본 연구는 인천 송도국제도시 중앙대로 구간의 도시철도공사와 인접한 연약지반 및 준설 매립층 개량공사와 관련하여 설계의 적정여부 판단 및 시공방안을 제시하기위해, 본공사에 앞서 시험시공을 통해 C.G.S의 개량효과를 확인하고 분석하였다. 시험시공결과 당초 설계제원에서 계획했던 개량효과가 만족되는 것으로 분석되었다.
소입경 골재노출콘크리트포장은 콘크리트 포장 시공 시 포장표면에 적정 응결지연제를 분사한 후 표면 모르타르를 제거하여 굵은 골재를 노출시킴으로서 표면조직을 형성하는 공법으로써 기존 콘크리트 포장의 소음문제를 해결할 수 있는 저소음 공법이다. 소입경 골재노출 콘크리트 포장은 강도를 크게 개선할 뿐만 아니라 소음저감 효과 및 우수한 미끄럼 저항성을 확보하여 도로이용자의 안정성을 확보할 수 있는 공법이다. 현재 국외 도로 선진국의 경우 골재노출 포장의 상용화가 이루어진 상태이지만 국내의 경우는 실용화 초기단계이기 때문에 현장적용을 위해서는 국내 여건에 맞는 합리적인 관리 기준이 필요하다. 이를 위하여 소입경 골재노출 콘크리트 포장의 최적배합 및 노출기법 연구, 굵은 골재의 선정 및 입도 설계, 환경하중 저항성 평가 등 실내시험을 수행하였으며, 소입경 골재노출 콘크리트 포장의 시공을 위한 시공 장비를 제작하였다. 따라서 본 연구에서는 시험시공을 통해 도출된 결과와 기존 실내시험에서 도출된 결과를 비교 분석하였으며, 시험시공 분석을 통하여 골재 탈리 방지, 강도 및 내구성 확보를 위한 표준배합을 제시하였다. 환경 및 시공조건이 상이한 3차례 시험시공 구간을 선정하여 시공현장여건에 유동성으로 대처할 수 있는 시공 기술 및 시공 기준을 제시하였다. 또한 장 단기 공용성 평가를 통하여 도로 포장의 기능성 측면에서 우수한 소음저감 및 미끄럼 저항성을 확보할 수 있는 노면조직의 품질관리 기준을 제시하였다.
일반적으로 도심지에서 터널 시공을 위한 암반굴착 작업은 주변 보안물건에 대해 직접적인 피해를 유발시킬 수 있는 공해요소인 진동을 허용기준값 이하로 제어할 수 있으면서 상대적으로 시공성과 경제성이 뛰어난 공법으로 수행되어야 한다. 본 사례에서는 각내의 대표적인 문화시설인 예술의 전당 하부를 통과하는 우면산 터널 공사현장에서 암반굴착공법으로 고려한 TTM 장비를 이용한 기계굴착, 플라즈마 공법, 유압장비를 이용한 할암공법, 겔파쇄 공법, 미진동파쇄기를 이용한 공법, 진동제어발파공법에 대한 현장 적용성을 시험시공 등을 통해 평가한 내용과 결과를 제시하였다. 비록 각 도심지 터널의 현장 상황이나 주변 여건에 따라 이 현장에서의 시험시공 내용이나 적용 결과를 그대로 적용할 수는 없겠지만, 진동제어 암반굴착 공법에 대한 시험시공이나 선정 과정에 이 사례연구가 개략적인 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.
국내에서 처음으로 포스트텐션 콘크리트 포장의 시험시공이 2008년 10월 13일 수행되었다. 슬래브의 길이가 120m이며, 두께는 15cm의 폭 8.2m로 시공되었다. 본 시험시공을 통하여 포스트텐션 콘크리트포장(PTCP) 공법의 설계와 해석, 시공 등을 경험하였고 많은 실험데이터가 수집되었다. 또한 본 연구의 주요결과를 요약하였다.
본 적용성 평가 연구에서는 기초연구에서 제안된 지반굴착시 소요되는 전기에너지와 지반의 표준관입시험 N값에 대한 상관식의 타당성을 검증하기 위하여 전류값과 굴착깊이 계측을 위한 측정센서와 데이터 저장시스템을 개발하였으며, 현장시험시공을 수행하였다. 현장시험시공에서 계측된 전류값과 굴착속도는 상관식을 사용하여 표준관입시험 N값 추정에 이용되었으며, 추정한 표준관입시험 N값은 지반조사로부터 실측된 N값과 비교하였다. 현장시험시공 결과 지반굴착에 소요되는 전기에너지는 표준관입시험 N값을 추정하는 지표로 활용될 수 있으며, 말뚝기초의 선단위치를 결정하는 시공관리 자료로 활용될 수 있음을 확인하였다.
