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문제 정의
- 조성된다. 본 설계에서는 산토매립으로 기 시공된 지역의 노상지지력과 준설재료에대한 시험값을 비교하여 안전측면의 수치를 포장을 위한 설계 노상지지력으로 선정하고 시공과정에서 재확인하도록 하였다. 선정된 노상지지력은 CBR 10 및 지반반력계수 K= 200pci 이다.
- 설계.시공되었으며, 여기서는 포장 공항 구역별 포장공법의 선정과 포장구조설계 과정을 소개하고자 한다.
제안 방법
- FAA의 설계도표는 연간운항회수 25, 000회에 대한 값이므로 설계운항회수인 154, 000회에 대하여 두께 보정을 하였으며 최소 기층두께와 최소표층 두께도 기준에 따라 검토하였다.
- 아스팔트시험 포장 단면은 설계단면의 효과검증, 보조 기층과 쇄석기층의 시멘트 안정처리효과 확인 및 개질재 아스팔트 보강 표층의 소성변형 저항성 효과를 비교, 검증하기 위해 단면을 설정하여 시공하였다. 그리고 시험주행횟수의 부족을 고려하여 과소 설계단면을 시공하고 포장파손 정도를 확인하였다. 한편 콘크리트포장은 설계 결과의 검증을 위해 설계단면과 과소설계 단면을 시공하였다.
- 대상부지의 지층은 최상부에 3.0 ~ 11.0m(평균 5.0m) 두께의 연약점토층이 분포하고 있어, 샌드드레인 공법과 페이퍼 드레인 공법을 프리로딩 공법과 병행하여 연약지반처리를 시행함으로써 최대 100cm를 압밀 침하시켰다. 이와 같은지 반개량 작업을 통하여 향후 30년간의 잔류침하량이 시설물별로 2.
- 설계항공기의 최대이륙중량은 항공기 제작사의 개발자료와 국내에 취항하는 항공기종의 변화를 감안하여 492톤으로 적용하였다.
- 5m를 포함하여 842m로 시행하였다. 아스팔트시험 포장 단면은 설계단면의 효과검증, 보조 기층과 쇄석기층의 시멘트 안정처리효과 확인 및 개질재 아스팔트 보강 표층의 소성변형 저항성 효과를 비교, 검증하기 위해 단면을 설정하여 시공하였다. 그리고 시험주행횟수의 부족을 고려하여 과소 설계단면을 시공하고 포장파손 정도를 확인하였다.
- 최소 표층두께는 임계지역을 적용하여 13cm 로 우선 정하였으며 교통량 과다의 경우에 대한 FAA의 권고를 고려하여 15cm로 조정하였다.
- 포장슬래브 하부에 포설되는 안정처리기 층의 두께를 변화시키며 경제성 및 시공성을 비교하여 가장 유리한 슬래브 두께를 결정하고 이를 다시 운항회수에 대한 보정을 거쳐 포장 두께를 조정하였다.
- 포장용 콘크리트의 90일 휨강도는 50kg/cni을기 준으로 하였으며 아스팔트포장과 마찬가지 로노상상부의 지반반력계수 K치와 설계 항공기의 최대이륙 중량 및 연간출발회수를 대입하여 FAA의 설계 도표로부터 소요 포장두께를 산출하였다. 포장슬래브 하부에 포설되는 안정처리기 층의 두께를 변화시키며 경제성 및 시공성을 비교하여 가장 유리한 슬래브 두께를 결정하고 이를 다시 운항회수에 대한 보정을 거쳐 포장 두께를 조정하였다.
- 한편 아스팔트포장구간의 표층부분에 대해서는 추가로 5,000회의 주행시험을 시행한 결과, FAA 시방의 19mm 입도 및 수퍼페이브 입도를 사용하고 미국 아스팔트협회 (AI) 의 MS2 배합설계 방법에 의해 시공된 단면들이 소성변형에 대한 저항성이 큰 것으로 확인되어 다음과 같이 아스팔트포장 표층단면을 결정 하였다.
- 있다. 활주로 단부와 평행유도로를 콘크리트포장으로 시공하였으며 모든 기층 및 보조 기층의 안정처리화, 콘크리트포장의 블럭 규격을 6m 이하로 줄인 것, 수퍼페이브 입도를 적용한 것. 장래항공기를 설계항공기로 선정한 것 등으로서, 이러한 부분은 앞으로 포장관리를 통하여 지속적인 관찰이 이루어져야 할 것이다.
