선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 고속도로 건설 및 유지관리 과정에서 발생되는 폐콘크리트를 도로포장용 건설재료로 재활용하기 위한 시험시공을 실시하였다. 선행연구를 통하여 적정 현장 파쇄기로 선정된 임팩트 크러셔로 동상방지층 및 빈 배합 콘크리트 기층용 골재의 입도기준에 적합한 재생 골재를 생산하였으며, 지지력 및 시공성을 평가하였다.
- 본 연구는 고속도로 건설 및 유지관리 과정에서 발생되는 폐콘크리트를 현장파쇄하여 생산한 재생 골재를 동상방지층, 빈배합 콘크리트 기층과 같은 고 부가가치 재료로 활용하기 위해 실시된 시험시공 결과를 정리한 것으로 재활용 용도를 확대하고 경제적인 처분 방법을 모색하고자 시도되었다.
제안 방법
- 진행하였다. 1차 시험시공에서는 천연쇄석을사용한 혼합석 및 재생굵은골재와 모래를 70:30으로 혼합한 조건으로 진행하였으며, 2차 시험시공에서는 재생굵은골재, 스크리닝스 및 모래를 각각 60, 30 및 10% 혼합하였다.
- 적용하였다. 각 시험시공 구간별 다짐도와 지지력을 평가하기 위하여 다짐도, 들밀도, 현장함수비, 평판재하시험을 실시하였다. 그림 2는 폐콘크리트의 파쇄, 운반 및 다짐의 전 공정에 대한 시험시공 절차를 정리한 것이다.
- 건식 빈배 합콘크리트 배합설계는 단위 시 멘트량을 150, 170 및 190kg/m, 3수준으로 선정하고 각 단위시멘트량에 해당하는 용적으로부터 절대건조 상태의 골재량을 결정하였으며, 함수량을 조절하면서 KS F 2312에 규정된 E 다짐방법으로 최적함수비(OMG, optimum moisture content) 와 최대건조 밀도를 결정하였다. 다짐시험 결과로부터 계산된 빈 배 합콘크리 트의 표면건조포화상태 시 방배 합은 표 2 와 같다.
- 시험시공은 배치 플랜트에서 제조된 빈배합콘크리트를 덤프트럭으로 운반하여 아스팔트 피니셔로 포설하고 진동, 타이어 및 탠덤로울러로 전압하였다. 다짐 횟수는 천 연쇄 석 구간의 경우 진동, 타이어 및 탠덤로울러로각각 2, 14 및 8회 다짐하였으며, 재생골재 구간에서는 각각 2, 10 및 6회 다짐하였다. 다짐작업후 빈 배합 콘크리트 기층의 단면두께는 평균 15.
- 7%로서 시공구간별 지지력 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 동상방지층 시공에는 다짐도 평가를 위하여 들밀도 시험을 실시하였다. 시공장비로서는그레이더, 진동로울러 및 타이어로울러를 사용하였으며 , 장비조합에 따른 지지력을 평가하기 위하여 진동로울러와 타이어로울러를 조합한 경우와 진동로울러만을 적용한 경우에 대하여 비교하였다.
- 또한 현장시험에 사용된 빈배합콘크리트에 대하여 KS F 2412에 규정된 E 다짐방법으로 현장공시체를 제작하였으며 , 코어공시체를 채취하여 실내 다짐과 현장 다짐에 따른 강도변화를 비교하였다. 시험시공은 배치 플랜트에서 제조된 빈배합콘크리트를 덤프트럭으로 운반하여 아스팔트 피니셔로 포설하고 진동, 타이어 및 탠덤로울러로 전압하였다.
- 본 연구에서는 재생골재의 품질이 천연골재에 비하여 낮은 특성을 감안하여 SB-2 입도를 적용하였다. 재생골재는 6mm체로 체가름하여 재생 굵은골재 (이하 RCA)와 파쇄미분(이하 스크리닝스, SC)을분리하여 제조하였으며 , SB-2 입도에 맞도록 RCA, SC 및 자연모래 (NS)의 혼합률을 조정하였다.
