❚2022년도 설계실무지침

부 대 공 07

7-1 강재시설물 염해 내구성 강화방안

7-2 터널 진입차단시설 개선 적용 방안

 

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부대공

71

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강재시설물 염해 내구성 강화방안 설계처-3234

(2022.10.12.)

1 검 토 목 적

 現유지관리 환경을 고려하여 강재시설물 염해 내구성(내식성)

강화를 통한 장수명 고속도로 설계추진 필요

o 공용노선 조사결과 전 지역이 염화물에 장기간 노출되어 부식에 취약한 환경이나,

o 내식성 강화를 적용한 강재시설물은 염해우려지역* 교량점검시설에 한정되어 있음

* 해안에서250m 이내인지역이나구조물등이화학작용을받는지역[설계처-4530호(‘09.09.02)]

※ 공용노선 조사결과

o 대부분의 지사에서 가드레일, 표지판 기초 등 강재시설물 부식 발생

o 제설제 사용량이 적은 지사에서도 부식 다수 발생

[공용노선 부식 발생현황 조사]

‧조사내용 : 강재시설물 부식발생현황

‧조사결과 : 56개 지사중 36개 지사 응답

지사 부식

발생

제설제사용량

(ton/2차로‧km)

총36 개 191건

10개지사

(제천, 남원, 당진, 무주, 홍천,

춘천, 부안, 부여, 담양, 원주)

23건 20이상

16개지사

(전주, 공주, 이천, 광주, 진안,

영동, 엄정, 보은, 함평, 시흥,

논산, 군포, 충주, 대전, 천안,

수원)

79건 13～20

5개지사

(인천, 영주, 청송, 순천, 동서울)

37건 5～13

5개지사

(창녕, 대구, 울산, 고성, 진주)

52건 5미만

[제설제사용량및부식발생지사위치도]

13ton/2차선‧km

※ 특수환경 기준 : 13ton/2차선‧km

표지판지주볼트 지주 깎기부점검로 가드휀스

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2 추 진 경 위

o ‘09. 9 : 염해우려지역 교량점검시설 재질검토(안) (설계처-4530호)

* 내식성이 강한 스테인리스강(STS 316) 및 알루미늄 합금규격 기준수립,

아연도금 부착량 강화(610g/m2이상)

o ‘15.10 : 금속재 방음판 품질기준 개선 (환경연구실-546)

* 아연도금강판전면판사용제한, 아연알루미늄마그네슘합금도금강판적용등

o ‘21. 8 : 고속도로 장수명 설계 추진방안 (설계처-2700)

* 염해피해 최소화를 위한 강재시설물 내염설계 과제 선정

- 염화물 직접 또는 비산에 의한 강재시설물 부식 최소화 및 장수명 도모

3 개선방안 검토

[검토방향]

염화물 노출환경에서의 강재시설물 염해 내구성(내식성) 강화방안을

마련하고, 시설물별로 적용할 재질별 품질기준을 검토

 기술자문 결과 [염해우려지역강재시설물품질기준검토[환경연구실-715(20.10.07)]

o (재질개선) 강재시설물 재질을 내식성이 우수한 규격으로 개선

- 알루미늄합금 : 염분환경에서 내식성이 우수한 특성을 가지는 계열로

합금규격 향상(6,000계열 → 5,000계열)

- 스테인레스강 : 몰리브덴(Mo) 성분을 첨가하여 내식성을 증진시킨

STS316 강종 적용

o (도금강화) 아연도금량 25% 상향적용 [도금량85∼550g/m2 →110∼610g/m2]

- 아 연 도 금 강 : 염분환경내 아연도금강 내구수명 감소(약 20%)를

고려하여 아연도금량 25% 증가 적용

부대공 ❙ 283

부대공

 업계의견 (가드레일, 표지판 관련업체 10개사 설문)

o (가드레일) 용융아연도금량 상향 적용시 담금시간 증가에 따른

강재변형(아연로 온도 400℃이상) 및 제작단가 상승 우려

o (표 지 판) 표지판 재질은 알루미늄 5000계열 적용이 가능하나, 부자재

(찬넬, 크립 등) 재질은 5000계열 적용시 납품가능 업체가

줄어들 것(6000계열과 5000계열 제품 후처리 공정 상이)

