서비스에 대한 일반 국민의 삶의 질 향상으로 인한 욕구를 충족시킨다. 민간부문의 창의성과 효율성을 공공부문에 도입한다. 사업비가 많이 소요되는 대규모 국가 기반시설산업이다. 일반 국민이 납부하는 사용료에 의해 운영된다. 공공성이 강하다. 투자기간 및 투자비 회수기간이 길어 사업자체의 위험부담이 크다. 투자효과가 장기적․지속적으로 영향을 미치는 사업이다. 20년에서 많게는 50년까지 민간이 건설․유지․관리 운영하는 사업이다. 공급하는 서비스의 질에 따라 성패가 좌우되는 사업이다.이론적 배경과 현황사회간접자본 시설에 대한 민간유치의 이론적 배경 * 추진 방식에 따른 민자 유치 유형 1) BOT (건설-운영-양도) 방식 2) BTO (건설-양도-운영) 방식 3) BOO (건설-소유-운영) 방식 4) BLT 방식 5) RLT 방식 6) ROT 방식 * 민간참여 방식에 따른 민자 유치 방안 1) 직접 참여 방식 2) 간접 참여 방식 3) 합동 참여 방식 (제3섹터방식) 4) 민영화 민자 도로의 현황추진방식에 따른 민자유치 유형1) 건설-운영-양도방식 : BOT (Build-Operate-Transfer)BOT 방식이란 공공성이 큰 특징 사회간접자본시설을 건설(build)한 민간사업자가 투자비를 회수할 때까지 일정기간 이를 관리․운영(operate)한 후 정부에 그 소유권을 양도(transfer)하는 방식이다. 즉 정부가 일단의 사회간접자본시설 투자자에게 특정 시설의 개발, 운영, 관리 및 상업적 이용에 관한 권한을 부여하는 방식이다.2) 건설-양도-운영방식 : BTO (Build-Transfer-Operate)1994년 시행된 우리나라 민자유치촉진법에서는 시설의 공공성에 따른 소유권의 국가귀속 여부를 기준으로 제1종 시설과 제2종 시설로 구분하고 있다.제1종 시설은 사업시행자가 총 사업비 범위 내에서 무상으로 사용․수익하는 동안 관리 운영권을 가진다.3) 건설-소유-운영방식 : BOO(Build-Own-Operate)BOT방식과 유사하나 BOO방식은 일정기간 후에도 지분투자를 통해 설립된 사업 시 행사가 계속적으로 시설의 준공과 동시에 소유권과 관리운영권을 동시에 모두 갖는 방식이다.4) BLT (Build-Lease-Transfer) 방식 프로젝트 완공 후 사업주가 제3자에게 일정기간 임대한후 양도하는 기법이다. 5) RLT (Rehabilitation-Lease-Transfer) 방식 재시공을 한 다음 사업주가 제3자에게 일정기간 양도하는 기법이다.6) ROT (Rehabilitation-Operate-Transfer) 방식 재시공을 한 다음 일정기간 운영 후 그 소유권을 정부에 이전하는 방식이다.민간참여 방식에 따른 민자유치방안1) 직접 참여 방식공공부문이 사업추진의 주도적인 역할을 담당하고, 소요자금이 부족할 경우 일시적으로 민간부문에서 담당하는 방식으로 사업이 종료된 후 민간자본은 상환 받게 되는 방식이다.사회간접자본시설에 대한 투자계획을 계획입안단계부터 민간이 주도하고 투자비용도 자체조달하며, 건설, 운영, 유지 및 보수까지 모두 민간이 책임지는 방식이다.2) 간접 참여 방식3) 합동 참여 방식 ( 제 3 섹터 방식 )공공과 민간이 공동 출자하여 상법상의 법인을 설립하고 이 법인의 명의로 사회간접자본시설 투자에 관련된 각종사업을 시행하는 방식이다.4) 민 영 화민간기업의 효율적 경영방식을 도입하여 경영합리화로 사회간접자본시설의 투자공급을 확대하는 한편 공공서비스의 질적인 향상을 도모하고자 하는 방식이다.