지중 구조물의 강성차이로 인한 포장 파손 방지 방안

1. 개요

 1) 공업 단지 또는 주택 단지 내 도로에서는 도로포장의 길이 방향을 따라 포장층 하부에 공동구, 수로암거 등이 설치

 2) 구조물 뒷채움 토공부의 침하로 인해 부등침하가 발생되면 우수가 침투되어 침하가 진행되면서 파손

 3) 구조물과 토공 접속부에 대하여 시멘트와 양질의 토사를 혼합한 재료를 뒤채움부에 포설 다짐하여 교통 하중과 우수 침투에 의한 부등침하 방지하는 '시멘트 안정처리 혼합토 뒤채움 공법'으로 설계, 시공하면 효과적

 

2. 시멘트 안정처리 뒷채움 공법

 1) 자재관리 측면

  ① 시멘트 안정처리 혼합토는 보통 포틀랜드와 현장에서 채취한 양질의 토사를 혼합하므로 현장 내의 토사를 활용한 경제적 자재

  ② 흙의 압축강도 및 전단강도를 증가시키므로 뒤채움부 침하, 토립자 재배열이 방지되어 토질공학적으로 우수한 자재

 2) 공정관리 측면

  ① 기존의 뒤채움 시공방법과 동일하게 혼합→포설→다짐→양생 과정을 거치므로 공사기간이 비슷하며 재료에만 시멘트 혼합과정 추가

  ② 시멘트 혼합할때 백호를 이용하여 4~5회 뒤집으면 잘 섞이며 일일 다짐 종료 후에 비닐로 덮어 마무리

 3) 원가 관리 측면

  ① 암거 뒤채움

   - 기존: SB-2 뒤채움 + 보조기층재 구입, 포설

   - 개선: 현장 유용토 사용하는 시멘트 안정처리 혼합토, 원가 25% 절감

  ② 교대 뒤채움

   - 기존: SB-2 뒤채움 + 어프로치 슬래브 설치

   - 개선: SB-2 뒤채움 + 시멘트 혼합, 원가 13% 절감

 4) 품질관리 측면

  ① 기존공법: 보조기층 재료(SB-2) 층 다짐하고 그 위 포장층 하부에 어프로치 슬래브를 병행 시공해도 빗물 침투하면 뒤채움부 침하 발생

  ② 개선공법: 토사 또는 보조기층 재료와 시멘트를 혼합하여 안정처리 하므로 빗물침투 및 부등침하 발생되지 않아 품질관리 용이

 5) 배합설계 측면

  ① 사용할 시멘트 양은 설계도서에 명시된 경우를 제외하고 배합설계에 따라 일축 압축 강도가 얻어지는 값으로 결정

  ② 시멘트 양은 중량 기준으로 마른 혼합재료 전체의 7% 미만

  ③ 혼합골재 사용시 3~5% 범위 내 결정

  ④ 양질 토사 사용시 4~6% 범위 내 결정

 6) 안전성 및 환경성 측면

  ① 토사, 혼합골재, 보통 포틀랜드 시멘트 등을 혼합 다짐하기 때문에 뒤채움부의 지반강도와 침하 저항성 향상, 안전성이 검증된 공법

  ② SB-2 골재를 양질 토사로 대체함으로써 환경 보호가 가능하고 하자 방생에 따른 재포장 우려 없어 폐기물 없는 친환경적 공법

 7) 파급 효과

  ① 공공 발주 단지 내 토목공사에서 포장층 하부에 배수암거가 종방향으로 배치될 경우 부등침하 하자 발생 사전 예방 가능

  ② 공공발주 토목공사 현장에서 직접 설계변경하여 적용 할 수 있어 포장층 침하로 인한 교통사고 유발, 민원 발생 등 방지 가능

  ③ 교량 교대 뒤채움부에 적용 할 경우 어프로치 슬래브 생략 할 수 있어 공사비 절감, LCC 측면에서 경제성 우수

 

4. 결론

 1) '시멘트 안정처리 혼합토 뒤채움 공법'을 공공 발주 단지 내 토목공사 하부에 설치되는 공동구, 수로암거 뒤채움, 교량 뒤채움에 적용 시 효과적임

 2) '시멘트 안정처리 혼합토 뒤채움 공법'은 구조물과 토공 뒤채움부에서 자주 발생되는 부등침하에 의한 포장층 하자를 방지하는 현실적인 공법

 3) LCC 분석 결과 경제적이고 친환경적인 공법