KR20010011910A

KR20010011910A - 토양경화제에 의한 흙(황토.마사토)포장 시공방법

Info

Publication number: KR20010011910A
Application number: KR1019990031497A
Authority: KR
Inventors: 안동기
Original assignee: 주식회사 죽산
Priority date: 1999-07-31
Filing date: 1999-07-31
Publication date: 2001-02-15

Abstract

본 발명은 토양경화제에 의한 황토나 마사토등의 흙포장 시공방법에 관한 것으로서, 특히 흙 1㎥당 ESC경화제 100∼120㎏을 혼합하고 재령7일의 일축압축강도는 3∼7㎏/㎠가 되게 하며 한층의 처리두께는 30∼50㎝정도로 하고 흙포장량의 1.8∼2.1 NACL을 첨가하여 배합 시공한 것임을 그 특징으로 한 것으로,

황토나 마사토등 비교적 함수율이 적고 유기질이 낮은 흙을 대상으로 한 흙포장 시공이므로 ESC경화제 S.P.H계열 및 어떤것을 사용하여도 경화가 잘되며 시공방법이 간편한 장점과, 시공 대상물인 흙에 사용되는 경화제의 사용량이 적어 시공원가 절감 효과가 크다.

Description

토양경화제에 의한 흙(황토.마사토)포장 시공방법{The construction method of a soil packing by ESC harding soil}

본 발명은 토양경화제에 의한 황토나 마사토등의 흙포장 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반이나 폐기물 매립장을 고화처리하기 위한 흙의 화학적 안정처리방법은 그 역사가 기원전에서부터 시작된다. 즉, 고대 이집트의 피라미드나 중국의 만리장성 건설에서 소석고나 석회의 경화특성을 이용한 흔적이 발견되고 있으며 고대 로마에서도 노반건설에 석회를 사용한 흔적이 이를 증명하고 있는 것이다.

근래들어 1871년경 시멘트가 개발되어 석회를 사용하는 Soil cement공법이 등장하고 이는 주로 도로의 노상·노반개량에 적용되었다.

그런데 상기한 노상노반의 경우에는 고함수 점성토, 고유기질토가 대부분이므로 시멘트나 석회만으로는 흙의 고화처리가 이루어지지 않아 새로운 특수 고화제가 일본을 비롯한 선진국에서 1980년대 초반부터 개발되게 되었으며 그후 우리나라에서도 이를 기초기술로 하여 생산되고 있다.

따라서 지금까지는 점토나 유기질토등 유기물질과 수분이 다량함유된 흙을 대상으로 토양경화제를 사용하여 흙을 고화처리 하는 방법이 공지됨은 주지한 사실이나, 비교적 수분함량이 많지 않고 유기물질이 거의 포함되지 않는 황토나 마사토등의 흙포장 시공기술이 아직 일반화되지 않고 있고 농로등에 흙(황토.마사토)포장시공기술이 약간씩 시행되고는 있으나 측면압축강도의 문제가 발생되고 있는 문제점이 나타나곤 하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 특히 여러종류의 토양경화제가 있고 그 고화처리 대상물도 연약지반의 점토질, 쓰레기 매립장의 유기물토질이 있으나 본 발명은 토양경화제로 ESC 또는 뉴베톤이라 불리우는 고화제를 사용하며 황토나 마사토로 된 농로·도로·연약지반등의 흙을 대상물로 하는 흙포장 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 흙포장 시공시 농로등의 측면 압축강도의 시공문제점을 개선키 위해, 특히 측면과 포장면을 동시에 압축하는 기계화 시공방법을 추가 적용시켜 포장면의 강도가 적정하게 유지될 수 있도록 한 흙포장 시공방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 시공장치의 전체 계통도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 흙공급수단 2 : 운송수단,

3 : 약품공급수단, 4 : 혼합수단,

5 : 보관수단.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 토양경화제인 ESC를 사용하여 황토 또는 마사토등 흙포장 시공방법에 있어서,

흙 1㎥당 ESC경화제 100∼120㎏을 혼합하고 재령7일의 일축압축강도는 3∼7㎏/㎠가 되게 하며 한층의 처리두께는 30∼50㎝정도로 시공한 특징이 있다.

또한, 흙포장량의 1.8∼2.1% NACL을 첨가하여 교반함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

황토나 마사토등의 흙포장 시공에 사용될 경화제의 화학성분은 표 1과 같다.

