KR100721006B1

KR100721006B1 - 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물

Info

Publication number: KR100721006B1
Application number: KR20050074199A
Authority: KR
Inventors: 조윤호
Original assignee: 중앙대학교 산학협력단
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2007-05-28

Abstract

본 발명은 아스팔트 도로포장체(30)의 하부에 형성되는 기층(20)을 조성하는 도로 안정처리 기층용 조성물에 관한 것으로서, 시멘트, 골재 및 수축저감용 혼화재를 포함하여 구성된 조성물을 제시함으로써, 아스팔트 도로포장의 특징인 주행성, 소음 저감효과 및 투수성 등의 장점을 그대로 유지하면서도, 시멘트 콘크리트 기층의 특징인 장점인 강도, 구조적 안정성 등의 장점이 추가되도록 하여, 수명 연장효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, '웰빙'이라는 시대적 요구에 부응하는 신개념의 도로포장을 구현할 수 있도록 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물을 제공한다.

도로, 포장, 배수, 투수

Description

도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물{CONCRETE MATERIAL FOR CEMENT TREATED BASE WITH RESTRAINT REFLECTION CRACK}

도 1a 내지 도 1f는 반사균열의 발생 및 진전을 나타내는 단면도.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,

도 2는 본 발명에 의한 안정처리 기층용 콘크리트 조성물이 적용된 도로포장의 구성도.

도 3은 배수성 포장 시스템의 구성도.

도 4는 투수성 포장 시스템의 구성도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 지반 20 : 도로 안정처리 기층

30 : 도로포장체

본 발명은 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 상세하게는, 아스팔트 도로포장체의 하부에 형성되는 기층을 조성하는 도로 안정처리 기층용 조성물에 관한 것이다.

도로 안정처리 기층이란, 도로의 기초지반을 보강하기 위하여 도로포장체의 하층에 설치되는 구조를 말하는 것으로서, 아스팔트 콘크리트 재질에 의해 형성되는 경우를 ATB(asphalt treated base)라 하고, 시멘트 콘크리트 재질에 의해 형성되는 경우를 CTB(cement treated base)라 한다.

CTB는 ATB에 비해 강성기층으로서, 기층 및 보조기층의 파손에 대한 저항성, 피로균열에 대한 저항성이 크고, 상부하중 분산 효과를 기대할 수 있다는 장점을 가지나, 건조수축에 의해 상부 콘크리트 포장체에 반사균열을 야기한다는 단점을 갖는다.

시멘트 콘크리트는 외부로부터 내부를 향하여 건조하기 시작하고 건조된 외부는 수축을 일으키게 되는데, 콘크리트의 내부는 상대적으로 수분을 많이 함유하고 있으므로, 외부의 수축작용을 구속하게 되고, 이로 인하여 외부에 발생한 인장응력이 콘크리트의 인장강도를 초과하는 경우 균열에 이르게 되는바, 이를 건조수축 균열이라 한다.

지면에 노출된 도로포장체는 환경하중, 교통하중, 온도 등에 의한 영향을 지속적으로 받게 되는데, 이들 요인과 상기 도로 안정처리 기층의 건조수축 균열의 복합적인 작용으로 인하여 반사균열이 발생 및 진전된다.

도 1a 내지 도 1f는 반사균열의 발생 및 진전을 나타내는 단면도이다.

지반(10)의 상층에 형성된 도로 안정처리 기층(20)의 불연속면에 건조수축에 기인하여 변위가 발생하면, 이는 도로포장체(30)의 하부에 미세한 균열을 발생시킨다.

이러한 균열은 진전되어 결국 상부 도로포장체(30)을 관통하게 되며, 나아가 연속적으로 발생하는 2차, 3차 균열은 표면에 심각한 결함을 야기하게 된다.

아스팔트 도로포장체의 하부 기층으로서 CTB를 적용하는 경우, 강성을 확보할 수 있다는 장점을 가지나, 아스팔트 도로포장의 구조적 취약성으로 인하여 상술한 바와 같은 반사균열이 대단히 큰 문제로 부각되므로, 현재 이러한 구조는 채택되지 않고 있다.

