280 ❙ 포 장 공

55

포 장 공

줄눈 시멘트 콘크리트포장(JCP)

팽창줄눈 설치 잠정기준(안) 도로처-3662

(2017.10.27)

1 추 진 배 경

□ 줄눈 시멘트 콘크리트 포장(JCP)에서 가로팽창줄눈을 토공부의

시공이음과 구조물 접속부에서만 설치하여 발생하는 Blow Up

파손 방지를 위한 팽창줄눈의 적정 설치기준 수립 필요

2 추 진 경 위

□ (1998. 05) 고속도로전문시방서 가로팽창줄눈간격 기준 수록

시공시기 슬래브두께(cm) 줄눈간격(m)

6월 ~ 9월

15, 20 120 ~ 240

25 이상 240 ~ 480

10월 ~ 5월

15, 20 60 ~ 120

25 이상 120 ~ 240

□ (2009. 07) 고속도로전문시방서 가로팽창줄눈간격 기준 변경(도교원)

o 가로팽창줄눈 설치간격 기준 삭제

□ (2012. 08) 장기고온으로 인한 포장파손 구간 현장조사1)(도로처)

o 수도권, 강원, 전북, 3개본부 블로우업 11개소 발생

※ 2014~2017년도 대전충청, 전북 4개소 추가발생

□ (2016. 05) 콘크리트 포장의 팽창에 따른 교대밀림 예방대책 수립2)(도교원)

o 줄눈(기존 또는 신설) 폭 협착구간 팽창줄눈 규격(40~50mm) 신설

□ (2016. 09) 폭염에 따른 교량 피해조사 및 조치계획 검토 수립3)(재난안전처)

o 교량부 단순협착 89개소 토공부 팽창줄눈(40~50mm) 설치

□ (2017. 03) 팽창줄눈 설치기준(안) 검토요청4)(도로처→도교원)

o 팽창줄눈 폭원 20→25mm, 시공온도별 팽창줄눈 간격 규정 186~480m

□ (2017. 09) 팽창줄눈 설치기준(안) 검토결과 알림5)(도교원)

o 팽창줄눈 폭원 20→30mm, 시공시작시 온도별 팽창줄눈 간격 규정 150~330m

1) 관련근거 : 장기고온으로 인한 포장파손 구간 긴급 현장조사 시행[도로처-3127(2012.8.10)]

2) 관련근거 : 콘크리트 포장의 팽창에 따른 교대 밀리 예방 대책[구조물연구실-393(2016.5.31)]

3) 관련근거 : 폭염에 따른 교량 피해조사 및 조치계획 검토[재난안전처-2922(2016.9.9)]

4) 관련근거 : 시멘트 콘크리트포장 팽창줄눈 설치기준(안) 검토 요청[도로처-912(2017.3.29)]

5) 관련근거 : 기술자문 검토결과 알림(팽창줄눈 설치기준(안) 검토)[도교원 포장연구실-981(2017.9.21)]

포 장 공 ❙ 281

포장공

3 현 실태 및 문제점

□ 현 설치기준

o 가로팽창줄눈은 시공줄눈 또는 구조물과 접속되는 부분에 위치

o 일반 토공부 콘크리트 포장에서는 가로팽창줄눈을 설치하지 않으나,

다음과 같은 경우 가로팽창줄눈을 설치

① 가로수축줄눈의 간격이 18m 이상인 경우 ② 콘크리트 포장 시공시 기온이 4℃ 이하인 경우

③ 가로수축줄눈에 비압축성 이물질의 침입을 허용한 경우 ④ 포장 공사에 사용된 재료가 과거 높은 팽창성을 보인 경우

(붙임 #1 : 팽창줄눈 국내기준현황)

□ 문제점

o 팽창줄눈 설치간격에 대한 기준이 없어 일 시공물량에 맞추어

팽창줄눈설치 ⇒ 팽창률을 고려하지 않고 과다한 간격으로 시공

o 이에따라, 혹서기동안 콘크리트 블로우업(BlowUp)으로 인한 포장파손 발생

- 서해안선 241.5k(서울)등 15개소 발생(팽창줄눈간격 350~680m)

☞ 블로우업에 의한 파손현황(붙임 #2)

* 2017. 8. 7(월) 서해안선 241.5k(서울) 서산SA 인근 포장융기(Blow-Up) 발생

파손전경 파손전경 2차로 파손단면

□ 개선방향

o 춘추절기, 동절기 등 시공시 콘크리트 초결온도 (Setting Temperature)가

낮은 경우 팽창량이 크므로 시공 시작시 온도를 기준으로 설정

o 계절적 요인에 따른 일괄적인 설치간격 규정보다 시공온도에 따른

팽창줄눈 설치간격 및 적정 설치폭원 기준 수립

282 ❙ 포 장 공

4 검 토 내 용

□ 팽창량 산정식 입력변수 변경6)

o 마찰보정계수 변경

입력변수 도로처(안) 도교원(안)

마찰보정계수(C)

0.65 1.0

안정처리보조기층 비닐+린콘크리트 기층

- 도교원 검토의견 : 당초 도교원에서 구조물접속부에 적용한 마찰보정계수(C)

