WO2019117415A1

WO2019117415A1 - 제강 슬래그를 포함하는 개량 준설토 및 이를 이용한 가설 도로

Info

Publication number: WO2019117415A1
Application number: PCT/KR2018/008092
Authority: WO
Inventors: 정용수; 장한수; 김형석; 김현; 박현우
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2019-06-20
Also published as: KR102097590B1; KR20190071110A

Abstract

본 발명은 제강 슬래그를 포함하는 개량 준설토 및 이를 이용한 가설 도로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 준설토 40 내지 60 중량% 및 제강 슬래그 40 내지 60 중량%를 포함하는, 개량 준설토; 이를 이용하여 제조된 가설도로; 및 이러한 가설 도로의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

제강 슬래그를 포함하는 개량 준설토 및 이를 이용한 가설 도로

본 발명은 제강 슬래그를 포함하는 개량 준설토 및 이를 이용한 가설 도로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연약토인 준설토에 제강 슬래그를 혼합하여 토양의 성질을 개량함으로써, 가설도로로 활용하는 기술에 관한 것이다.

3면이 바다인 대한민국은 해상 항로 및 해양 항만 건설 등의 준설 사업을 꾸준히 시행하고 있으며, 이때 준설토가 약 300만㎥/년 발생하고 있다. 이렇게 대규모로 발생하는 준설토는 현재까지 재활용 및 처리 방안이 명확하지 않고 대규모 준설토 투기장을 조성하여 준설토를 준설한 후 투기 및 매립하고 있는 실정이다.

최근까지의 준설토 활용 방법은 크게 투기장 매립, 외해투기, 기타 방법 등 3가지로 구분할 수 있다. 구체적으로는 약 80% 이상의 준설토의 대부분이 투기장에 매립되고 있고, 배후 부지 매립 등 기타 방법으로의 활용이 약 10%를 차지하며, 나머지는 외해투기를 하고 있는 실정이다. 이와 같이 국내에서 발생하는 해양 준설토는 재활용보다는 처리 또는 처분 개념으로 유효 활용율이 극히 낮은 실정이다.

특히, 준설토의 토양은 입도 크기에 따라 크게 3가지인, 점토, 실트 및 모래질로 분류할 수 있는데, 전체 발생량 중 20%를 차지하고 있는 모래는 골재로 건축, 토목 재료로 활용되고 있으나, 점토 및 실트질은 특히 대부분 투기장에 매립처리 되고 있는 실정이다. 예를 들어 한국등록특허 제0981358호는 준설토를 이용한 매립토 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 이와 같은 기술의 경우 매립과 관련한 인프라 및 기술 구축이 요구되고, 매립 시 재료 분리가 선행되어야 하는 등 실제 기술의 적용에 있어서 어려운 점이 존재한다.

따라서, 제강 슬래그를 포함하는 개량 준설토의 제조와, 개량 준설토의 보다 적합한 적용처가 제공되는 경우에는 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 발명의 한 측면은 가설 도로용으로 적용이 적합한 개량 준설토를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 측면은 본 발명의 개량 준설토를 이용한 가설 도로를 제공하는 거이다.

본 발명의 또 다른 측면은 본 발명의 개량 준설토를 이용한 가설 도로의 제조 방법을 제공하는 것이다.

이에 본 발명의 일 견지에 의하면, 준설토 40 내지 60 중량% 및 제강 슬래그 40 내지 60 중량%를 포함하는, 개량 준설토가 제공된다.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 본 발명의 개량 준설토를 이용하여 제조된 가설 도로가 제공된다.

본 발명의 또 다른 견지에 의하면, 준설토를 매립하는 단계; 준설토 매립층에 본 발명의 개량 준설토를 이용하여 가설 도로를 형성하는 단계; 및 3일 내지 40일 동안 양생하는 단계를 포함하는, 가설 도로의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 의하여 제강 슬래그를 포함하는 개량 준설토를 가설 도로의 재료로 이용하는 경우, 가설 도로 공기를 저감하고 성토 재료를 준설토와 제강 슬래그로 대체함으로써 가설도로 시공비를 저감할 수 있다. 또한, 준설토 및 제강 슬래그로 가설도로 활용함으로 써 일반 천연 골재 사용을 줄일 수 있어 친환경적으로 가설도로를 시공할 수 있는 장점이 있다.

