임도공학
★임도 설계도 기준★
- 평면도 1 : 1200 (중심선, 구조물 위치, 종류, 예정노선 기재)
- 종단면도 횡 1 : 1000 / 종 1 : 200 (곡선, 선측점, 구간거리, 누가거리, 기울기 등 기재)
- 횡단면도 1 : 100 (계획고, 절취고, 성토고, 단면적 등 기재)
★★임도밀도★★
- 임도밀도 = 임도총연장길이(m) / 총면적(ha) = 임도효율계수 / 평균집재거리(km)
- 임도간격 = 10000 / 임도밀도
- 단방향 집재거리 = 5000 / 임도밀도
- 양방향(평균) 집재거리 = 2500 / 임도밀도
- 임도개발지수 = 평균집재거리 * 임도밀도 / 2500
임도간격 : 임도와 임도사이 거리
집재거리 : 양쪽 임도에서 서로 집재작업이 실행되기에 평지림인 경우 임도간격의 1/2을 적용
평균집재거리 ; 임도의 집재작업과 집재한계선까지 집재작업이 동일하게 실행되기에 임도간격의 1/4 적용
metthews 이론 : 집재비용이 줄고 임도비와 집재비의 합이 최소인 임도밀도를 가장 적당한 임도밀도로 간주함
★임도에서 사용되는 곡선의 종류★
1. 단곡선 : 1개의 원호로 중심이 1개인 곡선
2. 복합곡선 : 반지름이 다른 2개의 곡선이 같은 방향으로 설치된 곡선
3. 반향곡선 : 상반되는 방향의 곡선을 연속시킨 곡선, 맞물린 곳에 10m 이상의 직선부 설치
4. 배향곡선 : 단곡선, 복합곡선, 반향곡선이 혼합되어 머리핀 모양으로 된 곡선으로 급경사지에서 종단기울기를 완화하거나 동일사면에서 우회할 목적으로 사용함
(배향곡선의 경우 중심선 반지름은 10m 이상으로 설치함)
★임도설계 업무의 순서 : 예비조사 > 답사 > 예측 > 실측 > 설계도작성 > 공사량산출 > 설계서작성
● 임도설계면도 작성 전 준비작업 4단계
1. 예비조사 : 기초조사에서 이용한 도면, 지형을 분석하여 노선이 통과할 지점 검토
2. 답사 : 노선의 적정여부를 확인하기 위한 직접답사, 옹벽 및 구조물, 토질, 경사 등을 조사
3. 예측 : 답사를 통해 예정노선을 실측하여 예측도 완성
4. 실측 : 예측에 의해 구산 노선을 현지에 설정하여 정밀 측량
★임도설계서 작성순서 : 공사설명서 > 임반시방서 > 특별시방서 > 예정공정표 > 예산내역서 > 일위대가표
횡단측량이 필요한 곳
- 중심선의 각 측점
- 지형이 급변하는 지점
- 구조물 설치지점
임도 시공 시 배수시설 4가지와 그 예
- 사면어깨 배수시설 : 산마루 측구
- 사면 배수시설 : 소단 배수시설
- 노면 배수시설 : 길어깨 배수시설
- 땅깍기 구간 지하 배수시설 : 횡단배수구
★임도의 횡단배수구 설치장소★
- 구조물의 앞과 뒤
- 체류수가 있는 곳
- 외쪽물매로 옆도랑 물이 역류하는 곳
- 종단기울기 변이점
토양수 종류 : 결합수, 흡습수, 모세관수, 중력수
★옆도랑 형태 : L형, V형, U형, 사다리꼴형 (최소 0.5% 기울기)
★임도 설계 시 곡선 설치방법★
- 교각법
- 편각법
- 진출법
트랙터집재
장점
- 작업이 단순
- 한꺼버네 많은 목재 운반
- 소수의 작업
- 기동성이 좋음
단점
- 급경사지에서는 어려움
- 임지훼손
- 높은 임도밀도 요구