- 빈배합콘크리트 기층에 대한 시험시공은 전술한 배합실험을 통하여 단위시멘트량 158kg/nf으로 정하였다. 표 5 및 6은 본 시험시공에 사용된 재료의 물성 및 빈배합 콘크리트의 시방배합을 정리한 것이다.
- 실시하였다. 선행연구를 통하여 적정 현장 파쇄기로 선정된 임팩트 크러셔로 동상방지층 및 빈 배합 콘크리트 기층용 골재의 입도기준에 적합한 재생 골재를 생산하였으며, 지지력 및 시공성을 평가하였다.
- 동상방지층 시공에는 다짐도 평가를 위하여 들밀도 시험을 실시하였다. 시공장비로서는그레이더, 진동로울러 및 타이어로울러를 사용하였으며 , 장비조합에 따른 지지력을 평가하기 위하여 진동로울러와 타이어로울러를 조합한 경우와 진동로울러만을 적용한 경우에 대하여 비교하였다. 표 4는 동상 방지층의 각 시험시공 변수에 따른 다짐회수 및 지지력 평가결과를 정리한 것이다.
- 시험시공은 배치 플랜트에서 제조된 빈배합콘크리트를 덤프트럭으로 운반하여 아스팔트 피니셔로 포설하고 진동, 타이어 및 탠덤로울러로 전압하였다. 다짐 횟수는 천 연쇄 석 구간의 경우 진동, 타이어 및 탠덤로울러로각각 2, 14 및 8회 다짐하였으며, 재생골재 구간에서는 각각 2, 10 및 6회 다짐하였다.
- 시험재령 당일에 코어시편을 채취하였으므로 측정재령은 4, 7 및 28일로 하였다. 그림 7은 빈 배합 콘크리트의 압축강도 측정 결과를 골재종류, 제작 방법에 따라 정리한 것이다.
- 재생골재는 6mm체로 체가름하여 재생 굵은골재 (이하 RCA)와 파쇄미분(이하 스크리닝스, SC)을분리하여 제조하였으며 , SB-2 입도에 맞도록 RCA, SC 및 자연모래 (NS)의 혼합률을 조정하였다. 그림 3은 임팩트 크러셔의 유격거리 100mm인 생산 재생 골재와 유격거리 50mm 및 6mm체로 체가름하여제조한 RC, SC 및 NS의 혼합비율에 따른 입도 변화를 나타낸 것이다.
- 재생골재의 동상방지층 현장시험 시공은 2회에 나누어 진행하였다. 1차 시험시공에서는 천연쇄석을사용한 혼합석 및 재생굵은골재와 모래를 70:30으로 혼합한 조건으로 진행하였으며, 2차 시험시공에서는 재생굵은골재, 스크리닝스 및 모래를 각각 60, 30 및 10% 혼합하였다.
- 5kgf/citf 이상으로 설정하고 있다(한국도로공사, 2000). 표 3과 같이 재생골재를 사용한 빈 배합 콘크리트의 압축강도는 시방규정을 상회하는 결과를 나타내었으며 , 현장시험시공에서는 천연쇄석을사용한 기존의 실적을 고려하여 최소 단위시멘트 량인 150kg/m, 의 5%를 계상한 158kg/m, 으로 정하였다.
대상 데이터
- 시험시공은 부체도로에 고속도로 본선포장을 모사하기 위하여 콘크리트 표층, 빈배합 콘크리트 기층, 동상방지층 및 노상 단면을 선정하였으며 , 그림 1과같이 빈배합 콘크리트 기층 및 동상방지층에 재생 골재를 적용하였다. 각 시험시공 구간별 다짐도와 지지력을 평가하기 위하여 다짐도, 들밀도, 현장함수비, 평판재하시험을 실시하였다.
