238 ❙ 구조물공

4-4 구조물공

제설염해 방지를 위한 콘크리트 구조물

표면보호재 적용 방안

구조물처-3819

(2024.12.17.)

1 추 진 배 경

ㅇ 제설 염해로 인한 콘크리트 구조물 열화를 방지하기 위하여 표면보호

공법의 합리적인 적용기준을 마련하고자 함

‧ (열화 매카니즘) 염분은 콘크리트 동결융해를 반복하고, 내부 침투후 철근을

부식시켜 열화를 가속화

콘크리트 동결융해 철근부식

‧ (표면보호공법) 콘크리트 열화인자염화물, 수분 등 침입을 차단 또는 억제할

목적으로 콘크리트 구조물 표면에 실시하는 예방적 공법

2 추 진 경 위

ㅇ (09. 3. 24) 예방적 유지관리를 위한 교량청소 방안 [구조물처-878호]

* 강설량이 많은 한랭지역 방호벽, 교대, 교각 등에 콘크리트 표면보호재료 적용

ㅇ (10. 2. 26) 구조물 열화방지를 위한 콘크리트 보호재료 적용방안 [건설처-802호]

* 강설일 10일, 강설량 연평균 20cm 이상 지역ó 교량 방호벽 표면보호재료 적용

ㅇ (10.11.5) 제설 염화물 피해 최소화 방안 [구조물처-2549호]

* 교대·교각, 방호벽(상태평가 c～d 등급) 단면보수 후 표면보호재료 시공

** 열화 진행정도에 따른 손상 부위별 세부 보수방안 분류

ㅇ (11.12.26) 콘크리트 표면보호재료의 잠정 적용방안 [연구개발실-4015]

* 내구수명 확보, 열화e도 지연이 필요한 경우 등에 표면보호재료 적용

ㅇ (21.9. 9) 고속도로 장수명 설계추진 방안 [설계처-2700]

* 염화물 침투가 우려되는 교량 하부구조 등에 대한 설계단계 표면보호재료 적용 검토

238 구조물공

구조물공 ❙ 239

구조물공

3 현실태 및 문제점

 (손상심화) 제설염해로 인한 열화발생과 보수비용이 급속히 증가

ㅇ 제설 염화물 체류 및 침투로 구조물 주요부재의 열화손상 심화

ㅇ

제설제 사용량 증가 제설 염화물 체류 제설 염화물 침투

바닥판 교대, 교¹ 난간방호벽 신축이음

ㅇ 열화부 보수비용은 5년전 대비 약 11배 증가

* (’19년) 19억원 ⇨ (‘23년) 211억원 (시설개량예산 집행실적 기준)

☞ 열화방지 및 보수비용 절감을 위한 예방적 조치공법 적용 필요

 (기준미흡) 건설 및 유지관리 단계별 세부 적용기준 부재

ㅇ (유지관리 단계) 사후조치 위주로 공법 적용중

- 적설지역 등 염해 불리구간의 여건을 감안한 예방적 적용기준 부재

* 열화발생 개소에 단면 보수후 표면보호공법 적용 (구조물처-2549호, ‘10. 11. 5)

- 장기 공용구간에 표면보호재 단독 시공시 시공효과가 미비

* 염화물 침투 진행 개소에는 열화방지 효과가 미흡 (공용구간 실태조사, ‘24. 5월)

ㅇ (설계․건설 단계) 구조물 장수명 설계 추진과제 항목으로 검토

추진 중이나, 최종 적용기준 부재

* 공용 3년이내 표면보호재 적용구간의 염화물 차단효과는 평균 74%이며,

공용이전에 적용하여 사전 차단하는 것이 효과적· (도교원, 2016)

☞ 표면보호공법의 적용효과 제고를 위한 세부 적용기준 마련 필요

구조물공 239

구조물공

240 ❙ 구조물공

4 검 토 내 용

◈ 제설염해 위험개소에 대한 표면보호공법의 선별적 적용기준 수립

◈ 열화방지 효과 제고를 위한 표면보호공법 시공 관리기준 마련

 (위험구간 선정) 제설제 사용량 및 공용년수를 고려하여 선정

 