- 저속주행으로 장거리에는 부적합
가선집재
장점
- 임지훼손 피해가 적음
- 급경사에서도 작업 가능
- 낮은 임도밀도 지역에서도 작업 가능
단점
- 기동성이 낮음
- 숙련된 기술 요구
- 낮은 생산성
가선집재요소 작업 순서 : 공차주행 > 로프인출 > 초커설치 > 가로집재 > 적재주행 > 초커제거 > 모아쌓기
트랙터 집재 작업능률 영향인자
- 소밀도, 경사, 토성, 단재적, 집재거리
트랙터 견인력 영향인자
- 토양상태, 차축하중, 타이어직경, 공기압력, 주행장치
★크롤러와 타이어 방식 특징★
크롤러
- 견인력이 큼
- 험지주행 가능
- 경사지 작업 우수
- 고가이며 수리 유지비가 비쌈
타이어
- 가격이 저렴
- 운전 및 유지보수 용이
- 기동력이 우수함
임지노선 선정요인
- 공익적 기능 : 벌개의 작업을 최소화하고 비탈면의 안정을 위한 공정 진행
- 구조규격 : 차량의 안전한 교류가 가능, 기공 후 유지관리비가 적게 들어감
- 다른 도로와의 조정 : 가설도로와 도로 계획 등 연관성 고려
- 지역 노망의 형성 : 지역도로 기능 고려
★임도노선 계획을 위한 고려사항★
- 운반량 제한이 없어야 함
- 날씨제약이 적어야 함
- 운반비가 적게 들어야 함
- 운재방법의 단일화
- 신속 운반 가능
- 운반과정에서 손상이 적어야 함
기본임도밀도 산정 영향인자
- 임도개설비
- 평균보행속도
- 노동단가 및 투입노동량
임도선형 설계 고려사항
- 주변 지형과의 조화
- 교통의 안전성
- 선형의 연속성
임도선형 설계 제한사항
- 지형, 지질 등의 제약
- 시공상의 제약
- 비용의 제약
임도개설 계획에서 우선순위 결정인자
- 임업효과지수
- 교통효과지수
- 수익성지수
- 투자효율지수
- 경영기여율지수
임도노선
- 유리한 곳 : 시점, 종점, 배향곡선, 설치가능지
- 불리한 곳 : 늪, 불안정 사면, 암석지, 홍수범람지
임도 개발 시 문제점
- 산림수자원 파괴
- 토양침식
- 야생동물 서식지 파괴
- 산림풍치 손상
★임업 기계회 장, 단점★
장점
- 작업능률 향상
- 작업시간 단축
- 노동강도 감축
- 원목 손상을 줄임
단점
- 숙련된 전문가 요구
- 임지훼손
- 경영규모 의존도가 높음
임업 토목 공사의 기계화 장, 단점
장점
- 대규모 공사 가능
- 공사시간 단축
- 공사비 절감
- 시공능률 높음
단점
- 기계가 비쌈
- 유지보수비용 발생
- 전문인력이 요구됨
- 소규모 공사 시 비효율적
- 소음 발생
★중심선 : 노폭의 1/2의 중심점을 연결한 선
★영선 : 임도 시공 시 절토와 성토작업을 구분하는 경계선
★영면 : 영선의 위치 및 임도의 시공기면으로부터 수평으로 연장한 면
★임도너비★
- 유효너비 : 차도의 너비에 여유너비를 더한 것, 길어깨 및 옆도랑의 너비를 제외하며 간선, 지선임도는 3m 기준, 배향곡선지는 6m 이상으로 함
- 길어깨 : 차도 구조부 보호 목적으로 길 양옆에 접속하여 수평으로 설치, 0.5-1m 범위
- 임도의 축조한계는 유효너비에서 길어깨를 포함
길어깨의 기능
- 차도의 구조부 보호
- 운전 시 시거 확보
- 보행자 통행장소 제공
- 유지작업이나 지하매설물에 대한 장소로 제공
