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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 실내 프록터 다짐시료, 선회다짐기를 이용한 다짐시료 및 현장에서 블록 샘플링하여 채취한 시료를 이용하여 국내 대표적인 노상토인 화강풍화토의 다짐방법에 따른 지반 및 도로공학적 물성치를 평가하였다. 특히, 선회다짐기를 이용한 다짐 방법의 적용성에 대한 기초 자료를 제시하고, 국내의 노상토 다짐방법을 현장조건을 재현할 수 있는 선회다짐 방법으로 개선하는 것이 본 연구의 주요 목표이다.
• 본 연구는 현장의 다짐조건을 잘 모사할 수 있는 선회다짐기로 다짐한 노상토의 특성을 기존의 충격 다짐 방법에 의한 지반 특성치를 상호 비교하고 현장에서의 로울러 다짐과의 적용성을 지반 및 도로공학적인 관점에서 파악하고, 기존의 다짐방법 대신 선회다짐기를 이용할 수 있는 근거자료를 제시하는데 그 목적이 있다. 비교적 제한된 실험으로부터 다음과 같은 결론을 도출하였다.

제안 방법

• 이러한 실내다짐방법과 현장다짐방법의 차이는 결국 실내실험으로부터 결정된 노상토의 물성치 적용 시 상당한 오차를 포함함을 의미한다. 실내 프록터 다짐시료, 선회다짐기를 이용한 다짐시료 및 현장에서 블록 샘플링하여 채취한 시료를 이용하여 국내 대표적인 노상토인 화강풍화토의 다짐방법에 따른 지반 및 도로공학적 물성치를 평가하였다. 특히, 선회다짐기를 이용한 다짐 방법의 적용성에 대한 기초 자료를 제시하고, 국내의 노상토 다짐방법을 현장조건을 재현할 수 있는 선회다짐 방법으로 개선하는 것이 본 연구의 주요 목표이다.
• 선회다짐기 의 다짐특성을 평가하기 위해서 다짐하중과 선회 다짐횟수를 적절히 조합하여, 현장에서 가져온 흐트러진 노상토를 이용하여 다짐을 수행하였다. 그림 4(a)는 다짐압력과 선회다짐횟수를 변화시켰을 때, 다짐 밀도의 변화를 보여준다.
• 현장다짐기기의 평균 다짐전압은머캐덤 로울러의 경우 600kpa, 탬덤 로울러와 타이어 로울러의 경우 약 400kpa가 나온다. 현장다짐기기의 평균 다짐압력을 선회다짐시험에 적용하였다. 주어진 다짐전압을 이용하여 표 8의 현장 들밀도 조건과 같은 다짐 밀도를 맞추어 다짐을 시행하엿.
• 현장다짐기기의 평균 다짐압력을 선회다짐시험에 적용하였다. 주어진 다짐전압을 이용하여 표 8의 현장 들밀도 조건과 같은 다짐 밀도를 맞추어 다짐을 시행하엿.다.
• CBR시험은 KS F 2320에 의해서 프록터 다짐을 이용한 시험, 다짐압력 400kpa와 600kpa를 이용하여 현장들 밀도 조건에 맞춰서 선회다짐을 한 시료 등을 이용하여 비교하였다. 그림 7와 표 9는 프록터 다짐과 선회다짐 후의 CBR 시험결과를 나타낸다.
• 프록터 다짐의 경우에는 A, D 다짐을 하여 추출을 한 후 성형을 하였다. 선회다짐의 경우는 100mm 의 몰드에 400 kpa와 600 kpa의 압력을 주어서 그림 8(a)와 같은 시료를 제작 후 성형을 하였다.
• 차량하중에 의한 노상토의 변형특성을 평가하기 위해 크리프시험을 하였다. 시험에 이용된 시편은 프록터다 짐, 선회다짐기 및 현장다짐 시료를 이용하여 제작하였다.
• 실험에 이용된 시편의 크기는 직경 100 mm, 높이 650 mm를 적용하였다. 시험은 그림 12와 같은 삼축압축 실험조건에 시행되었고, 구속압력은 AASHTO에서 제시한 포장체상의 표준단면을 적용하여 구속압력을 설정하였다. 시험에 적용된 조건은 표 12에 나타내었다.
• 평판재하 시험은 현장의 시험위치에 설치한 강성 재하판을 단계적으로 하중을 가해서 침하량을 측정한 자료에서 지반의 전단파괴유형, 극한 및 항복 지지력, 지반반력 계수, 변형계수 등을 구하는 시험으로써 KS F 2444 & 2310을 기준으로 시험하였다. 그림 14는 각 하중단계에 대한 현장노상토의 침하량을 보여준다.
• 2. 현장에서의 다짐조건을 반영하기 위해 현장들밀도(Yt=2.03g/cnf) 및 함수비(16.9%)를 이용하여 선회다짐기의 다짐 횟수 및 압력을 결정하였다. 현장조건의 다짐밀도를 묘사하기 위해 다짐압력 400kpa에서 600kpa를적용시 다짐횟수는 약 2-3회로 나타났다.
• 3. 수퍼페이브 선회다짐기의 다짐특성을 평가하기 위해 다짐압력, 다짐횟수, 다짐시편의 크기를 변수로 각각의 factorial design을 이용하여 조합을 결정하여 시험을 시행하였다. 다짐압력 및 다짐횟수와 다짐밀도는 비례관계를 나타내었다.

