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구조물공

교량 미관 개선 및 내구성 증진을 위한

교면 배수구 설치간격 개선 설계처-3401

(2017.09.20)

1 검 토 배 경

□ 교면 배수구는 교량 미관 저해 및 제설 염화물 침투에

따라 구조물 열화의 원인을 제공하고 있으나,

□ 그간 교면 배수구 설계는 수리적 용량, 차량의 교통안전,

교량 구조의 취약부 배제, 유지관리 및 미관 등을 종합

적으로 고려하여야 하나, 수리적 용량을 주로 고려하여

(최대 간격 20m 이하) 시행하였음.

□ 따라서, 위 전반적인 사항을 고려한 개선방안을 마련하고자 함.

교량 미관 저해 배수구 주위 콘크리트 열화발생

2 국내외 기준 검토

(국내)

☐ ‘97. 6 : 교면배수구 설치기준 검토(도로공사)

o 배수구 배수능력 및 수리계산에 의한 배수구 설치간격 결정

구조물공 ❙ 173

구조물공

☐ ‘05. 3 : 교면배수구 설치기준 개선검토(도로공사)

o 중앙분리대측 배수 개선

: (규격) 250×250 → 250×500 (노면 경사) level → 차도 동일 경사

☐ ‘12. 11 : 도로 배수시설 설계 및 관리지침(국토해양부)

o 배수구 간격은 20m 이하로 하고, SAG부와 그 양측에 각각

3~5m 정도 떨어져 배수구를 설치

o 수리계산 결과 3m 미만인 경우 수리계산에 따라 간격 조정

☐ ‘16. 6 : 교량기타시설설계기준(KDS 24 90 10, 국토교통부)

: 배수구 간격에 관한 별도 기준 없음　

　☐ 국내 설계 적용 현황 및 문제점

: 배수구 최대 간격 20m 이하 규정으로 인해 초기 배수구 위치를

고려하지 않아 과다한 교면 배수구 설치

ex) 교량 조건 : 편도 2차로, 표준횡단경사, 종단경사 1%,

연장 100M, 강우강도 184mm/hr

1) 관련 규정에 따른 배치

20m 17m 17m 17m 17m 12m

2) 수리 계산 결과에 따른 배치

64m 17m 17m

174 ❙ 구조물공

(국외)

☐ 일본 도로공단 설계요령

o 배수구 간격은 설계 계산에 의한 것이 원칙임

(붙임 #2 일본 도로교량의 배수구 간격 조사 결과 20m 이상 다수)

o 신축이음장치 근처에 배수구를 설치하여 신축이음장치로 유입수가

최소화되도록 권고

☐ Design of Bridge Deck Drainage (1993, 미국 FHWA)

o 배수구 설치에 대한 두 가지 관점 제시

- 수리적 관점 : 배수구는 많이 설치되고, 크게 설치되어야 함.

☞ 원활한 배수

- 구조적 관점 : 배수구는 설치는 가능한 피하고, 가급적 작은 규격

으로 적은 수가 설치되어야 함 ☞ 교량 보호

o 수리계산에 의한 배수구 설치 (붙임 #3 참조)

3 검 토 방 향

☞ 수리계산에 근거하는 교면 배수구 설치

: 초기 교면 배수구 + 그 외 교면 배수구

☞ 유지관리, 미관개선 및 구조물 보호를 위한 배수구 간격 및

배수시스템 검토

구조물공 ❙ 175

구조물공

4 개선 방안 검토

 초기 배수구 위치에 따른 교면 배수구 최소화

구분

초기 배수구 위치가

교량 밖에 있는 경우

초기 배수구 위치가

교량 안에 있는 경우

<그림 2> <그림 3>

(기존) 최대 20m 이하로 교면 배수구 설치

(개선) ․교면 배수구 미 설치

․초기 배수구 위치를 계산하여 설치

․그 이후는 20m 이하로 설치

- 수리계산 결과에 의한 배수구 간격 결정

- 현행 “국토부 지침”에 위배되지 않도록 최대 간격 20m 준수

(설치 방법)

① 교량 전·후 토공부에 집수거 설치

<그림 1>

176 ❙ 구조물공

② 교량 종·횡단경사를 고려하여 초기 배수구 위치(D) 결정

③ 초기 배수구 위치(D)가 토공 집수거 설치간격(L)보다 클 경우

교면 배수구를 설치하지 않음.

<그림 2>

④ 초기배수구 위치(D)가 집수거 설치 간격(L)보다 작은 경우

배수구 설치 간격(S)에 따라 배수구 설치

<그림 3>

※ 배수구 설치 간격(S)이 20m 이상인 경우 20m이하로 설치

구조물공 ❙ 177

구조물공

 종배수관 최소화를 위한 배수구 간격 조정 검토

o 교각(교대) 근처 배수구 설치로 최소화 가능

ex) 연장 5@40 = 200m,

- 초기 배수구 위치 계산값 64m

- 그 이후 구간 17m

1) 간격 조정 없는 경우

종배수관 총 연장 : 90m

2) 간격 조정 하는 경우

종배수관 총 연장 : 67m

178 ❙ 구조물공

 미관 개선을 위한 배수시스템 개선방안

o 적용 대상 : 미관이 강조되는 고속도로 횡단교량 등

o 수리계산 결과에 의한 배수구 설치(선배수 → 점배수)

o 종배수관을 내측 거더로 유도하는 배수시스템 도입

(기 존) : 종배수관 외측 유도

CL OF ROAD

S=-2.000% S=-2.000%

(개 선) : 종배수관 내측 유도

CL OF ROAD

S=-2.000% S=-2.000%

: 거더 개구부 발생에 따른 보강 상세도 작성 필요

5 검 토 결 론

☐ 초기 배수구 위치 계산을 고려한 배수구 설치

(case1) [초기 배수구 위치 계산값 > 교량 연장]