도 1(a)는 제강 슬래그 배합비 및 입도에 따른 개량 준설토의 3일 후 압축 강도를 나타낸 것이며, 도 1(b)는 28일 후 압축 강도를 나타낸 것이다.

도 2는 첨가재 함량에 따른 3일 후 개량 준설토의 압축 강도를 나타낸 것이다. 도 2(a)는 고로 수재 미분말, 도 2(b)는 KR 파우더를 사용한 것이다.

도 3은 본 발명의 가설 도로의 예시적인 적용 개요를 도식적으로 나타낸 것이다.

도 4는 종래 가설 도로(a)와 본 발명에 의한 가설 도로(b)의 차이를 도식적으로 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명에 의한 가설 도로의 예시적인 설계도면으로, 도 5(a)는 실시예 3의 개량토, 도 5(b)는 실시예 2의 개량토, 그리고 도 5(c)는 실시예 1의 개량토를 이용하여 시공한 경우를 도시한 것이다.

도 6은 실시예 1 내지 3의 개량 준설토를 이용하여 시공한 경우 기간에 따른 압축 강도의 변화를 나타낸 것이다.

도 7은 실시예 1 내지 3의 개량 준설토를 이용하여 시공한 경우 기간에 따른 지지력의 변화를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 준설토에 제강 슬래그를 혼합하여 물리적, 화학적 방법에 의해 개량 및 고화하고 이것을 가설도로로 활용할 수 있는 기술이 제공된다. 종래 준설토 상의 가설도로는 강도와 지지력 확보를 위해 양질의 토사와 골격이 되는 대나무 등을 사용하나, 본 발명에 의하여 철강 슬래그를 활용하여 가설 도로 등을 구현하는 경우 강도와 지지력이 확보될 수 있는 개량 준설토가 제공된다.

본 발명의 개량 준설토는 준설토 40 내지 60 중량% 및 제강 슬래그 40 내지 60 중량%를 포함하는 것이며, 바람직하게는 제강 슬래그 40 내지 50 중량%를 포함하는 것이다. 본 발명의 개량 준설토 내에 제강 슬래그가 40 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 제강 슬래그의 입도를 조절하더라도 3일 후 원하는 압축 강도인 50 kPa를 획득할 수 없는 경우가 있으며, 60 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 이미 충분히 달성된 압축 강도에 더하여 제강 슬래그 함량 증가에 따른 압축강도의 증가 효과가 미미하다. 이것은 준설토의 SiO₂와 슬래그의 CaO가 결합하여 고화반응이 일어나는데, 이때 60% 슬래그를 첨가하는 경우 고화 반응에 필요한 CaO양을 충분히 확보할 수 있기 때문이며, 따라서 슬래그 함량이 60 중량%를 초과하는 경우 강도 발현의 증가 효과가 크지 않다.

한편, 본 발명에 사용되는 상기 제강 슬래그는 전로계 제강 슬래그로, 고로에서 제조된 선철을 전로에서 정련하는 공정에서 생성되는 입자 형태의 부산물이다. 전로계 제강슬래그의 형상은 쇄석과 유사하여, 입자 모양 지반 재료로서 취급되는 한편, 내마모성이나 잠재수경성 및 전단저항각이 큰 등의 성질을 갖고 있다. 본 발명에 사용되는 제강 슬래그는 CaO 성분이 20 중량% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제강 슬래그는 평균 입도가 5 내지 20mm 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 내지 15mm 이하인 것이다. 본 발명의 제강 슬래그의 평균 입도가 5 mm 미만이 경우에는 지지력 확보가 어려워지는 성향이 있다. 한편, 입도가 작은 미분의 슬래그의 경우 준설토와 접촉면이 증가하여 강도 발현에는 좋으나 지지력 측면에서는 평균 입도가 5㎜ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 적용 대상인 준설토 매립지의 경우 해안이라 해풍이 심하게 불기도 하므로, 이때 슬래그 입도가 5㎜ 이상인 경우 해풍에 의한 유실 발생이 저감될 수 있고, 뿐만 아니라 빗물에 의한 유실 발생도 저감될 수 있어, 보다 효율적인 현장 적용이 가능하다.

