2016년도 설계실무자료집

포 장 공 06

6-1 콘크리트계 신설 교면포장 내구수명 증진 방안 (품질환경처-1445, 2016. 4. 26)

6-2 교통우회가도 포장 설계기준 검토 (설계처-1796, 2016.06.22)

6-3

시공 및 유지관리를 감안한 노면요철포장(rumble strips) 개선방안 검토

(설계처-1978, 2016.07.05)

6-4 시멘트 콘크리트포장 배합기준 개선 잠정지침 (품질환경처-2535, 2016. 7. 18)

6-5 저토피 지중구조물 상부 포장파손 저감방안 (설계처-2459, 2016.08.19)

6-6

고속도로 콘크리트 포장 종방향 타이닝구간 횡방향 떨림 개선방안

(설계처-2870, 2016.09.30)

6-7

건설공사 포장공종에 대한 하자담보책임기간 적용방안 검토

(건설처-6138, 2016.11.30)

빈 면

(쪽맞춤용)

설계행정

포장공 ❙ 231

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

61

포 장 공

콘크리트계 신설 교면포장 내구수명 증진 방안 품질환경처-1445

(2016. 4. 26)

1 추진배경

□ 열악한 환경조건(교통하중, 염화물, 우수 등)에 직접 노출되어

있는 교면포장에 지속적인 열화 손상 발생

☞ 고객 주행안전성 저하 및 유지관리비 과다 투입

□ 최근 확대 적용되고 있는 “콘크리트계 교면포장” 공법의

초기손상 최소화를 위한 내구성 향상대책 수립 필요

* 공용노선(1~14년) 조사·분석 결과 : 대부분 초기손상이 지속된 것으로 추정

[2015. 재난안전처, 도교원 합동조사 시행]

2 현황 및 문제점

교면포장 현황

□ 형식별 현황

(단위: 개교/ ‘15. 10. 기준)

구분 계 아스팔트계

콘크리트계 교면포장

소계 콘크리트계 노출바닥판

공용중 7,675 4,525

(59%)

3,150

(41%)

2,643

(34%)

507

(7%)

건설중 1,104 102

(9.2%)

1,002

(90.8%)

932

(84.4%)

70

(6.4%)

□ 형식적용 추진경과

o 2000년 이후 : 콘크리트계 교면포장 도입

o 2005. 11 : 콘크리트 노출 바닥판 적용지침(설계처)

o 2008. 2 : 교량바닥판 열화 방지 추진계획(구조물처)

* 내구성 향상을 위해 콘크리트계 교면포장 확대 적용

o 2009. 4 : 고성능콘크리트 노출바닥판및교면포장적용기준(설계처)

- 시험시공 및 실용화 실무위원회 심의 절차를 거쳐 순차적으로 도입

【LMC(2000.12), HPC(2008.6), RPC(2011.10), HSMC(2011.10), PCMC(2013.10)】

＊교면포장 공법별 주요사항 및 표준배합비 비교 : 붙임 1

232 ❙ 포장공

현 실태 및 문제점

□ 내구성 확보를 위한 콘크리트 강도 부족

o 노출상태별 콘크리트 내구성 기준

관련기준 노출상태 최대

물-결합재비

최소 설계

기준강도(Mpa)

콘크리트

표준시방서

(2009)

제빙화학제, 염, 소금물, 바닷물에

노출되거나 이런 종류들이살포된

콘크리트의 철근부식 방지

0.4 35

도로교 설계기준

(2015)

염화물에 의한 부식 -

주기적인 습윤과 건조상태(ED3)

- 35

o 교량 바닥판 설계기준강도 변화

- 노출환경(부식)에 따라 설계강도 상향 조정 [설계처-1418, 2015.5.]

(기존) 경험적설계법: 27Mpa, (변경) 한계상태설계법: 35Mpa

o 현행 교면포장 내구성 확보 미흡

- 압축강도 : 27~35Mpa* (35Mpa 이상: 1개 공법)

【LMC(27), HSMC(27), PCMC(27), RPC(32), HPC(35)】

* 관련기준 : 교면포장 설계 및 시공 잠정지침 (국토교통부, 2011.9)

