현장토를 이용한 자연친화형 흙길 조성재료 및 …webbook.me.go.kr/DLi-File/096/009/001/5566226.pdfKECO2014-RE01-2 현장토를 이용한 자연친화형 흙길 조성재료

KECO2014-RE01-2

현장토를 이용한 자연친화형 흙길 조성재료 및 시공방법 개발

2013. 10

한 국 환 경 공 단

( 주 ) 엔지에스

(주)세원이엔이

- I -

목 차

제 1 장 서 론 2

1.1 개발배경 2

1.2 기술의 개발 내용 3

1.3 연구내용 및 범위 4

제 2 장 국내외 기술개발 현황 7

2.1 기존기술 7

2.2 개발기술 9

제 3 장 실내시험 및 시험결과 분석 12

3.1 실내시험 12

3.2 시험결과 15

제 4 장 현장적용시공 및 시험결과분석 21

4.1 목 적 21

4.2 현장적용시험 22

4.3 현장시험결과 27

4.4 품질관리 35

- II -

제 5 장 결론 및 고찰 40

5.1 결 론 40

[부록 1] 산업재산권 43

[부록 2] 품질시험성적서 45

[부록 3] 시공 및 품질관리 시방서 55

- III -

표 차 례

<표 2.1> 포장방법 비교 8

<표 2.2> 포장로 비교 8

<표 3.1> 흙의 분류법 12

<표 3.2> 실내시험 14

<표 3.3> 시험계획 배합표 15

<표 3.4> 흙의 기본물성 및 역학적 특성 분석 결과 15

<표 3.5> 화학성분 분석 결과 16

<표 3.6> 경화재의 용출 시험 결과 16

<표 3.7> 배합별 다짐시험결과 18

<표 3.8> 재령기간에 따른 배합별 일축압축강도 19

<표 4.1> 현장적용시공 관리 23

<표 4.2> 시공 중 품질관리 사항 25

<표 4.3> 시공 후 품질관리 사항 26

<표 4.4> 흙의 물성 및 역학적 특성 분석 결과 27

<표 4.5> 재료투입량 및 계산 근거 28

<표 4.6> 흙 준비 및 재료혼합을 위한 장비조합 28

<표 4.7> 혼합재료 포설 다짐을 위한 장비조합 29

<표 4.8> 표면온도 측정기 사양 32

- IV -

<표 4.9> 도로 구성 재료별 표면온도 변화 33

<표 4.10> 시공 중 품질관리사항 36

<표 4.11> Speedy Meter 시험결과 36

<표 4.12> 지점별 현장밀도 시험결과 37

<표 4.13> 현장배합시험 결과 38

- V -

그 림 차 례

<그림 3.1> 입도분포곡선 16

<그림 3.2> 실내시험 진행과정 17

<그림 3.3> 건조밀도와 함수비의 관계 18

<그림 3.4> 재령기간에 따른 배합별 일축압축강도 19

<그림 4.1> 시공 흐름도 24

<그림 4.2> 입도분포곡선 27

<그림 4.3> 시공단면 개념도 30

<그림 4.4> 흙길포장 시공과정 31

<그림 4.5> 도로 구성 재료별 표면온도 변화 34

<그림 4.6> 품질관리시험 35

<그림 4.7> Speedy Meter보정도 37

<그림 4.8> 현장배합 일축압축강도 38

서 론

1

1.1 개발배경

1.2 기술의 개발 내용

1.3 연구내용 및 범위

제1장 서 론

- 2 -

제 1 장 서 론1.1 개발배경본래 “길”이라 함은 사람을 비롯하여 차량 및 장비 등의 주행이 용이하도록

자연적, 또는 인위적으로 조성된 통로를 말한다. 인간생활을 향상시키고 견고한 건물 및 구조물을 조성하기 위하여 콘크리트가 개발되고 실용화 된지 100여년, 이러한 강성체의 기술개발에 힘입어 오늘날 많은 구조물들이 콘크리트로 제작되고 있으며 또한 대도시는 물론 지방도시 및 시골에서도 대부분의 도로포장은 아스팔트나 콘크리트를 이용하여 조성되고 있다.

또한 자연경관을 중요시하는 사찰이나 고궁의 경내 도로마저도 이러한 강성재료 또는 인공재료로 포장되어 있어 자연미와 함께 정서적인 부드러움을 부각시켜야 하는 전통미와는 상당히 거리가 먼 현실이다. 현재, 우리주변에서 일부러 찾아서 떠나지 않는다면 생활주변에서 자연그대로의 흙을 밟고 걸을 수 있는 기회가 쉽지 않을뿐 아니라 이러한 강성포장은 대부분 불투수층을 형성함으로써 대지중에 자연스런 지하수 유입을 막기 때문에 지하수위의 저하 및 고갈, 나아가 지반 변화 등 여러분야에 걸쳐 환경문제를 일으키는 요인이 되고 있다.

최근 경제의 발전과 함께 증대된 생활환경의 향상은 사람들로 하여금 그동안은 미처 돌보지 못했거나 방치되었던 주변 환경과 경관에 지속적으로 관심을 두게 되었으며 여가활동이 활발해짐에 따라 도심주변의 산책로 또는 주거지 인근의 하천 및 강을 생태적으로 복원시키고 이를 여가공간으로 활용하는 사례가 증가하는 추세다. 따라서 과거에는 사람의 통행 및 차량의 이동기능에만 만족하였던 포장로의 기능이 점차 보행의 기능과 함께 자연미를 느낄 수 있는 환경 친화적인 산책로로서의 기능을 만족할 수 있도록 설계, 시공하는 사례가 증가하고 있다.

제1장 서 론

- 3 -

이러한 생태공원 뿐만 아니라 사람들이 자주 이용하는 각종 스포츠시설의 운동장과 사찰 및 문화유적지 등에 조성되는 산책로는 자연재료, 즉 흙을 사용해서 조성하는 것이 자연경관의 면에서 가장 바람직한 것이나, 포장목적에 맞는 양질의 토양재료를 입수하는 것이 쉽지 않고 또한 아무리 잘 다짐작업을 수행한다 하더라도 자연 흙의 특성상 안정성과 지지력을 충분히 만족시키기가 어려우므로 흙만을 사용하여 산책로를 건성한다는 것은 현실적으로 상당히 어려운 일이다.

지금까지는 이러한 보행목적의 산책로에 대하여 콘크리트나 아스팔트포장, 투수콘이나 칼라콘으로 분류되는 기능성포장을 도입하거나 자갈이나 쇄석을 주재료로 이용한 개량골재포장, 또는 흙에 다량의 시멘트와 토양경화재를 혼합하여 지반을 고화시키는 방법 등이 이용되어 왔다. 그러나 이러한 방법들은 시공기간이 비교적 짧으며 유지보수가 간편한 장점이 있어 관리를 책임지고 있는 지자체에서 선호하는 방법이기는 하나, 시멘트 및 기타 화학제품들이 다량으로 혼입된 인공구조물로서 사람들이 자주 이용하는 장소나 자연경관을 중시하는데 있어서는 적당하지 않으며, 또한 사람들에게 최대한 자연상태에 가까운 생태공간을 제공하여 심미적인 자연미와 정서적인 안정감을 되찾게 하기에는 부적합하다고 판단되며 기존의 시멘트 및 아스콘 포장도로와 차별성을 두기에는 어렵다는 단점이 있다.

