투수 시멘트 콘크리트 포장 시공 및 유지관리

(1) 개요

본 장은 침투시설중 하나인 투수 시멘트 콘크리트 포장 설치에 따른 일반사항, 재료, 시공에 필요한 표준적인 방법을 정한 것이다.

투수콘크리트의 구조

시멘트 콘크리트 포장체를 통하여 빗물을 노상에 침투시켜 흙속으로 환원시키는 기능을 갖는 투수성 시멘트 콘크리트의 설계, 시공 및 유지관리에 관한 기준을 규정한다.

 

(2) 설계요구사항

투수성 시멘트 콘크리트 포장시에는 다음과 같은 항목을 고려하여야 한다.
① 포장두께
② 경사
③ 줄눈의 설치
④ 내구성을 고려하여 차량 총 중량 5톤 이하의 도로에 적용

 

투수 콘크리트 포장 두께는 모래층, 기층, 투수 콘크리트층의 순으로 구성되며, 각각의 두께는 다음과 같다.

① 모래층 : 3cm

② 기층 : 7cm(적재량 4톤 이하의 소형차량 진입시 10cm)

③ 투수 콘크리트 층 : 6cm(적재량 4톤 이하의 소형차량 진입시 10cm) 설치시에는 단독주택내의 정원, 주차장, 주택단지 및 학교의 식재지, 주차장, 자전거 주차장, 도로, 보·차도 구별이 없는 도로 등의 차량 횡단이 빈번하지 않은 곳에 설치하도록 한다.

 

횡단경사는 표면배수처리가 가능한 방향으로 2%의 횡단경사를 유지하여야 한다. 도로와 접한 보도의 종단경사는 도로경사와 동일하게 적용하며, 녹지 등에 설치하는 경우에는 최대 12%를 초과하지 않도록 하여야 한다. 줄눈 설치시의 경우 수축줄눈, 팽창줄눈, 시공줄눈 등으로 나뉘며, 설치시에는 다음 사항에 유의하여 설치하도록 한다.

 

① 수축줄눈의 간격은 포장의 폭이 1m 미만인 경우에는 3m 마다, 1m 이상의 경우에는 5m 마다 설치하며, 단지내 보도의 경우에는 현관 연결부에 우선 설치하고 이를 기준으로 줄눈간격이 일정하도록 조정하여 설치한다. 경계블록, L형 측구, 옹벽 등 본선포장에 인접된 구조물의 모든 줄눈은 본선포장의 줄눈과 일치시켜야 한다. 또한, 팽창줄눈과 수축줄눈이 겹치는 곳에서는 수축줄눈은 삭제한다. 줄눈의 구조는 슬래브 두께의 1/2 깊이 까지 3mm 폭으로 절단하고, 줄눈재는 삽입하지 않는다.

 

② 팽창줄눈의 간격은 30m를 기준으로 하며, 슬래브의 폭원이 변화하는 곳, 보도와 보도가 만나는 곳 등에는 반드시 설치하여야 한다. 줄눈은 노면에 수직이며, 일직선으로 슬래브 전폭에 걸쳐서 완전히 절단되도록 하되, 조인트필러 및 백업재 삽입 후 액상의 줄눈재를 주입하는 것으로 한다. 이 때 줄눈재의 주입깊이는 20 ~ 40mm 정도로 하고 줄눈의 폭은 20mm를 표준으로 한다.

 

③ 시공줄눈은 콘크리트 치기가 끝나는 부분에 설치하며, 설치방법은 ②항의 팽창줄눈에 따른다.

 

(3) 환경조건

투수성 시멘트 콘크리트 포장 시공시에는 작업환경의 기온, 강우 등 기상조건에 의해 손상을 받을 수 있으므로 이에 대해서 유의하여야 한다.