0.65를 팽창․수축에 보다 자유로운 비닐이 덮힌 린콘크리트 기층 1.0로 변경

⇒ 적용 : 팽창량 산정식에 마찰보정계수(C)는 1.0을 적용

□ 팽창량 재산정 반영

o 팽창줄눈 폭원

구 분 도로처(안) 도교원(안)

팽창줄눈 폭원 25mm 30mm

- 도교원 검토의견 : 팽창량 재산정에 따라 폭원을 25mm에서 30mm로 확대 제안

⇒ 적용 : 팽창량 재산정 및 시공성을 고려하여 30mm 적용

o 팽창줄눈 간격

시공온도(℃) 팽창줄눈의 최대간격(m)

도로처(안) 도교원(안) 도로처(안) 도교원(안)

5 ∼ 9 6 ∼ 9 186 150

10 ∼ 14 10 ∼ 14 294 210

15 이상 15 이상 480 330

- 도교원 검토의견 : 5℃시공은 동절기 시공억제 차원에서 금지하며, 6∼9℃

경우에도 기준은 제시하나 극히 예외적인 경우에만 활용하고 품질환경처

등에 사전협의 후 시행하도록 조치

⇒ 적용 : 팽창줄눈 폭원 30mm에 따른 최대간격 적용(150m~330m)

6) 관련근거 : 기술자문 검토결과 알림(팽창줄눈 설치기준(안) 검토)[도교원 포장연구실-981(2017.9.21.)](붙임 # 3)

포 장 공 ❙ 283

포장공

※ 시멘트 콘크리트 포장 팽창량 검토 산식(붙임 # 4, 5, 6, 7)

◎콘크리트포장의 온도 및 건조수축에의한 팽창량식

      

C : 보조기층과 슬래브 마찰저항에 대한 보정계수,  : 콘크리트 열팽창 계수(10.8×10-6/℃)

(안정처리보조기층; 0.65→1.0)  : 팽창줄눈까지의 포장체 길이

 : 콘크리트 건조수축 계수 (재령1년),  : 온도차(최고온도-시공시온도)

◎포설길이에 따른 팽창량

시공시작시

온도

팽창량(mm)

포설길이(m)

차 이(m)

당 초 변 경

5℃

20 148 93 △ 55

25 186 117 △ 69

30 223 140 △ 83

10℃

20 234 143 △ 91

25 293 179 △114

30 351 214 △137

15℃

20 384 226 △158

25 480 283 △197

30 577 339 △238

* 자료출처 : AASHTO7)(미국도로교통공무원협회) Guide for Design of Pavement Structures

□ 적용 용어 변경

o 시공온도 → 시공 시작시 온도

- 도교원 검토의견 : 시공온도라 함은 당일 시공시작 시점의 온도를 기준

o 시멘트콘크리트 포장 → 줄눈 시멘트콘크리트 포장(JCP)

- 도교원 검토의견 : 연속철근콘크리트 포장의 경우 수축팽창의 거동이 상이

7) AASHTO(미국도로교통공무원협회) : American Association of state Highway and Transportation offcials

284 ❙ 포 장 공

5 검 토 결 론

□ 팽창줄눈 폭원

o 구조물 접속부 팽창줄눈 기준과의 일관성 유지 및 상온(15℃)에서의

시공성을 고려하여 팽창줄눈 폭원 확대

- 팽창줄눈폭 : 일반구간 20mm → 30mm 적용(변경)

구조물접속부 구간 50mm 적용(현행기준유지)