 관련기준 검토

o (KS기준) 가혹한 부식 환경하에서 550g/m2 이상의 도금을 권장

하고 있으며, 강재 두께에 따른 최소 아연 도금량을 규정함

* KS D 8308 용융아연도금

- HDZ55(550g/m2이상) : 가혹한 부식 환경 하에서 두께 3.2mm 이상 강재에 적용,

단 3.2mm 미만 도금시 주문자와 제조사 협의에 따름

- HDZ61(610g/m2이상) : 가혹한 부식 환경 하에서 두께 5.0mm 이상 강재에 적용

* KS D 3514 와이어로프

- 소선지름 0.8초과 1.0 이하 : 85g/m2 이상

- 소선지름 1.0초과 1.25이하 : 95g/m2 이상 등

o (관련지침) 표지판의 경우 도로표지 제작지침에 따라 표지판, 부자재,

지주 등의 재질을 규정하고 있으며 아연도금량은 550g/m2 이상을 규정

* 도로표지 제작․설치 및 관리지침 [국토부 예규 제278호]

- (표지판) 알루미늄합금 5000계열 적용(A5052-H32) 등

- (찬넬, 크립) 알루미늄합금 6000계열 적용(A6063S-T5, A6061FD-T6)

- (볼트, 너트, 와셔) 스테인리스강 STS304 N1-B에 준함

- (밴드) 스테인리스강 STS304 또는 용융도금한 KS D 3501 규격품 사용

- (아연도금두께) 지주, 지주연결용 강판 등의 아연부착량은 550g/m2이상으로 규정

➡ 도교원 기술자문에 따른 강재시설물 염해내구성 강화방안을

KS기준, 관련지침을 준수하는 범위 내에서 적용토록 검토

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 시설물별 적용방안 검토

o (교량점검시설) 염해우려지역에 한정하여 적용중인 내식성 강화

방안을 모든 지역으로 적용 확대

* 염해우려지역 교량점검시설 재질검토(설계처-4530호, 09.09.02)

- 알루미늄합금 : A6063-(A), AC7A, A1200-(A) 재질에 따른 품질기준 적용

- 스테인리스강 : STS 316계열 적용

- 아 연 도 금 강 : 용융아연도금 610g/m2 이상

o (깎기부점검로) 깎기부점검로 재질에 대한 건설재료 품질기준이

없어 교량점검시설 재질기준을 준용하여 적용

o (표 지 판) 지주, 연결용 강판 등 아연도금강의 도금두께 강화

적용 및 볼트, 너트 등 스테인리스강 재질 변경

- 표지판 : 알루미늄 5000계열 기 적용중으로 변경 불필요

- 부자재 : 찬넬 및 앵글, 결합용 크립 및 밴드는 도로표지 제작지침에

따른 현 기준(알루미늄 6000계열) 유지

- 지주, 지주연결용 강판 등 : KS 기준에 따라 강재두께에 맞춰 도금두께 강화 적용

- 볼트, 너트, 와셔 : STS304N1과 강도적 성능이 동등하며 내식성이 좋은

STS316N 계열로 재질 변경

구분 항복강도

(N/mm2)

인장강도

(N/mm2)

연신율

(%)

단면수축율

(%)

