경량기포혼합토는 경량성으로 인해 구조물등에 작용하는 하중이 저감되어 연약지반의 뒷채움 재료로 사용되지만, 일반토사에 비하여 초기시공비용이 많이 소요되어 아직 국내에서는 적용하고 있지 않다. 주로 뒷채움 재료는 초기시공미가 적게 소요되는 일반토사를 사용하고 있으나, 일반토사의 덧씌우기 공법은 횟수가 증가함에 따라 사용연수가 감소된다. 특히 연약지반에 설치된 BOX구조물이나 교대 뒷채움 인근의 단차 발생 시 덧씌우기 공법은 일시적인 대체공법은 가능하지만, 덧씌우기 두께에 대한 하중만큼 추가 하중이 발생하게 되므로 결국 단차에 대한 해결책은 되지 못한다. 따라서 본 연구에서는 BOX구조물 뒷채움 재료인 일반토사와 경량기포혼합토의 두 가지 대안에 대하여 LCC 분석을 실시하며, 경제적 측면에서 보다 합리적인 의사결정을 할 수 있는 경제성 분석을 제시하고자 하였다. 그 결과 경량기포혼합토가 일반토사에 비해 초기시공비용은 많이 소요되지만 유지관리 측면에서는 비용이 더 적게 소요되어, 6년 이내에 경제성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.
경량기포혼합토는 경량성으로 인해 구조물등에 작용하는 하중이 저감되어 연약지반의 뒷채움 재료로 사용되지만, 일반토사에 비하여 초기시공비용이 많이 소요되어 아직 국내에서는 적용하고 있지 않다. 주로 뒷채움 재료는 초기시공미가 적게 소요되는 일반토사를 사용하고 있으나, 일반토사의 덧씌우기 공법은 횟수가 증가함에 따라 사용연수가 감소된다. 특히 연약지반에 설치된 BOX구조물이나 교대 뒷채움 인근의 단차 발생 시 덧씌우기 공법은 일시적인 대체공법은 가능하지만, 덧씌우기 두께에 대한 하중만큼 추가 하중이 발생하게 되므로 결국 단차에 대한 해결책은 되지 못한다. 따라서 본 연구에서는 BOX구조물 뒷채움 재료인 일반토사와 경량기포혼합토의 두 가지 대안에 대하여 LCC 분석을 실시하며, 경제적 측면에서 보다 합리적인 의사결정을 할 수 있는 경제성 분석을 제시하고자 하였다. 그 결과 경량기포혼합토가 일반토사에 비해 초기시공비용은 많이 소요되지만 유지관리 측면에서는 비용이 더 적게 소요되어, 6년 이내에 경제성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.
The lightweight bubble mixture soil are lightweight soft ground rear, which is used with the material filling. However, comparing with the general soil, it is not valuably useful from domestic. The utilization of the general soil which initial public corporation holds mainly few. The overlay method ...
The lightweight bubble mixture soil are lightweight soft ground rear, which is used with the material filling. However, comparing with the general soil, it is not valuably useful from domestic. The utilization of the general soil which initial public corporation holds mainly few. The overlay method of general soil decreasing the number of layers increases according to use research study. From the research which consequently, BOX mechanical behavior materials rear executed LCC analyses the general soil which is a material filling and lightweight bubble mixture soil, discussed two kind alternatives and presents the analysis will be able to support the decision-making which is rational from the economics. The expense, which results from the resultant of lightweight bubble mixture soil maintenance, was fewer and was then analyzed with the fact that, will be able to secure an economical efficiency within 6 years.
The lightweight bubble mixture soil are lightweight soft ground rear, which is used with the material filling. However, comparing with the general soil, it is not valuably useful from domestic. The utilization of the general soil which initial public corporation holds mainly few. The overlay method of general soil decreasing the number of layers increases according to use research study. From the research which consequently, BOX mechanical behavior materials rear executed LCC analyses the general soil which is a material filling and lightweight bubble mixture soil, discussed two kind alternatives and presents the analysis will be able to support the decision-making which is rational from the economics. The expense, which results from the resultant of lightweight bubble mixture soil maintenance, was fewer and was then analyzed with the fact that, will be able to secure an economical efficiency within 6 years.