- 설계기준강도 : 바닥판의 강도 이상 적용

☞ 노출환경 내구성 기준에 맞춰, 교면포장 강도 상향 필요

□ 특정공법 적용에 따른 품질관리 취약요인 상존

o 공법별 사용재료(혼화재, 첨가제 등) 및 품질기준 상이

o 반입자재 현장 확인시험 및 관리 미흡

- 시공업체에서 주요자재(골재, 혼화재 등) 직접 공급

⇒ 품질변동여부 확인 곤란 및 부적합 자재 사용 우려

- 교면포장 내구성능 확인을 위한 현장 확인시험 미흡*

＊장기간(4~5개월) 소요되는 균열저항성 등 4개 항목에 대한 확인시험 미 시행

설계행정

포장공 ❙ 233

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

□ 최근 시공중인 교량에서도 지속적인 노면손상 발생

o 시공 직후 초기손상*으로 장기 공용성 및 내구성 저하 초래

＊oo~oo 등 2개 사업단 38개 교량 균열보수 및 재시공

＊ooooo 등 5개 노선 25개 교량 부착강도 부족 및 균열발생

o 주요 손상원인에 대한 집중관리 필요

소성수축균열(양생불량) 레이턴스 잔류 접촉면(블루밍) 공극형성

※ 주요 손상원인

손상유형 발 생 원 인

균 열

∙시공 및 양생 불량으로 인한 소성수축균열

- 기후조건(온도, 풍속 등)에 가장 큰 영향을 받음

들뜸현상

∙교량 바닥판과 접착성능 확보 미흡

- 교면 절삭 및 청소 등 바닥판 면처리 불량

- 블루밍 작업 불량(콘크리트 타설 전 건조)

□ 상태평가 및 추적관리 시스템 부재

o 시공 직후 상태평가를 통한 명확한 보수기준 부재

⇒ 부적절한 보수가 바닥판 열화로 이어져 내구수명 단축 우려

o 노출환경별* 장기 공용성 검증을 위한 추적관리 시스템 부재

＊노출환경 : 기온, 강설일, 제설제사용량등을고려일반환경과특수환경으로구분

o 육안조사 위주의 외관조사망도 작성으로 관련DB 신뢰성 부족

234 ❙ 포장공

3 내구수명 증진 방안

1. 콘크리트 내구성능 기준 및 검증 강화

□ 콘크리트 설계기준강도(fck) 상향

o 노출환경에 따른 내구성 증진을 위해 배합설계 압축강도 상향

- 특수 노출상태에 대한 시방기준 적용

기 존 개 선

∙공법별 설계기준강도 상이

- 27 ~ 35Mpa 이상

∙ 설계기준강도 상향 적용

- 35Mpa 이상*

＊배합설계 변경 완료 시까지, 교량바닥판 이상의 강도 적용 가능

o 강도 상향에 따른 배합설계 변경 적정성 검토 시행

- 표준배합비 변경, 관련 품질기준 적합 여부 확인

□ 내구성능 검증절차 강화

o “공급원승인” 시 내구성능 검증절차 현실화

기 존 개 선

∙A군 자재 : 품질 변동요인이 적은 자재

- 공급자 제출 시험성적서 확인

∙B군 자재 : 내구성에 영향이 큰 자재

- 콘크리트내구성능* 사전 품질시험시행

(자재샘플링감독원직접실시)

＊내구성능 품질기준 항목 : 균열․동결융해․박리․염분침투 저항성 및 부착강도

＊자재 군별 분류 : 품질 변동성에 따라 자재를 A~C 및 기타 군으로 분류․관리

☞시험기간이 장기간(4~5개월) 소요되므로, 공정추진에 차질이

없도록 공법선정 등 사전준비 철저

o 혼화재료 품질확보를 위한 “공장검수제” 시행

- 공장에서 사전 혼합(Pre-mix)되어 반입되는 혼화재료

- 감독원 입회하에 공장 샘플링 후 품질시험 시행

설계행정

포장공 ❙ 235

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

o 현장 확인시험 기준 및 제재 강화

- 콘크리트 내구성능 현장 확인시험 시행

기 존 개 선

미 시행

콘크리트 내구성능 현장 확인시험

- 시험빈도 : 연 1회 이상*

＊“공급원 승인” 사전 품질시험 시행 후, 1년 이내 빈도 시행

⇒ 부적합 자재 사용 사전예방 및 품질변동 최소화

- 품질기준 미달 시 제재 강화 (재시공 및 벌점 부과)

․『품질부적격자재조치절차』에 따라 자재반출, 공급원 취소 등 조치

2. 취약공종 중점관리를 통한 초기손상 최소화

□ 주요 손상원인 중점관리(Check-list 활용)

구 분 중 점 관 리 사 항

시공면

관 리

∙표면 절삭깊이 2mm내외의 골재 노출면 확보

∙중앙분리대, 방호벽 등 측벽 치핑

∙숏 블라스팅, 워터젯 이용 레이턴스, 이물질 완전 제거

∙교면청소 후 습윤 상태 유지(포설전12시간이상비닐덮기)

▶ 감독원 필수검측 후, 후속공정 진행(Check-list : 붙임 2)

블루밍

․

양 생

∙블루밍 작업 표면 콘크리트 포설 전 건조 방지

∙남은 블루밍재 포장 콘크리트 내 혼입 금지

∙피막양생제 유성제품 사용(흐르지 않도록 고르게 충분히 살포)