★횡단기울기(%) : 임도의 노면을 가로지르는 기울기, 도로 중심을 높게 하고 양쪽을 낮게 한 기울기
★외쪽기울기(%) : 곡선부 바깥쪽을 안쪽보다 높게 해주는 기울기, 8% 이하
★종단기울기(%) : 도로진행방향 기울기, 오르막과 내리막
★합성기울기(%) : 종단기울기와 횡단기울기(외쪽기울기)를 합성한 기울기
=
노면 횡단 경사 설치이유 및 방법
- 이유 : 노면배수의 원할과 유실방지
- 방법 : 비포장 3-5%, 포장 1.5-2%의 기울기로 함
★임도종류에 따른 설계속도★ (기준차량 : 소형자동차, 보통자동차)
- 간선임도 : 산림의 경영관리와 보호 및 공익적 목적에 비중, 도로와 도로를 연결하는 연결임도
설계속도 : 40-20km/h
- 지선임도 : 산림의 경영관리와 보호, 간선임도 혹은 도로를 연결하는 경영임도
설계속도 : 30-20km/h
- 작업임도 : 일정 구역의 산림사업 시행, 간선임도, 지선임도 또는 도로에서 연결하여 설치하는 임도
설계속도 : 20km/h 이하
★대표적 산악임도★
- 계곡임도 : 임지 개발의 중추 역할을 하며 임지 하부에 설치, 홍수로 발생 되는 유실 방지 목적으로 위쪽 사면 설치
- 산복임도 : 계곡임도에서 시작되어 산록부와 산복부에 설치, 대각선 혹은 지그재그
- 능선임도 : 축조비용이 저렴, 토사유출이 적고 가선집재와 같은 상향집재방식으로만 개발 가능
- 산정임도 : 산정부가 발달한 순환 노망을 설치
★임도개설의 긍정적 효과
- 효율적인 산림산업 실행
- 산불, 병해충 저지선 역할 산림보호 효과적 실행
- 산림자원 및 인적가원 이동이 효율적
- 산림휴양자원 이용에 효과적
- 임업기계 도입 용이
노면 재료에 따른 임도 종류
- 토사도 : 노면이 토사로 구성된 도로, 주로 교통량이 적은 곳
- 사리도 : 자갈을 노면에 깔고 롤러로 다져서 시공
- 통나무길 : 지면 20cm 정도의 통나무를 깔아서 만든 길로 습한 지역에 시공
- 쇄석도 : 부순돌울 이용하여 노면을 시공
쇄석도
머캐덤식 : 쇄석 재료만 깔고 다진 도로로서 자동차 도로에 적용
- 수체 머캐덤도 : 쇄석 틈 사이로 석분을 물로 투입하여 롤러로 다진 도로
- 교통체 머캐덤도 : 쇄석이 교통과 강우로 인하여 다져진 도로
- 역청 머캐덤도 : 쇄석을 타르, 아스팔트와 결합
- 시멘트 머캐덤도 : 쇄석을 시멘트로 결합
텔퍼드식 : 노반 하층에 큰 돌을 깔고 쇄석재료를 입힌 도로로 연약한 지반에 효과적
★임도노선의 토적 계산법★
1. 양단면적평균법 : 양단면적을 구하고 두 사이의 거리를 이용하여 평균값을 이용하여 토적계산
2. 중앙단면적법 : 중앙의 단면적을 구하고 단면적 사이의 거리를 이용하여 토적계산
3. 점고법 : 특정 구간을 동일면적 삼각형, 사각형으로 구획하여 각 꼭짓점의 높이를 구하고 면적과 평균 높이를 구해 토적계산 (삼각형분할법, 사각형분할법)
4. 각주공식 : 양단면적 사이가 불규칙하지 않고 측면이 평면일 경우 사용, 중앙단면적법보다는 체적이 상대적으로 적음
* 체적공식
- 양단면평균법 : 길이 * (a1 횡단면적 + a2 횡단면적) / 2
- 중앙단면법 : 길이 * 중앙단면적