한편, 제강 슬래그는 평균 입도가 20mm를 초과하는 경우에는 제강 슬래그의 함량을 증가시키더라도 3일 후 원하는 압축 강도인 50 kPa를 획득할 수 없는 문제가 있으며, 뿐만 아니라 20㎜ 이상의 슬래그는 준설토보다 고비중이므로 상대적으로 중량이 큰 슬래그의 재료 분리가 발생하는 경향이 있다.

본 발명에서는 상기 준설토의 구체적인 종류는 한정하지 않으며, 예를 들면, 해양 항로 준설 시 발생하는 준설토, 하천 및 강에서 발생하는 퇴적 슬러지 또는 오염 준설토일 수 있다.

한편, 준설토는 크게 3가지인, 점토, 실트 및 모래질로 분류될 수 있으며, 이 중 본 발명에 사용될 수 있는 상기 준설토는 점토질, 실트질 또는 이들의 혼합인 것이다. 보다 상세하게 상기 점토질 준설토는 평균 입도가 0.005mm 이하인 경우이며, 실트질 준설토는 0.005mm 초과 0.05mm 이하인 것이다. 한편, 평균 입도가 0.05mm를 초과하는 경우에는 모래질 준설토로 분류된다.

나아가, 본 발명의 개량 준설토는 강도 증대 역할을 하는 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 예를 들어 준설토 및 제강 슬래그 혼합물 100 중량부를 기준으로 10 내지 20 중량부의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

상기 첨가제는 예를 들어 케이알(Kanvara Reactor, KR) 파우더 및 고로 수재 미분말로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 케이알(Kanvara Reactor, KR) 파우더는 용선예비처리 슬래그라고도 지칭하는 것으로, 주성분은 CaO로 35 중량% 이상 함유하고, 제강 슬래그에 비해 CaO 성분이 높으며 특히 Free-CaO가 많이 함유되어 있다.

본 발명의 개량 준설토는 제조 3일 후 압축 강도가 50 kPa를 초과하는 것이다. 본 발명과 같이 준설토에 제강 슬래그를 혼합하는 경우 준설토의 물리적, 화학적 특성이 개선되는데, 먼저 물리적으로는 세립 분말이 많은 준설토와 조립 분말이 많은 슬래그가 혼합되어 광범위한 조도의 재료가 된다. 또한 미립의 준설토에 큰 입자의 슬래그가 혼합됨에 따라 외부 응력에 의한 저항체로 슬래그가 작용하게 된다. 한편, 화학적으로는 실리카가 주성분인 준설토에 CaO가 주성분인 제강 슬래그가 혼합됨으로써 포졸란 반응으로 경화되어 고결체를 형성하여 준설토의 높은 전단 강도를 획득할 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 사용되는 상기 준설토는 SiO₂를 20 중량% 내지 90 중량%의 함량으로 포함하고, 함수율은 20 내지 150%인 것이며, 보다 바람직하게 상기 준설토는 SiO₂를 40 중량% 내지 80 중량%의 함량으로 포함하고, 함수율은 30 내지 90%인 것이다.

상기 준설토 내 SiO₂ 함량이 20 중량% 미만인 경우에는 슬래그의 CaO와 반응하여 고화체인 포졸란 생성에 필요한 SiO₂가 부족한 문제가 있으며 또한 상대적으로 입자가 큰 슬래그간의 빈 공간을 준설토로 충분히 채우지 못하게 된다. 이러한 문제로 강도 및 지지력에 문제가 발생할 수 있다. 한편, 상기 준설토 내 SiO₂ 함량이 90 중량%를 초과하는 경우에는 앞서 기술한 바와의 반대로 과잉 SiO₂로 인해 포졸란 생성이 어려울 수 있을 뿐만 아니라 지지력에 영향을 미치는 슬래그의 중량이 줄어들어 지지력 확보에 문제가 있다.

