2020

도 로 설 계 요 령

AN01145-000145-12

발 간 등 록 번 호

제4권 터널

 

터 널

제 9 편 터널

제 9-1 편 터널 본체

제 9-2 편 터널 환기

제 9-3 편 터널 조명

제 9-4 편 터널 방재

제4권

 

제 9-1 편 터널 본체

 

제4권 터널

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12.1 설계 일반

이 내용은 터널의 내장 설계에 적용한다.

이 내용은 터널 내장의 설치 기준 · 구조 · 재료 규격에 대한 기본 사항을 다루고 있으며, 설

계 시에는 의도하는 바에 따라 조건에 맞게 합리적인 것으로 해야 한다.

터널 내장에는 타일 붙임, 패널 붙임, 칠 등이 있다. 현재 국내에서 적용하고 있는 터널 내장

설계는 2000년대 이전까지는 주로 타일 붙임을 실시하였다가 2000년대 이후부터는 내오염

도장을 혼용해 오고 있으며, 패널 붙임에 대해서는 참조사항으로 일본도로공단의 ｢설계요령｣

의 관련 내용을 인용하였다. 따라서 타일 붙임 이외의 방법으로 터널 내장을 마무리 할 경우

에는 이 내용 외에 관련 자료를 충분히 검토해야 한다.

12.2 설치 기준

통상적인 터널의 경우 일반 내장을 설치하고, 갱구 부근의 도로 소음을 낮추어야 할 터널에는 흡음

내장을 설치할 필요가 있다.

일반 내장이란 터널 안의 시각 환경을 개선하는 목적으로 하는 것이며, 터널의 측벽, 검사원

통로 및 등기구 주위에 설치하는 보통의 내장을 말한다. 또 흡음 내장이란 터널의 소음 대책

을 목적으로 하는데, 터널 밖의 갱구 부근의 도로 소음 대책을 위하여 설치하는 것이다.

터널 내장의 목적은 다음 세 가지로 요약된다.

(1) 조명 효과를 크게 하고 터널 안의 시각 환경을 양호하게 유지한다.

12. 터널 내장

제9-1편 터널 본체

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(2) 터널의 벽면을 한 가지로 하여 미관을 갖춘다.

∙ 배선 · 배관을 가능한 노출시키지 않음

∙ 피복면의 고르지 않은 부분을 조정함

∙ 누수 등을 벽면에 노출시키지 않음

(3) 터널 안의 소음을 흡수한다.

이러한 항목들을 개선한다는 것은 일반적인 주행 상황에서는 큰 문제가 되지 않지만, 장시간

주행이나 고속 주행이라는 조건에서는 중요한 의미를 갖고 있다. 즉, 터널 측벽부의 조명 반

사율을 유지하는 동시에 여러 가지 부대 시설물의 은폐에 의하여 터널 안의 시각 환경을 개

선한다는 것은 운전자에 대한 불필요한 시각 자극의 방지, 장애물의 조기 발견과 안정된 추

적을 용이하게 하고 안전 주행 확보의 한 요소로서 커다란 의미가 있다.

또 근래 도로 소음에 대한 개선 요구도 커져 갱구 부근의 종합적인 소음 대책의 일환으로서

흡음 내장도 필요한 실정이다. 내장재의 설치 높이는 계획고로부터 3.0 m까지 설치하되, 공

동구와 공동구 상단 200 mm는 설치하지 않는다(그림 12.1 참조). 내장재 종류는 터널 연장

에 관계없이 지역문화특성, 현장여건 등을 검토하여 도장, 타일 등을 선택 적용할 수 있다.

(a) 1 km 미만 터널

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(b) 1 km 이상 터널

(C) 공동구 벽체 및 상단 내장재 미설치

<그림 12.1> 내장재 설치 예

제9-1편 터널 본체

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12.3 내장이 구비할 조건

터널의 일반 내장 및 흡음 내장은 아래의 조건을 갖추는 것이 바람직하다.

(1) 내장 설치 폭은 터널 단면의 감소를 최소화하면서 좁은 범위에 시공할 수 있을 것

(2) 내장 표면의 반사율은 장기적으로 양호할 것

(3) 내장 표면은 매연 등의 오염물이 부착되지 않고, 또한 부착된 오염물은 물로 청소하기 쉬울 것

(4) 내장은 구조상 어느 정도 이상의 강도와 내식성 및 내후성을 가지고 있고, 미관이 양호할 것

(5) 내화성이 양호할 것

(6) 흡음 내장은 흡음률이 높을 것

(7) 경제적인 시공과 유지가 가능할 것

(8) 동결융해에 의한 재질 변화가 적을 것

터널 내장은 앞 절에서 말한 설치 목적을 만족시켜야 하며, 내장이 설치되는 터널 안의 여러

조건을 고려하여 그 구비 조건을 정한다. 이 밖에 내장은 내장면에 자동차 접촉이 있을 때에

도 내장 구조의 파괴에 의하여 2차적인 재해를 일으킬 염려가 적은 것이어야 한다.

