실내시험에 의한 Giant Mix 혼합 노반재료의 공학적 특성 = A Study on Engineering Characteristics of Roadbed Mixed with Giant Mix in Lab Test
저자
발행사항
서울 : 서울시립대학교 도시과학대학원, 2013
학위논문사항
학위논문(석사)-- 서울시립대학교 도시과학대학원 : 토목공학과 지반공학 2013. 2
발행연도
2013
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
v, 68 p. ; 26cm
일반주기명
지도교수:이송
소장기관
우리나라는 현대에 들어서는 국가 경쟁력이 향상됨에 따라 자동차 보급률이 확대되고, 교통량이 증가함에 따라 포장보급률이 급증하였다. 그 건설 규모는 고속도로, 일반국도, 특별․광역시도, 지방도 및 시․군도를 포함하여 약 10만km를 넘어선 상태로 많은 양질의 건설재료가 소진된 실정이다. 또한, 현재에도 끊임없이 추가적인 도로건설로 인해 양질의 입상재료가 요구되어지고 있다.
인근현장의 하천골재는 대부분 고갈되었기 때문에 골재채취를 위해 원거리 운반으로 인한 비용 발생으로 사업의 경제성이 확보되지 못하는 결과를 초래하게 되었으며, 인위적인 석산 개발로 인한 비산·먼지 발생과 암 파쇄에 따른 소음발생 등으로 끊임없는 민원이 제기되고 있고, 최근 몇 년 사이에 환경문제가 사회적 이슈로 제기됨에 따라 석산개발이나 토취장개발에 어려움이 가중되고 있는 상태이다. 따라서, 토목공사시 석산개발과 운반 및 분쇄과정을 거쳐 생산되는 석재의 비효율적이며 환경파괴적인 요소를 배제하고 전국적으로 산재되어 있는 막대한 자원인 화강토 및 일반 토사를 사용할 수 있는 실용적인 연구가 요구되고 있는 상황이다.
본 연구에서는 자연상태의 토사를 주원료로 하는 만큼 친환경적이며 경제적이고 주변 환경과 조화를 이룰 수 있는 공법인 Giant Mix의 지반공학적 특성을 분석해 보고, Giant Mix를 첨가한 Soil Cement가 도로의 기층 또는 보조기층에 유용하게 사용될 수 있는 지 여부를 평가해보고자 한다.
Giant Mix의 영향을 분석하기 위한 연구방법으로 다양한 실내시험을 실시하였으며, 실내시험으로는 혼합재료의 배합비에 따른 다짐시험, 일축압축강도, 동결융해시험, 용출시험, SEM촬영 등을 실시하였다.
연구결과, Giant Mix가 Soil Cement 압축강도에 미치는 영향은 Cement 9%시, Giant Mix contents 3~12%인 7일 일축압축강도는 3.10~3.97MPa로서 Giant Mix를 포함하지 않았을 경우에 비해 최대 2.75배의 강도를 확보하는 것으로 나타나 Giant Mix가 Soil Cement 강도증진에 효과가 있는 것으로 평가되었다. Cement 9%, Giant Mix를 3%이상을 첨가할 경우 7일 기준강도 3.0MPa 이상의 강도가 도출되어 강도측면에서 국내 도로 기층 및 보조기층에 적극적으로 반영할 수 있을 것으로 판단된다.
또한, Giant Mix Soil Cement는 동결융해에 뛰어난 저항성을 보여주었으며, 7종의 유해중금속에 의한 용출시험 결과 허용기준의 15.4% 이내로 지반환경오염 가능성은 미미한 것으로 나타났다.
향후, 일반도로에서의 기층 및 보조기층 뿐만이 아니라 날로 부족해 가는 천연골재 및 기타 건설재료를 고려할 경우, Giant Mix을 활용한 기타 다른 용도, 즉 매립지반, 댐 및 하천제방 축제 등과 같은 많은 분야로의 적용성이 매우 넓을 것으로 판단되며, 실제 현장에서의 거동은 토질조건 및 지하수의 유무, 기후조건 등 예측 불가한 여러 가지 불확실한 요인들이 상존하므로 이에 대한 후속적인 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
Korea, from 1960’s to 20 century, has achieved rapid economic growth, and roads for transportation have been constructed rapidly with a 5-year economic development plan. Also, nowadays, according to improvement of national competitiveness, paved roads penetration rate has increased with growth in traffic and increasing car penetration rate. The scale of construction including highways, general national roads, metropolitan city roads, and prefectural roads is more than hundred thousand kilometers, so good quality construction materials have been exhausted. Furthermore, good granular materials are demanded constantly because of additional road construction.
Most river sands and gravels of vicinity field are already exhausted. Therefore, the cost for aggregate extraction has been increased because of long-distance transportation. Eventually, that can't secure economics of business. Also, when the explosion method is used in order to extract the materials from a rock mountain, civil complaints regarding dust scattering, noise, and etc are filed, and environmental problems has recently become a social issue. So a development of rock mountain and of borrow pit are getting hard. Therefore, the practical study to use granite soils and common soil spread around country is demanded, instead of stones producted by developing rock mmountain which are inefficient and environmental-destructive.
In this study, geotechnical behaviors of Giant Mix, the method that economic and eco-friendly because main material is natural soil, are analyzed and usefulness of soil cement with Giant Mix as a base and a sub-base is evaluate.
For analysis of effect of Giant Mix, laboratory test is carried out. Compaction test, freezing-thawing test, migration test, SEM, and compression strength test with mix proportion of mixture is carried out on laboratory test.
From the results of this study, the effect of Giant Mix affecting compression strength of soil cement is analyzed, and 7days unconfined compression strength of cement 9.0%, Giant Mix contents 3∼12% case is 3.10~3.97MPa, which is 2.75 times of strength of untreated sample, so it has an effect on strength enhancement. When 9.0% cement, 3.0% Giant Mix are added, 7days strength of this case is more than 7days reference strength 3.0MPa. So it is possible to use as a base and a sub-base.
Freezing-thawing resistance of Giant Mix soil cement is remarkable and the result of 7 noxious heavy metals migration test is within 15.4% of acceptable standards, which means that assessed possibility is very low.
Henceforth, In case of base and sub-base of general roads as well as natural aggregate and other construction materials which have been fallen short, it is supposed to be useful for application to many area including a reclaimed ground, dam, embankment construction, etc. Also, follow-up study should be carried out because the behavior of in-situ has many uncertain factors including geotechnical, ground water, and weather condition, etc.
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