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문제 정의
- 본 연구에서는 폐아스팔트를 지반 공학적으로 활용할 수 있는 방안을 모색하기 위해 폐아스팔트와 주문진표준사를 이용하여 혼합 다짐시험, 노상토 지지력비 시험 투수시험 직접전단시험 등을 실시 (CBR) 하였다 이러한 실험 결과를 통해서 폐아스팔트 혼합재를 도로 노상토나 구조물의 뒷채움재 등에 활용할 수 있는지를 검토하였다.
제안 방법
- 의 수직응력(σ)과 전단응력 (τ)의 관계에서 안정계산에 필요한 내부마찰각(Φ) (c) 과 점착력 를 구하는 것이다 연직응력은 . 1kg/cm 2 , 2kg/cm 2 , 3kg/cm 2로 단계별로 변화시켜 시험을 수행하였다.
- 도로 포장층의 본 바닥이나 포장 재료의 지지력을 측정하여 표준 재료 지지력과의 비를 알아보고자폐 아스팔트의 중량비를 3:1, 4:1, 5:1 D , 로 혼합하여 다짐시험과 같은 방법으로 다짐을 수행하였으며 시험방법은 반복법을 실시하였다 다짐이 끝난 시료는 팽창량을 알아보기 위해 다짐몰드에 중의 하중 . 5kg 판을 올리고 다이얼게이지를 부착한 후 물이담긴 수조에 넣어 1h, 2h, 4h, 8h, 24h, 48h, 72h 및 96h 의 각 시간마다 다이얼 게이지의 눈금 변화를 보고 팽창량을 기록하였다.
- 각 시험 시료의 배합비는 주문진 표준사의 무게를 각각 3kg, 4kg, 5kg 1kg 으로 나누어 폐아스팔트 을 표준사와 혼합한 후 시료의 배합비를 3:1, 4:1, 5:1 로 하여 실시하였다.
- 도로 노상재료나 옹벽구조물 등의 뒤채움재로서의 폐아스팔트의 재활용 가능성을 판단하기 위하여 주문진 표준사와의 배합비율을 달리하여 실내시험을 수행하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 도로 포장층의 본 바닥이나 포장 재료의 지지력을 측정하여 표준 재료 지지력과의 비를 알아보고자폐 아스팔트의 중량비를 3:1, 4:1, 5:1 D , 로 혼합하여 다짐시험과 같은 방법으로 다짐을 수행하였으며 시험방법은 반복법을 실시하였다 다짐이 끝난 시료는 팽창량을 알아보기 위해 다짐몰드에 중의 하중 . 5kg 판을 올리고 다이얼게이지를 부착한 후 물이담긴 수조에 넣어 1h, 2h, 4h, 8h, 24h, 48h, 72h 및 96h 의 각 시간마다 다이얼 게이지의 눈금 변화를 보고 팽창량을 기록하였다.
- 폐아스팔트 혼합재를 구조물의 뒤채움이나 지반개량재로 활용할 수 있는지 판단하기 위해 KS F 2322에 지시한 시험방법에 따라서 혼합비별 정수위 투수시험을 수행하였다 시험에 사용된 투수몰드의 직경은 10cm 높이는 15cm이고 폐아스팔트와 표준사를 적정비율로 혼합한 혼합토를 투수용 몰드에시험방법에 따라 다진 후 수 시간 물을 포화시킨 후 투수시험을 시행하였다.
- 폐아스팔트와 주문진 표준사 혼합재의 다짐특성과 노상토 지지력비 시험 및 투수시험의 제작조 (CBR) 건을 얻기 위한 준비단계로 최적함수비와 그에 상응하는 최대 건조밀도를 알아보고자 폐아스팔트의 중량비를 로 혼합하여 다짐시험 을 수행하였다 본 시험의 다짐방법은 다짐법 3:1, 4:1, 5:1 (KS F 2312) . A 을사용하였으며 시료의 준비는 건조법을 이용하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용될 폐아스팔트는 대전지역 건설폐기물 현장에서 채취한 것으로 실험실로 운반하여 24시간 동안 노건 조시킨 후 상온에서 24시간 동안 식힌 후에 실험에 사용하였다.