- 각주의 공식 = 길이 / 6 * (a1 + 4중앙단면적 + a2)
★곡선길이 = 2∏ * 곡선반지름 * 교각(°) /360
★외선길이 = 곡선반지름 * {sec() -1}
★접선길이 = 곡선반지름 * tan()
★최소곡선 반지름 크기에 영향을 미치는 인자★
- 도로 너비 및 구조
- 반출목재길이
- 차량구조
- 운행속도
- 시거
임도 곡선부 여유폭 = (차량 앞바퀴에서 뒷바퀴 간격)2 / 2 * 곡선반지름
최소곡선반지름 = 목재길이2 / (4 * 노폭)
= 설계속도2 / 127(타이어마찰계수 + 횡단기울기)
임도에서 완화구간 설치이유 : 차량이 주향을 원활하게 하기 위함
★간선 및 지선임도 대피소 설치기준
- 간격 300m 이내
- 너비 5m 이상
- 유효길이 15m 이상
가선집재 시스템
가공본줄 유 (고정 스카이라인 식)
- 타일러식 : 가공본줄 경사 10-25° 범위, 대면적 개벌작업에 적합, 잔존목 손상
- 엔드리스 타일러식 : 운전, 가로집재, 집재목의 짐내림에 용이, 급경사지역에 적합
- 폴링블록식 : 단거리, 소면적 집재에 용이
- 호이스트 케리지식 : 잔존목 훼손을 최소화하면서 조작 간편
- 스너빙 : 올림집재로 이용되며 설치간단, 운전 용이함
가공본줄 무
- 하이리드식 : 완경사지, 소량작업
- 러닝 스카이라인 : 운전 어려움, 설치 용이
- 단선 순환 : 잔존목 피해 많고 작업 효율이 낮음
- 슬랙라인 : 와이어로프 기능 분리, 조작 간단
와이어로프 형태
- 씰형 : 내층과 외층의 소선 수가 동일. 내층 소선에 외층 소선이 완전히 들어가는 형태
- 필러형 : 외층의 소선 수사 내층의 두 배, 두 층 사이에 내층 수와 동수의 가는 필러선 충진
- 워링톤형 : 외층의 소선 수가 내층의 소선 수의 두 배. 외층의 소선은 대, 소 2종류로 이것을 이용하여 내층 소선 수와 꼬임 간극을 줄임
와이어 로프에서 6 * 7의 의미 = 스트랜드 본 수 * 와이어 개수
★와이어로프 폐기기준★
- 심하게 편형된 경우
- 심하게 부식된 경우
- 지름의 감소가 공청지름의 7%를 초과한 경우
- 이음매가 있는 경우
- 한 꼬임에 끊어진 소선 수가 10% 이상인 경우
와이어로프 안전계수
- 2.7 이상 : 가공본줄
- 4.0 이상 : 버팀줄, 고정줄, 짐당김줄
- 6.0 이상 : 짐올림줄, 짐매달음줄
타워야더
- 원목을 공중으로 띄워 상, 하향으로 집재하는 방식으로 임지 훼손이 적고 강이나 급경사지에서도 사용이 가능함
- 이동식 가전집재 장치
랭꼬임과 보통꼬임의 차이점
랭꼬임
- 와이어로프의 꼬임이 스트랜드 꼬임 방향과 일치함
- 킹크는 잘 일어나지만 마모와 피로애 강해 가공본줄로 사용
보통꼬임
- 와이어로프의 꼬임이 스트랜드 꼬임 방향과 역방향으로 되어있음
- 킹크가 잘 일어나지 않지만 마모가 되기 쉬움
- 되돌림줄, 짐당김줄
가선집재 노선선정에 대한 설명
- 준비작업 : 항공사진이나 기본도를 참고하여 집재가선 배치를 합리적으로 준비
- 답사 : 도면이나 기초자료를 이용하여 지형, 지주, 그루터기 위치 등 기타사항 조사
