PURPOSES : This study establishes a pay adjustment factor scheme that will penalize or provide incentives to contractors after pavement construction in Seoul City. METHODS: Random sampling was conducted, wherein acceptable quality characteristics (AQCs) of the field mixture such as the aggregate gradation, asphalt binder content, pavement thickness, field air void, and IRI (International Roughness Index) were determined. Using the acquired field data, the percent within limit (PWL) values of each AQC were determined. RESULTS : Weight factors were used to consider the effect of each AQC, since field data varies depending on the field condition. The total pay factor (PF) was determined by combining the PF material and PF construction. PF material considers the asphalt binder content and the aggregate gradation, while PF construction considers the field air void, pavement thickness, and field IRI. CONCLUSIONS: A pay adjustment factor was established by determining the PWL of each AQC and calculating the corresponding pay factor. Based on the results, it is found that PWL is a reasonable and acceptable method for evaluating the pavement quality and determining the pay factor.

서울시 도로포장은 대부분 30년 이상 노후화된 포장으로서 이미 구조적 손상이 많이 진행된 상태이고, 기후변화로 인한 강수량 증가 등 환경적 요인으로 인해 포장 파손이 최근 급격히 증가하고 있다. 또한 설계당시의 포장 단면 두께가 현재의 교통량을 반영하지 않아 상당히 부족한 상태이다. 서울시의 버스교통량이 증가함에 따라 중차량에 의한 교통하중이 증가하고 기존 도로포장에 버스전용차로를 도입하여 중차량 교통하중이 집중되는 현상이 발생하고 있다. 이에 서울시는 도로파손을 해결하기 위해 아스팔트 도로포장의 두께와 다양한 아스팔트 혼합물을 적용하고 있다. 하지만 중차량 교통하중 집중현상, 교차로 및 버스정류장에서는 차량속도 감속으로 인해 소성변형이 발생하고 있다. 최근, 해외의 여러 기관에서는 소성변형 예측 모형 개발 또는 기존 모형을 개선하여 소성변형으로 인한 도로포장 파손을 예측하는 연구가 진행중이다. 이러한 모형들은 소성변형을 발생시키는 주요 원인을 고려하여 개발하였으며 이는 소성변형에 대한 도로포장의 수명 및 성능 변화를 예측하여 유지보수 공법과 적용 시기를 결정한다. 본 연구에서 개발한 소성변형 예측 모형은 하중재하 속도 및 횟수, 아스팔트 포장층 온도, 전단응력과 강도의 비율을 고려하여 개발하였다. 전단응력과 강도의 비율은 아스팔트 혼합물의 응집력과 마찰각의 영향을 받는 것으로 나타났으며 이를 고려하여 아스팔트 혼합물 물성을 활용한 다중 회귀분석을 적용하였다. 개발된 소성변형 예측 모형을 검증하기 위해 Westrack 자료를 활용하였으며 2.35%의 오차율을 보였고 LTPP 자료를 활용하였을 때는 1.19%의 오차를 보여 매우 높은 신뢰성을 보였다. 개발된 소성변형 예측 모형을 활용하여 아스팔트 혼합물 배합설계와 지불계수에 적용하였다. 배합설계의 경우, 교통량 및 차량속도와 같은 인자를 고려하여 최적의 아스팔트 바인더 함량을 결정할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 소성변형 예측 모형을 적용하여 설계 공용수명 대비 공용수명의 비율을 적용하여 아스팔트 혼합물의 지불계수를 결정할 수 있다

본 연구는 지불계수를 이용하여 시험포장 구간의 품질을 평가하고 이에 따른 피로수명의 변화를 분석하기 위해 실시되었다. 특히 품질관리가 어려운 아스팔트 함량을 지불규정 기준인자로 선정하여 지불계수를 산출하였다. 먼저 아스팔트 함량이 피로수명에 미치는 영향을 확인하기 위하여 아스팔트 함량에 따른 피로수명의 연관성을 분석하였다. 이후 총 2회에 걸쳐 시험포장 구간에서 시료를 채취해서 지불계수를 산출하여 시험포장 구간의 품질을 평가하였으며, 지불계수에 따라 시험포장 구간의 품질에 차이가 있음을 확인 할 수 있었다. 시험포장 구간에 포설된 아스팔트 혼합물을 이용하여 시편을 제작, 피로수명을 분석하였다. 그 결과 지불계수가 높은 시험포장의 피로수명이 월등히 높음을 확인할 수 있었다. 이는 통계이론을 이용한 지불계수가 실제 포장의 피로수명을 반영한다는 것을 의미한다고 사료된다. 또한 시험포장 구간에 아스팔트 혼합물을 납품한 플랜트의 배합보고서와 동일한 시편을 제작하여 휨 피로시험을 실시하여 1, 2회차 시험포장의 피로수명들과 비교하였다. 그 결과 배합보고서를 기초로 제작한 시편의 피로수명이 시험포장 구간의 피로수명에 비해 월등히 높음을 알 수 있었다. 이는 입도나 기타 요인에 따른 공용성 감소현상이 발생 할 수 있음을 나타내는 것이라 사료된다. 따라서 지불규정을 적용중인 미국과 같이 입도, 공극률 등을 지불규정 기준인자로 선정하여 최종적인 지불계수를 산출하는 것이 보다 정확한 도로포장의 품질을 평가할 수 있을 것이다.

본 논문에서는 도로포장의 성능개선을 유도하기 위한 제도적 수단인 공사비 차등지급규정(지불규정)을 제시하고 이를 고속도로 아스팔트 포장 공사에 처음으로 적용한 결과를 다루고 있다. 지불규정을 적용하기 위한 단위구간(lot)은 덧씌우기 포장의 일평균 시공연장으로 정의하였다. 단위구간은 다시 포장의 초기상태 평가를 위한 최소 단위인 세부단위구간(sublot)으로 나누었으며, 세부단위구간에서 측정한 품질항목의 평균과 표준편차를 이용하여 단위구간을 대표하는 품질항목별 지불계수(pay factor)를 산정하였다. 마지막으로, 각각의 품질항목이 포장의 중장기 공용성에 미치는 상대적 영향을 고려하여 합성지불계수를 결정하였다. 본 연구에서 제시한 지불규정은 2008년에 한국도로공사 6개 지역본부(충청, 호남, 경북, 경남, 경인, 강원)에서 시행된 아스팔트 덧씌우기 포장공사에 적용하였으며, 이 과정에서 제기된 고려사항 및 문제점을 정리하였다. 결론적으로, 품질항목에 대한 평가결과가 품질관리한계를 만족하는 경우에는 기존 공사비 대비 최대 50% 가까이 인센티브 지급이 가능함을 알 수 있었다. 반면에, 다짐도와 같은 주요 성능관련 품질이 낮을 경우 기존 공사비 대비 최대 10% 가까이 공사비 감액도 있을 수 있음을 확인하였다.