일반적으로 유동성 뒤채움재는 모래, 플라이애쉬, 물과 소량의 시멘트를 혼합하여 이용한다. 플라이애쉬는 재활용재료로서 최근에 재활용 활용도가 매우 높아, 이를 대체할 대체제로서 해양준설토를 이용하였다. 해양준설토를 이용한 유동성 뒤채움재의 특성을 비교하기 일반바다모래를 이용한 혼합물을 이용하였다. 해양준설토를 이용한 유동성 뒤채움재의 흐름특성, 경화특성 및 일축압축강도 특성을 평가하였다. 유동성 뒤채움재의 초기 공용성평가를 위해 최적의 배합비에서 3일 양생한 시료의 강도 특성을 이용하였다. 시간에 따른 유동성 뒤채움재의 점착력과 내부마찰각을 평가하였다. 또한 차량하중에 의한 침하량을 평가하기 위하여 크리프시험을 수행하였다. 이동용 FWD를 이용하여 혼합재료의 탄성계수를 역산하였다. 이러한 실험결과로부터 해양준설토를 이용한 유동성 뒤채움재의 공학적 특성은 도로하부 지하매설물용 뒤채움재로서 충분한 것으로 판단되었다.
일반적으로 유동성 뒤채움재는 모래, 플라이애쉬, 물과 소량의 시멘트를 혼합하여 이용한다. 플라이애쉬는 재활용재료로서 최근에 재활용 활용도가 매우 높아, 이를 대체할 대체제로서 해양준설토를 이용하였다. 해양준설토를 이용한 유동성 뒤채움재의 특성을 비교하기 일반바다모래를 이용한 혼합물을 이용하였다. 해양준설토를 이용한 유동성 뒤채움재의 흐름특성, 경화특성 및 일축압축강도 특성을 평가하였다. 유동성 뒤채움재의 초기 공용성평가를 위해 최적의 배합비에서 3일 양생한 시료의 강도 특성을 이용하였다. 시간에 따른 유동성 뒤채움재의 점착력과 내부마찰각을 평가하였다. 또한 차량하중에 의한 침하량을 평가하기 위하여 크리프시험을 수행하였다. 이동용 FWD를 이용하여 혼합재료의 탄성계수를 역산하였다. 이러한 실험결과로부터 해양준설토를 이용한 유동성 뒤채움재의 공학적 특성은 도로하부 지하매설물용 뒤채움재로서 충분한 것으로 판단되었다.
Plowable fill is generally a mixture of sand, fly ash, a small amount of cement and water. Sand is the major component of most flowable fill mixes. Marine dredged soil was adopted for flowable fill instead of fly ash. Natural sea sand and in-situ soil were used for comparison. The flow behavior, har...
Plowable fill is generally a mixture of sand, fly ash, a small amount of cement and water. Sand is the major component of most flowable fill mixes. Marine dredged soil was adopted for flowable fill instead of fly ash. Natural sea sand and in-situ soil were used for comparison. The flow behavior, hardening characteristics, and ultimate strength behavior of flowable fill were investigated. The unconfined compression test necessary to sustain walkability as the fresh flowble fill hardens was determined and the strength at 3-days appeared to correlate well with the water-to-cement ratio. The strength parameters, like cohesion and internal friction angle, was determined along the curing time. The creep test for settlement potential was conducted. Also, potable falling weight deflectometer(PFWD) test has been carried out for elastic modulus of each controlled low strength materials(CLSM). The data presented show that marine dredged soil and in-situ soil can be successfully used in CLSM.
Plowable fill is generally a mixture of sand, fly ash, a small amount of cement and water. Sand is the major component of most flowable fill mixes. Marine dredged soil was adopted for flowable fill instead of fly ash. Natural sea sand and in-situ soil were used for comparison. The flow behavior, hardening characteristics, and ultimate strength behavior of flowable fill were investigated. The unconfined compression test necessary to sustain walkability as the fresh flowble fill hardens was determined and the strength at 3-days appeared to correlate well with the water-to-cement ratio. The strength parameters, like cohesion and internal friction angle, was determined along the curing time. The creep test for settlement potential was conducted. Also, potable falling weight deflectometer(PFWD) test has been carried out for elastic modulus of each controlled low strength materials(CLSM). The data presented show that marine dredged soil and in-situ soil can be successfully used in CLSM.
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문제 정의
본 연구에서는 부산 신항만 건설현장에서 채취한 모래질이면서도 입자가 매우 작은 해양준설토를 사용하여 기존의 CLSM (Controlled Low Strength Material)용 플라이애쉬를 대체함과 현재 연안 매립과 단순투기에 의존 하고 있는 준설토의 재활용방안으로서 해양준설토를 이용한 유동성뒤채움재 기본물성 및 지반/도로공학 설계입력변수 연구에 그 목적을 두었다.
본 연구에서는 차량하중의 반복에 의한 뒤채움 재의 변형 특성을 평가하기 위해 크리프시험 중 구속 동하중 크리프시험을 수행하였다. 시험에 이용된 시편은 모래 CLSM과 현장발생토사 CLSM의 3일 양생과 7 일 양생된 시편과 현장다짐 시료를 이용하여 제작하였다.
