308 ❙. 포장공

5-3 포장공

시공성 향상을 위한 교량 접속부 CRCP

단부형식 개선

포장연구실-173

(2024.03.05.)

1 추 진 배 경

(배경) 내구성이 뛰어난 연속철근 콘크리트 포장(CRCP, Continuously Reinforced Concrete Pavement) 확대적용 계획수립

(포장공용성 증진을 위한 연속철근 콘크리트 포장 확대적용 계획, 설계처-2012)

설계기준에 따르면 CRCP가 교량과 만나는 접속부 구간에는 대부분

앵커러그 설치(연속철근콘크리트포장 설계편람, 도교원-201)

 (문제점) 앵커러그 설치에 따른 비효율성, 공기연장, 시공품질 관

리 어려움 및 공사비 증가 등으로 인해 확대적용 어려움

☞ CRCP 확대적용을 위한 대안(앵커러그→팽창줄눈) 검토 필요

→ 최근 해외에서는 연구를 통해 팽창줄눈으로 대체(텍사스)

2 교량접속부 CRCP 단부형식 및 국내외 기준

 CRCP 단부형식(붙임 #1)

o CRCP의 단부형식은 대표적으로 앵커러그, 팽창줄눈, 와이드플랜

지로 구분(그림 2.1)

 

◦앵커러그(Anchor lug)

단부에서의 수평변위를 완전 구속하기

위2～6개의 앵커를 5～12m 간격으

로 포장체 아래에 일체화하여 시공하는

단부AB

308 포장공

포장공 ❙309

포장공

◦팽창줄눈(Expansion joint)

단부에서의 수평변위를 팽창줄눈으로

수용하여 인접구조물에 힘이 전달되지

않도록 하는 시스템

◦와이드플랜지(Wide-flange)

줄눈부에서 연속성을 제공할 수 있도

록 CRCP 아래에 받침 슬래브를 설치

하고, 단부에 와이드 플랜지 삽입하는

시스템

 

그림 2.1 교량접속부 CRCP 단부형식(팽창줄눈, 와이드플랜지, 앵커러그)

o CRCP 단부형식별 장단점은 표 2.1과 같음

표 2.1 CRCP 단부형식T 장단점

 

구분	장점	단점
팽창줄눈	◦시공이 쉽고 경제적임	◦협착시 재설치 및 줄눈재 보수 필요
와이드 플랜지	◦플랜지 아래로 줄눈이 감춰져 줄눈 유지보수.필요 없음	◦시공이 다소 까다로움 ◦팽창줄눈에 비해 고. ◦시공r량시 소음문제 발생
앵커러그	◦강한 수평변위 구속력	◦시공이 복잡하며 고비용 ◦분리구간에서 설치시 공사차량 운행 어려움

 

포장공 309

포장공

310 ❙포장공

 국내외 설치기준

o 국내

- 2014년 제정된 연속철근 콘크리트 포장 관련 설계지침 및 편람*

에 따르면 CRCP의 단부는 ’팽창줄눈, 와이드 플랜지, 앵커러그

‘中선택하여 사용할 수 있음

* 연속철근 콘크리트 포장 설계지침 및 표준세목(2014), 연속철근 콘크리트

포장 설계편람(2014)

- CRCP 교량접속부 단부형식에 대한 별도 규정은 없으며 다만,

다음과 같은 조건에서는 경우 단부형식을 제한함

◦토공부 기층에 린콘크리트를 사용하는 경우 팽창줄눈을 적용

◦단부로부터 90m 이상의 구간이 교량방향 하향 종단구배 2%를 초과하거나

인접 교량의 연장이 100m 이상인 경우 앵커러그 사용

- 상기 지침 및 편람에 근거하여 작성한 표준도(2023)에서는 팽창줄

눈 간격(40→50mm)을 조정하여 앵커러그 제원 제시

그림2.2 한국도로공사 앵커러그 표준도(2023)

310 포장공

포장공 ❙311

포장공

o 국외

- 기존에 텍사스 주에서는 교량과 CRCP 접속부에 팽창줄눈, 와이

드 플랜지, 앵커러그 중 한 형식을 시공하였지만, 최근 연구를

통해 경제적이고 실용적인 팽창줄눈만 적용(붙임 #2)

- 캘리포니아 주는 앞서 설명한 세가지 방법 중 하나 적용(표 2.2)

- 일리노이, 조지아 및 버지니아 주는 와이드 플랜지, 앵커러그 혼용

표 2.2 캘리포니아 주의 교량접속부 CRCP 단부형식

 

구분	CRCP 연장(m)			비고
	< 365	365～610	610 <
팽창줄눈	O	O	X
와이드플랜지(경사<3%)	X	O	O	팽창줄눈7 시공
앵커러그(경사≥3%)	X	O	O	팽창줄눈7 시공

