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제목	터널용 강섬유 보강 숏크리트 강섬유 투입 설계기준 개선방안
작성자	한국도로공사	작성일
공사명
공사비		공사기간
사업개요	1. 일반현황 (1) 터널용 강섬유 보강 숏크리트의 강섬유 혼입량 관리방법 및 시방기준 변경 (배합시 투입량 관리 → 타설벽체 혼입량 관리) (1.1) 터널설계기준(건교부, 2007), 터널표준시방서(국토부, 2009) 실제 벽면에 타설된 강섬유 혼입량은 30kg/㎥ 이상이 되어야 함. (2) 고속도로 전문시방서(2009) 강섬유 혼입량 관리기준 변경에 따른 배합시 강섬유 투입량 최적화 검토 필요
발주처		시공회사
설계회사		감리회사
기관별분류	공사 > 한국도로공사
공종별분류	터널공
업무내용분류	건설일반
통합건설정보분류	시설물분류>운송 교통시설>터널시설>도로터널;공종분류>토목공종>터널공사
현황 및 문제점	2. 현황 및 문제점 2.1 관련규정 개정현황 2.2 현황 및 문제점 2.2.1 숏크리트 배합시 강섬유 투입량 과다 (1) 고속도로 전문시방서 강섬유 혼입량 기준(30kg/㎥) 개정에 따른 강섬유 투입량 최적화 필요 (3~5kg/㎥ 감소) <2010년 강섬유 혼입율 시험현황 (현 시공중 13개 노선)> (2) 강섬유 혼입률 시험은 터널벽체에 타설된 숏크리트의 유일한 현장시험으로 숏크리트 품질관리에 매우 중요한 지표임. (2.1) 강섬유 투입량 과다시 품질시험 불합격 확률이 극히 적어 시험 및 시공관리 소홀로 숏크리트 휨강도, 휨인성 등에 악영향 우려 (3) 터널의 취약부위(천단부) 숏크리트 리바운드율(천단부13%), 강섬유 탈락률 등을 고려하여 적정 강섬유투입량 설정 필요  ※ 용어정의 - 강섬유 투입량 : 숏크리트 배합시 투입되는 강섬유량 (kg/㎥) - 강섬유 혼입량 : 타설된 숏크리트 내에 혼입된 강섬유량 (kg/㎥) 2.2.2 강섬유 혼입량 기준 상이 (1) 노선별 상이한 현장기준 적용으로 품질관리시 혼선을 초래하고 일부 현장 숏크리트 시공시 강섬유 추가 투입 (2~12.5%) (1.1) 강섬유 혼입량 기준 적용현황 (공사시방서 또는 일반보고서) 2.3 현황시험 시공결과 2.3.1 시험개요 (1) 시험목적 : 강섬유 투입량 변화(33, 35, 37kg/㎥)에 의한 강섬유 혼입량, 등가휨강도 기준 만족여부 확인 (2) 시험기간 (2.1) 1차 : 2011. 3. 21 ~ 3. 25, 설계량(35, 37, 40kg/㎥) 조정시험 (2.2) 2차 : 2011. 5. 23 ~ 5. 26, 설계량(37kg/㎥)에 대한 혼입률 시험 (3) 대상현장 : 홍천-양양 6, 8, 10, 14, 15공구 (4) 시행방법 : 도로교통연구원 합동 시험시공 시행 2.3.2 시험결과 (1) 숏크리트 리바운드율 평균 9%, 강섬유 탈락률은 200% (1.1) 강섬유탈락률 : 리바운드된 숏크리트내 강섬유량(kg/㎥)/강섬유투입량(kg/㎥)의 비율 (2) 등가휨강도는 투입량 35kg/㎥ 이상시 기준(3.0MPa) 만족하나 강섬유 혼입량은 투입량 37kg/㎥ 이상시 터널천단부 기준(30kg/㎥) 만족 2.3.3 시험 분석의견 (1) 숏크리트 타설 노즐맨의 숙련도에 많이 좌우되나 현장시험결과 평균 숏크리트 리바운드율 9%, 강섬유 탈락률 200%로 나타남. (2) 강섬유 탈락률은 아치부에서 크고 강섬유 혼입량이 작게(2~4%) 나타나므로 안전율 고려 강섬유 투입량은 37kg/㎥가 적정
개선내용	3. 개선내용 3.1 이론적 추정치와 현장시험 결과 비교 (1) 등가휨강도는 강섬유투입량 35kg/㎥ 이상시 만족 (2) 터널벽체 강섬유 혼입량 비교 (2.1) 이론적 조건 : 리바운드율 (천단부13%, 측벽부10%) 강섬유 탈락률(200%) (3) 이론적 추정 계산사례 (3.1) 강섬유 35kg/㎥ 투입시, 리바운드율 13%, 강섬유 탈락률 200% 3.2 강섬유 투입량 최적화 (1) 취약부위인 터널천단부 강섬유 혼입량을 확보하고 계량오차, 시공 중 손실률 등을 고려하여 강섬유 투입량 37kg/㎥ 설정 (2) 적용방안 3.3 강섬유 투입 설계기준 개선 (1) 강섬유 혼입량 관리기준 변경(배합시 투입량 → 터널벽체 혼입량)에 따라 강섬유 투입량은 설계기준으로 운영하고 고속도로 전문시방서에는 강섬유 혼입량 기준만 명시 (1.1) 강섬유 투입량은 현장특성(시공조건, 장비, 노즐맨 등)에 따라 변화 (1.2) 터널표준시방서(2009), 터널설계기준(2007) : 강섬유혼입량 기준만 명시 (2) 강섬유 투입량 설계 기준 : 본 방침 적용 (3) 고속도로 전문시방서 개선(안) 3.4 강섬유 혼입량 현장기준 통일 (1) 노선별 상이한 공사시방서의 강섬유 혼입량 기준을 고속도로 전문시방서(2009) 기준에 의거 통일 적용 (1.1) 기존 기준(혼입율 90%) 만족을 위한 강섬유 할증 및 추가 투입 방지 (2) 고속도로 전문시방서(P7-25) "강섬유 혼입량 관리" 실제 벽면에 타설된 강섬유 혼입량은 30kg/㎥ 이상.
결론	4. 결론 4.1 기대효과 (1) 숏크리트 강섬유 투입량 최적화에 의한 예산절감 (1.1) 공사 중 및 설계 중 노선 적용시 : 공사비 92억 절감 (1.1.1) 1,710,000㎥？ × 0.8(1type 제외) × 3kg/㎥？ × 1,500원/kg × 1.5(제잡비) ≒ 92억원 (2) 강섬유 혼입량 현장관리기준 통일 적용 (2.1) 시공사 자체 강섬유 추가 투입 방지에 의한 원가절감 (3) 합리적 강섬유 투입량 설정에 의한 터널 시공관리 강화 (3.1) 현장시험 중 가장 중요한 지표인 강섬유 혼입량 관리 강화에 따른 전체 터널의 내구성 증진 효과 4.2 적용방안 (1) 자체 및 수탁사업 설계VE 검토 노선 : 본 방침 적용 (2) 설계 중 또는 설계완료 후 미발주 노선 : 본 방침 적용 (3) 공사 중인 노선 : 공사주관(시행)부서 적용방안 마련 시행
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