74
콘콘콘콘 콘콘 콘콘콘 2012. 3. 9 2012 년 년년년년년년 년년년 년년

20120309 교량바닥판(완료)

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콘크리트 교량 바닥판의 설계, 시공, 유지관리

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Page 1: 20120309 교량바닥판(완료)

콘크리트 교량 바닥판

2012. 3. 9

2012 년 구조물담당자 전문화 교육

Page 2: 20120309 교량바닥판(완료)

바닥판의 보호공법 바닥판의 보호공법11

콘크리트 일체식 바닥판 콘크리트 일체식 바닥판22

순 서순 서

고성능 콘크리트 바닥판 고성능 콘크리트 바닥판33

콘크리트계 교면포장 콘크리트계 교면포장44

참고문헌 참고문헌55

Page 3: 20120309 교량바닥판(완료)

11 교량 바닥판의 보호공법

Page 4: 20120309 교량바닥판(완료)

고속도로 바닥판 보호공법의 적용

아스팔트 덧씌우기 적용

포장두께 5cm

설계수명 5 년

손상발생 공용 1

년후부터

아스팔트 가격 폭등

노출 콘크리트 공법 적용

마모층 4cm

상부피복두께 8-9cm

노출 바닥판 손상 ,

평탄성

노출 공법 사용 중지

아스콘 포장 재적용

포장두께 8cm

포장공법의 다양화

LMC 또는 노출공법

덧씌우기 5cm,

피복확보

아스콘 포장 일부 적용

Page 5: 20120309 교량바닥판(완료)

바닥판 보호공법 비교 (20 년 기준 )구분 LMC 포장 아스팔트 포장 콘크리트 포장

설치단면

초기투자비

49,036 원 /M2 46,941 원 /M2 16,345 원 /M2

유지관리비

- 56,700 원 /M2 -

계 49,036 원 /M2 103,641 원 /M2 16,345 원 /M2

( L M C )

SLAB

4~5CM

SLAB

A.S.P 8CM

방수층

CON'C 마모층 4~5CM

방수층 ( 씰러 )

SLAB

* 아스팔트 포장 유지관리비는 7 년에 1 회씩 덧씌우기 가정

Page 6: 20120309 교량바닥판(완료)

바닥판 보호공법의 선택 : 미국

NYSDOT Bridge Manual(2008)

Page 7: 20120309 교량바닥판(완료)

바닥판 보호공법의 선택 : 미국

NYSDOT Bridge Manual(2008)

Page 8: 20120309 교량바닥판(완료)

바닥판 보호공법의 적용 현황 : 미국

1990-1994 년 1995-1999 년 1999 년 이후

구분 1990- 1994 1995- 1999 1999이후

monol i thi c concr ete 1,138 862 531

i ntegr al concr ete 74 113 50

l atex concr ete or si mi l ar addi t i ve 118 84 71

l ow sl ump concr ete 28 13 41

epoxy over l ay 3 1 -

bi tumi nous 163 74 52

기타 421 171 118

범례

Page 9: 20120309 교량바닥판(완료)

바닥판 보호공법 적용현황 : 미국

InterstateHighway

기타Highway

InterstateHighway

기타Highway

InterstateHighway

기타Highway

일체형바닥판 1,212 6,949 975 6,865 581 3,073

LMC 또는 유사 재료 118 136 84 50 71 49

저 슬럼프콘크리트 28 31 13 101 41 114

에폭시오버레이 3 17 1 7 - 3

아스팔트  163 2,018 74 1,645 52 669

기타 421 3,348 171 2,945 118 1,469

구  분

준공년도

1990~1994년 1995~1999년 2000~2004년

Page 10: 20120309 교량바닥판(완료)

일체식 콘크리트 바닥판의 적용 현황

HPC 사용 및 현재 시방에 기준 포함

HPC 를 사용하고 있으나 시방기준에 포함하지 않음

언급없음

* High Performance Concrete Nationwide Survey(2003) Results

Page 11: 20120309 교량바닥판(완료)

