348 ❙ 터널공

76

터 널 공

터널 배수용 부직포 품질기준 개정 환경연구실-631

(2016.11.14)

1 검토배경

□ 터널용 부직포의 용도 및 기능

○ 배수형 방수터널의 라이닝 배면에 시공하여 배면 배수재로 사용

○ 터널 바닥 하부 유공관(맹암거)의 필터 및 보호재로도 부직포가

사용되나, 이는 지하배수용 부직포 품질기준 적용

□ 터널내 부직포 사용환경 및 요구물성

○ 부직포 사용환경

∙ 연중 온도편차가 크지 않으며, 외기․햇빛 등에 노출되지 않음.

∙ 숏크리트면과 콘크리트 라이닝 사이에 위치하여 공용기간 동안

과도한 변형을 받을 가능성이 적음.

∙ 숏크리트 및 급결제, 지반 그라우트재 등으로 인하여 알칼리성

용출수에 장기간 노출

∙ 암석 종류 및 구성광물, 주변 환경에 따라 산성 지하수에 노출될

가능성 있음.

○ 부직포 요구물성

∙ 시공시 손상되지 않을 정도의 기본적인 강도

∙ 굴곡이 있는 숏크리트면에 밀착시공이 가능한 신축성

∙ 지하수의 원활한 배수가 가능한 적정 투수계수 및 두께

∙ 터널내 지하수 노출환경에서 공용기간 동안 배수기능을 유지할

수 있을 정도의 장기적 내구성

설계행정

터널공 ❙ 349

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

□ 기존 품질기준의 문제점

○ 연중 변화가 많지 않고 공용기간내 큰 변형을 받을 가능성이 거의

없는 터널내 환경에 비해 강도는 매우 높은 수준(인장강도 1,120 N

이상)으로 규정

○ 터널 공용기간과 지하수 노출 환경을 고려한 내구성 기준 미비

기존의 내구성 기준

‘폐수 및 지중 화학성분에 대한 내구성이 있어야 한다.’

○ 라이닝 배면 배수재로서의 소요물성에 상관없이 특정 재질로 한정

기존의 재질 기준

‘재질은 단일겹의 장섬유 부직포이어야 한다.’

○ 부직포 제조 재료인 폴리에스터(PET)1), 폴리프로필렌(PP)2) 등의 장

기 열화 특성을 반영한 품질기준 항목 없음.

○ 터널내 환경조건과 라이닝 배면 배수재로서의 소요물성에 기반한

성능 중심의 품질기준으로 개선 필요

1) 이하 약칭 표기(PET, Polyester)

2) 이하 약칭 표기(PP, Polypropylene)

350 ❙ 터널공

2 추진경과

□ 터널 배수용 부직포를 특정 섬유종(장섬유)으로 한정하는 품질

기준의 불합리성에 대한 민원 제기 [2012.09]

□ 섬유종, 재질에 따른 부직포 품질 특성 검토 및 공청회 개최 [~2013.08]

○ 공청회 주요 의견 (부록 1 참조)

- 터널 현장에서 요구되는 성능 및 물성에 상관없이 특정 섬유종으로

한정하는 시방 기준은 바람직하지 않다는 점에 공감

- 소재에 상관없이 부직포의 장기성능에 대해 보다 심도 있는 검토가

이루어질 필요가 있음.

□ 생산중인 부직포 종류별 성능시험(장기 내구성 중심) 및 품질기준

개선 검토 [~2015.12]

□ 부직포 내구 성능 보완 실험 및 검토 [~2016.05]

□ 터널 배수용 부직포 품질기준 개정 초안 작성 및 자문회의 개최

[2016.06]

○ 자문회의 주요 자문의견 (부록 2 참조)

□ 설계심의 사전심사(연구원 내부 의견 취합), 실무부서와 관련업체

등 의견 취합 및 최종 개정(안) 수립 [2016.08]

부직포 관련

민원 제기

(2012.09)

품질기준 검토

및 공청회 개최

(~2013.08)

성능 및 장기

내구성 검토

(~2016.05)

기준 개정

자문회의

(2016.06)

설계심의

사전심사

(2016.08)