표 민간참여 방법의 장단점- 공공성과 기업성이 조화되지 않는 경우 직접참여, 간접참여의 단점 노출됨 - 정부의 지나친 통제로 민간부문의 효율성이 저하됨- 민간의 창의력 활용에는 한계가 있음 - 적절한 민자유치 조건을 제시하기가 어렵고 특혜소지가 있음- 사업범위가 한정됨 - 장기적 투자사업에는 적합하지 않음 - 단기적 수익성에 치중함으로써 공공성이 저하될 수 있음단 점- 민․관 합동법인의 설립으로 장기간 투자비의 회수가 가능한 사업에 적합 - 공공성과 기업성의 조화 - 사회간접자본 특성에 부합됨- 공공성이 강한 사업에 민간의 자본을 유치(이후 상환) - 민간자본유치의 적절한 조건제시로 손쉽게 이용가능- 전액 민간자본의 도입 - 투자 효율성 ( 경 영 합 리 화 ) - 단기적 수익성 확보장 점제3섹터(민․관 합동개발)간 접 참 여직 접 참 여참 여 유 형민자도로의 현황 ( 10월 국정 감사 자료 )25021.765,95811,000우면산 터널1674746,42321,000천안~논산 고속도로97842133,43855,323인천신공항 고속도로해당 국고지원금 (억원)실제통행 비율(%)계획교통량(일)실제교통량(일)구분여전히 미흡한 제도 개선기획 예산처는 이 같은 민자고속도로 사업에 대한 논란이 빚어짐에 따라 지난해 5월 운영보장과 수익을 2003년 5월 이후 사업의 경우 30년에서 15년으로 줄이는 등 개선안을 시행 중이다. 민간제안사업의 경우 보장수익률도 초기 80%에서 5년마다 10% 포인트 차감하고, 실적치가 추정치 50%미만일 경우 운영 수익을 보장하지 않도록 했다. 통행량 예측 등 수익과 밀접한 통계 수치는 내년도 63 억원의 예산을 배정하여 민간지원투자센터, 한국교통개발연구원 등과 함께 표준지침을 마련할 예정이라며 민자사업과 관련한 논란을 최소화하기 위해 다양한 조치를 취하고 있다.개선방안 접근근본적인 해결안에 접근 하기 위해 수행 가능한 범위 내에 있는 접근방법을 사업수익률 적정수준에 대한 평가, 적정사용료 수준, 교통량 추정, 주요 협상안의 순으로 구성하였다.- 사업수익률 적정수준에 대한 평가적정 수익률이란 개념은 이론적으로는 정리될 수 있겠지만 현실적으로 한 수자를 제시하기는 매우 어려우며 사업 성격에 따라 달리 결정되어야 한다.- 민간투자사업의 적정 사용료 수준 : 도로의 경우2.0배1.2배2.0배2.0배민자통행료/도공통행료비 교3,462원 (폐쇄식)3,319원 (개방식)2,963원 (개방식)3,423원 (폐쇄식)개방식, 폐쇄식 구분도공 기준 통행료7,100원4,000원6,100원7,000원사업비,수익률, 정부보조금 등 고려민자 통행료'99.10.1'99.10.1'02.1.1'02.9.30'02.302.3불변가기준대구- 부산(E)서울 외곽신공항천안- 논산구 분신공항고속도로0.9배0.96배1.4배원가 보상율 감안1.2배1.28배1.87배현,도공기준비 교3,5593,7975,545VAT 제외3,9154,1776,100요금 수준법인세 감면국고보조(30%가정)최초 통행료구 분천안-논산간 고속도로0.8배0.9배원가보상율 감안1.64배1.85배민자 : 80.96㎞1.1배1.27배도공(경부선)대비비교5,6376,363VAT 제외국고 보조 (27.4%)6,2017,000요금수준비 고법인세 감면최초 통행료구 분교통량 추정◦ 민간투자 대상시설의 사용량을 추정하는 것은 그 결과가 사업의 경제성 분석, 사용료의 산정, 재정지원 규모 등에 직접적으로 반영되므로 매우 중요한 사안이며 협상과정에서 심도 있게 논의되는 쟁점사항이다. ◦ 재정사업에 있어서도 실제교통량과 추정교통량의 차이가 발생하지만 민자사업에 있어서는 이에 따른 문제의 심각성이 더욱 증폭된다.