 

• 노상이 동결된 경우에는 시공해서는 안된다.
• 모래층 및 기층의 시공은 기온이 1.5℃ 이상일 때만 시행할 수 있다. 기온이 1.5℃ 이하로 내려가면 모든 완성된 각층은 동해에 의한 피해를 막을 수 있도록 승인된 방법으로 보호되어야 한다.
• 투수 콘크리트는 기온이 5℃ 이하이거나 30℃ 이상인 경우에는 시공해서는 안된다.
• 시공 중 비가 오면 즉시 작업을 중단하여야 하며, 기온의 저하, 강우 등 기상조건에 의해 손상을 입은 부분은 명시된 시방규정에 맞도록 수급인 비용으로 제거되고 재시공되어야 한다.

 

(4) 구성요소

모래층

모래는 75㎛(No.200)체 통과량이 6% 이하인 모래를 사용하며, 모래는 깨끗하고 강하고 내구적이어야 하고, 먼지, 흙, 유기불순물, 염화물 등의 유해량을 함유해서는 안 된다. 또한 모래층의 투수계수는 1 × 10^-4 cm/s 이상을 사용하는 것이 좋으며, 시험은 KS F 2322에 따른다.

 

모래는 필터역할을 하며, 빗물이 흙속에 침투할 때 연약한 노상토가 보조기층이나 기층속으로 침입하는 것을 방지한다.

 

기층

기층재료는 입도, 마모감량, 소성지수, 수정 CBR, 투수계수 등을 고려하여 사용하여야 한다.

 

① 기층재료는 KS F 2525의 크러셔런 C-20 규정에 적합한 도로용 부순돌로서 골재의 입도는 다음의 입도 범위내에 있어야 한다.

 

기층재료의 입도 범위

구분	체를 통과하는 것의 무게백분율(%)
	26.5mm	19mm	13.2mm	4.75mm	2.36mm
크러셔런 C-20	100	95 ~ 100	80 ~ 90	20 ~ 50	10 ~ 35

 

② 기층재료의 품질은 다음 규정에 적합한 것이어야 한다.

 

기층재료의 품질 범위

구분	시험방법	규정
마모감량	KS F 2508	40%
소성지수	KS F 2303, KS F 2304	6 이하
수정 CBR	KS F 2320	20% 이상
투수계수	KS F 2322	1 × 10-2 cm/s 이상

 

투수콘크리트

투수콘크리트는 시멘트, 굵은골재, 잔골재, 물, 혼화제, 안료, 배합 설계 등에 관한 사항을 고려하여 양질의 재료를 사용하여야 한다.

 

① 시멘트 : KS L 5201(포틀랜드 시멘트)의 규격에 의한 보통 포틀랜드 시멘트이여야 하며, 같은 공사구간 내에서는 동일한 제품이어야 한다. 또한 기상 및 시공조건에 의해 조강 또는 중용열 포틀랜드 시멘트를 사용하고자 할 경우는 사전에 감독자의 승인을 받아야 한다.

 

② 굵은 골재 : 굵은 골재는 깨끗하고 내구성이 있고, 먼지, 흙, 유기 불순물 등의 유해물을 함유하지 않는 부순돌 또는 부순 자갈을 사용하며, 다음의 품질규정에 적합한 것이어야 한다.

 

굵은 골재의 품질 규정

항목	시험방법	규정
비중	KS F 2503	2.5 이상
흡수율	KS F 2503	3% 이하
마모율	KS F 2508	35% 이하
안정성	KS F 2507	Na2SO4 12% 이하

 

③ 잔골재는 깨끗하고 강하며 유기불순물, 염분 등의 유해한 물질이 혼입되지 않는 강모래 또는 부순모래를 사용하며 다음의 품질 규정에 적합한 것이어야 한다.

 

잔골재의 품질규정

항목	시험방법	규정
비중	KS F 2504	2.5 이상
흡수율	KS F 2504	3% 이하
염분함량	KS F 2515	0.04% 이하
안정성	KS F 2507	Na2SO4 10% 이하

 

④ 투수 콘크리트에 사용하는 물은 먹는 물 수질기준에 적합한 것으로 콘크리트에 유해한 불순물을 함유하지 않아야 한다.