22 콘크리트 노출 ( 일체식 )바닥판

Page 12: 20120309 교량바닥판(완료)

노출 바닥판 적용 현황 : 1980년대

Page 13: 20120309 교량바닥판(완료)

노출 바닥판 교량 현황

총계 아스팔트콘크리트 총계 덧씌우기 박층보수 ( )손상 균열제외 양호

남원 52 0 52 52 0 6 7(5) 39

고령 62 3 59 59 0 40 12(5) 7

전주 26 6 20 20 0 0 14(11) 6

광주 29 7 22 22 0 0 17(13) 5

경안 96 9 87 87 0 0 46(29) 41

진천 73 7 66 66 4 4 42(23) 16

338 32 306 306 4 50 138(86) 114

호남

중부

총계

구분 총 교량수 노출 바닥판

88선

Page 14: 20120309 교량바닥판(완료)

중부선 G 교

브레머보수

박락

0 5 10 15 20 25 30 35 40

5.5

11

철근노출

Page 15: 20120309 교량바닥판(완료)

외관망도 (PSCI 3 경간 )PSCI 3 경간 하남방향 ( 피복 2.5cm, 부식 )

← 하남방향

→통영방향 P3P2

(1)

CORE1

CORE2

(2)

(3.4)(5)(6) (7)

(8)

(9)(10) (11)

(12)

(14)

(15) (17)

(18) (19) (20)

(21)

(22) (23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(13)

• 1986 년에 준공한 중부선 콘크리트 노출 바닥판 교량• 1 경간의 SBG 와 4 경간의 PSCI 로 구성• 교면에 균열 , 박락 , 철근노출 등이 발생 , 일부 보수

• 1986 년에 준공한 중부선 콘크리트 노출 바닥판 교량• 1 경간의 SBG 와 4 경간의 PSCI 로 구성• 교면에 균열 , 박락 , 철근노출 등이 발생 , 일부 보수

중부선 P 교

Page 16: 20120309 교량바닥판(완료)

중부선 P 교 교면상태

1-SBG 2-PSCI 3-PSCI 4-PSCI 5-PSCI

구분전체면적

(M2)손상부(M2)

비율(%)

하남방향

1SBG 448 11.00 2.46

2PSCI 336 2.35 0.70

3PSCI 336 65.89 19.61

4PSCI 336 16.83 5.01

5PSCI 336 8.85 2.63

합계 1792 104.92 5.85

구분하남방향 통영방향

평균표준편차 평균

표준편차

1SBG 10.04 1.73 9.34 1.49

2PSCI 5.72 1.24 6.28 1.34

3PSCI 5.69 3.48 6.66 1.21

4PSCI 6.68 1.75 6.52 1.28

5PSCI 7.58 1.95 6.35 1.32

Page 17: 20120309 교량바닥판(완료)

PSCI SBG

하남통영

통영방향

SBGPSCI

통영

하남방향

중부선 P 교 레이다 수신파의 특성

하남

Page 18: 20120309 교량바닥판(완료)

통영방향

하남방향

7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0- 1 0

- 5

7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 1 0 0

5

1 0

P2

중부선 P 교 상부철근피복두께 (3경간 )

P3

Page 19: 20120309 교량바닥판(완료)

중부선 P 교 깊이별 염화물 측정결과

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

0.0 - 1.0 1.0 - 2.0 2.0 - 3.0 3.0 - 4.0 4.0 - 5.0

(cm)깊이

(kg

/cm

염화

물량

3)

( :9.5cm)건전 피복

( :5.5cm)건전 피복

( :5.5cm)손상 피복

( :3.0cm)손상 피복

( :5.5cm)균열 피복

임계부식염화물량건전

박락 ( 피복 5.5cm)

균열 ( 피복 5.5cm)

손상( 피복 3.0cm)

Page 20: 20120309 교량바닥판(완료)

중부선 P 교 철근 부식도

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

10

20

30

40

50

60

70

80

90

구분 경간 위치 (A1기준 )

피복(cm)