개 선 방 안∙ 인구, 자동차보유대수 등 기초적인 자료는 통계청 자료 등 보수적인 자료를 활용하도록 유도 ∙주요한 지표(GRDP 등)는 정부에서 가이드라인 제공 필요 ∙택지개발, 신도시개발, 관광단지개발 등 통행발생량에 영향을 미칠 수 있는 계획의 반영방향에 대한 가이드라인 제공 ∙신설도로들의 교통량 증가패턴을 분석하여 초기년도 ramp-up 적용 ∙정부차원의 O/D(Origin/Destination)와 Net-work 자료 구축 및 제공주요 협상대상 항목- 총 사업비 ( 공사비 + 기타 건설관련비용 )- 운영비 분야- 사용량, 사용료, 정부보조금, 수익률, 최소 운영수입보장 등- 실시 협약 안외국투자자들의 민간투자사업에 대한 시각민간투자와 관련한 정책은 그 나라의 역사, 문화적 배경에 영향을 받아 국가마다 고유한 제도가 운영되고 있으며 이러한 사정에 대한 이해 없이 단순비교를 하는 것은 잘못된 정책결정을 야기할 수 있다.시사점 및 외자유치 방안.외국 투자자 및 외자유치를 성공시킨 국내 사업시행자와의 면담을 시행해 본 결과, 국내 프로젝트의 사업성 부족 보다는 장기간 소요되는 협상 기간, 정부 측의 잦은 정책 변경, 언어 문제 등 제도 운용상의 문제점이 부각되었다.기 타 사 안사업 제안 시 기본설계 대신 기본계획 요구. 우선협상대상자 지정 이후 경쟁 입찰에 의한 공사비 확정. 민자사업의 효율성, 공사기간 준수 여부. 민자유치 이유 : 재원VS창의 및 효율성, 적정 투자 전략 (timing 과 규모) 지역균형발전 및 민자 저소득층에 대한 기여, 적정 대상사업.감 사 합 니 다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2005.11.25| 23페이지| 3,500원| 조회(481)

토목공학과, 도로공학, 민자도로, 민자유치현황

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[기초공학, 토질역학] 연약지반개량공법 평가B괜찮아요

◎연약지반에 대하여 논하고 연약지반 개량공법을 분류한 다음 2개 이상 개량공법에 대하여 설명하시오.1.연약지반이란? 연약지반이란 건물, 교량 도로 및 댐 등과 같은 구조물의 하중을 원상태로 지지할 수 없는 지반을 말하며, 일반적으로 간극비가 큰 실트질층이나 점토층, 압축성이 큰 유기질토층, 느슨한 모래층 등을 말한다.연약지반의 구분은 구조물의 하중과 원지반의 지지력에 따라 상대적인 것이지만, 개략적으로 표 1-1과 같이 구분할 수 있다.표 1-1 연약지반 판정 기준구 분토층 두께표준관입시험 N값일축압축강도사질토-10이하-점성토유기질토10m이상6이하1.010m미만4이하0.6연약지반에 구조물을 세우거나 성토를 하면 기초 지반의 지지력이 부족하고 침하가 크게 발생하나, 구조물이나 성토가 불안정해지거나 파괴가 일어난다. 또 연약지반에서는 지진이나 진동으로 인해 지반이 액상화되어 지지력이 저하되며, 공사용 장비이 주행이 곤란하고, 굴착공사에서 분사현상이나 융기현상이 발생할 가능성이 많아진다(그림 1-1)연약지반을 개량하면 다음과 같은 여러 효과를 얻을 수 있다.1)흙의 전당강도가 증가하고, 기초 지반의 지지력이 증가한다.2)구조물의 침하량이 감소한다.3)지반의 투수성이 감소한다.4)성토와 흙댐의 사면파괴에 대한 안전율이 증가한다.5)흙의 수축 및 팽창 특성이 완화된다.그림 1-1 연약지반의 문제점2.연약지반 개량공법의 분류.연약지반 개량공법에는 지반의 종류나 개량 목적에 따라 여러 가지가 있으며, 개량 원리에 따라 분류하면 표 2-1와 같이 구분할 수 있다.점성토지반 개량공법으로는 치환공법, 프리로딩공법, 샌드드레인공법, 페이퍼드레인공법, 생석회말뚝공법 등이 많이 사용되며, 사질토 개량공법으로는 샌드콤팩트파일공법, 바이브로플로테이션공법, 주입공법, 동다짐공법 등이 많이 사용된다. 