성능/효과
- (1) 재생굵은골재 및 모래만으로 동상방지층에 시공한 경우 미립분의 부족에 따른 다짐불량이 발생하였으며, 이를 보완하기 위하여 재생굵은골재, 스크리닝스 및 모래를 소요입도로 혼합한 2차 시공에서는 양호한 지지력을 확보할 수 있었다. 그러나 시공상 번거로움을 피하기 위하여 모래 치환 없이 재생골재 전량을 동상방지층에 적용할 수 있는 방안을 강구해야 할 것으로 생각된다.
- (2) 동상방지층 시공에 있어서 골재 종류에 관계없이 진동 및 타이어 로울러를 적용한 구간의 지지력이 진동로울러만 적용한 구간보다 높게 나타났으며 , 이는 타이어로울러의 접지압이 크기 때문으로 판단된다. 또한 전압 전 .
- (3) 단위시멘트량에 따른 재생골재 사용 빈 배합 콘크리트의 최적함수비 변화는 크지 않았으며, 재생 골재 빈배합콘크리트의 압축강도는 천연 쇄석에 비하여 실내제작 약 85%, 현장코어시편 약 71% 수준을 나타내었다. 그러나 압축강도는 배합 강도 57.
- 1차시험 시공 결과에서 천연골재를 사용한 구간은 장비조합에 관계없이 재생골재 사용구간에 비하여 양호한 다짐특성을 나타내었으나 재생골재 시험시공구간의 지지력은 낮게 측정되었다. 특히 현장 CBR 값의 감소가 현저히 나타났다.
- 따라서 2차 시험시공에서는 미분량 보완을 위하여 재생골재 파쇄시 발생한 6mm 이하 미분을 30% 혼합하였다. 그 결과 0.08mm 이하 미분량이 1.5% 로서 천연골재에 거의 근접하였으며, 입도개선에 따라 재생골재를 사용한 경우에도 양호한 지지력을 확보할 수 있었다.
- 다짐시험 결과로부터 계산된 빈 배 합콘크리 트의 표면건조포화상태 시 방배 합은 표 2 와 같다. 다짐시험 결과 최적함수비는 단위시멘트량에 따른 차이는 거의 없는 것을 알 수 있다.
- 단위시멘트량 증가에 따라 압축강도는 직선적으로 증가하였으며 , 압축강도와 탄성계수 사이에는 직선적인 상관관계가 있음을 알 수 있다.
- 향후 재생 골재의 동상방지층 적용에 있어서 생산시 입도를 관리할 수 있는 방안을 도출하여 별도의 모래치환없이 재생 골재 전량을 동상방지층에 적용할 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다. 또한 시공장비의 조합에 있어서도 접지압이 큰 타이어 로울러의 역할이 지대하다는 결과를 얻을 수 있었다.
- 또한 재생굵은골재의 혼합률이 증가함에 따라 다짐에 필요한 최적함수비는 크게 증가하며, 최대건조밀도는 감소하는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 이진용 등(1996) 연구결과와 유사한 것으로 재생 골재의 흡수율이 높고 비중이 낮기 때문으로 재생골재를 사용하는 경우 현장다짐관리에 있어서 함수비 변동에 의한 건조밀도 변화가 작으므로 천연골재에 비하여 관리가 쉬운 장점이 있을 것으로 판단된다.
- 시공장비 조합에 대하여 고찰해 보면 진동 및 타이어로울러를 적용한 시공구간 No. 1 및 No. 2는 진동로울러만 적용한 NO. 3 및 No. 4에 비하여 지지력이 높게 나타났다. 특히 No.
