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구조물의 예방적 유지관리를 위한 제설염화물 피해 최소화 방안
한국도로공사
구조물의 예방적 유지관리를 위한 제설염화물 피해 최소화
1. 일반현황

(1) 2002년 제설방법이 염화물 용액 살포방식(습염식)으로 변경이후 구조물 열화 증가에 따른 내구성 확보 및 예방대책 강구
(1.1) 열화 정의 : 물, 제설염, CO2 등 이물질 침투와 동결ㆍ융해 반복으로 콘크리트 다공질화 및 손상 발생
공사 > 한국도로공사
교량·구조물공
건설일반
시설물분류>운송 교통시설>교량시설>도로교;공종분류>토목공종>교량공사
2. 현황 및 문제점

2.1 현실태 및 문제점
(1) 습염식 제설작업 변경 이후 구조물의 직접 노출부인 바닥판, 교대, 방호벽 등에 염화물의 용이한 침투 및 지속성에 의한 열화 피해 증가
(1.1) 제설방법 변경
(1.1.1) 살포식(모래+염화칼슘) ? 습염식(소금 70%+염화칼슘용액 30%)
(1.1.2) 융설ㆍ융빙시 염화칼슘 용액의 속효성과 소금의 지속성 향상
(1.1.3) 제설염화물의 종류에 따른 손상크기 : 동결융해(300회) 실험결과에 의한 콘크리트 중량 손실률(%)

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                                      <콘크리트 교량 바닥판 열화방지 매뉴얼 2009.도교연>

(1.2) 바닥판, 교대, 방호벽의 제설 염화물에 의한 피해 증가
(1.2.1) 연평균 보수비용은 2004년 이후 바닥판 170%, 교대 133% 각각 증가
(1.2.2) 제설재 사용량 및 바닥판, 교대, 방호벽 열화 보수비용 현황

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(1.3) 바닥판의 경우 염화물 침투에 따른 상면 열화 진행 및 손상은 대부분 아스팔트 계열과 공용후 6~10년에서 조기 발생(전체 발생량의 31%)
(1.3.1) 2004~2009년도 바닥판 열화부 보강교량 현황(총 253개 교량)

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(2) 제설작업후 잔설의 직?간접적인 영향으로 열화 피해 진행
(2.1) 다설 한랭지역의 신축이음장치 누수가 있는 교대, 교각 상단면은 제설염의 침투와 잔류로 열화 피해 심각
(2.1.1) 최근 5년간 다설 한랭지역과 일반지역 열화 피해 비교

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(2.2) 방호벽의 경우 잔설에 의해 장기간 직접 접촉시 열화 과다 발생
(2.2.1) 잔설이 상존하는 방호벽 하단 30cm이내에서 대부분 열화 발생(81%차지)

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(3) 교면의 경우 포장상태가 양호한 교량도 포장하부 바닥판 손상진행
(3.1) 아스팔트계열 포장은 콘크리트 포장과 달리 바닥판 육안식별 곤란
(3.1.1) 아스팔트 계열의 포장상태와 바닥판 상태 비교

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3. 개선내용

(1) 바닥판 정기적 조사기준 마련으로 예방적 유지관리 시행
(1.1) 교면포장의 정기적, 과학적 점검(차량GPR)을 통한 바닥판 열화 조기발견 및 조치

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(2) 염화물 직접 노출부의 안전성 및 내구성 향상을 위한 보수ㆍ보강방안 마련
(2.1) 교대ㆍ교각, 방호벽 부분 보수

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(2.1.1) 표면 보호재료 적용 기준
(2.1.1.1) 재료 : 표면보호성능 및 경제성ㆍ내구수명이 우수한 보호재료(도로교통연구원의 표면강화제 매뉴얼 기준수립 이전까지 잠정 시행)
(2.1.1.2) 적용방법 : 열화부 손상 부위별 세부 보수방안(5.1절 참조) (교대 2차로 상단, 흉벽 적용시 : 약 3백만원/개소, 단면복구비 제외)
(2.2) 방호벽 전면보강