12.4 일반 내장

12.4.1 타일 내장

고속국도 터널용 타일의 재질은 KS L 1001에 규정한 규격품과 동등한 제품의 자기질 외장 타일이어

야 하고, 흡수율·색상·타일규격 등은 아래 조건을 만족해야 한다.

타일의 구조 및 재료 규격은 다음과 같다.

(1) 타일의 종류 : 호칭명·소지의 질에 따라 구분한다.

(2) 타일의 모양 및 치수 : 길이·나비 및 두께의 허용차를 만족하도록 한다.

(3) 겉모양 : 각각의 결점에 대한 기준을 만족하도록 한다.

(4) 색상 : 색상에 대한 기준을 만족하도록 한다.

(1) 타일의 종류

(가) 호칭명에 따른 구분

외장 타일(90 × 190 × 11, 100 × 200 × 10, 100 × 230 × 10 등)

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(나) 소지의 질에 다른 구분

KS L 1001에 규정한 규격품과 동등한 제품의 자기질 외장 타일이어야 한다.

(2) 타일의 모양 및 치수

타일이 충분한 접착이 될 수 있도록 뒷굽을 붙인다. 뒷굽의 높이는 1.2 mm 이상, 안쪽으로

오목하게 들어간 길이는 1 mm 이상이어야 한다.

(가) 길이 및 나비의 허용차

190 mm × 90 mm 타일에 대한 길이의 허용차는 ± 3.0 mm이며, 나비의 허용차는

± 2.0 mm이다.

(나) 두께의 허용차

타일의 두께는 제작치수로 정한 부분의 두께를 말하며, 두께의 제작 치수는 일반적으로

뒷굽까지의 두께가 포함되고 두께의 허용차는 ± 1.5 mm이다.

(3) 겉모양

균열, 박리층, 균열 갈라짐, 깨어짐, 현저한 뒷면 흠집은 없어야 하며, 색점, 표면 흠집, 유약

벗겨짐, 부착 흠집, 소지 떨어짐, 속금, 핀홀, 귀떨어짐, 부착물과 광택의 불균일, 색조의 불

균일에 대해서는 약 3 m 거리에서 바라보았을 때 현저하게 눈에 띄지 않아야 한다. 2종류

이상의 결점이 존재하는 경우에는 그것을 종합해서 판정하며 타일의 뒷면에 접착에 지장을

줄 수 있는 정도의 유약이 부착되어서는 안 된다.

(4) 색상

타일의 색상은 순백색(백색도 W : W10)을 기본으로 하되 터널 벽면 디자인에 따라 별도 적

용 가능하나, 설치 목적인 조명효과 향상에 문제가 없는 정도로 적용해야 한다.

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12.4.2 판 내장

판 내장의 구조 및 재료 규격은 다음과 같다.

(1) 내장의 설치 폭

내장의 설치 폭은 100 mm 이하로 한다.

(2) 내장판의 표면 페인트

내장판의 표면 반사율은 60 % 이상으로 하고, 페인트의 색은 표준색으로 한다.

(3) 내장판의 도료

내장판의 도료는 무기질 도료를 표준으로 한다.

(4) 내화성

내장판은 ｢불연 재료｣로 한다.

(5) 내장판의 강도 및 기타의 물성

내장판은 내장의 바닥 간격에 따라 보통 작용하는 외력에 견딜 수 있는 강도를 갖는 판재를 사용

하며, 표 12.2의 값을 표준으로 한다.

<표 12.2> 내장판의 휨 파괴 하중과 바닥 간격

내장판의 종류

바 닥 간 격

600 ~ 700 mm 700 ~ 750 mm

석면 시멘트판계

금속판계

0.40 kN 이상

0.25 kN 이상

0.45 kN 이상

0.30 kN 이상

(6) 바닥구조

패널 붙임 내장의 바닥구조는 다음과 같다.

(가) 바닥재의 배열은 가로 바닥 배열로 한다.