□ 팽창줄눈 최대간격

o 일반 토공부 콘크리트 포장의 팽창줄눈 최대간격을 정함에 있어 시공 시작시

온도중 6 ~ 9℃경우는 동절기 시공억제를 위해 극히 예외적인 경우에만 적용

시공 시작시 온도(℃) 팽창줄눈의 최대간격(m) 비 고

6 ∼ 9 150

가로수축줄눈 간격을 고려

하여 6m의 배수 적용

10 ∼ 14 210

15 이상 330

6 시 행 방 안

□ 팽창줄눈의 간격은 시방서 개정전까지 본 잠정기준(안) 적용

- 본 방침일 이후 설계 및 건설중인 노선 적용

□ 팽창줄눈의 폭원(20mm→30mm) 표준도 개정 : 설계처

□ 팽창줄눈의 간격 및 폭원 고속도로 전문시방서 반영 : 도교원

□ 유지관리 구간 팽창줄눈 현장조사결과 조치계획 수립 : 도로처

포 장 공 ❙ 285

포장공

286 ❙ 포 장 공

블로우업에 의한 파손현황

순번 본부 지사 노선 방향

블로우

업발생

구간

차로

슬래브

두께

팽창줄눈

간격

1 수도권 동서울

서울

외곽선

판교 121.0k 3,4 30cm 500m

2 수도권 동서울

서울

외곽선

판교 123.17k 4 30cm 680m

3 수도권 동서울

서울

외곽선

판교 122.0k 1 30cm 480m

4 수도권 시흥

서울

외곽선

판교 95.5k 1~3 28cm 400m

5 수도권 화성 서해안 목포 324.7k 1~3 30cm 410m

6 강원 홍천 중앙선 춘천 382.6k 1,2 30cm 350m

7 강원 홍천 중앙선 춘천 383.1k 1,2 30cm 609m

8 강원 홍천 중앙선 부산 북원주IC 1 30cm 462m

9 전북 보령 서해안 목포 209.1k 1,2 30cm 600m

10 전북 부여

서천

공주선

서천 7.3k 1,2 30cm 500m

11

대전

충청

진천 중부선 하남 307.0k 1 30cm 424m

12

대전

충청

진천 중부선 통영 312.6k 2 30cm 539m

13

대전

충청

당진 서해안 목포 262.3k 1~3 30cm 435m

14

대전

충청

보은

청주

상주선

청주 13.2k 1,2 30cm 425m

15

대전

충청

보은 서해안 서울 241.5k 1,2 30cm 600m

붙 임#2

포 장 공 ❙ 287

포장공

사 진 대 지

위 치 중앙선 382.6k(춘천) 1,2차로 # 6

위 치 중앙선 383.1k(춘천) 1,2차로 # 7

288 ❙ 포 장 공

사 진 대 지

위 치 서천공주선 7.3k(서천) 1,2차로 # 10

위 치 서해안선 262.3k(목포) 1~3차로 # 13

포 장 공 ❙ 289

포장공

붙 임 #3

290 ❙ 포 장 공

□ 추진배경

◦최근의 시멘트 콘크리트 포장에서 발생하는 Blow Up 파손 방지를

위한 팽창줄눈의 적정 설치기준 수립 필요

◦과거 시멘트 콘크리트 포장 가로팽창줄눈 설치간격 기준이

지나치게 모호하여 이를 개선하고 최근의 환경·시공여건을 반영한

새로운 설치기준 수립 필요

시공시기 슬래브두께(cm) 줄눈간격(m)

6월 ~ 9월 25 이상 240 ~ 480

10월 ~ 5월 25 이상 120 ~ 240

□ 현실태 및 문제점

o 팽창줄눈 설치간격에 대한 기준이 없어 일 시공물량에 맞추어

팽창줄눈설치 ⇒ 팽창률을 고려하지 않고 과다한 간격으로 시공

- 서해안선 262.3k(목포)등 14개소 발생(팽창줄눈간격 350~680m)

□ 팽창줄눈 개선방안 (도로처 당초 의견)

o 팽창줄눈폭원 조정 : 일반구간 20mm → 25mm 적용

구조물접속부 구간 50mm 적용 (현행기준유지)

o 팽창줄눈의 간격

시공온도(℃) 팽창줄눈의 최대간격(m) 비 고

5 186 가로수축줄눈 간격을 고려

하여 6m의 배수 적용

10 294

15 480

포 장 공 ❙ 291

포장공

□ 도교원 검토의견

o 팽창률 산정 입력변수 오류(마찰보정계수 0.65→1.0, 추정 압축강

도 24MPa→30MPa)로 인하여 산정된 팽창량 재산정 필요 (첨부

2,3 참조)

☞ 근거자료 : Probabilistic modeling of pavement joint

opening (이승우, 정진훈, 전범준; Proceedings of

the Institution of Civil Engineers, 2000. 2)

☞ 팽창줄눈의 폭원을 25mm에서 30mm로 확대 제안

o 콘크리트 포장의 팽창줄눈 최대단격을 정함에 있어 시공온도를

10℃ 이상에 한해서만 규정하는 것이 타당하다고 판단됨 (5℃

시공은 동절기 시공억제 차원에서 금지하며 6∼9℃ 경우에도 기

준은 제시하나 극히 예외적인 경우에만 활용할 것을 권고하며

품질환경처 등에 사전협의 후 시행하도록 조치)

시공온도(℃) 팽창줄눈의 최대간격(m)

6~9 150

10 ~ 14 210

15이상 330

o 팽창줄눈 간격기준에서 제시된 시공온도라 함은 당일 시공시작

시점의 온도를 기준으로 해야할 것임 (일반적으로 시공시작

시점에서 콘크리트 포장의 초결온도가 가장 낮으며 따라서, 최

대 온도차에 의한 최대 팽창량을 예상할 수 있음)

292 ❙ 포 장 공

o 적용 대상 명확히 구분 필요

☞ 본 방침은 줄눈 콘크리트 포장의 팽창줄눈에 해당되나 연속

철근콘크리트 포장의 경우 수축팽창의 거동이 상이하므로 해당

되지 않음을 명시하는 것이 필요 (방침 제목을 “줄눈 시멘트 콘

크리트 포장 (JCP) 팽창줄눈 설치 잠정기준”으로 바꾸는 것도

고려할 필요가 있음)

o 첨부 1과 같은 포장팽창 메카니즘을 첨부에 제시하여 포장 시공

온도변화에 따라 팽창줄눈 간격이 변할 수 있음을 설명하고 줄

눈부에 이물질이 침투하는 것을 예방하는 줄눈재 보수공사를 주

기적으로 시행하는 것이 중요하다는 사실을 강조할 필요가 있음