일시적인 지반개량공법으로는 대기압공법, 웰포인트공법, 깊은우물공법, 동결공법 등이 있다.개량원리공법명칭공법개요적용 토질치환굴착치환공법연약토를 굴착하여 제거하고 양질토로 치환점성토강제치환공법연약토를 성토나 폭파로 제거하고 양질토로 치환배수재하중공법Preloading 공법구조물을 세우기 전에 미리 하중을 가하여 압밀을 촉진점성토대기압공법지중을 진공으로 만들어 대기압을 하중으로 이용지하수위저하공법웰포인트나 깊은 우물을 설치하여 지하수를 배수연직배수공법Sand Drain 공법지중에 모래기둥을 설치하여 배수촉진Pack Drain 공법지중에 모래를 채운 포대를 설치하여 배수촉진Paper Drain 공법지중에 배수용 페이퍼를 설치하여 배수촉진생석회말뚝공법지반에 설치한 생석회말뚝이 흡수 팽창표층배수공법트렌치를 파거나 자연건조로 표층을 배수다짐Sand Compaction Pile 공법압입 및 진동으로 모래말뚝을 설치하여 느슨한 모래를 다짐사질토Vibro Flotation 공법진동으로 모래기둥 설치동다짐공법무거운 추를 낙하시켜 충격으로 지반을 다짐고결심층혼합처리공법석회나 시멘트를 연약토와 혼합하여 고화처리점성토표층혼합처리공법석회나 시멘트를 표층토와 혼합하여 고화처리주입공법현탁액이나 약액을 지반에 주입하여 고화처리사질토열처리동결공법지반을 일정기간 인공적으로 동결사질토점성토소결공법지반에 열풍을 가하여 건조하중조절압성토공법성토본체 측방에 작은 성토를 하여 안정 도모점성토하중경감공법경량 자재를 사용하여 하중을 감소Sand Mat 공법지표면을 모래로 덮어 하중을 분산보강표층피복공법Sheet 공법표층에 Sheet를 설치하여 성토의 안정도모점성토Net 공법표층에 net를 설치하여 성토의 안정도모침상공법연약지반에 나무나 철근을 부설하여 하중 분산보강토공법흙내부에 보강재를 부설하여 안정도모사질토점성토표 2-1 연약지반 개량공법의 분류3.치환공법치환공법은 지표면 가까이 있는 연약한 점성토를 양질의 사질토로 치환하는 공법으로, 굴착치환공법과 강제치환공법이 있?.치환공법은 시공이 간단하고 효과가 확실하며, 시공장비만 충분하면 공기를 단축할 수 있고, 공사비가 비교적 싸다. 시공깊이는 10m까지 가능하지만 3m까지가 효과적이며, 배출토를 처리해야 할 토사장이 필요하다.(1)굴착치환공법굴착치환공법은 굴착장비로 연약층 전체를 굴착하고 양질의 사질토를 채우는 전체굴착 치환공법과, 연약층이 두꺼운 경우에 지표면을 부분적으로 굴착하고 사질토를 채우는 부분굴착치환공법이 있다.(그림3-1)그림 3-1 굴착치환공법(2)강제치환공법강제치환공법 또는 압출치환공법은 그림 3-2과 같이 연약한 점성토를 성토자중이나 폭약폭파에 의하여 강제로 밀어내고 사질토를 채우는 방법으로, 굴착치환공법에 비하여 시공이 간단하고 싸지만, 치환이 확실하지 않으므로 부등침하의 우려가 있다.연약지반에 큰 직경의 샌드콤팩션파일을 촘촘히 타설하는 방법도 일종의 강제치환공법으로 볼 수도 있다.그림 3-2 강제치환공법4.샌드드레인 공법.연직배수공법은 연약한 점성토층 내에 인공적으로 연직배수재를 설치하여 배수거리를 단축시켜서 압밀을 촉진시키는 공법이다.이 공법에는 모래를 연직배수로 사용하는 샌드드레인공법과 모래의 유출을 방지하기 위하여 포대 속에 모래를 채운 팩드레인공법, 특수 가공된 플라스특재를 사용하는 페이퍼드레인공법등이 있다.4.1 개요압밀소요시간은 배수거리의 제곱에 비례하므로, 배수거리를 작게 하기 위하여 점토층에 연직방향의 샌드드레인을 박아서 점토층의 압밀침하를 촉진시키는 방법이 샌드드레인공법이다.이 공법은 그림 4-1와 같이 점토층에 일정한 간격으로 구멍을 뚫고 투수성이 큰 모래를 채운 후 지표면에 상재하중을 가한다. 