(제17호) 석분(Screening), 시멘트 안정처리 기층포장공법

■ 기술개발자 : (주)용마, 삼표산업(주)
■ 주 소 : 서울시 종로구 신문로1가 25/ 서울시 성동구 성수1가 683 (Tel 02-433-0386)
■ 보호 기간 : 5년 (1995. 2. 18)

1. 신기술의 내용
1-1. 신기술의 요약 본
신기술은 산업 부산물인 석분에 시멘트를 혼합, 안정처리하여 도로포장의 기층으로 활용 하는 공법이며 노상혼합 또는 배치플랜트에서 혼합하여 덤프트럭으로 현장에 운반, 아스팔트 피 니셔로 포설한 후 머캐덤로울러-타이어로울러-탠덤로울러 순으로 다짐을 하고 양생을 하는 과 정을 통하여 시공된다. 본 공법의 개발은 신뢰도와 실용성을 위하여 대한토목학회, 중앙대학교 환경과학연구소, 한국 도로공사 도로연구소, 도로분야 기술용역업체 등 산·학·연 협력 체계에 의하여 수행되었으며 석분의 품질, 배합설계, 각종 실내 및 현장시험, 시험포장, 포장설계법 등을 연구하여 실용화하 는 과정에서 가열아스팔트 안정처리기층과 같은 기존 기층공법에 비하여 경제성, 시공성, 품질 관리 측면에서 우수한 것으로 밝혀졌다.

2. 국내외 건설공사 활용 현황 및 전망
석분·시멘트 안정처리기층은 산업부산물인 석분에 시멘트를 혼합, 안정처리하여 도로포장용 기층으로 활용하는 새로운 포장공법으로 4년 4개월에 걸친 4단계의 연구와 시험포장 및 결과분 석 과정을 거친 공법이다.
본 공법과 완전히 동일한 기층의 시공 현황은 본 연구를 위한 시험포 장 3개 구간밖에 없으나
포장구조 및 시공방법이 유사하고 석분·시멘트 안정처리기층으로 대 체가 가능한 시멘트 안정처리
기층, 빈배합 콘크리트(Lean-Mix Concrete) 기층, Soil-Cement 포 장공법 등의 활용현황을 제
시하면 다음과 같다.
2-1. 국내 활용현황
건설부제정「도로공사 표준시방서」 및 「도로포장설계·시공지침」에 시멘트안정처리기층과 빈배합 콘크리트층에 대한 제반기준이 설정되어 있으며 설계, 시공에 널리 이용되고 있다. 국 내 주요 활용현황을 요약하면 다음과 같다.
1) 중부고속도로, 신갈-안산간 고속도로, 수도권 외곽순환고속도로, 중앙고속도로, 서해안고속 도로 등 고속도로 중 시멘트 콘크리트 포장공법 시공구간은 빈배합 콘크리트 기층을 설계, 시공함.
2) 중부고속도로 1,2공구는 아스팔트 포장구간에 빈배합 콘크리트 기층을 시공함.
3) 국도 및 지방도로 중 콘크리트 포장공법 시공 구간은 대부분 빈배합 콘크리트 기층을 설 계, 시공함.
4) 중부고속도로 4공구중 연장 900m 구간에 콘크리트 기층 대신에 Soil-Cement 안정처리기층을 시공함.
5) 경기도 수원시 장안구 지역 국도 43호선 확·포장시 Soil-Cement 안정처리기층을 시공함.
2-2 국내의 건설공사 활용계획
사회간접자본 시설중 각종 도로의 신설 및 확·포장에 장기간 많은 예산을 투입해야 하는 실 정인 바 지방도로, 국도는 물론 고속도로의 신설 및 확·포장 공사가 활성화될 것으로 전망되며 이때 경제성, 시공성 및 기술적으로 우수한 석분·시멘트 안정처리기층이 도로포장의 설계 및 시공에 적극 반영, 활용될 수 있도록 석분의 표준 입도 분포 범위와 품질기준, 배합설계방법 및 시방서, 설계·시공지침서, 교통부분에 따른 표준단면 등에 대하여 대한토목학회의 심의를 거쳐 확정된 내용을 제시함으로써 포장의 설계 및 시공분야 기술자들이 본 공법을 적용하는데 어려 움이 없도록 하였다.
한국도로협회, 대한토목학회의 학술발표에 석분·시멘트 안정처리기층의 연구 및 시험포장 성 과를 발표한 결과 도로분야 설계 용역업체 및 시공회사 관련 기술자들의 많은 관심을 불러일으 켰으며, 쇄석골재 생산업체에서도 석분을 다량활용할 수 있는 용도가 아직 개발되지 않아 처리 문제에 고심하고 있는 실정이라 본 공법의 실용화에 적극 협조할 태세이므로 도로포장의 설계 및 시공에 석분·안정처리기층이 적극 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

