1. 서 론
1.1 개요
1.2 라오스 도로 포장 현황
1.3 라오스 현지 비포장도로 현황 및 문제점
2. 실험계획 및 방법
2.1 실험 계획
2.2 흙 입자 밀도 시험(Standard test method for density of soil particles)
2.3 흙의 액성한계(LL), 소성한계(PL) 시험(Standard test method for liquid limit and plastic limit of soils)
2.4 흙의 입도 시험(Standard test method for particle size distribution of soils)
2.5 흙의 씻기 시험(Standard test method for amount of material in passing standard sieve 0.075 mm in soils)
2.6 흙의 다짐 시험(Standard test method for soil conpaction)
2.7 노상토 지지력비(CBR) 시험(Standard test method for the california bearing ratio of soils)
3. 안정처리 혼합물 종류 및 시험 결과
3.1 안정처리 혼합물 종류
3.2 안정처리 혼합물 시험 항목
4. 실험결과
4.1 토사의 기본 물성 시험 결과
4.2 혼합골재(40 mm)의 기본 물성 시험 결과
4.3 토사+시멘트 안정처리 시험 결과
4.4 혼합골재+시멘트 안정처리 시험 결과
5. 결 론
1. 서 론
1.1 개요
라오 인민민주공화국[1](라오어: ສາທາລະນະລັດ ປະຊາທິປະໄຕ ປະຊາຊົນລາວ 사탈라날랏 빠사티빠따이 빠사손 라오, [sǎːtʰáːlanalat pásáːtʰipátàj pásáːsón láːw], 문화어 : 라오스인민민주주의공화국), 약칭 라오스(라오어: ປະຊາຊົນລາວ 무앙 라오)는 동남아시아의 국가이다. 산지가 전국토의 70%가 산안지형이며, 북서쪽으로는 미얀마와 중화인민공화국, 동쪽으로는 베트남, 남쪽으로는 캄보디아, 서쪽으로는 태국과 국경을 접하고 있는 국가로서 동남아시아의 유일한 내륙국이다. 인구는 2021년 기준으로 약 737만 명 정도로 추정된다. 주요 도시로는 비엔티안, 루앙프라방, 방비엥, 팍세, 카이손 폼비한, 타케크 등이 있다.
라오스의 역사는 14세기부터 18세기에 걸쳐 존재하고 그 이후 세 개의 왕국으로 나뉜 란쌍 왕국으로 거슬러 올라간다. 1893년, 비엔티안 왕국, 루앙프라방 왕국, 참파싹 왕국이 프랑스의 보호국이 되면서 연합되었다. 1945년 3월 일본군의 점령 이후 잠시 독립을 했으나, 2차 세계대전이 끝나면서 다시 프랑스의 통치를 받다가, 1946년 프랑스가 루앙프라방 왕의 통치하에 통일된 라오스의 독립을 승인하였다. 1949년 헌법이 공포되고 프랑스 연방 안에서 제한된 자치국가로 존재하다가 1950년 초부터 제 1차 인도차이나 전쟁을 통해 실질적인 독립을 추진하였다. 좌파인 파테트라오의 군대가 북베트남과 연합해 라오스 정부군과 내전을 벌였고, 1975년 정권을 잡자 공산주의 국가인 라오 국민민주공화국을 공식적으로 설립하였다.
라오스는 일당제 사회주의 국가 또는 공산주의 국가이다. 수도는 비엔티안이다. 다른 큰 도시로는 루앙프라방, 카이손폼비한(사반나케트), 참빠삭 등이 있다. 공용어는 라오어이다. 라오스는 아시아 태평양 무역협정, 동남아시아 국가 연합, 동아시아 정상회의, 프랑코포니의 회원국이다(위키백과, https://ko.wikipedia.org/wiki/라오스 참조)
라오스의 경제 성잘률은 2016~2019년까지는 6~7% 성장하였으나, 주변국의 경제적 의존도가 매누 높은 상태이며, 라오스 전체 수입 의존도가 90%이상이며, 수출 비중 또한 85% 이상 인근국(태국, 중국, 베트남, 캄보디아 등)의 시장 지배력이 매우 높게 차지하고 있다.