⑤ 혼화제는 일반 콘크리트 포장에서 사용되는 혼화제를 모두 사용할 수 있으며, 혼화제의 품질은 KS F 2560(콘크리트용 화학 혼화제) 및 KS L 5405(Fly Ash) 규정에 적합한 것이어야 한다.

⑥ 안료는 기상변화에 대한 내후성이 우수하며, 색상의 변화가 적고 환경적으로 무해한 것이어야 한다.

⑦ 배합설계

(가) 투수 콘크리트의 규격 및 품질

투수 콘크리트의 규격 및 품질

항목	설계기준강도 (재령 28일 압축강도)	굵은 골채 최대치수	슬럼프	공극율	투수계수
규정	180Kg/㎠	19mm	0 ~ 5cm	8% 이상	1.0 × 10-2 cm/sec 이상

 

(나) 골재의 합성입도는 제품별 특성에 따라 제조업자의 시방서에서 규정하는 범위를 만족하여야 한다.

(다) 투수 콘크리트의 배합을 위한 시멘트의 양은 투수 콘크리트 1㎥ 당 280kg 이상이어야 한다.

(라) 색소, 혼화제 및 첨가제의 양은 투수 콘크리트 제조업자의 시방서에 따라 사용량을 결정하여야 한다.

 

⑧ 줄눈재료

(가) 주입 줄눈제(Joint Sealing)에는 가열시공식, 상온시공식, 특수성형시공식이 있으며, 이에 대한 별도의 명시가 없을 시에는 상온시공식을 택한다. 주입 줄눈제는 콘크리트 슬래브의 팽창·수축에 순응하고 복원성, 부착성, 내구성, 방수성 및 내온성이 우수한 제품이어야 한다. 주입 줄눈재의 품질 기준, 시험, 취급 및 시공방법 등은 제조업자의 제품시방서에 따르되, 감독자는 필요시 품질확인을 위한 시험을 요구할 수 있다.

 

(나) 줄눈판(Joint Fillers)은 콘크리트 슬래브의 팽창수축에 순응하고 콘크리트 타설 및 다짐 시 부서지거나 구부러지지 않은 충분한 내구성을 가진 것으로 KS F 2538 규정에 적합한 역청 코르크계 신축이음 채움재를 사용한다. 줄눈판의 시험은 KS F 2471에 따른다.

 

(5) 시공

노상의 준비

노상면은 소정의 형상이 흐트러지지 않도록 평탄하게 마무리하여야 하며, 다짐은 과전압이 되지 않도록 주의하고 우천시 배수를 충분히 고려한다.

 

노상은 포장의 두께를 결정하는 기초가 되는 흙의 부분으로 포장밑 약 1m의 층을 말한다.

① 노상의 재료는 비점성토로서 물을 신속히 지중으로 유도하기 위한 충분한 크기의 투수계수(10^-3 cm/sec 이상)를 가져야 한다.

② 노상의 토질이 점성토이거나 충분한 지지력을 확보하지 못한다고 판단될 경우에는 감독자의 승인을 얻어 치환 등 적절한 대책을 수립, 시행해야 한다.

③ 노상이 연약한 경우에는 양질의 재료로 치환하거나 시멘트 또는 석회를 첨가해 개량한 안정처리 공법을 사용하는 것이 좋으며, 경우에 따라서는 노반 두께를 증가시켜야 할 때도 있다. 일반적으로 노상의 지지력은 CBR 3 이상으로 한다.

④ 노상의 토질조건 및 배수 조건을 고려하여 동상의 가능성이 있는 지역에는 동상 방지층을 설치하는 것을 바람직하다. 동상의 피해는 배수가 잘 안되는 지역에서 노상이 실트질 성분을 많이 포함하고 있을 때 특히 커진다. 따라서 동상 방지층은 배수가 어려운 지역이나 노상이 실트질을 많이 함유한 경우네는 적극적으로 설치할 필요가 있다. 동상 방지층 재료는 세립분이 없는 입상재료라면 입도에 관계없이 사용할 수 있다.

