KR100783013B1

KR100783013B1 - 토양 개량재

Info

Publication number: KR100783013B1
Application number: KR1020060060141A
Authority: KR
Inventors: 최득호
Original assignee: 주식회사 대목환경건설
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-12-07

Abstract

본 발명은 식물생장에 해를 끼치지 않도록 현장의 흙을 주재료로 하되 여기에 도로의 요구조건에 맞게 부재료들의 혼합비를 조절하여 보행자용 도로 포장, 방수 및 연약지반에 적용할 수 있는 규격화된 개량재를 개발함으로써, 현장 조건에 따라 부재료들의 종류가 서로 달라 도로의 유지 보수 시 현장의 물성 파악이 어려웠던 종래의 문제점이 해소되고, 부재료의 종류가 도로의 요구 조건에 따라 규격화되어 있으므로 현장의 유지보수가 편리하고 공사의 표준 규격을 정할 수 있으며, 성능시험을 별도로 할 필요가 없으며 기존에 시공되어 성능이 검증되어 있으므로 시공사측에서 개량재의 선정에 어려움이 없는 토양 개량재를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 7~9중량부, 채가름 된 벤토나이트파우더 4~6중량부 및 백시멘트 6~8중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 28일 압축강도가 16kg/㎠이상 되도록 한 보행자 포장용 토양 개량재를 제공하는 특징이 있다.

흙, 생석회, 벤토나이트파우더, 시멘트

Description

토양 개량재{A Road Packing Materials}

도 1은 본 발명 한 실시예의 보행자 포장용 토양 개량재의 시공상태를 나타낸 단면도

도 2는 본 발명 다른 실시예의 방수용 토양 개량재의 시공상태를 나타낸 단면도

도 3은 본 발명 또 다른 실시예의 연약지반용 토양 개량재의 시공상태를 나타낸 단면도

본 발명은 토양 개량재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식물생장에 해를 끼치지 않도록 현장의 흙을 주재료로 하되 여기에 도로의 요구조건에 맞게 부재료들의 혼합비를 조절하여 도로 포장, 방수 및 연약지반에 적용할 수 있는 규격화된 개량재를 개발함으로써, 종래 현장 조건에 따라 부재료들을 서로 다르게 첨가 시공하여 도로의 유지 보수 시 현장의 물성 파악이 어려웠으나 부재료를 통일시켜 현장의 유지보수가 편리하고 공사의 표준 규격을 정할 수 있는 토양 개량재에 관한 것이다.

일반적으로 도포 포장에 아스팔트나 콘크리트를 사용하고 있으나, 이들은 투수성이 없고 친환경적이지 않으며 햇빛을 닿으면 복사열이 발생하여 대기온도를 상승시키고, 폭우시 우수를 집중시켜 하천범람의 원인이 되었다. 그리고 아스팔트나 콘크리트는 균열이나 파손되어 이를 재시공할 필요가 있을 때 기존에 포장된 아스팔트나 콘크리트는 이를 걷어내 폐기시켜야 되는 등의 문제가 있었다.

따라서 최근에는 흙, 시멘트 및 생석회를 배합하여 된 토양 개량재가 개발되었으나, 도로의 내구성을 높이기 위해 시멘트의 다량 사용으로 친환경성이 떨어지고, 질감이 좋지 않으며 초기 압축강도를 유지하기가 어렵고, 투수가 되지 않는 문제점이 있음은 물론, 동절기의 동해로 인한 균열이 발생하는 문제점이 있다.

한편, 점질토, 사질토 및 고함수점질토 등의 토양에 시멘트와 생석회를 혼합한 마사토에 리그닌 술폰산 중합체, 요소수지계 합성고분자 에멀젼 및 아스팔트 유제를 첨가한 토양안정제를 첨가하여 내수성 및 고결강도를 부여할 수 있는 도로포장재(대한민국 특허 제12002호)와, 생석회를 대신하여 나프탈렌, 산화칼슘, 규산알루미늄, 수분으로 이루어진 로말디(LOMAR D)라는 물질이 첨가되어 압축강도를 증대시키고, 경화속도를 단축시킬 수 있는 도로포장재(대한민국 특허 제50937호)가 제공되어 있다.

그러나, 상기와 같이 토양에 아스팔트 유제, 생석회 또는 로말디를 첨가하여 토양안정처리를 하는 경우 어느 정도의 압축강도 향상이나 동결 방지 효과는 있을 수 있으나 자연 친화적인 표면질감과 마사토의 단점인 파쇄 되어, 입자가 쌓이는 현상, 습식시공으로 인해 발생되는 균열을 방지하는 데에는 한계가 있다.

따라서 근래에는 토양안정처리용 조성물(특허출원 제1997-35649호)로서 마사토 90~100 중량부에 포틀랜트 시멘트 2∼5 중량부, 고무화 아스팔트 방수액 10∼15 중량부, 플라이 애쉬 1∼4 중량부 및 칼슘 설포 알루미네이트 1∼3 중량부로 이루어진 것이 있고, 황토, 적도, 마사토, 고령토, 백토, 흑토 및 규사로 이루어진 군으로부터 어느 하나의 토양을 선택하여 수지용액 또는 에멀젼을 혼합한 것들이 있다.