이 상재하중이 점토층에 압력을 가하고, 간극수는 연직방향과 샌드드레인으로 수평방향으로 배출되어 점토층의 압밀침하가 촉진된다.그림 4-1 샌드드레인 공법샌드드레인을 박기 전에 연약지반 표면에 50~100m두께의 수평모래층(sand mat)을 깔며, 이는 샌드드레인을 통하여 배출되는 간극수를 수평방향으로 배수시키는 역할을 하고 시공장비의 활동을 용이하게 하는 역할도 한다.샌드드레인의 직경은 15~75cm, 간격은 105~3m, 시공깊이는 최대 50m정도이며, 샌드드레인의 설치방법에는 다음과 같은 것이 있다.1)타입식 : 선단에 개폐장치가 있는 케이싱을 해머로 타입하고, 모래를 투입하면서 케이싱을 인발하는 방법(그림 4-2), 모래를 다지기 위하여 압축공기를 사용하기도 한다.그림 4-2 샌드드레인 설치 : 타입식2)워터제트식(water jet) : 케이싱 선단에서 고압수를 분사하면서 케이싱을 삽입한 후 모래를 투입하는 방법(그림 4-3)3)오거식 : 어스드릴이나 어스오거로 구멍을 뚫고 모래를 채우는 방법.그림 4-3 샌드드레인 설치 : 워터제트식4.2 샌드드레인공법의 특징샌드드레인공법의 장단점은 다음과 같다.1) N=25인 지반까지 타설이 가능하다.2) 배수효과가 양호하다.3)모래기둥이 활동에 대한 저항효과가 있다.4)장기가 사용하여도 배수효과가 크게 감소하지 않는다.샌드드레인 공법의 단점은 다음과 같다.1)샌드드레인 설치시 주변이 교란된다.2)샌드드레인 시공 도중에 가늘어지거나 끊어지는 수가 있으며, 타설 후에도 지 반의 변형에 의해 절단되는 경우가 있다. 절단되면 배수효과가 없어진다.3)양질의 모래가 다량 필요하다.4)시공속도가 느리다.5)공사비가 비싸다.5.페이퍼드레인공법페이퍼드레인(paper drain, plastic drain, wick drain)공법은 연약층에서 배수를 촉진시키기 위해 샌드드레인공법의 대안으로 개발된 방법으로, 그림 5-1과 같이 페이퍼(paper)가 들어있는 맨드렐(mandrel, tube)을 점토층에 삽입한 후 페이퍼를 남겨두고 맨드렐만을 빼내면, 이 페이퍼가 연직배수 통로의 역할을 하여 압밀을 촉진시킨다.페이퍼에는 두꺼운 종이로 만든 폭 10cm,두께 4mm 정도의 카드보드(card board)와 함성수지재로 만든 플라스틱보드(plastic board)가 있으며, 강도, 내구성, 투수성이 좋은 플라스틱보드가 주로 사용되고 있다.(그림5-2)그림 5-1 페이퍼드레인의 설치그림 5-2 페이퍼페이퍼 안에는 폴리에틸렌의 심지(wick)가 있고, 바깥에는 투수성이 큰 필터가 둘러싸고 있으며, 간극수는 필터와 심지를 통해 연직방향으로 배수된다.페이퍼드레인의 투수계수는 주변 흙의 투수계수보다 커야 하며, 필터는 흙입자가 통과할 수 없어야 한다. 또 페이퍼드레인은 시공 도중이나 시공 후 작용하는 압력을 받아 손상되지 않을 정도의 강성이 있어야 한다.페이퍼드레인공법은 지반에 구멍을 뚫을 필요가 없기 때문에 시공속도가 빠르고 타설에 의하여 주변 지반을 교란시키지 않는다. 또 드레인 단면이 깊이방향으로 일정하며, 간격을 작게할 수 있으므로 배수효과가 양호하고, 공사장비가 가벼우며 샌드드레인공법에 비하여 공사비가 싸다.그러나 페이퍼드레인은 N값이 10이상인 지반에서는 시공이 곤란하며, 장기간 사용하면 열화되어 배수효과가 감소한다.6. 팩드레인공법팩드레인(pack drain)공법은 샌드드레인공법의 개량공법으로, 투수성이 있는 함성수지로된 포대에 모래를 채워 드레인재로 사용하는 방법이다.드레인의 직경은 12cm, 간격은 1.2m로, 정사각형 배치하며 4개를 동시에 타설한다. 시공 깊이는 최대 50m정도이며, 시공순서는 다음과 같다.