라오스의 대부분 도로는 2차로이고, 최고 제한 속도는 20~50 km/h 정도로 도로의 질적 개선이 필요한 실정이다. JICA(일본국제협력기구)에 따르면 라오스 도로망의 60%가 비포장 상태인 것으로 확인되고 있다. 따라서 본 연구에서는 라오스 현지의 상황을 고려하여 지반 재료의 기초 물성을 확보하고 비포장 도로 개선을 위한 최적공법 개발을 위하여 다양한 결합재를 이용하여 배합 조건에 따른 혼합재료의 기본 물성을 평가하고자 한다.
1.2 라오스 도로 포장 현황
라오스의 도로 현황은 내륙국의 전형적인 특징으로 화물수송은 86%, 여객수송은 98%를 도로가 담당하고 있다. 도로의 유형은 도로법에 따라 6가지로 국도(National), 지방도(Provincial), 군도(District), 시가지도로(Urban), 농촌도로(Rural), 특별시도(Special)로 분류되며 Table 1과 같이 분포되어 있다. 그리고 라오스의 포장들을 살펴보면 Fig. 1과 같은 종류의 포장들이 있다.
Table 1.
Laos Road Status by type (2017, km)
| National | Provincial | District | Urban | Rural | Special | Totel |
|
7,515.29 (12.5%) |
8,596.72 (14.3%) |
7,166.37 (12.0%) |
3,541.85 (5.9%) |
26,171.36 (43.6%) |
6,975.55 (11.6%) | 52,991.59 |
라오스는 5~10월 우기 때가 되면 강수량이 급증해 돌발 홍수, 산사태, 폭우 등이 자주 발생하여, 도로 파손의 주된 원이 되고 있으며, 최근 차량 보급률의 증가로 도로 파손이 가속화되고 파손된 도로의 복구는 지속적으로 수행되고 있으나, 공사 속도가 매우 느리고 임시방편에 그치는 수준이어서 우기 때 파손, 건기 때 복구가 반복되는 실정이다.
라오스의 도로는 주요 물류 도로인 경우(동-서의 도로) 구변국과 주변국을 연결하는 원활한 물류를 위해 시멘트 포장 또는 아스팔트 포장으로 원조와 차관으로 완공과 건설되고 있다. 그리고 내육의 지방간 이동도로는 정부의 재정 부족으로 주로 DBST(Double Bituminous Surface Treatment)포장을 많이 하고 있으며, 시내 메인 도로를 약간 벗어난 지역은 아직도 비포장 도로가 대부분이며, 촌도는 대부분 단순 골재포장으로 되어있다(이강훈 등, 2020).
1.3 라오스 현지 비포장도로 현황 및 문제점
라오스 토지는 전국이 홍토로 되어있으며, 특징은 건조한 상태에서는 매우 단단한 성질이 있으나, 수분과 접촉을 하면 점성을 가진다고 한다. 그래서 라오스 우기에는 비포장도로에 차량은 물론 사람도 다니기가 매우 힘든 상태가 되고, 건기에는 먼지가 발생하여 도로 주변 민가는 매일 홍토 먼지가 쌓이게 된다.
이러한 문제를 조금이나 해결하기 위하여 석산 골재와 강 자갈(Fig. 2 참조)로 도로 표면에 뿌리고 다짐을 하고는 있지만 우기가 되면 다시 또 같은 현상이 발생되어 많은 효과를 보지는 못하고 있는 실정이다. 그래서 혼합골재를 이용하여 기층으로 사용하고 그 위에 DBST 포장을 진행하는 방법으로 대부분의 시공이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 라오스 비포장도로에 대한 강화를 위하여 다음과 같이 실내 시험을 진행하였다(Tables 2~3 참조).
