최근에는 도심지 개발에 따른 지표면 포장률 증가로 인해 불투수면적의 증가하여 지하수의 고갈, 도시형 수해 증가 등의 문제가 발생하고 있다. 투수성 포장기법은 대표적인 저영향개발적용 기술 중 하나인 친환경 포장 공법으로 물순환 체계의 개선을 통한 환경 개선 효과와 더불어 차량 주행소음의 감소, 열섬 현상 완화, 미끄럼 저항의 향상 등 다양한 기능을 얻을 수 있으며 국내외 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 일반도로는 한국형 포장설계법을 적용하여 설계를 하게 되어 있으나, 현재 투수성 아스팔트 도로를 설계를 위한 지침은 제시되어 있지 않다. 이에 본 연구에서는 국내외 선행 연구 조사 및 검토를 통해 투수성 아스팔트 포장 설계인자 및 구조 설계방법을 제안하고자 한다. 선행 연구 조사 결과, 투수성 포장 구조설계는 AASHTO 1993 설계법을 적용하여 수행하고 있는 것으로 확인되었다. 투수성 포장 설계인자 중 투수성 아스팔트 포장재료의 상대강도계수를 제안하였고, 한국형 설계법에서 고려하고 있는 도로설계등급을 고려하여 교통량 산정하는데 적용하였다. 또한, 투수성 콘크리트 포장설계를 위한 지지력 복합계수를 한국형 설계법에서 적용한 방법을 활용하여 구조 설계에 고려하였다. 이러한 설계인자를 고려하고 경제성을 고려한 최적 포장 두께를 산정하기 위한 최적화 알고리즘을 적용설계를 할 수 있는 PerPaveDesign 프로그램을 그림 1과 같이 개발하였다.

본 연구에서는 개별요소해석 프로그램인 PFC3D를 이용하여 지오그리드와 재료입자 사이의 상관관계를 지오그리드 반복인장 시험 및 전단시험을 통해 확인 하고자 한다. 재료의 입도 유효입경 D50 (누과통과율 50%)을 기준으로 40mm, 30mm, 20mm, 15mm, 10mm 로 비교 하였고, 합성수지로 제작된 지오그리드 개별요소를 미시 물성치 보정을 통해 형성하였다. 반복인장에서는 변형률 0.5%를 최대 인장 변형률로 설정하여 반복인장을 500회 실시 하였으며, 전단 시험에서는 지오그리드 생성위치를 전단면으로 설정하였고 횡방향으로 변형률 10%까지 전단시켰다. 해석 결과 유효입경 20mm에서 가장 큰 보강효과를 확인 하였고, 40mm 및 30mm에서 보강효과가 감소되는 것을 확인하였다. 지오그리드의 격자 크기를 고려하였을 때, 재료의 유효입경의 크기는 격자의 내접원 직경의 60% 정도 확보 시 보강효과가 가장 좋은 것으로 확인하였다.

A rapid urbanization has increased the portion of paved layer that results in the change of water circulation system. This change leads to frequent events of flooding, drought, and urban heat island. To resolve these issues, permeable pavement system based on Low Impact Development (LID) concept is being applied to international urban areas. Therefore it is necessary to establish a rational design procedure for the permeable pavement system that reflects our environmental conditions. iDue to inherent characteristics of permeable pavement system, water infiltrates thorough the layers so it may reduce the bearing capacity of sub-layers. In this study, an effort was made to investigate the effectiveness of geogrid reinforced crushed stone subbase layer based on field experimental program along with a limited numerical analysis. It reveals that geogrid reinforced sections improve the bearing capacity by close to 20%. In addition, a light weight deflectomenter (LWDT) appears to be promising for the compaction quality control of crushed stone subbase layer in order to construct qualified permeable pavement systems.