따라서, 도로포장체가 아스팔트 콘크리트에 의해 형성되는 경우는 안정처리 기층으로서 ATB가 사용되고, 시멘트 콘크리트에 의해 형성되는 경우는 CTB가 적용되는 것이 통례이다.

한편, 아스팔트 도로포장은 시멘트 콘크리트 도로포장에 비해 구조적으로 취약하다는 단점이 있으나, 강우시 미끄럼 마찰저항의 확보, 물 튀김 방지, 도교통 소음 저감 등의 장점이 있으므로, 최근의 도로포장에 있어서 대세라 할 수 있다.

나아가, 아스팔트 콘크리트의 공극을 20 % 정도 유지토록 하여 도로포장체를 형성한 것을 배수성 아스팔트 포장(porous asphalt pavement)이라 하며, 이는 상기 공극을 통해 강우수의 배수가 보다 원활히 수행되도록 한 것이므로, 상술한 바와 같은 아스팔트 도로포장의 장점이 보다 확실히 보장되어 미래의 도로포장으로서 각광을 받을 것으로 예상된다.

그러나, 중차량의 증가로 인한 포장체의 러팅 현상이 포장수명을 저하하는 등 구조적으로 취약함에 따른 근본적인 문제점이 여전히 지적되고 있으므로, 상기 도로 안정처리 기층의 구조 및 재질 등과 관련하여 상기 문제를 해결하기 위한 고 안이 절실히 요청되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아스팔트 도로포장의 장점인 투수성, 탄성 등을 그대로 유지하면서도, 강도 및 구조적 안정성을 보다 증대할 수 있도록 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 아스팔트 도로포장체의 하부에 형성되는 기층을 조성하는 도로 안정처리 기층용 조성물에 있어서, 시멘트, 골재 및 수축저감용 혼화재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물을 제시한다.

여기서, 상기 수축저감용 혼화재는 플라이 애쉬, 팽창재, 수축저감재로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 재질에 의해 구성된 것이 바람직하다.

상기 플라이 애쉬는 20 ~ 30 중량%가 혼합된 것이 바람직하다.

상기 팽창재는 5 ~ 10 중량%가 혼합되고, 상기 시멘트는 7 ~ 9 중량%가 혼합된 구성을 취할 수 있다.

상기 수축저감재는 5 ~ 10 중량%가 혼합되고, 상기 시멘트는 7 ~ 9 중량%가 혼합된 구성을 취할 수 있다.

상기 팽창재는 5 ~ 10 중량%가 혼합된 구성을 취할 수 있다.

상기 수축저감재는 5 ~ 10 중량%가 혼합된 구성을 취할 수 있다.

상기 아스팔트 도로포장체는 배수성 아스팔트에 의해 형성된 구성을 취하는 것이 바람직하다.

상기 시멘트는 5 ~ 9 중량%가 혼합된 것이 바람직하다.

상기 시멘트는 7 ~ 9 중량%가 혼합된 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 잔골재율은 10 ~ 15 중량%인 것이 바람직하고, 물-시멘트비는 45 ~ 55 중량%인 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 아스팔트 도로포장체(30)의 하부에 형성되는 기층(20)을 조성하는 도로 안정처리 기층용 조성물에 관한 것으로서, 시멘트, 골재 및 수축저감용 혼화재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

종래에는 아스팔트 도로포장체(30)의 하부기층으로서 시멘트, 골재에 의해 구성되는 CTB를 적용하는 경우 반사균열에 의한 내구성이 문제되었고, 아스팔트, 골재에 의해 구성되는 ATB를 적용하는 경우 강성 및 구조적 안정성이 문제되었다.

따라서, 본 발명은 아스팔트 도로포장체(30)의 하부기층으로서, 기본적으로 강성 및 구조적 안정성의 문제를 해소할 수 있는 CTB를 적용한다는 전제 하에, 반사균열의 문제를 해소하기 위하여 수축저감용 혼화재를 적용하는 방식을 제시한 것이다.