∙광물성 혼화재 사용 시, 초기 수분증발 관리 특히 주의

□ 시공 제한조건 관리 강화

o 대기조건을 고려한 수분증발량 관리기준 도입

- 수분증발량 0.5㎏/㎡/hr 이상 예상 시 콘크리트 타설 원칙적 금지

* 수분증발량 : 대기온도, 상대습도, 콘크리트 온도, 풍속 등을 고려하여

수식이나 차트를 이용하여 계산 (수분증발량 계산방법 : 붙임 3)

236 ❙ 포장공

3. 체계적인 평가․관리 시스템 구축

□ GPR 장비를 활용한 추적조사 시스템 구축 추진

o 차량탑재형 GPR 장비*를 이용한 상태조사 및 이력관리 추진

⇒ 환경조건에 따른 공법별 장기 공용성 검증 및 피드백

* GPR(지하투과레이더: Ground Penetration Radar) 조사 : 레이더 전자파를 이용하여

포장내부의 층분리, 우수침투, 철근피복 등을 효과적으로 조사할 수 있는 방법

o 조사내용 : 균열, 손상부위, 철근피복, 포장두께 등

[상대유전율] [포장․바닥판 두께]

＊GPR 조사 업무절차(안) : 붙임 4

o 추진방법 : 장비, 인력 등 운영여건을 고려, 단계적 확대 시행

- 성능개선을 통한 신뢰성 향상 및 유사용역과 중복 해소 추진

□ 교면 상태평가 및 보수기준 도입

o 신설포장 내구수명 증대를 위해 엄격한 품질관리 필요

⇒ 포장손상율에 의한 정량적 상태평가 및 보수기준 도입

o 평가방법 : 육안조사, 청음(두들김)조사, 코어조사 등

o 보수기준

포장손상율* 보수기준 근 거

0.3% 미만

부분 재시공

(자체보수)

포장상태평가 등급기준

(도로처-2791, 2011.07.20)

0.3% 이상

~ 2% 미만

부분 재시공

(보수방안 사업단 승인)

안전점검 및 정밀안전

진단 세부지침

(국토교통부, 2012.12)

2% 이상

전면 재시공

(보수방안 사업단 승인) 〃

＊교면상태평가 포장손상율 산정 방법 : 붙임 5

▶ 보수이력 균열관리대장 기록․관리 후, 준공 시 관할지사 이관

설계행정

포장공 ❙ 237

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

4 기타사항

□ 적용방안 : 2016년 시행 공사부터 적용

o 공사 추진 공정계획에 따라, 적용 가능부문 이행 철저

□ 협조사항

o (재난안전처) 추적조사, 이력관리를 통한 내구성능 확인

o (설 계 처) 설계도서(단가산출서 등) 작성 시 반영

o (도로교통연구원) GPR 조사업무 단계적 확대 추진

o (건설사업단) 공급원 승인 기간을 감안 사전 공법선정

GPR 조사 시 업무절차 충실히 수행

□ 향후 추진계획

o 본 방침 이행실태 모니터링 및 피드백 실시

o 준공사업단 순회교육 및 시공현장 본사 확인

o 바닥판 열화방지를 위한 교면포장 신기술․신공법 적용성 검토

- 방수성 아스팔트 등 시험시공 구간 추적조사 및 성능 확인

붙 임 : 1. 교면포장 공법별 주요사항 및 표준배합비 비교

2. 바닥판 시공면 상태 체크리스트

3. 수분 증발량 계산방법

4. GPR조사 업무절차(안)

5. 교면상태평가 포장손상율 산정 방법

238 ❙ 포장공

붙임 1

설계행정

포장공 ❙ 239

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

240 ❙ 포장공

붙임 2

바닥판 시공면 상태 체크리스트

검 측 내 용 이행 기준

원도급사

확인결과

검측자

판정

□ 사전 조치사항

o 공급원 승인

(자재사용보고)

콘크리트

내구성능

사전 주요 품질시험 항목

(균열저항성, 동결융해

저항성, 박리저항성,

염분침투저항성, 부착강도)

※현장 반입자재를 사용한

시험 결과 확인

합격, 불합격

시험결과문서번호기재

( )