구 분	내 용
제설염해 중점괌리 대상	- 해당지사의 제설제 사용량이 전체 평균 사용량* 이상이고 공용년수 20년 이하인 교량 (2,560개소, 붙임 1, 2 참조) * 최근 3년 평균 제설제 사용량 : 18.3톤/km(2차로 환산) ** 중점관리대상에 한해 예방적 조치로 표면보호공법 단독적용 검토
제설염해 일반관리 대상	- 중점관리대상 이외의 교량

 

※ 제설염해 중점관리대상 선정 사유

- 콘크리트 열화의 주요원인은 제설염화물 내부침투에 따른 철근부식

팽창이므로 제설제 사용Ü이 가장 큰 변수임

- 표면보호공법은 예방적 조치로 공용기간이 짧고 열화진전이 작은 대상에 효과적임

 (선별적 적용) 열화손상 우려가 있는 위험구간 예방조치 우선

ㅇ 부재 육안 상태평가, 염화물 상태평가 모두 B등급 이상시 표면보호재 적용

 

구 분	표면손상 미발생 (해당부재 상태평가 B등급 이상)		표면손상 발생 (해당부재 상태평가 C등급 이하)
제설염해 중점괌리 대상	염화물 상태평가 시행		기존방침*에 따라 열화부 단면 보수후 표면보호공법 적용
	B등급 이상	C등급 이하
	표면보호재 시공	주의관찰
제설염해 일반관리 대상	기존방침에 따라 열화부 단면 보수후 표면보호공법 적용

 

* 제설 염화물 피해 최화 방안 (구조물처-2549호, ‘10. 11. 5)

240 구조물공

구조물공 ❙ 241

구조물공

 (세부기준 검토) 부재별, 재료별 적용방안 수립

ㅇ 손상 미발생 중점관리대상의 예방조치시 부재별 적용범위 확대

 

구 분	방 호 벽	교 대	교 각	바닥판
손상 미발생 제설염해 중점관리 대상 (붙임 3 참조)	방호벽 전면적	신축이음이 있는 교대 전면적	신축이음이 있는 교각 코핑 전면적	신축이음 및 중분대 하부
그 외 구 간	기존방침에 따라 열화부 단면 보수후 표면보호공법을 적용하되 열화가 부재전반에 걸쳐 발생시 해당부재 전면적 적용

 

ㅇ 재료별 적용기준

구 분 흡수 방지재 도 막 재

개 요

흡수방지재

표면

도 막

재

표면

적용부재 교대 교각 방호벽 등 전부재 중점관리대상의 방호벽은 적용 지양*

* 도막재 형식은 물리적 충격에 약해서 제설 리무빙 작업이

빈번한 기관에서는 방호벽 하부 도막재 조기 탈리 발생

 (시공관리) 표면보호재 예방조치 적용구간 성능확인 및 관리 철저

ㅇ 현장 시공 완료후 적정 시공여부 확인을 위한 성능검증 시행

- (대 상) 손상 미발생 중점관리대상의 표면보호공법 적용 개소

- (성능확인) 시공 교량별 시료 채취후 품질시험 시행

 

구 분	현장시험 항목	기 준 값	비 고
도 막 재	부착강도	1.0mpa 이상	공인기관 의뢰시험 시행 (기준미달시 재시공 등 보완조치 시행)
흡수방지재	물-흡수 계수비	0.10 이하

 

* 부착강도는 현장시험의 변동성 등을 고려하여 KS 기준값 준용

** 1개 교량에 복수 부재(교대, 교각 등) 시공시 1개 부재에 대해서만 품질시험 시행

ㅇ 준공후 하자 기간내 손상 발생(들뜸, 박리 등)시 하자처리 철저

구조물공 241

구조물공

242 ❙ 구조물공

5 협 조 사 항

 (설 계 처) 설계단계 취약구간* 표면보호공법 예방적 조치 적용

* 방호벽 및 신축이음이 있는 교대, 교각, 바닥판 (붙임 3 참조)