공학/기술| 2005.06.01| 9페이지| 3,500원| 조회(2,001)

지반공학, 토목공학과, 토질역학, 연약지반개량공법, 기초고학

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4.3. 다음 각 경우에 프리스트레스의 손실을 계산하라.(1) 길이 6m의 PS강연선을 배치한 프리텐션 부재에서 3mm의 정착장치 활동이 일어난 경우(=258㎟이다.)(풀이)또는여기서,는 PSC강재의 탄성계수로서 보통이다.= 258 ×× 2.0 ××= 2580 kg/㎠= 2.0 ××= 1000 kg/㎠(2) 탄성계수비 n=7.4, 크리프계수= 2.2 인 시점에서 긴장재 위치에서의 콘크리트 응력이 6MPa(N/㎟)일 때, 크리프로 인한 손실(풀이)= 7.4 × 6 × 2.2 = 97.68MPa(3) 콘크리트의 건조수축 변형률이일 때의 건조수축 손실(풀이)=×=500 kg/㎠(4) 프리스트레도입 직후 긴장재 응력이=1200MPa인 포스트텐션 보에서 1년 후에 일어날 릴랙세이션 손실(=1500MPa 이다)(풀이)포스트텐션 부재에 대해서t : 프리스트레싱 후 손실계산시까지의 시간(h) = 1 × 365 × 24 = 8760 h=118.28 MPa4.4. 40 × 80 cm의 직사각형 단면에 7연선 12.7mm (SWPＣ７Ｂ）의 PS 스트랜드 10개(=0.987 × 10 = 9.87㎠)를 단일 금속 쉬스 안에 수용하여 포물선으로 배치한 포스트텐션 보가 있다. 콘크리트 재령이 90일 되는 날 0.75의 인장력으로 긴장 정착하였다. 1단에서만 긴장하였으며, 긴쟁재가 정착장치에서 3.2mm 활동하였다. 1년후에 일어날 프리스트레스 손실을 계산하라. 또, 인장작업 시 긴장재의 늘음 길이를 계산하라. 지속하중은 보의 자중뿐이고, 부재는 습윤 양생하였다. 긴장재의 편심은 지간중앙에서 28cm 이고, 양단에서는 0이다. 그밖의 설계조건은 다음과 같다콘크리트 재령 1년에서 크리프 계수는=2.3이고, 건조수축 변형률을이다.(풀이) 즉시 손실① 탄성손실 :=0② 마찰손실 :y = 편심거리x = 지간거리 = 15m로가정한다.= 0.149 r= 0.2 × 0.149 + 0.003 × 15 = 0.0748 < 0.3=>< 0.3 이므로 근사식 적용이 가능하다.=1436.17 kg/㎠=1436.17 × 0.075 = 107.71 kg/㎠=× 107.71 = 53.855 kg/㎠③ 정착장치로 인한 손실플라스틱 쉬스에 수용된 강연선의 경우롸 긴장재의 곡률이 작은 경우 이외에는 정착장치의 활동의 영향은 정착장치 근처에서 극한됨= 0④즉시손실 정리지간중앙단면우측단즉시손실()(=)0 + 53.86 + 0=53.86 kg/㎠0 + 107.71 + 0= 107.71 kg/㎠긴장재의 응력()(=)1436.17 - 53.86= 1382.31 kg/㎠1436.17 - 107.71= 1328.46 kg/㎠초기인장력()=9.87 × 1382.31=13643.4 kg/㎠9.87 × 1328.46= 13111.9 kg/㎠인장단에서 정착장치의 활동으로 인한 손실=>인장단에 있는 왼쪽지간에 대하여 긴장재의 단위 길이에 대한 마찰손실 P는정착장치의 활동의 영향이 미치는 긴장재의 길이은= 2984cm > 750 cm인장단의 긴장재 응력인장단에서 활동으로 