- 폐아스팔트를 혼합할 때 사용한 시료는 주문진 표준사로서 비중은 2.65이고, 균등계수가 곡률 계수는 1.09를 나타내었다. 주문진 표준사의 대표적 특징은 원사의 순도가 높으므로 SiO2가 타 모래에 비해 4~8% 정도 높은 편이고 석영질이므로 규암질에 비해 색도가 백색이며 내화도가 높고 경질이며 원사가 토분 등의 불순물이 거의 없고 투명도가 타 지역의 규사보다 월등히 높다.
이론/모형
- 폐아스팔트와 주문진 표준사 혼합재의 다짐특성과 노상토 지지력비 시험 및 투수시험의 제작조 (CBR) 건을 얻기 위한 준비단계로 최적함수비와 그에 상응하는 최대 건조밀도를 알아보고자 폐아스팔트의 중량비를 로 혼합하여 다짐시험 을 수행하였다 본 시험의 다짐방법은 다짐법 3:1, 4:1, 5:1 (KS F 2312) . A 을사용하였으며 시료의 준비는 건조법을 이용하였다.
성능/효과
- 또한 표준사 뿐만이 아니라도 폐아스팔트의 마찰각과 강도특성을 고려하는 경우에도 현장토와 혼합해 , 도 뒤채움재의 재료 기준을 만족시킬 수 있는 것으로 검토되었다.
- 1) 표준 다짐시험 결과 폐아스팔트의 함량이 증가할수록 최적함수비는 감소했으며 최대건조밀도는 증가 하였다 최대건조밀도의 경우 폐아스팔트 의 배합비에서 약 . 3:1 1.
- 2) 노상토지지력 시험에서는 일간 수침시 사질토의 배수특성상 팽창비는 전혀 일어나지 않았으 (CBR) 4며 강도특성 또한 폐아스팔트가 다량 포함되어 있는 배합비 인 경우의 혼합재의 지지력비가 가 , 3:1장 높게 나타났다.
- 3) 투수계수를 비교하면 폐아스팔트 함량이 많은 배합비 혼합재가 가장 크게 나타났다 이는 폐아 3:1 . 스팔트의 입자의 투수 통과율이 작아 투수계수에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 1) 표준 다짐시험 결과 폐아스팔트의 함량이 증가할수록 최적함수비는 감소했으며 최대건조밀도는 증가 하였다 최대건조밀도의 경우 폐아스팔트 의 배합비에서 약 . 3:1 1.867g/cm3의 건조밀도를 확보할 수 있었고 함수비는 약 를 얻을 수 있었다 , 6.21% .
- 4) 폐아스팔트 주문진 표준사 혼합토의 전단강도는 폐아스팔트 함량이 가장 많은 배합비 경우의 혼 - 3:1합토의 전단강도가 가장 높았다 파괴특성은 변형율이 범위에서부터 진행성파괴가 시작되어 . 1~2%2~3% .
- 각 배합비에 따라 혼합한 혼합재의 시험결과 값을 이용하여 도로노상토로서의 적합성을 검토하여 보았다 노상재료로서의 특징은 최대치수 이하로 폐아스팔트와 표준사 모두 최대치수를 만족하였 . 100mm 다 이때 No.
- 과 보강재 사이의 마찰효과가 큰 재료여야 하고 직접전단 시험결과 내부마찰각이 이상을 충족시켜야 30°하는데 주문진 표준사 폐아스팔트의 배합비가 인 경우의 전단시험 결과를 살펴보면 의 , - 3:1, 4:1, 5:1 3:1혼합재는 은 은 로써 각 배합비 모두 이상을 만족하는 것으로 나타났다 또한 72°, 4:1 69°, 5:1 68° 30° .