여기서, 수축저감용 혼화재는 플라이 애쉬, 팽창재, 수축저감재 등과 같이 시멘트 콘크리트 조성물에 혼합되어, 양생 후 시멘트 콘크리트의 건조수축을 방지할 수 있도록 하는 혼화재를 의미한다.

플라이 애쉬는 석탄화력발전소에서 미분탄을 약 1,400 ~ 1,500℃ 정도의 고열로 연소시켰을 때 발생되는 분말을 말하며, 특히 시멘트와 포졸란 반응을 일으킴에 따라 콘크리트의 건조수축을 감소시킬 수 있는 혼화재로 알려져 있다.

시멘트의 주성분 C₃S, C₂S가 물과 반응하면 C-S-H 수화물과 Calcium Hydroxide를 생성하고, 이 Calcium Hydroxide는 플라이 애쉬의 주성분인 Silica 및 물과 반응하여 C-S-H 수화물을 생성하는데, 이와 같이 Calcium Hydroxide가 차지하던 공간이 C-S-H 수화물로 대체되어 밀실한 구조를 이루게 되기 때문에 건조수축에 의한 저항성이 높아지게 되는 것이다.

이하, 건조수축을 저감하면서도 소요강도를 만족하는 가장 효율적인 CTB를 제조하기 위하여, 혼합되는 플라이 애쉬의 적정량을 알기 위한 실험결과에 관하여 설명한다.

표 1은 CTB 조성물에 플라이 애쉬(FA)를 각각 0 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 30 중량% 혼합한 4종류의 공시체를 제작하고, KS F 2405에서 제시하는 압축강도 측정법에 의해 3일 강도, 7일 강도, 28일 강도를 측정한 결과이다.

플라이 애쉬의 양이 30 중량%를 초과하는 경우에는 콘크리트의 지나친 강도 저하가 초래될 수 있는 것으로 알려져 있으므로, 최대한도를 30 중량%로 제한하였다.

도시된 바와 같이, 플라이 애쉬의 양이 많은 공시체의 경우 시간이 경과함에 따라 강도가 다소 감소하는 경향이 나타났으나, CTB에 주로 사용되는 린 콘크리트(lean concrete : 빈배합 콘크리트)의 소요강도에 관하여 도로공사 시방서는 재령 7일에서 50kg/㎠ 이상일 것을 규정하고 있는바, 상기 4종류의 공시체는 본 규정을 모두 만족하는 것으로 해석되었다.

표 2는 플라이 애쉬의 혼합량을 달리한 상기 4종류의 공시체에 관하여, 시간의 경과에 따른 길이 변화를 측정한 결과이다.

도시된 바와 같이, 플라이 애쉬의 양이 0 중량%, 10 중량%인 경우에는 건조수축 변형율이

를 초과하였으나, 20 중량% 이하인 경우에는 이를 초과하지 않고 거의 일정한 값을 유지하는 것으로 나타났다.

따라서, 건조수축을 저감하면서도 소요강도를 만족하는 가장 효율적인 CTB를 제조하기 위하여, 혼합되는 플라이 애쉬의 적정량은 20 ~ 30 중량%인 것이 바람직하다는 결론이 얻어졌다.

이하, 상기 수축저감용 혼화재로서 팽창재, 수축저감재의 적정량을 알기 위한 실험결과에 관하여 설명한다.

여기서, 팽창재란 시멘트 및 물과 함께 혼합하였을 경우 수화반응에 의해 에트린가이트(Ettringite) 또는 수산화칼슘 등을 생성함으로써, 콘크리트를 팽창시키는 작용을 하는 혼화재를 말한다.

수축저감재는 비이온계 계면활성제의 일종으로서 콘크리트 중에 잔류하는 모세관수(毛細管水)의 표면장력을 저하시킴으로써, 콘크리트의 충진성을 향상시키는 혼화재를 말한다.
상기 팽창재 및 수축저감재에 관한 내용은 사단법인 한국콘크리트학회에서 발간한 '최신 콘크리트 공학(기문당)' 등의 기술자료를 참고하여, 그 상세한 내용을 파악할 수 있다.