그러나 이러한 종래의 도로 포장 및 개량재들은 보도용, 방수용 및 연약지반용에 따라 재료의 첨가 종류가 서로 달라 규격화되지 못하여 시공할 때마다 혼합물성을 선정하고 성능을 시험해야 되므로 시간 및 비용측면에서 비효율적이며, 성능이 검증되지 않아 시공사측에서 포장 및 개량재를 선정에 어려움을 겪었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 식물생장에 해를 끼치지 않도록 현장의 흙을 주재료로 하되 여기에 도로의 요구조건에 맞게 부재료들의 혼합비를 조절하여 보행자용 도로 포장, 방수 및 연약지반에 적용할 수 있는 규격화된 토양 개량재를 개발함으로써, 현장 조건에 따라 부재료들의 종류가 서로 달라 도로의 유지 보수 시 현장의 물성 파악이 어려웠던 종래의 문제점이 해소되고, 부재료의 종류가 도로의 요구 조건에 따라 규격화되어 있으므로 현장의 유지보수가 편리하고 공사의 표준 규격을 정할 수 있으며, 성능시험을 별도로 할 필요가 없으며 기존에 시공되어 성능이 검증되어 있으므로 시공사측에서 토양 개량재의 선정에 어려움이 없는 토양 개량재를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 7~9중량부, 채가름 된 벤토나이트파우더 4~6중량부 및 백시멘트 6~8중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 28일 압축강도가 16kg/㎠이상 되도록 한 보행자 포장용 토양 개량재의 구성을 갖는다.

본 발명은 채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 5~7중량부, 채가름 된 벤토나이트파우더 8~10중량부 및 보통포틀랜트시멘트 4~6중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 투수율 1× 10^-6 m/sec이상 되도록 한 방수용 토양 개량재의 구성을 갖는다.

그리고 본 발명은 비채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 8~10중량부, 벤토나이트파우더 2~4중량부 및 보통포틀랜트시멘트 2~4중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 28일 압축강도가 38kg/㎠이상 되도록 한 연약지반용 토양 개량재의 구성을 갖는다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 식물생장에 해를 끼치지 않고 친환경적이며 도로 보수공사 시 폐자재를 발생시키지 않도록 현장의 흙을 주재료로 하고 여기게 부재료로써 생석회, 벤토나이트파우더 및 시멘트를 현장의 요구조건에 따라 일정 비율 서로 다르게 첨가하여 보도용 개량재, 방수 및 연약지반에 적합하도록 한 특징이 있다. 본 발명은 개량재의 물성을 동일하고 규격화시켜 요구조건에 맞는 물성 및 내구성시험을 거쳐 표준화시킴으로써, 시공사측에서 도로를 포장 및 개량할 때 성능 검증이 이미 완료된 규격화된 개량재를 사용할 수 있으므로 신뢰성이 제고되며, 도로의 유지보수 시 개량재의 물성 파악이 쉬워 신속하고 정확한 유지 보수가 가능한 장점이 있다.

이하에서는 도로의 종류에 따른 토양 개량재의 물성 및 시공방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저 보행자용 도로 포장 개량재는 채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 7~9중량부, 채가름 된 벤토나이트파우더 4~6중량부 및 백시멘트 6~8중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 28일 압축강도가 16kg/㎠이상 되도록 한다. 상기 주재료 및 부재료들의 첨가량은 요구 압축강도가 최적화된 상태의 것으로서, 상기의 첨가량을 벗어나면 요구 물성이 틀려져 개량재로서 사용할 수 없게 되며 이의 근거가 되는 시험성적서 도표는 다음과 같다.
[그림 1] 흙의 다짐곡선 (한국건자재시험연구원 : SO 06-0386-1호)

[그림 2] 일축압축강도그래프 (한국건자재시험연구원 : SO 06-0386-1호)

상기 그림 1 및 2는 흙 95%, 생석회 8%, 벤토나이트 5% 및 백시멘트 7%의 성분비를 갖는 보행자용 도로포장 개량재의 성능곡선으로써, 최대건조밀도 : 1.857(g/㎠), 최적함수비 : 13.9(%) 및 일축압축강도 : 16.1(kg/㎠)으로써 최대를 기록했다.
도 1에 도시된 바와 같이 현장의 기초층에 잡석을 150mm 정도 다짐하고 그 위에 보행자용 도로 포장 개량재를 100 ~ 150mm 다짐 시공한다. 이때 도로 개량재의 중간에 격자형의 지오그리드셀을 내장시켜 초기 시공시 개량재의 응집력을 높여준다. 그리고 주재료 및 부재료들의 채가름 조건은 하기 표와 같다.