 

3 국내 앵커러그 설치에 따른 이슈

 교량접속부 CRCP 단부형식이 앵커러그로 제한됨

o 2014년 제정된 CRCP 단부형식 관련 지침의 부속조항에 따라 대

부분 ’앵커러그‘만 시공되는 현실

- 종단구배>2% 초과하거나 교량연장≥100m → 앵커러그 적용

 JCP 대비 앵커러그 시공에 따라 공기추가

o 앵커러그 설치에 따른 터파기, 철근조립 및 벽체 콘크리트 타설

후 양생 등의 공기 소요

포장공 311

포장공

312 ❙포장공

 

그림 3.1 앵커러그 터파기, 조립, 시공에 따른 공기 소요

 

그림 3.2 불규칙적인 시공1(좌) 및 콘크리트 타설시 품질관리 필요(우) 시공성 및 품질저하 우려

o 터파기에 따른 기 시공한 기층면 교란

o 암반구간의 경우 굴착이 어렵고, 절리를 따라 암이 빠지는 문제

o 받침슬래브 위치에 앵커러그 건설시 시공 어려움 및 기준 미비

 토공부 연장 축소

o (기존) 1km 이상구간 다수 → (최근) 1km 이하구간 다수

- 토공부 95.5%(2/43)가 연장 1km 미만으로 영향 미치는 길이 축소

312 포장공

포장공 ❙313

포장공

 

그림 3.3 국내 토공부 연장(창녕밀양건설사업단)

 건설비 증가

o 교량접속부 앵커러그(3개) 설치 비용 : 6,560천원

o 최근 고속도로 노선에 다수의 교량, 터널 건설 → 비용 증가

4 국내외 연구결과

 국내 교량접속부 CRCP 단부에 팽창줄눈만 적용구간 협착없음

o (당초) 앵커러그 설계 → (변경) 팽창줄눈

o 현장조사 결과, 4구간 모두 팽창줄눈이 협착되지 않고 일정간격

유지하고 있어 교량구조물에 피해 없음

표 4.1 교량접속부 CRCP 앵커러그 대신 팽창줄눈 설치구간 팽창줄눈폭

 

시공시기	위 치	연 장 (m)	포장 형식	포장두께(cm)		공용후 팽창줄눈폭(|m)
				슬래브	하부
‘13.12.	도장골천교(대구)	361	MCRCP	30	린15	3(‘23.04)
‘14.5~6.	도장골천교(광주)	500	MCRCP	30	린15	2(‘23.04)
‘20.03.	서울주JCT13교(울산)	270	ARCP	30	린10AP5	6(‘23.05)
‘20.03.	서울주JCT13교(밀양)	330	CRCP	30	린10AP5	5(‘23.05)

 

 

포장공 313

포장공

314 ❙포장공

 

그림 4.1 국내 팽창줄눈 설치(앵커러그 미설치) 구간(광주대구선(‘13), 밀양울산선(20))

 CRCP 끝단부 일부구간의 움직임만 발생

o 텍사스 주의 연구결과, 하부층과의 완전부착으로 CRCP 단부의

수평거동은 전체 연장이 아닌 단부주변 일부에서만 발생(그림 4.2)

o 캘리포니아주 교통국에서 발행한 시방서에서 CRCP는 끝단 약

60~90m 범위를 제외하면 수평변위가 거의 없다고 명시

수평

움직임

0~ 90m L/2

단부 60~ 90m까지 거동하고

그 이후는 움직임 거의 없음

[교량접속부] [CRCP 구간 중앙]

그림 4.2 기층위 비닐없이 콘크리트 타설 및 위치별 수평움직임 모니터링 결과(텍사스 사례)

 JCP과 CRCP의 단부 거동 차이

o 줄눈 콘크리트 포장은 무작위 균열 발생 예방을 위해 콘크리트

슬래브의 자유로운 수축팽창 거동 유도

- 슬래브와 보조기층 사이 마찰력 감소를 위한 분리막(PE시트) 설치

314 포장공

포장공 ❙315

포장공

- 하지만, 공용기간 중 줄눈으로 이물질이 침투하는 경우 하절기

온도가 상승하면 수평으로 팽창하여 교량 구조물 피해 유발

o 반면, 연속철근 콘크리트 포장은 분리막 없어 마찰이 크고 철근으로

보강(0.6~0.8%)하기 때문에 온도변화에 따른 슬래브 수축팽창량이 적

어 인접 교량 구조물에 피해를 주지 않음

그림 4.3 JCP줄눈폭 감소(좌) 및 CRCP 팽창줄눈 변화(우)

