도심부 도로에서 불투수면적 증가로 인해 발생한 홍수 및 물순환 장애 문제를 해결하기 위해, 투수블록포장이 도입되고 있으며, 물순환 시스템 강화의 필요성에 따라, 투수블록포장은 효과적인 대안으로 주목받고 있다. 투수성 포장의 성능 향상 을 위해서는 교통 하중 지지력을 만족하고, 투수 성능을 동시에 확보해야 하므로 표층뿐만 아니라 하부 투수기층의 설계 기준과 입도 특성에 대한 고려가 필요하다. 그러나, 국내의 경우 설계법이 잘 정립되어 있지 않고, 국외에서는 AASHTO 93 설계법을 구조설계법으로 적용하고 있으며, 투수성 포장재료의 상대강도계수에 대한 연구가 부족하여 다양한 재료에 대 한 설계 적용이 어려운 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 투수블록포장 하부 투수기층 골재의 물리적 특성과 입도 기준에 관한 고찰을 통해, 내구성 향상을 위한 설계 요인과 투수 성능 간의 관계 분석 결과를 정리함으로써, 두 방향을 모두 고려하여 효율적인 골재 입도 구성을 도모할 수 있는 적합한 방향성을 정립하는 것을 목표로 한다. 다양한 투수성 포장 설계 조건과 성능에 관한 연구를 다루는 문헌을 수집해 투수 블록포장의 하부구조 단면 설계에 적용할 수 있는 기준 및 연구 방법론을 정리함으로써 실무 연구자들의 국내 연구 활성에 기여하고자 한다

Hydraulic and drainage properties play an important role in the serviceability of a permeable block pavement system. A serious impediment to its performance is the accumulation of sediments over time. The deposition of these particles in block pavement joints reduces infiltration rate and drainage capacity, which, in the long run, decreases the system’s life span. In this study, laboratory experiments were conducted in order to investigate the influence of particle deposition on the hydraulic conductivity of a type of block pavement system, permeable stone paver, without maintenance or cleaning. Coefficients of permeability before and after addition of fine particles were evaluated using a developed permeability equipment with constant head frame. Three gradations of silica sand were used to simulate road clogging particles. An equivalent of eight years of sediment loading was applied to three identical permeable pavement samples. Laboratory test results showed an average of 77% reduction on the permeability due to particle accumulation.

In the second half of the twentieth century, climate scientists have observed significant climate change events. Climate change scenarios characterized by increased temperature and precipitation in urban areas have resulted in disasters such as the urban heat island effect or street flooding. In response to these extreme climate scenarios, engineers have proposed permeable pavement technology. Permeable pavement is a type of pavement that allows water to flow through existing cavities into the pavement. The benefits of permeable pavement include reducing storm water runoff, reducing the heat island effect, and improving water quality, and reducing noise. In this study, a mechanistic-empirical analysis was performed to model the performance of permeable pavement in a subtropical climate with two variations of base and soil materials under both low and high traffic scenarios. The performance criteria for fatigue cracking and rutting were used to determine the service life of the permeable pavements. Furthermore, the estimated pavement performance was used to perform the life cycle analysis of the permeable pavements. Economic, environmental, and social sustainability aspects during the construction, maintenance, and operation periods were modelled for a 20 year analysis.

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.