경 도

HB HRB HV

STS304N1 275이상 550이상 35이상 50이상 217이하 95이하 220이하

STS316N 275이상 550이상 35이상 50이상 217이하 95이하 220이하

o (가드레일) KS 기준을 준수하여 현 재질 유지

* 가드레일강판두께는3.2mm로KS에따라현아연도금기준HDZ55(550g/m2) 적용이타당함

o (가드휀스, 동물유도울타리) 녹이 자주발생하는 아연도금 능형망을 강

도가 동일한 PVC 피복(아연도금)철선으로 교체

* 가드휀스강관두께는2.3mm로KS에따라현아연도금기준HDZ55(550g/m2) 적용이타당함

o (낙석방지울타리) 지주, 와이어로프 단부장치 아연도금량 강화 적용

- 지주, 와이어로프 단부장치 : 당초 600g/m2 → 변경 610g/m2

- 철망 : 염해내구성이 우수한 PVC 피복(아연도금)철선 유지

- 와이어로프 : 소선 지름 1.0mm로 KS에 맞춘 현 도금기준 준수

부대공 ❙ 285

부대공

o (방음시설) 방음판 전면(반사형) 알루미늄 합금 5000계열 적용,

지주 및 방음판 후면 아연도금량 강화 적용

- 방음판 : (전면판) 알루미늄 합금판, (후면판) 아연도금강판 도금량 강화

종 류 당 초 변 경

전면판

(흡음형) 알루미늄 합금판

(반사형) 알루미늄 합금판 또는

Zn-Mg-Al 합금도금 강판 중 선택

(흡음형) 알루미늄 합금판

(반사형) 알루미늄 합금판

후면판

Zn-Mg-Al 합금도금 강판 또는

아연도금강판(아연도금량 275g/m2)

중 선택

Zn-Mg-Al 합금도금 강판 또는

아연도금강판(아연도금량 350g/m2)

중 선택

※ 유지관리를 고려한 방음자재 품질기준 연구(2014)

①알루미늄합금, ②Zn-Mg-Al합금도금 강판, ③아연도금강판 순으로 내식성우수

- 지주 : 강재두께 5mm 이상으로 KS 기준에 따라 도금두께 강화 적용

4 검토결론 및 향후계획

 검토결론

o (기준개선) 강재시설물을 염해내구성이 우수한 재질로 개선

① 교량점검시설 : 내식성 강화기준 적용 확대(염해우려지역 → 전지역)

깎기부점검로 : 교량점검시설 재질기준을 준용하여 적용

② 기타 강재시설물

재질 변경대상

규격

당초 변경

알루미늄합금 방음판전면(반사형) 알루미늄합금5000계열

또는Zn-Mg-Al합금도금강판 알루미늄합금5000계열

스테인리스강 표지판 볼트,너트,와셔 STS304 STS316

아연도금강 각종지주, 방음판후면,

낙석방지 울타리등

도금량

350～600g/m2

도금량(25%상향)

450～610g/m2

※ 경관설계 등으로 분체도장이 적용되는 시설물은 현재기준 유지

- 분체도장시 일반 용융아연도금이 아닌 아연-알루미늄 열용사 도금 등 시행

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o (적용방안) 전반적인 염해내구성 향상을 위해 모든 강재시설물 적용

- (당초) 염해우려지역의 교량점검시설에 한해서 내식성 강화

- (개선) 일반지역의 교량점검시설 및 기타 강재시설까지(전기, ITS

설비 지주 등 포함) 내식성 강화 적용

 향후계획

o 적용방안

- 설계 중 노선 : 본 방침 적용

- 건설 및 공용중 노선 : 본 방침 기준 적용을 원칙으로 하되 사

업비 등 여건을 감안하여 공사주관(시행)부서 판단 후 적용

o 관련 기준 등 개정 (도로교통연구원 환경연구실, 설계처)

- 고속도로 건설재료 품질기준, 전문시방서, 표준도 개정 시 반영

붙 임 : 1. KS 등 관련기준(별첨)

2. 강재시설물 품질기준 변경사항 요약(적용상세)

3. 도로교통연구원 기술자문 검토서(별첨)

4. 유지관리 노선 강재시설물 조사결과(별첨)

5. 관련업계 의견조회(별첨)