표 3 및 표 4는 각각 팽창재 및 수축저감재의 양을 달리 하는 6종류의 공시체를 제작하여 압축강도를 실험한 결과이다.

6종류의 공시체는 A(팽창재 및 수축저감재 0 중량%),B(팽창재 5 중량%), C(팽창재 10 중량%), D(수축저감재 5 중량%), E(팽창재 5 중량%, 수축저감재 5 중량%), F(수축저감재 5 중량%)이고, 각각에 대한 플라이 애쉬의 영향을 알아보기 위하여, 플라이 애쉬가 혼합되지 않은 경우와 25 중량% 혼합된 경우를 비교하였다.

또한, 시멘트량의 변화에 따른 강도의 변화를 알아보기 위하여, 5 중량%인 경우와, 7 중량%인 경우를 각각 실험하였으며, 전자의 결과가 표 3이고, 후자의 결과가 표4이다.

도시된 바와 같이, 표 3(시멘트 5 중량%)의 경우 플라이 애쉬 없이 팽창재 및/또는 수축저감재가 혼합된 경우에는 허용강도를 만족하는 것으로 나타났으나, 플라이 애쉬가 포함된 경우에는 허용강도를 만족하지 못하는 것으로 나타났다.

이에 비해, 표 4(시멘트 7 중량%)의 경우는 어떠한 공시체의 경우나 허용강도를 만족하는 것으로 나타났다.

따라서, 플라이 애쉬가 혼합됨과 아울러 팽창재 및/또는 수축저감재(각각 5 ~ 10 중량%)가 혼합되는 경우는 시멘트량이 7 중량% 이상이 요구되며, 플라이 애쉬 없이 팽창재 및/또는 수축저감재(각각 5 ~ 10 중량%)가 혼합되는 경우는 시멘트량이 5 중량% 이상이면 충분하다는 결론이 얻어졌다.

표 5는 플라이 애쉬, 팽창재, 수축저감재의 혼합량을 달리한 7종류의 공시체에 관하여, 시간의 경과에 따른 길이변화를 측정한 결과이다.

ASTMD 1632-63에서 제시하는 시멘트 처리기층의 길이변화 시험방법에 따라 휨몰드에 90회 3층 다짐을 하여 몰드를 제작하였고, 보다 정밀한 길이변화의 측정을 위하여 15×15×55cm 크기의 공시체에 게이지를 매립하였다.

7종류의 공시체는 각각 A(플라이 애쉬 25 중량%), B(플라이 애쉬 25 중량%, 팽창재 5 중량%), C(플라이 애쉬 25 중량%, 팽창재 10 중량%), D(플라이 애쉬 25 중량%, 수축저감재 5 중량%), E(플라이 애쉬 25 중량%, 수축저감재 5 중량%, 팽창재 5 중량%), F(플라이 애쉬 25 중량%, 수축저감재 10 중량%), G(모든 혼화재 0 중량%)이고, 상기 표 3 및 표 4의 결과에 따라 시멘트량은 7 중량%를 혼합하였다.

도시된 바와 같이, 플라이 애쉬만을 첨가했을 경우(A) 가장 건조수축 저감효과가 높은 것으로 나타났고, 그 다음으로는 플라이 애쉬 25 중량%, 수축저감재 5 중량%를 첨가한 경우(D), 플라이 애쉬 25 중량%, 팽창재 10 중량%를 첨가한 경우(C) 등의 순서로 건조수축 저감효과가 높은 것으로 나타났다.

위 실험결과를 종합하면, CTB의 건조수축 저감에 관하여 높은 효과를 얻기 위해서는 혼화재 중 플라이 애쉬를 사용하는 가장 효과적이지만, 플라이 애쉬만을 사용하는 경우에는 CTB 전체의 강도 저하가 문제될 수 있으므로, 이를 고려하는 경우 팽창재 및 수축저감재를 소정 첨가하는 것이 보다 바람직하다는 결론을 얻을 수 있다.

이와 같은 결론을 뒷받침하기 위하여, 실제 현장에 상기 혼화재가 적용된 CTB의 2종류를 시공하였는바, 그 하나는 플라이 애쉬만을 25 중량% 혼합한 경우이고, 다른 하나는 플라이 애쉬 25 중량%와 팽창재 10 중량%를 혼합한 경우였다.

