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1. 일반사항
1.1 목적
(1) 도로의 배수시설은 표면수의 침투나 지하수 유입에 따른 지반지지력 약화, 비탈면의 유실방지와 포장파손을 방지하고, 노면배수 불량으로 발생될 수 있는 미끄러짐에 의한 교통사고를 방지하는 등의 도로기능유지와 교통안전에 매우 중요한 요소이다.(2) 그러므로 신속한 노면 및 비탈면 배수와 침투된 물의 지하배수, 횡단배수, 종단배수, 구조물배수, 측도 및 도로 인접지 배수를 계획하여야 한다.(3) 도로의 모든 구간에 대해 배수가 원활하게 이루어질 수 있도록 배수의 형태, 설계빈도, 배수방법, 규격산정 등 배수계통을 고려하여 설계하여야 한다.(4) 배수시설을 설계함에 있어서는 현지의 상황, 특히 지형ㆍ기상ㆍ지질ㆍ이상기후 등의 조건을 충분히 고려하여야 하며, 공용기간 중의 청소ㆍ보수ㆍ점검 등 유지관리측면도 고려하여야 한다.
1.2 적용범위
(1) 이 기준은 도로법 10조에 따른 도로에 설치하는 배수시설의 설계 및 관리에 적용한다.
1.3 참고 기준
내용 없음
1.4 용어의 정의
내용 없음
1.5 기호의 정의
내용 없음
1.6 시설물의 구성
(1) 도로배수시설은 대상구역별로 다음과 같이 구분된다.
1.6.1 노면 배수
(1) 주로 노면에 내린 우수를 원활히 처리하기 위하여 설치한다.(2) 우천 시 노면의 배수를 신속히 처리하여 도로 안전을 도모하기 위하여 설치한다.(3) 노면 배수시설① 측구(L형 측구, U형 측구, 선배수시설 등)② 흙쌓기부 배수턱③ 집수정(L형 측구 하단, 중분대 집수정 등)④ 배수관(종배수관, 중분대 배수관 등)⑤ 배수구(우수받이, 맨홀 등)
1.6.2 비탈면 배수
(1) 도로 비탈면에 내린 우수 및 비탈면으로 유입되는 우수(노면 배수, 도로 인접지 우수 등)를 배수처리하기 위하여 설치한다.(2) 흙쌓기부와 땅깎기부 비탈면 및 비탈면 끝에 설치되는 배수시설로서, 우수를 기존배수로 또는 하천으로 배수하기 위하여 설치한다.(3) 비탈면 배수시설① 흙쌓기 및 땅깎기부 종배수구② 종배수구와 접속하는 집수정 및 부속구조물③ V형, U형, 산마루, 소단 측구 등
1.6.3 지하 배수
(1) 지하수위가 높아져 노상, 노체 등에 유입되는 침투수로 인한 지지력 약화, 포장 파손 등을 방지하기 위하여 설치한다.(2) 지하수위를 낮추고, 침투수를 배수하기 위하여 설치한다.(3) 지하 배수시설① 맹암거② 유공배수관③ 배수층 등
1.6.4 횡단 배수
(1) 도로와 도로 인접지역으로부터 유입되는 우수를 하천 또는 수로 등으로 배수시키기 위하여 설치한다.(2) 소하천 및 수로 상류지역의 유역면적을 정확히 파악하고, 장래개발계획 등을 반영하여 도로 인접지역의 호우피해예방 및 도로의 기능보전을 위하여 설치하며, 충분한 통수 단면을 확보하여야 한다.(3) 횡단 배수시설① 암거(box culvert)② 배수관(circular pipe)
1.6.5 구조물 배수
(1) 구조물 배수를 원활하게 하기 위하여 설치한다.(2) 구조물 배수시설
① 터널, 교량 및 고가, 옹벽 등의 배수시설
1.6.6 도로 인접지 배수
(1) 도로의 보전, 교통안전을 위하여 도로 인접지의 배수구역에 내린 빗물을 배수하기 위하여 설치한다.(2) 도로 인접지 배수시설① 집수정② 배수구③ 관거 등
1.6.7 측도 배수
(1) 공사용 도로, 부체도로, 접속도로 등의 노면 및 비탈면과 측도에 접하여 있는 배수구역의 배수를 위하여 설치한다.(2) 측도 배수시설① 집수정② 배수구③ 배수관 등그림 1.6-1 배수시설의 명칭 및 구분
1.7 설계 고려사항
(1) 유량을 통과시키기 위하여 충분한 통수단면을 가져야 한다.(2) 청소 및 보수가 용이한 구조물이어야 한다.(3) 내구성 및 안전성을 가져야 한다.(4) 민원의 소지가 없는 우수한 시설이 되어야 한다.(5) 환경친화적인 구조물로 계획되어야 한다.(6) 지형여건에 맞는 시설 규모와 계획을 수립하여야 한다.