1.2 기술의 개발 내용따라서, 최대한 자연토양의 효과를 유지할 수 있으며 우천 또는 강설시에도

쉽게 세굴되지 않으면서도 시각성과 보행성이 뛰어난 자연 친화적인 포장이나 구조체를 형성하기 위해 흙포장 공법이 일부 도입되고 있다. 즉, 문화재 단지 및 고궁의 경내도로 및 광장, 자전거 도로, 전원주택 진입로, 등산로, 올레길 등지에 최대한 자연토를 이용하는 흙포장 공법의 요구되고 있는 현실이다.

이러한 흙포장 공법은 주원료로 현장의 흙을 사용하기 때문에 별도의 자원

제1장 서 론

- 4 -

소모가 필요하지 않을 뿐더러, 폐기시에도 별도의 처리 공정을 요구하지 않기 때문에 2차 오염의 발생이 적다는 점에서 점점 심각해지고 있는 환경오염 문제를 해결할 수 있는 방안으로 대두되고 있으나 자연흙을 그대로 이용하는 경우 강도와 내구성, 내마모성, 동절기 동결융해 저항성 측면에서 물성이 떨어지기 때문에 이러한 문제점들에 대한 해결방법이 선결되어야 한다.

본 연구는 주재료로 현장 원지반토를 이용하되 자연토의 단점으로 인식되는 안정성과 강도를 증진시키기 위하여 석회계의 경화재를 일부 첨가함으로써 자연토의 물리적, 역학적 특성을 증대시키는 동시에 기존 방법들에서 주로 사용되었던 시멘트나 안료, 팽창제 등 화학첨가재 등을 사용하지 않으면서도 도심 및 자연 친화공간으로 조성되는 하천 및 공원주변, 기타 여가공간에 자연적이며 유해성이 없고 보행감과 시각성이 뛰어난 흙길조성 기술을 개발하고자 한다.

1.3 연구내용 및 범위현재까지 토사에 토질 개량재 혹은 경화재 및 시멘트를 첨가⋅혼합하여

시공하는 방법은 그 첨가재의 종류에 따라 여러 가지의 방법이 제시되었으나, 흙길의 조성 목적에 적합하도록 토질을 개량하기 위한 각종 토질시험의 결과에 따른 방법이 구체적으로 제시되어 있지 않았다.

따라서 본 연구의 범위는 국내 일반적인 토목공사현장에서 발생되는 대표적인 토질시료를 채취하여 시험실에서 각종 물성 및 역학시험과 배합시험을 실시하고 이 결과를 이용한 현장적용시공을 실시하여, 현장 적용성 및 성능의 만족여부를 검토하는데 있다.

제1장 서 론

- 5 -

친환경 경화재 선별혼합 장치 설계기준 개발‧ 경화재 검토 및 분석‧ 적정배합비 산정‧ 테마별 첨가재료 선정‧ soilfix - 상표출원‧ 성분분석 및 용출시험‧ 일축압축강도

‧ 균질혼합을 위한 혼합장치

‧ 함수비 조절 장치‧ 현장별 체사이즈 조절

‧ 일일최대 생산량 ‧ 일일최대 포설량‧ 전기장치 등

‧ 목적 용도에 맞는 설계기준 개발

‧ 설계내역서 작성‧ 공사시방서 작성‧ 품질관리시방서 작성‧ 유지보수방안 연구 > 토질조건별 > 기상조건별 > 보행조건별

국내외 기술개발 현황

2

2.1 기존기술

2.2 개발기술

제2장 국내외 기술개발 현황

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제 2 장 국내외 기술개발 현황2.1 기존기술흙포장 또는 황토포장 및 황토콘크리트포장으로 알려져 있는 기존의

포장방법은 대부분 레미콘을 이용하는 방식으로서 골재와 시멘트 및 색상조절용 인공안료를 레미콘을 사용하여 혼합, 포설하는 방법이 대부분이다. 이 방법들은 강도나 색상 등 여러 목적을 달성하기 위하여 골재의 크기나 양, 시멘트 및 화학첨가재의 종류나 투입양을 조절하기에 따라 다양한 색과 강도 및 보행감을 달성하는 방법으로서 대부분의 경우 기존의 시멘트 포장과 유사한 방식을 적용한 상태에서 일부 인공첨가재의 종류만 약간씩 상이할 뿐 큰 차이점이 없다.

이러한 방법들은 물의 사용량 및 재료의 구성방법에 따라 크게 습식방법과 건식방법으로 구분할 수 있다.

건식방법이란 흙과 다량의 시멘트 및 경화재료를 혼합하여 건비빔 상태에서 현장에 포설한 후 롤러 등으로 다짐하여 포장로를 완성시키는 방법이며 이에 비해, 습식방법은 콘크리트나 아스팔트포장, 자갈이나 쇄석을 주재료로 이용한 개량골재포장 등으로서 이때 다량의 물을 사용하여 골재와 혼화재를 혼합하여 주로 레미콘차량을 이용하여 포설하는 방법을 말한다.

현재까지 흙을 최대한 이용한 포장 방법은 여러 가지 방법이 연구되고 제시되어 왔으며 다음과 같은 네가지 방법으로 요약할 수 있다.

첫째, 일반 마사토에 시멘트를 혼합하여 사용하는 방법으로서 흔히 마사토 포장법으로 불리며 이러한 경우에 있어 시멘트를 마사토 무게대 최대 30% 정도까지 혼합한 후 함수비를 조절하여 전압 다짐하는 방법을 말한다.

둘째, 소일 콘크리트로 불리는 방법으로서 이는 일반 콘크리트에 흙을 약 10%에서 20%정도 넣어서 만드는 시공법과, 마사토에 시멘트류를 이용하여 만든 경화재를 섞은 후 전압 다짐하여 시공하는 방법을 말한다.


- 8 -

셋째, 황산마그네슘 혹은 염화마그네슘 용액을 도포하고 롤러 전압 다짐하는 방법으로, 일반 흙길보다 먼지가 덜하고 유실량이 줄어드나 비가 오면 질퍽거리며 차도용으로 사용 불가하고 주로 운동장이나 산책로 등에 쓰이는 약액 다짐 포장이 있다.

마지막으로, 고분자 폴리머를 물에 희석하여 도포하고 전압 다짐하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 수성 폴리머의 결합성을 이용하여 포장하고 강우 및 강설시에 안정성은 확보할 수 있으나 인공화학물질에 의한 2차 지반환경 오염을 야기할 수 있는 단점이 있다.