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문제 정의
두 대안의 경제성을 고려하려고 한다. 그 이유로는 경 량기 포혼합토는 초기 시 공비 는 많이 소요되 지 만, 국소 보수 횟수나 전구간보수횟수 둥 유지관리 비용은 일반 토사에 비하여 적게 소요되며, 단순히 초기시공비용만으로는 어느 대안이 더 좋다고 판단하기에는 무리가 있기 때문에 LCC 분석을 통해 두 대안의 경제성을 고려하고자 한다.
본 연구는 BOX 구조물 뒷채움 재료 선정에 있어서 일반 토사 와 경량 기포혼합토의 적용에 따른 LCC 분석을 실시하도록 한다. 경제성 분석 항목으로는 국소 보수비용, 전구간 보수비용, 덧씌우기 횟수 등이며, 이 항목들로 LCC 분석을 실시하여 정량적인 평가 기준을 제시한다.
본 연구는 BOX 구조물 뒷채움 재료 선정에 있어서 일반 토사와 경량기포혼합토의 경제적 선택을 위하여 LCC 경제성 분석을 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
따라서 BOX구조물 뒷채움 재료 선정 시 일반토사를 적용하는 방법과 경량 기포혼합 토를 적용하는 방법의 각 대안의 LCC를 비교 . 분석함으로써 보다 합리적인 의사결정을 지원할 수 있는 경제성 분석을 제시하는 것을 연구의 목적으로 한다.
일반적으로 운영비용의 현재 가치가 보통 초기 투자 비용을 많이 초과하는 프로젝트에 있어서 매우 중요하며, LCC 분석 방법으로는 현가 법과 연가 법이 있으며, 이들은 모두 물가 상승률, 인건비 상승률, 에너지비 상승률 등여러 상승률이나 금리를 고려해서 전체 건물 사용기간 중에 발생되는 총 비용이다. 즉 '생애 비용'을 현재가치나 연평균비용으로 환산하여 대안에 대하여 경제성을 비교 판단하는 것이다.
가설 설정
기준 할인율은 기획예산처가 고시한 도로 사업의 타당성분석 기준 할인율인 6%를 적용하였으며, 초기공사비와 덧씌우기 비용을 LCC 분석하였다. 단, 하중에 의한 유지 보수비와 기타 비용은 두 대안 모두 동일한 것으로 가정하였다.
기준으로 비용을 추정하였다. 비용 추정은 전 구간 보수 비용과 국소보수비용으로 구분하되 국소 보수 비용의 경우 철거를 포함하도록 하며 전 구간 보수비용은 철거 없이 덧씌우기 공정을 가정하여 추정하였다.
제안 방법
(1) 비용 비교를 위한 경량 기포혼합토의 특징을 분석한다.
(2) LCC 분석을 통하여 대안들의 경제성을 분석한다.
(3) LCC 시나리오별 민감도 분석을 실시하여 각 대안의 경제성 분석을 실시한다.
경량 기포혼합 토는 액성한계 이상으로 조정하여 슬러리화 시킨 준설토와 건설 발생토 등의 원료 토와 고화재 및 경량화 재료를 첨가. 혼합해서 매립과 뒷채움용의 지반 재료로서 사용하고, 경량으로 안정한 지반을 만들어 내는 혼합 처리토 또는 경량 혼합 토라 한다.
한다. 경제성 분석 항목으로는 국소 보수비용, 전구간 보수비용, 덧씌우기 횟수 등이며, 이 항목들로 LCC 분석을 실시하여 정량적인 평가 기준을 제시한다. 단, 평가를 위해서는 기 시행된 부산 00도로를 적용 대상으로 하며, 연구의 진행 방법은 다음과 같다.
기준 할인율은 기획예산처가 고시한 도로 사업의 타당성분석 기준 할인율인 6%를 적용하였으며, 초기공사비와 덧씌우기 비용을 LCC 분석하였다. 단, 하중에 의한 유지 보수비와 기타 비용은 두 대안 모두 동일한 것으로 가정하였다.
기준시점은 분석의 편의를 위하여 1월 1일이 기준시점이고 분석방법은 현금할인법을 사용하였으며, 1995년부터 2008년까지의 평균 물가 상승률인 3%를 적용하였다. 기준 할인율은 기획예산처가 고시한 도로 사업의 타당성분석 기준 할인율인 6%를 적용하였으며, 초기공사비와 덧씌우기 비용을 LCC 분석하였다.