종별	화학성분(%)
종별	SiO₂	Al₂O₃+Fe₂O₃	CaO+Mgo	SO₃
S계열	23.0	8.7	58.5	7.0
P계열	22.2	9.9	58.5	10.0
H계열	20.7	7.8	62.1	6.8

표 1과 같이 경화제의 종류별로 각기 다른 특징이 있는데 S계열의 경화제는 수축성이 없어 시멘트의 결점인 균열 발생이 방지되며 소량의 배합으로 강도 발현이 빠르고 안정된 고화처리가 되며,

P계열의 경화제는 팽창성이 다소 크므로써 초연약지반의 압밀효과를 기대할 수 있고,

H계열의 경화제는 급속 고화효능이 뛰어나고 흙의 원색표현등이 뛰어난 장점이 있다.

상기 경화제의 물리적 특성을 보면 표 2와 같다.

종별	비중	비표면적	응결
종별	비중	(㎠/g)	수량(%)	시발(시-분)	시결(시-분)
S계열	3.07	3.9	28	2-40	4-00
P계열	3.04	3.8	28	2-50	4-10
H계열	3.10	4.3	29	1-30	2-40

이와같이 15∼40wt%의 석고와 25∼40wt%의 용광로슬랙 30∼50wt%의 포트랜드형시멘트를 주성분으로 하고 알루미네이트를 1∼10wt%첨가한 경화촉진제로 하는 공지의 ESC(뉴베톤) 토양경화제를 사용하여 황토 및 마사토의 흙포장시공기술에 대해 설명하면,

황토나 마사토로 된 연약지반위에 흙 1㎥당 100∼120㎏의 ESC 경화제를 살포해서 빽호우나 Base machine으로 한 교반기계 혹은 stabilizer를 혼합교반해 롤러로 견고하게 다지는 공법으로써 한층의 처리 두께는 약 30∼50㎝정도로 차례차례 개량층을 쌓아 올림으로서 마무리되는 것이다.

이의공정을 좀 더 자세히 설명하면

가. 배합공정

- 포장노상에 대항하는 토질로써 주로 황토나 마사토로 된 연약지반 처리토의 rd는 1300kg/㎝²정도이며 ESC 경화제의 첨가량은 건조밀도의 4∼6%에 해당하는 량을 혼합하는 것으로 설계되고

- 경화제의 단위량은 시험실의 일축압축강도와 현장 혼합시공에 대한 효율로 결정된다.

- 시험결과로 경화제 단위량대 일축압축강도의 도표와 경화제 단위량대 밀도의 도표를 그리며 빽호현장 배합에 따른 일축압축강도비(현장/시험실)은 0.7 ∼0.9이다.

- 개량목표치는 재령7일의 일축압축강도가 3∼7kg/㎝²(시험실배합)이어야 한다.

- 배합설계의 결과와 설계도에 표시된 경화제 혼합량의 차이가 ±0.5%미만일 경우는 변경을 하지 않는다.

- 치환두께 재령 28일 일축압축강도 및 경화제 첨가량 표시

구분	면적
치환깊이(m)	1
일축압축강도(kg/㎝²)	5
혼합율(%)	5

나. 혼합공정

- 현장 혼합방식인 배합기구가 부착된 stabilizer로 혼합하여 6회이상의 혼합을 실시·고른혼합이 되어야 하며 혼합얼룩 및 흙의 뭉침이 없어야 한다.

- 혼합작업중 함수가 부족한 경우에는 살수하여 최적 함수비 상태가 되도록 혼합한다.

- 흙포장량의 1.8∼2.1% NACL을 첨가하여 혼합한다.

상기 흙과 경화제를 혼합하기 위한 시공장치의 일 예는 도 1에 도시된 바와 같이, 흙공급수단(1), 운송수단(2), 약품공급수단(3), 혼합수단(4), 보관수단(5)으로 이루어진다.

부연하면, 흙 경화공법의 주원료인 흙,황토.마사토가 공급수단(1)인 호퍼에 투입된다. 호퍼의 배출구 아래쪽에는 진동 스크린(11)이 그 공급 호퍼에서 배출된 흙을 선별하기 위해 설치되어 있다. 상기 스크린에 의해 선별된 흙은 운송수단(2)인 컨베이어벨트상으로 투하된다. 그 컨베이어 벨트는 가변속도 모우터에 의해 구동되는데, 이때 벨트는 길이방향으로 대략 중간쯤 흙에 골을 파도록 골파기 장치가 설치되어 있다. 이 골파기장치는 양 기둥에 설치된 높이 조종 볼트에 의해 높이가 조정될 수 있게 되어 있다. 이 골파기장치로부터 컨베이어 벨트 이송방향으로 하류쪽에 떨어져, 골메움기구를 가지고 높이 조정가능한 골메움 장치가 설치되어 골파기 장치에 의해 파여진 골에 약품이 공급된 후 다시 그 골을 메우도록 작용한다.