또한, 상기 함수율이 20% 미만인 경우에는 제강 슬래그와의 혼합이 원활하게 수행되지 않으며, 함수율이 150%을 초과하는 경우에는 함수에 의해 강도 및 지지력이 저하되는 경향이 있다. 보다 상세하게, 개량토는 준설토와 슬래그의 혼합으로 화학적 그리고 물리적 결합에 의해 그 특성이 발현되는데, 개량토와 준설토가 원활히 혼합되기 위해서 혼합 시 슬래그와 준설토의 유동성 확보를 위해서 수분 즉 물이 필요하며, 함수율이 20% 미만인 경우 원료 배합이 되지 않아 강도 발현 및 지지력이 확보되지 않으며, 뿐만 아니라 개량토의 유동성이 좋지 않아서 가설도로 시공시 어려움이 발생한다. 한편, 함수율이 150%를 초과하는 경우 혼합 후 구조물 혹은 가설도로 타설 시 개량토의 유동성이 증가하여 재료 분리, 즉 준설토와 슬래그의 분리가 발생할 수 있다.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 상술한 본 발명의 개량 준설토를 이용하여 제조된, 가설 도로가 제공된다.

본 발명의 가설 도로의 두께는 50m 내지 300m인 것이 바람직하며, 운행 중인 장비들의 지지력이 가설도로에서 모두 상쇄되어야 하는데, 상기 가설 도로의 두께(높이)가 50 m 미만인 경우에는 지지력이 가설도로 하부의 원지반에 미치게 된다. 가설도로가 설치되는 곳은 대부분 준설토 매립지와 같은 연약지반에 설치하게 되므로, 이와 같이 지지력이 연약 지반에 미칠 경우 지반 침하, 지하수 용출 등의 문제가 있으며, 가설 도로의 두께가 300m를 초과하는 경우에는 이미 확보된 가설도로의 지지력 이상의 높이이기 때문에 가설도로 시공시 시공기간 및 시공비용 증가의 문제가 있다.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 상술한 본 발명의 가설 도로의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 가설 도로의 제조 방법은 준설토를 매립하는 단계; 준설토 매립층에 상술한 본 발명의 개량 준설토를 이용하여 가설 도로를 형성하는 단계; 및 3일 내지 40일 동안 양생하는 단계를 포함한다.

본 발명의 가설 도로는 특히 종래 대나무 등과 같은 별도의 지지체를 요구하는 공정을 생략하고, 본 발명의 개량 준설토만으로 준설토 매립층 상에 형성되는 경우 타설 직후 20 kgf/cm³ 이상으로 덤프 트럭 25T에 대한 필요 지지력 이상이 확보되고, 나아가 3일 후 50 kPa 를 초과하는 압축 강도의 발현이 가능하다.

본 발명의 가설 도로의 제조 방법은 먼저, 준설토를 매립하는 단계를 수행하며, 이때 준설토를 매립하는 단계는 그 공정이 특히 제한되는 것은 아니며, 종래 준설토를 매립하는 어떠한 공정에 의해서도 수행될 수 있다.

후속적으로, 형성된 준설토 매립층에 상술한 본 발명의 개량 준설토를 이용하여 가설 도로를 형성하는 단계를 수행한다. 이때, 본 발명의 개량 준설토는 준설토와 제강 슬래그를 혼합하는 단계를 통해 획득되는 것으로, 개량 준설토 관련 기술적 사항은 상술한 바와 같다.

배합 설계에서 개량토의 불균일성을 최대한 줄이는 방법을 사용하는 것이 바람직하며, 프리믹서, 관내 혼합 혹은 일반적으로 건설 현장 도구, 예를 들어 포크레인 등으로 혼합하는 단계를 수행할 수 있다.

이와 같은 혼합하는 단계에 의해 제강 슬래그의 Ca나 준설토의 Si, Al 등이 용출되어 물과 반응해 수화물을 생성한다. 이 수화 반응에 의해 강도가 개선되고 물리적으로는 찰흙과 같은 준설토에 굵은 입자의 슬래그가 혼합됨으로 서 외부 응력에 대한 저항체로 작용하게 된다. 이런 원리로 가설 도로에 필요한 지지력이 확보 된다.