 CRCP 단부형식 관련 기술동향

o 앵커러그의 단부구속 효과

- 앵커러그 벽체와 하부층 사이 152~305mm 이격 발생 확인

- 앵커러그의 CRCP 수평변위 구속 없음

o CRCP 단부 수평변위를 팽창줄눈으로 수용가능

- 구속효과는 앵커러그, 와이드 플랜지, 팽창줄눈 순서로 큼(텍사스)

- CRCP보다 변위가 10배 큰 공법(PCP)도 팽창줄눈으로 수평움직임 수용

그림 4.4 포장형식별 팽창줄눈수평변위 기울기 비교(좌:CRCP, 우:PCP)

포장공 315

포장공

316 ❙포장공

o 미국 텍사스 주 CRCP 단부형식 변경사례

- 연구결과 : 팽창줄눈으로 CRCP 단부의 수평변위를 수용할 수

있으며 앵커러그는 설치효과가 크지 않고 비경제적임

- 기존 : 앵커러그, 와이드 플랜지, 팽창줄눈 중 선택

- 변경 : 구간길이, 구배에 상관없이 팽창줄눈만 적용(TA(CP)-99)

그림 4.5 변경된 텍사스 CRCP 단부형식 기준(2023)

5 우리공사 교량접속부 CRCP 단부형식 개선(안)

 CRCP 단부형식 설치기준의 단계적 개선

o [1단계] 국내외 기술동향을 반영한 CRCP 단부형식 개선

- 교량접속부 단부형식은 팽창줄눈과 앵커러그로 제한

- 종단구배 및 CRCP 연장을 고려하여 팽창줄눈, 팽창줄눈 + 앵커

러그 조합을 적용

- 상세 적용기준은 표 5.1과 같음

- 팽창줄눈 및 앵커러그의 상세 제원은 기 수립된 ‘연속철근 콘크

리트 포장 설계지침’과 동일하게 적용

316 포장공

 

포장공 ❙317

포장공

표 5.1 교량접속부 CRCP 단부형식 설치기준 변경

 

구분	CRCP 연장(터널 내 포장은 제외)
	< 350m	350～600m	> 600m
종단구배1)≦2%	팽창줄눈(50mm)	팽창줄눈(50mm)	앵커러그 + 팽창줄눈(50mm)
2<종단구배≦3%*		팽창줄눈(70mm)
종단구배>3%	팽창줄눈(70mm)	앵커러그+ 팽창줄눈(50mm)

 

 

1) 종단구배 : 단부에서 175m(350m/2)까지의 CRCP 평균 종단구배

단, CRCP 연장이 350m보다 짧은 경우, 단부에서 구간 중앙까지의 평균 종단구배

표 5.2 기존 및 개선 CRCP 단부형식 비교

 

구분	기존	개선
단부형식	팽창줄눈, 와이드 플랜지, 앵커러그 중 택 1	팽창줄눈, 앵커러그 중 택 1
조건	- 린콘크리트층 1) 토공부 연장>90m, 2%초과 구배 2) 교량 연장>100m에 따라 대부분 앵커러그 설치 - 아스팔트기층 : 조건 상관없음 ☞ 앵커러그 설치	- 하부층 종류 : 상관없음 - 구배 : 2%(기존 기준) 및 3% (캘리포니아 기준)에 따. 구분 - 연장 : 350, 600m (캘리포니아 기준 일부 수정)
팽창줄눈폭	50mm	50, 70mm

 

o [2단계] 현장 시험시공을 통한 CRCP 단부형식 개선

- CRCP 연장 600m 이상인 구간에 대한 단부형식 팽창줄눈 적용

시험시공 및 추적조사 시행

- 추적조사결과에 따라 CRCP 단부형식으로 팽창줄눈 단독 적용 추진

 적용방안

o 설계완료 구간 : 건설사업단 자체 검토를 통해 적용여부 결정

o 설계예정 혹은 설계 중인 구간 : 본 방침 기준으로 설계

포장공 317

포장공

318 ❙포장공

5 향 후 계 획

 2단계 개정을 위한 현장 시험시공

o 대상구간 : 연장 600m 이상인 구간(3개소 선정)

o 적용변수 : 앵커러그 삭제 및 팽창줄눈(0mm) 시공

- 팽창줄눈폭 장기 모니터링을 통한 수평거동량 분석

표 6.1. CRCP 단부형식 개선 시험시공 구간 후보지(창녕밀양건설사업단)

 

구분	위치 (STA.)	연장(6)
구간 1	4공구(1+907～2+508, 울산)	601
구간 2	4공구 종점～5공구 시점(함양)	672
구간 3	4공구 종점～5공구 시점(울산)	769

 

318 포장공

포장공 ❙319

포장공

붙 임 자 료

붙임 1 교량접속부 CRCP 단부형식

붙임 2 국내외 CRCP 단부형식별 수평변위 현장계측 결과

붙임 3 신구 대조표

포장공 319

포장공

320 ❙포장공

붙임 1 교량접속부 CRCP 단부형식

1. 팽창줄눈(Expansion joint system)

○ CRCP 단부에서의 수평변위를 팽창줄눈으로 수용하여 교량구조에 압축력이 작용하지

않도록 하는 개념으로서, 가장 간단한 형태이며 경제적임(그림 1.1).