Table 2.
Test items for basic physical properties of soil
| Test Items | Test Methods | |
| Density | KS F 2308(2016) | |
| Liquid limit | KS F 2303(2020) | |
| Plastic limit | ||
| Plasticity index | ||
| Particle size test | KS F 2302(2017) | |
| KS F 2309(2019) | ||
| Decantation test | ||
| Compaction test | Maximum dry density | KS F 2312(2021) |
| Optimum water content | ||
| CBR | KS F 2320(2020) | |
Table 3.
Basic physical property test items of mixed aggregate(40 mm)
| Test Items | Test Methods | |
| Density | KS F 2308(2016) | |
| Liquid limit | ||
| KS F 2303(2020) | ||
| Plastic limit | ||
| Plasticity index | ||
| Sand test | KS F 2340(2019) | |
| Abrasion test | KS F 2508(2007) | |
| KS F 2502(2019) | ||
| Particle size test | ||
| Decantation test | KS F 2511(2007) | |
| Compaction test | Maximum dry density | KS F 2312(2021) |
| Optimum water content | ||
| CBR | KS F 2320(2020) | |
2. 실험계획 및 방법
2.1 실험 계획
본 연구는 원재료의 토질 관련 시험을 이용하여 실트질, 혼합골재 등 라오스 현지의 지반재료를 감안한 토질을 대항으로 물성시험을 진행하였다. 라오스 현지 흙과 가장 유사하다고 판단되는 충북 음성군 지역의 토사 및 혼합골재(40 mm)를 대상으로 하여 밀도 외 기초 물성 시험을 국내 표준 시험방법(KS)에 따라 시험 실시하였다.
2.2 흙 입자 밀도 시험(Standard test method for density of soil particles)
흙 입자 밀도 시험은 흙의 고체 부분의 단위 체적당 질량을 구하는 시험으로 KS F 2308에서 규정하는 용량 100ml 게이뤼삭 비중병을 이용하여 흙 입자의 밀도를 측정하며, 시험방법은 다음과 같다(Fig. 3 참조).
- 비중병의 질량을 단다.
- 비중병에 증류수를 채우고 전 질량과 비중병 안의 수온을 측정한다(비중병 안에는 어떠한 공기방울도 있어서는 안 된다).
- 건조 시료의 질량(약 10 g 이상)을 측정 후 증류수를 가하고 12시간 이상 담근 후 비중병에 넣고 그 전량이 비중병 용량의 2/3가 되도록 한다.
- 끓이는 기구를 사용하여 시료를 가열한다. 일반적인 흙은 10분 이상 가열 한다(시료가 흘러넘치지 않도록 주의한다).
- 기포를 충분히 제거한 후에 시료를 거의 실온이 될 때까지 방치한다.
- 비중병에 증류수를 가하여 채우고 전 질량과 내용물의 온도를 측정한다.
여기서, = 흙 입자의 밀도(g/cm3), = 노 건조 시료의 질량(g), = 온도 T°C의 증류수를 채운 비중병의 질량(g), = 온도 T°C의 증류수와 시료를 채운 비중병의 질량(g), 를 측정하였을 때 비중병의 내용물의 온도°C
2.3 흙의 액성한계(LL), 소성한계(PL) 시험(Standard test method for liquid limit and plastic limit of soils)
흙은 함수비가 매우 낮은 상태에서는 고체처럼 거동하고, 함수비가 매우 높은 상태에서 물은 액체처럼 흘러내리는 특성이 있다. 따라서 함수비의 기준에 따라 흙은 네 가지 기본상태(고체, 반고체, 소성, 액성 상태)로 구분 될 수 있다. 흙의 연경도 시험은 흙의 네 가지 기본상태를 나누는 경계를 확인하는 시험으로 본 시험 결과는 도로 포장 재료의 결합재의 혼합량 결정에 주요 파라미터로 사용되고 있다. 본 연구에서는 흙의 연결도 시험은 KS F 2303에 따라 시험을 진행하였다.