교면상태

부식가능면적비 (%)조사면적10% 이하 50% 이상 90% 이상

하남방향

1 추월선 33m 10.5 손상없음 100 0 0 2.0

3 주행선 78m 5.0손상부에서

3m100 0 0 2.0

4주행선 110m

5.5 손상인접부위 1 71 28 1.0

5추월선 140m

5.0 손상인접부위 38 48 14 2.0

통영방향

3 주행선 72m 8.5 손상없음 100 0 0 2.0

4주행선 100m

3.8 손상없음 85 15 0 2.0

하남 3경간

하남 4경간

Page 21: 20120309 교량바닥판(완료)

중부내륙선 ( 구마선 ) G 교SBG : SPAN-15

PSCG : SPAN-13

Page 22: 20120309 교량바닥판(완료)

중부내륙선 G 교 상부철근 피복두께 SBG 15 경간 ( 교면

균열 )

PSCI 13 경간 (철근노출 )

255 260 265 270 275 280 285 290 295 300

5.00

10.00

170 175 180 185 190 195 200 205 210

5.00

10.00

Page 23: 20120309 교량바닥판(완료)

중부내륙고속도로 교량 예

평균 편차

8.7cm 1.60cm 8.2cm

1차로 4.48cm/km - 24cm/km

2차로 3.85cm/km - 24cm/km

설계조사결과

구분

순피복

평탄성

3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0

5

1 0

Page 24: 20120309 교량바닥판(완료)

일체식 바닥판의 주손상원인

• 콘크리트 노출 바닥판 교량의 주손상원인

– 상부철근 부식에 의한 박락

• 상세조사

– 노출 바닥판에서의 깊이별 염분 침투량 측정

– 표면 염화물량 추정

– 겉보기 확산계수 산정

– 바닥판의 피복두께 분포 조사

– 철근 위치에서의 부식연한 산정

Page 25: 20120309 교량바닥판(완료)

깊이별 염화물 측정결과

박락 ( 피복 5.5cm)

부식기준치

균열 ( 피복 5.5cm)손상( 피복 3.0cm)건전

콘크리트 노출 바닥판 깊이별 염화물 분석 결과

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0

(cm)깊이

(kg/

m염

분함

유량

3 )

3 C2요천 교3 C3요천 교

유촌교금호대교묘현교

삼가교 성산교

정읍철육교정읍천교

2광지원 교, T- C1평동육교, T- C3평동육교, H- C1평동육교, H- C2평동육교, H- C3평동육교

IC화원 교

부식임계염화물량 (1.2)

Page 26: 20120309 교량바닥판(완료)

교량별 부식임계연한 산정

주 ) * : 염화물 침투량이 매우 작아 부식연한을 계산하지 않음

3 (0~3cm)요천 교 3.60 0.283 6.01 71

3 (3cm )요천 교 이상 1.80 3.452 6.01 28

유촌교 - - 6.65 *

금호대교 - - 5.00 *

I C화원 교 - - 8.10 *

정읍천교 8.30 0.347 4.34 13

정읍철육교 - - - -

묘현교 4.65 2.100 5.00 5

성산교 4.00 1.085 7.07 21

2광지원 교 0.135 0.347 6.58 *

( )평동육교 건전부 1.77 0.145 4.61 421

( )평동육교 손상부 8.50 0.165 4.61 30

표면염화물농도(kg/m3)

겉보기 확산계수(cm2/yr )

5% 바닥판의 피복(M2)

부식연한( )년

교량명

Page 27: 20120309 교량바닥판(완료)

염소이온 침투저항성능

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

3요천 교 유촌교 금호대교 IC화원 교 정읍천교 정읍철육교 묘현교 성산교 2광지원 교

남원 군위 전주 광주 경안

88선 구마선 호남선 중부선

Coul

ombs

: 무시할만 함 (100 이하 ): 매우 낮음 (100-1000)

: 낮음 (1000-2000) : 중간 (2000-4000): 높음 (4000 이상 )

Page 28: 20120309 교량바닥판(완료)