본 연구이서는 도로하부 지하매설물의 유동성 뒤 채움재로서의 준설토 활용방안에 대하여 연구를 수행하였다. 유동성 뒤채움재는 일반적으로 모래, 시멘트, 물, 플라이애쉬를 이용하는데, 플라이애쉬의 재활용 처가 늘어나고, 또한 지역적으로 재료 구득이 용이하지않는 관계로.
제안 방법
(1) 최적배합설계를 위해 3일 양생된 CLSM의 일축 압축강도를 목표치 250kPa 및 흐름값 23cm 이상을 이용하였다. 모래 CLSM의 경우 준설토 함유량이 무게대비 약 27.
12-13) Naik와 Singh 플라이애쉬가 대부분을 차지하는 유동성 슬러리와 플라이애쉬의 85%정도를 폐주물사로 대체한 재료와 강도시험을 하여 비교하였다.14)
기존에 이루어진 CLSM관련 연구에서는 유동성 옹벽 뒤채움재를 사용할 경우 일축압축강도 500 ~ 700kPa< 가지도록 하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 KS표준규격상의 지하매설물용 뒤채움의 기본강도 특성값을 평가하여 250kPa를 목표 강도로 잡았다. 흐름치와 일축압축강도를 만족시키는 최적의 배합비를 Table 4와 같이 결정하였다.
본 연구에서는 PFWD시험을 위하여 따로 재료를 시험장을 갖추지 않고, 지하매설관 실험을 위해 셋팅되어진 Fig. 6의 모형토조를 이용하였다. 모형토조는가로 140cm, 세로 60cm, 높이 90cm의 철재 박스 형태로 제작되었다.
시료의 배합은 먼저 현장발생토사와 모래의 양은고정시키고 준설토와 물의 양을 번갈아 늘려가면서흐름치가 22cm를 만족하는 최소물소요량과 준설토량을 결정하였다. 흐름치는 Nantung이 제안한 시험 방법을 이용하였다⑸.
특히, 현장다짐시료의 경우 노상토의 샘플링이 어려운 관계로, 블록샘플링을 한 후, 실내에서 크리프시험에 맞는 크기의 시편으로 성형하여 이용하였다. 시험은 삼축압축 시험조건에서 시행되었다. 시험온도는 25oC이고, 구속 압력은 AASHTO에서 제시한 포장체상의 표준단면을 적용하여 40kPa 구속압력을 이용하였다.
모형도조의 하단에 최대 직경 30cm 정도의 지하매설관을 설치할 수 있도록 제작되었다. 실험은 현증발생토사, 3일 양생한 모래CLSM, 3일 양생한 현장발생토사CLSM의 세 종류의 경우를 실험하였으며 각 하중별 최대처짐량, 탄성계수에 대하여 알아보았다. 입상재료인 현장발생토사의 경우 15cm 두께로 일반포설을 하고, 80kg의 하중의 연구원이 50회 2층 발다짐을 이용하이 관주변부의 다짐을 수행하였다.
본 연구에서 동하중 크리프시험은 구속압은 40kPa을 가하였다. 하중은 예비하중 O.lkN을 300초 동안 재하한 후 본하중 0.67kN을 0.2초의 하중재하와 0.8초의 하중제거를 1200초 동안 반복하였으며, 300초 동안 하중을 제거하여 그때의 변형량을 측정하였다. 크리프시험의 1200초에서의 최대변형량 및 1500초에서의 영구변형량을 Table 7 에 나타내었고 시험결과는 Fig.
여기서 부은 시료의 퍼진 정도는 시공 초기에 시료가 자기 수평 능력 (Self -Leveling) 및 적절한 유동성을 갖게 하는 중요한 특성치 이다. 흐름치가 결정된 재료의 배합비를 이용하여 양생 3일차 압축강도가 250kPa를만족하도록 시멘트 량을 늘려가며 배합비를 결정 하였다. 기존에 이루어진 CLSM관련 연구에서는 유동성 옹벽 뒤채움재를 사용할 경우 일축압축강도 500 ~ 700kPa< 가지도록 하는 것이 일반적이다.
대상 데이터
입상재료인 현장발생토사의 경우 15cm 두께로 일반포설을 하고, 80kg의 하중의 연구원이 50회 2층 발다짐을 이용하이 관주변부의 다짐을 수행하였다. 다짐밀도는 약 건조단위중량 기준으로 2.10ton/ nV, 이고, 최적함수비는 약 7%수준을 이용하였다. Table 9는 그 결과를 나타내어 주고 있다.
6의 모형토조를 이용하였다. 모형토조는가로 140cm, 세로 60cm, 높이 90cm의 철재 박스 형태로 제작되었다. 모형도조의 하단에 최대 직경 30cm 정도의 지하매설관을 설치할 수 있도록 제작되었다.