- 다짐시험을 수행한 결과 폐아스팔트의 혼합율 , 이 증가함에 따라 최적함수비는 감소하고 최대건 조밀도 증가하는 경향을 나타내었다 즉 폐아스팔트의 혼합율이 5:1에서 3:1로 증가할 때 최적함수비는 에서 로 약 가 감소하였고 7.5% 6.2% 1.3% , 최대건조밀도는 1.692g/cm3에서 1.867g/cm3으로 증가하였다 이러한 경향으로 폐아스팔트의 혼 . 합율이 높을수록 다짐 효과가 증가함을 알 수 있었다.
- (CBR) 의 오차범위에 대해 적절하게 대응하지 못하고 시료 배합시에 정확하지 못한 비율로 인해 발생했다고 판단되므로 후에는 좀 더 정확한 지식습득과 오차범위를 줄이기 위한 반복적인 시험에 대한 학습이 필요할 것이라고 판단된다. 또한 표준사 뿐만이 아니라도 폐아스팔트의 마찰각과 강도특성을 고려하는 경우에도 현장토와 혼합해 , 도 뒤채움재의 재료 기준을 만족시킬 수 있는 것으로 검토되었다.
- 배합비를 달리하여 수행한 아스팔트 표준사 혼합재의 시험결과 값을 가지고 구조물의 뒷채움재로서 -적합 유무를 알아보았다 먼저 재료품질기준을 살펴보면 최대치수는 100mm이하로 번체 통과량이25~100%, 소성지수는 10이하고 수정CBR 값은 10이상을 만족해야한다 본 연구에서 골재로 사용된 폐 아스팔트는No.4번체를 100%통과한 시료를 사용하였으며 이때 수정 CBR값이 10이상이 되는 것을 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서 사용될 폐아스팔트는 대전지역 건설폐기물 현장에서 채취한 것으로 실험실로 운반하여 24시간 동안 노건 조시킨 후 상온에서 24시간 동안 식힌 후에 실험에 사용하였다. 채취 시료의 물리적 성질을 파악하기 위해 비중실험을 한 결과 평균 1.023정도의 값을 보였으며 No. 4번체를 통과한 골재를 사용하였다.
- 포장층의 본바닥이나 포장재로서의 지지력을 측정하기 위해 시행한 시험의 각 배합비에 따른 혼합재의 시험 결과를 살펴보면 표 1과 같다 전체적인 CBR특성은 폐아스팔트의 함유량이 많은 3:1의 혼합토가 4:1이나 5:1의 혼합토 보다 높은 특성을 나타내고 있으며 다짐횟수가 높아짐에 따라 혼합토의 CBR특성도 같이 높아지는 것을 알 수 있었다.
- 표 2는 폐아스팔트와 주문진 표준사의 배합비율에 따른 정수위 투수시험 결과로서 폐아스팔트의 함량이 가장 적은 5:1인 경우의 혼합재료의 투수계수가 가장 작게 나타났으며 폐아스팔트의 함량이 많을수록 투수계수가 크게 나타났다 이것은 폐아스팔트의 입자가 투수 통과율이 낮아 투수계수에 영향을 미 . 치는 것으로 판단된다.
- 867g/cm3으로 증가하였다 이러한 경향으로 폐아스팔트의 혼 . 합율이 높을수록 다짐 효과가 증가함을 알 수 있었다.
후속연구
- 나 포장층 두께의 결정에서는 각 배합비의 혼합재가 모두 설계기준 범위를 초과하였으며 초과된 등급에 따라 적절한 두께의 값을 찾아내지는 못하였다 이는 노상토지지력 시험을 하면서 발생되는 함수비 . (CBR) 의 오차범위에 대해 적절하게 대응하지 못하고 시료 배합시에 정확하지 못한 비율로 인해 발생했다고 판단되므로 후에는 좀 더 정확한 지식습득과 오차범위를 줄이기 위한 반복적인 시험에 대한 학습이 필요할 것이라고 판단된다. 또한 표준사 뿐만이 아니라도 폐아스팔트의 마찰각과 강도특성을 고려하는 경우에도 현장토와 혼합해 , 도 뒤채움재의 재료 기준을 만족시킬 수 있는 것으로 검토되었다.
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