삭제

주재료	흙	3mm 채	100% 통과
		1mm 채	90% 통과
		#200 채	50% 통과
		함수율	18% 이하
부재료	벤토나이트파우더	0.5mm 채	100% 통과
		팽윤도	20 이상
		몬모릴나이트 함유량	80 이상
	생석회	3mm 채	100% 통과
	백시멘트	시중 유통제품

생석회는 토질을 안정시키고 고결시킴으로 부등침하방지, 용출수 및 지하수 등에 의한 유실방지 및 붕괴현상을 방지할 수 있는 차수막을 형성한다.

시멘트는 법면 지지력을 향상시키고 붕괴 및 파손을 방지시키는 역할을 한다.

벤토나이트파우더는 불투수성을 높이고 산성물질, 화학유해 및 유독물질, 회재 등으로부터 표층의 손상을 방지시킨다. 그리고 현장의 흙 조건에 따라 고화재를 추가로 첨가하여 개량재의 성능을 보완할 수 있다.

다음으로 방수용 개량재는 채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 5~7중량부, 채가름 된 벤토나이트파우더 8~10중량부 및 보통포틀랜트시멘트 4~6중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 투수율 1× 10^-6 m/sec이상 되도록 한다. 상기 주재료 및 부재료들의 첨가량은 요구되는 투수율이 최적화된 상태의 것으로서, 상기의 첨가량을 벗어나면 요구 물성이 틀려져 개량재로서 사용할 수 없게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이 방수층을 150 ~ 300mm 정도 다짐하고 그 위에 섬유망으로 표시층을 형성한 뒤 일반 토사 및 자갈층을 200mm 이상 다짐 시공하여 방수층을 보호한다. 섬유망 표시층은 도로를 굴착할거나 파해칠 때 방수층을 보호하기 위한 것으로 표시층부터 방수가 요구되는 지층임을 작업자에게 알려주기 위한 것이다.

다음으로 연약지반용 개량재는 비채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 8~10중량부, 벤토나이트파우더 2~4중량부 및 보통포틀랜트시멘트 2~4중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 28일 압축강도가 38kg/㎠이상 되도록 한다. 상기 주재료 및 부재료들의 첨가량은 요구 압축강도가 최적화된 상태의 것으로서, 상기의 첨가량을 벗어나면 요구 물성이 틀려져 개량재로서 사용할 수 없게 되며 이의 근거가 되는 시험성적서 도표는 다음과 같다.
[그림 3] 흙의 다짐곡선 (한국건자재시험연구원 : SO 06-0386-2호)

[그림 4] 일축압축강도그래프 (한국건자재시험연구원 : SO 06-0386-2호)

상기 그림 3 및 4는 흙 95%, 생석회 9%, 벤토나이트 3% 및 보통시멘트 2%의 성분비를 갖는 연약지반용 개량재의 성능곡선으로써, 최대건조밀도 : 1.857(g/㎠), 최적함수비 : 14.2(%) 및 일축압축강도 : 38.6(kg/㎠)으로써 최대를 기록했다.

도 3에 도시된 바와 같이 연약지반 포장층은 현장의 요구조건에 따라 달라질 수 있으며, 양생 시 습윤유지를 위해 살수해야 된다. 상기 보행자용 개량재 및 방수용 개량재 역시 양생 시 습윤유지를 위해 살수해야 되는 것은 당연하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 보행자용 개량재, 방수용 개량재 및 연약지반용 개량재를 현장 흙으로 사용하기 때문에 친환경적이며, 이들 개량재의 부재료로서 생석회, 벤토나이트파우더 및 시멘트를 동일하게 적용하여 토양 개량재를 표준화시킴으로써, 종래 도로의 개량 요구조건에 따라 첨가되는 물성이 서로 달라 시공상의 표준화가 어려웠던 점이 해소되고 첨가물성에 따른 시험성적서를 계속 발부해야되는데 따른 경제적인 부담을 줄일 수 있으며, 시공사측에서는 선 시공된 개량재의 신뢰성을 근거로 개량재를 채택할 수 있어서 시공에 어려움이 없는 특징을 갖는다.

그리고 본 발명은 현장의 흙을 주재료로 사용하므로 친환경적이며, 규격화된 소재를 사용하므로 공기를 단축시킬 수 있으며, 도로를 재시공 하거나 수리할 때 걷어낸 개량재 중 주재료인 흙을 재사용할 수 있으므로 경제적이고 산업폐기물의 발생량을 줄일 수 있으며 공사표준을 제시할 수 있는 등의 기대효과가 있다.

Claims

채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 7~9중량부, 채가름 된 벤토나이트파우더 4~6중량부 및 백시멘트 6~8중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 28일 압축강도가 16kg/㎠이상 되도록 한 것을 특징으로 하는 보행자 포장용 토양 개량재.
삭제
비채가름 된 현장의 흙 90~100중량부에 대하여 채가름 된 생석회 8~10중량부, 벤토나이트파우더 2~4중량부 및 보통포틀랜트시멘트 2~4중량부를 충분히 혼합 후 다짐도 90%이상 되도록 현장에 시공하여 28일 압축강도가 38kg/㎠이상 되도록 한 것을 특징으로 하는 연약지반용 토양 개량재.