구분 건식(다짐식) 습식(유동식)

개념 ‧ 흙+soilfix 혼합->다짐에너지‧ 최적함수비(OMC) 배합

‧ 흙+시멘트+물+인공안료 -> 레미콘 타설

‧ 골재+시멘트+물+인공안료특징 ‧ 자연환경과의 조화

‧ 20-30kg/㎠‧ 유지보수 용이‧ 고강도(200~400kg/㎠)

단점‧ 습식방법에 비해 강도, 내구성

떨어짐‧ 기상작용에 따른 균열 피해 발

생가능‧ 시공 후 표면 비산먼지 발생

‧ 시멘트 다량(200~400kg/㎥) 혼합‧ 2차 환경오염 발생 가능성‧ 투과성 낮아 원지반과의 차단 발생‧ 강성 경향에 따른 보행감 저하‧ 주변 자연환경과의 조화 부족

<표 2.1> 포장방법 비교

구 분

일반흙길 개발기술 강성포장재 료 자연재료 soilfix 혼합비 6% 시멘트 및 골재

<표 2.2> 포장로 비교


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2.2 개발기술일반적으로 공원이나 자연친화적 공간의 산책로는 조경물 및 수목의 사이

양측에 일정폭으로 경계석을 설치하여 자연토양을 노출시켜서 조성하는 방법이 주로 쓰이고 있으나 이러한 경우 우천시에 흙이 빗물에 씻겨 산책로가 쉽게 망실되기 때문에 유지보수가 빈번하게 발생하는 결점이 있고 보도블럭 및 콘크리트와 아스콘 등으로 시공되는 산책로는 내구성이 우수하고 시공이 간편한 이점은 있으나 산책로를 시공하는 자재가 자연친화적이지 못하여 공원을 찾는 사람들이 공통적으로 갖는 자연과 보다 친숙하고자 하는 욕구를 충족하지 못하는 결점이 있었다.

흙을 도로포장재료로 사용하는 경우에 있어서 주재료인 흙을 구하기는 용이하나 흙의 구성이 다양한 성분으로 이루어져 있기 때문에 흙의 특성상 흙 재료만을 가지고 도로포장재료로 사용하기란 부적합하고 이러한 복잡한 특징을 가지고 있는 흙의 기본특성을 이해하지 못하고 경화재료를 혼합 다짐하여 시공하는 경우 계량과 배합의 잘못으로 인해 흙과 기타 첨가물간의 결합성이 떨어져 견고한 도로포장이 이루어지지 못해 시간이 지남에 따라 조성된 도로가 파손되거나 안정성 및 보행감이 떨어지는 폐단을 갖게 되는 경우가 종종 있었다.

본 연구는 상기에서와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 보행성, 안전성을 확보하기 위한 최소한의 강도를 발휘하면서도 흙 재료만이 가지고 있는 고유의 특성을 유지하는 상태로 토질을 개량하기 위하여 친환경 경화재를 적절히 배합시켜 토양을 치밀하게 결합시킨 표층기반을 만듦으로 자연흙이 가지는 투수성과 안정성 및 강도를 향상시킴으로써 환경 친화적이며 경제적인 흙길 조성 방법을 마련하는 것이다.

본 연구에 이용된 경화재는 토립자와 완전하게 혼합될 경우 수화반응 및 포졸란반응을 유발하는 재료이다. 이는 흙길로서의 기능을 발휘함에 있어서


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반드시 필요한 강도 및 안정성을 확보하기 위해 필요한 반응으로서, 생석회에 의한 탈수반응이나 기타 화학반응에만 의존하는 종래의 시멘트계 경화재와는 달리, 포졸란 반응물질인 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 함유하고 있고, 또한 수화반응에서 에트린자이트를 효과적으로 생성하는 삼산화유황(SO3)을 포함함으로써 수화반응과 포졸란반응을 지속적으로 촉진하여 지반의 안정된 강도를 장기적으로 유지시킬 수 있는 재료이다.

또한 본 경화재에 의해 개량된 토양은 시간이 경과함에 따라 주변의 토양에 동화되어 인위적인 고화상태에서 벗어나 자연적인 상태의 지반으로 변해갈 것으로 예상되며 주변 환경과 자연스럽게 동화되어 녹화 및 조경적인 측면에서도 매우 우수할 것으로 판단된다.

본 연구를 통하여 개발된 흙포장 공법은 주원료로서 현장의 흙을 대부분 사용하고 흙중량 대비 최대 10%내외의 경화재만을 사용하기 때문에 별도의 자원 소모가 많이 필요치 않을 뿐더러, 사업효과가 경과되어 폐기할 경우에도 별도의 처리 공정을 필요로 하지 않고 기타 용출 등에 의한 2차 오염의 발생이 적다는 장점이 있다.

본 기술은 각 지역별 현장에서 발생하는 토사의 공학적인 특성을 충분히 파악하고 이 기본적인 특성을 파악한 후 적정량의 경화재를 혼합하여 적정량의 수분함량을 최적함수비로 조절하여 시공하는 건식방법에 해당된다. 기존의 건식방법들은 토양의 안정성 및 공학적 특성만을 향상시키기 위하여 주로 첨가하는 경화재료의 종류나 양을 달리하는 방법이었다면 본 연구개발을 통한 기술은 흙의 특성을 파악하고 이에 개량하고자 하는 목적에 맞추어 적정량의 경화재 혼합량을 산정하였고 이러한 데이타를 이용한 구체적인 시공방법을 제시하고자 진행되었다.

실내시험 및 시험결과 분석

3

3.1 실내시험

3.2 시험결과

제3장 실내시험 및 시험결과 분석

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제 3 장 실내시험 및 시험결과 분석3.1 실내시험

실내시험은 사용재료인 흙과 경화재에 대하여 실시되었다. 흙은 세종시 인근에서 채취한 흙을 대표시료로 선택하여 물성 및 역학시험을 수행하였고, 경화재에 대해서는 기본물성 및 용출과 성분분석 시험을 실시하였다. 또한 그 결과를 토대로 흙과 첨가재의 배합비 결정을 위한 다짐시험, 배합시험 및 양생일수에 따른 일축압축강도 시험을 수행하였으며, 표준배합비로 결정된 배합비를 이용하여 안정성을 확인하는 시험을 추가적으로 실시하였다. 시험은 실내시험용 흙과 현장적용시공을 위한 흙으로 구분하여 실시하였으며 각각의 시험내용은 다음과 같다.

(1) 흙에 대한 물성 및 역학시험흙에 대한 물성시험으로 비중, 함수량, 액성한계, 소성한계, 입도분포시험을

수행하였고, 역학시험으로 다짐시험을 통한 최대건조밀도, 최적함수비를 구하였다.

영국식 분류법 미국식 분류법용어 등급 1차 특성 문자 2차 특성 문자

자갈 G 입도분포 양호 W 자갈 G 입도분포 양호 W모래 S 입도분포 불량 P 모래 S 입도분포 불량 P

입도분포 균등 Pu 실트 M 비소성세립질 M단이 있는 입도 분포 Pg 점토 C 소성 세립질 C

세립토, 세립 F 저소성(LL<35) L 유기질토 O 저소성(LL<50) L실트(M-흙) M 중간소성(LL35-50) I 피트 Pt 고소성(LL>50) H

점토 C 고소성(LL50-70) H매우고소성(LL70-901)극심한 고소성(LL>90) E상위 소성역(LL>35) U

피트 Pt 유기질(첨자로 사용한다) O

<표 3.1> 흙의 분류법


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(2) 경화재에 대한 물성시험, 성분분석 및 용출시험경화재의 화학적 특성을 파악하기 위하여 성분분석 및 환경적인 안전성을

검토하기 위하여 용출시험을 실시하였다.(3) 흙과 경화재 다짐시험 및 배합시험흙과 경화재를 배합할 경우 경화재의 양에 따라 공시체의 최대건조밀도 및

최적함수비가 변화하므로 이 특성을 파악하기 위하여 흙중량대비 경화재를 3, 6, 9, 12%를 혼합하였을 경우 다짐시험을 통하여 각각의 최적함수비 및 최대건조밀도를 파악하였다.