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(2.2.1) 적용강도 : 특수환경 노출지역 30MPa (일반지역 24MPa)
(2.2.1.1) 특수환경 노출지역 : 최근 5개년간의 동결융해일수, 제설제 사용량, 강설량, 강설일수가 평균치 이상인 지역(연구개발실-2293, 2010.7)
(2.2.1.2) 시공방법 : 교량 방호울타리 개선방안(구조물처-2912, 2009.11)
(2.2.2) 표면 보호재료 : 강도상향으로 보호재료 미 적용
(3) 열화예방을 위한 교대 설계기준 개선 추진(→설계처)
(3.1) 설계기준 개선을 통한 교대 상단면 및 흉벽콘크리트 내구성 향상
(3.1.1) 대상 : 신축부 교대 벽체(흉벽 포함)
(3.1.2) 적용강도 : 24→40MPa
(3.1.3) 적용지역 : 다설한랭지역(특수환경 노출지역)
(3.1.4) 교각, 방호벽은 고강도 콘크리트 기 적용중 : 교각 : 27 → 40MPa, 방호벽 : 21 → 30MPa(5.3절 참조)
4. 결론

(1) 교면포장 조사기준 적용 : 2011년부터
(2) 교대부 설계기준개선(강도상향) 요구
(2.1) 구조 및 경제성 검토, 고려사항 등 : 설계처

5. 기타

5.1 열화부 손상 부위별 세부 보수방안
5.1.1 교대, 교각 상단면 및 흉벽
(1) TYPE - 1 : 열화가 전구간 산발적으로 발생한 경우

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(1.1) 열화 발생부 제거 및 보수후 전체(흉벽 및 상단면) 표면 보호재료 시공
(2) TYPE - 2 : 열화가 부분적으로 발생한 경우

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(2.1) 열화 발생부 제거 및 보수후 현장 판단에 따라 적정단면 표면 보호재료 시공
(3) 교대 상단면의 배수경사(0.5%)가 미 설치된 곳은 체수방지를 위한 유도배수로 설치

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(3.1) 기 시행 방침참조(구조물처-378, 2009.3)
5.1.2 방호벽
(1) TYPE - 1 : 열화가 전구간 산발적으로 발생한 경우

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(2) TYPE - 2 : 한경간내에서 열화가 부분적으로 발생된 경우

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(3) TYPE - 3 : 높이 30cm내 열화가 일정하게 발생된 경우

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(4) 표면보호재료는 침투식 및 도막식 계열중 현장 적용성, 경제성, 미관 등 종합적으로 검토후 품질기준에 적합한 재료 사용 (추후 도로교통연구원의 소구조물 표면강화제에 대한 적용범위, 품질기준 매뉴얼 기준수립 이전까지 잠정적 적용)

5.2 표면보호재료 시방기준
5.2.1 침투식(KS 규정)
(1) KS F 4930 : 콘크리트 표면의 보호를 목적으로 표층부에 도포하여 함침시킴으로써 흡수방지층을 형성하여, 외부로부터 물 및 염소이온 등의 침투를 억제하는 액상형 흡수방지재에 대한 규정

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5.2.2 도막식
(1) KS F 4936 : 철근 콘크리트 구조물의 보호를 목적으로 콘크리트 표면에 도막을 형성하여 외부로부터 염화물, 이산화탄소 및 유해물질 등을 차단함으로써 철근콘크리트의 성능저하를 방지하는 규정

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5.3 고강도 콘크리트 적용기준 현황
5.3.1 우리공사 설계기준
(1) 구조물의 중요도, 제설 염해 지역 등 환경조건 등을 고려 강도 상향

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5.3.2 시방기준
(1) 국내 염해피해방지를 위한 콘크리트 구조 설계기준

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