PURPOSES: This study aims to evaluate the runoff reduction with permeable pavements using the SWMM analysis. METHODS: In this study, simulations were carried out using two different models, simple and complex, to evaluate the runoff reduction when an impermeable pavement is replaced with a permeable pavement. In the simple model, the target area for the analysis was grouped into four areas by the land use characteristics, using the statistical database. In the complex model, simulation was performed based on the data on the sewer and road network configuration of Yongsan-Gu Bogwang-Dong in Seoul, using the ArcGIS software. A scenario was created to investigate the hydro-performance of the permeable pavement based on the return period, runoff coefficient, and the area of permeable pavement that could be laid within one hour after rainfall. RESULTS : The simple modeling analysis results showed that, when an impervious pavement is replaced with a permeable pavement, the peak discharge reduced from 16.7 m3/s to 10.4 m3/s. This represents a reduction of approximately 37.6%. The peak discharge from the whole basin showed a reduction of approximately 11.0%, and the quantity decreased from 52.9 m3/s to 47.2 m3/s. The total flowoff reduced from 43,261 m3 to 38,551 m3, i.e., by approximately 10.9%. In the complex model, performed using the ArcGIS interpretation with fewer permeable pavements applicable, the return period and the runoff coefficient increased, and the total flowoff and peak discharge also increased. When the return period was set to 20 years, and a runoff coefficient of 0.05 was applied to all the roads, the total outflow reduced by 5195.7 m3, and the ratio reduced to 11.7%. When the return period was increased from 20 years to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased from 11.7% to 8.0% and 5.1%, respectively. When a runoff coefficient of 0.5 was applied to all the roads under the return period of 20 years, the total outflow reduction was 10.8%; when the return period was increased to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased to 6.5% and 2.9%, respectively. However, unlike in the simple model, for all the cases in the complex model, the peak discharge reductions were less than 1%. CONCLUSIONS : Being one of the techniques for water circulation and runoff reduction, a high reduction for the small return period rainfall event of penetration was obtained by applying permeable pavements instead of impermeable pavement. With the SWMM analysis results, it was proved that changing to permeable pavement is one of the ways to effectively provide water circulation to various green infrastructure projects, and for stormwater management in urban watersheds.

배수성 포장에 있어 기능적 평가인 투수성 실험과 더불어 소음저감 측정을 서울시에서 시공한 구간에서 실시하였다. 소음측정은 두 가지 방법을 이용하였는데 그 방법은 Pass-by 방법과 NCPX(Novel Close Proximity) 방법을 이용하였다. Passby 방법은 교통량에 따른 소음원이 전달되는 것을 측정하는 방법이고, NCPX는 타어어와 포장 표면간의 마찰음을 측정하는 방법이다. 현장투수시험을 위해서는 총 5개의 구간에서 실시하였으며 각 구간마다 주행부와 비주행부로 나뉘어 측정하였다. 3개 구간의 Pass-by 측정을 위해서는 교통소음원 발생점으로부터 인접한 곳에서 측정을 실시하였고 또한 공원내부 혹은 단지 내부에서도 소음을 측정하였다. 마지막으로 NCPX 측정은 4군데서 실시하였다. 결과적으로 배수성 포장의 기능인 투수성과 소음저감이 2, 3년 사이에서는 그 기능을 잘 유지함을 알 수 있었다.

도시부 도로에서 투수성포장의 효용성은 널리 인식되고 있으나, 빗물침투로 인한 노상의 약화를 고려한 포장 두께 설계는 아직 제시되지 못하고 있다. 도시에서 빗물을 도로포장의 표면에서 바로 배수시키지 않고, 표면을 투과해서 노상으로 침투시키는 구조를 갖는 투수성포장은 도시홍수의 억제, 배수시설의 부하 경감, 지중생태계 개선, 열섬현상 억제 등 기존 불투수성 포장으로 인해 발생되는 여러 가지 문제를 저감시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다. 그러나 투수성포장의 구조설계는 빗물 침투로 노상이 약화되는 현상을 적절히 고려할 수 없어, 투수성포장에 대한 구조설계방법은 아직 제시되지 못하고 있다. 본 연구에서는 빗물에 의한 노상의 약화 정도에 대한 문헌적 정보와 역학적 분석을 통해 잠정적으로 적용할 수 있는 투수성 아스팔트포장의 구조설계방법을 제시하였다. 문헌적 정보는 노상함수비가 최적함수비에서 2% 증가에 따라 탄성계수가 20% 감소한다는 조건을 적용하였다. 실제 현장을 대상으로 투수성포장을 적용할 경우 유한요소 해석결과와 기존 설계방법에 노상의 강도저하를 고려한 결과 기존두께에 30cm 정도 보조기층을 보강해야 하는 것으로 분석되었다. 이것은 일본에서 투수성 아스팔트포장의 구조설계에 적용하고 있는 증가두께와 유사한 것으로 나타났다.

