주무관도로관리과장시설안전기획관도시안전본부장 문서번호 도로관리과-3051 보존기간 5년 결재일자 2011.02.21. 공개여부 공개 방침번호 협조 물관리기획관시설국장환경정책과장공원조성과장주차계획과장도로계획과장보도관리팀장 투수성도로포장 ( 블록 ) 시험시공모니터링분석결과보고 도시안전본부 ( 도로관리과 )
투수성도로포장 ( 블록 ) 시험시공모니터링분석결과보고 기존의불투수포장 ( 아스팔트, 화강판석등 ) 으로인한도시환경문제를극복하기 위하여시험시공한차도투수블록포장에대한모니터링분석결과를보고하고자함. Ⅰ 추진개요 추진근거 서울형녹색성장을위한친환경투수성도로포장추진계획 ( 행정2부시장방침제104호, `09.3.6) 투수성도로포장시범적용모니터링추진계획 ( 도시교통본부장방침, `09. 10. 15) 투수블록포장시범시공 (1차) 결과보고 ( 도로관리담당관-15011, `10.7.13) 추진배경 서울시의불투수면적증가는지하수위저하, 도시형홍수, 열섬현상가중등도시환경문제의원인으로나타나고있어이를개선할수있는도로투수성강화방안모색필요 모니터링개요 모니터링대상 : 도봉구마들길 ( 누원초등학교앞 ) 시험시공현장 시험시공규모 : 연장 100m, 폭 13.5m(13.5a, 왕복 4차로 ) 모니터링구간 : 연장 100m, 폭 3.75m(1차로, 누원초등학교측 ) 모니터링기관 : 한국건설생활환경시험연구원 ( 전, 한국건자재시험연구원 ) 모니터링기간 : 2009.11 ~ 2010.11 모니터링비용 : 40,000천원 ( 도시개발특별회계도로사업시설부대비 ) - 1 -
추진경위 모니터링분석중간보고회 (`10.5.14) 모니터링분석최종보고회 (`10. 11. 3) Ⅱ 시공현황 시공일정 : `09. 9.14 ~ 11.20(2 개월 ) 도로계획과 : 시험시공 도로관리과 : 모니터링 시공순서 기존포장철거및터파기 < 시험시공위치도 > 노반정지 기층시공 석분포설 지오그리드, 지오텍스타일시공 블록포설 접속부처리 모래포설 차선도색 블록형상 - 2 -
포장단면및공사비 구분시험시공포장배수성아스팔트포장 표층 ( 아스팔트 ) 중간층 ( 아스팔트 ) 50 mm 150 mm 단면 기층 200 mm 보조기층 400 mm 총공사비 67,500천원 ( 단가 : 5,000천원 /a) 300mm절삭후시공 48,600 천원 ( 단가 : 3,600 천원 /a) 100 mm절삭후시공 시공전 후전경 Ⅲ 모니터링분석결과 시험항목 구분시험항목 재료의물리적역학적특성 도로성능시험 환경영향검토 블록의겉모양, 치수, 흡수율, 압축하중, 동결융해저항성시험등다수 평판재하시험등 5 건 투수시험등 3 건 - 3 -
시험분석결과 빗물투수및저류효과 시험방법 : 살수차를이용하여포장표면에서의빗물고임및흐름에대한상태조사 시험결과 : 살수즉시물이포장하부로침투되어블록표면을따라유출되는물이없으며, 우천시 100m2당약 6.7톤빗물저장 기존아스팔트포장빗물고임투수블록포장빗물투수 노면및대기온도저감효과 시험방법 : 온도센서및적외선열화상카메라를이용하여온도측정 시험결과 : 블록포장이표면및대기온도모두아스팔트포장에비해온도저감효과를보여도심지열섬현상완화에효과적일것으로기대 열화상카메라촬영결과 - 4 -
도로평탄성시험 시험방법 : 조사차량의 LASER 센서에의한 IRI(International roughness index, 국제평탄성지수 ) 측정 시험결과 : 투수블록포장의평탄성이좋지않아, 저속도로 ( 어린이보호구역, 이면도로등 ) 에제한적으로적용하는것이바람직 도로보수효율성평가 시험방법 : 1m2포장을보수하는데걸리는시간측정 시험결과 : 블록포장 (1시간) 이아스팔트포장 (4시간) 보다보수시간이짧아효율적임 파손블록복구작업 문제점및개선방안 문제점 침하발생및평탄성저하 블록파손및벌어짐현상 개선방안하부지반을지지력이우수하면서투수성능을유지할수있는재료로대체블록의형상, 포설방향등을개선하고블록끼리부딪힘충격을최소화할수있도록조치 - 5 -