그림 1.1. 팽창줄눈

 

2. 와이드 플랜지(Wide-flange system)

○ 와이드 플랜지는 줄눈부에서 연속성을 제공할 수 있도록 CRCP의 받침 슬래브(RC

sleeper slab)를 아래에 설치하고, CRCP 단부에 와이드 플랜지 삽입. CRCP 단부의

수축이 발생할 수 있도록 받침 슬래브와 CRCP 슬래브 저면 사이 접촉면에는 접착

감소층(bond breaker)을 설치하고, 와이드플랜지 안쪽 면에는 그리스(grease) 칠

함. 그리고 CRCP 팽창을 수용하기 위해서 CRCP 단부와 와이드플랜지의 사이에는

25~50㎜ 폭의 팽창줄눈재료 삽입(그림 1.2).

그림 1.2. 와이드 플랜지

 

320 포장공

포장공 ❙321

포장공

3. 앵커러그(Anchor lug system)

○ CRCP 자유단부에서 발생하는 전체 수평변위를 완전 구속시키기 위한 개념으로서

2~6개의 앵커를 5~12m 간격으로 CRCP 아래에 시공하여 완전일체화 시키는 형

식. 앵커는 CRCP 저면에 강결시키는 콘크리트 파일 또는 가로방향 포장 슬래브 전

폭에 설치하는 벽체형식이 있으며, 후자의 경우가 가장 많이 적용(그림 2.3).

그림 1.3. 앵커러그

 

표 1.1 각 단부 시스템별 장단점 비교

 

구분	장점	단점
팽창줄눈	◦시공이 쉽고 경제적임	◦협착시 재설치 및 줄눈재 보수필요
와이드 플랜지	◦플랜지 아래로 줄눈이 감춰져 줄눈 유지보수가 필요 없음	◦시공이 다소 까다로움 ◦팽창줄눈에 비해 고가 ◦시공불량시 소음문제 발생
앵커러그	◦효과적인 것으로(이해되고 있음)	◦시공이 복잡하며 고비용 ◦분리구간에서 콘크리트 양생시 공사차량 운행 어려움

 

 

포장공 321

포장공

322 ❙포장공

붙임 2 국내외 CRCP 단부형식별 수평변위 현장계측 결과

1. 국내 시험시공 현장 계측 결과

○ 아스팔트 기층의 경우 종방향 움직임이 단부에서 50m 멀어져도 급격하게 감소

○ 린 기층의 경우 종방향 움직임이 단부에서 10m 멀어져도 급격하게 감소

2. 텍사스 계측 결과

○ 미국 텍사스 주 단부처리에 따른 변위계측(줄눈에서 멀어지면 변위 급격히 감소)

○ 포장연장 600m 이상인 구간 2개소에 팽창줄눈을 설치한 결과, 온도변화에 따라 1년

동안에 4.4mm 변화(온도에 따른 변화량을 의미하며, 줄눈폭이 계속 줄어드는 것을

의미하는 것 아님)

☞ 팽창줄눈으로 CRCP 팽창량 수용 가능

 

시험단면 위치	단부형식	굵은골재 종류	포장연장 (km)	기층종류	시공년도	일일 변위량 (mm/℃)	계절 변위량 (mm/℃)
El Paso	EJ	LSa	1.28	3in.ASBc	2009	0.026	0.438
Wichita Falls	EJ	LS	0.80	3in.ASB	2009	0.026	0.443
Linden	WF	SRGb	>1.60	4in.ASB	2009	0.023	0.207
Houston	WF	LS	1.68	1in.ASB + 6in.CSBd	1995	0.018	0.120
Texarkana	AL	SRG	0.72	4in.ASB	2004	0.028	0.163
Lubbock1	AL	SRG	0.72	4in.ASB	2009	0.015	*
Lubbock2	AL	LS	0.72	1in.ASB + 6in.CSBd	2010	0.003	0.023
Waco (PTCP)	Armor Joint	LS	0.10	4in.ASB	2008	0.312	*

 

 

 

 

 

1. a-limestone b-siliceous river gravel c-asphalt stabilized base d-cement stabilized base

2. EJ-EApansion Joint WF-Wide Flange AL-Anchor Lug

* : No data available for seasonal movement rate measurement

322 포장공

포장공 ❙323

포장공

붙임 3 신구대조표

포장공 323

포장공