설계심의

상정

(2016.09)

설계행정

터널공 ❙ 351

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

3 부직포 제조 특성 및 현황

□ 부직포의 정의

섬유를 직포공정을 거치지 않고, 평행 또는 부정방향(不定方向)으로

배열하고 합성수지 접착제, 니들펀칭, 열융착 등의 방식으로 결합하여

천의 형태로 만든 것

□ 부직포 종류 및 제조방법

○ 건식 부직포(乾式不織布)

1) 화학적 결합 부직포(Chemical Bonding)

웹(Web) 결합시 접착제를 섬유상에 침투시켜 건조공정을 거쳐

제조하는 것으로서, 접착제를 침적시켜 생성하는 침적 접착법과

접착제를 분사시켜 접착하는 Spray법이 있다.

2) 열적 결합 부직포(Thermal Bonding)

저융점의 가소성을 지닌 섬유(PP 등)를 혼합하여 열 또는 압력

으로 착화하거나 녹여서 섬유조직을 결합시켜 제조한다.

3) 에어레이 부직포(Air Ray)

압축공기와 접착제를 이용하여 제조하는 부직포로서, 가로와

세로 방향의 인장 차이가 없어 필터, 심지, 카페트, 기포재, 와이퍼

(Wiper), 스펀지, 절연재 등으로 사용된다.

○ 습식 부직포(Wet Ray)

제지공정인 초지법과 동일한 공정인데, 단지 원료가 펄프가 아닌

각종 섬유를 사용하여 제조한다. 물성을 매우 자유롭게 변화시킬

수 있어 주로 와이퍼, 타월, 필터백, 기저귀 커버 등에 사용된다.

352 ❙ 터널공

○ 니들펀칭(Needle Punching) 부직포

섬유를 특수바늘을 이용하여 물리적으로 웹(Web) 결합시켜 제조한다.

펀칭 횟수나 바늘의 밀도 등을 이용하여 제품의 두께를 다양화할

수 있으며, 카페트, 모포, 필터, 심지, 코팅기포제 등의 용도로 주로

사용된다.

○ 스판레스(수류결합법, Water jet) 부직포

섬유에 고압의 물을 분사해서 웹(Web)을 결합시키는 것으로서,

Hole type과 Flat type이 있다. 유연성과 통기성이 뛰어나고 위생적

이어서 의료용 심지, 생활용품, 코팅 기포, 와이퍼(Wiper) 등 위생

용품으로 주로 사용된다.

○ 스펀본드(Spun Bond) 부직포

원료(주로 PP, PET)를 방사하여 열에 의해 자체 접착시킴으로써

Web을 형성한다. 원단 설계가 용이하며, 포장재, 생리용 냅킨, 토목

건축재, 필터, 심지, 카페트, 기포재, 코팅재 등으로 주로 사용된다.

○ 멜트블로운(Melt Blown) 부직포

합성고분자를 방사하여 고압열풍으로 극세 섬유를 형성함으로써

균일한 용융섬유 Web으로 결합하여 제조한다. 유연성, 비투과성,

절연성이 뛰어나 필터, 절연재, 흡수시트, 와이퍼, 흡유 시트, 위생용

냅킨 등으로 사용된다.

○ 스티치 본드(Stitch Bond) 부직포

접착제를 사용하지 않고 실로 누벼서 제조한다. 두께는 얇으나 인장

강도가 높아 심지, 자동차 내장재 등으로 사용된다.

설계행정

터널공 ❙ 353

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

□ 토목용 부직포의 재질 및 규격

○ 국내 생산중인 토목용(터널, 맹암거 등) 부직포는 폴리에스터 재질의

장섬유 부직포와 폴리프로필렌 또는 폴리에스터 재질의 단섬유

부직포로 구분됨.

○ 우리공사의 경우 터널용은 장섬유, 맹암거 등 기타 용도로는 단섬유

부직포가 주로 사용됨(국내 철도터널이나 국외 터널시방에서는

섬유종이나 형태를 제한하지는 않음).