(나) 주요부재는 부재두께 5 mm 이상의 형강을 표준으로 한다. 강재는 평균 도금부량 5.5MPa

이상의 용융 아연 도금재를 표준으로 한다.

(다) 바닥 간격은 600 mm ~ 750 mm 간격을 표준으로 한다.

(라) 앵커볼트의 강도는 내장을 지지하는 데 충분한 것이어야 한다.

※ 본문에 나타낸 계수 값은 일본도로공단의 ｢설계요령｣의 것을 인용한 것임.

여기서 말한 설계 조건의 구조 및 재료 규격은 과거의 실시 예나 조사 연구의 결과를 바탕으

로 정한 것이다.

(1) 내장의 설치 폭

패널 붙임 내장의 설치 폭은 바탕까지 포함해도 100 mm 이내로 되어 있으므로 최대 100

mm로 한다. 보통의 터널 내 배관 · 배선류는 그 안에 설치하며, 특히 지름이 큰 관은 라이닝

공 내에 매입하는 방법을 택한다.

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(2) 내장판의 표면 페인트

내장에 의한 조명 효과는 밝은 내장면에 의하여 조명 효과를 향상시켜야 한다. 전방 차량의

장애물을 쉽게 인지(認知)하게 하기 위하여 장애물의 배경을 밝게 하는 것이다. 차량의 장애

물 인지에 대해서는 일반적으로 터널의 옆벽 부분을 밝게 하는 것이 장애물의 크기나 모양,

거리의 판단이 쉽게 된다. 그림 12.2는 이것을 개념적으로 나타낸 것이다.

(a) 내장에 의하여 벽면을 밝게 했을 때 노면, 벽면, 천정의

밝기 대비가 커져 투시도형의 윤곽이 명확하게 되고 장

애물을 정확하게 인지하기가 쉽다.

(b) 내장이 없어 벽면이 어두울 때 벽면, 노면, 천정의

밝기 대비가 작아지고 또한 벽면이 어둡기 때문에

장애물을 정확히 인지하기가 힘들다.

<그림 12.2> 터널 안의 시각 환경 개선에 따른 장애물이 보이는 방법의 차이

이들 효과를 얻기 위해서는 밝은 색조의 반사율이 높은 내장판이 바람직하다. 반사율은 최근

사용 실적이 있는 각종 제품의 실측값을 참고로 하여 최저 60% 이상으로 한다. 또한 반사율

에는 거울면 반사율과 확산 반사율이 있고, 후자의 것이 시각에 주는 영향이 좋으므로 45°

확산 반사율로 나타낸다.

(3) 내장판의 도료

현재 일반적인 내장판의 표면 처리는 아크릴수지 도료, 에폭시수지 도료, 아크릴우레탄수지

도료 등 유기질계 도료의 것과 유리질의 실리카 등 기본제에 무기안료를 혼합한 도료를 용착

시킨 무기질계 도료로 크게 나누며, 내장면이 더러워지기 쉬운 정도와 더러운 것이 잘 닦이

는 정도(청소 효과)가 달라진다. 무기질 도료의 판과 유기질 도료의 판을 비교하면 가격은

후자가 비교적 싸지만 전자는 청소 효과가 뛰어나며 옆벽을 청소하는 작업량이 줄어든다. 또

한 최근에는 옆벽 청소에 의한 오염 배수 처리도 문제가 되고 있다.

사용 후 10년간에 대한 경제성 비교 결과는 두 판에 대한 우열을 가리기 힘들다고 한다. 그렇

지만 무기질 도료의 판재를 사용했을 때는 청소 작업량과 오염 배수 발생량이 줄어 유지 관

리비가 적게 소요되므로 종합적으로는 무기질 도료의 판재가 유리하다. 따라서 내장판의 도

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료는 무기질 도료를 표준으로 한다.

(4) 내화성

터널 안에서 화재가 발생하면 공간이 협소하므로 내장 설비에 불이 급속하게 번져 2차적인

재해가 커진다고 예상할 수 있다. 이 때문에 내장판은 열에 충분히 견디고 많은 연기나 해로

운 가스가 발생하지 않는 것이 바람직하므로 건축 기준법에 규정하는 불연재를 사용해야 한다.

(5) 내장판의 강도 및 기타의 물성

내장판에 작용하는 외력으로는 시공 시나 세정(洗淨) 시의 하중이 생각된다. 여기서는 노즐

세정 시 판면의 추정 수압력 11 kPa, 작업 폭 36 mm의 연직 방향으로 분포하는 세정 하중

을 고려하는 경우를 예로 든다(그림 12.3 참조).