다만, 국소보수의 경우 연간 몇 차례 보수를 실시하느냐에 따라 비용차이가 크기 때문에 이에 대하여 민감도 분석을 실시한다. 민감도 분석의 범위는 현재 일반토사의 경우 연간 2회를 기준으로 하고 있으므로 국소보수를 실시하지 않는 경우를 포함하여 0회에서 6회까지 민감도 분석을 실시하였다.
그러나 초기시공비가 일반 토사보다 많이 소요되어 아직 국내에는 적용되고 있지 않다. 따라서 BOX구조물 뒷채움 재료 선정 시 일반토사를 적용하는 방법과 경량 기포혼합 토를 적용하는 방법의 각 대안의 LCC를 비교 . 분석함으로써 보다 합리적인 의사결정을 지원할 수 있는 경제성 분석을 제시하는 것을 연구의 목적으로 한다.
따라서 본 연구도 건설시험사업소의 유지보수 사례의 결과를 준용하여 분석에 적용하기로 한다.
다만, 국소보수의 경우 연간 몇 차례 보수를 실시하느냐에 따라 비용차이가 크기 때문에 이에 대하여 민감도 분석을 실시한다. 민감도 분석의 범위는 현재 일반토사의 경우 연간 2회를 기준으로 하고 있으므로 국소보수를 실시하지 않는 경우를 포함하여 0회에서 6회까지 민감도 분석을 실시하였다. 분석기준은 현재가치 할인가격이며, 분석 결과는 다음 표7과 같다.
본 연구에 있어서 초기공사비를 추정하기 위하여 부산 00도로의 사례를 적용하였으며, 부산 00도로는 경량 기포 혼합토 적용 시 일반적인 도로보수만 필요로 하며, 일반 토사 적용 시 단차의 발생으로 일반적인 도로보수 및 국소 보수가 필요로 하였다. 이와 같은 시공법을 전제로 경량 기포 혼합토 사용 대안의 초기 공사비와 일반토비교 결과는 대안의 초기 공사비의 비교결과는 아래 표 3과 같으며 이를 적용하여 LCC 분석을 하고자 한다.
위 표4와 같이 포장 덧씌우기 단가를 추정 하였으며, 이 추정한 결과를 토대로 경량 기포혼합 토와 일반토사 대안에 대하여 LCC 분석을 하도록 한다.
이상의 경량 기포혼합토의 특징 중 경량성으로 인한 하중저감의 단차이에 따른 덧씌우기 비용과 일반토사 사용시 발생되는 단차이에 따른 덧씌우기 비용을 LCC 분석을 통하여 두 대안의 경제성을 고려하려고 한다. 그 이유로는 경 량기 포혼합토는 초기 시 공비 는 많이 소요되 지 만, 국소 보수 횟수나 전구간보수횟수 둥 유지관리 비용은 일반 토사에 비하여 적게 소요되며, 단순히 초기시공비용만으로는 어느 대안이 더 좋다고 판단하기에는 무리가 있기 때문에 LCC 분석을 통해 두 대안의 경제성을 고려하고자 한다.
필요로 하였다. 이와 같은 시공법을 전제로 경량 기포 혼합토 사용 대안의 초기 공사비와 일반토비교 결과는 대안의 초기 공사비의 비교결과는 아래 표 3과 같으며 이를 적용하여 LCC 분석을 하고자 한다.
경량기포혼합토 적용 시 유지보수는.전구간보수를 대상으로 5년에 1회, 국소보수는 1년에 1회를 적용하였고, 일반 토사의 경우 국소보수는 연간 2회, 전구간보수는 2년에 1회를 기준으로 하되 보수 횟수는 매년 달라질 수 있으므로 별도로 민감도 분석을 실시하였으며, 위 금액은 시공비, 재료비, 운반비를 포함한 금액이며 2008년 기준 불변 가격으로 경제성 평가 시 매년도의 물가상승률을 반영하도록 한다.