○ 장섬유 및 단섬유 부직포 특성 비교

구분 장섬유 부직포 단섬유 부직포

특징

∙화학섬유 원액을 방사하여 제조

→ 재생섬유 혼용 불가

∙대규모 제조설비 필요(대기업

생산)

∙섬유 길이가 길어 강도 등 역학적

물성 우수

∙제조공정에 적합한 길이로 절단한

짧은섬유사용→재생섬유혼용가능

∙기 제조된 섬유 사용

∙대규모 설비 불필요(중소기업)

∙섬유 길이가 짧아 강도 등 역학적

물성 다소 낮음.

○ 소재별(PET/PP) 특성 비교

구분 PET PP

장점

∙내광성/내산화성 우수

∙융점이 높아 열융착 시공을 요하

는 경우 열손상 위험 낮음.

(융점 250℃ 이상)

∙가수분해성 없음.

단점

∙고온, 알칼리 환경에서 가수분해

가능성 존재

∙내광성/내산화성 다소 취약

∙융점 다소 낮음.(130~170℃)

※ 국내 토목용 부직포 생산 현황

• 장섬유 : PET 스펀본드 부직포

• 단섬유 : PP 신재(新材), PET 신재(新材) 및

PP 신재(新材) + 재생(再生) PET 니들펀칭 부직포 등

354 ❙ 터널공

4 국내외 관련 기준

□ 국내 도로분야

○ 고속도로공사 전문시방서(한국도로공사, 2012)

- 터널용 부직포의 경우, 기본적인 규격과 성능을 규정하고 있으며,

재질은 단일 섬유종(단일겹 장섬유 부직포)으로 제시

- 지하배수용 부직포는 재질(단섬유, 장섬유)에 대한 제한 없음.

항 목 품질기준 항 목 품질기준

재 질 단일겹 장섬유 인장강도 1,120 N 이상

두 께 2.0㎜ 이상 신 장 률 50% 이상

중 량 400g/㎡ 이상 투수계수 2.6 × 10-1 cm/sec 이상

융 점 130°C 이상

<터널 배수용 부직포 품질기준>

구 분 단 위 품질기준 관련시험규격

재 질 - PP, PET KS K 0210

두 께 mm 1.8 이상 KS K 0506

인장강도

(Grab강도) N 440 KS K 0743

중 량 g/㎡ 단섬유 300 이상

(장섬유 200 이상) KS K ISO 9864

신 도 % 50 이상 KS K 0743

투수계수 cm/sec α×10-1(α=1.0～9.9) KS K ISO 11058

<지하배수용 부직포 품질기준>

○ 도로공사 표준시방서(국토부, 2015)

- 터널용 부직포의 경우 고속도로공사 전문시방서와 내용 동일

설계행정

터널공 ❙ 355

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

□ 국내 철도분야

○ 철도건설공사 전문시방서(2013) 및 고속철도공사 전문시방서(2003)

- 터널용 부직포의 재질은 PP, PET 90% 이상으로 규정

구 분 단 위 품질기준 관련시험규격

재 질 - PP, PET 90% 이상 KS K 0210

내 후 도 % 기존 인장강도의 90% 이상 KS K 0706 (250hr 노출)

형 상 - 부직포 -

중 량 g/㎡ 300 이상 KS K 2123

두 께 mm 2.0 이상 KS K 2122

그래브인장강도 N 510 이상 KS K 0520

그래브인장신도 % 50 이상 KS K 0520

봉합강도 N 510 이상 KS K 0530

투수계수 m/sec α×10-3 KS K 0755

<철도공사 전문시방서 부직포 품질기준>

□ KS 규격

○ KS K 0926 "지오텍스타일 및 관련제품 - 터널 및 지하구조물 건설에

요구되는 특성"

- 2001년에 EN 13256을 기초로 제정됨.(2015년 최종 개정)

- 부직포 소재별 장기 내구성 평가 방법 수록(부록 3 참조)

□ 국외 기준

○ 조사 규격 및 시방

- 산악터널공법 방수공 지침(일본, 1990)

- AASHTO M288 (미국, 1996)

- FHWA, Geosynthetic Design and Construction Guidelines (미국, 1998)

- GRI Test Method (미국, 2012)

○ 부직포 재질의 경우, 특정 재질로 제한하는 사례 없음.