2.3.1 액성한계(LL, Liquid Limit)
본 연구에서 다점법을 사용하여 실험을 진행하였으며, 다점법과 일점법의 시험 방법은 다음과 같다.
➀ 다점법
- No.40체(0.425 mm) 통과시료를 잘 반죽하여 황동접시와 경질 고무 받침대 사이에 게이지를 끼우고, 황동 접시의 낙하 높이가 (10 ± 0.1) mm가 되도록 2회/sec의 속도로 25회 낙하 장치를 조정한다(Fig. 4 참조).
- 주걱을 사용하여 시료를 황동 접시에 최대 두께가 약 10 mm가 되도록 넣고 모양을 정리한다. 홈파기 날을 황동 접시 바닥에 직각으로 유지하면서 캠이 닿는 중심선을 지나는 황동 접시의 지름을 따라 홈을 파고 시료를 2개로 나눈다.
- 황동 접시를 낙하 장치에 부착하고, 낙하 장치에 의해 1초 동안에 2회의 비율로 황동 접시를 들어 올렸다가 떨어뜨리고, 홈 바닥부의 흙이 길이 약 13 mm 맞닿을 때까지 계속한다.
- 홈이 맞닿았을 때의 낙하 횟수를 기록하고 맞닿은 부분의 시료 함수비를 구한다.
- 시료에 증류수를 가하거나 또는 수분을 증발시킨 후 시료를 잘 반죽하여 위의 방법을 반복한다. 이때 낙하 횟수 10~25회 및 25~35회에서 각각 2개 이상 얻어지도록 한다.
➁ 일점법
- 다점법의 방법과 동일하나 낙하 횟수 20~30회 사이에서 1개의 시험 결과가 얻어지도록 한다.
2.2.2 소성한계(PL, Plastic Limit)
본 연구에서는 No.40체(0.425 mm) 통과시료를 잘 반죽하여 시료 덩어리를 손바닥과 불투명 유리판 사이에서 구리면서 둥근 봉에 맞춰 직경 3.0 mm의 실 모양으로 굴려서 부서질 때의 함수비 백분율로 구한다. 이 과정을 반복하여 2개 이상의 함수비를 구하여 사용하였다(Figs. 5~6 참조).
2.2.3 소성지수(PI, Plastic Index)
액성한계와 소성한계의 차이를 말하며, 흙의 소성상태로 존재 할 수 있는 함수비의 범위(KS F 2303)를 의미한다.
여기서, : 소성지수, : 액성한계, : 소성한계
2.4 흙의 입도 시험(Standard test method for particle size distribution of soils)
일반적으로 조립토의 밀도, 투수성, 전단강도 등은 흙의 입도와 입경에 영향을 많이 받는다. 따라서 흙의 입도 시험은 흙을 구성하는 흙입자의 입도를 입경에 따라 분류 한 것으로, 각 입경에 따라 통과가적백분율로 나타내며 입도분포 결과 역시 흙의 분류에 한 지표로 사용된다. 체 분석은 직경이 0.075 mm보다 큰 경우에 실시하며, 흙의 입도 시험 방법(KS F 2308)은 다음과 같다.
- 2 mm체로 체가름을 실시하여 잔류분과 통과량을 나눈다.
- 2 mm체 잔류분을 2 mm체 위에서 충분히 씻어 낸다.
- 체 잔류한 시료의 전량을 110 ± 5°C에서 항량이 될 때까지 노 건조하고 그 질량을 잰다.
- 노 건조 시료의 전량을 규정된 체를 사용하여 체가름하며, 각 제에 잔류한 시료의 질량을 단다.
- 침강 분석에 사용한 시료의 전량을 시료로 한다.
- 시료를 0.08 mm체 위에서 물로 충분히 씻고 잔류분의 전량을 항량이 될 때까지 노 건조 후 각 체에 잔류한 시료의 질량을 단다.