최근 급격한 도시화 및 산업화로 인한 불투수층의 증가로 물순환 체계가 파괴되고 그 결과 홍수피해해, 지하수고갈, 하천의 건천화 등의 문제가 발생하고 있다. 이 문제를 해결 하고자 저영향개발(low impact development, LID)개념을 도입한 투수성 포장체 및 설계에 대한 연구가 진행되고 있다. 투수성 포장 특 성상 우수의 유입이 예상되며 이에 따르는 포장체 하부층의 지지력 감소에 의한 구조적 건전성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 하부 보조기층의 지오그리드 보강 유무에 따른 구조적 안정성을 검토 현장 실험을 통해서 검증해 보고자 한다. 지오그리드 보강위치, 지오그리드 종류, 지오그리드 유무 에 대 한 각각 다른 시험 포장체 4개소를 시공하여 실험을 진행하였다. 보조기층은 일반 혼합골재 대신 투수성이 높은 쇄석을 사용하였고, 평판재하시험 ․ 동평판재하시험을 통 하여 쇄석보조기층 지오그리드 보강 효과를 검증하고자 한다.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the effectiveness of a geogrid reinforced subbase of permeable flexible pavement structures with respect to permanent deformation. METHODS : Experimental trials employing a repeated triaxial load test scheme were conducted for both a geogrid reinforced subbase material and a control specimen to obtain the permanent deformation properties based on the VESYS model. Along with this, a finite elementbased numerical analysis was conducted to predict pavement performance with respect to the rutting model incorporated into the analysis. RESULTS AND CONCLUSIONS: The results of the experimental study reveal that the geogrid reinforcement seems to be effective in mitigating permanent deformation of the subbase material. The permanent deformation was mostly achieved in the early stages of loading and then rapidly reached equilibrium as the number of load applications increased. The ultimate permanent deformation due to the geogrid reinforcement was about 1.5 times less than that of the control specimen. Numerical analysis showed that the permeable, flexible pavement structure with the geogrid reinforced subbase also exhibits less development of rutting throughout the service life. This reduction in rutting led to a 20% decrease in thickness of the subbase layer, which might be beneficial to reduce construction costs unless the structural adequacy is not ensured. In the near future, further verification must be conducted, both experimentally and numerically, to support these findings.

현대의 이상기후변화에 따른 국지성 집중호우로 도심 침수피해가 자주 발생하고 있으며, 특히 중소하천변이나 저지대 지역에서는 심각한 홍수재해로 확대되어 많은 인명피해와 도시 인프라의 손실을 가져오고 있다. 지역개발 사업에 의한 도시화로 인하여 녹지공간이 줄고 시가지 택지·도시건축물 건설과 차도·보도포장 조성은 불투수층 비율을 높여, 이로 인해 호우시 지표유출량과 첨두유량이 현저하게 증가한다. 도시개발 전에 비하여 개발 후 도시유역 수리수문특성이 변화하고 내수 침수 위험이 증가되므로, 도심지표유출을 저감하기 위하여 최근 국내에는 LID(Low impact development, 저영향개발)기반의 빗물침투형 도로교통시설 요소기술로 투수성·배수성 포장을 적용하고 있다. 그러나 이러한 투수성 포장형식은 임의의 배합설계에 따라 바인더 함량이 적고 주로 불량입도(Poor graded) 조골재로 구성되는 다공성 포장 재료를 사용하므로, 변형성 또는 강도특성 측면에서 재료 내구성이 저하되어 포장층의 균열, 변형, 탈락 또는 침하 현상 등이 일어날 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 투수성포장내 표층 또는 기층부에 보강그리드를 설치함으로써 포장구조체의 내구성능을 개선하면서 강성을 향상시킬 수 있는 포장구조체를 제시하였고 실내 실험을 통하여 성능을 평가하였다. 실험 및 분석결과, 투수성 포장층에서 요구되는 1.0×10-2cm/sec 이상의 투수성능을 확보하면서 포장구조체내 보강그리드 적용으로 10%이상의 강성 증가를 확인하여 포장체 내구성능 개선효과를 확인하였다.