현장시공 4일 후 측정해본 결과, 전자의 경우는 균열이 발생하긴 하였으나 일반 CTB의 경우에 비해 현저히 적은 양이 발생하였고, 후자의 경우는 전혀 균열이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.

이하, 상술한 바와 같이 저수축 CTB(혼화재에 의해 건조수축이 저감된 CTB)를 적용한 도로 안정처리 기층용 조성물을 활용하여, 그 상층에 배수성 아스팔트 포장(porous asphalt pavement)을 포설함으로써, 배수성 또는 투수성 포장 시스템을 구성하는 실시예에 관하여 설명한다.

여기서, 배수성 포장 시스템이란 도 3에 도시된 바와 같이, 도로포장체(30)는 투수성 재질에 의해 형성하고, 안정처리 기층(20)은 불투수성 재질에 의해 형성함으로써, 화살표에 의해 표시된 바와 같이 강우수가 도로포장체(30)는 투과하지만, 안정처리 기층(20)에는 침투되지 않도록 하여, 안정처리 기층(20)의 상부를 타고 흘러 도로의 측부를 통해 배수되도록 한 구조를 말한다.
상기 배수성 아스팔트에 관한 내용은 '도로포장공학(남영국 저, 기문당)' 등의 기술자료를 참고하여, 그 상세한 내용을 파악할 수 있다.

투수성 포장 시스템이란 도 4에 도시된 바와 같이, 도로포장체(30) 및 안정처리 기층(20) 모두를 투수성 재질에 의해 형성함으로써, 화살표에 의해 표시된 바와 같이 강우수가 도로포장체(30) 및 안정처리 기층(20) 모두를 투과하여 기초지반(10)에 침투되도록 한 구조를 말한다.

이는 강우수 침투효과가 더욱 뛰어나고, 별도의 배수 시스템을 필요로 하지 않을 뿐만 아니라, 지하수의 고갈을 방지하고, 포장체 밑의 토양에 수분과 산소를 공급하여 미생물의 서식이 가능하도록 하는 환경 친화적인 효과를 얻을 수 있다는 점에서 신개념의 포장 시스템으로서 각광을 받을 것으로 기대되고 있다.

상술한 바와 같이 저수축 CTB에 의한 도로 안정처리 기층용 조성물은 일반적인 CTB의 배합비를 적용하는 경우 불투수성 재질이 되므로, 이를 적용하여 상기 배수성 포장 시스템을 구성하는 것은 별문제가 없다.

이하에서는, 상기 투수성 포장 시스템을 구현하기 위하여, 상기 일반적인 CTB의 배합비와 다른 배합비를 적용함으로써, 상기 저수축 CTB에 의한 안정처리 기층이 투수성 재질이 되도록 하는 실시예에 관하여 설명한다.

콘크리트 조성물의 투수성능을 결정짓는 중요한 인자는 잔골재율(S/a), 물-시멘트비(W/C), 시멘트량을 들 수 있으므로, 이들 인자를 적절히 변화시키면서, 강도 및 투수성을 측정하는 실험을 실시하였다.

표 6 내지 표 8은 압축강도를 측정한 결과로서, 도로공사 시방서의 기준에 따라 CTB의 목표강도는 50kg/㎠로 정하였고, KS F 2405에서 제시하는 압축강도 측정법에 의해 재령 7일 강도를 측정한 것이다.

또한, 저수축 CTB는 상기 혼화재의 배합에 관한 실시예 중 가장 바람직한 것으로 확인된 실시예(플라이 애쉬 25 중량%와 팽창재 10 중량%를 혼합한 경우)를 적용하였다.

3종류의 공시체는 각각 A(저수축 CTB로서 물-시멘트비가 45 중량%인 경우), B(저수축 CTB로서 물-시멘트비가 40 중량%인 경우), C(일반 린 콘크리트의 경우)이다.