콘크리트 노출 바닥판의 손상단계

상부철근 피복두께 부족 및 균열 발생상부철근 피복두께 부족 및 균열 발생

염화물 살포 , 침투염화물 살포 , 침투

상부철근의 부식 , 철근팽창상부철근의 부식 , 철근팽창

바닥판 상면 박락 , 박리 발생 , 손상확대바닥판 상면 박락 , 박리 발생 , 손상확대

손상과정 교량상태

Page 29: 20120309 교량바닥판(완료)

콘크리트 노출 바닥판의 적용(2005)

Page 30: 20120309 교량바닥판(완료)

콘크리트 노출 바닥판의 적용 (2005)

• ’05. 2 : 제 21 차 설계심의

- 콘크리트 노출 바닥판 적용 지침 수립

• ’05. 11 : 실무적용

- 연간 제설염화물 사용량 제한적용

- 고성능 콘크리트 상용시 확대적용 방안 검토

• ’05. 2 : 제 21 차 설계심의

- 콘크리트 노출 바닥판 적용 지침 수립

• ’05. 11 : 실무적용

- 연간 제설염화물 사용량 제한적용

- 고성능 콘크리트 상용시 확대적용 방안 검토

아스팔트콘크리트계열기타

아스팔트75%

기타6%콘크리트계열

19%

2008 년 교면포장 분포율콘크리트 노출 바닥판 전면 적용

콘크리트 노출 바닥판 시험 적용

Page 31: 20120309 교량바닥판(완료)

바닥판 보호공법 ( 한국도로공사 ) 2005

• 일체식 ( 노출 ) 교면포장

- 전 지역 교량에 적용

- 평탄성 시공성 및 내구성 확보에 불리한 경우 제외․

• 콘크리트계 교면포장 적용대상 교량

- 일반교량 중 평탄성 및 시공성 확보가 불리한 교량

- 신축이음장치 간격 150m 초과 교량

- 종단 또는 편경사가 3% 이상 교량

- 편도 3 차로 이상 교량

- 프리캐스트 콘크리트 패널적용 교량

- PC 박스교량 및 특수교량 ( 현수교 , 사장교 )

• 아스팔트계 교면포장 적용

- 강상판형 교량

- 도심지등 소음민원 예상교량

- 기타 아스팔트계 교면포장이 필요한 교량

Page 32: 20120309 교량바닥판(완료)

33 고성능 콘크리트 바닥판

Page 33: 20120309 교량바닥판(완료)

바닥판용 고성능 콘크리트 개발

배합기준

Gmax.(mm)

설계기준강도(MPa)

W/B(%)

슬럼프(cm)

공기량 (%) 혼화제

25 30 0.40 이하 13±2.5 6.5±1.0 고성능감수제 , AE 제

배합구분

결합재 사용조건

비고시멘트 고로슬래그

미분말 플라이애시 실리카퓸

OPC 100% - -

HPC 60% 30% 10%

HPC(NY) 74% 20% 6% NYDOT

Page 34: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 개발

실 배합표

구분W/B

(%)

S/a

(%)

단위 재료사용량 (kg/m3)

수량W

결합재 ,B

잔골재S

굵은

골재G

고성능AE

감수제AD

단위

시멘트량C

플라이

애시FA

슬래그

분말BS

실리카퓸SF

OPC 40 42.6 158 395 - - - 746 1037 2.37

HPC 38.4 40.4 159 249 41 124 - 691 1051 2.48

HPC(NY) 40 40.4 164 301 81 - 24 683 1038 2.48

Page 35: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 시험배합 압축강도

3 7 28 56 90 days0

10

20

30

40

50

60

2832 35

42

49

23

3035

4853

23 29

34

43 48

OPC HPC HPC(NY)

압축

강도

(M

Pa)

Page 36: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 시험배합

균열 저항성 (O-Ring Test)

OPC HPC, HPC(NY)

재령 10 일째부터 균열발생 -> 8 개 (28 일 )

