9. 군지수(Group Index)

 노상토재료(subgrade materials)의 분류법으로써 미국에서 1920년대 말부터 시행하고 있는 도로국법(PR법)이 Highway Research Board의 위원회에서 검토되어 1945년에 개정되고 1949년에는 AASHO 에 채용되어 현재 개정 PR법 또는 AASHO 법이라 부르는 흙의 분류법이다.

군지수(Group Index)라는 것은 이 때 처음으로 제안된 지수로서 노상토재료를 해당군에 분류하여  A-1이라든가, A-6이란 이름을 붙이고 어는 군 중에서 그 재료의 상대적인 평가를 수치로서 주어져 있다.

배수를 양호한 조건으로 다짐된 표준적인 시공조건하에서 군지수가 작으면 그 재료의 노상토로서의 가치는 큰 것으로 정하고 있다. 즉, 노상토 재료의 성질을 지배하는 요소로써, 75μm 체 통과질량백분율 P(%), 액성한계 LL(%) 및 소성지수 PI(%)의 세 가지를 고려한다.

노상토 재료로서는 만약 P≤15%이면 문제가 없지만 P>75%에서는 이용이 곤란하고, 15% < P 75%에서는 그 성질이 P에 비례하여 약회되는 것으로 고려된다. 또, 35% ≤ P ≤ 75%에서는 LL치가 클수록 성질이 뒤떨어지며(실용적인 LL값으로는 40∼60%만을 고려한다.) 15% ≤ P ≤ 55%에서는 PI 가 클수록 역시 성질이 뒤떨어진다(실용적으로 PI는 10∼30% 만을 고려한다).

여기서, 이 세가지의 영향도에 8:4:8의 비율을 고려하여 가산한 군지수를 정하고 0∼20의 정수로써 부여한다(소수점 이하는 버린다). 이러한 관계는 그림9-1을 참고하면 쉽게 알 수 있다.

또 군지수의 값은 그 재료의 분류명 뒤에 ( )를 삽입하여 기록한다. 예를 들면 P=65%, LL=32%, PI=13%의 흙에서는 A-6(7)이 된다

또한 군지수 GI는 다음식으로도 구할 수 있다.

GI = 0.2a + 0.005ac + 0.01bd

여기서,

a : 75μm 체 통과질량 백분율에서 35를 뺀 값으로서 통과 질량 백분율이 75%를 넘은 경우는 75%로하여 0∼40의 정수로 표시한다.

b : 75μm 체 통과질량 백분율에서 15를 뺀 값으로서 통과질량 백분율이 55%를 넘으면 55%로 하여 0∼40의 정수로 표시한다.

c : 액성한계에서 40을 뺀 값으로서 액성한계가 60%이상의 경우는 60%로 하여 0∼20의 정수로 표시한다.

d : 소성지수에서 10을 뺀 값으로서 소성지수가 30%이상의 경우에는 30%로 하여 0∼20의 정수로 표시한다.

군지수는 이같이 흙의 분류를 상당히 정량적으로 하기 때문에 이것을 도로 포장두께의 설계에 이용하도록 하고 있다.

그림9-2에는 그 일례로서 Steele의 설계곡선을 나타낸 것이다.

또, 이 군지수를 이용한 흙의 분류법(AASHO No.M145)은 최근 ASTM에서도 채용되고 있으며(ASTM D 3282-73), 이것은 계산식이 그림 9-3에 나타낸 바와 같이 변화되어 있다. 이것을 구하려면 그림 9-3의 계산 도표를 사용하는 것이 좋다.

이 경우에 세립분 F는 상한을 75% 또는 55%로 제한하지 않고, 액성한계 LL 과 소성지수 PI는 상한(60%와 30%), 하한(40%와 10%) 모두 제한하지 않으므로 GI값이 20을 넘기도 하고, 부(-)로 되는 경우도 나오며, 더욱 세밀한 흙의 평가를 할 수 있다.

그러나 GI가 20 또는 그 이상의 흙은 노상토재료로서 극히 빈약한 것으로 평가하는데는 변화함이 없고 또, GI가 부(-)일 때에는 0으로 하여 양호한 재료로 판단하는 것도 종전과 같다.