(4) 강도시험흙에 경화재를 배합하여 습윤양생한 후 재령 3, 7, 14, 28일별 일축압축강도

시험을 수행하였다.이때 개량되지 않은 흙의 강도를 파악하기 위하여 흙재료 자체로만 만든

시료에 대한 일축압축강도시험을 실시하여 그 결과를 비교하였다. 모든 실내시험은 KS F 기준에 의하여 실시하였으며 이를 요약하면 <표 3.2>와 같고, 각 재료별로 시험계획 배합표는 <표 3.3>과 같다.


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구분 시험항목 시험방법 경화재 배합비율(%)

일반시료

자연함수비 KS F 2306 -밀도(비중) KS F 2308 -

입도 KS F 2302 -액성한계 KS F 2303 -소성한계 KS F 2303 -

세립토비율 KS F 2309 -다짐(A) KS F 2312 -

압축강도(7,14,28) KS F 2328 0%압축강도(7,14,28) KS F 2328 3%압축강도(7,14,28) KS F 2328 6%압축강도(7,14,28) KS F 2328 9%압축강도(7,14,28) KS F 2328 12%

현장시료

자연함수비 KS F 2306 -밀도(비중) KS F 2308 -

입도 KS F 2302 -액성한계 KS F 2303 -소성한계 KS F 2303 -

세립토비율 KS F 2309 -다짐(A) KS F 2312 -

압축강도(7,14,28) KS F 2328 0%압축강도(7,14,28) KS F 2328 6%

경화재(soilFix)

성분분석 - -용출시험 - -

<표 3.2> 실내시험


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구분 경화재 배합비율

건조흙 중량(g)

경화재 중량(g)

물 중량 (g)

공시체수량(개)

공시체 제작조건

일반시료

0% 10,000 0

건조흙중량 ×

최적함수비 (O.M.C)

9

A 다짐

3% 10,000 300 96% 10,000 600 99% 10,000 900 912% 10,000 1,200 9

현장시료 0% 10,000 0 96% 10,000 600 9

<표 3.3> 시험계획 배합표

3.2 시험결과3.2.1 흙본 실내시험에 사용된 흙의 기본물성 및 역학적 특성 그리고 입도분석을

수행하였다. 사용된 흙에 대한 토성시험결과 최대건조단위중량(γdmax, t/㎥) 및 최적함수비는 1.990t/㎥, 11.5%, 비중 2.676인 SM계열의 흙으로 분류되었으며 이의 자세한 성상은 <표 3.4>와 같고 입도분석 결과는 <그림 3.1>과 같다.

구분자 연함수비(%)

비중(Gs)

액성한계(LL)(%)

소성한계(PL)(%)

소성지수(PI)

곡률계수

균등계수 분류

최대건조밀도(γdmax) (t/㎥)

최적함수비(O.M.C)

(%)

시료 11.2 2.676 N.P N.P N.P 1.7 21.5 SM 1.990 11.5※ NP: 비소성(Nonplastic)※ 3회 평균결과임※ SM: 조립토모래(Sand), 세립분 12%이상 함유(M)

<표 3.4> 흙의 기본물성 및 역학적 특성 분석 결과


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<그림 3.1> 입도분포곡선3.2.2 경화재경화재를 혼합한 흙길 포장 시공시 자연 환경에 해를 끼칠 수 있는 여부를

판단하기 위하여 경화재의 화학성분 및 용출특성을 시험하였고, 그 결과는 <표 3.5> 및 <표 3.6>과 같다.

구성성분(중량%)CaO SiO2 CaCO3 SO3 Al2O3 MgO Fe2O3 강열감량49.2 14.5 10.1 9.8 5.5 2.2 1.8 5.2

<표 3.5> 화학성분 분석 결과

구 분 유해물질(ppm)Pb Cd Cr6+ As Hg CN

폐기물 관리법에 의한 허용기준 3 0.3 1.5 1.5 0.005 1.0친환경 경화재

(soilfix) ND ND ND ND ND NDND: Not Detective

<표 3.6> 경화재의 용출 시험 결과


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3.2.3 흙과 경화재의 배합비 결정시험흙과 경화재의 배합에 따른 적정 배합비를 구하기 위하여 첨가재의 배합비별로

다짐시험을 수행하였으며, 이에 따른 최대건조밀도 및 최적함수비를 구하였다. 흙과 경화재를 현장배합비와 동일한 조건으로 혼합한 후 실내 다짐시험을 실시하여 흙+경화재(3%), 흙+경화재(6%), 흙+경화재(9%), 흙+경화재(12%)의 최적함수비 및 이때의 최적함수비를 구한 결과는 <표 3.7>과 같다.

토사 시료 준비 경화재 배합 및 함수비 조정 배합별 재료

공시체몰드 제작 중량 학인 공시체 양생

일축압축강도 측정기 공시체 파괴 모습 공시체 파괴 모습<그림 3.2> 실내시험 진행과정


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구 분 최대건조밀도(γdmax)

최적함수비(Wopt) 비고

일반토사 + 경화재 (0%) 1.990 11.5

KSF 2312-2011

일반토사 + 경화재 (3%) 1.959 11.6일반토사 + 경화재 (6%) 1.978 11.8일반토사 + 경화재 (9%) 1.982 11.9일반토사 + 경화재 (12%) 1.967 12.3

<표 3.7> 배합별 다짐시험결과

<그림 3.3> 건조밀도와 함수비의 관계3.2.4 첨가재료별 다짐시험결과현장 시공시 요구 강도 확보를 위한 경화재 투입량을 산정하기 위하여

배합별(흙+경화재 3%, 흙+경화재 6%, 흙+경화재 9%, 흙+경화재 12%), 재령기간별 일축압축강도 시험을 수행하였다. 시험결과 재령 28일 경과시 경화재 6%를 배합하였을 경우 일축압축강도는 2.56Mpa(약 26.1kgf/㎠)로 나타났다.


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구 분 일축압축강도 (Mpa) 비고0일 7일 14일 28일일반토사 + 경화재 (0%) 0.07

KSF 2405-2010

일반토사 + 경화재 (3%) 0.50 1.05 1.15일반토사 + 경화재 (6%) 1.90 2.53 2.56일반토사 + 경화재 (9%) 2.26 3.36 3.52일반토사 + 경화재 (12%) 3.25 3.59 3.75

<표 3.8> 재령기간에 따른 배합별 일축압축강도

<그림 3.4> 재령기간에 따른 배합별 일축압축강도6% 이상 경화재 배합시 재령 28일 기준으로 당초 설계강도인 20kgf/㎠이

상이 발현됨을 실내시험을 통하여 확인하였다.