대상 데이터

• 일축압축시험은 KS F 2314에 의해서 시험을 하였다. 지름 50 mm, 높이 100 mm 원통형 시편을 제작하였고, 일축압축시험은 압축속도 2 mm/min(분당 1.6%정도의 변형)을 적용하였다(Head, 1982). 그림 10과 표 10은 각 다짐 방법에 따른 일축압축 결과를 보여준다.
• 차량하중에 의한 노상토의 변형특성을 평가하기 위해 크리프시험을 하였다. 시험에 이용된 시편은 프록터다 짐, 선회다짐기 및 현장다짐 시료를 이용하여 제작하였다. 특총], 현장다짐시료의 경우 노상토의 샘플링이 어려운 관계로, 블록샘플링을 한 후, 실내에서 크리프 시험에 맞는 크기의 시편으로 성형하여 이용하였다.
• 특총], 현장다짐시료의 경우 노상토의 샘플링이 어려운 관계로, 블록샘플링을 한 후, 실내에서 크리프 시험에 맞는 크기의 시편으로 성형하여 이용하였다. 실험에 이용된 시편의 크기는 직경 100 mm, 높이 650 mm를 적용하였다. 시험은 그림 12와 같은 삼축압축 실험조건에 시행되었고, 구속압력은 AASHTO에서 제시한 포장체상의 표준단면을 적용하여 구속압력을 설정하였다.

이론/모형

• 흙의 분류는 위에서 구한 기본 물성치를 이용하여 KS F 2324의 통일분류법을 이용하여 구하였다. 노상 토의 입도분포곡선은 그림 3, 토질실험결과는 표 6에 나타난 것과 같다.
• 노상 토의 입도분포곡선은 그림 3, 토질실험결과는 표 6에 나타난 것과 같다. 비중은 KS F 2308에 의해서 시험하였으며, 비중값은 2, 700이다. 액성한계 및 소성한계는 KS F 2303 & 2304 규정에 따라 수행하였고, 결과 값을 표 6에 나타내었다.
• 비중은 KS F 2308에 의해서 시험하였으며, 비중값은 2, 700이다. 액성한계 및 소성한계는 KS F 2303 & 2304 규정에 따라 수행하였고, 결과 값을 표 6에 나타내었다.
• 직접전단 시험은 KS F 2343을 기준으로 하여 시험을 실시하였으며, 각 다짐 방법별로 점착력 c(kg/cnf)와 내부마찰각 #(°)을 비교 하였고 그림 11과 표 11에 나다내었다. 표 11에 나타난 것과 같이, 현장 다짐 시료의 점착력은 0.
• 일축압축시험은 KS F 2314에 의해서 시험을 하였다. 지름 50 mm, 높이 100 mm 원통형 시편을 제작하였고, 일축압축시험은 압축속도 2 mm/min(분당 1.