⑤ 배수는 노면 물고임, 포장체의 강도저하, 세굴 등의 측면에서 결코 소흘히 할 수 없는 요소이다. 배수는 강우로 인한 표면수와 인근지역으로부터의 유입수를 도로 측구를 통해 배수구로 보내거나 포장체내로 침투시켜 지하수 또는 암거 등으로 유출시키는 것을 포함한다.

⑥ 투수성 콘크리트 포장에서의 배수시설은 자전거 도로 및 보도에서는 그 활용성이 미미하지만 광장 및 주차장에서는 구역별로 배수계획을 수립하여 집중호우시를 대비하여야 한다. 특히, 주차장, 광장 등 폭이 5m 이상되는 넓은 장소는 유공관부설 등 별도의 배수 계획을 수립하여야 한다.

⑦ 노상면은 공사를 시행하기 전에 먼지, 진흙, 기타의 잡물을 제거하고 깨끗이 청소한 후 감독자의 검사를 받아야 한다.

 

반응형

 

휠터층

노상토가 노반으로 침투하는 것을 방지하며, 미세 입도의 불순물이 노상에 침투하여 연약화시키는 것을 방지하고, 노반에 미치는 하중을 등분포로 노상에 전달할 목적으로 모래층을 설치하여야 한다.

 

모래층은 설계도에 명시된 두께로 균일하게 포설하며, 포설시 노상면을 긁거나 훼손하여 노상토가 섞이는 일이 없도록 주의하여야 한다. 또한 휠터층은 균일하게 인력, 도우져 또는 모터그레이드 등으로 포설하고 정형한다. 노상이 약한 경우 노반재(기층)를 깔고 동시에 전압해도 되며, 노상토와 섞이지 않도록 포설하고, 다짐은 로울러나 콤팩터 등을 사용한다.

 

기층

기층재료는 설계도에 명시된 두께로 균일하게 포설하며, 포설 중 하부층이 흐트러지지 않도록 주의하여야 한다. 재료분리는 투수기능을 크게 저하시키므로 재료분리된 부분은 긁어일으켜 소정의 입도가 되도록 혼합한 후 재포설하여야 한다.

 

기층은 표층을 지지하며 하중을 분산하고 표층시공을 위한 작업대 역할 제공 및 균등하고 영구적인 지지력을 제공하여야 한다. 1층 이상의 다져진 입상제료 또는 안정처리 재료층으로 구성되며, 노상반력 계수 증대와 동결작용에 의한 손상도 극소화되어야 한다. 기층 재료는 막 부순돌(크러셔런), 입도조정쇄석, 재생 콘크리트 등 다양하게 사용할 수 있다. 그리고, 기층다짐 기준은 일반 자전거도로의 경우 수정 CBR 20으로 하며, 차량 통행이 예상되는 경우 수정 CBR 30으로 한다. 노반 시공시에는 노상을 흐트러뜨리지 않도록 다짐 작업시 시공기계의 선정 및 시공방법의 측면에서 주의할 필요가 있다. 기층의 다짐은 소형롤러 및 콤팩터 등으로 KS F 2312에 의한 시험실 최대건조밀도의 95% 이상이 되도록 충분히 다져야 한다.

 

표층

투수콘크리트는 덤프트럭으로 운반하되 혼합물의 수분 증발 및 이물질 혼합을 방지하기 위해 덮개를 설치하여야 한다. 현장에서의 다짐과 포설시에는 포설전 기층 상태, 포설장비, 포설작업, 다짐방법, 다짐장비, 작업시간 등을 고려하여 공사를 시행하도록 하여야 한다.

 

① 포설전에 기층면과 경계석 등 자재와 접하는 면을 습윤상태가 되도록 충분히 살수하여야 한다.

② 포설장비는 명시된 설계폭으로 시공이 가능한 피니셔를 사용하며, 코너부위 또는 구조물 주변 등 피니셔 작업이 용이하지 않은 곳에서는 인력으로 포설할 수 있다.

③ 포설작업은 신속하게 실시하고 재료분리가 생기지 않도록 주의하여야 한다.