대상 데이터
- 본 설계에서는 산토매립으로 기 시공된 지역의 노상지지력과 준설재료에대한 시험값을 비교하여 안전측면의 수치를 포장을 위한 설계 노상지지력으로 선정하고 시공과정에서 재확인하도록 하였다. 선정된 노상지지력은 CBR 10 및 지반반력계수 K= 200pci 이다.
- 시험포장(총 주행횟수 30, 000회)의 시공은 아스팔트포장 단면 7개 및 콘크리트포장 단면 6개로 구성하였으며 총시험포장 연장은 곡선부 길이 461.5m를 포함하여 842m로 시행하였다. 아스팔트시험 포장 단면은 설계단면의 효과검증, 보조 기층과 쇄석기층의 시멘트 안정처리효과 확인 및 개질재 아스팔트 보강 표층의 소성변형 저항성 효과를 비교, 검증하기 위해 단면을 설정하여 시공하였다.
- 연간등가이륙회수의 환산기준이 되는 설계 항공기의 선정은 운항예정 항공기 중에서 가장 큰 포장 두께를 소요로 하는 항공기로 선정된다. 인천공항에서는 항공수요 예측에 의한 항공기별 연간출발회수에 대하여 각각의 포장두께를 산출한 결과 장래 항공기인 B747-400S(B747 스트레치 형)를 설계항공기로 선정하였다.
- 한편 콘크리트포장은 설계 결과의 검증을 위해 설계단면과 과소설계 단면을 시공하였다. 포장시험시공결과는 계측자료분석, 구조해석 및 공용성 평가 등의 검토결과를 반영하여 인천국제공항의 포장단면으로 최종선정되었으며 아스팔트 및 콘크리트포장의 단면은 다음과 같다.
- 선정하였다. 항공기가 고속으로 운항하거나 상대적으로 재하하중이 적은 고속탈출유도로, 착륙용 평행유도로 및 기타 횡단유도로는 승차감이 양호하고 유지보수가 신속한 아스팔트포장으로 선정하였다.
이론/모형
- 비행장 포장 설계를 위한 제반표준과 기준은 국내 민간공항 포장에서 일반적으로 사용되고 있는 미국 연방항공청(FAA)의 설계기준(AC 150/ 5320-6D, Airport Pavement Design and Eva- luation)과 동 시방서(AC 150/5370-10A, Standard for Specifying Construction of AirportX적용하였으며 그 밖에 국제민간항공기구(ICAO) 와 미공군교범(AFM)의 기준을 참조하였다.
성능/효과
- 산출된 아스팔트 및 콘크리트포장 두께에 대하여 노상동결 관입허용법에 따라 동결심도를감안한 소요 포장두께를 산출한 결과 아스팔트포장은 구조적인 두께만으로 충분하였으나 콘크리트포장은 20cm의 동상방지층이 필요하였다. 최종적으로 결정된 콘크리트포장 단면은 그림 4와 같다.
- 0m) 두께의 연약점토층이 분포하고 있어, 샌드드레인 공법과 페이퍼 드레인 공법을 프리로딩 공법과 병행하여 연약지반처리를 시행함으로써 최대 100cm를 압밀 침하시켰다. 이와 같은지 반개량 작업을 통하여 향후 30년간의 잔류침하량이 시설물별로 2.5cm~ 10.0cm 이하가 되도록 안전도를 확보하였다.
- 프로그램의 특성상 자료입력을 설계조건과 정확하게 일치시킬 수는 없으나 검증 결과치가 상호 유사하므로 설계결과는 적정한 것으로 판단하였다.
후속연구
- 우리나라의 공항포장 설계는 외국 기준을 그대로 준용하고 있는 실정이므로 조속히 국내 설계법을 제정하고 점차 보완해 나아가야 할 것으로 판단된다.
- 활주로 단부와 평행유도로를 콘크리트포장으로 시공하였으며 모든 기층 및 보조 기층의 안정처리화, 콘크리트포장의 블럭 규격을 6m 이하로 줄인 것, 수퍼페이브 입도를 적용한 것. 장래항공기를 설계항공기로 선정한 것 등으로서, 이러한 부분은 앞으로 포장관리를 통하여 지속적인 관찰이 이루어져야 할 것이다. 또한 공항포장에서는 처음으로 시험포장을 통하여 설계결과를 검증함으로써 좋은 선례가 되었으나 시험포장이 설계도중에 이루어짐으로써 좀 더 상세하고 정확한 내용이 설계에 반영되었으면 하는 아쉬움이 남는다.
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