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문제 정의
- 본 연구는 콘크리트 임도포장의 문제점을 보완하기 위해 친환경 고화재의 현장 적용성을 연구 평가하였다. 이를 위해 경북 고령군 쌍림면에 85 m의 임도시험포장을실시하여 시공공정, 시공비용, 그리고 포장노면의 강도와 다짐도를 분석하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
제안 방법
- 따라서, 친환경 고화재를 이용한 친환경 포장공법을 개발하였고, 시험 시공을 통하여 임도포장공정을 분석하였으며, 비파괴 강도분석방법인 슈미트 해머 시험을 통하여 임도 포장 방법으로써의 적용성을 검증하였다.
- 슈미트 해머 시험은 콘크리트 구조물에 대하여 반발경도조사를 통해 현재의 콘크리트강도를 파괴부 없이 측정하는 시험방법이다. 반발경도를 구하는 방법으로는 슈미트 해머 시험이 가장 널리 사용되는데, 친환경 고화재 임도포장재의 표면을 타격 시, 반발도(R)와 콘크리트의 압축강도(f′e ) 간에 특정 상관관계가 있다는 실험적 경험을 기초로 하여 양생기간을 7일, 14일, 28일로 분류하여 양생기간별 강도 특성을 분석하였다(Figure 2).
- 본 연구는 콘크리트 임도포장의 문제점을 보완하기 위해 친환경 고화재의 현장 적용성을 연구 평가하였다. 이를 위해 경북 고령군 쌍림면에 85 m의 임도시험포장을실시하여 시공공정, 시공비용, 그리고 포장노면의 강도와 다짐도를 분석하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 채취한 코어는 훼손되지 않도록 포장용 비닐을 이용하여 각 구간에 따라 표기 후 스티로폼으로 구성된 보관함에 넣어 이동시 파손 및 훼손을 방지하였으며, 실내에서 자연건조 후 임도포장단면의 밀도 측정하였으며 결과는 다음과 같다(Table 6).
- 친환경 고화재 포장의 강도를 분석하기 위한 슈미트해머 시험은 각 단면 구간에 따라 10 m 구간으로 구분하여 양생기간 7일, 14일, 28일 기준으로 측정하였다. 측정값은 동경도 재료검사소의 제안식을 활용하여 강도를 분석하였다(Table 5).
- 친환경 고화재를 이용한 임도포장 공정 조사는 스톱워치를 이용한 연속작업시간 측정에 의해 실시하였으며,조사자의 과실이나 작업현장의 갑작스런 상황 변화 등의 요인으로 누락되는 부분을 보완하기 위해 캠코더를 이용하여 모든 작업 장면을 촬영하여 실험실에서 녹화된 화면을 분석하는 방법을 병행하였으며, 임도포장 공정은요소작업별 소요 작업원의 수, 소요시간, 장비, 공사량을 조사·분석하였다.
- 친환경 고화재를 이용한 임도포장의 공정분석을 위해작업이 시작되기 전의 준비작업부터 작업이 완료되는총 작업과정을 캠코더로 촬영하여 각 요소작업별 소요작업원의 수, 소요시간, 사용장비, 공사량을 분석하였다(Table 3).
- 친환경 고화재를 활용한 포장단면의 파손 및 균열 등에 대하여 유지관리에 대한 성능을 평가하고자 임의의파손단면에 대하여 유지보수작업을 수행하였다. 유지보수작업을 위해 직경 10 cm, 높이 20 cm의 크기로 코어채취 후의 홈을 파손된 단면으로 가정하여 유지보수작업을 수행하였다(Figure 5).
- 친환경 임도 시험포장과 콘크리트 임도포장의 노무비,재료비, 경비로 나눈 일위대가를 이용하여 개략적인 시공비용을 산출하여 비교 분석하였다.
- 친환경 임도포장의 작업구간은 85 m(L)×3 m(W)×0.2m(T)로 0.2 W 용량의 굴삭기를 이용하여 대상지의 노면터파기 작업을 수행한 후, 하부지반 다짐 작업 이전에 최대한 노면을 평탄하게 하기 위해서 노면 고르기 작업을수행하였고, 3.5 t 진동롤러를 이용하여 하부지반에 대한충분한 다짐작업을 통해 하부지반이 파괴되어 포장단면에 균열 현상을 줄일 수 있도록 하였다. 또한 친환경 고화재를 이용한 임도 포장공법은 시공 현장의 현장토 사용으로 레미콘 차량과 같은 중차량이 요구되지 않는 장점이 있었다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 친환경 고화재는 다공성 실리카계로흙의 전단강도를 증가시켜 지반의 지지력과 내구성을 향상시키며, 침수와 동해를 동시에 방지하는 특징을 가지고 있다. 또한 일반 시멘트와 유사한 구성성분으로 이루어져 있으며, 실리카(SiO2)와 탄산칼슘(CaO)의 함량이 많은 것을 알 수 있다(Table 1 and 2).
- 친환경 고화재를 이용한 임도시험시공을 위해 2015년경상북도 고령군 쌍림면 산 63 번지에 시공한 간선임도중 85 m(D)×3 m(W)×0.2 m(T)를 기준으로 10 m 구간씩구분하여 총 85 m를 시공하였다(Figure 1).
데이터처리
- 임도 포장단면의 다짐도를 분석하기 위해 코어를 채취하여 밀도를 산출하여 현장토의 밀도와 비교하였다. 사용된 코어채취기는 전기식으로 비트 직경은 100 mm이며, 유효관입깊이는 최대 500 mm까지 가능한 것으로 자체중량 10.
성능/효과
- 1. 친환경 고화재를 이용한 임도포장 공정분석 결과 요소작업은 준비작업, 노면 터파기, 노면 고르기, 하부지반 다짐, 거푸집 설치, 유용토 채취 및 선별, 믹싱, 포설, 양생으로 분류할 수 있었으며, 시공 현장의 현장토 사용이 가능하였고, 현장에서 직접 믹싱하여 포설하므로 레미콘 차량과 같은 중차량이 요구되지 않는 장점이 있었다.
- 3. 시험 포장면의 강도를 분석하기 위한 슈미트 해머 시험결과는 양생기간 7일인 경우는 10.5∼13.5 MPa, 양생기간 14일인 경우는 18.1∼22.7 MPa, 그리고 양생기간 28일의 경우는 20.8∼23.0 MPa로 나타났다.
- 특히, 친환경 고화재 포장공법과 콘크리트 포장 공법을비교하였을 경우 재료비는 거의 동일하게 산출되었으며,노무비는 콘크리트 포장이, 경비는 친환경 고화재 포장이 더 많은 비용이 산출되었다. 이는 친환경 고화재 포장의 경우 진동롤러의 사용으로 경비 비용이 더 많이 산출된 것으로 판단된다.
후속연구
- 이상과 같은 연구 결과는 소규모 시험시공을 수행한 결과이므로, 콘크리트 임도포장과의 절대적 비교에는 한계가 있으나 향후 대규모 임도포장시 기초자료 및 예비조사 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 이와 같은 결과는 친환경 고화재를 이용하여 소규모시험시공을 수행한 결과이므로, 두 포장 공정간 절대적비교에는 한계가 있으나 향후 대규모 임도포장시 기초자료 및 예비조사 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
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