④ 포설이 끝나면 롤러 또는 콤팩터 등으로 다짐을 실시하여야 한다. 다짐은 시험실에서 제작된 시료의 밀도 이상으로 다지되 과다한 다짐으로 인해 투수성이 저하되지 않도록 하여야 한다.

⑤ 시공이음부의 전압시 기 포설면이 다짐방비로 전압될 경우, 경화중인 콘크리트의 강도가 저하될 수 있으므로 주의하여야 한다. 또한, 표층의 평탄성과 치밀성을 위해 핸드로울러, 콤팩터 등의 사용으로 2 ~ 8회 전압한다(작업시 포설조와 마무리조와의 간격이 벌어지지 않도록 주의하여 시공하여야 한다).

⑥ 다짐장비로 시공이 불가능한 구조물 주변 등은 다짐철판을 이용하여 인력으로 충분히 다진다.

⑦ 혼합물의 운반으로부터 포설, 다짐 등 모든 작업은 90분 이내에 완료하여야 한다.

 

줄눈

줄눈 자르기는 초기 균열을 사전에 유도할 수 있도록 콘크리트 표면이 손상되지 않는 범위 내에서 가능한 빠른 시간 내에 실시하여야 하며, 줄눈재 주입시기, 줄눈재 삽입 등을 고려하여 공사를 시행하여야 한다.

 

① 줄눈은 절단기를 사용하여 일직선이 되도록 자르며, 컷팅 모서리부가 깨지지 않도록 주의하여야 한다.

② 줄눈재의 주입은 콘크리트 경화시 발생되는 알칼리 성분이 없어지는 2주 후에 콘크리트가 건조한 상태에서 실시한다.

③ 줄눈재 삽입에 앞서 줄눈 자르기시 발생된 먼지 또는 외부로부터 침입한 토사 등은 압력공기를 이용하여 제거해야 한다.

④ 백업재는 삽입깊이가 동일하게 유지될 수 있도록 하고 줄눈폭 보다 25 ~ 35% 정도 두꺼운 것을 사용하여야 한다.

⑤ 줄눈재의 주입높이는 슬래브 표면보다 2 ~ 3mm 낮게 충전하여 하절기 콘크리트 팽창 시 상부로 밀려나오는 것을 방지할 수 있도록 하여야 한다.

 

양생

콘크리트의 생명은 시공 후의 양생에 있다고 해도 과언이 아니므로, 양생은 콘크리트 공사에 중대한 최종작업으로 엄중히 시행하여야 한다.

 

① 다짐 완료 후 투수 콘크리트가 초기 경화되면 즉시 부직포 등을 물에 적셔 덮어야 하며, 그 상태로 적어도 2일간은 습윤상태를 유지해야 한다.

② 양생은 투수 콘크리트 설계기준강도의 80% 이상이 될 때까지 실시하되, 시험에 의하지 않는 경우, 보통 포틀랜드 시멘트는 14일 이상, 조강 시멘트는 7일 이상을 기준으로 한다.

③ 양생기간 중에는 충격이나 과도한 하중 또는 진동 등에 의하여 균일이나 기타 손상이 발생하지 않도록 하여야 한다.

 

청소

포설 및 다짐작업이 완료되면 포설시 발생한 혼합물 찌꺼기 및 기타 잔여재료를 깨끗이 청소해야 한다.

 

허용오차

모래층, 기층 및 표층의 경우 두께 및 평탄성이 설계서에서 제시한 방법으로 시공되었는지 검사를 하여야 한다.

 

① 모래층, 기층

(가) 두께

• 모래층의 마무리 두께는 설계두께보다 20% 이상, 기층은 10% 이상 증감이 있어서는 안되며, 두께의 측정은 감독자가 지정하는 위치에 시험파기를 하여 확인한다.

 

(나) 평탄성

• 평탄성 측정은 3m 직선자를 표면에 대어서 측정할 때 최요부의 깊이가 2cm 이상이 되어서는 안 된다. 측정은 이미 측정한 곳에 직선자를 절반 이상 겹쳐서 시행하며, 모래층의 평탄성 측정은 하지 않는다.