- 이상의 결과로부터 동상방지층 시공에 있어서 골재 입도분포가 다짐특성에 매우 중요한 요인임을 알 수 있으며, 재생골재 생산시 부산되는 6mm 이하 스크리닝스의 활용성을 재고할 수 있었다. 향후 재생 골재의 동상방지층 적용에 있어서 생산시 입도를 관리할 수 있는 방안을 도출하여 별도의 모래치환없이 재생 골재 전량을 동상방지층에 적용할 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다.
- 인장강도의 경 우에도 압축강도와 유사한 강도 발현 특성을 나타내었으며, 천연쇄석 28일 탄성계수를 제외하면 골재종류에 따른 탄성계수의 차이도 크지 않은 것으로 나타났다. 일반적으로 콘크리트의 탄성계수는 굵은골재의 강성에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있으나 빈배합콘크리트의 경우 골재종류에 따른 차이가 크지 않은 것은 빈배합콘크리트의 강도가 낮게 관리되는 특성에 기인하는 것으로 판단된다.
- 그림 7은 빈 배합 콘크리트의 압축강도 측정 결과를 골재종류, 제작 방법에 따라 정리한 것이다. 재령이 증가함에 따라 강도는 증가하였으며, 재령 및 콘크리트 제조 방법에 따라 약간의 차이가 있으나 재생골재 사용 빈 배합 콘크리트의 압축강도는 천연쇄석 콘크리트에 비하여 평균 약 15% 감소하는 것으로 나타났다.
- 2%를 나타내었다. 재생골재를 사용한 경우 수정 CBR 값이 107%, 스크리닝스를 30% 혼합한 경우 94%로서 시방기준은 물론 천연골재에 비하여 높은 수정 CBR 값을 나타내었다.
- 즉, 잔골재 중의 모래와 점토 또는 먼지의 혼합 정도를 표시하는 시험방법인 모래당량 시험 결과, 천연쇄석의 경우가 74.9%로서 압축성이 있는 점토분의 혼합정도를 확인할 수 있었으며, 이에 따라 천연골재의 수정 CBR 값이 감소한 것으로 판단된다.
- 천연쇄석의 경우 다짐 전 . 후 통과율이 20mm 및 5mm에서 약 2% 증가하였으나 재생골재는 20, 5 및 2mm 통과율이 각각 13, 6 및 5%정도 증가하는 결과를 나타내었다. 이것은 재생골재에 부착된 모르터가 로울러의 전압 및 진동에 의하여 파쇄되었기 때문이며, 그 결과 다짐 후 골재입도가 양호한 형상으로 변화되는 것을 알 수 있다.
후속연구
- 있었다. 그러나 시공상 번거로움을 피하기 위하여 모래 치환 없이 재생골재 전량을 동상방지층에 적용할 수 있는 방안을 강구해야 할 것으로 생각된다.
- 또한 자연환경 보존과 양질의 골재자원 고갈에 따라 건설용 자재로서 골재 부족이 심각한 수준에 이르러 공급 가능량에 대한 수요량을 전망하였을 때 향후 20 년이면 국내에서 사용할 수 있는 모든 골재가 고갈될 것으로 예측되고 있으며 , 최근에는 중국산뿐 만 아니라 북한산 모래 수입 이 허용되기에 이르렀다.
- 있다. 이와같이 건설폐기물을 재활용하여 단순 폐기물에서 귀중한 자원이라는 인식의 확대와 사회적 공감대 형성을 통하여 재활용 정책 및 관련 연구 및 시범사업의 추진을 통하여 발생원에서부터 최종 처리까지 종합적인 방안을 마련해야 할 것으로 생각된다(김진철, 2004).
- 활용성을 재고할 수 있었다. 향후 재생 골재의 동상방지층 적용에 있어서 생산시 입도를 관리할 수 있는 방안을 도출하여 별도의 모래치환없이 재생 골재 전량을 동상방지층에 적용할 수 있는 방안을 강구할 필요가 있다. 또한 시공장비의 조합에 있어서도 접지압이 큰 타이어 로울러의 역할이 지대하다는 결과를 얻을 수 있었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.