356 ❙ 터널공

1) 산악터널공법 방수공 지침(일본)

○ 두께, 단위면적당 질량, 인장강도, 인열강도 등 규정

시험항목 단위 기준치 시험방법

두께 mm 3.0 이상

JIS L 1096

측정하중

19.6×10-4N/㎟

단위면적당 질량 g/㎡ 300 이상 JIS L 1096

인장강도

종

N/50mm

196 이상

JIS L 1096

횡 49 이상

신 율

종

%

20 이상

JIS L 1096

횡 50 이상

인열강도

종

N

49 이상

JIS L 1096

횡 49 이상

2) AASHTO M288

○ 인장강도, 봉합강도, 인열강도, 꿰뚫림 강도, 파열강도 등 규정

○ 강도에 따라 1~3등급, 신장률에 따라 고신율 및 저신율(직포) 제품

으로 구분

항목

시험방법

(ASTM)

단위

토목섬유 분류1)

1 등급 2 등급 3 등급

ε<50%2)

직포

ε≥50%

부직포

ε<50%

직포

ε≥50%

부직포

ε<50%

직포

ε≥50%

부직포

인장강도(grab) D 4632 N 1400 900 1100 700 800 500

봉합강도3) D 4632 N 1260 810 990 630 720 450

인열강도 D 4533 N 500 350 4004) 250 300 180

꿰뚫림 강도 D 4833 N 500 350 400 250 300 180

파열강도 D 3786 KPa 3500 1700 2700 1300 2100 950

투수계수 D 4491 sec-1

투수성, 유효구멍크기, 자외선 안정성에 대한 최소 규정값은 각각의

토목섬유 적용상황에 따라 차이가 있다.

유효구멍크기(AOS) D 4751 mm

자외선 안정성 D 4355 %

주)

1. 각 사용목적을 위한 토목섬유 분류사항은 각각의 특성요구도표에 제시하였음. 일반적으로 시공조건에 따라 사용하는

토목섬유의 종류가 달라지게 되며, 조건이 열악하여 토목섬유의 손상가능성이 크면 1 등급을 사용하고 덜 열악한 조건

일수록 2 등급, 3 등급을 사용한다.

2. 신장률은 ASTM D 4632에 부합되게 시험한 결과로 한다.

3. 봉합강도가 요구되는 경우 부록의 봉합부위 겹침 요구조건을 참고

4. 단섬유 토목섬유에 대한 MARV(min. avrg roll values) 인열강도는 250 N

3) Geosynthetic Design and Construction Guidelines (FHWA)

○ AASHTO M288의 기준을 준용함.

설계행정

터널공 ❙ 357

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

4) GRI3) Test Method GT-12 (방수막 보호용)

○ 단위면적당 질량별로 인장강도, 인열강도, 꿰뚫림 강도 등 규정

○ ASTM 버전 [GRI GT-12(a)]

항목 시험방법

ASTM 단위 단위면적당 질량(g/㎡)

단위면적당 질량 D5261 g/㎡ 340 406 542 812 1080 2000

인장강도 D4632 kN 1.02 1.33 1.64 2.00 2.25 2.80

인장신율 D4632 % 50 50 50 50 50 50

인열강도 D4533 kN 0.42 0.51 0.64 0.89 0.96 1.27

꿰뚫림 강도 D4833 kN 0.53 0.62 0.75 1.11 1.33 1.71

UV 저항성 D4355 % 70 70 70 70 70 70

○ ISO 버전 [GRI GT-12(b)]

항목 시험방법 단위 단위면적당 질량(g/㎡)

단위면적당 질량 ISO09864 g/㎡ 350 400 600 800 1000 2000

인장강도 ISO10319 kN/m 16 21 27 32 36 45

인장신율 ISO10319 % 50 50 50 50 50 50

인열강도 ISO13937 kN 0.42 0.51 0.66 0.89 0.96 1.32

꿰뚫림 강도 ISO12236 kN 3.1 3.6 4.1 4.9 7.6 11.0

꿰뚫림 신율 ISO12236 mm 38 38 38 38 38 38

UV 저항성 ISO12959 or

EN12224 % 70 70 70 70 70 70

5) GRI Test Method GT-13(a) (도로용)

○ AASHTO M288과 유사함.