2.5 흙의 씻기 시험(Standard test method for amount of material in passing standard sieve 0.075 mm in soils)
흙의 씻기 시험은 흙속에 미립분이 얼마나 함유되어 있는지를 파악하여 성토 재료로써 적합성 여부를 판정하기 위하여 실시하는 시험이다. 흙의 건조 질량에 대하여 0.075 mm체 통과분의 건조 질량이 차지하는 비율을 백분율로 나타낸 것이며, 흙의 씻기 시험(KS F 2309)은 다음과 같다.
- 시료는 잘 섞인 흙에서 사분법 또는 시료 분취기를 사용하여 대표적 시료를 입자의 최대 치수에 따른 최소 질량을 채취한다.
- 시료는 110 ± 5°C의 온도에서 일정 질량이 될 때까지 건조시켜 0.05%의 정릴도로 그 질량을 측정하고, 시료를 용기 속에 널고 깨끗한 물을 사용하여 시료가 잠길 정도로 부어서 담가둔다.
- 체 잔류한 시료의 전량을 110 ± 5°C에서 항량이 될 때까지 노 건조하고 그 질량을 잰다.
- 노 건조 시료의 전량을 규정된 체를 사용하여 체가름하며, 각 제에 잔류한 시료의 질량을 단다.
- 침강 분석에 사용한 시료의 전량을 시료로 한다.
여기서, = 0.075 mm체 통과율(%), = 시험 전 시료의 건조 질량(g), = 씻은 후 건조 시료를 체가름하여 0.075 mm체에 남은 시료의 건조 질량(g)
2.6 흙의 다짐 시험(Standard test method for soil conpaction)
흙의 다짐 시험은 현장에서 임의의 함수비로 흙을 다질 때 예상되는 단위 중량을 결정하는 실험이다. 도로 포설 현장에서 사용되어질 지반 재료의 다짐시험 결과를 이용하여 최대건조밀도 및 시료의 최적 함수비를 구하여, 흙을 다질 때 가장 적절한 함수비와 이 함수비로 다질 때 예상되는 단위 중량 및 최적의 결합재 투입량을 결정하기 위한 실험을 진행하고, 흙의 다진 시험 방법(KS F 2312)은 다음과 같다(Figs. 7~8 참조).
- 시료의 준비에서 함수비 조정을 위해 시료를 건조하면 다짐 시험 결과에 영향을 미치는 흙에는 습윤법을, 그 외의 흙에는 건조법을 적용한다.
- 다짐에 의해 흙 입자가 부서지기 쉬운 흙이나 물과 섞이는 데 시간이 걸리는 흙에는 비반복법을, 그 외의 흙에는 반복법을 적용한다.
- 몰드와 밑판의 질량()을 측정한 후 몰드안에 스페이서 디스크를 넣고 거름종이를 깐 후, 소정의 다짐 방법을 이용하여 다짐을 실시한다.
- 다진 후 칼라를 떼고, 몰드 상부의 여분의 흙을 곧은 날로 깎아 내고 다듬질 하고 표면에 자갈 등을 제거 함으로 생기는 구멍엔 입자가 작은 흙으로 메운다.
- 몰드와 밑판의 외부에 붙은 흙을 잘 닦아 내고 전체의 질량()를 측정한다.
- 시료 추출기로 다져진 시료를 몰드에서 꺼내어 시료를 곧은날로 자른 후 측정 개수가 1개인 곳은 중앙부에서 측정 개수가 2개인 곳은 상부 및 하부에서 채취하여 함수비를 측정한다.
- 반복법 및 비반복법 중 어느 경우나 예상되는 최적 함수비를 포함하여 6~8종류의 함수비로 조작을 반복한다(반복법을 사용할 경우 시료를 다지기 전의 최초상태가 될 때까지 잘게 부순 후, 나머지 시료와 함께 소요량의 물을 가하여 함수비가 균일 하도록 잘 혼합함).