표 6 내지 표 8에 도시된 바와 같이, 잔골재율에 관하여 각각 0, 5, 10 중량%의 변화를 적용하였고, 단위 시멘트량에 관하여 각각 5, 7, 9 중량%의 변화를 적용하면서 측정한 결과, 모든 공시체의 압축강도는 잔골재율의 변화와 관계없이 목표강도를 만족하는 것으로 나타났고, 다만 시멘트량이 적은 경우(5 중량%인 경우)로서 물-시멘트비가 40 중량%인 경우 다소 목표강도를 만족하지 못하는 것으로 나타났다.

따라서, 물-시멘트비를 55 중량%로 하여 다시 실험을 실시한 결과, 45 중량%인 경우에 비해 높은 강도가 나타났다.

일반 콘크리트의 경우, 물-시멘트비가 적을수록 시멘트 페이스트의 강도가 증가되어 전체 강도가 높게 나타나는 것을 볼 수 있는데, 투수 콘크리트의 경우에는 이와 반대로, 물-시멘트비가 소정 범위 내에서 높을수록 강도가 높게 나타나는 것을 볼 수 있었다.

이는 물-시멘트비가 증가하면 시멘트 페이스트가 증가되어 내부공극을 충전하기 때문이며, 그 값이 지나치게 높을 경우 연속공극률을 감소시켜 투수성을 저해하는 요인이 될 수 있다.

따라서, 상기 측정값에 근거하여 투수 CTB의 물-시멘트비는 45 ~ 55 중량%가 바람직하다는 결론을 얻을 수 있었다.

표 9 내지 표 11은 연속공극률에 관하여 측정한 결과로서, 공시체의 잔골재율에 관하여 각각 0, 5, 10 중량%의 변화를 적용하고, 단위 시멘트량에 관하여 각각 5, 7, 9 중량%의 변화를 적용한 것이다.

일반적인 투수콘크리트의 연속공극률은 5 ~ 30 중량% 정도이나, 본 실험에서는 도로 안정처리용 기층에 적용될 것을 감안하여 목표 공극률을 15 중량%로 결정하였다.

2종류의 공시체는 각각 A(저수축 CTB로서 물-시멘트비가 45 중량%인 경우), B(저수축 CTB로서 물-시멘트비가 40 중량%인 경우)이다.

도시된 바와 같이, 잔골재율과 단위 시멘트량이 감소할수록 연속공극률은 커지고, 이들이 증가할수록 연속공극률은 작아지는 것을 알 수 있으며, 특히 잔골재율이 0 중량%인 경우(표 9)에는 목표 공극률을 모두 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

이러한 결과가 발생하는 이유는 잔골재량과 시멘트량이 증가함에 따라 이들이 공시체의 부피를 차지하게 되는 만큼 공극의 부피가 작아지기 때문인 것으로 해석되므로, 단위 시멘트량은 9 중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다는 결론을 얻을 수 있었다.

또한, 시멘트량이 지나치게 적은 경우에는 강도가 문제될 수 있는데, 일반적으로 5 중량% 이상이면 사용상 별문제가 없을 것이나, 도로의 취약부분이나 환경조건이 열악한 경우에는 7 중량% 이상 정도로 하는 것이 바람직하다.

표 12 내지 표 14는 투수계수에 관하여 측정한 결과로서, 공시체의 잔골재율에 관하여 각각 0, 5, 10 중량%의 변화를 적용하고, 단위 시멘트량에 관하여 각각 5, 7, 9 중량%의 변화를 적용한 것이다.

1976년 네덜란드에서 발표된 도로건설연구센터의 보고서 등에서는 일반적으로 투수 콘크리트의 투수계수를 0.8cm/sec 이상으로 정의하고 있는데, 본 실험에서는 도로 안정처리 기층의 투수계수가 도로포장체의 그것보다 커야 한다는 전제 하에 저수축 CTB의 목표투수계수를 1.0cm/sec로 정의하였다.

도시된 바와 같이, 잔골재율과 단위 시멘트량이 증가할수록 투수계수가 작아지고, 이들이 감소할수록 투수계수가 커지는 것을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 잔골재율과 시멘트량이 증가하면 그 만큼 내부 공극이 밀실해지므로, 연속공극률이 감소하게 되는데, 상기 실험결과는 이와 같은 연속공극률의 감소로 인하여 그 공극을 통해 침투하는 물의 속도가 작아짐에 따른 결과인 것으로 해석된다.