○ 강도에 따라 1~3등급, 고신율 및 저신율 제품으로 구분하고 있음.

항목

시험방법

(ASTM)

단위

토목섬유 분류

1 등급 2 등급 3 등급

ε<50% ε≥50% ε<50% ε≥50% ε<50% ε≥50%

인장강도(grab) D 4632 N 1400 900 1100 700 800 500

인열강도 D 4533 N 500 350 400 250 300 180

꿰뚫림 강도 D 6241 N 2800 2000 2250 1400 1700 1000

투수계수 D 4491 sec-1 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02

유효구멍크기(AOS) D 4751 mm 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60

자외선 안정성 D 4355 % 50 50 50 50 50 50

3) GRI : Geosynthetic Research Institute

358 ❙ 터널공

5 부직포 종류별 성능 검토

□ 부직포 성능 실험

○ 실험 개요

- 대상 시료

구분 시료의 성상 공칭 질량(g/㎡)

F-PET400(1-1) 장섬유 PET 400

F-PET400(1-2) 장섬유 PET 400

F-PET400(1-3) 장섬유 PET 400

F-PET400(2) 장섬유 PET 400

S-PP500 단섬유 PP (신재) 500

S-PET400 단섬유 PET (신재) 400

S-Mix600 단섬유 PP 신재와 단섬유 재생 PET 혼용 600

- 실험 항목

항목 규격 방법

질량 KS K ISO 9864

두께 KS K ISO 9863-1

인장강도 KS K 0743 그래브법

인장신장률 KS K 0743 그래브법

인장강도 KS K ISO 10319 광폭스트립법

인장신장률 KS K ISO 10319 광폭스트립법

정적 꿰뚫림강도 KS K ISO 12236 C.B.R 꿰뚫림강도

동적 꿰뚫림강도 KS K ISO 13433 콘관입시험

가수분해 저항성 KS K 0936 95℃ 탈이온수 28일 노출 후 강도

보유율 측정

산화 저항성 KS K ISO 13438 110℃ 오븐 28일 노출 후 강도

보유율 측정

산․알칼리 저항성 KS K ISO TR 12960 황산 및 수산화칼슘에 72시간 침지

후 강도보유율 측정

- 실험 항목은 KS K 0926 "지오텍스타일 및 관련제품 - 터널 및

지하구조물 건설에 요구되는 특성“에서 규정하는 내구성 시험

기준을 근거로 선정함.

* 시험조건은 2015년 12월부로 PET의 가수분해 저항성에 대해 80℃, PP의

산화 저항성에 대해 90℃(기중) 또는 80℃(수중)로 변경되었음. 산화 저항

성의 경우 ISO 13438에서는 80℃ 수중에 28일간 보관 후, 100℃ 오븐에

서 56일간 노출시키는 조건으로 2017년에 변경될 예정임.

설계행정

터널공 ❙ 359

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

○ 실험결과 요약

항목 단위 F-PET400

(1-1)

F-PET400

(1-2)

F-PET400

(1-3)

F-PET400

(2) S-PP500 S-PET400 S-Mix600 기준치

질량 g/㎡ 405.4 451.5 423.6 424.0 534.7 402.6 607.7 400

두께 mm 3.95 4.05 3.73 4.02 5.20 2.66 4.75 2.0

인장강도

(그래브법)

길이

N

- 2466 2293.2 2628 - 1132 -

1120

폭 - 1428 1322 1479 - 1123 -

인장신장률

(그래브법)

길이

%

- 77.8 85.2 68.8 - 53.9 -

50

폭 - 95.3 105.4 84.7 - 78.7 -

인장강도

(광폭스트립법)

길이

kN/m

35.61 39.72 35.64 39.10 18.08 18.23 20.53 -

폭 20.50 22.70 21.82 21.72 33.97 15.36 28.30 -

인장신장률

(광폭스트립법)