인한 긴장재의 응력손실은=지간중앙에서는∴지간중앙에서 정착장치 활동으로 인한 긴장재의 응력손실은=우측단에는 정착장치 활동의 영향이 미치지 않으므로= 1311.9 kgf= 1328.46 kgf/㎠=0시간적손실① 콘크리트의 Creep로 인한 손실=>크리프의 진행과 함께 진행하는 건조수축 및 릴렉세이션에 의한 프리스트레스 힘의 점진적 감소를 계산하기 위해서는 근사적으로 프리스트레스힘은 0.9로 작게함=> 중앙단면에서 0.9=0.9×10475.44 kgf = 9427.896 kgf=> 보의 자중에 의한 지간 중앙의 휨모멘트는= 2.95 ( 1 + 1.47 ) - 36.9 = 29.6 kgf/㎠② Con'c의 건조수축으로 인한 손실=> 습윤양생한 Con'c의 최종 수축변형율은 (800×)90일후 긴장정착-----> 이지점의 건조수축은 최종건조수축의 90%가 일어난다고 본다.800 ×× ( 1 - 0.9 ) = 8 ×③PS강재의 릴렉세이션으로 인한 손실중앙단면의 긴장재의 응력은α=1년 =1×365×24 =8760 Hour-긴장재의 늘음길이 계산인장단(잭의 위치)에서의 인장력은지간중앙에서 마찰로 인한 손실은 53.86kgf/㎠이므로, 중앙단면에서의 인장력은( 1436.27 - 53.86 ) × 9.87 = 13643.4 kgf인장단 단부에서의 인장력( 1436.17 - 53.86 ) × 9.87 = 13111.9kgf∴4.5. 그림 4-15와 같은 단면의 포스트텐션 보가 있다. 지간은 21.60m이고 SWPC 7B(7연선 12.7mm)18개로 된 단일 긴장재를 포물선으로 배치하였다. 긴장재의 편심 거리는 지간중앙에서 46cm이고 양단에서는 0이다. 초기 인장력(재킹 힘)은 280tonf(2800kN)이다. 프리스트레스의 손실량을 계산하라.크리프는 프리스트레스 힘과 보의 자중의 조합 하에서 일어난다고 가정한다.보는 습윤 양생하였고 콘크리트 재령 7일에서 프리스트레스를 도입하였으며, 이때 정착장치에 6.35mm의 활동이 일어났다. 그 밖의 조건은 다음과 같다.=18×92.9 = 1672.2㎟(풀이)즉시손실① 탄성손실 :=0② 마찰손실 := 0.17 r= 0.2 × 0.17 + 0.003 × 21.6 = 0.099 < 0.3=>< 0.3 이므로 근사식 적용이 가능하다.=1657.69 kg/㎠=16744.4 × 0.099 = 1657.69 kg/㎠=× 1657.69 = 828.85 kg/㎠③ 정착장치로 인한 손실플라스틱 쉬스에 수용된 강연선의 경우롸 긴장재의 곡률이 작은 경우 이외에는 정착장치의 활동의 영향은 정착장치 근처에서 극한됨= 0④즉시손실정리지간중앙단면우측단즉시손실()(=)828.85 kg/㎠1657.69 kg/㎠긴장재의 응력()(=)15915.6 kg/㎠15086.71 kg/㎠초기인장력()=16.72 × 15915=266130.6 kg252249.79 kg/㎠인장단에서 정착장치의 활동으로 인한 손실=>인장단에 있는 왼쪽지간에 대하여 긴장재의 단위 길이에 대한 마찰손실 P는정착장치의 활동의 영향이 미치는 긴장재의 길이은= 1285.99cm > 1080 cm

공학/기술| 2005.05.24| 7페이지| 3,500원| 조회(8,102)

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