6. 금속 계열별 특징(별첨)

7. 고속도로 건설재료 품질기준 신구대조표(안) (별첨)

8. 전문시방서(EXCS) 개정안_신구대조표(안) (별첨)

9. 감사결과 처분요구서(별첨)

붙임#1

붙임#1

강재시설물 품질기준 변경사항

강재시설물 자재 재질 시험항목 규격

품질기준

비 고

당초 변경

도로표지판

표지판

알루미늄합금 화학적 성질

KS D 6701 A5052P-H32 좌동

찬넬 및 앵글 KS D 6759 A6063S-T5 좌동

찬넬 및 지주 결합용 크립 SPS-KFCA-D6770-5022 A6061FD-T6 좌동

밴드 스테인레스강 화학성분 KS D 3698 STS 304 좌동

지주

아연도금강 아연부착량 KS D 8308 350 이상~

610 이상

450 이상~610 이상

(KS D 8308 기준에 의거 시행)

지주연결용 강판

앵커볼트 및 부속품

지주용 캡

볼트, 너트, 와샤 스테인레스강 화학성분 KS D 3706 STS304 N1-B STS316 N-B

방음시설

방음판 지주 아연도금강 아연부착량 KS D 8308 550 이상 610 이상

(KS D 8308 기준에 의거 시행)

흡음형 및 반사형

금속재 방음판(전면판)

알루미늄합금 화학적 성질 KS D 6701 A5005P 또는

A5052P 좌동

Zn-Al-Mg 합금도금강 도금부착량(g/㎡) KS D 3030 275(M27) 이상 미사용

금속재 방음판(후면판) 아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 3506 275(Z27) 이상 350(Z35) 이상

Zn-Al-Mg 합금도금강 도금부착량(g/㎡) KS D 3030 275(M27) 이상 좌동

가드레일 레일 및 지주

아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 8308 550 이상 좌동

Zn-Al-Mg 합금도금강 도금부착량(g/㎡) KS D 3030 275 이상 좌동

가드휀스

용융도금능형망

아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 7018 28 이상~

218 이상 미사용

PVC피복(아연도금)철선 인장강도 등 6개 항목 KS D 7036

KS D 7018 - 낙석방지울타리 중 철망의 기준 적용

야생동물 유도울타리 망

아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 7011 20 이상~

400 이상 미사용

PVC피복(아연도금)철선 인장강도 등 6개 항목 KS D 7036

KS D 7018 - 낙석방지울타리 중 철망의 기준 적용

재료규격 중 도금부착량

(파이프 지주(세로강봉) 및

동연(가로바) 등 기타자재)

아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 8308 550 이상 좌동

Zn-Al-Mg 합금도금강 도금부착량(g/㎡) KS D 3030 275 이상 좌동

붙임#2

부대공 ❙ 287

부대공

강재시설물 자재 재질 시험항목 규격

품질기준

비 고

당초 변경

낙석방지

울타리

지주, 와이어로프 단부장치 아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 8308 600 이상 610 이상

철망 PVC 피복아연도금철선 인장강도 등 6개 항목 KS D 7036

KS D 7018 KSD7036에 따름. 좌동

와이어로프 등 아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 3514 85 이상 좌동

낙석방지망

와이어로프 아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 3514 85 이상 좌동

철망, 결속선 PVC 피복아연도금철선

최소피막두께(mm)

KS D 7036

KS D 7018

4mm : 0.30

5mm : 0.38

좌동

아연부착량(g/㎡) 4mm : 30

5mm : 32

깎기부점검로

(교량점검시설)

모든부재

아연도금강 아연부착량(g/㎡) KS D 8308 500 이상 610 이상

스테인레스강 화학성분 KS B 0802 STS304 STS316

알루미늄합금 화학성분

KS D 6759

KS D 6008

KS D 6701

A6063-(B)

AC7A

A1200

A6063-(A)

AC7A

A1200

붙임#2

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