여기서, = 흙의 습윤 밀도(g/cm3), = 다진 후의 전체 질량(g), = 몰드와 밑판의 질량(g), = 몰드의 용량(cm3), = 흙의 건조 밀도(g/cm3), = 함수비(%)
2.7 노상토 지지력비(CBR) 시험(Standard test method for the california bearing ratio of soils)
라오스 현지의 포장설계를 위한 도로의 기층, 보조기층 또는 노상의 재료 선정 및 그 두께를 결정하는 노상토 지지력비(CBR ; California Bearing Ratio) 값을 얻고자 실시하였다. 노상토 지지력비(CBR) 시험 방법(KS F 2320)은 다음과 같다(Figs. 9~10 참조).
- 몰드와 유공 밑판의 무게를 단다.
- 칼라와 유공 밑판을 결합한 몰드에 스페이서 디스크를 넣고 그 위에 거름종이를 놓는다.
- 다짐 시험한 시료에 대하여 최적 함수비와의 차이가 1%이내가 되도록 물을 가하여 혼합하고, 함수량이 변화하지 않도록 기밀 용기에 넣어 둔다.
- 다짐이 끝나면 칼라를 떼어내고, 몰드 상부 여분의 흙을 곧은 날로 주의 깊게 깎아낸다.
- 몰드와 유공 밑판의 외부에 부착된 흙을 잘 털어내고 스페이서 디스크를 떼어낸다.
- 거름종이를 유공 밑판의 위에 깔고, 공시체를 가만히 전도시켜 유공 밑판에 다시 고정하여 전체 무게를 단다.
- 공시체 윗면의 거름종이 위에 축이 붙은 유공판을 놓고, 그 위에 0.05 kN의 하중을 가한다.
- 위의 장치를 물에 담그고 몰드 가장자리에 팽창량 측정용 삼발이와 다이얼 게이지를 정확하게 설치한다.
- 다이얼 게이지의 최초 눈금을 기록 하고 나서 96시간 물속에 정치하여 정해진 시간마다 눈금을 기록한다.
- 다이얼 게이지의 최후 눈금을 기혹하고 나서 삼발이와 게이지를 제거하고, 물 속에서 꺼내어 하중판을 올린 채 가만히 기울여서 고여 있는 물을 제거한다.
- 이후, 약 15분 정치하여 거름종이를 제거하고 전체의 무게를 단다.
- 공시체를 CBR시험기 올려놓고, 관입 피스톤을 정확히 공시체의 중앙에 설치하여 밀착시키고, 이때의 하중은 0.05 kN 이하로 하며, 이것을 시험의 제로 하중으로 한다.
- 관입 피스톤이 1 mm/min의 속도로 공시체에 관입되도록 매끄럽게 하중을 걸어 관입량이 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0, 5.0, 7.5,10.0, 2.5 mm일 때 각각에 대한 하중계의 눈금을 기록한다. 관입량이 12.5 mm가 되기 전에 하중계의 눈금이 최대값에 달했을 때는 그 때의 하중 강도와 관입량을 기록하여 둔다.
- 최후의 관입량에 하중계의 눈금을 기록한 후, 하중을 제거하고 재하 장치에서 공시체를 떼어낸다.
- 시료 추출기를 사용하여 몰드에서 흙을 밀어내면서 공시체의 표면으로부터 0.5~3.0 cm 범위에서 흙 입자의 최대 입자 지름이 약 5 mm인 경우는 200 g 이상, 기타인 경우는 500 g 이상의 시료를 채취하여 함수비를 구한다.
- 관입 시험에서 읽은 값을 관입 피스통의 단면적으로 나누어 하중 강도로 표시하고, 하중강도-관입량 곡선을 구한다.
3. 안정처리 혼합물 종류 및 시험 결과
3.1 안정처리 혼합물 종류
본 연구는 라오스에서 사용되는 재료와 유사한 원재료를 수집하였으며, 토사(충북 음성소재 토사), 혼합골재(충북 음성소재 혼합골재, 40 mm체를 통과한 골재), 결합재(1종 보통 포틀랜트 시멘트), 고화재(흙 포장에 사용되는 경화제), 유화아스팔트(SSC-1h 비개질)가 사용되었다.