현장적용시공 및 시험결과분석

4

4.1 목 적

4.2 현장적용시험

4.3 품질관리

제4장 현장적용시공 및 시험결과분석

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제 4 장 현장적용시공 및 시험결과분석 4.1 목 적

실내시험을 통하여 확인한 시험결과를 바탕으로 흙길의 현장 적용성을 판단하고 이에 적합한 시공법과 설계법 및 시공시방서를 제시하기 위하여 현장 시험시공을 실시하였다. 현장시공에 앞서 흙에 대한 물성 및 역학시험을 수행하였고, 현장시공 후 현장에서 배합된 시료를 이용하여 공시체를 제작하였고 재령일수에 따른 일축압축강도시험을 수행하였다.

현장시공은 ▢▢시 일원에 위치한 “▢▢시 S-2 생활권 및 기타생활권 조경공사 현장” 내에서 실시되었으며 바닥면적(A)=541.5㎡ / 포설두께(t)=10㎝으로 실시되었다. 현장적용시공에는 일반적인 토목공사에 사용되고 있는 장비를 사용함으로써 본 신청기술의 현장적용에 대한 범용성과 시공성을 확인하였으며 또한 현장에서 흙과 경화재(soilfix)를 균질하게 혼합하는 Mixing Plant 장비에 대한 개선점을 찾아내어 보안작업을 진행하였다.

조성 후 14일 및 28일 후에 제작된 공시체의 일축압축강도를 측정하여 재령에 따른 강도변화를 파악하고자 하였다.

또한 시험시공 후 완성된 흙길의 표면온도를 측정하여 도로 포장재질별 표면온도를 측정·비교함으로써 열섬현상에 대한 효과를 분석하고자 하였다.


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4.2 현장적용시험4.2.1 현장시험계획(1) 현장 해당구간 평면도


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(2) 현장적용시공 일정

순 서 항 목 세부사항1 사전준비 ○ 시공위치확인

○ 현장 흙 육안조사

2 현장흙 실내시험

○ 사용흙의 분석• 기본물성(함수비, 비중, 입도 등)• 다짐시험(γdmax, O.M.C)

○ 사용흙+경화재에 대한 다짐시험• 재료에 대한 비중/입도시험

<경화재, soilfix>• 흙+경화재에 대한 다짐시험

<흙+soilfix 6%>3 자재 준비 ○ soilfix, 양생포 등

4 현장 사전준비○ 현장정지○ 사용장비 배치○ 현장사용토 준비, 함수비 조절○ 경계석 설치(필요시)

5 시공○ 시험다짐실시• 롤러 왕복횟수 결정(다짐도측정)

○ 단계별 품질관리• 최종함수비 확인• 다짐상태확인(들밀도시험)

6 현장관리 ○ 양생관리(양생포, 살수)○ 안내간판설치

7 공시체 강도시험○ 14일 일축압축강도 시험실시

(한국건설생활환경시험연구원)○ 28일 일축압축강도 시험실시

(한국건설생활환경시험연구원)8 시공결과보고서 작성

<표 4.1> 현장적용시공 관리


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(3) 시험시공 업무흐름도

<그림 4.1> 시공 흐름도


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4.2.2 현장시험구성(1) 현장토에 대한 물성 및 역학시험현장토에 대한 물성시험으로 비중, 함수량, 액성한계, 소성한계, 체분석을

수행하였고, 역학시험으로 다짐시험을 통한 최대건조밀도, 최적함수비를 구하였다.

(2) 강도시험현장에서 배합된 시료로서 제작된 일축압축강도 시험용 공시체를 이용하여

재령경과에 따른 일축압축강도시험을 수행하였다.(3) 시공 후 품질관리시공 후 품질관리 사항으로는 양생관리가 매우 중요하며 부직포를 포설하

여 직접 햇빛이나 대기에 노출되지 않도록 표면을 보호하였고 습윤양생이 되도록 주기적으로 살수 관리하였다. 또한 현장시공에 따른 성능을 확인하기 위하여 공시체를 제작하여 0일, 14일, 21일 및 28일에 일축압축강도를 측정하였다.

① 시공 중 품질관리 사항

구분 세부사항 조치사항 비 고

사용흙입도 50mm이하 사용 Screen 통과시료

함수비 최적함수비 ± 2~3%

흙길함수비 최적함수비 ± 2~3%다짐도 95% 이상 현장밀도시험

<표 4.2> 시공 중 품질관리 사항


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② 시공 후 품질관리 사항

구분 세부사항 조치사항 비 고

흙길양생관리 양생포/살수공시체 일축압축강도시험

<표 4.3> 시공 후 품질관리 사항


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4.3 현장시험결과4.3.1 흙본 실내시험에 사용된 흙의 물성 및 역학적 특성 그리고 입도분석을

수행하였다. 사용된 흙에 대한 토성시험결과 최대건조단위중량(γdmax, t/㎥) 및 최적함수비는 각각 1.931t/㎥, 11.7%, 비중 2.577인 SM계열의 흙으로 분류되었으며 이의 자세한 성상은 <표 4.4>와 같고 입도분석 결과는 <그림 4.2>와 같다.

구분자 연함수비(%)

비중(Gs)

액성한계(LL)(%)

소성한계(PL)(%)

소성지수(PI)

곡률계수

균등계수 분류

최대건조밀도(γdmax) (t/㎥)

최적함수비(O.M.C)

(%)

시료 13.5 2.577 N.P N.P N.P 1.8 39.1 SM 1.931 11.7※ NP: 비소성(Nonplastic)※ 3회 평균결과임

<표 4.4> 흙의 물성 및 역학적 특성 분석 결과

<그림 4.2> 입도분포곡선


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4.3.2 첨가재료의 구성 및 사용량목표강도 20kgf/㎠이상을 발현하기 위하여 실내시험을 통해 도출된 배합비인

6%를 적용하였으며, 첨가재료 투입량 및 이에 대한 계산 근거는 <표 4.5>와 같다.

재료구분 투입량(Ton) 계산근거

(면적×심도)×(흙 단위중량)×(함량)×(할증량) 비고

흙 113.3 (541.5×0.1)×(1.9)×(1)×(1.1) 15Ton D/T 7대경화재

(soilfix) 6.8 (541.5×0.1)×(1.9)×(0.06)×(1.1) Ton Bag

<표 4.5> 재료투입량 및 계산 근거

4.3.3 시공단계별 장비투입내역시험시공시 투입된 장비는 시공전 흙준비를 위한 장비와 시공시 재료와 흙의

혼합 및 다짐을 위한 장비로 구분되며 이를 분류하여 나타내면 <표 4.6> 및 <표 4.7>와 같다.

구분 장 비 명 규 격 수량 용 도 비 고1 Bucket soil

Stabilizer 0.7～1㎥ 1 soil 분쇄, 건조 및 첨가재료 혼합

소규모시 Back hoe로 대체

2 Mixing Plant 300㎥/day 1 흙+soilfix혼합3 Back Hoe 0.7～1㎥ 1 운반 및 상차작업4 Speedy

Meter - 1 현장함수비 확인5 Dump Truck 15Ton 1 재료 및 혼합토 운반

<표 4.6> 흙 준비 및 재료혼합을 위한 장비조합


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구분 장 비 명 규 격 수량 용 도 비 고1 Bull dozer 2～5Ton 1 교반토 평탄 작업 Finisher 대체가능2 Roller 2.5 Ton 1 보조다짐 진동가능3 Roller 5～6 Ton 1 주 다 짐 Tire 또는 Combi4 Dump Truck 15Ton 1 재료 및 혼합토 운반5 Level Set 1 수평고 확인6 들밀도시험기 1 현장밀도 확인 황동관 대체가능7 Speedy Meter - 1 현장함수비 확인

<표 4.7> 혼합재료 포설 다짐을 위한 장비조합

현장시공단면에 대한 개념도를 <그림 4.3>에 나타내었다. 시공 순서는 먼저 원지반을 20~40㎝ 깊이로 굴착하고 10~20㎝ 두께로 쇄석을 포설한 후 그 위에 본 연구에서 개발한 혼합재료를 10~20㎝로 포설·다짐하는 작업을 주 공정으로 하고 마지막으로 시공단면의 이음부를 주변 토지와 자연스럽게 결합함으로써 시공을 종료하였다.