□ 교면 준비

o 교량 바닥판 균열보수

교면포장 시공 전 균열조사 후

균열보수 작업 실시

보수완료, 미보수

o 교면절삭

절삭깊이 2mm 이내 요철의

골재노출면 형성

적정, 부적정

중분대, 방호벽 등 측벽 치핑 적정, 부적정

o 숏블라스팅 or 워터젯

부착력 저해하는 레이턴스,

이물질 등 완전 제거

적정, 부적정

o 교면청소

교면의 각종 이물질 제거를

위해 고압살수 시행

실시, 미실시

홈 등에 고인 물 제거

살수후 비닐을 덮어 교면

습윤상태 유지

적정, 부적정

콘크리트 포설 전 최소 12시간

이상 습윤상태 유지

습윤상태 유지

: 시간

□ 시공의 제한

o 수분증발량 확인

타설시 수분증발량

0.5㎏/㎡/hr 미만

계산값

: ㎏/㎡/hr

o 콘크리트 및 대기 온도

콘크리트 온도 10 ~ 32℃

대기온도 8 ~ 29 ℃

콘크리트 : ℃

대기온도 : ℃

o 교통 개방시기 포설 후, 최소 15일 이상 교통개방 : 일

설계행정

포장공 ❙ 241

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

붙임 3

수분 증발량 계산방법

□ 관리기준

o 콘크리트 타설시 수분증발량이 0.5kg/㎡/h이상 예상 시 증발량을

낮추거나 콘크리트 타설 금지

□ 계산식을 이용한 계산 방법

o 계산식 E=5[(Tc+18)

                  ×  

E = 증발속도(kg/m/h)

T = 콘크리트(물표면) 온도(℃)

T = 대기온도(℃) : 콘크리트 면에서 1.2~1.8 m 높이에서 측정

r = 상대습도(%)/100 : 콘크리트 면에서 1.2~1.8 m 높이에서 측정

V = 풍속(km/h) : 콘크리트 면에서 0.5 m 높이

□ 차트를 이용한 계산 방법

242 ❙ 포장공

붙임 4

GPR조사 업무절차(안)

□ 조사개요

* GPR(지하투과레이더: Ground Penetration Radar) 조사

레이더 전자파를 이용하여 교면포장 내부의 층간

박리, 층분리, 우수침투, 철근부식 등을 효과적으로

분석할 수 있는 조사방법

□ 조사방법

o 조사내용

구 분 조 사 내 용

교면상태

∙노면영상 조사시스템을 이용한 정량적 분석

- 차량에 탑재된 고해상도카메라를 활용 영상 취득

∙조사항목: 균열, 손상․보수면적, 외관조사망도 작성

내부상태

∙레이더를 방사하여 포장내부의 매질상태를 조사

- 전자파의 전달과 반사를 측정하여 손상부위 측정

∙조사항목: 철근피복, 포장두께, 손상부위(들뜸, 우수침투)

※ 균열폭(0.1mm 이상), 포장두께 등 측정자료의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록,

성능개선 및 지속적인 연구 필요

o 조사대상 : 교면포장이 있는 교량 전수조사(아스팔트계 교면포장 포함)

□ 업무절차(안)

GPR조사요청

➡

조사계획수립․통보

➡

현장조사준비

․대상교량,조사시기

․사업단→도교원

(직전년도 11월말)

․세부조사계획수립

․도교원→사업단

(당해연도1사분기이내)

․청소,진입로 확보등

․시공사(사업단)

(조사직전) 

추적조사,이력관리

 

조사자료입력

 

상태조사․결과통보

․노출환경,공용년수별

․재난안전처,도교원

본부/지사

(공용개시후)

․HBMS, 외관망도 관리

프로그램

․시공사(사업단)

(공사준공전)

․조사DB(외관망도포함)

․도교원→재난안전처

본부/지사,사업단

(개통 2개월이전)

설계행정

포장공 ❙ 243

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

붙임 5

교면상태평가 포장손상율 산정방법

□ 조사방법

o 육안조사 : 균열의 유형(선형, 망상), 손상면적 등 외관조사

o 청음조사 : 들뜸 여부 추정(금속망치를 이용한 두들김조사)

o 코어조사 : 부착강도 및 균열깊이 측정, 보수재 상태 확인 등

□ 포장손상율

o 포장손상율(%) : 노면손상 환산면적(㎡)/전체면적(㎡)

- 노면손상 환산면적=선형균열(m)×0.25(m)+망상균열(㎡)+손상면적(㎡)

- 전체 면적은 바닥판 한경간의 면적을 말함

＊균열면적 산정 : 신설교량으로 공용중균열진전및내구성측면을감안하여

발생한 모든 균열에 대하여 산정한다.

□ 균열환산면적

o 1방향 균열(선형)인 경우

▪균열발생 면적은 길이 당 0.25m의 폭을 차지

하는 것으로 하며, 균열의 개수가 2개 이상인

경우는 각 균열 길이에 0.25m의 폭을 곱해서

합산하여 구한다.

o 2방향 균열(망상)인 경우

▪균열발생 면적은 균열부위를 가로, 세로의 최외측

균열을 경계로 사각형으로 구획한 후, 점선 내면

면적인(가로길이+0.25m)×(세로길이+0.25m)로

구한다.

o 손상(결함) 면적

▪손상 및 결함 면적에는 노화·마모된 부분,

들뜸 부분, 기 보수된 부분, 물고임 부분 등의

면적을 전부 더하여 구한다.