2. 조사 및 계획
2.1 개요
(1) 도로 배수시설의 규모는 설계홍수량으로 결정하며 유역의 크기, 유역의 특성, 유출 특성을 종합적으로 고려하여 산정한다.(2) 설계홍수량 추정방법은 유역면적에 따라 합리식과 (합성)단위유량도법, 유역추적법, 수문곡선법 등으로 구분하여 적용한다.(3) 강우강도는 강우지속시간 5분을 적용하며 강우강도-지속기간-빈도 (I-D-F)곡선 또는 강우강도 공식으로부터 결정한다.
2.2 설계빈도
(1) 설계빈도는 설계유량 이상의 유출량이 발생하였을 때 배수시설의 중요도, 위험도, 경제성 등을 고려하여 관계기관과 협의하여 결정하며, 배수시설별 설계빈도의 적용은 표 2.2-1과 같다.(2) 특히, 하천을 횡단하거나 하천구역을 일부라도 점유하게 되는 구조물은 해당 하천의 하천기본계획에 따르고 미수립된 경우는 관계기관과 협의ㆍ결정하거나 하천설계기준에 따른다.
| 구분 | 배수시설 | 설계빈도(년) |
| 일반도로 | 암거 | 30 |
| 배수관 | 30 | |
| 노면 | 10 | |
| 비탈면 | 10 | |
| 측도 및 인접지 도로 | 10 | |
| 산지부도로 | 암거 | 50 |
| 배수관 | 50 | |
| 노면 | 20 | |
| 비탈면 | 20 | |
| 측도 및 인접지 도로 | 20 | |
| 도시부도로 | 암거 | 50 |
| 배수관 | 50 | |
| 노면 | 10 | |
| 비탈면 | 10 | |
| 집수정 등 배수 구조물간 접속부 | 접속시설물 중 빈도가 큰 값 적용 |
2.3 유역면적
(1) 배수시설 설치지점의 유역면적은 상류유역 전체를 포함하는 적정한 축척의 지형도와 항공사진, 현장조사 등을 통하여 충분히 검토한 후 결정한다.
2.4 도달시간
(1) 강우도달시간은 유입시간과 유하시간의 합으로 표시하며 강우지속시간이라고도 한다.(2) 유입시간은 배수구역의 가장 먼 지점에서 배수공 최상단류까지 강우가 유입되는 시간을 의미하고, 유하시간은 강우가 배수시설물이나 하천을 유하하는데 걸리는 시간을 의미한다.(3) 강우도달시간(Tc)은 배수시설물, 지표면의 상태에 따라 유입 및 유하시간으로 구분하여 산정한다.(4) 최소 강우도달시간은 5분을 적용하되 5분을 초과할 경우 분단위로 계산값을 적용한다.
2.5 강우강도
(1) 배수시설물 설계시 설계홍수량 산정에 사용되는 강우강도는 강우강도 지속시간 빈도곡선(Intensity–Duration-Frequency)또는강우강도공식을사용한다.(2) 확률강우량도의 지역별 확률강우량을 적용하고 관측소가 없는 지역은 최인접 관측소확률강우량을 사용하되 계획대상 지점의 강우강도-지속시간-발생빈도 곡선(I.D.F 곡선, intensity duration frequency)에 따른 확률강우량과 비교 후 큰 값을 적용한다.(3) 단, 중요한 배수시설물은 관계기관 및 발주기관과 협의 후 설계강우강도를 정하여야 한다.
2.6 설계홍수량
2.6.1 설계홍수량의 추정 방법
(1) 설계홍수량은 충분한 관측 유출량 자료가 있는 경우에는 빈도해석을 이용하여 직접 산정하며, 유역면적이 4km2 미만 이거나 유역 또는 하도의 저류효과를 기대할 수 없는 소규모인 경우 합리식을 적용하고 4km2 이상 중규모는 지표면 유출결과를 바탕으로 하천유출량을 산정하는 방식을 사용한다.