3.2 안정처리 혼합물 시험 항목
본 연구에서 라오스의 안전처리 기층의 강화를 위하여 ➀ 토사+시멘트, ➁ 혼합물+시멘트, ➂ 혼합골재+시멘트+유화아스팔트, ➃ 토사+고화재, ➄ 혼합골재+고화재의 5가지 방법에 대한 검토를 진행하였다. 안정처리 혼합물의 배합조건에서 시멘트가 들어가는 부분에 대해서는 시멘트 함량을 0%, 3%, 6%, 9%로 4가지로 적용하였으며, 고화재 안전처리 혼합물의 경우 고화재 함량은 15%를 적용하여 혼합하는 방식으로 진행하였다(Tables 4, 5, 6, 7, 8 참조).
3.2.1 토사+시멘트 안정처리 혼합
Table 4.
Stable mixing
3.2.2 혼합골재+시멘트 안정처리 혼합
Table 5.
Stable mixing
3.2.3 혼합골재+시멘트+유화아스팔트 안정처리 혼합
Table 6.
Stable mixing
|
Content (%) | Material weight ratio | |||
|
Emulsified asphalt (g) |
Water (g) |
Cement (g) |
Mixed aggregate (g) | |
| Cement 0% | 224(2.5%) | 801 | 0 | 8,974 |
| Cement 2% | 220(2.5%) | 804 | 176 | 8,800 |
| Cement 6% | 212(2.5%) | 807 | 508 | 8,472 |
3.2.4 토사+고화재 안정처리 혼합
Table 7.
Stable mixing
3.2.5 혼합골재+고화재 안정처리 혼합
4. 실험결과
4.1 토사의 기본 물성 시험 결과
토사의 기본 물성은 고속도로 건설재료 품질기준 [제20차 개정-2021.08]에 액성한계(50 미만)와 소성한계(25 미만), 소성지수(10 이하)의 기준을 만족하였고, 입도에서는 4.75 mm 통과율 기준(25~100%)을 만족하였다. 씻기 시험에서는 허용 기준치(25% 이하)를 초과 하여 성토용 흙-노체로는 사용 가능하나, 노상 기준에는 미달되었으며, 다짐 시험 기준(1.5 초과)과 실내CBR 시험은 기준(10이상)을 훨씬 상회하는 것으로 확인되었다. 결과적으로 씻기 시험에서는 기준을 초과 하였지만, 나머지 항목들에서는 모두 양호한 결과값을 얻어 토사의 용도에 따라 일반적으로 사용하여도 무방할 것으로 판단된다. 흙의 공학적 분류(KS F 2324)로 보면, 0.075 mm 통과율이 35.8%로 50% 이하이고, 4.75 mm 통과율이 97.4%로 50% 이상이며, 액성한계는 43.3%, 소성한계는 NP (Non-plastic)로써 소성도에서 A선 아래 또는 PI < 4에 해당되어 SM(실트질 모래, 실트 섞인 모래)으로 분류된다(Table 9와 Fig. 11 참조).
Table 9.
