| 연구개발개요 |
도시의 지하에 복잡하게 매설되어 있는 전기, 수도, 가스 등의 공급시설, 하수, 전신전화 등의 다수의 라이프 라인(life line)은 신설, 개보수, 유지보수 등을 위해서 굴착, 매설, 뒤채움 작업이 빈번히 반복되어 행하여지고 있는데, 일반적으로 모래로 뒤채움을 한 도로포장 하부에서 노후 관로의 누수나 장기변형 또는 다짐불량으로 인한 포장의 침하발생 및 함몰사고가 빈번하다. 또한 개착식 지하철 건설공사에서는 굴착 잔토의 처리를 위한 사토장이 필요하며 이 사토장의 확보에 어려움이 많으며 건설 잔토를 폐기물로 처리하는 경우에는 처리비용이 추가로 발생하게 된다. 더구나 지하 구조물의 채움재로 사용되고 있는 모래는 환경파괴의 문제와 더불어 재료의 구입비용이 부담된다. 특히 관 하부와 좁은 공간의 뒤채움은 다짐작업이 어려우며 다짐을 하더라도 토사의 특성상 추가 침하가 발생하기 때문에 재포장 후에 굴착했던 부위를 따라 균열이 발생하고 수분이 침투하여 포장의 수명과 매설 관로의 수명을 단축하는 원인이 되고 있다. 그러므로 건설 잔토의 재활용, 뒤채움의 품질향상, 협소한 부분의 다짐 곤란, 시공 상 안전 등의 문제를 해결하기 위한 방법 중의 하나가 유동성 채움재이다. 선진 외국에서는 건설 발생토를 재활용하여 잔토처리 비용을 줄이고, 충분한 유동성을 확보하여 고화되는 특성을 가진 친환경적인 슬러리 재료를 사용한 뒤채움 기술이 주목을 받고 있다. 이에 본 연구는 무다짐의 유동화 처리토 공법을 실용화하기 위한 방안으로 산-학의 공동연구로써, 설계기준 및 시방기준을 정립하고 품질시험법을 표준화하며, 시험시공을 통한 시공성 및 경제성을 분석, 평가 하여 현장에 적용할 수 있는 기술적 기반을 확보하는 데 있다.
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| 연구내용 및 범위 |
유동화 처리공법의 실용화를 위한 연구내용 및 범위는 다음과 같다. 기초 문헌조사 및 해외탐방을 통해 미국, 일본, 대만 등의 유동화 처리토에 관한 적용 사례, 연구 동향을 벤치마킹하고 국내 현장에의 적용 가능성 및 기존 국내에서 진행된 관련연구와의 차이를 분석하여 국내 실정에 적합한 공법을 도출한 후, 국내 토질 종류에 따른 유동화 처리재 중 친환경적인 고화제를 선정하여 이의 특성을 검토한다. 유동화 처리재의 검토 후 적합한 고화제가 선정되면 유동화 처리재와 국내에 존재하는 대표 시료를 통일 분류법을 기준으로 7종(SW, SM, SC, ML, CL, GW, GP 등) 이상을 선택하여 흙의 입도분석, 액소성한계, 비중, 함수비 등과 같은 다양한 실내 실험을 실시한다. 이는 토질별, 고화제 별로 최적 배합비를 선정하기 위함이며, 실내 실험에서는 처리 전후의 내구성 및 유동성 시험을 포함한다. 실험 결과 분석을 바탕으로 내구성 및 유동성에 미치는 강도, 열 저항율, 유동성, 시간 등과 같은 영향인자를 분석하여 대상토의 최적 배합비를 도출하되, 토질에 따른 고화제의 종류별(일반형, 조강형, 급결형, 초유동형)로 구분하여 분석을 수행한다. 또한 실내실험을 통해 도출된 영향인자별 강도 발현 특성을 바탕으로 각 반응변수의 회기분석을 수행하여 유동화 처리재와 실재 시료의 적정 혼합비를 산출하는 배합설계 기법을 도출하며, 도출된 배합설계법을 기반으로 유동화 처리 프로세스를 개발하고 이에 적합한 시공 기법을 확립한다. 이는 실제 적용에 앞서 실내 모형 설계를 통해 거동 특성을 확인하는 것으로 시공기법에 대한 검증을 포함한다. 실내 실험 결과로부터 도출된 최적 배합비에 따라 시료의 목표 기준치는 미국 (ASTM), 일본(JHS)에서 제시한 유동화 처리토의 품질기준(토질의 종류, 최대입경, 일축압축강도, FLOW값, Bleeding율, 처리토의 밀도, 수질의 영향 등에 대한 기준)에 따르며, 이를 바탕으로 유동성 시험을 하여 국내건설 실정에 적합한 품질 기준을 정립한다. 또한 개발된 설계 및 시공 프로세스를 바탕으로 현장시험시공을 실시하여 현장에 대한 적용성을 평가 및 검증하고, 지속가능한 적용범위를 확대한다. 특히 공법적용 적용 구조물의 시방기준을 정립하여 기술수준의 선진화에 주력한다.
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