 (건 설 처) 공사중인 노선의 취약구간 표면보호공법 적용 검토

* 노선 현황 및 총사업비 등 공사별 여건을 감안하여 반영여부 결정

 (지역본부 및 지사) 표면보호공법 적용시 본방침에 따른 현장

조사육안점검 및 염화물 상태평가 등 이행 철저

* 시설개량 사업계획 요청시 현장조사 결과를 첨부자료로 제출 (붙임 5)

242 구조물공

구조물공 ❙ 243

구조물공

붙 임 자 료

붙임 1 지사별 제설제 사용량 및 강설일수 (별첨)

붙임 2 제설염해 중점관리 교량 현황 (별첨)

붙임 3 표면보호공법 예방적 조치 부재별 적용방안

붙임 3 콘크리트 표면보호재 품질기준

붙임 3 표면보호재 현장조사육안점검, 염화물 상태평가 검토서(양식)

붙임 3 공법별 단가구성 유의사항

구조물공 243

구조물공

244 ❙ 구조물공

붙임 3 표면보호공법 예방적 조치 부재별 적용방안

◉ 표면손상 미발생(부재 상태등급 B이상) 중점관리대상 적용

* 표면손상 발생 중점관리대상 및 일반관리대상은 기존방침(구조물처-2549호,‘10. 11. 5)에

따라 열화부 단면 보수후 열화손상 부위별로 표면보호d 시공

 방호벽(난간, 중분대) 및 종방향이음부

ㅇ 방 호 벽 : 전체높이 적용(배면, 상면 제외)

ㅇ 종방향 이음부 : 일체형방호벽이 위치한 바닥판 하면 적용

전체높이

전면적 적용

거더

거더 ~ 거더 사이

전면적 적용

 교대

ㅇ 신축이음이 위치한 교대 전면(토공 처리구간 외 노출면 전체) 적용

* 유지관리단계에서는 거더 후면과 인접한 흉벽부는 적용 제외 (시공공간 부족)

날

개

벽

244 구조물공

구조물공 ❙ 245

구조물공

 교각

ㅇ 신축이음이 위치한 교각 코핑 전면 적용

 바닥판

ㅇ 신축이음이 위치한 하단부 적용

거더

바닥판

단 부

신축이음이 위치한

교대(교각)측

적용 폭

1m

신축이음이 위치한

교대(교각)측

구조물공 245

구조물공

246 ❙ 구조물공

참 고 열화부 손상 부위별 세부 보수방안 (구조물처-2549호,‘10. 11. 5]

가. 교대, 교각 상단면 및 흉벽

□ TYPE - 1 : 열화가 전구간 산발적으로 발생한 경우

중

분

대

측

받침콘크리트

열화부 제거 후

단면복구

표면보호재료 시공

난

간

측

- 열화 발생부 제거 및 보수후 전체(흉벽 및 상단면) 표면 보호재료 시공

□ TYPE - 2 : 열화가 부분적으로 발생한 경우

받침콘크리트

중

분

대

측

난

간

측

열화부 제거 후

단면복구

표면보호재료 시공

- 열화 발생부 제거 및 보수후 현장 판단에 따라 적정단면 표면 보호재료 시공

※ 교대 상단면의 배수경사(0.5%)가 미 설치된 곳은 체수방지를 위한

유도배수로 설치

체수지점 유도배수 유도배수 사진

접속슬래브

교대

날개벽

0.5% 0.5%

체수지점

유도배수

0.5%

- 기 시행 방침참조(구조물처-378, 2009.3)

246 구조물공

구조물공 ❙ 247

구조물공

나. 방호벽

□ TYPE - 1 : 열화가 전구간 산발적으로 발생한 경우

표면보호재료 적용

열화부 제거후

단면보수

(경간1)