말뚝 항타로 인한 소음 진동공해는 건설현장 주변에 피해를 주고 민원을 발생하게 하여 심한 경우에는 공사가 중단되는 사태까지 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해 건설 기술자들은 저소음 저진동말뚝공법의 개발을 위해 부단한 노력을 해왔다. 이러한 노력 중의 하나인 무소음 무진동을 위한 스크류콘크리트말뚝공법은 말뚝 본체를 회전 압입시켜 지중에 말뚝을 관입시키는 방법으로 소음과 진동의 발생이 거의 없고 지지력을 극대화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 무소음 무진동을 위한 기성스크류말뚝공법은 국내 외에서 개발되어 있지 않으며 본 연구진에 의해 시제품 제작을 완료하였고 두차례 시험시공을 통하여 시공법을 설정하였다. 본 논문에서는 무소음 무진동을 위한 스크류콘크리트말뚝공법의 특징에 대해 설명하였고 두차례 시험시공 및 이를 통한 시공법 설정에 대하여 설명하였다. 그리고 이러한 시험시공 결과를 토대로 근입깊이와 지반조건에 따라 스크류콘크리트말뚝을 지중에 관입시키는 시공방법에 관한 연구를 수행하였다.
본 연구에서는 반사균열 및 러팅을 저감시키는 것으로 알려진 섬유보강 아스팔트 포장의 성능을 극대화하기 위한 방안을 찾기 위하여 3곳의 구간에서 현장 시험시공을 실시하였다. 섬유보강 아스팔트의 부착 전단강도에 영향을 미칠 수 있는 시공 도중 발생 가능한 문제점을 정의하고 시험시공 시 이에 맞는 시공조건을 의도적으로 만들어 주었다. 시험시공 직후와 약 1년이 지난 후 시공 상태가 양호한 위치와 불량한 위치에서 각각 코어를 채취하고 부착 전단강도 실험을 수행하여 그 결과를 비교 분석하였다. 이를 통하여 섬유보강 아스팔트의 성능을 향상시키기 위하여 현장에서 지켜야 할 만한 규정을 제안하였다.
국내 일부 고속도로 시멘트 콘크리트포장에서 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 학계에 보고되었다. 미국에서는 CaO 함량이 10% 이하인 플라이애시를 일정량 이상 콘크리트에 적용할 때 알칼리-골재 반응에 의한 팽창 현상을 억제하는 것으로 보고되고 있다. 국내산 플라이애시 대부분은 CaO 함량이 10% 이하로서 미국 ASTM 기준의 F 급에 해당되는 것으로 조사되었다. ASTM C 1260 시험에서 14일에 0.17%의 팽창이 발생하여 잠재적인 알칼리-골재 반응성이 있는 것으로 조사된 구간에 대하여 시멘트 80%와 플라이애시 20%가 혼합된 콘크리트 포장 시험시공을 실시하였다. 시험시공 구간에 적용된 플라이애시 콘크리트에 대하여 재령별 강도시험, 동결-융해 시험을 통하여 내구 특성을 분석하였고 추적조사를 통한 공용 상태를 분석하였다. 일반 콘크리트와 비교하여 플라이애시 콘크리트의 휨강도는 재령 경과에 따라 약간 낮은 강도를 발현하는 것을 알 수 있었다. 플라이 애시는 콘크리트 강도 발현이 지속적으로 발전하여 90일 재령에서는 일반 콘크리트에 96% 나타났다. 본 시험시공 구간에 적용된 플라이애시 콘크리트는 재령에 따라 휨강도가 증진되었고, 동결-융해 특성이 우수한 것으로 나타났다. 본 시험시공 결과 분석을 통하여 플라이애시 콘크리트 포장의 현장 적용성을 확인하였다.
본 연구는 지난 2019년 4월에 대한건축학회 기술표준(AIK-S-001-2019)으로 제정된 복합열화 및 구조체 거동이 동시에 작용하는 환경에서의 방수층 성능 시험방법에 있어 일부 표준 내용 중 현장 시공성 반영 부족 문제와 표준 시공 방법으로서 오류 부분 등이 지적되면서 이를 보완해야 한다는 관련 업계, 시공사, 발주자(건설사) 등에서 의견이 제안되었다. 이에 본 연구를 통하여 시험 항목인 구조물 거동대응성능 시험방법에 있어 현장 시공성, 시험 결과의 정량화, 기타 개선 사항 등을 고찰하였다. 고찰된 내용을 이용하여 표준(안)으로 제정 중인 (가칭)점착형 복합 방수시트에 포함되어 진행하고 있는 구조물거동대응성능 시험방법에 표준 규격으로서 활용 가능성과 현장 시공성 반영 문제 등의 개선 내용을 검토하였다. 또한, 검토된 내용을 반영하여 1차와 2차 성능평가를 실시하여 그 결과를 도출하였다. 이에 본 연구를 통하여 도출된 개선(안) 및 성능평가 결과를 토대로 (가칭) 점착형 복합방수시트 제정(안)의 기초 자료로 활용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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