본 연구는 도시 유역의 물 순환을 개선시키기 위해 최근 활발하게 적용되고 있는 저영향개발(low impact development, LID) 시설의 설계 및 계획 매개변수를 선정하기 위한 방법을 제시하였다. 이때 Storm Water Management Model (SWMM) 모형의 LID 시설 모의 기능을 활용하여 다양한 매개변수에 대해 민감도 분석 및 다양한 시나리오를 자동으로 수행하여 비교할 수 있도록 개발된 Water Management Analysis Module(WMAM)을 이용하였다. 본 연구는 최근 도시화가 진행되고 있는 서울의 한 유역에 적용하였다. 적용 결과 LID 중 하나인 투수성포장 시설이 없는 경우와 임의로 결정된 설계 및 계획 시나리오 보다 본 방법을 통해 도출된 시나리오가 총유출량 및 첨두유량 감소와 침투량 증가에 더 좋은 효과를 보였다. 향후 경제성을 고려한 방법을 개발한다면 실무에서도 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

최근에 불투수층의 증가로 인하여 표면의 저류량이 감소하고 첨두유출과 전체 유출량은 증가한다. 첨두유출과 첨두유출 도달시간이 빨라지게 되면 홍수 발생률이 증가하여 도시유역의 피해를 증가시키며, 토양으로 침투되는 우수량이 감소하여 지하수위가 하강하게 되고 도시하천이 마르는 건천화가 진행되어 유역의 물 순환이 악화된다. 또한 하천 수질 오염의 원인은 점오염원과 비점오염원 등이 있는데, 비점오염원에 의한 오염이 점점 커져가는 양상이다. 이러한 이유는 도시유역이 지속적인 개발로 인해 불투수율이 증가하게 되어 초기강우에 오염물질이 하천으로 유입되고 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 도시유역의 물순환 회복을 위한 투수성 포장 효과를 분석하며, 투수성 포장의 비점저감 효과 및 첨두유량 감소 효과를 분석하고자 한다. 도시유역 유출 모델인 SWMM을 이용하여 단기 유출 모의를 통하여 투수성 포장의 효과를 분석하였다.

도시 면적의 많은 부분을 차지하고 도로포장면은 불투수성으로 비가 오면 빗물이 배수구를 통해 신속히 배수됨으로써 도시 홍수 발생, 지하수위의 저하와 용수의 고갈 등 생태계의 불균형을 초래하고 있으며 도시지역의 열섬현상과 같은 환경문제를 발생시키고 있다. 도시부에서 발생되는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 투수성포장이 적용되고 있으나 우수 침투로 노상이 연약화 될 것을 우려하여 차도에는 적용하지 못하고 있는 실정이며 중량이 가벼운 차량이 통과하는 광장, 주차장 및 보도, 자전거 포장에 투수성포장이 이용되고 있다. 차도에 투수성포장을 적용하기 위한 방안으로 투수성포장 하부 층에 연약지반 보강 공법으로 활용되고 있는 지오셀 두께 1.2㎜, 1.5㎜, 깊이 12㎝를 적용하여 지지력을 측정한 결과 두께 1.2㎜ 지오셀은 측정 위치에 따라 상이한 결과를 나타내었으며, 두께 1.5㎜ 지오셀은 보강 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 재하하중이 크면 클수록 그 효과는 더 큰 것으로 평가되었다.

투수성 포장과 하수 처리수의 하천 방류는 도시하천의 수량증가 방법이다. 투수성 포장을 모의하도록 SWMM모형을 수정하였으며, 수정된 SWMM으로 학의천을 대상으로 도시유출 연속 모의를 수행하여 투수성 포장과 하수처리 재이용수의 효과를 분석하였다. 그 과정에서 증발량 처리에 대한 오류도 수정되었다. 하수처리 재이용수의 경우 저수량()은 1.63배, 갈수량()은 3.57배 증가하는 것으로 분석되었다. 만일 학의천 불투수 면적의 를 투수성 포장으로 치환할 경