대상 데이터
경제성 분석 항목으로는 국소 보수비용, 전구간 보수비용, 덧씌우기 횟수 등이며, 이 항목들로 LCC 분석을 실시하여 정량적인 평가 기준을 제시한다. 단, 평가를 위해서는 기 시행된 부산 00도로를 적용 대상으로 하며, 연구의 진행 방법은 다음과 같다.
덧씌우기 주기 및 두께는 건설시험사업소의 00 인근의 현황을 기준으로 비용을 추정하였다. 비용 추정은 전 구간 보수 비용과 국소보수비용으로 구분하되 국소 보수 비용의 경우 철거를 포함하도록 하며 전 구간 보수비용은 철거 없이 덧씌우기 공정을 가정하여 추정하였다.
본 연구에서 사례로 하고 있는 부산 00도로의 유지 관리는 단차에 의한 영향은 반영하지 않차량 하중차량하중 등의 영향으로 노체의 파손에 의한 보수의 개념이다. 단차 발생 시 유지보수는 즉각적으로 실행되어야 하나 명확한 기준 및 방침이 없으며, 건설시험사업소는 부산 00 인근 단차 발생 시 표 2 와 같이 덧씌우기에 의한 유지보수를 시행하고 있다.
성능/효과
(1) 현금할인법을 사용하여 각 대안의 LCC 분석을 실시한 결과 경량 기포혼합 토를 사용할 경우 사용 연수가 8년 째 되는 해부터 경량 기포혼합 토가 경제적인 것으로 분석되었다.
(2) 대상 과업 구간의 사용 기간을 么)년으로 볼 때 경량 기포 혼합토 적용 대안의 경제적 이득은 현재가치 할인 가격을 기준으로 14억 7천만 원으로 분석되었으며, X년간의 경상 가격을 비교할 경우의 차액은 40억 원으로 예상되며 이는 경량 기포 혼합토 사용 대안 공사비의 2배에 달하는 금액이다.
(3) LCC 분석 결과 경량기포혼합토 사용 대안의 경우 유지 보수비가 일반토사 적용 대안과 비교하여 매우 적게 드는 것으로 나타났으며, 부분보수의 횟수에 따라 달라지지만 운영 기간 6년 이내에 경제성을 확보할 수 있을 것이다.
민감도 분석을 실시한 결과 사용 대안을 20년 이상으로 가정할 때 부분보수 횟수에 상관없이 모든 대안에서 경량 기포 혼합토 적용대안의 경제성이 더욱 높은 것으로 분석되었다.
위 그림2에서 볼 수 있듯이 경량기포혼합토 사용 대안이 초기 경제적 부담은 있지만 사용 8년째부터 일반토사 사용 대안 보다 경제적 타당성이 있다는 것으로 분석되었다.
위 그림3에서 볼 수 있듯이 국소보수가 3회 이상의 경우 누적 비용을 감안할 때 사용 기간이 6년 이상이면 경량 기포 흔합토의 경제성이 더욱 높은 것으로 분석되었다.
이상의 LCC 분석의 결과 경량 기포혼합 토를 적용한 대안의 경제성이 일반토사에 비하여 월등한 수준의 물가 상승률이나 할인율에 따른 민감도 분석은 의미가 없다. 다만, 국소보수의 경우 연간 몇 차례 보수를 실시하느냐에 따라 비용차이가 크기 때문에 이에 대하여 민감도 분석을 실시한다.
현금흐름 분석 결과 일반토사 대안의 경상가격 총 합은 97억 천오백만원, 현재가치 할인가격의 총 합은 51억 원으로 분석되었으며, 경량 기포혼합토의 경상가격 총 합은 56 억 5천만원, 현재가치 할인가격의 총합은 36억 3천만 원으로 분석 되었다.
현금흐름할인법으로 두 대안의 LCC 분석을 실시한 결과 현재가치 할인가격 합계가 일반토사 사용대 안 보다 경량 기포 혼합토 사용대안이 14억 7천만 원 정도 적게 소요되는 것으로 분석되었다.
후속연구
본 연구에서는 일반 토사와 경량기포 혼합토의 두 대안 중 LQC 경제 성 분석은 경량기포 혼합토가 더 경제적인 것으로 분석 되었으며, 향후 BOX구조물의 뒷채움 재료 선정 시 경제성 분석의 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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