시공과정에 있어 주요 공정에 대한 단계별 사진을 <그림 4.4>에 나타내었다.


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<그림 4.3> 시공단면 개념도


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시공전 현장 선별 및 혼합

포설 작업 다짐 작업

현장함수비 측정 들밀도 시험

줄눈시공 시공 후 현장<그림 4.4> 흙길포장 시공과정


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4.3.4 표면 온도 변화열섬효과에 대한 감소효과를 비교·분석하기 위하여 <표 4.8>과 같은

측정장비를 이용하였으며 비교대상으로는 <표 4.9>에서 보듯이 흙길뿐만이 아니라 도로 구성 재료로 많이 쓰이는 아스팔트, 황토콘 등 7가지 종류를 선정하여 오전 9시부터 자정까지 하루 동안의 온도 변화를 측정하였다.

도로 구성 재료별 표면온도를 측정하여 일간 온도변화를 확인한 결과 본연구의 구성 재료로 조성된 흙길의 표면 온도는 17.0℃에서 33.1℃로 측정된 반면 산책로로 가장 많이 쓰이는 투수콘의 경우 15.3℃에서 59.6℃로 측정됨으로써 하루 중 가장 높은 온도를 비교하면 26℃이상의 차이가 나타났다.

모델 구분 사양측정범위 -50~380℃D/S 비율 8:1응답시간 500ms

스펙트럼 응답 5~14μm방사율 0.95 고정분해능 0.1℃

오차범위 ±2℃/±2%작동온도 0~50℃보관온도 -20~65℃

전원 9V제품크기 165 × 90 × 40mm

CHEERMAN DT8380 무게 150g(배터리포함)

<표 4.8> 표면온도 측정기 사양


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(단위: ℃)

측정시각

도로 재료대기기온 흙길 적별돌 흰벽돌 투수콘 아스팔트 황토콘 나무

9:00 20.7 21.2 23.2 21.6 26.5 26.4 26.2 27.610:00 22.8 28.8 30.2 28.4 42.5 32.4 33.0 42.812:00 27.1 29.5 38.9 35.0 58.3 41.6 42.9 57.513:00 28.5 33.1 40.5 35.4 59.0 43.6 44.2 58.314:00 29.1 29.2 40.6 37.1 59.6 44.9 44.1 56.415:00 29.6 26.7 35.6 34.6 49.7 41.2 40.8 49.117:00 29.7 22.5 28.3 28.0 30.1 33.2 33.1 30.719:00 26.9 20.9 24.7 25.6 22.8 29.3 28.6 23.621:00 23.7 19.2 21.9 23.1 20.3 26.1 25.4 21.20:00 23.8 17.0 17.8 18.0 15.3 19.4 17.9 16.8

<표 4.9> 도로 구성 재료별 표면온도 변화

※ 대기기온은 청주 지역 기온을 적용(2013.9.18), 기상청(www.kma.go.kr)


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<그림 4.5> 도로 구성 재료별 표면온도 변화


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4.4 품질관리품질관리는 시공절차에 따른 시공 중 품질관리와 시공 후 품질관리로

구분하여 실시하였다.

<그림 4.6> 품질관리시험 (1) 시공 중 품질관리

시공 중 품질관리는 Speedy Meter에 의한 함수비 관리와 들밀도시험에 의한 다짐도 관리로 구분하여 실시하였으며 세부사항은 <표 4.10>과 같다.


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구 분 세부사항 조치사항 비 고

흙입도 19mm이하 사용 Screen 통과시료

함수비 최적함수비±2～3% Speedy Meter

흙+경화재함수비 최적함수비±2～3% Speedy Meter다짐도 95%이상 들밀도시험

<표 4.10> 시공 중 품질관리사항

1) 함수비 관리함수비 관리는 흙을 기본재료로 사용하여 차수층을 조성하는 현장에서 매우

중요한 사항으로 실내에서 최적함수비의 ±2% 내외가 되도록 관리하였다. 이를 위하여 현장에서 즉시 함수비의 확인이 가능한 Speedy Meter를 사용하였으며 시험실에서 실제로 측정한 함수비와 Speedy Meter에 의한 측정값의 편차를 보정하기 위하여 <그림 4.7>과 같이 보정도를 작성하여 보정 결과치를 이용하였다. 시간별, 재료별 함수비 관리결과는 <표 4.11>과 같다.

시 간 구 분 Speedy Meter Read(%)

실제 함수비(%) 비고

08:00 흙 10.5 12.509:30 흙+경화재 10.0 11.513:30 흙+경화재 11.5 13.817:00 흙+경화재 11.0 13.3

<표 4.11> Speedy Meter 시험결과


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<그림 4.7> Speedy Meter보정도2) 다짐도 관리시공 중 다짐작업에 의한 현장 다짐도를 확인하기 위하여 시험주행을 실시

하였으며 각 지점에서의 다짐도를 구하였다. 현장밀도 시험 결과는 <표 4.12>와 같다.

순 구분 롤러주행횟수(왕복)

γt(t/㎥)w

(%) γdmax 다짐도(%) 비고

1 L-01 5회 1.692 11.4 1.805 93.7 시험다짐2 L-02 6회 1.767 11.4 1.805 97.9 시험다짐3 L-03 7회 1.864 11.4 1.805 103.3 시험다짐

<표 4.12> 지점별 현장밀도 시험결과

(2) 시공 후 품질관리시공 후 품질관리 사항으로서는 양생관리가 중요한 사항으로서 부직포를

포설하여 직접 햇빛이나 대기에 노출되지 않도록 표면을 보호하였으며 습윤


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양생이 되도록 주기적으로 살수 관리하였다. 또한 현장시공에 따른 성능을 확인하기 위하여 공시체를 제작하여 0일, 14일, 21일 및 28일에 일축압축강도를 측정하였다.

측정된 결과를 <표 4.13> 및 <그림 4.8>에 나타내었으며 재령 28일 경과 후 발현된 일축압축강도는 2.70MPa(약 27.5kgf/㎠)로서 목표강표인 20kg/㎠를 충분히 만족하는 결과를 보여주고 있다.

구분 연번 시험 종목 시험 결과(Mpa) 시험 검사 방법

현장토사(경화재0%) 1 압축강도(0일) 0.09 KS F 2405:2010현장토사+

경화재(soilfix)6%2 압축강도(7일) 1.70 3 압축강도(14일) 2.33 4 압축강도(28일) 2.70

<표 4.13> 현장배합시험 결과

<그림 4.8> 현장배합 일축압축강도

결과 및 고찰

5

5.1 결 론

5.2 기술개발결과의 활용계획

제5장 결론 및 고찰

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제 5 장 결론 및 고찰본 시험시공을 통하여 얻은 결론은 다음과 같다.

