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개량형 신축이음장치(컴프레션씰 Type) 확대적용

방안

구조물처-994

(2014.05.02)

1 개 요

□ 목 적

주행쾌적성 및 경제성 향상 도모를 위하여 자체 개발한 개량형 신축

이음장치(컴프레션씰 Type)에 대한 확대 적용 방안을 수립코자 함.

□ 추진경위

o 2012. 5 : 개량형 신축이음장치(단순구조 조인트) 적용방안 수립

- 신축이음부 잦은 파손으로 주행 쾌적성 저하

- 신축이음부 누수로 보수비 과다 (최근 5년간 평균 50억원)

- 유간 50mm이하의 소규모 교량(L=100m이하)에 적용

o 2012. 6 ~ 8 : 개량형 신축이음장치 시험시공(5종류)

- 대 상 : 중부선 곤지암3육교 등 17개소 적용

실런트타입 앵글타입 탄성Con'c-Ⅰ 탄성Con'c-Ⅱ BFLJ(매립형)

o 2013. 7 : 시험시공구간 추적조사(1차) 시행

- 탄성콘크리트-Ⅰ, Ⅱ Type이 부착성 등 상태 양호

o 2014. 2 : 확대적용을 위한 추진계획 수립

- 국민행북 100대 과제 추진을 위한 세부 추진계획 수립

· 과제명 : 「주행 쾌적성 향상을 위한 교량이음매(신축이음) 개량」

o 2014. 3 : 시험시공구간 추적조사(2차) 시행

- 시험시공 공법(5종)중 탄성콘크리트-II(컴프레션씰) Type이 가장 우수

o 2014. 4 : 실무적용성 심의 완료

- 컴프레션씰 Type 추적조사 결과 및 시공지침(안)의 적정성

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2 시험시공 및 추적조사 결과

2012년 시험시공한 5개 공법중 컴프레션씰 Type이 가장 우수

□ 컴프레션씰 Type

o 시험시공 개요

본부 지사 교량명 이정(km) 위치 시험시공 비고

강원 대관령 면온1교(인천) 영동선175.25 A1 2012. 7

전북 무주 삼가1교(하남) 중부선159.91 A1 2012. 6

o 추적조사 결과

- 탄성콘크리트의 표면상태 및 탄성콘크리트-후타콘크리트 접착양호

- 우천시 확인결과 하부 누수 구간 없음.

- 탄성봉함재와 탄성콘크리트와의 접착 상태 양호

봉함재 상태 후타콘크리트 누수여부

접착부 상태 양호 미세균열 발생 누수 없음

3 확대 적용 방안

□ 공법개요 【컴프레션씰 Type 신축이음】

설치단면 개요 및 적용

▪컴프레션씰을 현장 유간에 맞게 제작 후,

탄성콘크리트 양측에 접착하여 마감

▪대상 : 신축유간 20~50mm

▪재료

- 후타재 : 초속경 개질 + 탄성 콘크리트

- 컴프레션씰 : 네오프렌 고무

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o 부재별 특징

- 탄성콘크리트

개 념 도 특 징

▪차량 진행시 발생하는 윤하중에 효과적으로 저항

▪차량충격하중의 흡수 및 하부구조로 하중 분산, 전달

▪폴리우레탄 재료와 특수골재를 현장에서 배합사용

(주재+경화재+골재)

▪NYDOT1), ILDOT2), TXDOT3)등에서 많이 사용

▪콘크리트, 강재 등에 부착성능 우수

- 컴프레션씰

개 념 도 특 징

▪공장에서 제작된 고무(네오프렌) 컴프레션씰을

접착제를 사용하여 시공하는 탄성조인트

▪형상 : 밀폐된 벌집모양 셀 구조

▪유간보다 크게 제작하여 압축하여 설치

▪재개량시는 컴프레션씰만 교체하므로 경제적

□ 자재 품질기준

o 후타콘크리트(시멘트콘크리트 교면포장용 초속경 콘크리트 사용)

- 품질시험항목 : 염분침투저항성 등 10개항목 - [붙임1]

- 상용성 인증 제품은 사용가능 (현재기준 10종) - [붙임2]

o 탄성콘크리트

- 국내 시험기준 부재로 미국 뉴욕주 기준 적용[붙임3 참조]

※ 시험시공에 사용된 제품은 뉴욕주에서 품질인증(Approved List) 기

취득(2005.12.19)하여 사용중에 있음

o 컴프레션씰

- 국내 시험기준 부재로 ASTM D3542 기준 적용[붙임3 참조]

1) 뉴욕주 교통국, 2) 일리노이주 교통국, 3) 텍사스주 교통국

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□ 확대적용 대상 선정 기준

o 2014년도 개량사업대상(194개소) 중 다음의 기준을 적용하여 선정

- 유간 50mm이하 교량(83개소) 중에서 알칼리 골재반응, 연약지반 등

현장여건 불리한 경우 제외

- 신축량이 없는 고정단 및 Skew가 없는 교량 위주로 선정

· Skew 교량에서는 전단변형을 일으킬수 있음

☞ 총 32개소 적용 대상 선정[붙임4]

o 2015년 이후에는 상기기준에 의거 본부(지사)에서 수립·시행

□ 단가 비교 검토

(유간 50mm기준)