Ⅳ 2 차시험시공 시공현황 구분거리공원길 ( 보도 ) 약초원길 ( 이면도로 ) 위 치 구로구선경오피스텔빌딩앞 ( 거리공원오거리주변 ) 광진구뚝섬유원지역 1 번출구맞은편 ( 한강현대아파트주변 ) 규모연장 : 70m, 폭 :8m 연장 : 92m, 폭 : 4.5~5.5m 사용블록틈새투수블록 (1 종 ), 자체투수블록 (3 종 ) 틈새투수블록 (3 종 ), 자체투수블록 (2 종 ), 불투수블록 (1 종 - 비교용 ) 시공기간 2010. 7 월 2010. 10 ~ 11 월 Ⅴ 향후계획 문제점에대한개선방안적용시행 친환경투수블록포장시험시공및개선방안도출 용역과병행 다양한종류의투수블록을이용하여시험시공계속추진 도로뿐만아니라주차장, 공원등블록의사용이가능한장소시험시공추진 소규모공공건축물마당및주차장 ( 도시기반시설본부건축부 ) 그린파킹사업 ( 주차계획과 ) 공원조성및정비사업 ( 공원조성과 ) 녹색성장관련사업 ( 환경정책과 ) 시험비용지급 도로계획과 ( 도시개발특별회계도로사업시설부대비 ) 붙임 1. 세부시험항목 2. 시험분석결과 ( 상세 ) 3. 투수성도로포장시범적용모니터링시험 최종보고서 ( 책자 ). - 6 -
< 붙임 1> 시험항목 구분시험항목시험목적및내용 재료의물리적역학적특성 도로성능시험 블록의겉모양, 치수, 흡수율, 압축하중등시험 지오텍스타일의인장강도, 신도시험기타하부지반에사용되는재료시험 동결융해저항성 평판재하시험 ( 노상, 보조기층중간부, 보조기층상부측정 ) 급정거시차량안정성 도로평탄성시험 미끄럼저항시험 블록의내구성검증 기타재료등의물성시험을통하여내구성검증 시험전 / 후압축하중을비교하여동결융해반복으로인한파손여부파악 블록하부지반의지내력을확인 차량속도에따른블록안정성 ( 이탈, 밀림, 스키드마크길이 ) 조사 PMS( 포장관리시스템 ) 장비를이용하여노면의종단평탄성측정 우천시미끄럼에대한효과측정 파손및도로복구효율성 파손현황조사및파손부위보수시간측정 환경영향검토 투수시험 소음측정 온도측정 보조기층, 석분, 블록의투수계수측정 살수차를이용하여폭우시포장의물고임여부조사 블록내부의빗물저류량분석 차량주행에따른소음조사 온도센서를이용하여포장표면온도, 지상 1.5m 온도측정 적외선열화상카메라를이용하여온도이미지촬용 - 7 -
< 붙임 2> 시험결과 1 투수시험 시험방법 : 살수차를이용하여폭우시포장표면에서의빗물고임및흐름에대한상태조사 시험결과 아스팔트포장 : 횡단구배에의해측구로흘러빗물받이로배수. 배수되기전까지물의고임현상발생. 차량주행시물보라발생 투수블록포장 : 살수즉시물이포장하부로침투되어, 표면을따라흐르거나고이는물이없음 기존아스팔트포장빗물고임투수블록포장빗물투수 시험결과분석 : 투수성능을극대화하고자하는시험포장목적에적합 블록내부의빗물저류량분석 투수블록크기 : 가로 20cm, 세로 20cm, 높이 25cm 전체블록규모 : 33,750매 (1a당 2,500매 ) 블록 1매당빗물저장공간 : 2,713.5cm3가. 12cm 8cm 19cm = 1,824cm3나. 20cm 18cm 1cm =360cm3다. 20cm 6cm 1.2cm 2개 = 288cm3라. 19cm 8.5cm 1cm = 161.5cm3마. 20cm 2cm 2cm = 80cm3-8 -
블록공극률 ( 공간률 ) : (2,713.5/10,000) 100% = 27.135% 하부공간의빗물저장용량 : 91톤 (6.7톤/a, 0.067톤 / m2 ) - 13.5a 2,500매 2,713.5cm3 = 91,580,000cm3-91,580,000cm3 / 1,000,000 = 91.58m3 = 91톤 ( 폭 13.5m, 연장 100m 차도에서의저장높이 6.78cm ) 서울시전체보도및 12m 미만의도로 ( 차도 ) 에확대적용시빗물저장용량 - 포장면적 : 9,237,534 m2 ( 보도 ) + 33,540,000 m2 ( 차도 ) = 42,777,534 m2 - 빗물저장용량 : 42,777,534 m2 0.067 톤 = 2,866,095 톤 2 노면및대기온도측정시험 시험방법 : 온도센서및적외선열화상카메라를이용하여온도측정 온도센서및데이터로거 적외선열화상카메라 시험일시 : 2010. 8. 9 (11:00 ~ 21:00) 시험조건 : 낮최고기온 31.3, 구름많음 - 9 -