☞ 선배수를 포함하여 모든 배수시설을 교량에서 배제

구조물공 ❙ 179

구조물공

(case2) 초기 배수구 위치 계산값 ≤ 교량 연장 and

선배수 설치가 가능한 곳

☞ 초기 배수구 위치 이후 구간에 선배수 설치하되,

외부 미관을 고려하여 인접 교각(교대) 기준으로 하여 구분

ex) 교량 연장 4@35 = 140m

초기 배수구 위치 계산 값 : 80m

그 이후 : 선배수

(case3) 초기 배수구 위치 계산값 ≤ 교량 연장 and

선배수 설치가 부적합 곳

중분대측, 방음벽 설치구간, 미관 고려대상 등

☞ 초기 배수구 위치 이후 구간에 점배수를 설치하며,

☞ 종배수관 최소화를 위해 배수구 위치를 교각(교대) 근처에

설치하되, 미관이 강조되는 구간은 가급적 내측으로 유도,

☞ 최대 간격 20m 이하로 설치

ex) 교량 연장 4@35 = 140m

초기 배수구 위치 계산 값 : 80m

그 이후 배수구 간격 : 19m

간격 조정 초기 배수구 설치 위치: 70m

⇒ 그 이후 배수구 간격 : 17.5m

180 ❙ 구조물공

6 적 용 방 안

☐ (설계단계) 설계 중 또는 완료 후 미발주 노선 본 방침 적용

☐ (시공단계) 공사주관(시행)부서에서 필요시 본 방침 적용

- 시공현황 등 고려하여 공사주관(시행)부서에서 판단하여 적용

(붙임) 1. 배수구 간격 수리계산 예

2. 일본 도로교량의 배수 간격 조사 현황

3. “Design of Bridge Deck Drainage” 일부 발췌

4. 김포~파주 문산천교외 1개소 배수구 설치 도면 (당초/변경)

5. 예산 절감 산출 근거

구조물공 ❙ 181

구조물공

붙임 #1

배수구 설치 간격 계산

1. 기본원리

  

  

여기서,  : 길어깨에 집수되는 총유량



: 배수구로 유출되는 유량(Intercepted)

 : 배수구로 유출되지 않고 종방향으로 흐르는 유량(Bypassed)



  ×   ×   

여기서,  : 길어깨에 집수되는 총유량(sec)

: 배수구 전면으로 흐르는 유량()중 배수구로 유출

되는 유량의 비율(배수구 덮개의 효율)

=    

 : 측면 흐름 유량()중 배수구로 유출되는 비율

=  

 × 

  

→ → → Qs(측면흐름)

Q

→ ▨ → Qw(배수구전면 흐름)

↳ 배수구

Q = Qw ＋ Qs

: 전체 길어깨 유량에 대한 배수구 전면 흐름 유량의 비율

=    

여기서,  : 배수구 폭(m), : 전체 수로폭(m)

※ 교면 배수 수로폭은 길어깨의 일부 또는 전체를 사용할 수 있음

: Caltrans(캘리포니아교통국) 교면 배수설계 참조

182 ❙ 구조물공

2. 배수구 간격 계산 예

편도 2차로 횡단구성

(초기배수구 설치 위치 계산)

 =단위길이당유량

길어깨최대통수량 

=  × ×

 ×  ×

여기서,  : 초기배수구 설치위치(m)

 : 길어깨에 집수되는 총유량(sec)

 : 유출계수 → 0.9

 : 강우강도 → 180mm/h(△△지역, 20년 빈도)

 : 집수폭 → 12.14m(편도2차로)

: 초기 배수구 설치위치 계산 결과(D, 본선)

종단

횡단

0.5% 0.7% 1.0% 1.5% 2.0% 2.5% 3.0%

2% 45 54 64 79 91 102 112

3% 89 105 126 154 178 199 218

4% 143 169 202 248 286 320 351

5% 206 244 292 357 413 461 505

6% 278 328 393 481 556 621 680

구조물공 ❙ 183

구조물공

(그 외 구간 배수구 설치간격 계산)

 =단위길이당유량

배수구유출량 

 

=  × ×

 ×  × 



여기서,  : 배수구 설치간격(m)



: 배수구로 유출되는 유량(sec)

 : 유출계수

 : 강우강도(mm/h)

 : 집수폭(m)

: 그 외 구간 배수구 설치 간격 계산 결과(S, 본선)

종단

횡단

0.5% 0.7% 1.0% 1.5% 2.0% 2.5% 3.0%

2% 12 14 17 20 23 26 28

3% 25 28 33 39 45 50 55

4% 39 45 53 63 73 81 88

5% 57 65 76 92 105 116 127

6% 77 88 103 123 141 157 171

※ 별첨 수리계산서