- 집재선 측량 : 트랜싯, 포켓용콤파스를 이용해 지간거리, 지간경사각, 고저차, 장애물, 중간지지부 등 조사하고 사용하여 실측 대신할 수 있음
- 설계서작성 : 설계서는 답사, 측량 등의 결과를 이용하여 작성함
가공본즐 노선선정 시 집재선 측량항목
- 지간거리
- 지간경사각
- 장애물
- 고저차
- 중간지지대
콘크리트 강도 영향요인
- 물
- 골재종류 및 품질
- 혼화재
★입목도★
- 법정임분축적에 대한 현실임분축적의 백분율
- 현실임분축적 / 법정임분축적 * 100
★소밀도★
- 일정 지대에 수관을 투영한 면적과 산림면적과의 비율
- 범위
소 : 수관밀도 40% 이하 임분
중 : 수관밀도 41~70% 임분
밀 : 수관밀도 71% 이상 임분
토공 작업에 있어 시공 기면 설계의 영향요인
- 토공량이 최소가 되도록 절토와 성토의 균형을 맞춰야 함
- 연약지반과 산사태 지역은 피함
- 부대 구조물이 작고 비탈면 길이가 짧아야 함
★골재 운반작업에 있어 컨베이어 벨트 특징 4가지★
- 대용량 운반에 적합
- 기상변화에 대한 영향이 거의 없음
- 안전사고의 위험도가 낮은 편
- 경사 30°까지 운반이 가능
★평판 설치 3요소★
- 표정 : 평판은 방향이나 방위어야 함, 지표면의 축선을 일치시킴
- 정치 : 평판은 중심을 잡아주고 수평이어야 함
- 치심 : 평판의 도면상 측점 위치는 지상 측점과 일치하며 동일 수직선 상에 있어야 함
기계톰 안전장치
- 앞뒤 손 보호판 : 체인이 끊어질 경우 손을 보호
- 체인브레이크 : 충격 시 급정지
- 체인잡이볼트 : 체인이 끊어지거나 튀는 것을 방지
- 체인덮개 : 톱날로부터 작업자 보호
- 완중스파이크 : 체인톱의 지지 및 튕김 방지
- 안전스로틀레버 : 장애물에 의한 엑셀 레버 작동 방지
체인톱 구비조건
- 중량이 가벼움
- 소형이며 취금이 간편
- 견고함
- 높은 절삭능력
- 적은 소음과 진동
체인톱 유의사항
- 연속 2시간 이내 사용
- 이동 시 엔진 정지
- 보호구와 안전복 갖춘 후 사용
집재원목의 형태에 따른 목재생산 방식
- 전목생산방법 : 벌도목을 타워야더, 스키더 등을 통해 집재하고 가지자르기. 통나무자르기 등 조재작업을 실시, 고성능 임업기계 사용으로 소요인력 최소화
- 전간생산방법 : 벌도와 가지자르기만을 실시한 후 트래터, 타워야더를 이용하여 집재, 대랑반출 가능
- 단목생산방법 : 임분 내 벌도, 가지, 통나무자르기 등의 조재 작업을 통해 원목 생산, 많은 인력 요구
★임목수확장비
- 하베스터 : 임목을 벌목, 가지자르기, 토막내기 등 일괄작업 가능한 장비 (벌목, 조재)
- 프로세서 : 이미 벌목된 전목의 가지를 자르고 토막내는 장비 (조재)
- 펠러번처 : 임목을 벌도하여 일정 장소에 모아쌓기 가능한 장비 (벌목, 집재)
하베스터와 펠러번처의 단점
- 지형의 영향을 받음
- 급경사지에서는 사용이 제한
- 숙련된 기술자 필요
- 가격이 고가
정지기계 종류
- 모터그레이드
- 불도저
- 스크레이퍼도저
벌목작업을 위한 벌목지 구획 시 유의사항
- 각 벌구의 수종 재적 본 수를 균등하게 함
- 한 벌구가 너무 크지 않으며 집재방법에 적합해야 함
- 구획은 계곡으로부터 산정까지 세로나누기가 원칙