 

② 표층

(가) 두께

• 표층의 완성두께는 설계두께보다 10% 이상 초과하거나 5% 이상 부족해서는 안된다.
• 측정은 10ha 당 1개소 이상 실시하되 4개의 코어를 채취한 수, 그 평균치를 구하는 것으로 한다.

 

(나) 평탄성

• 평탄성 측정은 전 구간에 대하여 실시하며, 3m 직선자로 측정시 최요부의 깊이가 5mm 이내이어야 한다.
• 폭이 좁은 보도나 자전거 도로의 경우 횡방향 측정은 하지 않으며, 종방향에 대해 이미 측정한 곳에 직선자를 절반 이상 겹쳐서 실시한다.

 

현장품질관리

투수성 콘크리트는 보도, 구획가로, 광장, 주차장 등의 경포장을 대상으로 하므로 일반적으로 포장 두께가 얇고, 공사도 단기간에 끝나는 수가 많다. 따라서 필요 없이 품질관리시험의 빈도를 많게 하는 것은 오히려 작업에 방해가 되므로 관리시험은 시공초기에 집중적으로 한다. 시공 후에는 수정이 어렵기 때문에 처음부터 확실한 품질을 관리하여야 한다.

 

① 골재 및 콘크리트의 시료는 재료관리의 적정성 및 콘크리트의 배합, 비비기, 콘크리트의 적정성을 판정하기 위하여 채취한다.

 

투수성 콘크리트 현장품질 시험

구분	시험항목	시험방법	시험빈도
모래층	75㎛ 체 통과량	KS F 2511	1) 공구마다 1회 이상
	두께	시험파KS F 기	1) 1일 1회 이상
기층	액성한계	KS F 2303	1) 공구마다 1회 이상 2) 재질변화시마다
	소성한계	KS F 2304
	입도	KS F 2502
	다짐	KS F 2313
	현장밀도	KS F 2311	1) 500㎡ 마다 1회 이상
	두께	시험파기	1) 1일 1회 이상
	평탄성	3m 직선자	1) 전구간
표층	슬럼프	KS F 2402	1) 배합이 다를 때마다 2) 150㎡ 마다
	압축강도	KS F 2405
	투수계수	현장투수시험기	1) 30a 마다 1개소 이상
	두께	KS F 2367	1) 10a 마다 1개소 이상
	평탄성	3m 직선자	1) 전구간상

 

② 허용오차를 벗어났거나 표층의 표면이 불균일한 곳, 균일이 간 곳 등은 시방 요구조건에 맞도록 제거하고 새로운 자재로 재시공하여야 한다. 또한 시험을 위해 채취한 코어의 구멍은 동일 색상의 투수콘크리트로 정성들여 되메워야 한다.

 

(6) 유지관리

침투능력 확인

준공에 있어서 몇 개의 시설을 선정하여 주입시험을 실시하여 침투능력을 확인하도록 한다.

 

현장투수시험기에서 변수위법으로 측정하며, 시험은 KS F 2322에 따른다. 기능의 확인은 표층재의 투수능력 확인으로 대신한다.

 

유지관리

점검내용은 기능점검과 안전점검으로 분리할 수 있으며, 점검시에는 각각의 점검항목에 맞게 실시하여야 한다. 시설 유지관리의 경우 지형, 외부의 영향, 파손, 배수능력 부족 등의 영향인자에 대해서도 고려햐여야 한다.

 

투수성 시멘트 콘크리트의 경우 포장함몰, 침하, 막힘 상황, 토사의 퇴적, 기타 등에 대해서 유심히 살펴보아야 한다. 또한 장기간  사용 시에는 투수 시멘트 콘크리트의 표층 내 공극을 토립자가 막을 수도 있으므로 전용고압세정기의 사용, 세척 후 Bock Sink 를 하거나, 압축공기를 불어넣는 방법 등을 활용한다.

 

출처 : 우수유출저감시설의 종류·구조·설치 및 유지관리 기준