헤어크랙

재령 28 일 현재 균열없음

Page 37: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 시험배합

동결융해저항성

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 70

80

90

100

OPC HPC HPC(NY)

Rela

tive

Dyn

am

ic M

odulu

s Ela

stic

ity(

%)

CYCLES

8079

76

Page 38: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 시험배합

박리 저항성 1 등급

1 등급

OPC

50cycles 중량감소율 : 0.217kg/m2

100cycles 중량감소율 : 0.339kg/m2

HPC

50cycles : 0.176kg/m2

100cycles : 0.326kg/m2

1~2 등급

HPC(NY)

50cycles : 0.273kg/m2

100cycles : 0.367kg/m2

Page 39: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 시험배합 염소이온 침투저항성 평가 (RCPT)

28 56 90 days0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2140

1649

1246

821

673411

511469 371

OPC HPC HPC(NY)

Charg

e P

ass

ed (

C)

Low

Very

Low

Negli-gible

Moder-ate

Page 40: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 시험배합 염분침투깊이

OPC

7.3mm

3.6mm

HPC

4.5mm

HPC(NY)

Page 41: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 내구성능 비교

평가항목 OPC HPC HPC(NY) 비고

공기량 (%) 5.4 5.9 5.8  

압축강도 34.5/42.0/49.2 35.0/47.9/52.5 33.8/43.3/47.5 28/56/90 일

균열발생일 10 일 - -  

길이변화비 (×10-4) -4.37 -4.62 -4.60  

마모저항성 (g) 1,115 1,012 943  

동결융해저항성능 (%) 78.7 80.4 76.1 300cycles

박리저항성 1 1 1~2 56 일양생 100cycles

RCPT 2140/1649/1246 821/673/411 511/469/371 28/56/90 일

염분침투깊이 (mm) 7.3 3.6 4.5 40 일 침지

Page 42: 20120309 교량바닥판(완료)

실 배합표

시험시공 개요

구분 W/B(%)

S/A(%)

수량(kg)

단위결합재함량 (kg/m3)잔골재(kg/m3)

굵은골재(kg/m3)

혼화제(kg/m3)시멘트 플라이

애시고로슬래그

미분말

30MPa HPC 37.7 39.0 154 245 41 123 666 1050 2.6

노선 상부구조형식 교장 (m) 교폭 (m) 타설면적 (m2) 비고

호남선 PF 30.0 13.0 390 -

고성능 콘크리트 시험적용

Page 43: 20120309 교량바닥판(완료)

콘크리트 타설

침투식 방수 적용 후

콘크리트 습윤양생

공용 고성능 콘크리트 바닥판 (‘08. 3)

고성능 콘크리트 시험적용

Page 44: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 시험적용 품질관리 : 생산당일 생산배치마다 공기량과 슬럼프 측정 실시

균열관리 :

현장의 온습도 , 콘크리트 온도 , 풍속 등 측정 : 수분증발율 산정

타설직후 양생제 살포 , 이후 14 일간 습윤양생 실시

품질관리 : 생산당일 생산배치마다 공기량과 슬럼프 측정 실시

균열관리 :

현장의 온습도 , 콘크리트 온도 , 풍속 등 측정 : 수분증발율 산정

타설직후 양생제 살포 , 이후 14 일간 습윤양생 실시

고성능 콘크리트 바닥판 수화열 계측결과

0

10

20

30

40

50

60

07- 31 08- 01 08- 02 08- 03 08- 04 08- 05 08- 06 08- 07 08- 08 08- 09 08- 10 08- 11

(℃)

온도

중앙 상단 중앙 하단 외측 상단 외측 하단

대기온도

Page 45: 20120309 교량바닥판(완료)

28 56 90 일0

10

20

30

40

50

60

35

42

49

35

48

53

43

47 50

OPC(lab) HPC(lab) HPC(site)

콘크

리트

압축

강도

(M

Pa)

고성능 콘크리트 시험적용 : 압축강도

Page 46: 20120309 교량바닥판(완료)