(경간2)

(경간3)

열화 발생부 제거 및 보수후

교량 전체 보호재료 시공

□ TYPE - 2 : 한경간내에서 열화가 부분적으로 발생된 경우

열화부 제거후

단면보수

표면보호재료 적용

(경간1)

(경간2)

(경간3)

열화 발생부 제거 및 보수후

발생된 경간만 보호재료 시공

□ TYPE - 3 : 높이 30cm 내 열화가 일정하게 발생된 경우

표면보호재료 적용

열화부 제거후 단면보수

(경간1)

(경간2)

(경간3)

열화부 h=0～30cm

50cm

열화 발생부 제거 및 보수후

높이 50cm 보호재료 시공

(제설후 잔설 높이 고려)

구조물공 247

구조물공

248 ❙ 구조물공

 콘크리트 표면보호용 도막재의 품질기준

 

구분	항 목		시험 방법	기 준 값	비 고
도료	용기 내에서의 상태		KS M 5000	이상 없을 것	도 료 기 준 추 가
	혼 합 성		KS M 5000	소정 배합에 따라 균일하게 혼합될 것
	도장 작업성		KS M 5000	이상 없을 것
	경화 건조시간		KS M 5000	16~24시간 이내에 경화 건조상태로 될 것
도막	도 막 형 성 후 의 겉모양	표준 양생 후	KS F 4936	주름, 잔갈림, 핀홀, 변형 및 벗겨짐이 생기지 않을 것	KS 기준 시 험 과 정 합 화
		촉진 내후성 시험 후
		온․냉 반복 시험 후
		내알칼리성 시험 후
		내염수성 시험 후
	중성화 깊이(㎜)			1.0 이하(촉진10주)	KS 기준 시 험 과 정 합 화
	염화물이온 침투 저항성 (Coulombs)			100 이하
	투습도(g/㎡․day)			50.0 이하
	내 투 수 성			투수되지 않을 것
	부착 강도	표준 양생 후		1,5 ㎫ 이상	부착강도 기준강화
		촉진 내후성 시험 후
		온․냉 반복 시험 후
		내알칼리성 시험 후
		내염수성 시험 후내염수성 시험 후
	균 열 대응성	-20℃		잔갈림 및 파단되지 않을 것	KS 기준 시 험 과 정 합 화
		20℃
		촉진 내후성 시험 후
	동결융해 저항성*		KS F 2456 (A법)	외관상 변화 없을 것 내구성지수 80% 이상 (300 싸이클 기준)	추 가

 

* 동결융해 저항성 시험에 사용되는 콘크리트는 한국도로공사 설계기준배합 중 2종

콘크리트 규격(24 ㎫)의 배합 사용

248 구조물공

구조물공 ❙ 249

구조물공

 콘크리트 표면보호용 흡수방지재의 품질기준

 

항 목		시험 방법	기 준 값		비 고
유․무기 구분		KS F 4930	유기질계	무기질계b)	무기계는 침투깊이 확인불가
침투깊이(㎜)			4.0 이상	-
내흡수 성 능	표 준 상 태a)		물흡수 계수비 0.10 이하		물 흡 수 계 수 비 통 일
	내 알칼리성 시험 후
	저온ㆍ고온 반복 저항성 시험 후
	촉진 내후성 시험 후		물흡수 계수비 0.20 이하		유,무기 구 분 없 음
내 투 수 성 능			투수비0.1 이하
염화이온 침투 저항성능(㎜)			교면 방수용 : 1.0 이하 그 외 : 3.0 이하c)		용 도 별 구 분
용 출 저 항 성 능	냄새와 맛 탁도 색도 납(8b) 과망간산칼륨소비량 pH 페놀 증발 잔류분 잔류 염소의 감량		이상 없을 것. 2도 이하 5도 이하 0.1 mg/L 이하 10 mg/L 이하 6～10 0.005 mg/L 이하 30 mg/L 이하 0.2 mg/L 이하		KS 기준 시 험 과 정 합 화
내 산 성		KS M ISO2812-1	이상무
미끄럼 저항감소		KS F 2375	10% 이하 (콘크리트 포장용)		콘크리트 포 장 용
동결박리 저항성		SS 13 72 44(A법) 또는【첨부#5】	100회 이후 건전 (콘크리트 포장용)
인 화 점		KS M 2010	80 ℃ 이하에서 불꽃이 발생하지 않을 것
유 효 성 분 함 량		ASTM D 5095	ASR 억제용 실란계의 유효성분 함량 40% 이상d)		실 란 계 품질확보

