친환경 투수성탄성포장재 개발에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 투수콘크리트에 대하여 첫째 투수콘크리트를 골재별로 구조체로서 요구하는 소요강도에 대한 분석을 실내시험을 통하여 확인하였고, 두 번째 투수콘크리트의 기능성 상실의 원인을 공극막힘현상으로 판단하여 제주지역에 시공 된 투수콘크리트를 현장시험을 통해 사용기간과 투수계수를 이용하여 그래프를 산정하고, 실내시험을 통해 공극막힘현상을 재현해 보았으며, 현장시험과 비교 분석해 보았다. 세 번째 폐타이어분말을 활용한 탄성포장재의 우수유출시 발생될 수 있는 탄성포장재내의 중금속 검출을 실험을 통하여 확인하였고, 탄성포장재의 구성 재료로 송이 및 현무암 석분 슬러지를 첨가하여 중금속(Cu, Pb, Cd, Cr) 제거효과를 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 공시체들의 압축강도 및 휨강도시험결과 40mm 골재를 제외하고 일반적으로 투수콘크리트로 사용되는 13mm 골재와 시험에서 비교한 10mm, 19mm, 25mm 골재가 구조체로서의 사용에 무리가 없음을 확인하였다. 2. 현장 투수시험을 통하여 제주지역에 시공되어 있는 13mm입경의 투수콘크리트 수명을 약 22개월로 추정하였으며 대부분이 공극이 막혀 투수성포장으로서의 기능이 상실 된 것을 확인하였다. 3. 현장투수시험과 공극막힘현상의 비교를 통하여 각 골재들의 투수성 수명한계를 분석한 결과 25mm골재의 투수시험체는 13mm골재의 투수시험체 보다 수명한계가 약2.4배 길게 추정되었다. 4. 적갈색 송이와 현무암 석분 슬러지를 혼합한 탄성포장재의 인장강도 및 신장율은 혼합량 5wt%에서 인장강도와 신장율 기준치를 만족하였다. 5. 본 실험에 사용된 일반 탄성포장재에서 Pb이 지정폐기물 기준 이상으로 용출 되었으며, 용출특성은 Pb, Cu, Cd, Cr 순으로 용출되는 경향을 보였다. 6. 실험에 사용된 송이 4종과 현무암 석분 슬러지는 모두 중금속 용액 Cu, Pb, Cd, Cr에 대해 Pb, Cd, Cu, Cr의 순으로 흡착률이 높아지는 경향을 보였다. 7. 실험에 사용된 중금속 용액 Cu, Pb, Cd, Cr에 대하여 시료별 흡착률은 황갈색송이, 암회색송이, 검정색송이, 적갈색송이, 현무암 석분 슬러지의 순으로 분석되었다. 8. 실험에 사용된 송이 4종과 현무암 석분 슬러지는 Cr을 제외한 Cu, Pb, Cd에서 흡착이 우수하여 흡착제로 활용이 가능 하다고 판단된다. 9. 현무암 석분 슬러지를 탄성포장의 흡착제로 활용할 경우에 경제성과 환경적인 측면까지 만족하는 우수한 제품이 될 수 있다고 판단된다. 10. 2층 구조를 갖는 투수성 탄성포장재는 공극막힘시험결과 투수콘크리트층의 골재를 25mm로 사용할 경우 효과적이고, 공극을 갖고 있는 탄성포장층은 석분슬러지와 쉽게 구할 수 있는 적갈색송이를 중금속흡착제로 활용해 탄성포장재를 제품화 할 경우에 경제성과 환경적인 측면들을 만족하는 우수한 제품이 될 수 있다고 판단된다.

The purpose of the study was to develop the Environment-Friendly Porous Elastic Pavement Materials. To do it, this thesis has attempted as the following three. Firstly, this research thesis has changed the size of thick aggregates of 10mm, 19mm, 25mm and 40mm, besides the aggregates of 13mm used for pore concrete, as a whole, and then this thesis has made the analytic test on the required strength as the structure. The result indicates that the aggregates of 10, 13, 19 and 25mm have lived up to the required strength. Secondly, this research thesis judged that the functional deficiency of pore concrete resulted from clogged pore, So this thesis has attempted to make pore clogged through indoors test. The result shows that the life of permeability has spanned from 13, 20 months to 40 and 48 months. The aggregates of 25mm have had the longest life. Also, through spot porous test, this thesis has estimated at 22 months the life of porous concrete of 13mm built in Jeju Island. Thirdly, this thesis has analyzed the removal effect of heavy metal iron(Cu, Pb, Cd, Cr)with the mixture of Scoria 4 Powdered Basalt Sludge 1 with elasticity pavement, in an effort to have the removal effect of heavy metal pollution source to arise from raindrop-runoff of elasticity pavement. This result reveals that heavy metal iron have had the tendency of being removed in order of Pb>Cd>Cu>Cr. Additives have been analyzed of having the removal rate in order of yellowish brown scoria > dark gray scoria > black scoria > reddish brown scoria > powdered basalt sludge.