2.6.2 합리식(Rational Method)
(1) 합리식은 강우유출과 직접 연관을 가지며, 유역면적이 4.0km2 미만일 때 사용되고, 다음 식으로 표시된다. (2.6-1)여기서, Qd : 설계홍수량(m3/sec) C : 유출계수(표 2.6-1 참조) I : 강우강도(mm/h) A : 유역면적(km2)
| 유역면적의 상태 C값 | 유역면적의 상태 C값 |
| 포장면 0.9 가파른 산지 및 법면 0.8 가파른 계곡 경작지 0.8 논 0.8 완만한 산지 0.7 완만한 경작지 0.7 | 도시지역 0.7 잡지 0.6 경작하는 평작지 0.5 경작하는 평계곡 0.6 수림 0.3 밀림수림과 덤불숲 0.2 |
2.6.3 빈도해석에 의한 설계홍수량
(1) 홍수량 자료가 있을 경우, 관측년수 만큼의 유량계열 작성이 가능하므로, 이를 이용한 홍수량의 빈도해석으로 설계홍수량을 산정하며 지점자료의 관측수가 20개 이상이 되어야 안정적인 분석 결과를 할 수 있다. 자료의 관측년수가 짧으나, 큰 재현기간을 가진 홍수량을 추정하기 위해서는 지역 빈도해석이 보다 적절할 수 있으며 배수유역의 오랜 관측에 따른 긴 자료가 사용 가능한 경우는 홍수특성을 종속변수로 하고, 선택된 유역의 지형학적, 기상학적 인자를 독립변수로 삼는 다중 회귀모형을 이용할 수 있다.
2.6.4 강우-유출 관계에 의한 설계홍수량
(1) 설계강우량을 강우-유출관계를 나타내는 강우유출모형을 이용해서 홍수수문곡선을 계산하는 방법으로 유역면적이 4km2 이상 중규모 유역의 설계홍수량 산정은 단위유량도법, Snyder의 합성단위유량도법, 미국토양보전국의 합성단위유량도법, Clark의 유역추적법 등을 사용한다.
2.6.5 기타
(1) 이 기준 이외의 하천의 수문조사 및 분석 등은 하천설계기준 및 홍수량 산정 표준지침 등을 참고한다.
2.7 소요 통수단면
2.7.1 개요
(1) 물의 흐름은 수로단면을 채우고 흐르는 관수로의 흐름과 자유수면을 갖는 개수로의 흐름으로 구분할 수 있다.(2) 도로 배수시설은 단면 형상에 관계없이 자유수면이 존재하는 개수로의 상태가 일반적이며, 통수단면을 설계할 때에는 유지관리의 효율성ㆍ퇴적의 정도 등을 고려하여 충분한 단면을 갖도록 산정한다.
2.7.2 평균유속
(1) 개수로의 평균 유속은 매닝(Manning)공식을 사용하여 산정한다. (2.7-1)여기서, V : 평균유속(m/sec) n : 매닝 조도계수 표 2.7-1 참조 R : 동수반경(m) S : 수로경사(m/m)
2.7.3 소요 통수단면
Qi = A·V = (2.7-2)여기서, Qi : 통수유량(m2/sec)
A : 통수단면적(m2)
| 수로상태 | n값 | ||
| 양호 | 보통 | ||
| 폐수로 | 시멘트 콘크리트 파이프 | 0.013 | 0.015 |
| 강 관 | 0.011 | – | |
| 시멘트 콘크리트 수로 | 0.015 | 0.017 | |
| 개수로 | 시멘트 콘크리트수로 | 매끈한 표면처리 | 0.013 |
| 미장마감 | 0.014 | ||
| 거친 표면처리 | 0.015 | ||
| 바닥에 자갈 산재 | 0.015 | 0.017 | |
| 양호한 단면 | 0.016 | 0.019 | |
| 아스팔트수로 | 매끈함 | 0.013 | |
| 거칠음 | 0.016 |
2.7.4 경제적인 수로 단면
(1) Manning의 유량공식은 Q = KㆍS1/2로 표현할 수 있는데 K는 통수단면의 형상과 조도계수에 관계되는 식으로 수로의 통수능력(conveyance)이라 한다.(2) 통수능력(K)은 수로의 윤변이 작을수록 커지며, 통수능이 커질수록 처리할 수 있는 유량은 커지게 되어 수리적으로 가장 유리한 단면 즉, 경제적인 수로단면이 된다.
| 구분 | 단면도 | 경제적인 단면의 조건 |
| 직사각형 수로 | |
B = 2ㆍH |
| 사다리형 수로 | |
a = 60° |
| 원형수로 | |
|
3. 재료
내용 없음
4. 설계
내용 없음
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