3. 관련 분야에 대한 기술적, 경제적 파급 효과
3-1. 기술적 파급 효과
1) 산업폐기물 및 부산물의 활용 연구 활성화
석분·시멘트 안정처리기층 포장공법이 신기술로 지정될 경우 현재 진행되고 있는 건설분야 에서의 각종 산업폐기물 및 부산물 활용 연구가 활성화되고 신기술의 연구, 개발에 대한 투자가 촉진될 것으로 판단된다.
2) 아스팔트 포장의 소성변형 경감
석분·시멘트 안정처리기층은 강성 포장체이므로 가열아스팔트 안정처리층을 본 기층으로 대 체하고 아스팔트 표층을 시공할 경우에는 하절기에 발생하는 아스팔트 포장의 소성변형을 크게 경감시킬 수 있을 것이다.
3) 시공상 양호
석분·시멘트 안정처리기층은 석분의 최대치수가 10m/m로 일반 기층재료의 최대치수 25∼ 40m/m에 비하여 상당히 작아 혼합물의 포설 및 다짐시 재료분리가 거의 발생하지 않으므로 작 업원에 의한 인력 보완작업이 불필요하며 가열 아스팔트 안정처리기층의 경우 시공시 아스팔트 가 주변에 부차되고, 하절기에는 고온의 발열로 인하여 작업환경이 열악하나, 석분·시멘트 안 정처리기층은 작업조건이 양호하다.
4) 품질향상효과
가열 아스팔트 안정처리기층의 경우에는 일단 포설 및 다짐작업이 이루어지면서 미비점의 보 완이 이루어지며, 재시공에 많은 노력과 경비가 소요되나, 석분·시멘트 안정처리기층의 경우에 는 불량부위가 발생되면 시멘트가 경화되기 전에는 즉시 수정, 보완할 수 있어 도로포장의 품질 을 향상시킬 수 있다.
3-2. 경제적 파급 효과
1) 도로의 공사비 및 유지관리비 절약
건설부, 한국도로공사 및 각급 지방자치 단체에서는 매년 막대한 예산을 반영하여 신설도로의 건설 및 기존도로의 확·포장 공사를 실시하고 있다.
도로 포장구조의 주요 부분인 가열 아스팔 트 안정처리기층은 석분·시멘트 안정처리기층으로 대체할 경우 포장 공사비의 30% 정도가 절 감될 뿐만 아니라 하절기 중차량의 통행으로 인한 포장면의 소성변형을 감소시킴으로써 도로의 수명을 연장시키고 도로의 유지, 보수경비를 절약할 수 있다.
한편, 아파트 단지내 도로 등에도 석분·시멘트 안정처리기충의 활용이 가능하므로 민간차원 에서 실시되는 각종 도로 포장의 공사비도 절약할 수 있다.
2) 산업 부산물의 재활용
석분·시멘트 안정처리기층에 이용되는 석분은 쇄석골재 생산과정에서 발생되는 산업부산물로 전국적으로 1994년도에 840만㎥, 2000년도에 1,040㎥가 발생되어 그중 절반 정도는 사장될 것으 로 예상된다. 이러한 석분이 건설재료로 유용하게 활용될 경우에는 일반 재활용품의 경우에서와 같이 재활용에 따른 외형적 경제성 뿐만아니라 국가적 차원에서 국내 가용자원의 적극 활용이 라는 측면에서도 경제적 파급효과가 있을 것으로 예상된다.
3) 석산 개발업체의 경비 절감
석분은 쇄석골재 생산과정에서 원석량의 약 30%에 해당하는 양이 발생하고 있으나, 다량 활용 할 수 있는 용도가 개발되지 않아 부지 내에 대규모로 야적되고 있는 실정이다. 석산개발업체의 입장에서는 석분 야적에 필요한 부지를 별도로 확보하거나 외부처리에 따른 소요경비를 부담해야 하는 상황이나, 석분·시멘트 안정처리기층 포장공법이 도로공사에 활용될 경우에는 석분 야적에 따른 제반경비 부담 문제가 자연 해소될 수 있을 것으로 예상된다.