144 ❙ 구조물공

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구조물공

콘크리트 바닥판 단부 상세설계 개선 구조물연구실-157

(2016.03.11)

1 추진배경

o 제설제 사용량 증가로 콘크리트 바닥판 하부 열화 증가

- 바닥판 캔틸레버부 및 신축이음부 하부 빈번한 열화 발생

o 바닥판 단부 박락으로 인한 낙하물로 사고 위험

o 열화가 발생되었을 경우 근본적인 대책 마련 애로

- 바닥판 켄틸레버부 보수를 위해서는 고소 작업 및 교통 차단 필요

- 신축이음부 하부는 공간이 협소하여 보수 작업성이 매우 열악함

바닥판 캔틸레버부 콘크리트 열화 및 철근 부식

신축이음부 누수에 의한 바닥판 열화 및 철근 부식

☞ 누수 및 제설염화물에 의한 바닥판 열화방지를 위해서는 설계 및

시공 과정에서 대책 수립 필요

설계행정

구조물공 ❙ 145

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

2 현 설계 및 유지관리 현황

□ 콘크리트 바닥판 단부 철근의 내구성 확보 대책 미흡

o 콘크리트 바닥판 철근 피복두께 기준

※ 철근의 피복두께「도로교설계기준(강도설계법), 2010」

구분 현재 적용 기준 비고

기상조건이 양호한 곳

상단 50mm

․하부 피복두께

일률 적용

․측면 피복두께

설계상세 부재

하단 30mm

부식에 대한 적극적인 방지책이

없고 제빙염에 자주 노출

상단 70mm

하단 30mm

- 바닥판 하부의 피복두께 기준은 물이 차단된 건조한 환경을 적용

- 바닥판의 단부(측면)의 철근 피복두께에 대한 별도의 기준이 없음

- 신축이음부 바닥판 단부의 피복두께는 시공과정에서 교대변위 등으로

피복두께가 확보되지 못하는 경우도 상존

o 바닥판 켄틸레버부와 신축이음부 하부는 우수 및 염화물 노출 빈번

☞ 열화가 급속히 진전되는 열악한 습윤 환경 조건 적용 필요

물끊기 홈 외측의 바닥판 하부와 측면은 습윤 환경

146 ❙ 구조물공

□ 물끊기 홈 설치 상세 부적절

o 바닥판 물끊기 홈 설치 기준

※ 교량 내구방책「도로교설계기준, 2012」

‘물끊기 홈은 콘크리트 바닥판 하부를 따라 측면 경계로부터 250mm를

초과하지 않도록 설치되어야 한다.’

바닥판 물끊기 홈 설치 예

※ 물끊기 부분의

철근이 염화물

침투에 취약

o 종방향 물끊기 홈 설치 위치는 바닥판 철근과 근접해 있음

- 물끊기 홈 외측은 습윤 환경으로써 물끊기 홈 외측과 주변 철근의

내구성 확보를 위해 열악한 환경 조건을 적용하여 피복두께 확보 필요

o 신축이음부 하부 바닥판에는 횡방향 물끊기 홈이 설치되지 않음

- 신축이음부 하부는 상부로부터 누수로 염화물에 빈번하게 노출

- 바닥판 및 거더 지점부 열화 및 철근부식이 급속히 진행

□ 바닥판 단부 열화가 시작되면 유지보수가 어려움

o 신축이음부 또는 캔틸레버부 열화시 근본적인 대책을 수립하기 위

해서는 교통차단 및 고소작업 필요

o 신축이음부 하부는 공간의 제약으로 적절한 보수가 어려워 방치되고

있는 경우가 많음

설계행정

구조물공 ❙ 147

교통 및

기하구조

토 공

배수공

구조물공

포장공

터널공

부대공

기 타

3 개선 방안

□ 바닥판 단부 철근 피복두께 개선

o 단부를 습윤 환경조건을 적용하여 설계

- 하단 및 측면 피복두께 70mm 적용

- 바닥판 하부 철근은 절곡개선을 통해 피복두께 확보

기 존 개 선 (안)

※ 교량 난간부에 방음벽 등 시설물 설치하는 경우 철근 배치에 대한 상세 검토 필요

□ 물끊기 홈 설치 방법 개선

o 종방향 물끊기 홈을 바닥판 철근 외측으로 이격하여 설치

o 신축이음부 차수를 위한 바닥판 단부 횡방향 물끊기 홈 설치 추가

종방향 물끊기 홈 위치 개선 횡방향 물끊기 홈 설치 추가

148 ❙ 구조물공

□ 바닥판 단부 개선 개념도

구분 기 존 개 선 (안)

캔틸

레버부

① 측면 피복두께 : 40mm

② 물끊기 홈 : 단부로부터 100mm

① 측면 피복두께 : 70mm

② 물끊기 홈 : 단부로부터 50mm

신축

이음부

① 단부 피복두께 : 40mm

② 물끊기 홈 : 미설치

① 단부 피복두께 : 70mm

② 물끊기 홈 : 단부로부터 50mm

4 기대효과

o 바닥판 단부 피복두께 확보 및 물끊기 홈 설치 개선을 통한 교량의 제

설 염해 내구성 확보로 고속도로 서비스 품질 향상

o 바닥판 내구성 향상으로 박락 등에 의한 이용자 피해 방지

o 설계개선에 따른 제설염해 유지관리비용 예상 절감액 : 1,890백만원/년

- 20년간 교량 제설염해 보수비용 예측 : 약 7,560억원(교량 약 8,500개소)

- 바닥판 및 거더단부 : 총 추정액의 5%로 가정

※ 출처 : 고속도로 교량의 중장기 유지관리 비용 예측을 위한 모델 개발

연구 (도로교통연구원, 2015)