한편, 잔골재율이 적을 경우, 연속공극률이나 투수계수는 높은 값을 나타내므로, CTB의 투수성 측면에서는 바람직한 것으로 평가될 수 있으나, 그 값이 지나치게 적을 경우, CTB의 강도가 문제될 수 있으므로, 후술하는 바와 같은 강도 실험을 통하여 적절한 비율로 한정하는 것이 필요하다.

표 15 및 표 16은 CTB가 투수성을 만족하면서도 소요강도를 만족할 수 있는 잔골재율의 범위를 한정하기 위하여, 잔골재율에 관하여 보다 정밀하게 각각 5, 10, 15, 20 중량%의 변화를 적용하고, 각 공시체에 관하여 압축강도 및 연속공극률에 관하여 측정한 결과이다.(단위 시멘트량은 7 중량%로 고정하였다.)

표 15에 도시된 강도 실험의 경우, 잔골재율이 5 중량%인 공시체를 제외하고는 목표강도인 50kg/㎠를 만족하였고, 표 16에 도시된 연속공극률 실험의 경우, 잔골재율이 20 중량%인 경우를 제외하고는 목표공극률 15 중량%를 만족하였다.

따라서, 소요강도를 만족하면서도 투수성 콘크리트로서 그 특성을 발휘하기 위하여, 적절한 잔골재율은 10 ~ 15 중량%라는 결론을 얻을 수 있었다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

본 발명은 아스팔트 도로포장의 특징인 주행성, 소음 저감효과 및 투수성 등의 장점을 그대로 유지하면서도, 시멘트 콘크리트 기층의 특징인 장점인 강도, 구조적 안정성 등의 장점이 추가되도록 하여, 수명 연장효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, '웰빙'이라는 시대적 요구에 부응하는 신개념의 도로포장을 구현할 수 있도록 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물을 제공한다.

Claims

아스팔트 도로포장체(30)의 하부에 형성되는 기층(20)을 조성하는 도로 안정처리 기층용 조성물에 있어서,

시멘트, 골재 및 수축저감용 혼화재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,

상기 수축저감용 혼화재는

플라이 애쉬, 팽창재, 수축저감재로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 재질에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제2항에 있어서,

상기 수축저감용 혼화재는 상기 플라이 애쉬를 포함하여 구성되고,

상기 플라이 애쉬는 20 ~ 30 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제2항에 있어서,

상기 수축저감용 혼화재는 상기 플라이 애쉬 및 상기 팽창재를 포함하여 구성되고,

상기 플라이 애쉬는 20 ~ 30 중량%가 혼합되며, 상기 팽창재는 5 ~ 10 중량%가 혼합되고, 상기 시멘트는 7 ~ 9 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제2항에 있어서,

상기 수축저감용 혼화재는 상기 플라이 애쉬 및 상기 수축저감재를 포함하여 구성되고,

상기 플라이 애쉬는 20 ~ 30 중량%가 혼합되며, 상기 수축저감재는 5 ~ 10 중량%가 혼합되고, 상기 시멘트는 7 ~ 9 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제2항에 있어서,

상기 수축저감용 혼화재는 상기 팽창재를 포함하여 구성되고,

상기 팽창재는 5 ~ 10 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제2항에 있어서,

상기 수축저감용 혼화재는 상기 수축저감재를 포함하여 구성되고,

상기 수축저감재는 5 ~ 10 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제1항에 있어서,

상기 아스팔트 도로포장체(30)는 배수성 아스팔트에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제8항에 있어서,

상기 시멘트는 5 ~ 9 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제9항에 있어서,

상기 시멘트는 7 ~ 9 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제8항에 있어서,

잔골재율은 10 ~ 15 중량%인 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.
제11항에 있어서,

물-시멘트비는 45 ~ 55 중량%인 것을 특징으로 하는 도로 안정처리 기층용 콘크리트 조성물.