HPC( 시험시공 ) 재령 56 일까지 균열없음

OPC 재령 10 일에 균열발생

HPC( 실험실 ) 재령 56 일까지 균열없음

고성능 콘크리트 시험적용 : 균열저항성

Page 47: 20120309 교량바닥판(완료)

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 75.0

80.0

85.0

90.0

95.0

100.0

OPC(lab) HPC(lab)

동결융해 사이클

상대

동탄

성계

수 (

%)

고성능 콘크리트 시험적용 : 동결융해저항성

83

80

76

Page 48: 20120309 교량바닥판(완료)

HPC( 실험실 ) 1 등급HPC( 시험시공 ) 0~1 등급

OPC( 실험실 ) 1 등급

50cycles 중량감소율 : 0.070kg/m2

100cycles 중량감소율 : 0.146kg/m2

50cycles 중량감소율

: 0.217kg/m2

100cycles 중량감소율

: 0.339kg/m2

50cycles 중량감소율

: 0.176kg/m2

100cycles 중량감소율

: 0.326kg/m2

고성능 콘크리트 시험적용 : 박리저항성

Page 49: 20120309 교량바닥판(완료)

28 56 900

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

OPC(lab) HPC(lab) HPC(site)

통과

전하

량 (

C)

낮음

매우낮음

무시할만함

보통

고성능 콘크리트 시험적용 : RCPT

Page 50: 20120309 교량바닥판(완료)

평가항목 실험기준 OPC(lab) HPC(lab) HPC(site) 비고

공기량 (%) KS F 2402 5.4 5.9 5 6∼  

콘크리트 압축강도 (MPa)

KS F 2405 34.5/42.0/49.2 35.0/47.9/52.5 42.7/47.1/50.1재령

28/56/90 일

균열저항성 ASTM A 501재령 10 일에첫번째 균열 발생 균열없음 균열없음 재령

56 일까지

동결융해저항성( 상대동탄성계수 (%))

KS F 2456 78.7 80.4 81 84∼ Type A300 cycles

박리저항성 ASTM C 672 1 1 0 1∼  

염분침투저항성(RCPT)

ASTM C 1202AASHTO T259

보통 매우낮음 매우낮음 재령 28 일

낮음 매우낮음 매우낮음 재령 56 일

낮음 매우낮음 매우낮음 재령 90 일

기포간격계수(mm)

ASTM C 642 0.26 0.23 0.29  

고성능 콘크리트 시험적용

Page 51: 20120309 교량바닥판(완료)

시험적용 결과

바닥판용 고성능 콘크리트 개발 콘크리트구조설계기준 내구성편

제빙화학제에 노출된 콘크리트 : 강도 30MPa 이상

바닥판용 고성능 콘크리트 개발

시멘트 : 고로슬래그미분말 : 플라이애시 = 6:3:1

고성능 콘크리트 바닥판 시험시공 3 성분계 시멘트를 공장에서 직접 주문생산함

현장설비에 의해 생산 및 타설에 문제가 없었음

타설된 콘크리트는 실내실험결과보다 우수하고 ,

추적조사결과 , 바닥판에 균열발생 없이 양호한 것으로 나타남

Page 52: 20120309 교량바닥판(완료)

고성능 콘크리트 바닥판의 적용 (2009)

Page 53: 20120309 교량바닥판(완료)

44 콘크리트계 교면포장

Page 54: 20120309 교량바닥판(완료)

콘크리트계 교면포장 개요 : 신기술콘크리트계 교면포장 개요 : 신기술

구 분 LMC 교면포장 VES LMC 교면포장 HPC 교면포장

재료

특성

라텍스 개질

콘크리트

초속경 라텍스

개질 콘크리트

실리카퓸과 PVA 섬유가

혼입된 콘크리트

시공

방법

이동식 모빌 믹서

트럭을 이용하여

현장에서 콘크리트 생산

이동식 모빌 믹서

트럭을 이용하여

현장에서 콘크리트 생산

이동식 사일로를

이용하여 현장 B/P 에서

생산

(PVA 섬유는 인력공급 )

