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1. 도로 평판재하시험이란?
도로 평판재하시험은 PBT, Plate Bearing Test의 약자로서 현장재하 시험으로 지반의 허용지지력 및 예상침하량을 측정하기 위한 시험입니다. 여기서 재하시험이란 중량이 있는 물건을 통하여 지반에 압력을 가하고 그때 지반 반응을 관찰 측정하는 시험방법을 말합니다. 지반조사법 여러 방법중 지반의 하중 지지능력과 하중에 의한 지반의 변형 특성을 측정하는 방법을 말합니다. 여기서 말하는 변형이란 지반의 침하를 말합니다.
2. 도로 평판재하시험은 언제 쓰이나요?
평판재하 시험을 통해서 지반의 극한, 항복 및 허용지지력을 알수 있습니다. 또한 실내시험이나 사운딩에 의해 지반 지지력이나 침하 특성을 판정하기 어려울때, 또는 지지력이나 침하량이 허용한계에 가까울때 쓰이기도 합니다. 또한 개량지반의 경우 지지력을 구할 때도 쓰입니다.
3. 도로 평판재하시험으로 무엇을 알수 있나요?
평판재하 시험을 통해서 극한지지력 및 항복지지력을 알수 있고 허용침하량을 고려한 지지력을 구할수 있습니다. 또한 기초의 타당한 침하량과 휨성 포장과 노상층의 지지력, 점토의 비배수 전단강도, 지반의 변형계수 등 을 알수 있습니다.
4. 도로 평판재하시험의 한계
도로 평판재하시험은 지반이 하중을 얼마나 잘 지지할 수 있는지 보는 것 이지만 한계점도 있는데 그것은 재하시험이 일종의 모형시험이기 때문에 실제 구조물과 재하판의 크기가 달라서 발생합니다. 이것을 전문 용어로 Scale Effect 한국어로 직역을 해보면 크기효과 정도로 말할수 있습니다.
5. 도로 평판재하시험 - 연직재하시험
재하시험의 연직재하시험은 하중을 주는 방향이 상하인 연직방향을 말합니다. 구조물 기초를 위한 평판재하시험이나 도로 및 활주로 포장 지지력 검토시 또는 심층재하(공내 연직 재하)시험의 경우 연직재하시험을 하게 됩니다. 구조물 기초를 위한 연직재하시험을 통하여 기초지반의 지지력과 변형 특성을 조사할수 있으며, 포장도로에서 평판재하시험을 통해서 포장 두께를 결정하고 포장강도 측정, 노반을 평가할수 있습니다. 또한 심층재하 시험을 통해 지반의 전단강도, 깊은기초의 지지력, 지반변형 특성 및 지반 압및 특성도 조사할수 있습니다.
6. 도로 평판재하시험 - 수평재하시험
수평방향 평판재하시험의 경우 앵커의 지지력, 수평지반계수를 측정할수 있습니다. 또한 공내 수평재하시험의 경우는 지반변형계수, 지반의 지지력 및 수평지반반력 계수를 측정할 수 있습니다.
7. 도로 평판재하 시험 위치
평판재하시험은 어디에 설치해서 시험을 하게 되는 걸까요? 평판재하시험은 최소 시험횟수로 최대 정보를 얻을 수 있도록 대표적인 지점을 선정하는 것이 중요합니다. 대표적인 지점이라고 하면 너무 두리뭉실한것 같은데요. 대표적인 지점은 2가지만 기억하시면 됩니다. 첫번째 지반이 가장 취약한 지점이고 두번째는 가장 많은 하중을 지지해야 하는 지점입니다. 이 두가지는 단지 평판재하시험에만 적용되는것이 아닌 토목 현장에서 일반적인 시험 위치를 정할때 반영하는 부분입니다. 그 이유는 가장취약한 점이 합격이 난다고 한다면 다른부분도 그럴수 있다고 하는것이죠.
8. 도로 평판재하시험 방법
1) 시험 위치 선정, 재하대 설치 및 준비작업
도로 평판재하 시험의 시험 위치를 결정하고 시험굴을 굴착합니다. 상재하중의 영향을 받지 않도록 일정한 깊이와 범위로 시험굴을 최소 3개 시험이 가능한 크기로 굴착합니다. 이때 시험 실시할 부분의 바닥이 교란되지 않도록 주의하며 굴착 후에는 가능한한 신속하게 시험을 실시하되 불가피하게 시간이 지체되는 경우 비닐 등으로 덮어 함수비 변화를 줄여야 합니다. 재하대 지지점은 재하판으로부터 2.4m이상 떨어져야 합니다.
2) 재하판 설치
재하할 위치인 재하면을 깨끗한 모래나 석고 페이스트 등으로 얇게 깔고 수준기를 사용해 수평을 확인합니다. 직경 30cm보다 큰 재하판을 사용할 때 시험에 사용할 재하판을 먼저 놓고 그 위에 그보다 작은 판을 중심에 맞추어 놓습니다. 굳은 지반이나 암반에서는 25mm 두께 재하판은 강성이 부족하므로 더 두꺼운 강판을 사용해야 합니다.
4) 재하 Jack 설치
재하판 중심에 Jack을 설치하고 하중이 경사지지 않도록 재하대와 재하판 사이 Ball Socket Joint를 사용하며, 하중 및 침하량 측정장치를 설치합니다. 침하량을 2점에서 측정할 때에는 대각선으로 배치하고 재하판끝에 2.5cm 안쪽 배치합니다.
5) 하중재하
하중재하는 우선 예비 시험하중을 가하고 그후 제거합니다. 재하판을 안정시키기 위해서는 먼저 2~3tf/m2의 초기하중을 하고 이후에 이를 제거합니다. ASTM D 1195에서는 0.25mm~0.5mm 침하를 일으키는 압력을 재하하고 재하후 그 절반 하중을 다시재하합니다. 하중측정 장치와 변위계(Dial Gauge)를 영점 세팅하고, 단계적으로 하중이 증가합니다. KS F2310에서는 0.35kgf/cm2 씩 단계별 증가를 시켜서 시험합니다.
6) 시험의 종료
극한하중이나 항복하중 또는 현장지반의 예상최대하중에 도달할때까지 하중을 가하고 각 재하단계에서 하중과 침하량을 측정합니다. 침하량이 15분간 0.01mm보다 작아지면 안정된것으로 간주하고 다음 단계 하중을 재하합니다. 하중이나 침하율이 지지능력을 초과하거나 전체 침하량이 15mm 도달시 시험을 종료합니다.