Soil basic physical property test result
※ 시험기준은 고속도로 건설재료 품질기준[제20차 개정-2021.08](한국도로공사 도로교통연구원, 2021) - 성토용 재료(노상) 기준
4.2 혼합골재(40 mm)의 기본 물성 시험 결과
혼합골재의 기본 물성은 고속도로 건설재료 품질기준 [제20차 개정-2021.08]에 액성한계(25 이하)와 소성지수(6 이하)의 기준을 만족하였고, 모래당량(25 이상), 마모감량(50 이하) 기준도 만족하였고, 입도 시험에서도 각 체 별 통과 기준을 모두 만족하였으며, 씻기 시험 역시 기준(10% 이하)을 만족하였다. 다짐 시험 기준(1.5 초과)과 실내CBR 시험도 기준(50 이상)을 만족하는 결과를 확인하였으며, 결과적으로 시험에 사용된 혼합골재는 모든 항목들에서 양호한 결과값을 얻어 일반적인 혼합골재를 대표 할 수 있을 것으로 판단된다. 흙의 공학적 분류(KS F 2324)로 보면, 0.075 mm 통과율이 5.0% 로 50% 이하이고, 4.75 mm 통과율이 32%로 50% 이하이며, 액성한계와 소성한계는 NP(Non-plastic)로써 소성도에서 A선 아래 또는 PI < 4 에 해당되고 균등계수(Cu)가 27.6, 곡률계수(Cc)가 3.6이므로 GP-GM(입도 분포 불량한 자갈 또는 자갈 모래 혼합토-실트질 자갈, 자갈모래 점토 혼합토)로 분류된다(Table 10와 Fig. 12 참조).
Table 10.
Mixed aggregate basic physical property test result
※ 시험기준은 고속도로 건설재료 품질기준[제20차 개정-2021.08](한국도로공사 도로교통연구원, 2021) - 보조기층 기준
4.3 토사+시멘트 안정처리 시험 결과
토사+시멘트 안정처리 0% 3%, 6%, 9%로 혼합하고 1차, 2차, 3차 시험으로 나누어 시험을 진행하였으며, 다음과 같은 실험 결과를 얻을 수 있었다(Table 11 참조).
Table 11.
Soil+Cement stable treatment test result
4.4 혼합골재+시멘트 안정처리 시험 결과
혼합골재+시멘트 안정처리 0% 3%, 6%, 9%로 혼합하고 1차, 2차, 3차 시험으로 나누어 시험을 진행하였으며, 다음과 같은 실험 결과를 얻을 수 있었다(Table 12 참조).
Table 12.
Aggregate+Cement Stable Treatment Test Result
5. 결 론
본 연구는 라오스 비포장도로 개선을 위하여 저비용 공법의 개발을 추진하기 위한 결합재의 선정 및 이를 토대로한 제품의 최적 공법 선정을 위한 기초 자료를 얻기 위함을 목적으로 평가를 실시하였다. 토사, 혼합골재에 결합재를 혼합함으로 얻어지는 강도 발현 특성을 파악하여 적합한 배합비를 선정하기 위하여 물성 시험들을 실시하였고 다음과 같은 결론을 도출하였다.
1) 토사+시멘트 안정처리의 다짐 시험은 최대건조밀도와 최적함수비에서는 결합재 혼합비에 따른 뚜렷한 변화가 나타나지 않았으나, 결합재 혼입량이 증가함에 따라 CBR값은 확연히 증가된다.
2) 혼합골재+시멘트 안정처리의 다짐 시험은 몰드 탈형시 성형성을 유지하지 못하고 공시체가 흐트러져 측정이 불가능 하였다. 경제성을 고려한 최적의 배합 조건을 찾기 위해서는 보다 많은 배합조건의 추가 시험이 필요하다.
3) 향후 토사+시멘트 안정처리, 혼합골재+시멘트 안정처리, 혼합골재+시멘트+유화아스팔트 안정처리 혼합물, 토사, 혼합골재+고화재(경화재) 안정처리 혼합물에 대한 시험을 추가적으로 진행하여 비교 할 것이다.
본 연구는 라오스에서 사용되는 기본 재료 실험에 대한 내용을 기술한 것이며, 추가적으로 라오스 현지 비포장도로 개선을 위한 안정처리 기층의 최적 배합을 확정한 후에 혼합재료의 물성 시험을 진행 할 것이다. 또한 국내에서 아무리 같은 재료를 선정하여 진행하였지만 현지의 재료와는 다소 차이가 발생하므로 국내 재료 시험의 자료를 바탕으로 현지 재료 시험이 진행되어야 할 것이다.