적용

현장

신설 및 유지보수

( 교통량이 적은 교량 )

유지보수

( 교통량이 많은 교량 ) 신설

Page 55: 20120309 교량바닥판(완료)

콘크리트계 교면포장 : 고속도로콘크리트계 교면포장 : 고속도로

2000. 12

2005. 4

2005. 9

LMC 교면포장 적용

초속경 LMC 적용

HPC 교면포장 적용

기본적인 물성시험은 규정되어 있으나 ,

내구성능과 관련된 시험은 규정되어 있지 않음

Page 56: 20120309 교량바닥판(완료)

콘크리트계 교면포장 : 특허 , 신기술 자료콘크리트계 교면포장 : 특허 , 신기술 자료

구 분 LMC 교면포장 VES LMC 교면포장 HPC 교면포장

실험

항목

균열저항성 균열없음 2) - -

동결융해저항성 1) 90 이상 92 98

박리저항성 0 1 1

염분침투저항성

(28/56 일 ) 1400/900 89/- 560/-

마모저항성 상대적 양호 3) - 0.2654)

비교대상 OPC RS LMC5) LMC

주 1) KS F 2456 B Type

2) 육안관찰 : OPC 와 상대비교 3) 내마모성 (ASTM C 241, ASTM C 418) : OPC 와 상대비교 4) 마모저항성 (g/cm2)(ASTM C 944) : 적을수록 유리함 5) 미국 RSLMC (http://www.rslmc.com)

Page 57: 20120309 교량바닥판(완료)

국외 ( 미국 ) 자료 검토국외 ( 미국 ) 자료 검토

HPC 구조설계가이드 : 2002 년 FHWA

고속도로 구조물용 고성능 콘크리트 : 1996 년 FHWA

교량 바닥판의 고성능 콘크리트 설계 가이드 라인 :

2002 년 PADOT

☞ 한국도로공사 내구성능 품질기준 ( 안 )

Page 58: 20120309 교량바닥판(완료)

한국도로공사 내구성능 품질기준한국도로공사 내구성능 품질기준

균열저항성능 평가 규정

균열저항성을 제외한 내구성능 실험은

재령 56 일에서 내구성능 실험 실시

동결융해저항성은 A 법으로 규정

설계가이드라인으로 제시 : 연 1 회 이상

국내열화등급을 단일등급으로 적용

Page 59: 20120309 교량바닥판(완료)

균열저항성 : AASHTO PP 34 99균열저항성 : AASHTO PP 34 99

콘크리트의 균열발생 저항성 평가

실험내용 :

• 구속된 콘크리트 시편의 균열저항성을 평가

• 내측이 구속된 콘크리트를 실온에 방치하여 균열을 관측

• 균열발생 시기 , 개수 , 폭 등으로 균열발생 저항성을

평가

균열저항성 실험장치

(a) OPC (b) 고성능콘크리트

균열저항성 비교실험 결과 ( 재령 28 일 )

Page 60: 20120309 교량바닥판(완료)

균열저항성 : AASHTO PP 34 99균열저항성 : AASHTO PP 34 99

선정이유 : 구속조건 , 건조수축 , 강도발현 ,

초기재령에서의 크리프 , 타설조건 등 균열을

발생시키는 여러 가지 요인을 동시에 고려할 수 있음

평가기준 : 교면포장은 두께가 얇아 초기재령에서

균열이 많이 발생하므로 , 건조수축량이 60% 이상

발생되는 재령 56 일로 설정

Page 61: 20120309 교량바닥판(완료)

동결융해저항성 : KS F 2456 A 법 동결융해저항성 : KS F 2456 A 법

급속 동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험 방법

실험내용 :

• 인위적으로 온도를 상승 및 강하 (-16~+4℃) 하여

콘크리트가 동결융해 작용을 받게 함

• 주기적으로 동탄성계수를 측정하여 상대동탄성계수 (%)

로 내구성능을 평가함

콘크리트 동결융해 시험장치 실험종료 후 외관상태 (A 법 )

Page 62: 20120309 교량바닥판(완료)