(1) 개발된 친환경 흙길은 원지반 자연토를 90%이상 사용하는 친환경적 공법이며, 원지반 토사와 배합되는 soilfix 경화재는 Ca 성분이 주성분인 재료로서 유해성을 발현하지 않는 물질로 구성되어 있다. 시공 후 시간의 경과에 따라 자연적으로 풍화되어 보다 친밀한 미적효과를 나타낼 수 있으며 주재료가 자연토 재료이기 때문에 별도의 폐기물이 발생하지 않는 장점이 있다. 다만 흙길조성에 사용되는 흙은 현장에서 발생하는 원지반 자연토를 사용하는 것을 기본으로 하되, 유해성분으로 인하여 오염된 흙이 포함되어 있거나 유기질이 많이 포함되어 고품질의 흙길조성이 어렵다고 판단되는 경우 외부에서 양질의 흙을 반입하여야 하며, 실내시험결과를 통해 경화재의 적정 배합비를 결정하는 단계를 거친 후 실제 시공에 적용해야 할 것으로 판단된다.(2) 실내시험결과 사용 흙은 통일기준법으로 분류한 결과 SM계열의 흙으로서 최대건조밀도(γdmax)는 1.990 g/c㎥ 이었으며 이때의 최적함수비(O.M.C)는 11.5%였다. 흙 중량 대비 경화재의 투입량을 각각 3%, 6%, 9%, 12%로 배합다짐한 시험결과 혼합된 재료의 최대건조밀도(γdmax)는 1.959~1.967 g/㎤ 이었으며 이때의 최적함수비(O.M.C)는 11.6~12.3% 범위로 측정되었다. (3) soilfix 경화재의 화학성분 분석결과 CaO 성분이 약 49.2%로 상당부분을 차지하고 있으며, SiO2 성분이 약 14.5%, CaCO3 성분이 약 10.1%, SO3 성분이 9.8%, Al2O3 성분이 약 5.5%, MgO 성분이 2.2%, Fe2O3 성분이 1.8% 및 강열감량이 5.2% 인 것으로 분석되었다.(4) 폐기물 관리법 기준에 따른 유해물질 용출시험으로서, 납(Pb), 카드뮴(Cd), 6가 크롬(Cr6+), 비소(As), 수은(Hg), 시안이온(CN-) 등의 검출여부를 확인한 결과, soilfix 경화재 조성물내 중금속 성분은 검출되지 않았으며, 이로부터


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경화재 조성물이 친환경적인 재료임을 확인할 수 있다.(5) 각 경화재 배합에 따른 일축압축강도시험 결과, 경화재 6% 배합시 재령 28일 기준으로 2.56Mpa 이 발현됨으로써 당초 기대치인 2.0Mpa 기준을 상회하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 세종시 인근의 흙길조성 적용현장의 경우 현장시험 배합재료의 경우 재령 28일 기준 2.70Mpa을 발현하였음을 확인하였다.(6) 도로구성 재료별 표면온도를 측정하여 일간 온도변화를 확인한 결과 본 개발기술의 구성 재료를 적용한 흙길조성 적용현장의 표면 온도는 17.0℃에서 최대 33.1℃의 범위를 나타낸 반면, 산책로로 많이 쓰이는 투수콘의 경우 오후 2시경에 최대 59.6℃를 나타내었고 아스팔트 재료 또는 황토콘크리트포장의 경우 최대온도는 각각 44.9℃ 및 44.2℃로 측정됨으로써, 열섬효과를 상당부분 방지할 수 있는 효과가 있음을 알 수 있었다.(7) 본 개발기술과 관련하여 시공 및 품질관리 시방서를 제안하였으며, 지적재산권과 관련하여 특허출원(출원번호 10-2013-0099963 / 2013.08.22) 1건 및 상표출원(출원번호 40-2013-0058495 / 2013.09.02-soilfix) 1건이 진행 중이다.(8) 본 개발기술은 현장 원지반토를 이용하되 자연토의 결점인 안정성과 강도를 증진시키기 위하여 석회계의 친환경 경화재를 이용하여 자연토의 물리적, 역학적 특성을 증대시키는 동시에 기존 방법들에서 주로 사용되었던 시멘트나 안료, 팽창제 등 화학첨가제 등을 사용하지 않음으로써 자연적이며 유해성이 없고 보행감과 시각성이 뛰어난 흙길을 조성할 수 있을 것으로 판단된다.

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부 록

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[부록 1] 산업재산권m 특허결정서(2014년 1월 6일)


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m 상표(2013년 9월 2일)

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[부록 2] 품질시험성적서

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[부록 3] 시공 및 품질관리 시방서시공 및 품질관리 시방서

1. 일반사항

1.1 적용범위 및 일반사항

1.1.1 본 장은 친환경 흙길 조성과 관련된 투입재료, 시공방법 및 품질관리 등의 내용에 대하여 체계적인 관리에 필요한 일반사항을 규정한다.1.1.2 본 흙길은 원지반 자연토를 90%이상 사용하는 친환경적 공법으로서, 흙길조성에 사용되는 흙은 현장에서 발생하는 원지반 자연토를 사용하는 것을 기본으로 하되, 유해성분으로 인하여 오염된 흙이 포함되어 있거나 유기질이 많이 포함되어 고품질의 흙길조성이 어렵다고 판단되는 경우 감독관의 승인을 득하여 외부에서 양질의 흙을 반입하여야 한다. 1.1.3 시공자는 시공에 따른 전 공정에 대하여 그 작업내용을 사진으로 정리하고, 공사완료 시 그 결과물을 제출하여야 한다.

2. 재료 및 장비

2.1 사용재료

2.1.1 현장토(시공용 토사)가) 시공에 사용되는 현장토는 균질한 입도의 토사를 사용하며, 선별시 50mm체를 통과하여야 하고, 품질을 저하시킬 우려가 있는 이물질(나무뿌리)이 함유되지 않아야 한다. 나) 흙은 우천시 강우에 노출되지 않도록 보관하여야 하며 급격한 외기 온도변화가 우려되는 하절기 및 동절기에는 적절한 차단시설을 갖추어야 한다. 2.1.2 친환경 경화재(soilfix)가) 시공에 사용되는 경화재는 Ca 성분이 주성분으로 조성된 친환경 재료로서 장기간의 노출에도 인체 및 주변환경에 유해성을 발현하지 않는 물질로 조성되어 있어야 한다.

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나) 경화재는 공기 중의 수분을 흡수하여 성능을 저하시킬 수 있으므로 취급에 주의를 요한다.다) 장기간 현장 보관시 방습이 가능하거나 밀폐된 장소에 보관하여야 하며, 무포장(Bulk)제품 사용시 방습 포장상태로 바닥에 비닐 등 방습포를 설치하고 상부에는 덮개를 씌어둔다.2.1.3 물가) 흙길 품질에 영향을 주지 않는 지하수 및 하천수를 사용한다.