또, 바닥 구조는 후술하는 바와 같이 가로 바닥 배열로 하고, 시공성과 경제성을 고려하여

바닥 간격을 600 ~ 750 mm의 범위로 한다. 이들 조건에 내장판을 연속 슬래브라 생각하여

판의 휨 파괴 하중과 바닥 간격의 관계를 구한다.

석면 시멘트계의 판재에 대해서는 그 특성상 외력이 휨파괴 하중에 이르면 균열이 생기고

동결 융해에 의한 강도가 떨어지므로 파괴의 안전율을 약 1.5로 하여 그 강도를 정한다. 한편

금속판계의 판재에 대해서는 외력이 휨파괴 하중에 이르는 균열 파괴를 일으키는 일이 없고

휨량이 증가할 뿐이며, 구조적으로 비교적 안전하므로 안전율이 1.0을 밑돌지 않을 정도로

하여 판재의 강도를 정한다.

내장판에 대한 기타의 물성 기준 값은 석면 플레이트의 기준 값 및 현재 사용하고 있는 여러

가지 내장판의 재료 시험 값을 참고로 하여 정한다.

<그림 12.3> 세정 하중

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12.4.3 내오염 도장

터널 내장기법의 다변화 및 경제성, 시공성, 유지관리(청소) 향상을 도모하기 위하여 내오염 도장을

고려한다. 내오염 도장은 발수성 도장보다는 친수성 도장이 오염물질의 부착이 어렵다는 발상에서 개

발된 도장이다.

내오염 도장재의 종류로는 폴리우레탄계, 불소수지계, 세라믹계 등이 있으며, 에폭시 수지

계와 미네랄 도장은 국외의 적용 사례 등을 참고하여 시험시공 등을 통한 성능 검증 후 적용

여부를 결정한다.

내오염 도장은 1,000 m 미만의 짧은 터널에서만 적용하였으나, 화재안전성 검증으로 터널

연장에 상관없이 장대터널에도 내오염 도장 적용이 가능해졌다. 따라서, 터널 연장에 상관

없이 내장재 종류(도장, 타일) 선택이 가능해짐으로써 터널이 설치되는 지역의 문화 특성,

현장 여건 등을 고려하여 도장 또는 타일을 선택하여 적용할 수 있다.

내오염 도장은 현장 여건을 감안하여 다양한 디자인을 적용하도록 하며, 확산 반사율 값은

80을 적용한다.

<표 12.3> 터널 내오염 도장 화재안전성 시험기준

시험항목

시험방법

품질기준

규격 시험조건

난연 성능 KS F ISO 5660-1 10분 가열

총 방출열량 4 MJ/m2 이하이고,

최대 열방출률이 10초 이상 연속으로

200 kW/m2를 초과하지 않을 것

연기 독성 ISO 19702 독성지수(R) 1.6이하

연기 밀도 ASTM E 662

25 kW/m2, Flaming

mode, 10분 가열

연기 밀도(Ds) 기준치

가열시간 1.5분 4분 10분

Ds 50 이하 100 이하 200 이하

기타사항

∙ 모든 시편은 콘크리트 기재에 도료를 도포하여 제작해야 하며, 도료는 실제 터널 라이닝에 도포되

는 모든 층(하도, 중도, 상도)을 실제 시공두께로 차례로 도포해야 한다.

∙ 시험에 사용되는 모든 시편은 시험 전에 건조도막두께를 비파괴식으로 시편 1개당 각 3회 측정해

야 하며, 이 때 제품 시방 상의 총 건조도막두께의 80% 미만인 부위가 없어야 한다.

∙ 화재안전성 시험은 시험항목별로 각 3개의 시편에 대해 시험하여 3개 모두 품질기준을 만족해야

한다.

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12.5 흡음 내장

흡음 내장을 설치할 때는 갱구의 소음을 충분히 줄일 수 있도록 내장 재료와 구조를 선정해야 한다.

터널이 위치하는 지역에 따라서 소음 감소 대책의 일환으로 터널 출입구 부분의 흡음 내장이

필요할 때가 있다. 그러나 갱구 부근의 소음 대책은 터널 안의 흡음 내장뿐만 아니라 갱구

부근의 흡음벽을 기타의 대책 공법과 아울러 종합적으로 하는 것이 바람직하다.

또한 흡음 내장의 경우에도 그 재료의 내화성 · 내구성에 대해서는 일반 내장에 준하는 것이

어야 하며, 이 외에 조명 효과가 양호하고 청소하기 쉬운 재료를 사용한다.