동결융해저항성 : KS F 2456 A 법 동결융해저항성 : KS F 2456 A 법

선정이유 : 교면포장은 상시체수 상태인 갓길과 중분대

인근에서 동결융해의 손상이 발생함 . 따라서 , 이와

유사한 실험환경인 A 법 ( 수중급속동결융해 ) 으로 선정

평가기준 : 미국에서는 교면에 적용되는 고성능

콘크리트의 경우 , 동결융해 2 등급 이상은

상대동탄성계수 80% 이상을 만족하도록 하고 있어

동일한 기준을 적용함

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박리저항성 : SS 13 72 44박리저항성 : SS 13 72 44

콘크리트 실험 – 굳은 콘크리트 – 동결에서 박리저항성

실험내용 :

• 3% NaCl 용액에 접촉한 콘크리트 시험체에 인위적으로

온도를 상승 및 강하 (-20~+20℃) 하여 콘크리트가

습윤포화상태에서 염수에 의한 동결융해 작용을 받게 함

• 주기적으로 박리량을 측정하여 총박리량에 의해

내구등급을 정량적으로 평가함

콘크리트 박리저항성 시험장치 실험종료 후 외관상태 (A 법 )

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박리저항성 : SS 13 72 44박리저항성 : SS 13 72 44

선정이유 :

• 교면포장은 동결융해에 의한 박리 손상이 발생

• 국내실험법 KS F 2466 은 폐지

• KS 와 유사 방법인 ASTM C 672 는 육안평가로

실험자의 주관에 따라 평가등급이 크게 달라짐

• 이를 개선한 SS 13 72 44 으로 선정

• 현행 제설방식인 습염식 살포방식과 유사한 A 법

(NaCl 3%) 으로 선정

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염분침투저항성 : KS F 2711염분침투저항성 : KS F 2711

전기전도도에 의한 콘크리트의 염소이온침투저항성 시험방법

실험내용 :

• NaOH 용액과 NaCl 용액의 중앙부에 콘크리트 시편을

두고 60V 의 직류회로를 구성

• 주기적으로 전압을 측정하여 시편을 통과한 염소이온의

이동량 ( 전류 ) 을 측정

염소이온 침투저항성 시험장치 실험종료 후 평가방법

Page 66: 20120309 교량바닥판(완료)

염분침투저항성 : KS F 2711염분침투저항성 : KS F 2711

선정이유 : 수분과 염분의 침투 성향은 콘크리트의

열화손상과 내부의 철근부식을 일으키는 중요한 내구성

평가 인자이므로 선정함

평가기준 :

• 미국에서 가장 높은 등급은 800C 이하

• KS F 2711 의 평가등급은 1000C( 매우 낮음 ) 이하임

• 미국의 버지니아 등의 기준과 유사한 1000C 으로 선정

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한국도로공사 내구성능 품질실험 기준한국도로공사 내구성능 품질실험 기준

내구성능 실험방법 내구성능등급 비고

균열저항성 AASHTO PP 34 99 타설시점부터

재령 56 일까지 균열없음

국내규격

없음

동결융해저항성

( 상대동탄성계수 )

KS F 2456 A 법

(300 사이클 )

(56 일 양생 )

80% 이상  

박리저항성

(56 사이클 ) 주 1)

SS 13 72 44 A 법

(56 일 양생 )

적정 (Acceptable)

이상

국내규격

없음

염분침투저항성

(Coulombs)

KS F 2711

(56 일 양생 )1000 이하  

주 1) 습염 ( 소금 *: 염화칼슘 *=7:3) 또는 소금 * 용액 (3%)

* 순도 99% 이상 시약급 사용

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한국도로공사 내구성능 품질실험 기준한국도로공사 내구성능 품질실험 기준

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한국도로공사 내구성능 품질실험 기준한국도로공사 내구성능 품질실험 기준

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55 참고문헌

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감사합니다 .

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이지영 연구원Tel ) 031-371-2761

Fax ) 031-371-2769

E-mail : [email protected]

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