본 실험에 사용된 실험재료는 일반모래, 현장 발생 토사 및 해양준설토가 이용되었다. 일반모래의 기본특성은 최소건조단위중량(~dmin)1.
크리프시험을 수행하였다. 시험에 이용된 시편은 모래 CLSM과 현장발생토사 CLSM의 3일 양생과 7 일 양생된 시편과 현장다짐 시료를 이용하여 제작하였다. 특히, 현장다짐시료의 경우 노상토의 샘플링이 어려운 관계로, 블록샘플링을 한 후, 실내에서 크리프시험에 맞는 크기의 시편으로 성형하여 이용하였다.
지름 50mm, 높이 100mm 원통형 시편을 제작하였고, 일축압축시험은 압축속도 2mm/min(분당 1.6%정도의 변형)을 적용하였다. Fig.
해양준설토는 부산신항만건설이 이루어지고 있는 곳의 시료로서 준설 후 투기장에 투기 후 안정화 단계에 있는 것을 사용하였으며, 자연함수비 46%, 조립률 0.27, 균등계수(CQ 14.29, 곡률계수(CQ 1.71, 비중 2.321 로서 통일 분류법상의 모래 섞인 탄성적 실트 MH로 판명이 되었다.
이론/모형
일축압축시험은 KS F 2314 에 의해서 시험을 하였다. 지름 50mm, 높이 100mm 원통형 시편을 제작하였고, 일축압축시험은 압축속도 2mm/min(분당 1.
직접전단 시험은 KS F 2343을 기준으로 하여 시험을 실시하였으며, 각 다짐 방법별로 점착력 c(kg/cm2) 와 내부마찰각 φ(°)을 비교 하였고 Table 6에 나타내었다. 방정식은 각각의 혼합물의 수직 응력과 전단응력과의 상관관계에서 결정된 것이다.
을 결정하였다. 흐름치는 Nantung이 제안한 시험 방법을 이용하였다⑸. Fig.
성능/효과
(2) 7일 양생을 통한 재료의 경우 모래CLSM이 404kPa 현장발생토사CLSM이 336.571kPa 로 모래CLSM이 다소 높게 나타났다.
(3) 모래CLSM 7일 양생한 시료가 가장 변형이 작게 나타났고 현장 다짐 시편이 다른 재료에 비해서 월등히 많은 변형을 나타내었다. 현장발생토사CLSM의 경우 3일 양성된 시편과 7일 양생 된 시편의 결과 값이 비슷하게 나왔는데 현장 발생토사CLSM의 경우 3일 양생만으로도 충분히 차량하중에 의한 변형에 견디는 것을 알 수 있다.
(4) 모형토조를 이용한 PFWD 시험으로부터 각 재료별 탄성계수를 비교하였고, 일반 현장 발생 토사의 경우 약 18MPa 정도이고, CLSM 개념을 적용한 혼합재료의 탄성계수는 하중조건에 따라 최소 95MPa에서 최대 260MPa까지 나타남을 알 수 있었다.
뒤 채움재로 사용한 현장발생토사는 한국토지 공사 양산물금지구 택지개발사업 현장에 넓게 분포되어있는 시료로 기본특성은 현장 자연함수비 14.06%, 조립률 2.84, 균등계수(G) 7.29, 곡률계수 (CQ 1.70, 비중 2.565로 통일 분류법상 입도분포가 좋은 모래 또는 자갈질의 모래인 SW로 판명되었다.
및 해양준설토가 이용되었다. 일반모래의 기본특성은 최소건조단위중량(~dmin)1.33i/m3, 최대건조단위 중량 (rdmar)l-47t/m3, 조립률 2.88, 균등계수 (Cu) 2.37, 곡률계수(J) 0.78, 비중 2.556으로 통일 분류법상 입도분포가 나쁜 모래 또는 자갈질의 모래인 SP 판명되었다.
현장발생토사CLSM의 경우 3일 양성된 시편과 7일 양생된시편의 결과 값이 비슷하게 나왔는데 현장 발생토사 CLSM의 경우 3일 양생만으로도 충분히 차량 하중에 의한 변형에 견디는 것을 알 수 있다. 전체적으로 결과를 분석해보면 현장다짐 시편에 비해 재료를 혼화한 CLSM시편이 변형량이 월등이 작을 것을 확인 할 수 있다.
우선 현장 발생 토사를 다진 경우가 모래CLSM과 현장발생토사CLSM의 두 가지 경우보다 월등하게 큰 처짐량을 보이는 것을 알 수 있으며, 측정 범위를 벗어나서 측정이 불가능하였다. 최대 처짐의 비교를 통해서는 현장발생토사 CLSM이 가장 작은 처짐을 나타내는 것을 알 수 있다. 탄성계수의 경우는 하중크기에 무관하게 같게 나와야 하는데, 현장발생토사CLSM의 경우 최대 하중인 18kN에서 탄성계수가 높게 나오는데 이는 하중이 가해지는 순간 모형 토조의 진동에 의해 정확한 탄성계수 값을 측정하지 못하여 나온 결과라 생각된다.
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