특히, 본 발명의 가설 도로의 두께는 50m 내지 300m인 것이 바람직하며, 운행 중인 장비들의 지지력이 가설도로에서 모두 상쇄되어야 하는데, 상기 가설 도로의 두께(높이)가 50 m 미만인 경우에는 지지력이 가설도로 하부의 원지반에 미치게 된다. 가설도로가 설치되는 곳은 대부분 준설토 매립지와 같은 연약지반에 설치하게 되므로, 이와 같이 지지력이 연약 지반에 미칠 경우 지반 침하, 지하수 용출 등의 문제가 있으며, 가설 도로의 두께가 300m를 초과하는 경우에는 이미 확보된 가설도로의 지지력 이상의 높이이기 때문에 가설도로 시공시 시공기간 및 시공비용 증가의 문제가 있다.

나아가, 3일 내지 20일 동안 양생하는 단계를 포함하며, 이때 양생 조건은 특히 제한되는 것은 아니며, 양생의 목적은 혼합된 준설토와 슬래그의 강도 발현에 필요한 시간을 확보하기 위한 것으로, 3일 이상의 기간을 유지하는 경우 충분한 강도 발현이 가능하다. 한편, 우기 시 즉 장마 시에는 개량토에 함수율이 증가함에 따라 강도 발현이 늦어지게 될 수 있으므로, 우기 시 가설 도로 양생을 위해서는 시공 후 3일 미만의 가설 도로에는 방수포와 같은 방수 보호구를 덮어 주는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하여 제강 슬래그를 포함하는 개량 준설토를 가설 도로의 재료로 이용하는 경우, 가설 도로 공기를 저감하고 성토 재료를 준설토와 제강 슬래그로 대체함으로써 가설도로 시공비를 저감할 수 있다. 또한 준설토 및 제강 슬래그로 가설도로 활용함으로 써 일반 천연 골재 사용을 줄일 수 있어 친환경적으로 가설도로를 시공할 수 있는 장점이 있다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

1. 제강 슬래그를 포함하는 개량 준설토의 제조

(1) 준설토 준비

영종도 및 묘도에서 준설토를 획득하였다. 본 발명의 준설토는 SiO₂ 성분이 20% 이상 포함되며, 점토질 또는 실트질인 것이 바람직하며, 영종도 및 묘도의 준설토는 하기 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이 이를 만족하는 것으로 확인하였다.

구분 (wt%)	SiO₂	Al₂O₃	K₂O	Fe₂O₃	Na₂O	CaO	MgO
영종도	71.8	16.1	3.1	3.3	2.1	0.9	2.7
묘도	62.9	19.7	4.1	5.4	2.0	3.1	2.8

* 단위: 중량%

하기 표 2에 있어서, 흙의 분류 기준은 한국산업규격을 기초로 한 것이다.

구분	비중(Ton/㎥)	입도(㎛)			함수율(%)	흙의 분류
구분	비중(Ton/㎥)	평균	하위10%	상위10%	함수율(%)	흙의 분류
영종도	2.65	64	4	144	33	점토질
묘도	2.62	116	58	203	22	실트질

(2) 제강 슬래그 준비

일관 제철로부터, 즉 전로가 있는 제철소로부터 제강 슬래그를 획득하였다. 제철소에서 발생하는 슬래그를 공급받아, 준설토 투기장에 운송하여 가설도로를 시공하였다.

한편, 제강 슬래그의 평균 입도에 따른 실험을 수행하기 위해, 입도가 15mm 이하, 20mm 이하, 및 40mm 이하인 그룹으로 분리하였으며, 이때 분리 과정은 제철소 즉 전로에서 발생한 슬래그를 체 거름을 통해 15mm 이하와 15 초과 20mm 이하, 그리고 20 초과 40mm 이하 크기의 슬래그를 준비하였다.

(3) 원료를 혼합하여 개량 준설토의 제조

상기 (1)에서 획득된 준설토와 (2)에서 획득된 제강 슬래그를 입도 및 배합비를 조절하여 혼합한 후, 상온(25+3℃), 상압(1기압)에서 3일 및 28일 동안 양생한 후 압축강도(kPa)를 확인하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1(a)는 3일 후 개량 준설토의 압축 강도를 나타낸 것으로, 도 1을 참고하면, 평균 입도가 20mm 이하인 제강 슬래그가 40 중량% 이상 포함되어 있는 경우에는 3일 압축 강도가 모두 50 kPa 이상, 28일 압축 강도가 모두 150 kPa 이상인 것을 확인할 수 있었다.