 

a) 흡수방지재를 도포하고 열화처리를 하지 않은 시험체

b)무기질계인 경우는 침투비성막형(浸透非成膜形)으로서 방수막을 형성하지 않고, 모세관

공극에 시멘트 수화물과 동일한 형태의 생성물을 생성하여 조직을 치밀화 시킴으로써

외부로부터 물 또는 염소이온(C1-)의 침투를 억제하는 메카니즘을 가지고 있기 때문에

침투깊이의 측정이 불가능하여 침투 깊이 성능을 규정하지 않는다.

c) 단, 흡수방지재의 침투깊이가 3㎜ 이하일 경우, 흡수방지재 침투깊이 이하로 염화이온이

침투 되었을 때는 성능기준에 만족하는 것으로 한다.

d)알칼리골재 반응 억제를 위해 적용하는 흡수방지재는 실란계 재료를 추천함

구조물공 249

구조물공

250 ❙ 구조물공

붙임 5 표면보호공법 적용 현장조사 검토서(양식)

□ 조사대상 현황

 

지역본부 (지사)	위 치	제설제 사용량*	교량명	교량 형식	중점 관리대상	해당 부재	연장(m)	공용 년수
0000 (00)	000선 00.0K	00톤	000교 (00)	PSCI	O	교대	00	00년

 

* 해당지사의 평균 제설제 사용량(2차로 로 환산기준)을 명기

□ 조사결과

 

구 분	내 용				비고
부재 상태평가	- EX) 도막재 박리 발생 OR 균열 과다 OR 적용구간 외관양호 등,,,		상태 등급	B
염화물 상태평가*	염화물 함유량 (kg/m3)	00	상태 등급	C	품질시험 성적서 별첨
종합 결과	-

 

* 염화물 상태평가는해당부재 시료채취가 원칙이나 바닥판, 코핑 하부 등이 현장 여건상 접근 곤란시에는 해당교량 타부재 시험값으로 대체(ex. 바닥판 접근곤란→인접 교대 시험값 활용)

□ 외관조사 주요사진

 

77 * 35 mm	77 * 35 mm
적용대상 원경	적용대상 원경

 

250 구조물공

구조물공 ❙ 251

구조물공

참 고 상태평가 등급산정 기준 (시설물 안전 및 유지관리 실시 세부지침)

□ 염화물 상태평가 등급기준

 

기준	전염화물 이온량	철근부식의 가능성
a	◦염화물 ≤ 0.3kg/㎥	염화물에 의한 부식이 발생할 우려없음
b	◦0.3kg/㎥<염화물<1.2kg/㎥	염화물이 함유되어 있으나, 부식발생 가능성 낮음
c	◦1.2kg/㎥≤염화물<2.5kg/㎥	향후 염화물에 의한 부식발생 가능성 높음
d	◦염화물 ≥ 2.5kg/m3	철근부식 발생
e	-	-

 

 

□ 콘크리트 부재 상태평가 등급기준

ㅇ 교대

 