성능/효과

• 일반적인 경향으로 다짐초기에 다짐효과가 매우 크게 나타나며, 약 100회 정도의 다짐횟수에 이르면, 다짐 시료의 밀도 값은 어느 정도 일정한 값으로 수렴함을 보여준다. 그림 5에서 보듯이 다짐압력과 시편의 크기가 작을수록 초기 다짐밀도 변화폭이 크다는 것을 알 수 있다.
• 그림 7와 표 9는 프록터 다짐과 선회다짐 후의 CBR 시험결과를 나타낸다. 5.0 mm 관입시 프록터 다짐을 구한 CBR 값은 10회다짐에서는 3.14%, 25회 다짐에 대해서는 12.86%, 55회 다짐에 대한 값은 2429%가 나왔다. 선회다짐을 한 시료는 400kpa의 경우 17.
• 이것은 단편적이지만, 선회다짐의 경우 현장의 실제적인 로울러 다짐을 더 잘 반영한다고 볼 수 있다. 또한 프록터 D 다짐방법의 적용 시 이로부터 얻어지는 흙의 물성치가 매우 과대평가가 될 수 있음을 의미한다.
• 1. 시험에 이용된 노상토의 흙의 분류는 실트질 모래(SM)이고, 비중 값은 2.70이다. 시료의 액성한계는 28.
• 9%)를 이용하여 선회다짐기의 다짐 횟수 및 압력을 결정하였다. 현장조건의 다짐밀도를 묘사하기 위해 다짐압력 400kpa에서 600kpa를적용시 다짐횟수는 약 2-3회로 나타났다.
• 4. 일축 압축 시험 결과로 선회다짐과 현장 다짐이 거의 유사한 강도 특성을 보이고 있으며, 충격 다짐의 다짐 에너지의 차이에 따라 비교적 크게 변화하였다. 현장다짐시료의 일축압축강도는 약 1.
• 5. 크리프 시험의 경우 탄성회복량은 선회다짐 압력 400kpa의 경우 71.7㎛, 600kpa의 경우 69.24/zm, 프록터 A다짐의 경우 68.26㎛, D다짐의 경우 45.52㎛, 현장 블록샘플의 경우 53.42㎛로 나타났다. 프록터D다짐을 제외하고는 비슷한 결과를 보이고 있으며, 특히 선회다짐과 현장블록샘플 시료의 전체적인 거동이 아주 비슷한 양상을 보이고 있다.

후속연구

• 본 연구에서 적용된 노상토는 하나의 현장시료를 기초로 작성된 것이므로 위에서 얻어진 결론을 충분히 뒷받침하기 위해서는 좀더 많은 현장의 노상토에 대한 시험을 시행하여야 할 것이다. 또한, 현재까지의 연구 결과는 지반 및 도로공학적 .
• 또한, 현재까지의 연구 결과는 지반 및 도로공학적 .강도 특성에 중점을 맞추었으나, 향후 도로 노반재로서의 역학적 설계법의 입력변수인 회복 탄성계수(Mr)시험이 시행되어야 할 것이다. 본 연구에 사용된 선회다짐기의 경우 국내의 적용사례가 적은 실정이므로 현장의 다양한 로울러 종류에 따른 적정한 선회다짐기의 다짐조건을 DB화하여 현장에서의 다짐방법과 실내에서의 다짐방법으로 인한 차이점을 최소화 할 수 있을 것으로 기대하며, 또한, 노상 토의 설계에 직접 반영한다면 좀더 현실성 있는 설계가 이루어질 것으로 기대한다.
• 강도 특성에 중점을 맞추었으나, 향후 도로 노반재로서의 역학적 설계법의 입력변수인 회복 탄성계수(Mr)시험이 시행되어야 할 것이다. 본 연구에 사용된 선회다짐기의 경우 국내의 적용사례가 적은 실정이므로 현장의 다양한 로울러 종류에 따른 적정한 선회다짐기의 다짐조건을 DB화하여 현장에서의 다짐방법과 실내에서의 다짐방법으로 인한 차이점을 최소화 할 수 있을 것으로 기대하며, 또한, 노상 토의 설계에 직접 반영한다면 좀더 현실성 있는 설계가 이루어질 것으로 기대한다.

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