실시예 1

상기 제조예 중 입도가 20mm 이하인 제강 슬래그가 60 중량% 및 준설토 40 중량%를 포함하는 경우를 실시예 1로 지칭한다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 개량 준설토를 제조하되 혼합 시에 개량 준설토 100 중량부를 기준으로 고로 수재 미분말 10 중량부를 첨가재로 추가하여 개량 준설토를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 개량 준설토를 제조하되 혼합 시에 개량 준설토 100 중량부를 기준으로 KR 파우더 10 중량부를 첨가재로 추가하여 개량 준설토를 제조하였다.

이때, 상기 실시예 2 및 3의 고로 수재 미분말은 고로가 있는 제철소에서 용선 제조 시 발생하는 고로슬래그를 수냉으로 급냉하여 분쇄한 것을 사용하였으며, KR 파우더는 제철소의 더스트 집진으로부터 획득한 것을 사용하였다.

그 후 3일 후 압축 강도를 확인한 결과 도 2(a) 및 도 2(b)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 2의 경우 158 kPa 및 실시예 3의 경우 225 kPa로 압축강도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

2. 개량 준설토를 이용한 가설 도로 시공

상기 1.에서 제조된 실시예 1 내지 3의 개량 준설토를 이용하여 영종도에 도 3과 같은 구조로 가설 도로를 시공하였다. 종래에는 도 4(a)와 같이 일반적으로 PET 매트 및 대나무 매트를 사용하기 때문에 원료 공급(대나무 매트를 만들기 위해 대나무를 수입) 및 환경적(PET는 토양에서 썩지 않아 환경 문제 발생) 문제가 있었으나, 본 발명에 의한 도 4(b)와 같이 본 발명의 개량 준설토를 이용하여 가설 도로의 효과적인 시공이 가능하다.

가설도로 시공을 위해 먼저 준설토의 특성(비중 및 함수비)을 분석한다. 분석한 값을 가지고 개량토 배합비를 계산한다. 사전 작업이 완료되면 운반, 공급, 배합(혼합) 및 시공의 단계로 가설 도로가 시공이 된다. 배합비가 계산이 되면 필요한 양의 준설토와 슬래그를 준비한다. 준비된 슬래그와 준설토의 배합을 위해서는 정량을 계측하여 배합을 해야 한다. 현장에서 매번 정량을 계측하기 어려운 경우 설비 장비인 포크레인의 샵 부분의 용량(부피)을 알고 포크레인의 샵으로 계량하여 준설토와 슬래그를 배합한다. 정량으로 배합된 개량토를 잘 혼합하여 가설도로를 시공한다.

그 구체적인 설계도면은 도 5에 나타낸 바와 같으며, 보다 상세하게 도 5(a)는 실시예 3의 개량토, 도 5(b)는 실시예 2의 개량토, 그리고 도 5(c)는 실시예 1의 개량토를 이용하여 시공하였다.

3. 개량 준설토를 이용한 가설 도로의 물성 확인

(1) 압축 강도 및 지표 투수

상기 1.에서 제조된 실시예 1 내지 3의 개량 준설토를 이용하여 2.와 같이 가설 도로를 시공한 후 시간의 증가에 따른 개량토의 압축 강도를 확인하고, 지표 투수를 확인하였다.

그 결과 하기 표 3 및 도 7과 같이 7, 28, 60일로 시간이 경과함에 따라 개량토의 강도는 증가하는 것을 확인하였고, 지표투수시험 결과 2.4~6.3*10^- ⁵(cm/sec)으로 불투수층임을 확인하였다.