2.2 시공 장비

2.2.1 시공에 사용되는 장비는 사용 흙의 토질특성 및 현장여건을 고려하여 공사에 적합한 장비를 선정하여야 한다.가) 흙 준비 및 경화재 혼합시 현장에서 선별 및 혼합이 가능한 장비를 설치하여 균질한 배합이 이루어질 수 있어야 한다. 나) 경화재와 혼합된 흙의 포설장비로 피니셔(Finisher)를 사용하여 포설해야 하나, 장비의 주행이 곤란하여 장비 투입이 불가한 경우 도져 또는 기타 현장여건에 적합한 소형 장비를 이용한다.다) 혼합재료의 포설 후 다짐시 사용되는 장비는 철륜과 타이어 다짐이 가능한 롤러를 사용한다.

3. 시공

3.1 시공 원칙

3.1.1 시공담당자는 공사 착수 전에 설계도서를 숙지하고 시공방법, 시공순서 및 사용장비 등 흙길의 시공 전반에 걸친 상세한 시공계획을 수립 한다. 3.1.2 흙길조성에 사용되는 흙은 대표시료를 채취하여 아래 표와 같은 토질시험을 실시하여 토성을 파악하여야 하며, 이 실내시험결과를 이용하여 현장 흙길 조성에 적합한 경화재의 적정 배합비를 결정하여 감독관의 승인을 득한 후 실제 시공에 적용해야 한다.


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시험 항목 시험 기준

함수비 KSF 2306-2010

밀도 KSF 2308-2011

세립토 비율 KSF 2309-2009

다짐시험 KSF 2312-2011

액성한계

KSF 2303-2010소성한계

소성지수

3.1.3 시공계획시 장비준비, 배합비 결정, 적정혼합 및 다짐방법 등 사전 준비작업이 원활히 준비되도록 하여야 한다. 3.1.4 인접 시공지반과의 경계는 미 개량부위가 생기지 않도록 시행하여야 한다.3.1.5 연약지반 또는 성토지반 등의 개량구역은 착공 전에 대상 기초지반에 대한 안정화작업을 실시한 후 흙길의 시공 작업을 진행시켜야 한다.

3.2 시공 관리

1.2.1 본 흙길의 시공은 현장토와 경화재와의 교반 혼합이 작업이 중요함으로 숙달된 기술자의 작업관리가 요구된다.1.2.2 시공시 기온이 0℃이하인 경우 포설 다짐 후 부직포 등의 양생 덮개를 설치하여야 한다.

3.3 시공 방법

3.3.1 작업부지 정지작업가) 시공부지를 설계지반고 기준으로 정지작업을 실시한다. 나) 지하수위가 높을 경우 또는 인접주변에 침투수의 영향이 우려되는 경우 가배수로

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를 설치하여 물의 침투를 최소화 한다. 다) 작업장은 토사의 보관 및 시공장비의 출입을 고려하여 충분히 넓게 설정한다. 3.3.2 포설 및 시험다짐가) 장비와 재료의 준비가 완료된 경우 다짐율을 고려하여 현장 포설 두께를 결정하여야 한다.3.3.3 선별 및 혼합가) 시공용 토사의 입도조절 및 토사와 경화재의 혼합을 위하여 선별혼합장치(Mixing Plant)를 설치하여야 한다. 이때 재료들 간의 충분한 혼합을 위하여 혼합장치 스크류 축의 길이를 최소 3m 이상 확보하거나, 기타 동등 이상의 장비를 이용하여 균질한 혼합과정이 진행되어야 하며, 또한 혼합재료의 적정함수비 유지를 위하여 혼합장치 내에 물을 분사할 수 있는 자동 가수장치가 설치되어야 한다. 3.3.4 혼합토 운반 가) 혼합교반이 완료된 재료는 덤프 등 토사운반용 장비에 적재하여 시공 장소로 운반하며 혼합완료 후 가급적 2시간 이내에 포설하고, 포설 즉시 다짐이 이루어져야 한다. 3.3.5 포설 및 평탄작업가) 혼합교반이 완료된 재료는 백호나 피니셔 등을 이용하여 포설하며 다짐 후 체적감소를 감안하여 추가 포설 후 다짐두께를 확인하여 고르기 작업 및 평탄작업을 실시한다. 나) 포설 장비의 투입이 불가한 경우 인력에 의한 포설 및 면 마무리를 실시한 후 다짐을 한다. 3.3.6 다짐 및 전압가) 평탄작업이 끝난 후 철륜과 고무타이어 드럼을 가진 콤비롤러 등을 이용하여 다짐을 실시하며, 다만 롤러의 주행이 불가능한 코너부분 및 마무리면의 다짐은 컴팩터 또는 램머를 이용하여 다짐작업을 하여야 한다.나) 롤러 왕복 주행 횟수는 실내다짐시험 대비 95%이상(A다짐기준)의 다짐도가 나올 수 있도록 현장에서 주행횟수에 따른 다짐도를 측정하여 결정하여야 하며 최소 6회 이상 왕복 주행을 원칙으로 한다.3.3.7 표면마무리 작업 과정에서 흙길 경계부위 등 진동롤러의 직접적인 다짐이 불가할 경우 별도의 다짐판을 사용하거나 인력 등을 이용하여 충분한 다짐이 이

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루어질 수 있도록 해야 한다. 3.3.8 지하수 및 용출수, 사면에서의 유출수 등이 발생 우려가 존재할 경우 감독원과 협의하여 양수조치를 하거나 배수대책을 철저히 수립 시행한 후 시공하여야 한다.3.3.9 이음부의 시공관리 가) 일일작업 종료 후의 시공 경계면은 익일 시공 시 장비나 인력을 동원하여 정리한 후 처리함으로써 이음부(Joint)의 접합이 용이하도록 한다.3.3.10 양 생 가) 시공 완료된 흙길 표면은 고온, 건조 및 급격한 기후변화 등으로 인해 악영향을 받지 않도록 충분히 양생하여야 한다. 나) 전압 및 마무리가 완료된 후 표층에 적정량의 물을 살수한 후 비닐 등을 피복하여 수분증발을 방지하여야 하고 직사광선이나 강우 등의 기상작용에 의한 피해를 최소화하여야 하며 필요한 경우 적정량의 수분을 지속적으로 살수하여 양생하여야 한다.

3.4 시공 후 유지관리

3.4.1 시공완료 후 상부에 일시적인 과도한 진동 및 충격하중을 주어서는 안 된다.3.4.2 시공완료 후 최소 7일 이상 충분한 양생기간을 두여야 한다. 3.4.3 시공완료 후 기온이 0℃ 이하로 하강시 동해(凍害)방지를 위해 표면을 부직포 등으로 보호하는 것을 원칙으로 한다.3.4.4 품질관리는 설계에 제시된 기준에 준하여 실시함을 원칙으로 하며, 아래 표의 기준을 만족해야 한다.

구 분 시공두께 일축압축강도 현장밀도시험

흙 길 10 ~ 20㎝ 20 kg/㎠ 이상 다짐도 95% 이상

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현장토를 이용한 자연친화형 흙길 조성재료 및 …webbook.me.go.kr/DLi-File/096/009/001/5566226.pdfKECO2014-RE01-2 현장토를 이용한 자연친화형 흙길 조성재료