시험결과 표면온도 : 블록이아스팔트에비해최고 4.7 ( 낮 12시 ) 낮게나타남 대기온도 ( 표면으로부터 1.5m 높이 ) : 블록이아스팔트에비해최고 0.5 ( 저녁7시 ~9시 ) 낮게나타남 열화상카메라촬영결과 시험결과분석 : 블록포장이표면및대기온도모두아스팔트포장에비해온도저감효과를보여도심지열섬현상완화에효과적일것으로판단됨 3 도로평탄성시험 시험방법 : 조사차량의 LASER 센서에의한 IRI(International roughness index, 국제평탄성지수 ) 측정 자동포장상태조사장비 시험결과 아스팔트포장 : 2009년서울시도포장도로조사및분석용역 결과, 조사대상노선의종단평탄성 (IRI) 은평균 3.7 m/km로나타남 - 10 -
투수블록포장 : 아스팔트포장조사장비와동일장비로 3회조사한결과, 평균 8.8 m/km로나타남 시험결과분석 투수블록포장이기존아스팔트포장보다 2배이상평탄성이좋지않은것으로나타나향후평탄성이향상되지않을경우, 저속도로 ( 어린이보호구역, 이면도로등 ) 에적용하는것이바람직할것으로판단됨 IRI (m/km = mm/m) 16 거친비포장도로 NORMAL USE 14 12 손상된포장 50 km/h 10 보수된포장 60 km/h (IRI 와포장상태와의관계 ) 8 노후된포장 80 km/h 6 신설포장 4 100 km/h 2 0 공항활주로고속도로 4 지반의지내력시험 ( 보조기층 ) 시험방법 : 평판재하시험 ( 하중-침하량분석후지지력계수도출 ), 현장밀도시험 시험결과 평판재하시험 시험날짜 경과일 하중강도 (kgf/ cm2 ) 지지력계수 MN/ m3 (kgf/ cm3 ) 지지력계수변화율 (%) 2009.11.06-6.5 508.2 (51.8) - 2010.02.23 110 5.0 388.2 (39.6) 76.45 2010.10.11 340 8.6 674.5 (68.8) 132.81-11 -
현장밀도 시험날짜 시험 검사방법 현장함수비 (%) 시험 검사결과 습윤밀도 (g/ cm3 ) 건조밀도 (g/ cm3 ) 다짐도 (%) 2009.11.06 KS F 2311 2.8 2.129 2.071 99.0 조사결과분석 평판재하시험 : 도로공사표준시방서에서규정된보조기층지지력계수 (30kgf/ cm3이상 ) 보다지속적으로높은결과값 (51.8, 39.6, 68.8kgf/ cm3 ) 을보여, 비가온후에도지지력이유지됨을보여줌 현장밀도 : 품질시험기준에서규정된보조기층다짐도 (95% 이상 ) 보다높은결과값 (99%) 을보여기준만족 5 기타사항 소음측정 : 일반아스팔트포장과비교해볼때큰차이점이없는것으로나타남 소음측정장비및소음측정현장사진 도로보수효율성평가 : 약 1m2면적의블록을걷어내고교체하는데걸리는복구시간을측정해본결과아스팔트포장의소파보수 (4시간) 보다짧은것으로나타남 (1시간소요 ) 블록이이웃블록과결합되어파손된블록만교체할수없어키블록 (S형힌지결합이없는블록 ) 부터걷어내는사다리꼴형태로작업 - 12 -
파손블록복구작업 미끄럼저항성평가 : 건조및습윤상태에서차량의급정거후제동거리를비교시험한결과, 건조상태에서는제동거리가아스팔트포장의 25~30%, 습윤상태에서는 50~90% 로조사되어건조와습윤상태모두아스팔트포장보다블록포장의제동성능이우수한것으로나타남 도로포장재표면의마찰특성을측정하는장비 (BPT) 로도시험하였으나, 블록과블록사이의이격및단차에대한특수성을반영할수없다는한계가있어결과분석시제외함 - 13 -