구 분			위 치
구 분			R-2-1(KR 10%)	R-2-2(SP 10%)	R-2-3(제강슬래그)
압축강도 (Mpa)	개량토 7일	1회	0.90	2.17	1.05
		2회	1.00	1.45	0.90
		3회	1.10	2.25	0.89
		평균	1.00	1.96	0.95
	개량토 28일	1회	2.72	3.56	2.23
		2회	2.50	4.08	2.50
		3회	2.23	4.09	2.16
		평균	2.48	3.91	2.30
	개량토 60일	1회	2.98	4.97	2.49
		2회	3.10	4.53	3.04
		3회	2.62	5.17	2.32
		평균	2.90	4.89	2.62
지표투수(cm/sec)	개량토 타설 후		6.30*10^-5	3.60*10^-5	2.40*10^-5
지표투수(cm/sec)	개량토 28일후		6.35*10^-6	1.34*10^-5	1.94*10^-5

* R-2-1: 실시예 3 R-2-2: 실시예 2

R-2-3: 실시예 1

(2) 평판재하 및 현장 들밀도

공사용 차량 및 장비 주행성 확보를 위해서는 하기 표 4와 같은 평판재하 지지력이 요구된다.

구분	총중량(톤)	필요 지지력(kgf/cm³)
습지도저	7.8	0.39
덤프 15T	27.0	7.8
덤프 25T	43.2	12.4

이에 본 발명의 개량 준설토를 이용하여 형성된 가설 도로에 있어서 공사용 차량 및 장비 주행성 확보를 위해 평판재하 지지력을 측정하여 하기 5 및 도 7에 나타내었다.

구 분			위 치
구 분			R-2-1(KR 10%)	R-2-2(SP 10%)	R-2-3(제강슬래그)
평판재하 지지력 [kgf/cm³]	개량토 타설 후	1회	27.7	25.0	35.2
		2회	22.8	27.1	35.4
		평균	25.3	26.1	35.3
	개량토 28일 후	1회	75.4	169.0	197.6
		2회	42.7	194.9	183.1
		평균	59.1	182.0	190.4
현장 들밀도 [g/cm³]	개량토 타설 후	습윤 밀도	2.356	2.281	2.188
		건조 밀도	2.121	2.070	2.074
		함수비	11.1	10.2	5.5
	개량토 28일 후	습윤 밀도	2.263	2.200	2.247
		건조 밀도	2.145	2.101	2.136
		함수비	5.5	4.7	5.2

이때, 원지반의 지지력은 0.65 kgf/cm³로 습지도저만 주행 가능한 상태였으나, 상기 표 5 및 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이 개량토의 경우 타설 직후 20 kgf/cm³ 이상으로 덤프 25T 필요 지지력 이상이 확보되는 것을 확인할 수 있었다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims

준설토 40 내지 60 중량% 및 제강 슬래그 40 내지 60 중량%를 포함하는, 개량 준설토.
제1항에 있어서, 상기 제강 슬래그는 평균 입도가 5 내지 20mm 이하인, 개량 준설토.
제1항에 있어서, 상기 준설토는 점토질, 실트질 또는 이들의 혼합인, 개량 준설토.
제1항에 있어서, 준설토 및 제강 슬래그 혼합물 100 중량부를 기준으로 10 내지 20 중량부의 첨가제를 추가로 포함하는, 개량 준설토.
제4항에 있어서, 상기 첨가제는 KR 파우더 및 고로 수재 미분말로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 개량 준설토.
제1항에 있어서, 제조 3일 후 압축 강도가 50 kPa를 초과하는, 개량 준설토.
제1항에 있어서, 상기 준설토는 SiO₂를 20 중량% 내지 90 중량%의 함량으로 포함하고, 함수율은 20 내지 150%인, 개량 준설토.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 개량 준설토를 이용하여 제조된, 가설 도로.
제8항에 있어서, 상기 가설 도로의 두께는 50m 내지 300m인, 가설 도로.
제8항에 있어서, 상기 가설 도로는 준설토 매립층 상에 형성되는, 가설 도로.
준설토를 매립하는 단계;

준설토 매립층에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 개량 준설토를 이용하여 가설 도로를 형성하는 단계; 및

3일 내지 40일 동안 양생하는 단계

를 포함하는, 가설 도로의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 가설 도로를 형성하는 단계는 50m 내지 300m의 두께로 수행되는, 가설 도로의 제조 방법.