이와같이 골이 메워짐으로써 그 골에 공급된 경화제의 비산을 방지하며 경화제가 흙 더미의 내부에 위치된채 혼합수단(4)인 혼합드럼에 투입되어 그 드럼에서 혼합이 더 잘 이루어진다.

한편, 스크류타입이거나 버켓 타입으로 되어 있는 약품공급수단(3)이 벨트상에 있는 흙의 골에 경화제를 투입할 수 있도록 골파기장치와 골메움 장치사이에 설치되는 것이 바람직하다.

이와같이 경화제가 투입된 흙은 혼합수단(4)인 혼합드럼내로 투입된다. 그 혼합드럼은 원통형으로 양단이 개방되어 있으며, 그의 도입측 내부로는 샤프트와 임펠러가 설치되어 있는 바, 이는 샤프트의 회전에 따라 임펠러등이 횐전하여 혼합드럼내엣서 흙과 경화제를 혼합하는 작용을 한다.

상기 혼합드럼에서 혼합되는 혼합물은 임펠러들의 회전과 그 드럼의 경사에 의해 그 드럼의 배출구쪽으로 이송된다.

회전드럼의 배출구측에는 물탱크로부터 공급되는 물을 분사시키는 노즐을 설치하여 공사 성질상 고함수율의 제품이 요구되거나 또는 요구되는 함우율에 미달할때 드럼에서 배출되는 혼합물에 수분을 공급함으로써 직접 함수율을 갖게 한다.

회전하는 혼합드럼에서 적절하게 혼합된 혼합물은 보관수단(5)인 제품저장호퍼내로 투입된다. 그 호퍼는 제품을 저장하고 필요한때 그 제품을 모터에 의해 구동되는 제품 이송 컨베이어에 의하거나 또는 직접 운반차량에 공급할 수 있다.

다. 시공 및 다짐

- 배수에 유의하여 시설층의 표면에 물이 고이지 않도록 한다.

- 혼합완료후 혼합물은 분리를 일으키지 않도록 하여 그레이다로 펴서 계획성토 구배를 맞춘다.

- 펴깔기의 두께는 1층 또는 2층으로 1m를 표준으로 한다.

- 다지기는 로라를 사용하여 5회이상 다짐하여 혼합시작후 장비 진입이 가능한 시점에서 시작한다.

- 구조물 뒤채움의 경우에는 소형컴팩터사용 소정의 다짐밀도가 되도록 다짐한다.

라. 마무리공정

- 횡방향의 시공이음은 마무리단면을 수직으로 절취하여 새로 혼합한 재료를 계속 투입하여야 한다.

- 2층이상 시공시는 상하층의 횡단이음부 1m이상 종방향이음은 50㎝이상을 집합하여 시공한다.

한편, ESC(뉴베톤)의 매립장 단순 고화처리방법과 달리 마사토, 황토등의 압축강도를 일정수치만큼 높이기 위해서 먼저, 흙의 함수율은 당연히 포장강도에 영향이 미치므로 이를 분석하여 흙(마사토,황토등)입자에 고른 함수비를 얻는바 여기에 흙포장량의 1.8 - 2.1% NACL을 첨가 교반함으로써 압축강도에 더 좋은 반응을 얻을 수 있다.

따라서 매립장 고화처리와는 달리 외부에 노출되는 흙 포장면에 있어서 물에 씻기는 정도가 거의 나타나지 않게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 황토나 마사토등 비교적 함수율일 적고 유기질이 낮은 흙을 대상으로 한 흙포장 시공이므로 ESC경화제 S.P.H계열 및 어떤것을 사용하여도 경화가 잘되며 시공방법이 간편한 장점이 있다.

또한, 기계화 혼합 및 배합시공기술을 적용함으로써 측면과 포장면의 강도가향상되었으며 외부에 노출되는 흙포장면이 물에 씻기지 않는등의 효과가 있다.

Claims

토양경화제인 ESC를 사용하여 황토 또는 마사토등 흙포장 시공방법에 있어서,

흙 1㎥당 ESC경화제 100∼120㎏을 혼합하고 재령7일의 일축압축강도는 3∼7㎏/㎠가 되게 하며 한층의 처리두께는 30∼50㎝정도로 하고 흙포장량의 1.8∼2.1 NACL을 첨가하여 배합 시공한 것임을 특징으로 한 토양경화제에 의한 흙(황토·마사토)포장 시공방법.