길이

%

69.4 79.8 94.2 56.1 157.7 48.1 81.0 -

폭 81.1 92.4 108.9 65.4 130.8 74.4 71.6 -

정적 꿰뚫림강도 kN 4.57 - - - 3.24 - 3.70 -

동적 꿰뚫림강도 mm 10.7 - - - 5.2 - 3.9 -

가수분해

저항성

길이

%

26.3 34.8 51.7 55.8 54.9 59.5 37.1 -

폭 21.6 35.8 53.0 40.4 41.0 56.5 37.2 -

산화 저항성

길이

%

- 95.1 - 94.7 84.6 95.7 61.4 -

폭 - 98.7 - 98.3 85.8 92.7 71.9 -

산 저항성

길이

%

89.4 92.4 - 95.4 98.2 98.2 98.0 -

폭 98.7 94.4 - 98.9 92.0 96.8 94.6 -

알칼리

저항성

길이

%

85.2 89.5 - 83.3 91.1 79.5 54.0 -

폭 84.1 86.6 - 85.6 98.5 98.6 59.6 -

* 시료 기호 : ‘F-'는 장섬유(Filament), 'S-'는 단섬유(Staple)를 의미하며, 뒤의 숫자는 공칭 질량을

표시한 것임.

360 ❙ 터널공

○ 실험결과 분석

- 인장 특성

∙인장강도는 대체로 기존 기준치를 만족하는 수준이며, 장섬유가 다소 높음.

∙신장률은 모두 기준치(50%)를 만족하며, 단섬유 PP가 가장 높음.

- 꿰뚫림 특성

∙정적 꿰뚫림강도는 장섬유가, 동적 꿰뚫림강도는 단섬유가 우수함.

- 가수분해 저항성

∙강도보유율의 분포는 22~57%로 나타남.

∙일반적으로 PET는 쉽게 가수분해되는 특성이 있어 KS K 0926에서 PET는

가수분해 저항성 시험을 하도록 규정하고 있고, 강도보유율 50% 이상이면

50년의 내구성을 보장한다고 기술하고 있음.

∙본 실험은 2015년 개정된 KS K 0926에서 규정하는 실험 온도(80℃)보다

높은 온도(95℃) 조건에서 수행하였으므로 80℃ 조건으로 실험한다면 보다

높은 강도보유율을 나타낼 것으로 예상됨.

∙PP는 일반적으로 가수분해 특성이 없으나, 본 실험에서는 PP의 강도

보유율이 PET와 유사하게 나타남. 생산 및 보관 조건이 다른 다수의 PP

시료로 평가하면 보다 향상된 가수분해 저항성을 보일 것으로 판단됨.

- 산화 저항성

∙강도보유율의 분포는 61~95%로 나타남.

∙일반적으로 PP는 쉽게 산화되는 특성이 있어 KS K 0926에서 PP는 산화

저항성 시험을 하도록 규정하고 있고, 강도보유율 50% 이상이면 50년의

내구성을 보장한다고 기술하고 있음. 단, 90℃ 기중에서 112일, 또는 80℃

수중에서 56일 조건이므로 본 실험의 조건(110℃ 기중에서 28일)과는 다소

상이함.

∙PP 신재는 강도보유율 85%로 높게 나타났으나, 재생 PET를 혼용한 경우는

61%로 다소 낮은 강도보유율을 보임.

- 산․알칼리 저항성

∙산 저항성은 모두 89% 이상의 높은 강도보유율을 나타냄.

∙알칼리 저항성은 재생 PET 혼용 제품이 54%로 낮게 나타났으며, 신재만을

사용한 나머지 시료는 모두 80% 이상의 높은 강도보유율을 나타냄.

설계행정

터널공 ❙ 361

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

- 실험결과 종합

∙섬유종(장섬유, 단섬유)에 따른 비교

단섬유 신재는 장섬유보다 강도가 다소 낮지만 우리공사 터널용 부직포의

품질기준을 만족할 만한 수준이며, 내구성 측면에서는 장섬유와 단섬유의

차이가 크지 않았음. PP의 경우 알칼리 저항성은 장섬유 PET보다 오히려

더 우수한 결과를 나타냄.