구분

모노셀로

개량시

컴프레션씰로 개량시

비고

최초 개량 재 개량

단가(원/m) 722,015 693,109 242,844

차액(원/m) - -28,906 -479,171

☞ 단가산출서 별첨[붙임5]

□ 시공시 유의사항

o 후타콘크리트는 시멘트계 교면포장 초속경 개질재 콘크리트의

시공지침(안) 참조하여 시공

o 탄성콘크리트 배합은 생산자가 제공하는 매뉴얼에 따르고 배합

완료후 5~10분이내에 타설 완료하고 평탄성이 유지되도록 흙손

등으로 정리

o 컴프레션씰은 규격 선정시 교량의 신축량 등을 고려하고 포장

면보다 5mm가량 낮게 시공(압축시 상부로 튀어나오지 않도록하기

위함)하며 탄성콘크리트와 접착이 잘 이루어지도록 시공

※ 품질 및 시공관리에 관한 상세사항은 시공지침(안)[붙임3] 참조

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□ 특허 관련사항

o 공법에 대한 특허(신기술) 실적은 없으므로 어떤 업체든 시공이 가

능하므로 신축이음장치 개량공사 실적이 많은 회사로 시공을 유

도함이 바람직 함.

o 자재(탄성콘크리트, 컴프레션씰)에 대한 특허를 보유한 업체의 독

점에 의한 횡포를 막기 위하여 품질기준에 적합한 자재는 사용 가

능토록 함.

4 기대효과

□ 계량적 효과

o 신축이음 유지보수비 절감액 : 328백만원/년

- 현 행 : 722,015원/m×14.3m×1.5×32개소/년 = 495백만원

- 개 선 : 242,844원/m×14.3m×1.5×32개소/년 = 167백만원

※ 2차로(14.3m) 기준, 제잡비 50% 적용

□ 비계량적 효과

o 재보수시간 단축(10시간→3.5시간)으로 통행제한 최소화

- 재보수시에는 후타콘크리트 깨기 및 타설 양생 불필요

o 교량하부 소음 저감(5.3dB)으로 주행 쾌적성 향상

o 특허등록 등을 통한 지적재산권 확보 가능

5 향후 추진계획

□ 특허등록 추진

o 특허 출원가능 여부 검토 후 특허등록 추진

- 우수 공법에 대한 지적재산권 확보

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□ 지속적 추적조사 시행

o 시험시공 구간 및 확대적용 구간에 대한 이력관리 지속 시행

- 지속적 추적관리로 내구성 검증

- 시공 이력 관리를 통한 품질관리 방안 개선 추진

□ 품질관리 기준 연구 수행

o 엄격한 품질관리를 위한 재료품질기준 보완 시행

- 컴프레션씰용 접착제 품질기준 및 탄성콘크리트, 컴프레션

씰의 국내기준 마련을 위한 조사·연구 추진

붙 임 : 1. 후타콘크리트 재료품질기준

2. 초속경 콘크리트 상용성 인증 현황

3. 개량형 신축이음장치(컴프레션씰) 시공지침(안)

4. 확대 적용대상 현황

5. 단가 산출서

6. 컴프레션씰 Type 신축이음 시공상세도

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후타콘크리트 재료 품질기준

☐ 기준적용

o 시멘트 콘크리트계 교면포장 보수재료(초속경) 품질 기준 적용

☐ 품질기준

항 목 단 위 품 질 기 준

내구

특성

염분침투저항성 Coulomb

1000 이하

(초속경, 조강 : 28일 양생)

동결융해저항성 %

80이상

(초속경, 조강 : 28일 양생)

스케일링저항성 kg/㎡

m56/m28

1.0 미만(박리량),

2.0 미만(박리량비율)

(초속경, 조강 : 28일 양생)

균열저항성 -

재령 56일까지

구속건조수축균열 없음

마모저항성 mm

2 이하

(초속경 7일, 조강 28일)

구조

특성

압축강도 MPa

21이상 (개방시간),

27이상 (28일 양생)

부착강도 MPa

1.4 이상

(개방시간)

적합

특성

건조수축 %

0.15 이하

(초속경 7일, 조강 14일 양생)

열팽창계수 /℃

4.0~20.0×10

-6

(초속경 7일, 조강 28일 양생)

탄성계수 MPa

1.13×104～7.80×104

(초속경 7일, 조강 28일 양생)

※ 개방시간 : 포설 후 교통개방까지의 양생시간(초속경 4시간, 조강 12시간～72시간)

※「콘크리트계 교면포장 보수재료 품질기준」개정 (도로교통연구원 도로시험팀

-1157, 2011. 7. 21)

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