기준	균열, 변위	열화 및 손상
a	◦구체 균열폭 0.1㎜미만	◦없음
b	◦구체 균열폭0.1㎜이상～0.3㎜미만	◦표면 손상면적 2%미만 ◦앵커블록 내부 결로 발생
c	◦구체 균열폭0.3㎜이상～0.5㎜미만 ◦교대와 날개벽사이에 폭 1.0㎜이상의 균열발생	◦표면 손상면적 2%이상～10%미만 ◦철근부식 손상면적 2%미만 ◦앵커블록 내부 결로에 의한 체수
d	◦구체 균열폭0.5㎜이상～1.0㎜미만 ◦날개벽 기울음 및 손상심화 (배면토 유출) ◦기초의 부등침하로 인한 구체 기울음	◦표면 손상면적 10% 이상 ◦철근부식 손상면적 2%이상
e	◦구체 균열폭 1.0㎜이상 ◦날개벽 전도 위험 있음 ◦부등침하로 인한 교대 안전성 저하	◦코핑부 파손으로 인하여 거더의 탈락 가능성 있음 ◦심한 철근부식으로 인하여 교대의 안전성이 저하됨

 

 

구조물공 251

구조물공

252 ❙ 구조물공

ㅇ 교각

 

기준	균열, 변위	열화 및 손상, 철근부식
a	◦균열폭 0.1㎜미만	◦없음
b	◦균열폭 0.1㎜이상～0.3㎜미만	◦표면 손상면적 2%미만
c	◦균열폭 0.3㎜이상～0.5㎜미만	◦표면 손상면적 2%이상～10%미만 ◦철근부식 손상면적 2%미만
d	◦균열폭 0.5㎜이상～1.0㎜미만 ◦기초의 부등침하로 인한 교각 기울음	◦표면 손상면적 10% 이상 ◦철근부식 손상면적 2%이상
e	◦균열폭 1.0㎜이상 ◦부등침하로 인한 교각 안전성 저하	◦코핑부 파손으로 인하여 거더탈락 가능성 있음 ◦심한 철근부식으로 인하여 교각의 안전성이 저하됨

 

 

ㅇ 난간 및 연석

 

기준	강 재		콘크리트
a	◦양호	◦양호	◦양호
b	◦도장 불량 10%미만	◦고정장치 및 연결재의 이완이 국부적발생	◦경미한 손상, 0.3㎜미만 균열
c	◦도장 불량 10%이상 ◦부식으로 인한 단면 손상 10%미만	◦파손 및 탈락 10%미만	◦0.3㎜이상 균열 ◦박리, 파손, 철근노출 10% 미만 ◦철근부식손상 길이 2% 미만
d	◦부식으로 인한 단면 손상 10%이상	◦파손 및 탈락 10%이상 ◦낙석으로 인한 손상 발생 ◦고정부 열화 및 손상으로 인한 전도의 위험이 있음	◦박리, 파손, 철근노출 10% 이상 ◦철근부식손상 길이 2%이상
e	-	-	-

 

 

252 구조물공

구조물공 ❙ 253

구조물공

붙임 6 공법별 단가구성 유의사항

□ (노임 품 적용) 표면보호재 재료별 적용형식에 따라 반영

 

적용형식	적용 품	비 고
도 막 재*	표준품셈 건축부문 11장 칠공사	참고단가참조
흡수방지재	표준품셈 건축부문 6장 방수공사

 

 

 

 

* 현재 기관별․제품별로 방수공사, 칠공사 품 등을 혼용하여 적용하고 있으나

작업형식 등을 고려 칠공사 품을 기준으로 적용

□ (도막재 도포) 프라이머 도포후 보호재 도포 기준으로 적용하되,

별도기준이 있는 특정(신기술, 특허)제품 사용시 해당기준 반영

※ 주요 제품 도포기준

 

구분	도포 횟수	비 고
A사	프라이머, 보호제 4회 도포
B사	프라이머, 중성화방지제, 보호제 5회 도포

 

 

□ (추가비용 반영) 여건에 따라 구조물 세척 및 고소 작업구간 크레인

등 추가장비 필요시 별도 단가로 반영

구조물공 253

구조물공

254

254 ❙구 조구물조공물공

구조물공 ❙ 255

구조물공

구조물공 255

구조물공

256 구조물공