∙소재(PET, PP, 재생섬유 혼용 여부)에 따른 비교

PET 소재 중에서 가수분해 저항성이 낮은 경우가 있었지만 대체로 신재

만을 사용한 경우의 품질은 문제가 없을 것으로 판단됨. 단섬유 PP 신재에

재생 PET를 혼용한 경우, 내구성(가수분해 및 산화 저항성)이 다소 낮으며,

알칼리 저항성은 특히 더 약하게 나타났으므로 재생 혼용 부직포는

사용을 제한할 필요가 있음.

362 ❙ 터널공

6 개선방안

□ 개선방안

○ 부직포 재질을 특정 섬유종(장섬유)으로만 제한하는 규정 개선

- 재질은 PET, PP로 규정(PP의 경우 PE4) 혼용 가능)

○ 기본 물성 향상을 위해 두께 기준 상향(2.0→3.0㎜)

- 섬유 분산 균제성이 다소 낮은 부직포의 기본적인 특성을 감안하여

두께기준 상향

- 두께기준 상향을 통해 배수성능 및 방수막 보호기능 향상 가능

* (참고) 일본의 경우에도 두께기준 ‘3.0mm 이상’ 채택

○ 가수분해/산화 저항성 기준 추가

- KS K 0926에 따르면 가수분해/산화 처리 후 강도보유율 50% 이상

이면 4≤pH≤9이고 흙의 온도가 25℃ 이하인 자연 흙에서 50년 동안

내구성이 있음.

- 재생 원료 사용 여부 간접적 판별 가능

○ 액체(산․알칼리) 저항성 기준 추가

- 종전의 모호한 기준(지중 화학성분에 대한 내구성)을 구체화

○ 기타사항

- 융점은 재료의 고유 특성이므로 품질기준 항목으로는 적합하지 않다고

판단되어 삭제

* 현장 품질기준에서 열융착 접합온도 관리 주의사항으로 언급

- AASHTO M288과 같은 국외 기준에서 적용중인 인열/파열/꿰뚫림

강도 등은 터널 환경에서의 요구 물성 조건5)을 감안할 때 인장강도

로 대체가 가능하다고 판단됨.

* KS K 0926에서는 터널 및 지하 구조물에 사용되는 지오텍스타일에 대한 필수 시험 항목으로

인장강도 및 꿰뚫림 저항을 규정하고 있으며, ‘인장강도 또는 꿰뚫림 저항 가운데 하나만을

사용하여도 충분하다’라고 언급함.

- 현장 관리시험 빈도는 기존 ‘7,000㎡마다’에서 터널 단면 크기에 관계

없이 연장 ‘500m마다‘로 변경

- 개정된 품질기준은 2017년 1월 1일부로 적용

4) PE : Polyethylene (폴리에틸렌)의 약자

5) 터널 배수용 부직포는 시공이 완료된 후에 추가로 과다한 변형을 받을 가능성이 거의 없음.

설계행정

터널공 ❙ 363

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

□ 터널 배수용 부직포 품질기준

구 분 단 위 품 질 기 준 관련시험규격 비 고

재 질 PET 또는 PP (PP의 경우 PE 혼용 가능)1)

소재의 단일겹 부직포 KS K 0210 변경

두 께 mm 3.0 이상 KS K 0506 상향 조정

단위면적당

질량 g/㎡ 400 이상 KS K ISO 9864

인장강도 N 1,120 이상 KS K 0743

신 장 률 % 50 이상 KS K 0743

투수계수 cm/sec 2.6×10-1 이상 KS K ISO 11058

가수분해

저항성2) % 인장강도 보유율 50% 이상

※시험조건 : 80℃ 물, 28일

KS K 0926

KS K 0936 신설

산화

저항성13) %

인장강도 보유율 50% 이상

※시험조건 : 80℃ 수중에 28일 보관 후 시험,

100℃ 오븐, 56일

ISO 13438

ISO DIS 134385) 신설

산화

저항성24) % 인장강도 보유율 75% 이상

※시험조건 : 110℃ 오븐, 28일 KS K ISO 13438:2007 신설

액체 저항성 %

인장강도 보유율 80% 이상

※시험조건 : 포화수산화칼슘 및 0.025M 황산,

60℃, 144시간

KS K ISO TR 12960 신설

융 점 ℃ 130 이상(열융착 시공을 요하는 경우만 적용) KS K 0328 삭제

1) PET(폴리에스터)는 PP(폴리프로필렌) 또는 PE(폴리에틸렌)를 혼용할 수 없으며, PP는 PE를 혼용

할 수 있다. 재생원료는 사용하지 않아야 한다.

2) 가수분해 저항성 시험은 PET 소재에 한하여 실시한다.

3) 산화 저항성 시험은 PP (또는 PE 혼용 PP) 소재에 한하여 실시하며, ‘산화 저항성1’ 항목의 조건으

로 시행하는 것을 원칙으로 한다.

4) 현장 관리시험시 산화 저항성 시험은 ‘산화 저항성2’ 항목의 조건으로 시행할 수 있다.

5) ISO DIS 13438은 개정중인 드래프트 버전이며, 2017년에 ISO 13438에 반영될 예정임.

※ PP (또는 PE 혼용 PP) 적용시 주의사항

열융착 시공이 필요한 경우, PET에 비해 융점이 낮으므로 접합온도가 과도하게 높아지지 않도록

주의하여야 한다.(융점 : PET 250℃ 이상, PP 130~170℃, PE 105~115℃)

※ 부직포는 유기재료의 특성상 내광성이 취약할 수 있으므로 보관 과정에서 태양광을 받지 않도록 조치

하여야 한다.

※ 현장 관리시험 빈도는 터널 연장 500m마다 1회 실시한다.

□ 품질기준 신구대조표

구 분 단 위 종 전 개 선

재 질 단일겹 장섬유 PET 또는 PP (PP의 경우 PE 혼용 가능)

두 께 mm 2.0 이상 3.0 이상

단위면적당

질량 g/㎡ 400 이상 400 이상

인장강도 N 1,120 이상 1,120 이상

신 장 률 % 50 이상 50 이상

투수계수 cm/sec 2.6×10-1 이상 2.6×10-1 이상

가수분해

저항성 % - 인장강도 보유율 50% 이상

※시험조건 : 80℃ 물, 28일

산화 저항성 % -

인장강도 보유율 50% 이상

※시험조건

80℃ 수중에 28일 보관 후, 100℃ 오븐, 56일

액체 저항성 % -

인장강도 보유율 80% 이상

※시험조건 : 포화수산화칼슘 및 0.025M 황산,

60℃, 144시간

융 점 ℃ 130 이상(열융착 시공을 요하는

경우만 적용) -

364 ❙ 터널공

7 참고문헌

1. 산악터널공법 방수공 지침, (사)일본터널기술협회, 1990.

2. AASHTO M288-96, Standard Specifications for Geotextiles, 1996.

3. Geosynthetic Design and Construction Guidelines, FHWA HI-95-038, 1998.

4. GRI Test Method GT-12(a) - ASTM Version, Standard specifications

for "Test methods and properties for nonwoven geotextiles used as

protection (or cushioning) materials", 2002.

5. GRI Test Method GT-12(b) - ISO Version, Standard specifications

for "Test methods and properties for nonwoven geotextiles used as

protection (or cushioning) materials", 2008.

6. GRI Test Method GT-13(a) - ASTM Version, Standard specifications

for "Test methods and properties for geotextiles used as separation

between subgrade soil and aggregate", 2012.

7. GRI Test Method GT-13(b) - ISO Version, Standard specifications

for "Test methods and properties for geotextiles used as separation

between subgrade soil and aggregate", 2012.

8. KS K 0926 "지오텍스타일 및 관련제품 - 터널 및 지하구조물 건설에

요구되는 특성", 2015.

부 록 1. 공청회 주요 의견

2. 자문회의 주요 자문의견

3. KS K 0926 : 2015 "지오텍스타일 및 관련제품 - 터널

및 지하구조물 건설에 요구되는 특성“ 중 부속서 B

내구성 편

4. ISO DIS 13438에서 규정하는 산화 저항성 시험조건

(Method A)